3.3 DNA的复制-【生物讲堂】2023-2024学年高一生物同步备课课件（人教版2019必修2）

3.3 DNA的复制 怎样证明DNA是半保留复制的？ DNA的半保留复制对遗传信息的稳定传递有什么意义？ DNA的复制过程是怎样的？ 本 节 聚 焦 温故启新 Q1：什么是遗传现象? Q2:生物具有遗传现象的原因是什么? 亲子代性状上的相似性。 生物通过生殖产生后代，才能表现出遗传现象。 Q3:亲代在生殖过程中传递给子代什么物质或是结构，使子代表现出与亲代相似的性状呢? Q4:为什么亲代将DNA传递给子代，能够使子代表现出与亲代相似的性状? Q5:子代为什么能获得与亲代相同的DNA? DNA 子代获得的DNA与亲代相似 遗传的核心是：亲代DNA复制后传递给子代。 思考：如何知道细胞增殖过程中DNA发生了自我复制? 资料1:1956年，美国科学家科恩伯格在试管中加入大肠杆菌提取液、合成DNA的原料——4种脱氧核苷酸(利用放射性同位素进行标记),再加入极微量的“模板DNA”,保温30min。结果发现有新的DNA分子产生，其证据是“放射性标记”已进入DNA。提纯新合成的DNA,测定其碱基组成，与加入的微量“模板DNA分子”完全相同。同时发现了催化DNA合成的DNA聚合酶。 大肠杆菌提取液可以提供合成DNA所需的酶，大肠杆菌的DNA作为模板，结果是合成与其DNA相同的新DNA。 活动1:请根据日常生活经验，描述“复制”的定义。 思考：①2个DNA分子相同或者不同，体现在DNA结构的哪部分？ 一、推理构建DNA复制概念 复制是以原有样品为模板，制作出1份或者多份与原有样品相同的产品。 P55 DNA复制：以亲代DNA为模板，合成完全相同的子代DNA的过程。 ②据此推测DNA分子复制的关键步骤是？ DNA 复制的关键在于如何读取DNA分子碱基的排列顺序。 ③根据碱基对排列在内侧这一特点，请推测复制前DNA分子还需要发生什么变化？ 碱基对的数量和排列顺序。 DNA分子双螺旋结构得先解旋。 资料2:沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型之后，又提出DNA复制的假说。他们推测：在DNA复制时，氢键断裂，DNA双螺旋解开，解开的2条单链分别作为复制的模板合成子代链。新形成的2个DNA分子，各有1条链来自亲代DNA,另1条链是新合成的，这种复制的机制被称为半保留复制。 思考：DNA分子是以何种方式合成的，从而达成“复制”的结果呢？ 5’ 3’ 5’ 3’ 双螺旋解开 氢键断裂 3’ 5’ 5’ 3’ 模板 模板 子链 子链 二.对DNA复制方式的推测 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 3’ 3’ 5’ 3’ 5’ 5’ 3’ 半保留复制 + 5’ 3’ 5’ 3’ 全保留复制 5’ 3’ 5’ 3’ + 5’ 3’ 5’ 3’ 都是新链 如何证明哪种假说正确？ 7 1、从子代DNA两条链的来源区分： 若子代DNA两条链____________________，为半保留复制 若子代DNA两条链____________________，为全保留复制 都是母链或都是子链 一条母链一条子链 2、如何区分母链和子链？ 同位素标记法 三、证明DNA半保留复制的实验—— 假说-演绎法 提出问题 DNA以什么方式复制？ 作出假说 半保留复制 全保留复制 演绎推理 关键思路：通过实验区分亲代和子代的DNA。 同位素标记 放射性 同位素 稳定 同位素 3H 14C 32P 18O 15N 检测 放射性 检测 密度或相对分子质量 科学方法：同位素标记法(同位素示踪法)：用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向。 标记DNA 研究DNA复制方式。 P二54 3H标记亮氨酸，研究分泌蛋白的合成与运输过程。 14C标记CO2，研究暗反应中碳的转移途径。 标记DNA， 噬菌体的遗传物质 标记H2O、CO2 研究光合产物O2中氧原子的来源。 P二45 P一102 P一103 P一51 密度梯度离心 通过超离心机对某一介质（氯化铯等） 长时间加一个离心力，使其在离心管 内从液面到底部出现一定的密度梯度。 15N和14N是氮元素的两种稳定同位素，15N的DNA比14N的DNA密度大。利用离心技术可在试管中分开不同氮元素的DNA。 思考：如何标记？ 15N标记母链，14N标记子链（P54） 10 ①如果亲代的DNA两条链用15N标记，然后放在14N 的原料中复制，则亲代、子一代、子二代DNA分别怎样？ ②密度梯度离心的结果 亲代 F1 F2 轻 中 重 亲代 F1 F2 轻 中 重 演绎推理 子一代 子二代 亲代 半保留复制 子一代 子二代 亲代 全保留复制 材料： 。 方法：