3.3DNA的复制课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

第3章 基因的本质 第3节 DNA的复制 人教版高中生物必修二 沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著作短文的结尾处写道：“值得注意的是，我们提取的这种碱基特异性配对方式，暗示着遗传物质进行复制的一种可能的机制”。 问题导入 碱基互补配对原则 《核酸的分子结构》论文节选 DNA的复制机制 DNA的复制机制是怎样的呢？ 沃森和克里克在第二篇论文写道：“DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间氢键断裂，解开的两条单链分别作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上”。 《脱氧核糖核酸结构的遗传意义》论文节选 半保留复制 活动一：探究DNA复制的方式 活动一：探究DNA复制的方式 提出问题 做出假设 DNA是如何进行复制的？ 半保留复制 全保留复制 分散复制 关键：区分不同复制方式产生的子代DNA分子 5 梅塞尔森 斯塔尔 1958年 大肠杆菌 活动一：探究DNA复制的方式 同位素标记 6 1、放射性同位素标记法能区分开吗？ 不能，这种方法只能检查到整体有还是没有放射性，不能区分每一条链有无放射性 有放射性 有放射性 2、既然我们不需要放射性，用哪种同位素更好？ 稳定同位素：15N、18O 提出问题 做出假设 设计实验 活动一：探究DNA复制的方式 7 活动一：探究DNA复制的方式 提出问题 做出假设 设计实验 15N/15N -DNA 再分裂一次 分裂一次 14NH4Cl 实验中,形成的不同密度的DNA分子是随机混合在一起的， 应如何区分？ 8 密度 低 高 密度梯度离心技术： 区分试管中含有不同N元素的DNA 活动一：探究DNA复制的方式 提出问题 做出假设 设计实验 【资料一】6mol/L的氯化铯溶液密度约1.7g/mL，与DNA密度最接近。 【资料二】高速离心（30000~50000r/min）48~72h，氯化铯离心液形成1.65~1.75g/mL的密度梯度。原因：重金属盐的沉降作用与扩散作用达到动态的平衡。 【资料三】不同密度的DNA（14N、15N）在离心液中进入与自身密度最接近的区域，从而将微小差异的DNA很明显地区分开。 活动二：探究DNA复制的方式 提出问题 做出假设 设计实验 演绎推理 15N/15N 15N/14N 14N/14N 15N/14N 第 二 代 第 一 代 提取DNA离心 提取DNA离心 提取DNA离心 14N 14N 15N 半保留复制 全保留复制 15N/15N 14N/14N 14N/14N 15N/15N 15N/15N 【小组合作】 推演两种复制方式下，DNA在离心管中的位置 10 活动一：探究DNA复制的方式 提出问题 做出假设 设计实验 演绎推理 实验验证 得出结论 DNA的复制是以半保留的方式进行的。 【实验现象】 亲代 子一代 子二代 11 科恩伯格 1959年获诺贝尔奖 实验一：科恩伯格向反应体系中加入了4种脱氧核苷酸、ATP和酶，结果并未得到DNA分子。 实验二：科恩伯格向反应体系中加入了4种脱氧核苷酸、ATP和酶。又加入了微量的DNA分子。结果有新的DNA产生，且与加入的微量DNA分子相同。 思考1：这两个实验有什么区别？ 思考2：说明DNA复制需要哪些条件？ 活动二：DNA的复制 活动二：DNA的复制 基于DNA的半保留复制的机制及所需要的条件，阅读教材P55图文，小组合作梳理DNA复制的完整过程。 活动二：DNA的复制 活动二：DNA的复制 ①解旋 在能量驱动下，解旋酶将DNA双螺旋解开 ②延伸 DNA聚合酶催化脱氧核苷酸按照碱基互补配对原则合成子链 ③复旋 子链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构 【深化探究】DNA复制的精确性 活动二：DNA的复制 从DNA的结构角度分析，DNA精确复制的原因？ DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板。 通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。 16 【深化探究】DNA复制的特点 1、从解旋酶和DNA聚合酶作用的时间角度分析，你能发现解旋和子链延伸的关系吗？ 活动二：DNA的复制 边解旋边复制 【资料】科学家在适宜条件下人工合成DNA DNA完全解旋需要7小时 DNA合成需要8小时 DNA合成需要7.5小时 DNA 解旋酶 ATP DNA 解旋酶 ATP 脱氧核苷酸 DNA聚合酶 脱氧核苷酸 DNA聚合酶 17 【深化探究】DNA复制的特点 2．右图为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分。 活动二：DNA的复制 多起点复制 18 【深化探究】DNA复制的特点 3．果蝇全部基因组含有1.8×108bp，果蝇DNA每秒复制约80bp，共有约2000个复制起点，按照多起点复制计算，理论上需要47分钟左右才能复制完，但实际上仅需要24分钟左右即可复制完毕，据此你能得出DNA复制的其他特点吗？ 活动二：DNA的复制 双向复制 19 DNA复制的推测 DNA复制实验证据 DNA复制 全保留复制 半保留复制 分散复制 实验过程 实验结果 实验结论 基本条件 过程 特点 用15N标记DNA大肠杆菌放在含有14N的培养液中培养，在不同时刻提取DNA并进行分离 亲代：一条DNA带（底部） 第一代：一条DNA带（中间） 第二代：两条DNA带（中间、上部） DNA复制是半保留复制 解旋 合成子链 重新螺旋 模板 酶 能量 原料 DNA的 两 条 链 四种脱氧核苷酸 边解旋边复制 解旋酶 DNA聚 合 酶 参与 参与 课堂小结 DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。 21 随堂演练 1. 下列关于DNA复制的叙述，正确的是( ) A.复制均在细胞核内进行 B.复制仅发生在有丝分裂前的间期 C.复制过程先解旋后复制 D.碱基互补配对保证了复制的准确性 随堂演练 2. 下图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分析，下列相关叙述不正确的是( ) A.由图示可知，DNA复制的方式是半保留复制 B.解旋酶能使双链DNA解开，且需要消耗ATP C.从图中可以看出两条子链的合成方向都是 <m></m> 端到 <m></m> 端 D.DNA聚合酶的作用位点为两条脱氧核苷酸链之间的氢键 谢谢观看！ Lavf56.15.100 $$