1、 第第3 3章章 第第3 3节节DNADNA的复制的复制1（1）理解遗传信息通过DNA分子在亲子代之间进行传递（2）概述DNA分子的复制过程、条件及特点（3）通过设计相关实验探究DNA分子复制的方式学习目标1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，我们提出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”1.碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？2.这句话中为什么要用“可能”二字？这反应科学研究具有什么特点？问题探讨11 1）提出者：沃森、克里克 指DNA复制时，亲代DNA双螺旋解开后，分别以两条单链作为复制的模板，合成子链。一
2、个DNA经过一次复制形成两个DNA分子，其中每个DNA都保留了亲代DNA分子中的一条链。2 2）不同观点全保留复制：新复制的分子直接形成，没有旧的部分。弥散复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的一.DNA复制的推测 假说-演绎法作出假说半保留复制：1、半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；一.DNA复制的推测 假说-演绎法2、全保留复制：新复制出的分子直接形成，没有旧的部分；3、弥散复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的一.DNA复制的推测 假说-演绎法思考分析DNA复制的方式是什么？如何做区分？关键思路：区分亲代和子代DNA阅读课本内容思考下列问题：1.实验材料选
3、用了什么？大肠杆菌2.运用了什么技术方法？同位素标记技术、密度梯度离心技术3.用什么同位素去标记亲代DNA？用15N元素对亲代DNA标记1 21958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔背景知识：15N和14N是氮元素的两种稳定同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大；利用离心技术在试管中区分含不同N元素的DNA；轻带中带重带实验过程：用含15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌细胞分裂一次提取DNA离心15N/15N-DNA转移到含14NH4CI中密度低高提取DNA离心提取DNA离心第一代第二代推理3种复制模式下得到的子代DNA的可能情况，预测离心后条带情况。用
4、红笔代表亲代DNA母链，蓝笔（或黑笔）代表新合成的子链，画出一个DNA分子复制两代，每一代的DNA链的组成情况。学生活动（1）预测进行密度梯度离心后条带情况亲代半保留复制子一代子二代重带中带轻带中带一.DNA复制的推测 假说-演绎法预测进行密度梯度离心后条带情况全保留复制重带重带轻带轻带重带亲代子一代子二代一.DNA复制的推测 假说-演绎法一.DNA复制的推测 假说-演绎法预测进行密度梯度离心后条带情况重带亲代子一代子二代一.DNA复制的推测 假说-演绎法一.DNA复制的推测 假说-演绎法弥散复制中带中带一.DNA复制的推测 假说-演绎法验证假说一.DNA复制的推测 假说-演绎法 证明证明DN
5、ADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据实验过程：用含15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌细胞分裂一次15N/14N-DNA提取DNA离心15N/15N-DNA14N/14N-DNA15N/14N-DNA转移到含14NH4CI中密度低高提取DNA离心提取DNA离心第一代第二代得出结论：DNA的复制是半保留复制排除全保留复制排除弥散复制阅读教科书P55P56 的内容，思考并回答以下问题：二.DNA复制的过程(1)阅读教科书P55P56 的内容，思考并回答以下问题：1.DNA复制的概念？2.DNA复制的时期与场所？3.DNA复制的过程包括哪几个主要环节？4.DNA复制的结果？5.DNA复制过
6、程有何特点？需要哪些条件？6.DNA准确复制的原因和意义？细胞分裂前的间期2.时间：3.场所:真核生物：1.概念：指以亲代DNA的两条链为模板合成子代DNA的过程。叶绿体、线粒体原核生物：细胞核（主要）拟核、细胞质（质粒）二.DNA复制的过程二.DNA复制的过程(2)解旋（解旋酶）在ATP驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的2条链解开。合成子链（DNA聚合酶）以每一条母链为模板，以游离的将4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在DNA聚合酶的作用下合成与母链互补的1条子链。形成DNA 新合成的子链不断延伸，每条新链与其对应的模板链绕成双螺旋结构。二.DNA复制的过程3.过程：4.DNA复制需要
7、的基本条件（1）.模板（2）.原料（3）.酶（4）.能量亲代DNA的两条母链4种游离的脱氧核苷酸解旋酶DNA聚合酶等ATP二.DNA的复制5.DNA复制的特点边解旋边复制(从过程上看)半保留复制(从结果上看)6.DNA精确复制的原因（1）DNA独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板。（2）通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。二.DNA的复制7.DNA制的意义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。总结提升时间：细胞分裂前的间期过程模板：亲代DNA的两条链原料：原则：条件游离的四种脱氧核苷酸碱基互补配对原则能量：酶：特点：边解旋边复制、半保留复制解旋合成子链形成
8、DNAATP解旋酶、DNA聚合酶结果：1个DNA分子n次复制2n个DNA分子(1)画出将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养3代的DNA复制过程。（红笔表示15N，蓝笔表示14N）学生活动（2）(1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则：共产生子代DNA分子_个；8.DNA复制的相关计算其中子代DNA分子中，含15N的DNA分子_个；含14N的DNA分子_个；只含15N的DNA分子_个；只含14N的DNA分子_个；二.DNA分子的复制(1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则：8.DNA复制的相关计算其中子代DNA分子中
9、，脱氧核苷酸链数_条亲代脱氧核苷酸链数_条；新合成的脱氧核苷酸链数_条；22二.DNA分子的复制复制中消耗的脱氧核苷酸数若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为_个；第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为_个。8.DNA复制的相关计算二.DNA分子的复制(1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则：m(2n1)m2n1(1)注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，但后者只包括第n次的复制。(2)注意碱基的单位是“对”还是“个”。(3)切记在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子
10、都只有两个。(4)看清试题中问的是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词，以免掉进陷阱。特别提醒：“DNA复制”相关题目的4点“注意”8.DNA复制的相关计算二.DNA分子的复制一、概念检测1.DNA复制是在为细胞分裂进行必要的物质准备。据此判断下列相关表述是否正确。(1)DNA复制与染色体复制是分别独立进行的。()(2)在细胞有丝分裂的中期，每条染色体是由两条染色单体组成的，所以DNA的复制也是在这个时期完成的。()练习与应用（P56）2.DNA复制保证了亲子代间遗传信息的连续性。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.碱基互补配对原则保证了复制的
11、准确性C.1个DNA分子复制1次产生4个DNA分子D.游离的脱氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子链B练习与应用（P56）3.将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培养，使其分裂3次，下列叙述正确的是 （）A.所有的大肠杆菌都含有15NB.含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/2C.含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/4D.含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/8C练习与应用（P56）二、拓展应用1.虽然DNA复制通过碱基互补配对在很大程度上保证了复制的准确性，但是，DNA平均每复制109个碱基对，就会产生1个错误。请根据这一数据计算，约有31.6亿个碱基对的人类基因组复制时可能产生多少个错误？这些错误可能产生什么影响？可能有6个碱基发生错误。产生的影响可能很大，也可能没有影响。练习与应用（P56）2.已知果蝇的基因组大小为1.8 108bp（bp 表示碱基对），真核细胞中DNA复制的速率一般为50-100bp/s。下图为果蝇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。请你推测果蝇DNA形成多个复制泡的原因。说明果蝇的DNA有多个复制起点，可同时从不同起点开始DNA的复制，由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。练习与应用（P56）
