1、3.3 DNA的复制的复制教学目标1.运用假说一-演绎法探究DNA的复制方式，概述DNA通过半保留方式进行复制。2.通过对DNA半保留复制方式的学习，理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。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？碱基互补配对原则是指DNA两条链的碱基之间有准确的一一对应关系，暗示DNA的复制可能要先解开DNA双螺旋的两条链，然后通过碱基互补配对合成互补链。2.这句话中为什么要用“可能”二字？这反应科学研究具
2、有什么特点？科学研究需要大胆的想象，但是得出结论必须建立在确凿的实验证据之上。in the following communications.We were not aware of the details of the results presented there when we devised our structure,which rests mainly though not entirely on published experimental data and stereo-chemical arguments.It has not escaped our notice that
3、the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the gengtic material.Full details of the structure,including the con-ditions assumed in building it,together with a set of co-ordinates for the atoms,will be published elsewhere.半保留复制的假说全保留复制的假说子代DNA分散复制的假说
4、亲代DNA科学家：梅塞尔森（M.Meselson）和斯塔尔（F.Stahl）材料：大肠杆菌技术：同位素标记法（15N无放射性）、密度梯度离心法15N和14N是N元素的两种稳定的同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大先用15NH4Cl培养液培养大肠杆菌让大肠杆菌繁殖若干代（DNA几乎都是15N标记）将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA将提取的DNA进行离心，记录离心管中DNA的位置实验过程：全保留复制假说分散复制假说半保留复制假说如果是复制，第一代和第二代离心后试管中DNA的位置如何？实验预期：提取DNA并离
5、心转移到含14NH4Cl的培养液细胞分裂一次密度低高15N/15N-DNA提取DNA并离心15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA细胞再分裂一次提取DNA并离心实验结果：实验结果分析和结论第一代结果：排除全保留复制方式假说第二代结果：排除分散复制方式假说最终确认：DNA复制方式为半保留复制DNA复制方式研究过程总结提出问题提出假说演绎推理实验验证得出结论DNA是如何进行复制的？全保留、半保留、分散复制推测子代单链组成梅塞尔森和斯塔尔实验DNA为半保留复制假说-演绎定义：DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。时间：在真核生物中，发生在有丝分裂前的间期和
6、减数第一次分裂前的间期，随 着染色体的复制而完成的。过程：解旋：在解旋酶的作用下利用ATP，将DNA双螺旋的两条链解开；合成子链：DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链；复旋：每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构，形成两个新的、完全相同的子代DNA分子。1.DNA复制的概念是什么?时间？场所？2.DNA复制过程怎么进行?3.DNA复制过程需要哪些条件?4.DNA复制过程有何特点?5.DNA复制有何生物学意义?阅读p55，思考下列问题：条件：DNA的复制需要模板（亲代DNA的每一条）、原料（4种脱氧核苷酸
7、）、能量、酶（解旋酶、DNA聚合酶等）等基本条件；特点：边解旋边复制（提高复制效率）、半保留复制；意义：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。准确复制原因：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的进行。假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如图：从图中可以得到如下规律：(1)DNA分子数子n代DNA分子总数为2n个。含15N的DNA分子数为2个。含14N的DNA分子数为2n个。只含15N的DNA分子数为0个。只含14N的DNA分子数为(2n2)个。(2)脱氧
8、核苷酸链数子代DNA中脱氧核苷酸链数 条。亲代脱氧核苷酸链数 条。新合成的脱氧核苷酸链数(2n12)条。(3)消耗的脱氧核苷酸数若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需消耗游离的该脱氧核苷酸数为 个。若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，在第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸数为 个。2n12m(2n1)m2n1【典例】取【典例】取1 1个含有个含有1 1对同源染色体的精原细胞，用对同源染色体的精原细胞，用1515N N标记细标记细胞核中的胞核中的DNADNA，然后放在含，然后放在含1414N N的培养基中培养，让其连续进行的培养基中培养，让其连续进行两次有丝分裂，形成两
9、次有丝分裂，形成4 4个细胞，这个细胞，这4 4个细胞中含个细胞中含1515N N的细胞个数可的细胞个数可能是能是()A2B3C4 D前三项都对前三项都对将细胞分裂和DNA复制有机结合含含15N的的DNA作模板，原料是含作模板，原料是含14N的的脱氧核苷酸，合成的子链中含脱氧核苷酸，合成的子链中含14N该精原细胞进行的是有丝分裂，不要误认为该精原细胞进行的是有丝分裂，不要误认为精原细胞进行减数分裂；且精原细胞进行减数分裂；且DNA分子复制分子复制2次，会产生次，会产生15|14、14|14两种两种DNA分子分子所求的是含所求的是含15N的的细胞个数，而不是细胞个数，而不是DNA分子个数分子个数
10、第2种情况是2个细胞是：试题分析：在第一次有丝分裂后的子细胞中每一条DNA分子都是一条单链含15N，另一条单链含14N，因此每个细胞里面都有14N和15N；第二次有丝分裂共产生8条DNA分子，其中有4条DNA分子的一条单链含有15N，另一条单链含有14N；另外4条DNA分子的两条单链都只含有14N，在细胞分裂后期所有DNA分子随机分配到4个子细胞中。1个细胞是：1个细胞是：2个细胞是：第1种情况是4个细胞都是第3种情况是2个细胞是：将细胞分裂和DNA复制有机结合因此，最后形成的4个子细胞有3种情况：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)
11、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。()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（B）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 （C）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
12、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1/8二、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？【提示】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。复制泡【答案】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。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。
