1、。胞嘧啶胞嘧啶 2。腺嘌呤腺嘌呤3。鸟嘌呤鸟嘌呤 4 胸腺嘧啶5.脱氧核糖脱氧核糖6。磷磷 酸酸。胸腺嘧啶胸腺嘧啶7 脱氧核苷酸脱氧核苷酸。碱碱基对基对 一条脱氧一条脱氧氢键氢键 10 段段苷苷片片核核链链糖糖酸酸核核下面是下面是DNA的分子结构模式图，在右侧用文字的分子结构模式图，在右侧用文字写出图中写出图中1 11010的名称。的名称。第三节第三节 DNA 的复制的复制新产生的新产生的DNADNA分子是一个全新的分子是一个全新的DNADNA分子吗分子吗?是否像洗照片似的，有一张底片就可是否像洗照片似的，有一张底片就可以洗出以洗出 许多照片来许多照片来?DNADNA的复制的复制就是指以亲代就
2、是指以亲代DNADNA 为模板合为模板合 成子代成子代DNA的过程，即的过程，即1 1DNA2DNA。教学目标教学目标知识与能力知识与能力1.1.概述概述DNA分子分子的复制过程的复制过程2.2.探讨探讨DNADNA 复制的生物学意义复制的生物学意义教学重点：教学重点：DNADNA 分子复制的条件、过程和特点分子复制的条件、过程和特点 教学难点：教学难点：DNADNA 分子复制过程分子复制过程你能从DNA分子的双螺旋结构，设想 出DNA复制的方式吗?一、对一、对DNA分子的推测分子的推测1.关 于DNA分子复制的早期推测关于DNA分子是如何复制的，在早 期的研究中，科学家们提出了三个模型，它们
3、是全保留复制模型、分散复制模型 和半保留复制模型。这里我们主要介绍 全保留复制模型和分散复制模型。(1)全保留复制模型：在全保留复制模型 中，母链DNA分开，分别复制形成两条子链DNA,此后两条母链DNA彼此结合，恢复原状，新合成的 两条子链彼此互补结合形成一条新的双链DNA分子。一一、对、对 DNA复制的推测复制的推测最早提出的最早提出的DNADNA复制模型有三种：复制模型有三种：1、全保留复制：新复制出的分全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；子直接形成，完全没有旧的部分；(2)分散复制模型：在弥散(分散)复制模型中，亲代双链被切成双链片段，而这些片段又 可以作为新合成双链
4、片段的模板，新、老双链片 段又以某种方式聚集成“杂种链”。2 2、分散复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的、分散复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的2.遗传物质自我复制的假说沃森和克里克提出遗传物质的自我复 制假说：DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋将解 开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两 条单链作为复制的模板，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 合到模板的单链上。中 ;。保 留 了 原 来D N A 分 子制中子口J被条 都 链。因此 ;这种复 方 式 称为半保留复制由 于 新 合 成 的 每 个D A 分0这些观点各有不同，这些观点各有不
5、同，如何来证明那个观点如何来证明那个观点是是 正确的正确的?只能用实验来证明。只能用实验来证明。二、DNA 半保留复制的实验证据1.1.实验过程实验过程(1)1958年，科学家设计了DNA合成的同 位素标记实验。同位素用于追踪物质运行和变化过程时，叫做示踪元素。用示 踪元素标记的化合物，化学性质不 变。人们可以根据这种化合物的放 射性，对有关的一系列化学反应进 行追踪。这种科学研究方法叫做同 位素标记法。(离心技术的原理是物体在匀速圆周运离心技术的原理是物体在匀速圆周运动时受到一个外向的离动时受到一个外向的离心力，将样品放入离心力，将样品放入离 心机转子的离心管内，样品液就随离心管做心机转子的
6、离心管内，样品液就随离心管做 匀速圆周运动，产生了一个向匀速圆周运动，产生了一个向外的离心力，外的离心力，由于不同物体的质量、密度、大小及形状等 彼此各不相同，在同一固定大小的离心场中 沉降速度不同，由此便可以得到相互间的分DNADNA 半保留复制半保留复制-大肠杆苗大肠杆苗N/N-DNAN第一代第一代N/N-DNAlN 14N第二代N/AN-DNA*N/AN-DNAN/N-DNA*N/N-DNA大肠杆苗在合大肠杆苗在合PNHPNHClCl 的的 培养液中生长苦干代培养液中生长苦干代提取提取DNA,离心转移到合转移到合 NH Cl 的培养的培养液中液中细胞分裂一次细胞分裂一次提取提取 DNA.
7、DNA.离心第一代细胞分裂雨次提取提取DNA离心第二代密度密度低高N/N-DNAN/N-DNAlN/N-DNAN/N-DNA2.2.预测结果预测结果经过同位素的标记，将复制后的DNA分 子密度梯度离心会出现什么样的结果呢?科学家认为，可能会出现三种DNA分子：含15N的双链DNA分子，含14N的双链DNA和分别 含15N和14N的双链DNA分子。含含1515N的双链的双链DNA分子密度较大，离心后分子密度较大，离心后的条带应分布于离心管的下部；含14N 的双链 DNA密度较小，离心后的条带应分布于离心管的上部；而两条链分别含管的上部；而两条链分别含15N15N 和和14N14N 的的双链双链D
8、NA密度应该介于双链均含密度应该介于双链均含1515N的的DNA和双链和双链 均含均含1414N的的DNA之间，离心后的条带应分布与之间，离心后的条带应分布与离心管的中部。3.3.实实 验验 结结 果果N14/N14DNA轻链DNAN14/N15DNAN15/N15DNA重链DNAA B C实验的结果和预期的结果一致，说明克里克 等所做的假设正确，复制方式是半保留复制。(2)(2)子代子代DNA可能的情况可能的情况及及如何设计实验验证这种如何设计实验验证这种现象现象Il(3)(3)通过实验进行验证通过实验进行验证亲代 子一代 子二代/A-ONA15N/A-ONA 15N/4N-DNA演绎推理验
9、证假说验证假说(1)(1)DNADNA 的复制是半保留复的复制是半保留复制制 提出假说提出假说假说演绎5/5M-ONA世代世代分子分子总数总数DNADNA分子在离心管中位分子在离心管中位置置不同不同DNADNA分子占全部分子占全部DNADNA分子之分子之比比15N15N分子分子杂种分子杂种分子14N14N分子分子01 1全在下部全在下部1 112 2全在中部全在中部124 4/2 2 中中+%上上1/1/238 84 4 中中+3 3/4 4 上上1/43/4n2n2n2/2n2/2n中中+(1-2/2n)+(1-2/2n)上上2/2n2/2n(1-2/2n)(1-2/2n)探究点一探究点一根
10、据上根据上面实验过程，完成下列表面实验过程，完成下列表格格探究点二、探究点二、DNADNA 复制的场所和时间是复制的场所和时间是?场所：场所：真核生物：细胞核生物：细胞核(主要主要)、线粒体、叶绿体、线粒体、叶绿体 原核生物：拟核原核生物：拟核病毒：活的宿主细胞中病毒：活的宿主细胞中时间：有丝分裂间期、减数第一次分裂间期时间：有丝分裂间期、减数第一次分裂间期条件：模板：亲代DNA分子的两条链原料：游离的4种脱氧核苷酸(A、G、C、T)能量：ATP (呼吸作用提供)酶：解旋酶、DNA聚合酶等探究点三、探究点三、DNA 复制的过程包括哪些复制的过程包括哪些(1)(1)解旋解旋提供准确模板提供准确模
11、板DNA分子利用细胞提供的能能 量量、在解旋酶解旋酶的作用下，DNA分子两条多脱氧核苷酸链配对的碱基从从氢键氢键处 断裂，两条螺旋的双链解开，这个过程叫做解旋。解开的两条单链叫母链(也称模板链)。(2)(2)复制复制合成互补子链合成互补子链以上述解开的每一段母链为模版母链为模版，在DNA聚合酶聚合酶 等酶等酶的作用下，以周围环境中游离的4 4种脱氧核种脱氧核 糖核苷酸为原料糖核苷酸为原料，按 照碱基互补配对原碱基互补配对原则，则，各自 合成与母链互补的一段子链。(3)复旋 子、母链结合盘绕形成新母链结合盘绕形成新DNADNA 分子分子有人认为有人认为DNADNA 复制就像复制就像洗照片一样，洗
12、照片一样，有一张底片就可以洗出许多照片来。有一张底片就可以洗出许多照片来。这种说法对不对，为什么这种说法对不对，为什么?与洗照片不同，因为DNA分子的复制结果并没有形成一个完整的新的DNA分子，而是形成了一半 新、一半旧的两个DNA分子。半保留复制半保留复制边解旋边复制边解旋边复制多起点复制多起点复制DNADNA具有独特的双螺旋结构，具有独特的双螺旋结构，能为复制提精确的模板。能为复制提精确的模板。碱基具有互补配对的能力，碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。能够使复制准确无误。DNADNA 分子复制分子复制的特点的特点DNADNA 准确复制准确复制 的原因的原因探究点四、DNA 分子复
13、制的特点及分子复制的特点及准确复制的原因准确复制的原因DNA分子的复制实质(意义)?DNA通过复制，将遗传信息从亲代传 给了子代，从而保证了物种的连续性:DNA 分子复制的过分子复制的过程程1 1、概念概念：2 2、场所：细胞核场所：细胞核(主要主要)、线粒体、叶绿、线粒体、叶绿体体3、时 期 ：有丝分裂间期、减数有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂前的间分裂第一次分裂前的间 期、无丝分裂之前期、无丝分裂之前模模 板板：DNADNA的两的两条母链条母链原料：原料：游离的脱氧核苷酸游离的脱氧核苷酸(A(A、G G、C C、T)T)4 4、条件条件 能能 量量：ATP酶酶：DNA解旋酶、解旋酶、DNA
14、聚聚合酶等合酶等5 5、复制过程：复制过程：解旋复制复旋6 6、复制特点复制特点 边解旋边复边解旋边复制半保留复制制半保留复制 多起点复制7、准确复制原因准确复制原因 DNA双链提供精确的模板双链提供精确的模板碱基互补配对原则碱基互补配对原则8 8、复制的生物学意复制的生物学意义：义：课堂练习课堂练习1.1.实验室内模拟生物体实验室内模拟生物体DNADNA的复制必需的一的复制必需的一组条件是(D)酶酶 游离的脱氧核苷酸游离的脱氧核苷酸ATPATP DNADNA分 子分 子 mRNAmRNA tRNAtRNA适宜的温度适宜的温度 适宜的酸碱适宜的酸碱度度A.B.B.C.C.D.D.课堂练习课堂练
15、习2 2.下列关于下列关于DNA 复制的叙述，正确的复制的叙述，正确的是(D)A.DNA 分子在解旋酶的作用下，水解 成脱氧核苷酸B.在全部解旋之后才开始碱基配对C.解旋后以一条母链为模板合成两条新 的子链D.复制后，每个新DNA 分子中含有一 条母链和一条子链3 .DNA分子能自我复制的根本原因(分子基础)是()DNA具具有有独特的双螺旋结构独特的双螺旋结构连接两条链的碱基有互补配对能力连接两条链的碱基有互补配对能力磷酸和脱氧核糖交磷酸和脱氧核糖交互排列互排列DNA有特异性和有特异性和多样性多样性A.B.C.D.课堂练习课堂练习一一5.将一个将一个DNA分子用分子用1414N进行标记，在普通
16、培养基进行标记，在普通培养基 上让其连续复制上让其连续复制3 3次，在最后得到的次，在最后得到的DNA分子中，分子中，被标记的被标记的DNADNA 的脱氧核苷酸链占的脱氧核苷酸链占DNDNA A 总的脱氧核总的脱氧核 苷酸链的比例是苷酸链的比例是(C C )A.1/32 B.1/16 C.1/8 D.1/4课堂练习课堂练习4.4.某某DNADNA分子复制三次后，所分子复制三次后，所得到的第四代得到的第四代DNADNA分子中，分子中，含有第一代含有第一代DNA中脱氧核苷酸链的条数是中脱氧核苷酸链的条数是()A.1条条 B 条 C.4C.4条条 D.8D.8条条 课堂练习课堂练习一一 6.某某DN
17、ADNA 分子片断含有分子片断含有100100个碱基对，其中个碱基对，其中A A 为为6060个，该片段个，该片段 连续复制三次所需连续复制三次所需C C的数量为的数量为()A.180个个 B.280个个 C.320个 D.360个个7.某某DNB分分子含有腺嘌呤子含有腺嘌呤200200个个，该，该DNA复制数次后，消耗了复制数次后，消耗了 周围环境中周围环境中30003000个含腺嘌个含腺嘌呤的脱氧核苷酸，则该呤的脱氧核苷酸，则该DNA分子分子已经复制了多少次?()A.3次 B.4次 C.5次 D.6次B8 8.1 1 个个DNA复制成复制成2 2个个DNA,这这 两两 个个 携携 带带 完
18、完全相同遗传信息的 DNADNA 分分 子子 彼彼 此此 分分 离离 发发 生生 在在()A.A.细胞分裂间期细胞分裂间期 DB.B.减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期C.C.减数第一次分裂后期和有丝分裂后期减数第一次分裂后期和有丝分裂后期D.D.减数第二次分裂后期减数第二次分裂后期和有丝分裂后期和有丝分裂后期课堂练习课堂练习一一9.9.已知某已知某DNADNA 分子含有分子含有10001000个个碱基对，其中一条链上碱基对，其中一条链上A:G:T:C=1:2:3:4。该该 DNA分子连续复制两次，分子连续复制两次，共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是数是()课堂练习课堂
19、练习A .600个C.1200 个 B.900 个D.1800 个10.细胞内某一细胞内某一DNA片段中有片段中有30%30%的碱基为的碱基为A,则该片段 中中()A .G的含量为3 0%B.U 的含量为30%C.嘌呤含量为50%D.嘧啶含量为40%课堂练习课堂练习一一11.双链DNA 分子某片段包含m 个碱基，其中胞嘧啶n个，该片段复制两次，需要消耗游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为 ()A.B.B课堂练习12.含有含有3232P P或或3131P P的磷酸，两者化学性质的磷酸，两者化学性质几乎相同，都几乎相同，都 可参与可参与DNA分子的组成，但分子的组成，但3232P比比3131P质量大。现将
20、某质量大。现将某 哺乳动物的细胞移至含哺乳动物的细胞移至含有有3131P P磷酸的培养基中，连续培磷酸的培养基中，连续培 养数代后得到养数代后得到G0G0 代细胞代细胞。然后将。然后将G0G0代细胞移至含有代细胞移至含有3232P P 磷酸的培养基中培养，经过第磷酸的培养基中培养，经过第1 1、2 2次细胞分裂后次细胞分裂后，分，分 别得到别得到G1、G2代细胞。再从代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取代细胞中提取 出出DNA,经密度梯度离心后得到结果如图。由经密度梯度离心后得到结果如图。由于于DNA分分 子质量不同，因此在离心子质量不同，因此在离心管内的分布不同。若、管内的分布不同。若、
21、分别表示轻、中、重三种分别表示轻、中、重三种DNA分子的位置，分子的位置，请回答：请回答：课堂练习课堂练习 课堂练习课堂练习 (1)G0、G1、G2 三代三代DNA离心后得试管分别是图中的离心后得试管分别是图中的 G0 ,G1 AG2 0 B D(2)G2 代代 在在 、三三 条条 带带 中中DNA 数数 的的 比比 例例 是是 0:1:1A B C DO(3)(3)图中、两条带中图中、两条带中DNADNA 分子所含的同位素磷分子所含的同位素磷分分别 是：条带31P/32P ,条 带 31P/31P(4)(4)上述实验结果证明上述实验结果证明DNADNA 的复制方式是的复制方式是DNADNA 的自我复制能使生的自我复制能使生物的物的 保持相对稳定。保持相对稳定。课堂练习课堂练习半保留复制半保留复制遗传信息遗传信息
