資源簡介

(共38張PPT)
第3節 DNA的復制
（第一課時）
第三章基因的本質
目標
01
02
03
分析DNA復制過程，歸納DNA復制過程中相關數量計算，提高邏輯分析和計算能力。（科學思維)
通過對DNA復制方式的推測及對探究DNA復制方式實驗的分析,再一次體會假說—演繹法。
（社會責任）
學習目標
通過DNA的復制，認同生命的延續與發展觀；理解遺傳信息，認同DNA的遺傳物質觀。（生命觀念）
情景視頻一：
我們的英雄——你記得我，我就活著（視頻）
少量DNA
怎么為我們的英雄尋找親屬？
足量DNA
情景材料一：
沃森和克里克在發表DNA雙螺旋結構的那篇著作短文的結尾處寫道：“值得注意的是，我們提出的這種堿基特異性配對方式，暗示著遺傳物質進行復制的一種可能的機制”。
問題1：堿基互補配對原則暗示DNA的復制機制可能是怎樣的？
暗示DNA的復制可能要先解開DNA雙螺旋的兩條鏈，然后通過堿基互補配對合成互補鏈。
問題2：DNA以什么方式復制？
一、對DNA復制的推測
（一）提出問題
DNA以什么方式復制？
(1)半保留復制(沃森和克里克）
半保留復制
全保留復制
分散復制
有人質疑
問題3：這些觀點各有不同，如何來證明那個觀點是正確的？
提出
二、DNA半保留復制的實驗證據
DNA以半保留方式復制（全保留、分散）
（二）作出假設
問題4：要通過實驗“探究DNA復制是哪種方式？”關鍵思路是什么？
關鍵思路：通過實驗區分親代和子代的DNA
問題5：DNA是肉眼看不可見的，如何做區分親代和子代的DNA呢？
梅塞爾森
斯塔爾
1958年
同位素標記技術
大腸桿菌（繁殖快，20min一代）
梅塞爾森
斯塔爾
1958年
同位素標記技術
資料：15N和14N是N元素的兩種穩定的同位素，這兩種同位素的相對原子質量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。
大腸桿菌（繁殖快，20min一代）
問題6：為什么不用32P，14C等具有放射性的同位素標記呢？形成的不同密度的DNA分子應如何區分？
二、DNA半保留復制的實驗證據
14N/14N—DNA
15N/14N—DNA
15N/15N—DNA
(輕帶)
(中帶)
(重帶)
密度梯度離心技術
利用離心技術可以在試管中區分含有不同質量N元素的DNA。
二、DNA半保留復制的實驗證據
15NH4Cl
14N/ 14N
-DNA
繁殖若干代
15N/ 15N
-DNA
目的？
得到的大腸桿菌DNA幾乎都是15N標記的
同位素標記技術
二、DNA半保留復制的實驗證據
15N/ 15N
-DNA
14NH4Cl
再分裂一次
分裂一次
提取DNA
離心
提取DNA
離心
？
？
？
哪個位置
？
？
？
哪個位置
同位素標記技術
密度梯度離心技術
二、DNA半保留復制的實驗證據
合作探究一：請同學們自主學習課本P53-54，小組合作思考討論完成問題。
嘗試畫出1個DNA分子分別按照半保留復制、全保留復制的方式復制兩次的圖解模型。
要求：
（1）限時2分鐘，小組做好分工，所有成員全力以赴，激情投入。
（2）確定小組發言人，做好展示準備，并做好評價與質疑的準備。
二、DNA半保留復制的實驗證據
15N
14N
14N
15N
14N
14N
14N
14N
15N
14N
15N
14N
P
F1
F2
15N
15N
15N/15N
重帶
15N/14N
14N/14N
15N/14N
輕帶中帶
中帶
第二代
第一代
提出DNA離心
提出DNA離心
提出DNA離心
含14N的培養液
（三）演繹推理
1.假設DNA的復制是半保留復制
二、DNA半保留復制的實驗證據
第二代
含14N的培養液
第一代
提出DNA離心
提出DNA離心
15N
15N
P
F1
F2
14N
14N
提出DNA離心
重帶
輕帶重帶
輕帶
重帶
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
15N/15N
14N/14N
15N/15N
14N/14N
15N/15N
（三）演繹推理
1.假設DNA的復制是全保留復制
二、DNA半保留復制的實驗證據
（四）實驗驗證
二、DNA半保留復制的實驗證據
結論：證明DNA的復制是半保留復制
排除DNA的復制是全保留復制
排除DNA的復制是分散型復制
親 代
子一代
子二代
細胞再分裂一次
15N
14N
15N
15N
14N
14N
轉移到含14NH4Cl的培養液中
細胞分裂一次
15N
14N
提出DNA離心
提出DNA離心
提出DNA離心
（五）實驗結論
二、DNA半保留復制的實驗證據
提出問題
作出假設
得出結論
演繹推理
實驗驗證
證明DNA半保留復制的實驗
DNA以半保留方式復制（全保留、分散）
推理、探究幾種復制模式下得到子代DNA的可能情況，預測可能實驗結果
DNA以半保留方式進行復制
證明DNA半保留復制的實驗
假說演繹法
二、DNA半保留復制的實驗證據
　實戰訓練　
1.細菌在15N培養基中繁殖數代后，使細菌DNA的含氮堿基皆含有15N，然后再移入14N培養基中培養，抽取其子代的DNA經高速離心分離，下圖①～⑤為可能的結果，下列敘述錯誤的是（ ）
A．第一次分裂的子代DNA應為⑤
B．第二次分裂的子代DNA應為①
C．第三次分裂的子代DNA應為③
D．親代的DNA應為⑤
　實戰訓練　
2.后再移入含14N的培養基中培養，提取其子代的DNA進行梯度離心，下圖①～⑤為可能的結果，下列敘述錯誤的是(　　)
A.第一次分裂的子代DNA應為② B.第二次分裂的子代DNA應為①
C.第三次分裂的子代DNA應為③ D.親代的DNA應為④
　實戰訓練　
3.將在含15NH4Cl的培養液中培養了若干代的某真核細胞轉移到含14NH4Cl的培養液中培養，讓細胞連續進行有絲分裂，并進行密度梯度離心。下列相關說法中，不正確的是
A.細胞經過一次分裂和離心后，DNA位于試管的中層
B.細胞經過兩次分裂和離心后，一半DNA位于試管的中層，另一半DNA位于上層
C.細胞經過三次分裂和離心后，3/4的DNA位于試管的中層，1/4的DNA位于試管的上層
D.該實驗可以證明DNA的復制方式是半保留復制
　實戰訓練　
4.把培養在含輕氮(14N)環境中的細菌，轉移到含重氮(15N)環境中培養相當于復制一次的時間，然后放回原環境相當于連續復制兩次的時間后，細菌DNA組成分析結果是(　　)
A．3/4輕氮型、1/4中間型 B．1/4輕氮型、3/4中間型
C．1/2中間型、1/2重氮型 D．1/2輕氮型、1/2中間型
DNA復制的概念是什么 時間？場所？
DNA復制過程需要哪些條件
簡述DNA復制過程怎么進行
DNA復制過程有何特點 精確復制的原因有何生物學意義？
2
3
4
1
合作探究二：請同學們自主閱讀教材P55-56，小組合作思考討論完成問題。
三、DNA復制的過程
概念
場所
時期
條件
DNA的復制是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。
主要是在細胞核(次要在線粒體、葉綠體)
細胞分裂（有絲分裂或減數分裂）前的間期
DNA的復制
三、DNA復制的過程
模板
原料
酶
能量
親代DNA分子中的兩條母鏈
以細胞中游離的4種脫氧核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶等
ATP等
三、DNA復制的過程
在ATP的驅動下，解旋酶將DNA部分雙螺旋的兩條鏈解開。
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
3'
5'
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
ATP
解旋酶
三、DNA復制的過程
（一）解旋
①游離的4種脫氧核苷酸按堿基互補配對原則隨機
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
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G
C
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G
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C
G
A
T
C
G
T
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T
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A
3'
5'
A
C
G
C
A
A
G
C
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A
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C
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T
A
T
A
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G
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C
G
A
G
C
T
T
形成氫鍵
三、DNA復制的過程
（二）合成子鏈
地與兩條母鏈的堿基配對，確定子鏈的脫氧核苷酸排列順序。
②在DNA聚合酶的催化下從子鏈的5'端把子鏈的脫氧核苷酸聚合成脫氧核苷酸鏈。
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
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G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
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T
T
A
T
A
T
G
C
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G
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G
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T
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
A
T
T
A
DNA聚合酶
5'
3'
T
A
T
G
C
A
T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
5'
3'
ATP
ATP
合成方向：
子鏈的5'端→ 3'端
形成磷酸二酯鍵
三、DNA復制的過程
（二）合成子鏈
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
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G
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C
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T
A
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C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
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A
A
3'
5'
A
C
G
C
A
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G
C
T
A
G
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C
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T
A
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A
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G
C
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T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
5'
3'
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
3'
5'
T
T
A
C
G
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
5'
3'
三、DNA復制的過程
（三）形成子代DNA分子
每條新鏈與其對應的模板鏈盤繞成雙螺旋結構。
特點
精確復制的原因
意義
方向
結果
①半保留復制；②邊解旋邊復制；
③雙向復制；④真核生物有多個復制起點
（1）DNA分子獨特的雙螺旋結構，為復制提供了精確的模板；（2）堿基互補配對原則，保證了復制能夠準確地進行。
將遺傳信息從親代傳給子代，從而保持遺傳信息的連續性。
一個DNA分子形成兩個完全相同的DNA分子
從子鏈的5' 端向 3' 端延伸
DNA復制的過程
三、DNA復制的過程
　實戰訓練　
5.下列關于DNA復制過程的正確順序是
①互補堿基對之間氫鍵斷裂 ②互補堿基對之間形成氫鍵
③DNA分子在解旋酶的作用下解旋 ④以解旋后的母鏈為模板進行堿基互補配對 ⑤子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋狀結構
A.①③④②⑤ B.①④②⑤③
C.①③⑤④② D.③①④②⑤
　實戰訓練　
6.一個DNA分子自我復制后形成兩個DNA分子，這兩個新的DNA分子（ ）
A.分別由兩條母鏈和兩條子鏈形成
B.兩條母鏈和兩條子鏈隨機結合而成
C.分別由一條子鏈及一條母鏈結合而成
D.一條子鏈與另一條子鏈的母鏈結合
　實戰訓練　
7．在一個細胞周期中，DNA復制過程中的解旋發生在（ ）
A．兩條DNA母鏈之間
B．DNA子鏈與其互補的母鏈之間
C．兩條DNA子鏈之間
D．DNA子鏈與其非互補母鏈之間
　實戰訓練　
8．一個DNA分子復制完成后，新形成的兩條子鏈（ ）
A．是DNA母鏈的片段
B．與DNA母鏈之一完全相同
C．與DNA母鏈相比，一定有所變化
D．與DNA的兩條母鏈分別相同
　實戰訓練　
9．DNA復制保證了親子代間遺傳信息的連續性。下列關于DNA復制的敘述，正確的是（ ）
A．復制均在細胞核內進行
B．堿基互補配對原則保證了復制的準確性
C．1個DNA分子復制1次產生4個DNA分子
D．游離的脫氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子鏈
　實戰訓練　
10.下圖為某真核細胞中DNA復制過程的模式圖，下列敘述正確的是
A.DNA分子在酶①的作用下水解成脫氧核苷酸，酶②催化堿基對之間的連接
B.在復制過程中解旋和復制是同時進行的
C.解旋酶能使雙鏈DNA解開，并且不需要消耗ATP
D.兩條新的子鏈通過氫鍵形成一個新的DNA分子
　實戰訓練　
11.如圖為真核生物DNA復制過程示意圖，有關分析錯誤的是(　　)
A.DNA具有半保留復制、邊解旋邊復制的特點
B.DNA復制時兩條子鏈的延伸方向相同
C.DNA不同起點的復制是不同步進行的
D.多起點雙向復制提高了DNA的合成速率
　實戰訓練　
12.某未被32P標記的DNA分子含有1 000個堿基對，其中鳥嘌呤300個，將該DNA分子置于含32P的培養基中連續復制3次。下列有關敘述錯誤的是
A.所有子代DNA分子都含32P
B.含32P的子代DNA分子中，可能只有一條鏈含32P
C.第三次復制過程中需要消耗腺嘌呤脫氧核苷酸4 900個
D.子代DNA分子中不含32P的脫氧核苷酸鏈占總鏈數的1/8
　實戰訓練　
13. DNA復制保證了親子代間遺傳信息的連續性。下列關于DNA復制的敘述，正確的是（ ）
A. 復制均在細胞核內進行
B. 堿基互補配對原則保證了復制的準確性
C. 1個DNA分子復制1次產生4個DNA分子
D. 游離的脫氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子鏈

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