3.3DNA复制 课件（21张ppt）高中生物学人教版（2019）必修2

(共21张PPT)
第3节 DNA的复制
第3章　基因的本质
左图是DNA分子结构模式图，首先用文字填出1—8的名称。
然后说一下DNA结构有什么特点。1._______
2._______
3._______
复习：DNA分子的分子结构
点击输入正文
1953年沃森和克里克发表了论文《 核酸的分子结构》。在这篇著名论文的结尾处这样写道：
詹姆斯·沃森（James Watson）
弗朗西斯·克里克（Francis Crick）
一：对DNA复制的推测-----提出假说
It has not escoped our notice that the spscific pairing we have postulated immedintely suggests apossible copying mechanism for the genetis material.
译文：“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？
暗示DNA的复制可能要先解开_____________________，然后通过___________________合成互补链。
2.这句话中为什么要用“可能”二字？这反映科学研究具有什么特点？
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。
《 核酸的分子结构》论文节选
DNA双螺旋的两条链
碱基互补配对原则
沃森和克里克接着发表了第二篇论文，提出了遗传物质自我复制假说：
DNA复制时，双螺旋解开，互补的碱基之间的_____断裂，解开的单链分别作为复制的__________，按照___________原则形成新链______________。
氢键
模板
碱基互补配对
（即半保留复制）
（1）半保留复制
（2）全保留复制
（3）分散复制
+
+
+
亲代DNA双链被切成片段后合成子链，然后子、母双链聚集成“杂种链”。
产生的两个子代DNA一个跟亲代DNA完全一样，另一个子代DNA的双链都是新合成的
复制产生的两个子代DNA，每个子代DNA各保留了亲代DNA分子中的一条链
当时生物学家提出的DNA复制模型有三种.
要想证明是哪种复制方式，必须进行实验!
既然是研究DNA复制，就必须能知道哪些是亲代DNA，哪些是复制产生的子代DNA，如何做区分亲代和子代的DNA,又如何进行实验观察呢？
1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记技术，设计了一个巧妙的实验。
15N和14N是N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分子量___，分子量大的，密度就___。
15N
15N
15N
15N
15N
15N
15N
15N
15N
15N
15N
15N
分子量差多少？
大
大
在观察亲代DNA和子代DNA的时,这些DNA分子虽然密度不同，却是混合在一起的，不易分离。怎么解决这个问题？
离心技术
轻带
中带
重带
密度梯度离心技术：离心是一种将悬浊液中悬浊物分离的一种方法，它利用高速旋转产生的离心力，将悬浊颗粒按照密度的不同处于离心管内的不同位置，从而达到分离的目的。
演绎的实验过程：
（1）用含15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，培养若干代，得到DNA被15N标记的大肠杆菌。
（2）将大肠杆菌转移至的普通含14NH4Cl培养基中培养，在不同时刻收集大肠杆菌，提取DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。
15N
15N
轻带
中带
重带
（亲代DNA）
提出DNA离心
若为全保留复制
15N
15N
P
F1
F2
14N
14N
提出DNA离心
重带
一半轻带、一半重带
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
DNA复制
DNA复制
15N
15N
提出DNA离心
四分之三轻带、四分之一重带
在含有同位素15NH4Cl培养基中培养若干代的大肠杆菌
在含有14NH4Cl的培养液中细胞分裂一次
在含有14NH4Cl的培养液中细胞再分裂一次
提出DNA离心
提出DNA离心
若为分散复制
15N
15N
P
F1
F2
提出DNA离心
重带
DNA复制
DNA复制
只有中带
只有中带
中带的位置比较
在含有14NH4Cl的培养液中细胞分裂一次
在含有14NH4Cl的培养液中细胞再分裂一次
在含有同位素15NH4Cl培养基中培养若干代的大肠杆菌
·
P:
F2:
15N
15N
15N/15N
重带
15N/14N
14N/14N
15N/14N
一半轻带、一半中带
全部中带
若为半保留复制
提出DNA离心
提出DNA离心
DNA复制
15N
14N
15N
14N
在含有同位素15NH4Cl培养基中培养若干代的大肠杆菌
在含有14NH4Cl的培养液中细胞分裂一次
在含有14NH4Cl的培养液中细胞再分裂一次
15N
15N
14N
14N
14N
14N
15N
14N
F1:
DNA复制
提出DNA离心
15N/15N
重带
15N/14N
14N/14N
15N/14N
一半轻带、一半中带
全部中带
提出DNA离心
提出DNA离心
提出DNA离心
在含有同位素
15NH4Cl培养基中
培养若干代的
大肠杆菌
在含有14NH4Cl的培养液中细胞分裂一次
在含有14NH4Cl的培养液中细胞再分裂一次
最终的实验结果与预期一致
得出结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。
假说—演绎法
提出假说
演绎推理
实验验证
提出问题
得出结论
DNA以什么方式进行复制？
推理、演练该复制模式下得到子代DNA的可能情况，预测可能实验结果
假设可能的复制方式(半保留复制)
DNA以半保留方式进行复制。
证明DNA半保留复制的实验
细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入含14N的培养基中培养，抽取其子代的DNA经高速离心分离，如图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是(　　)
A．亲代的DNA应为⑤
B．第二次分裂产生的子代DNA应为①
C．第三次分裂产生的子代DNA应为③
D．第一次分裂产生的子代DNA应为⑤
　实战训练　
P:
F1:
F3:中
DNA共多少个？
含15N的DNA有多少个？
含14N的DNA有多少？
只含14N的DNA有多少？
如果解旋成单链，含15N的单链有多少条？含14N的单链有多少条？
15N
15N
DNA复制
DNA复制
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
15N
14N
15N
14N
F3:
F2:
8个
2个
8个
6个
2条 14条
P:
F1:
15N
15N
DNA复制
DNA复制
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
15N
14N
15N
14N
Fn:
F2:
亲代DNA复制n代后，DNA分子数为 ＿＿。含亲代母链的DNA分子数为＿＿＿
不含亲代母链的DNA分子数为___
亲代DNA第n代复制增加的DNA分子数为______
2n
2个
2n－2
2n-1
P:
F1:
15N
15N
DNA复制
DNA复制
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
15N
14N
15N
14N
F3:
F2:
规律：双链DNA分子在复制时，需要周围环境提供的某种碱基数，等于模板DNA分子中这种碱基数乘以(2n—1)其中n为复制的次数。
如某DNA分子中胞嘧啶为a个连续复制n次，需周围环境提供游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为_________。
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
有200个碱基对的某双链DNA片段,含160个胸腺嘧啶脱氧核苷酸,若连续复制4次,共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸个数是( )
600
(2n—1)×a
+
+
+