人教版生物必修2 3.3DNA的复制(共21张PPT)

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思考：生物亲子代之间是通过遗传物质传递遗传信息的，那么亲代之间的遗传物质如何“多出一份”来传递给子代？
第三章 基因的本质
第3节：DNA的复制
学习目标
01
02
03
通过模型建构的方式模拟 DNA 复制过程，分析 DNA 得以精确复制的原因及意义。（生命观念）
通过假说演绎法，结合经典实验与科学史材料，认同 DNA 半保留复制的方式。（科学思维）
进一步体会假说演绎法这一科学研究方法，形成良好的科学态度，落实社会责任。（社会责任）
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”
碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？
in the following communications. We were not a ware of the details of the results presonted there when we devised our structure, which rests mainly though not entirely on published experimental data and stereo-chenical arguments.
It has not escoped our notice that the spscific pairing we have postulated immedintely suggests apossible copying mechanism for the genetis 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.
《核酸的分子结构》论文节选
提出问题
一、问题探讨----提出问题
1、假说一——半保留复制
（1）提出者：
沃森和克里克
（2）假说内容：
DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链分别作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸根据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。
二、对DNA复制的推测----作出假说
2、假说二——全保留复制
DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。
一全新，一全旧
二、对DNA复制的推测----作出假说
要通过实验“探究DNA复制是哪种方式？”
如何做区分 ？ 又如何进行实验观察呢 ？
关键思路：区分亲代和子代的DNA，标记亲代DNA链，然后观察它们在子代DNA中如何分布。
三、DNA半保留复制的实验证据
任务一：阅读课本内容P53—P54，思考下列的问题：
1.实验材料选用了什么？
2. 用什么技术区分亲代DNA分子的母链和新合成DNA的子链？
同位素标记技术
3.使用了什么同位素去标记DNA？原理是？
4.使用了哪种技术把不一样的DNA分开？
密度梯度离心技术
1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔，设计了一个巧妙的实验。
三、DNA半保留复制的实验证据
大肠杆菌
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。
重带
中带
轻带
15N
14N
15N
15N
14N
14N
同位素标记技术(N)、密度梯度离心技术
含15N的DNA比含14N的DNA密度大
（一）实验预期—演绎推理：
提供教具：不同色彩的小棍代表含不同的DNA分子中的单链
学生分组：如果亲代DNA含15N，放在含14N的环境中培养，前后同学自动组成一个小组；用所给材料协作完成DNA复制方式模拟实验
任务二：学生活动
15N－DNA单链
14N－DNA单链
15N/15N－DNA
14N/14N－DNA
14N/15N－DNA
学生活动
模拟结果：
复制方式
亲、子代DNA
半保留复制
全保留复制
亲代大肠杆菌
子一代
子二代
14N/15N－DNA中带
14N/15N－DNA中带
14N/14N－DNA轻带
15N/15N－DNA重带
15N/15N－DNA重带
14N/14N－DNA轻带
15N/15N－DNA重带
14N/14N－DNA轻带
15N/15N－DNA重带
DNA复制方式是半保留复制！
15N/15N-DNA
14N/15N-DNA
14N/14N-DNA
14N/15N-DNA
（二）实验验证，得出结论：
亲 代
子一代
子二代
细胞再分裂一次
转移到含14NH4Cl的培养液中
细胞分裂一次
提取DNA离心
提取DNA离心
提取DNA离心
含15NH4Cl的培养液中
结论：
实验结果与半保留复制的预期结果相符
概念
场所
时间
条件
半保留复制和边解旋边复制
主要是细胞核（线粒体、叶绿体、原核生物的拟核）
细胞分裂前的间期
模板：
原料：
酶：
能量：
任务三：请阅读课本P55-P56，小组讨论完成表格：
DNA的两条链
细胞中游离的4种脱氧核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶等
ATP
四、DNA复制的过程
特点
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
【练一练】
下列关于DNA复制过程的正确顺序是（ ）
①互补碱基对之间氢键断裂
②互补碱基对之间形成氢键
③DNA分子在解旋酶的作用下解旋
④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对
⑤子链与母键盘旋成双螺旋状结构
（A）①③④②⑤ （B）①④②⑤③
（C）①③⑤④② （D）③①④②⑤
D
任务四：模型建构
四、DNA复制的过程
请同学们小组合作利用手中的DNA平面结构和纸袋内的材料演示DNA复制的过程，把得到的子代DNA粘贴到纸板的相应位置。
四、DNA复制的过程
1.DNA能精确复制的原因是什么？
2.DNA复制有何意义？
①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的准确进行
将遗传信息从亲代细胞传给子代细胞，从而保证了遗传信息的连续性
思考
相关计算
1个DNA分子复制n次，产生子代DNA数为______
2n
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。
2
2n
0
2n - 2
将15N标记的DNA分子转移到含14N的培养基上培养n代，小组讨论总结规律；
亲 代
第一代
第二代
15N
15N
15N
15N
14N
14N
子代DNA中脱氧核苷酸链________条；
15N标记的脱氧核苷酸链________条；
14N标记的脱氧核苷酸链________条。
相关计算
将15N标记的DNA分子转移到含14N的培养基上培养n代；
2
2n+1
2n+1-2
亲 代
第一代
第二代
15N
15N
15N
15N
14N
14N
本节课你学到了什么？
【课后作业】
【课堂总结】
概念检测
【巩固练习】
1.在进行基因工程时，已经得到一个目的基因，要人工复制，使数量增多，需要的复制条件是（ ）
①CTAGGGC或GATCCCG模板链
②碱基A、U、C、G ③碱基A、T、C、G
④核糖 ⑤脱氧核糖 ⑥酶 ⑦ATP ⑧磷酸 ⑨蛋白质
A．①③④⑦⑧⑨ B．①②④⑥⑦⑧
C．①②⑤⑥⑦⑨ D．①③⑤⑥⑦⑧
D
【巩固练习】
2.1956年美国生物化学家康贝格首次在试管中人工合成了DNA分子。实验中，他曾将从大肠杆菌中提取出的DNA聚合酶加入到具有四种丰富的脱氧核苷酸和适量的Mg的人工合成体系中，四种脱氧核苷酸并不能聚合成脱氧核苷酸链——并没有发生DNA的合成。下列关于其原因的叙述，错误的是()
A．缺少合成DNA的模板
B．缺乏能量供应
C．试管中缺乏大肠杆菌
D．合成过程需要适宜的温度、pH等条件
C