(共24张PPT)
3.3 DNA的复制
(课时1）
思考： 遗传信息由亲代传递给子代，离不开DNA的复制，
DNA是如何复制的呢？
01
02
03
基于对DNA复制图解的分析，归纳概括DNA复制的条件、过程和特点（科学思维)
通过DNA半保留复制的提出及证明过程，体验科学探究的基本方法，提高学生分析、推理、归纳等能力。（科学探究）
学习目标
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遗传的基础。（生命观念）
引导学生关注现实生活，关注癌症、克隆等社会热点，增强社会责任担当，形成正确的价值观和人生观。（社会责任）
04
一、对DNA复制方式的推测
（一）提出问题
DNA以什么方式复制？
全保留复制
分散复制
有人质疑
提出
半保留复制(沃森和克里克）
（二）提出假说
半保留复制
假说-演绎法
二、DNA半保留复制的实验证据
问题1：要通过实验“探究DNA复制是哪种方式？”关键思路是什么？
关键思路：研究子代DNA组成-区分母链和新合成的子链
问题2：DNA是肉眼看不见的，那如何区分亲代和子代的DNA链呢？
梅塞尔森
斯塔尔
1958年
同位素标记技术
大肠杆菌（繁殖快，20min一代）
科学的发现离不开技术的支持！！
背景知识：
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。
问题3：形成的不同密度的DNA分子应如何区分？
二、DNA半保留复制的实验证据
密度梯度离心技术
利用离心技术可以在试管中区分含有不同质量N元素的DNA。
模拟活动一：画出一个被15N标记的
DNA（15N//15N)分子复制两次后的
子代DNA。并选择合适材料完成离心后条带的分布情况预测
（任务分配：1.2组：半保留复制；3.4组：全保留复制；5、6组：分散复制）
（材料：水 蜂蜜 油 ； 三种材料模拟不同质量的DNA分子）
要求：3分钟，推选一人展示讲解。
二、DNA半保留复制的实验
（三）演绎推理
1.假设DNA的复制是半保留复制
2.假设DNA的复制是全保留复制
3.假设DNA的复制是分散复制
（三）演绎推理
问题5： 经过一次复制后离心观察DNA条带的分布，能排除DNA复制的方式是分散复制吗？说明原因。
一次即可。全保留复制--有轻带和重带；半保留复制--只有中带
问题6： 如何继续 排除分散复制呢？
问题4：想判断DNA复制的方式是半保留复制还是全保留复制，细胞分裂几次离心后就可以得到？
不能，若为分散复制，第一次分裂（复制）后离心，试管中会出现中带，无法与半保留复制区分
再进行一次分裂（复制），对第二次复制得到的产物进行离心观察
提出问题
作出假设
得出结论
演绎推理
实验验证
DNA分子的复制方式是哪种？
DNA以半保留方式复制（全保留、分散）
推理几种复制模式下得到子代DNA的可能情况，预测可能实验结果
DNA是以半保留方式进行复制
证明DNA半保留复制的实验：
①研究者 ②技术 ③材料
假说演绎法
小结：
科学是不断完善和发展的过程！新的科学理论或学说通常是在补充、修正，甚至推翻原有理论和学说的基础上形成的！
牢记总书记嘱托：把握历史机遇，永攀科技高峰！
1.DNA复制的概念是什么 时期？场所？
2.DNA复制过程需要哪些基本条件
3.DNA复制的过程分哪三大步骤
5.DNA复制的结果及意义？
请同学们自主阅读教材P55-56，思考完成下面问题。
三、DNA复制的过程
4.DNA精确复制的2个原因？
6.DNA复制的方向及特点？
拓展--- DNA复制特点
DNA聚合酶
4种脱氧核苷酸
DNA分子
ATP
解旋酶
得到子代DNA只需要7.5小时
B组实验
完全解旋需要7小时
DNA分子
ATP
解旋酶
4种脱氧核苷酸
ATP
DNA聚合酶
得到子代DNA需要8小时
A组实验
15小时
特点1：边解旋边复制
资料1
据资料1，推测DNA复制有什么特点？
资料2．已知果蝇的基因组大小为1.8×108 bp(bp表示碱基对)，真核细胞中DNA复制的效率一般为50～100 bp/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。
特点2：多个起点复制 双向复制
拓展---DNA复制特点
据资料2，推测DNA复制有什么特点？
DNA复制的起点和方向
(1)原核生物：单起点 、双向复制
(2)真核生物：多起点、双向复制
在复制速率相同的前提下，图中DNA是从其最右边开始复制的，这种复制方式提高了DNA复制的效率。
资料4
DNA聚合酶最早是美国科学家Arthur Komberg于1957年在大肠杆菌中发现的，被称为DNA聚合酶Ⅰ（DNA polymerase Ⅰ，简称polⅠ）以后陆续在其他原核生物及真核生物中找到了多种DNA聚合酶。这些DNA聚合酶的共同特征为：①具有5’→3’聚合酶活性，NA新链从头合成，只能催化dNTP加入核苷酸链的3'-OH末端。因而复制之初需要一段这就决定了DNA只能沿着5’→3’方向合成；②需要引物，DNA聚合酶不能催化DDNA引物的3’一OH端为起点，合成5’→3’方向的新链
拓展 --- DNA复制条件和方向
资料3：1958年美国生化学家kornberg在试管中用脱氧核苷酸合成DNA。他将大肠杆菌中提取的DNA聚合酶加入到含有四种丰富的脱氧核苷酸和适量的Mg2+的人工体系中，并没有发生DNA的合成，当加入少量的DNA做引子和ATP作为能源物质，经保温孵育后，测定其中DNA的含量。发现其中的DNA的含量增加了
模板、原料、DNA聚合酶、能量等
①子链按5→3’方向合成
②需要引物
据资料3，推测DNA复制的条件？
据资料4，推测DNA聚合酶作用特点
拓展----DNA复制的具体过程及方向
资料5 日本科学家冈崎在研究T噬菌体DNA复制时发现；将培养一段时间的T噬菌体的DNA产物按照大小进行分离，既得到DNA短片段，也得到DNA长片段。进一步，冈崎及其同事用不能产生DNA连接酶的T噬菌体重复以上实验，发现DNA短片段占主导。
方向：都从子链的5' 端---- 3' 端延伸，
一条连续复制，另一条不连续复制
据资料5，DNA两条链合成时在方向上有什么特点？
模拟活动二：模拟DNA复制过程
人员：全体学生参与，模拟DNA的双链复制过程
准备活动：
1.20名学生构建DNA双链链片段 --模板
2. 脱氧核苷酸若干 、 核糖核苷酸若干
3. 解旋酶：1人 DNA聚合酶：1人 引物酶： 1人 DNA连接酶：1人
活动内容：解旋-----合成子链----子链与模板链形成双链
1.概念
2.场所
3.时期
4.条件
DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
主要是在细胞核(其次在线粒体、叶绿体)
细胞分裂（有丝分裂或减数分裂）前的间期
小结DNA复制的过程
三、DNA复制的过程
模板
原料
酶
能量
亲代DNA分子中的两条母链
以细胞中游离的4种脱氧核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶等
ATP等
5.特点
6.精确复制的原因
9.意义
7.方向
8.结果
①半保留复制；②边解旋边复制；
③双向复制；④真核生物有多个复制起点
（1）DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；（2）碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行。
将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。
一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子
从子链的5' 端向 3' 端延伸
小结DNA复制的过程
三、DNA复制的过程
作业：
根据本节所学知识，查阅资料关注目前抗癌科研进展，也可从抑制DNA复制的角度的提出治疗思路。
下节课汇报。
