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(共26張PPT)
生物學（新人教版）
遺傳與進化
第三章 基因的本質
第 3 節
DNA的復制
Biology
復習回顧
1、DNA是由 條 組成的，這兩條鏈按 方式盤旋成 結構。
兩
脫氧核苷酸單鏈
反向平行
雙螺旋
2、DNA中的 和 交替連接，排列在外側，構成 。 排列在內側。
脫氧核糖
磷酸
基本骨架
堿基
3、兩條鏈上的堿基通過 連接成 ，且堿基配對具有一定的規律： 一定與 配對、 一定與 配對。堿基之間的這種一一對應的關系，叫作 。
氫鍵
堿基對
A T
C G
堿基互補配對原則
4、DNA分子的特性：
①穩定性 ②多樣性 ③特異性
新知探究
（1）如果現在要復活恐龍，我們應該怎么辦？
獲得恐龍的DNA分子，讓DNA進行復制。
（2）DNA作為遺傳物質，是如何進行復制的？
為了保證遺傳信息的精確傳遞，怎樣保證
DNA準確復制？
遠古化石：被琥珀困住的蚊子
新知探究
（閱讀教材53頁第一段）
關于DNA的復制方式，科學家提出了哪些假說？
DNA分別通過這兩種復制方式復制一次，所形成的子代DNA分子的組成有何不同？
1
提出問題
DNA以什么方式復制？
2
作出假設
(2)全保留復制
新復制出的分子直接形成，完全沒有舊的
復制
一次
親代DNA
子代DNA
(1)半保留復制(沃森和克里克提出）
形成的分子一半是新的，一半是舊的
復制一次
親代DNA
子代DNA
對DNA復制的推測
01
小組思考與討論下列問題：
1.這些觀點各有不同，如何來證明哪個觀點是正確的？
需要通過實驗驗證
2.如果要你來設計實驗，你認為最基本的思路是什么？
半保留復制
全保留復制
把復制出的子代DNA鏈（子鏈）和原來的鏈（母鏈）區別開，觀察它在新DNA中出現的情況。
最重要的區別：在子代DNA分子中，來自模板DNA的母鏈與新合成的DNA子鏈的結合情況不同。
3.如何在實驗中直觀區分母鏈和子鏈？
同位素標記法。
4.如果用同位素標記，什么元素好？
15N和14N是N元素的兩種穩定的同位素(無放射性)，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；
（畫一畫：分別按照半保留復制、全保留復制的方式復制兩次）
對DNA復制的推測
01
1
提出問題
2
作出假設
3
演繹推理
（1）半保留復制
15N
14N
14N
14N
15N
14N
P:
F1:
F2:
15N
15N
14N復制
（2）全保留復制
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N復制
14N復制
14N復制
14N
14N
15N
15N
對DNA復制的推測
01
要驗證上述預測,就要分別觀察親代和子代的DNA情況,但實驗中,形成的不同密度的DNA分子是隨機混合在一起的， 應如何區分？
—演繹推理
密度梯度離心
密度
低
高
利用離心技術可以在試管中區分含有不同N元素的DNA；
對DNA復制的推測
01
思考
15N/15N-DNA
15N/14N-DNA
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
親代 子一代 子二代
輕帶
中帶
重帶
輕帶
中帶
重帶
半保留復制
按照前面的演繹推理，密度梯度離心后，親代、子一代、子二代應該會出現怎樣的條帶呢？
—演繹推理
對DNA復制的推測
01
思考
按照前面的演繹推理，密度梯度離心后，親代、子一代、子二代應該會出現怎樣的條帶呢？
15N/15N-DNA
15N/15N-DNA
14N/14N-DNA
15N/15N-DNA
14N/14N-DNA
親代 子一代 子二代
輕帶
中帶
重帶
輕帶
中帶
重帶
全保留復制
—演繹推理
對DNA復制的推測
01
只含15N的DNA密度大，只含14N的DNA密度小，一條鏈含14N、一條鏈含15N的雙鏈DNA密度居中。
①實驗者：
②實驗材料：
③實驗方法 ：
梅塞爾森和斯塔爾
大腸桿菌
同位素標記技術
④實驗過程 ：
讓大腸桿菌在15NH4Cl的培養若干代，再放置在14NH4Cl培養。
⑤實驗原理 ：
4
實驗驗證
⑥實驗結果 ：
離心后應出現三條DNA帶
①重帶(密度最大)：兩條鏈都為15N標記的親代雙鏈DNA。
②中帶(密度居中)：一條鏈為14N標記，另一條鏈為15N標
記的子代雙鏈DNA。
③輕帶(密度最小)：兩條鏈都為14N標記的子代雙鏈DNA。
DNA半保留復制的實驗證據
02
15N
14N
14N
14N
15N
14N
P:
F1:
F2:
細胞再 分裂一次
15N
15N
轉移到含14NH4Cl的培養液中
細胞分裂一次
提出DNA離心
提出DNA離心
提出DNA離心
排除DNA的復制是全保留復制
排除DNA的復制是分散復制
1
提出問題
2
作出假設
3
演繹推理
4
實驗驗證
14N復制
14N復制
5
實驗結論
：DNA的復制方式是半保留復制
DNA半保留復制的實驗證據
02
（二）推測可能的復制方式
（三）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
（四）完成實驗
（一）DNA的是如何復制的
半保留復制
全保留復制
假說——演繹法
DNA復制方式的探究歷程小結：
提出問題
作出假說
演繹推理
實驗驗證
得出結論
DNA半保留復制的實驗證據
02
(1)沃森和克里克以大腸桿菌為材料，運用同位素標記技術證明DNA復制方式是半保留復制(　　)
(2)證明DNA為半保留復制的研究過程中運用了假說—演繹法(　　)
×
√
DNA半保留復制的實驗證據
02
自主學習：閱讀教材56頁第二、三段，并填表
場 所
時 間
條 件 模 板
原 料
能 量
酶
堿基互補配對
特 點
DNA復制的過程
03
真核細胞：
DNA的復制是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。
主要在細胞核中，但在線粒體、葉綠體也有DNA的復制；
原核細胞：
主要在擬核中，在質粒處也
有DNA的復制。
細胞分裂前的間期(有絲分裂前的間期、減數分裂前的間期)，隨著染色體的復制而完成。
1
概念：
2
DNA復制場所
3
發生時期(真核生物)
DNA復制的過程
03
DNA復制的過程
03
4
過程與條件
新合成的子鏈
DNA聚合酶
DNA聚合酶
DNA解旋酶
游離的脫氧核苷酸
解
旋
需要細胞提供能量
需要解旋酶的作用
結果：氫鍵斷裂，雙鏈打開
合成子鏈
模板：
原料：
酶 ：
能量：
原則：
方向：
解開的每一條母鏈
四種脫氧核苷酸
DNA聚合酶等
細胞提供ATP
堿基互補配對原則
5‘-端至3’-端
DNA復制的過程
03
5
復制特點
（1）邊解旋邊復制
（2）半保留復制
加快復制速度，減少DNA突變可能
保證了復制的準確進行
6
精確復制的原因
（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。
7
復制的意義
你認為DNA復制會百分之百準確嗎？如果復制出現錯誤，可能會產生什么影響？
會出錯，可能導致基因突變，引起生物體性狀的改變。
將遺傳信息從親代傳給子代，從而保持遺傳信息的連續性。
DNA復制的過程
03
DNA復制的起點和方向
(1)原核生物：單起點雙向復制
(2)真核生物：多起點雙向復制
在復制速率相同的前提下，圖中DNA是從其最右邊開始復制的，這種復制方式提高了DNA復制的效率。
DNA復制的過程
03
課堂小結
練習與應用(P56 )
一、概念檢測
1.DNA復制是在為細胞分裂進行必要的物質準備。據此判斷下列相關表述是否正確。
（1）DNA復制與染色體復制是分別獨立進行的。 （ ）
（2）在細胞有絲分裂的中期，每條染色體是由兩條染色單體組成的，所以DNA的復制也是在這個時期完成。 （ ）
×
×
2.DNA的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
B
練習與應用(P56 )
一、概念檢測
3.將DNA雙鏈都被15N標記的大腸桿菌放在含有14N的培養基中培養，使其分裂3次，下列敘述正確的是（ ）
A. 所有的大腸桿菌都含有15N
B. 含有15N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/2
C. 含有15N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/4
D. 含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例為1/8
C
練習與應用(P56 )
一、概念檢測
練習與應用(P 56)
二、拓展應用
1.雖然DNA復制通過堿基互補配對在很大程度上保證了復制的準確性，但是，DNA平均每復制109個堿基對，就會產生1個錯誤。請根據這一數據計算，約有31.6億個堿基對的人類基因組復制時可能產生多少個錯誤？這些錯誤可能產生什么影響？
可能有6個堿基發生錯誤，產生的影響可能很大，也可能沒有影響。
2.已知果蠅的基因組大小為1.8×108bp（bp表示堿基對），真核細胞中DNA復制的速率一般為50～100bp/s。下圖為果蠅DNA的電鏡照片，圖中的泡狀結構叫作DNA復制泡，是DNA上正在復制的部分。請你推測果蠅DNA形成多個復制泡的原因。
說明果蠅的DNA有多個復制起點，可同時從不同起點開始DNA復制，由此加快DNA復制的速率，為細胞分裂做好物質準備。
練習與應用(P 56)
二、拓展應用

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