DNA的复制课件高一下学期生物人教版必修222

第三章基因的本质第3节DNA的复制

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”。inthefollowingcommunications.Wewerenota

ware

ofthedetailsoftheresultspresontedtherewhenwe

devisedourstructure,whichrestsmainlythoughnotentirelyon

publishedexperimentaldataandstereo-chenicalarguments.

Ithasnotescopedournoticethatthespscific

pairingwehavepostulatedimmedintelysuggestsapossible

copyingmechanismforthegenetismaterial.Fulldetailsofthestructure,includingthecon-ditionsassumedinbuildingit,togetherwithaset

ofco-ordinatesfortheatoms,willbepublishedelsewhere.《核酸的分子结构》论文节选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DNA双螺旋的两条链，然后通过碱基互补配对合成互补链。2.这句话中为什么要用“可能”二字？这反应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。问题探讨一、对DNA复制的推测——假说演绎法（1）半保留复制（2）全保留复制（3）弥散复制1、提出问题：2、提出假说：DNA以什么方式复制？+++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”。子代DNA的双链都是新合成的子代DNA中保留了亲代DNA分子中的一条链半保留复制全保留复制弥散复制一、对DNA复制的推测——假说演绎法对DNA复制的推测1953年，JamesWatson和FrancisCrick于Nature杂志上发表了关于DNA双螺旋模型的研究论文，在文末，他们又提出了一种遗传物质可能的复制机制：双螺旋的两条链先解旋，每一条作为合成互补链的模板，即半保留复制模型，每个新的DNA分子含有一条来自亲本分子的链和一条新合成的链。一、对DNA复制的推测——假说演绎法二、DNA半保留复制的实验证据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___________技术，设计了一个巧妙的实验。同位素标记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密度大,因此,利用_________可以在试管中区分含有不同N元素的DNA。离心技术没有放射性密度梯度离心技术轻带中带重带二、DNA半保留复制的实验证据实验过程：（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。15N15N轻带中带重带14N（亲代DNA）二、DNA半保留复制的实验证据15N14N14N15N14N14N14N14N15N14N15N14NP:F1:F2:15N15N3、演绎推理15N/15N重带15N/14N14N/14N15N/14N中带、轻带中带若为半保留复制细胞再分裂一次细胞分裂一次提出DNA离心提出DNA离心提出DNA离心含14N的培养基细胞再分裂一次含14NH4Cl的培养液中细胞分裂一次提出DNA离心提出DNA离心3、演绎推理若为全保留复制15N15NPF1F214N14N提出DNA离心重带轻带、重带轻带、重带15N15N15N15N14N14N14N14N14N14N二、DNA半保留复制的实验证据3、演绎推理若为弥散复制PF1F215N15N提出DNA离心重带提出DNA离心中带提出DNA离心一条带二、DNA半保留复制的实验证据4、实验验证二、DNA半保留复制的实验证据二、DNA半保留复制的实验证据实验结果与预期相符，证明DNA的复制是以半保留的方式进行的。5、得出结论假说—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DNA以半保留方式进行复制。证明DNA半保留复制的实验二、DNA半保留复制的实验证据1.概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程2.时间：真核细胞：细胞核（主要）、线粒体和叶绿体原核细胞：拟核（主要）、质粒病毒：宿主细胞中（如：噬菌体侵染大肠杆菌）细胞分裂前的间期3.场所：三、DNA复制的过程三、DNA复制的过程4.过程（1）解旋：在能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开，氢键断裂。CGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA3'5'CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ATP解旋酶三、DNA复制的过程4.过程（2）合成子链：DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链。新合成的子链DNA聚合酶DNA聚合酶DNA解旋酶游离的脱氧核苷酸从子链的5'端向3'端延伸复制方向（子链合成方向）:三、DNA复制的过程4.过程连接磷酸二酯键（3）重新螺旋：每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATAA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT5'3'TAGCCGTATAGCCGATAT3'5'TTACGCGTATATATA5'3'三、DNA复制的过程4.过程四种脱氧核苷酸解旋酶（使氢键断裂）DNA聚合酶（连接磷酸二酯键）氢键的形成是自发的，不需要能量和酶ATP(主要由有氧呼吸提供)1.半保留复制2.边解旋边复制高效3.双向复制4.真核生物有多起点复制亲代DNA的两条链(两条母链)(1)模板：

(2)原料：(3)能量：(4)酶：三、DNA复制的过程5.条件6.特点①二条母链的碱基顺序是否相同？②二条子链的碱基顺序是否相同？③新合成的二个DNA碱基顺序是否相同？不同，互补相同不同，互补形成两个完全相同的DNA分子。结果:三、DNA复制的过程7.结果使遗传信息从亲代传递给子代，保持遗传信息的连续性，使本物种保持相对稳定和延续。①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板。②碱基具有互补配对的能力，保证了复制能够准确地进行。8.意义9.DNA准确复制的原因三、DNA复制的过程亲代DNA复制n代后，DNA分子数为＿亲代DNA第n代复制增加的DNA分子数为______含亲代母链的DNA分子数为＿＿＿完全含亲代母链的DNA分子数为___不含亲代母链的DNA分子数为__________2n2个2n－202n-1四、DNA复制中的有关计算P:F1:F2:F3:注：在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。（1）若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需消耗游离的该脱氧核苷酸数为___________个。四、DNA复制中的有关计算注：“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，后者只包括第n次的复制。（2）若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，在第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸数为_______个。m·（2n－1）m·2n－1DNA复制的推测DNA复制实验证据DNA复制全保留复制半保留复制