3.3 DNA的復制 課件高一下學期生物人教版必修2

3.3DNA的復制(課時1）高一生物下學期人教版必修二單元主題：遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)思考：

遺傳信息由親代傳遞給子代，離不開DNA的復制，DNA是如何復制的呢？010203基于對DNA復制圖解的分析，歸納概括DNA復制的條件、過程和特點（科學思維)通過DNA半保留復制的提出及證明過程，體驗科學探究的基本方法，提高學生分析、推理、歸納等能力。（科學探究）學習目標通過對DNA半保留復制方式的學習，理解DNA的準確復制是遺傳信息穩(wěn)定遺傳的基礎(chǔ)。（生命觀念）引導學生關(guān)注現(xiàn)實生活，關(guān)注癌癥、克隆等社會熱點，增強社會責任擔當，形成正確的價值觀和人生觀。（社會責任）04一、對DNA復制方式的推測（一）提出問題

DNA以什么方式復制？全保留復制分散復制有人質(zhì)疑提出半保留復制(沃森和克里克）（二）提出假說

半保留復制假說-演繹法二、DNA半保留復制的實驗證據(jù)問題1：要通過實驗“探究DNA復制是哪種方式？”關(guān)鍵思路是什么？關(guān)鍵思路：研究子代DNA組成-區(qū)分母鏈和新合成的子鏈問題2：DNA是肉眼看不見的，那如何區(qū)分親代和子代的DNA鏈呢？梅塞爾森斯塔爾1958年同位素標記技術(shù)大腸桿菌（繁殖快，20min一代）科學的發(fā)現(xiàn)離不開技術(shù)的支持！！背景知識：15N和14N是N元素的兩種穩(wěn)定的同位素，這兩種同位素的相對原子質(zhì)量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。問題3：形成的不同密度的DNA分子應如何區(qū)分？二、DNA半保留復制的實驗證據(jù)密度梯度離心技術(shù)利用離心技術(shù)可以在試管中區(qū)分含有不同質(zhì)量N元素的DNA。模擬活動一：畫出一個被15N標記的DNA（15N//15N)分子復制兩次后的子代DNA。并選擇合適材料完成離心后條帶的分布情況預測（任務分配：1.2組：半保留復制；3.4組：全保留復制；5、6組：分散復制）

（材料：水

蜂蜜

油

；

三種材料模擬不同質(zhì)量的DNA分子）要求：3分鐘，推選一人展示講解。二、DNA半保留復制的實驗（三）演繹推理

1.假設(shè)DNA的復制是半保留復制2.假設(shè)DNA的復制是全保留復制3.假設(shè)DNA的復制是分散復制（三）演繹推理

問題5：

經(jīng)過一次復制后離心觀察DNA條帶的分布，能排除DNA復制的方式是分散復制嗎？說明原因。一次即可。全保留復制--有輕帶和重帶；半保留復制--只有中帶問題6：

如何繼續(xù)

排除分散復制呢？問題4：想判斷DNA復制的方式是半保留復制還是全保留復制，細胞分裂幾次離心后就可以得到？不能，若為分散復制，第一次分裂（復制）后離心，試管中會出現(xiàn)中帶，無法與半保留復制區(qū)分再進行一次分裂（復制），對第二次復制得到的產(chǎn)物進行離心觀察3（四）實驗驗證

二、DNA半保留復制的實驗證據(jù)梅塞爾森和斯塔爾：證明DNA半保留實驗提出問題作出假設(shè)得出結(jié)論演繹推理實驗驗證DNA分子的復制方式是哪種？DNA以半保留方式復制（全保留、分散）推理幾種復制模式下得到子代DNA的可能情況，預測可能實驗結(jié)果DNA是以半保留方式進行復制證明DNA半保留復制的實驗：①研究者

②技術(shù)

③材料假說演繹法小結(jié)：

科學是不斷完善和發(fā)展的過程！新的科學理論或?qū)W說通常是在補充、修正，甚至推翻原有理論和學說的基礎(chǔ)上形成的！

牢記總書記囑托：把握歷史機遇，永攀科技高峰！

1.DNA復制的概念是什么?時期？場所？2.DNA復制過程需要哪些基本條件?3.DNA復制的過程分哪三大步驟?5.DNA復制的結(jié)果及意義？請同學們自主閱讀教材P55-56，思考完成下面問題。

三、DNA復制的過程4.DNA精確復制的2個原因？6.DNA復制的方向及特點？拓展---DNA復制特點DNA聚合酶4種脫氧核苷酸DNA分子ATP解旋酶得到子代DNA只需要7.5小時B組實驗完全解旋需要7小時DNA分子ATP解旋酶4種脫氧核苷酸ATPDNA聚合酶得到子代DNA需要8小時A組實驗15小時特點1：邊解旋邊復制資料1據(jù)資料1，推測DNA復制有什么特點？資料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復制的效率一般為50～100bp/s。下圖為果蠅DNA的電鏡照片，圖中的泡狀結(jié)構(gòu)叫作DNA復制泡，是DNA上正在復制的部分。特點2：多個起點復制雙向復制拓展---DNA復制特點據(jù)資料2，推測DNA復制有什么特點？

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。資料4DNA聚合酶最早是美國科學家ArthurKomberg于1957年在大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)的，被稱為DNA聚合酶Ⅰ（DNApolymeraseⅠ，簡稱polⅠ）以后陸續(xù)在其他原核生物及真核生物中找到了多種DNA聚合酶。這些DNA聚合酶的共同特征為：①具有5’→3’聚合酶活性，NA新鏈從頭合成，只能催化dNTP加入核苷酸鏈的3'-OH末端。因而復制之初需要一段這就決定了DNA只能沿著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端為起點，合成5’→3’方向的新鏈拓展---DNA復制條件和方向資料3：1958年美國生化學家kornberg在試管中用脫氧核苷酸合成DNA。他將大腸桿菌中提取的DNA聚合酶加入到含有四種豐富的脫氧核苷酸和適量的Mg2+的人工體系中，并沒有發(fā)生DNA的合成，當加入少量的DNA做引子和ATP作為能源物質(zhì)，經(jīng)保溫孵育后，測定其中DNA的含量。發(fā)現(xiàn)其中的DNA的含量增加了模板、原料、DNA聚合酶、能量等①子鏈按5→3’方向合成②需要引物據(jù)資料3，推測DNA復制的條件？據(jù)資料4，推測DNA聚合酶作用特點拓展----DNA復制的具體過程及方向資料5

日本科學家岡崎在研究T噬菌體DNA復制時發(fā)現(xiàn)；將培養(yǎng)一段時間的T噬菌體的DNA產(chǎn)物按照大小進行分離，既得到DNA短片段，也得到DNA長片段。進一步，岡崎及其同事用不能產(chǎn)生DNA連接酶的T噬菌體重復以上實驗，發(fā)現(xiàn)DNA短片段占主導。方向：都從子鏈的5'端----3'端延伸，一條連續(xù)復制，另一條不連續(xù)復制據(jù)資料5，DNA兩條鏈合成時在方向上有什么特點？模擬活動二：模擬DNA復制過程人員：全體學生參與，模擬DNA的雙鏈復制過程準備活動：1.20名學生構(gòu)建DNA雙鏈鏈片段--模板

2.脫氧核苷酸若干

、

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連接酶：1人活動內(nèi)容：解旋-----合成子鏈----子鏈與模板鏈形成雙鏈

1.概念2.場所3.時期4.條件DNA的復制是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。主要是在細胞核(其次在線粒體、葉綠體)細胞分裂（有絲分裂或減數(shù)分裂）前的間期小結(jié)DNA復制的過程三、DNA復制的過程模板原料酶能量親代DNA分子中的兩條母鏈以細胞中游離的4種脫氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶等ATP等5.特點6.精確復制的原因9.意義7.方向8.結(jié)果①半保留復制；②邊解旋邊復制；③雙向復制；④真核生物有多個復制起點（1）DNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復制提供了精確的模板；（2）堿基互補配