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1、 第第3 3节节 DNADNA的复制的复制电影电影侏罗纪公园侏罗纪公园 亿万富豪韩文根据遗传工程学理论，透过史前蚊子所遗留血液亿万富豪韩文根据遗传工程学理论，透过史前蚊子所遗留血液中的恐龙的中的恐龙的DNA，悉心以胚胎繁殖，竟令在地球上绝迹了六千五百，悉心以胚胎繁殖，竟令在地球上绝迹了六千五百万年的史前动物得以再生万年的史前动物得以再生 。【复习回顾：DNA的基本单位及结构】全保留复制全保留复制半保留复制半保留复制 从从DNADNA两条链的组成两条链的组成上看，半保留复制和全保上看，半保留复制和全保留复制两种方式所形成的子代留复制两种方式所形成的子代DNADNA有何不同？有何不同？一、对一、对
2、DNADNA分子复制的推测分子复制的推测2、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？ 把复制出的子代把复制出的子代DNA链和原来的链区别开，链和原来的链区别开，然后观察它在新然后观察它在新DNA中出现的情况。中出现的情况。【思考思考】1、这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？、这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？只能用实验来证明。只能用实验来证明。一、对一、对DNA分子复制的推测分子复制的推测1414N/N/ 14 14N N1414N/N/ 15 15N N1515N/N/ 15 15N N轻密度带轻密度带中密度带中密度
3、带重密度带重密度带【思考思考】3.如何在实验中直观区分母链和子链？如何在实验中直观区分母链和子链？同位素示踪技术同位素示踪技术4.形成的不同密度的形成的不同密度的DNA分子应如何区分？分子应如何区分？密度梯度离心密度梯度离心【合作探究合作探究】 用用15N标记的一个标记的一个DNA分子，提供的原料用分子，提供的原料用14N标记。标记。（1）若其按照全保留复制的可能进行复制，复制一次后得到）若其按照全保留复制的可能进行复制，复制一次后得到的两个的两个DNA的的N元素的组成是怎样的？元素的组成是怎样的？若将它们放入离心管若将它们放入离心管内离心，内离心，DNADNA存在的位置是怎样的？复制两存在的
4、位置是怎样的？复制两次呢？次呢？（2）若按照半保留复制的可能进行复制，复制一次后得到的）若按照半保留复制的可能进行复制，复制一次后得到的两个两个DNA的的N元素的组成是怎样的？元素的组成是怎样的？若将它们放入离心管内若将它们放入离心管内离心，离心，DNADNA存在的位置是怎样的？复制两次呢？存在的位置是怎样的？复制两次呢？一、对一、对DNA分子复制的推测分子复制的推测 请同学们用黑色的笔表示亲代请同学们用黑色的笔表示亲代DNADNA分子的两条链，用红色分子的两条链，用红色的笔代表新合成的子链，模拟出子一代、子二代的笔代表新合成的子链，模拟出子一代、子二代DNADNA分子的组分子的组成以及在离心
5、管中的条带位置。成以及在离心管中的条带位置。实验结论：实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的的复制是以半保留的方式进行的二、二、DNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据重带重带(下部下部)1515N N/ /15N中带中带(中间中间)1515N N/ /14N轻带轻带(上部上部)1414N/N/14N中带中带(中间中间)1515N N/ /14N【尝试应用】1.已知一条全部N原子被15N标记的DNA分子（亲代），转移到含14N的培养基上培养n代,其结果如下，回答下列问题：分子总数分子总数_只含只含15N的分子的分子_含含15N 14N的分子的分子_只含只含14N的分子的分子_
6、含含14N的分子的分子_脱氧核苷酸链总数脱氧核苷酸链总数_含含15N的链为的链为_含含14N的链为的链为_2n022n-22n+122n+1-22n场所：场所： 细胞核细胞核( (主要主要）、线粒体、叶绿体）、线粒体、叶绿体时间：时间：细胞分裂的间期细胞分裂的间期概念：概念： 以亲代以亲代DNADNA为模板合成子代为模板合成子代DNADNA的过程的过程三、三、DNADNA分子复制的过程分子复制的过程基本条件：基本条件： 模板、原料、能量、酶模板、原料、能量、酶材料一：材料一： 19561956年年KornbergKornberg将从大肠杆菌中提取出的将从大肠杆菌中提取出的DNADNA聚聚合酶加
7、入到具有四种丰富的脱氧核苷酸和适量的合酶加入到具有四种丰富的脱氧核苷酸和适量的Mg+Mg+的人工合成体系中，四种脱氧核苷酸并不能聚合成脱的人工合成体系中，四种脱氧核苷酸并不能聚合成脱氧核糖核酸链氧核糖核酸链并没有发生并没有发生DNADNA的合成。的合成。 当加入了少量当加入了少量DNADNA引子和引子和ATPATP能量原料，经保温孵能量原料，经保温孵育后，测定其中育后，测定其中DNADNA的含量。发现其中的含量。发现其中DNADNA的含量增加的含量增加了，并且了，并且DNADNA的（的（A+TA+T）（C+GC+G）的比值与所加入的）的比值与所加入的单链单链DNADNA引子相同。引子相同。三、
8、三、DNADNA分子复制的过程分子复制的过程资料二：科学家在适宜条件下人工合成资料二：科学家在适宜条件下人工合成DNA,DNA,过程如下过程如下ATPDNA解旋酶解旋酶DNADNADNA完全解旋完全解旋需要需要7 7小时小时三、三、DNADNA分子复制的过程分子复制的过程DNA聚合酶聚合酶DNADNA合成合成需要需要8 8小时小时脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNADNA聚合酶聚合酶DNA解旋酶解旋酶ATPDNADNA合成合成需要需要7.57.5小时小时脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNADNA复制的特点：复制的特点：（1 1）边解旋，边复制）边解旋，边复制（2 2）半保留复制）半保留复制阅读课本P54完成学案2
9、、3、4三、三、DNADNA分子复制的过程分子复制的过程【小结小结】DNADNA分子的复制要点分子的复制要点时间场所模板模板去向原料能量酶产物特点有丝分裂间期或减数第一次分裂间期有丝分裂间期或减数第一次分裂间期主要在细胞核，少数在线粒体、叶绿体中主要在细胞核，少数在线粒体、叶绿体中DNADNA分子两条链（称为母链）分子两条链（称为母链）分别进入两个分别进入两个DNADNA分子中分子中四种游离的脱氧核苷酸四种游离的脱氧核苷酸ATPATP解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶子代子代DNADNA分子分子( (与亲代一模一样与亲代一模一样) )边解旋边复制、半保留复制边解旋边复制、半保留复制A A
10、G GT TC CG GA AC CT TA AG GT TC CG GA AC CT TA AG GT TC CGGA AC CT TDNADNA能准确复制的原因能准确复制的原因具有独特的双螺旋结构为复制提供了精确地模板通过碱基互补配对，保证复制能够准确无误的进行DNADNA能准确复制的意义能准确复制的意义使遗传信息从亲代传给子代，保证了遗传信息的连续性三、三、DNADNA分子复制的过程分子复制的过程 公式：1.复制n次 2.第n次复制【尝试应用】2 .一个DNA分子中含有1000个碱基对，其中有400个腺嘌呤。如果它连续复制两次，消耗周围环境中胞嘧啶脱氧核苷酸_。1800 思考讨论思考讨论DNADNA复制所需原料的计算复制所需原料的计算(2n-1)*碱基数2n-1 * 碱基数 过程过程解旋解旋合成子链合成子链模板：模板： 亲代亲代DNADNA提供提供原料：原料：原则：原则：条件：条件：游离的脱氧核苷酸游离的脱氧核苷酸碱基互补配对原则碱基互补配对原则能量能量: :酶酶: :特点特点边解旋边复制边解旋边复制半保留复制半保留复制意义意义 保持前后代遗传信息的连续性保持前后代遗传信息的连续性复旋复旋【课堂小结课堂小结】ATP解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶提出提出DNADNA复制假说复制假说演绎推理演绎推理实验检验实验检验假说演绎假说演绎