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1、第第3 3章章 基因的本质基因的本质第第3 3节节 DNADNA的复制的复制人教版必修2教学目标教学目标 知识与能力知识与能力 1.概述DNA分子的复制 2.探讨DNA复制的生物学意义教学重点教学重点 DNA分子复制的条件、过程和特点教学难点教学难点 DNA分子复制过程教学方法手段教学方法手段 类比法 思考：思考：生物亲子代之间是通过遗传物生物亲子代之间是通过遗传物质传递遗传信息的，那么亲代的遗传质传递遗传信息的，那么亲代的遗传物质如何物质如何“多出一份多出一份”来传递给子代来传递给子代？DNADNA的复制的复制就是指以亲代就是指以亲代DNADNA为模板合为模板合成子代成子代DNADNA的过程
2、，即的过程，即1DNA2DNA1DNA2DNA。新产生的新产生的DNADNA分子是一个全新的分子是一个全新的DNADNA分子吗？分子吗？是否像洗相片似的，有一张底片就可以洗出是否像洗相片似的，有一张底片就可以洗出许多相片来？许多相片来？一、对一、对DNADNA分子复制的推测分子复制的推测 半半保留复制保留复制全保留复制全保留复制DNADNA是肉眼看不到的如何才能分辨是肉眼看不到的如何才能分辨DNADNA？实验的基本思路是什么？实验的基本思路是什么？实验是如何区分亲子代的实验是如何区分亲子代的DNADNA分子的？分子的？用密度梯度离心后用密度梯度离心后重带重带、中带中带、轻带轻带表表示的示的DN
3、ADNA分子的双链构成是怎样的？分子的双链构成是怎样的？在整个实验的亲代、子一代、子二代细在整个实验的亲代、子一代、子二代细胞中提取的胞中提取的DNADNA离心的结果说明了什么？离心的结果说明了什么？【阅读与思考阅读与思考】P53二、二、DNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据1958195819581958年年年年,科学家以大肠杆菌为实验材料。科学家以大肠杆菌为实验材料。科学家以大肠杆菌为实验材料。科学家以大肠杆菌为实验材料。运用技术：运用技术：运用技术：运用技术：怎样把不一样的怎样把不一样的DNADNA分开呢？分开呢？N N、想一想想一想 ：可以用什么同位素去标记可以用什么同位
4、素去标记DNADNA？密度梯度离心技术密度梯度离心技术14N/14NDNA15N/14NDNA15N/15NDNA轻链轻链中链中链重链重链同位素示踪技术同位素示踪技术同位素示踪技术同位素示踪技术15N14N转移到含转移到含1414NHNH4 4ClCl的培养液中的培养液中15N/15N DNA15N/14N DNA14N/14N DNA15N/14N DNA大肠杆菌在含大肠杆菌在含15NH4Cl的的培养液中生长若干代培养液中生长若干代15N14N变通：变通：亲代母链与子代亲代母链与子代DNADNA链数之比为：链数之比为：含亲代母链的含亲代母链的DNADNA分子数与子代分子数与子代DNADNA分
5、子数分子数之比为：之比为：规律规律1 1：亲代亲代DNADNA复制复制n n代后，代后，DNADNA分子数分子数为，含亲代母链的为，含亲代母链的DNADNA分子数为分子数为，不含亲代母链的，不含亲代母链的DNADNA分子数为分子数为1/2n2/2n2n2个个2n2解释【智慧眼智慧眼寻找规律寻找规律】半保留复制半保留复制DNADNA分子复制时，分子复制时，DNADNA分子的双螺旋将解开，分子的双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合
6、到作为模互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。板的单链上。由于新合成的每个由于新合成的每个DNADNA分子中，都保留了原来分子中，都保留了原来DNADNA分子中的一条链，因此，这种复制方式被分子中的一条链，因此，这种复制方式被称做称做半保留复制半保留复制。1、场所：、场所：2、时期：、时期：3、条件、条件4、复制过程：、复制过程：5、复制特点、复制特点6、准确复制原因、准确复制原因7、复制的生物学意义：、复制的生物学意义：有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期模板：模板：原料：原料：能量：能量：酶：酶：DNADNA的两条母链的两条母链游离的脱
7、氧核苷酸（游离的脱氧核苷酸（A A、G G、C C、T T）ATPATPDNADNA解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶等聚合酶等 DNADNA双链提供精确的模板双链提供精确的模板（1 1）边）边解旋边解旋边复制复制（2 2）半保留复制）半保留复制细胞核（主要）、线粒体、叶绿体细胞核（主要）、线粒体、叶绿体解解旋旋合成互补子链合成互补子链形成子代形成子代DNADNA碱基互补配对原则碱基互补配对原则P P5454三、三、DNADNA分子复制的过程（分子复制的过程（P P5454）规律规律2 2：亲代亲代DNADNA分子经分子经 n n 次复制后，次复制后，所需某种游离的脱氧核苷酸数为：所需某种游离
8、的脱氧核苷酸数为：R a(2 n1)其中其中 a a 表示亲代表示亲代DNADNA含有的某种碱含有的某种碱基数，基数，n n 表示复制的次数。表示复制的次数。例如：一个例如：一个DNADNA分子片段，经水分解消耗分子片段，经水分解消耗8888个水分个水分子，得到多少个脱氧核苷酸？子，得到多少个脱氧核苷酸？规律规律3 3：碱基总数失去碱基总数失去H H2 2O O数数2 290【智慧眼智慧眼寻找规律寻找规律】过过去去现现在在将将来来过去过去现在现在将来将来亲亲 代代第一代第一代第二代第二代第三代第三代15N15N类推第五代时在离心管中，上中下层的比例如何？类推第五代时在离心管中，上中下层的比例如
9、何？复制过程复制过程:解旋酶解旋酶催化（氢键断裂）催化（氢键断裂）解解旋：旋：模板模板（在（在DNADNA聚合酶的催化下，利用聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行）游离的脱氧核苷酸进行）复制复制:以母链为模板进行碱基配对以母链为模板进行碱基配对母母链（旧链）链（旧链）子链（新链）子链（新链）子代子代DNA:同时进行同时进行(边解旋边复制）边解旋边复制）组成组成边边解解旋旋复复制制半半保保留留复复制制多多起起点点复复制制1、DNA的复制不可能发生在（的复制不可能发生在（）A、细胞核中、细胞核中 B、叶绿体中、叶绿体中 C、线粒体中、线粒体中 D、核糖体中、核糖体中 D2、一条染色体含有一个双
10、链、一条染色体含有一个双链DNA分子，经复制后，分子，经复制后，一条染色单体含有一条染色单体含有 （）A、两条双链、两条双链DNA分子分子 B、一条双链、一条双链DNA分子分子 C、一条单链、一条单链DNA分子分子 D、四条双链、四条双链DNA分子分子B课堂练习课堂练习3DNA分子的半保留复制方式使分子的半保留复制方式使()A分子结构具有相对稳定性分子结构具有相对稳定性B能精确进行自我复制，保证亲代与子代之能精确进行自我复制，保证亲代与子代之 间的间的 连续性连续性C能够精确地指导蛋白质合成能够精确地指导蛋白质合成D产生可遗传变异的机会产生可遗传变异的机会4一个双链一个双链DNA分子为第一代，
11、经过分子为第一代，经过3次自我次自我复制，在第四代复制，在第四代DNA分子中，共有分子中，共有()条长链条长链有有()条第一代脱氧核苷酸的长链条第一代脱氧核苷酸的长链 A2 B4 C8 D16A D B 5下下列列关关于于DNA复复制制过过程程中中，正正确确顺顺序是（序是（）互互补补碱碱基基对对间间氢氢键键断断裂裂 互互补补碱碱基基对对之之间间形形成成氢氢键键 DNA分分子子在在解解旋旋酶酶作作用用下下解解旋旋 以以母母链链为为模模板板进进行行碱碱基基互互补补配配对对 子子链链与与母母链链盘盘旋旋成成双双螺螺旋旋结结构构 A B C DC6、含有32P或31P的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可
12、参与DNA的组成，但32P比31P质量大。现将某哺乳动物的体细胞放在含有31P磷酸的培养基中，连续培养数代后得到G0代细胞。然后将G0代细胞移到含有32P的培养基中培养，经过第1、2次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取出DNA，经密度剃度离心后得到的结果如图所示，由于DNA分子的质量不同，因此在离心管内的分布不同。若、分别代表轻型、中型、重型DNA分子的位置，请回答：、G0、G1、G2三三代代DNADNA离心后的离心后的试试管分管分别别是是图图中的：中的：G0 、G1 、G2 。ABD、G2代在代在、三条三条带带中中DNADNA数数的比例是的比例是 。、图图中中、两条两条带带中中DNADNA分子所含的同分子所含的同位素磷分位素磷分别别是：是：，。、上述、上述实验结实验结果果证证明了明了DNADNA的复制方式是的复制方式是 。0:1:131P31P 和和32P半保留复制半保留复制