基因的本質(zhì)第3節(jié)DNA的復(fù)制第三章瞧瞧我們爺倆多像？小樣我們爺倆才是最像的！親代的遺傳物質(zhì)如何多一份傳給后代？

【課前探究】根據(jù)預(yù)習(xí)由親代DNA制作出子代DNA。

展示：

1、簡述你是如何組裝出模型。

2、根據(jù)你的組裝請你推測DNA復(fù)制的方式。

提出假說1：DNA復(fù)制是全保留復(fù)制。提出假說2：DNA復(fù)制是半保留復(fù)制。一、對DNA復(fù)制的推測1、半保留復(fù)制假說的提出者：沃森和克里克(1953年)

沃森和克里克在發(fā)表DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的那篇著名短文的結(jié)尾處寫道:“在提出堿基特異性配對的看法后，我們立即又提出了遺傳物質(zhì)進(jìn)行復(fù)制的一種可能機(jī)理。”問題探討沃森和克里克在發(fā)表DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的那篇著名短文的結(jié)尾處寫道：“值得注意的是，我們提出的這種堿基特異性配對方式，暗示著遺傳物質(zhì)進(jìn)行復(fù)制的一種可能的機(jī)制。”inthefollowingcommunications.Wewerenotawareofthedetailsoftheresultspresentedtherewhenwedevisedourstructure,whichrestsmainlythoughnotentirelyonpublishedexperimentaldataandstereo-chemicalarguments.

Ithasnotescapedournoticethatthespecificpairingwehavepostulatedimmediatelysuggestsapossiblecopyingmechanismforthegengticmaterial.Fulldetailsofthestructure,includingthecon-ditionsassumedinbuildingit,togetherwithasetofco-ordinatesfortheatoms,willbepublishedelsewhere.《核酸的分子結(jié)構(gòu)》論文節(jié)選討論

堿基互補(bǔ)配對原則暗示DNA的復(fù)制機(jī)制可能是怎樣的？

堿基互補(bǔ)配對原則是指DNA兩條鏈的堿基之間有準(zhǔn)確的一一對應(yīng)關(guān)系，暗示DNA的復(fù)制可能需要先解開DNA雙螺旋的兩條鏈，然后通過堿基互補(bǔ)配對合成互補(bǔ)鏈。提出了半保留復(fù)制的假說。提出問題1.半保留復(fù)制（沃森&克里克）一、對DNA復(fù)制的推測2.全保留復(fù)制3.分散復(fù)制親代DNA雙鏈被切成片段后合成，然后子、母雙鏈聚集成“雜種鏈”。提出假說要通過實(shí)驗(yàn)“探究DNA復(fù)制是哪種方式？”關(guān)鍵思路是什么？關(guān)鍵思路：設(shè)法區(qū)分親代和子代的DNA。如何做區(qū)分親代和子代的DNA,又如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察呢？如何在實(shí)驗(yàn)中直觀區(qū)分母鏈和子鏈？同位素標(biāo)記技術(shù)

資料：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；形成的不同密度的DNA分子應(yīng)如何區(qū)分？密度梯度離心利用離心技術(shù)可以在試管中區(qū)分含有不同N元素的DNA；利用DNA紫外吸收分析技術(shù)對試管中的不同位置的DNA進(jìn)行區(qū)分；【探究一】演繹推理，預(yù)測結(jié)果小組合作，運(yùn)用演繹推理預(yù)測全保留復(fù)制或半保留復(fù)制子一代和子二代1.各代DNA中兩條鏈的組合情況2。標(biāo)出離心后試管中DNA的位置。材料：白板，馬克筆，軟磁粘條帶的寬窄意味著什么？DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制。得出結(jié)論排除DNA的復(fù)制是全保、、、、、、留復(fù)制排除DNA的復(fù)制是分散型復(fù)制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)1.實(shí)驗(yàn)者：2.實(shí)驗(yàn)材料：3.實(shí)驗(yàn)方法：美國生物學(xué)家梅塞爾森和斯塔爾大腸桿菌（繁殖快，20min一代）同位素標(biāo)記技術(shù)4.實(shí)驗(yàn)過程：密度梯度離心①先用15NH4Cl培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌②讓大腸桿菌繁殖若干代（DNA幾乎都是15N標(biāo)記）③將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含有14NH4Cl的普通培養(yǎng)液中④在不同時刻收集大腸桿菌并提取DNA⑤將提取的DNA進(jìn)行離心，記錄離心管中DNA的位置二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)提出假說演繹推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證2.推測可能的復(fù)制方式3.推理、探究幾種復(fù)制模式下得到子代DNA的可能情況，預(yù)測可能實(shí)驗(yàn)結(jié)果5.結(jié)論：DNA復(fù)制是半保留復(fù)制1.DNA是如何復(fù)制的?提出問題半保留復(fù)制全保留復(fù)制假說——演繹法4.證明DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論DNA復(fù)制方式的探究歷程:親代DNA復(fù)制n代后，DNA分子數(shù)為？含親代母鏈的DNA分子數(shù)為？含有14N的分子數(shù)？只含有14N的分子數(shù)？親代第一代第二代第三代15N15N三、DNA復(fù)制的過程【探究二】分析血案資料。回答以下問題。分析學(xué)案上的三則資料，探究DNA復(fù)制發(fā)生的條件，特點(diǎn)，意義。

人類首次試管中合成DNA

1956年，美國生化學(xué)家康貝格從大腸桿菌中提取出的DNA聚合酶加入到具有四種豐富的脫氧核苷酸的人工合成體系中，經(jīng)保溫孵育后測定DNA含量，發(fā)現(xiàn)并沒有DNA生成；當(dāng)加入了少量DNA做引子和ATP作為能源物質(zhì)，再經(jīng)保溫孵育后，測定DNA含量，發(fā)現(xiàn)DNA含量增加了。資料三、DNA分子的復(fù)制過程思考：DNA復(fù)制所需要的條件是什么？酶：原料：模板：能量：DNA的兩條母鏈游離的脫氧核苷酸ATPDNA聚合酶三、DNA分子的復(fù)制過程思考：DNA復(fù)制所需要的條件是什么？DNA復(fù)制需要模板、原料、能量和酶等基本條件。4種脫氧核苷酸DNA片段ATPDNA聚合酶DNA體外合成體系哺乳動物的DNA展開可達(dá)2m，科學(xué)家在研究DNA體外復(fù)制時測得：DNA完全解旋需要7小時，子鏈合成需要7.5小時，但是親代DNA合成子代DNA只需要8小時。資料邊解旋邊復(fù)制三、DNA分子的復(fù)制過程還有什么特點(diǎn)？雖然DNA能精準(zhǔn)復(fù)制，但是，DNA平均復(fù)制109個堿基對，就會產(chǎn)生1個錯誤。這些錯誤可能產(chǎn)生什么影響？資料2017年3月24日，美國《科學(xué)》雜志上的研究稱，近三分之二（約66%）的癌癥基因突變可歸咎于健康細(xì)胞在分裂過程中發(fā)生的DNA復(fù)制隨機(jī)錯誤，而不是遺傳基因或環(huán)境因素。DNA復(fù)制后形成的2個DNA分子一樣嗎？為什么DNA可以準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行復(fù)制？DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板。堿基互補(bǔ)配對原則，保證了復(fù)制能準(zhǔn)確進(jìn)行。DNA精準(zhǔn)復(fù)制的意義？將遺傳信息從親代傳遞給子代細(xì)胞，保證遺傳信息的連續(xù)性。三、DNA分子的復(fù)制過程思考：DNA兩條子鏈的合成方向一樣嗎？三、DNA分子的復(fù)制過程小結(jié)：探究三：概述過程，角色扮演小組合作：1、熟讀教材，分析DNA復(fù)制過程，2、小組成員分工合作分別扮演DNA復(fù)制過程的不同角色，演繹DNA復(fù)制過程。1、由15N標(biāo)記細(xì)菌的DNA，然后又將14N來供給這種細(xì)菌，于是該細(xì)菌便用14N來合成DNA，假設(shè)細(xì)菌連續(xù)分裂三次產(chǎn)生了八個新個體，它們中含14N鏈的DNA與含15N鏈的DNA比例是（

）A.4：1B.2：1C.1：1D.3：1A

?實(shí)戰(zhàn)演練：

2.下列關(guān)于DNA復(fù)制過程的正確順序（）①互補(bǔ)堿基對之間氫鍵斷裂②互補(bǔ)堿基對之間形成氫鍵③DNA分子被解旋酶作用④以解旋后的母鏈為模板進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對⑤子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋狀結(jié)構(gòu)。A.①③④②⑤ B.①④②⑤③ C.③①⑤④② D.③①④②⑤D拓展應(yīng)用：下圖為果蠅DNA的電鏡照片，圖中的泡狀結(jié)構(gòu)叫作DNA復(fù)制泡，是DNA上正在復(fù)制的部分。請你推測果蠅DNA形成多個復(fù)制泡的原因。說明果蠅的DNA有多個起點(diǎn)，可同時