2023級(jí)高一生物學(xué)必修2授課人

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葉新友第三章基因的本質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)第3節(jié)DNA的復(fù)制授課人

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葉新友1.應(yīng)用假說(shuō)--演繹法探究DNA的復(fù)制方式，并歸納其中的數(shù)學(xué)規(guī)律2.DNA復(fù)制的條件、過(guò)程和特點(diǎn)（重）3.DNA準(zhǔn)確復(fù)制是遺傳信息穩(wěn)定遺傳的基礎(chǔ)（DNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因及意義）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(xiě)道：“值得注意的是，我們提出的這種堿基特異性配對(duì)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。”《核酸的分子結(jié)構(gòu)》論文節(jié)選1.堿基互補(bǔ)配對(duì)原則暗示DNA的復(fù)制機(jī)制可能是怎樣的？2.這句話中為什么要用“可能”二字？這反映科學(xué)研究具有什么特點(diǎn)?

堿基互補(bǔ)配對(duì)原則是指DNA兩條鏈的堿基之間有準(zhǔn)確的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，暗示DNA的復(fù)制可能要先解開(kāi)DNA雙螺旋的兩條鏈，然后通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)合成互補(bǔ)鏈科學(xué)研究需要大膽的想象，但是得出結(jié)論必須建立在確鑿的實(shí)驗(yàn)證據(jù)之上一、對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)1、關(guān)于DNA的復(fù)制方式，科學(xué)家提出了哪些假說(shuō)？1958年，美國(guó)生物學(xué)家梅塞爾森和斯塔爾設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)材料：大腸桿菌實(shí)驗(yàn)方法：同位素標(biāo)記法15N14N

（N元素的兩種穩(wěn)定同位素）14N/14N—DNA15N/14N—DNA15N/15N—DNA輕鏈中鏈重鏈

利用離心技術(shù)可在試管中區(qū)分含不同N元素的DNA含15N的DNA比含14N的DNA密度大1/2輕重15N15N親代DNA1/2重3/4輕1/4重15N15N15N15N14N14N14N14N14N14N14N14N15N15N第一代第二代

演繹推理：預(yù)測(cè)并畫(huà)出各種復(fù)制方式中子一代和子二代中DNA的情況全保留復(fù)制重中半保留復(fù)制15N15N15N

14N14N15N14N14N14N14N15N

14N14N15N1/2輕1/2中分（彌）散復(fù)制重中中輕轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液大腸桿菌在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)若干代，提取DNA離心親代子一代子二代繁殖一代繁殖一代15N/15N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA中帶1/2輕帶1/2中帶重帶DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）作出假說(shuō)演繹推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證2、推測(cè)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(cè)可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果5、結(jié)論：DNA復(fù)制是半保留復(fù)制1、DNA的是如何復(fù)制的?提出問(wèn)題半保留復(fù)制全保留復(fù)制分散復(fù)制假說(shuō)——演繹法DNA復(fù)制方式的探究歷程4、證明DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)

細(xì)菌在含15N的培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后，細(xì)菌DNA的含氮堿基皆含有15N，然后再將其移入含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，抽取親代及子代的DNA離心分離，如圖①～⑤為可能的結(jié)果，下列敘述錯(cuò)誤的是()

A．子一代DNA應(yīng)為②

B．子二代DNA應(yīng)為①

C．子三代DNA應(yīng)為④ D．親代的DNA應(yīng)為⑤C課堂訓(xùn)練(2022·山東淄博模擬)14N和15N是N元素的兩種穩(wěn)定同位素，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。為探究DNA復(fù)制的方式，科學(xué)家先用含有15NH4Cl的培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，繁殖若干代得到的大腸桿菌，其DNA幾乎都被15N標(biāo)記；再將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含有14NH4Cl的普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)。收集不同時(shí)期的大腸桿菌，提取DNA并進(jìn)行離心處理，離心后試管中DNA的位置如圖所示。下列推測(cè)不合理的是(

)A．子代DNA的兩條鏈可能都含有15NB．1號(hào)帶中的DNA的氮元素都是14NC．2號(hào)帶證明DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制D．3號(hào)帶的DNA為親代大腸桿菌的DNAADNA分子復(fù)制的計(jì)算1.親代一個(gè)DNA分子經(jīng)n

次復(fù)制后，則①子代DNA分子數(shù)：②含親代母鏈的DNA分子數(shù)：③不含親代母鏈的DNA分子數(shù)：2n個(gè)2個(gè)2n-2個(gè)④母鏈和子鏈的條數(shù)分別是：2條2?（2n-1）條2.消耗的脫氧核苷酸數(shù)若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，

則經(jīng)n次復(fù)制后需要消耗該脫氧核苷酸個(gè)數(shù)為：m?（2n-1）

有人曾提出了DNA復(fù)制的三種假說(shuō)，如下冬所示。現(xiàn)用兩組實(shí)驗(yàn)對(duì)三種假說(shuō)進(jìn)行驗(yàn)證。

甲組：用15N標(biāo)記大腸桿菌的DNA(兩條鏈均被標(biāo)記)后，將大腸桿菌放在只含14N的培養(yǎng)基中繁殖一代，提取子代細(xì)菌的DNA進(jìn)行離心分析;

乙組：將甲組培養(yǎng)的子代大腸桿菌放在只含14N的培養(yǎng)基中繁殖一代，提取子代細(xì)菌的DNA進(jìn)行離心分析。下列敘述錯(cuò)誤的是A.分析甲組離心管中條帶的數(shù)量與位置可證明或排除假說(shuō)1B.分析乙組離心管中條帶的數(shù)量與位置可證明或排除假說(shuō)3C.若甲組和乙組離心管中條帶的位置不同，可證明假說(shuō)1D.若甲組和乙組離心管中條帶數(shù)目不同，可證明假說(shuō)2C二、DNA復(fù)制的過(guò)程以兩條母鏈為模板，4種脫氧核苷酸為原料，按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成為兩條新的子鏈。在解旋酶的作用下，雙鏈螺旋的DNA打開(kāi)氫鍵，解開(kāi)成為兩條單鏈，每條單鏈均作為模板合成新的DNA。①解旋解旋酶②合成DNA聚合酶母鏈(模板鏈)子鏈(新合成的鏈)四種脫氧核苷酸③復(fù)旋一條母鏈和一條子鏈盤(pán)繞成為一個(gè)新的DNA分子。3’3’5’3’5’5’3’5’二、DNA復(fù)制的過(guò)程DNA的復(fù)制

時(shí)間場(chǎng)所條件原則結(jié)果主要發(fā)生在細(xì)胞分裂前的間期主要在細(xì)胞核（線粒體、葉綠體）模板、酶、原料、能量等堿基互補(bǔ)配對(duì)原則子鏈與母鏈結(jié)合，構(gòu)成兩個(gè)新的DNA分子二、DNA復(fù)制的過(guò)程閱讀課本P55-56，完成下列表格1．(必修2P55正文)單個(gè)脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈。(

)2．(必修2P55正文)DNA復(fù)制時(shí)，嚴(yán)格遵循A－U、C－G的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。(

)××兩分鐘查落實(shí)3．(必修2P55正文)DNA分子復(fù)制時(shí)解旋酶與DNA聚合酶不能同時(shí)發(fā)揮作用。(

)4．(必修2P56“概念檢測(cè)”)DNA分子復(fù)制與染色體復(fù)制是分別獨(dú)立進(jìn)行的。(

)5．(必修2P59黑體)基因就是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。(

)×××有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期2.時(shí)間：3.場(chǎng)所:真核生物：1.概念：以親代DNA的為模板合成子代DNA的過(guò)程葉綠體、線粒體原核生物：細(xì)胞核（主要）擬核、細(xì)胞質(zhì)（質(zhì)粒）解旋酶1）模板（母鏈DNA）4.條件：2）能量3）4種脫氧核苷酸4）酶DNA聚合酶脫氧核苷酸DNA片段5’3’3’5’5’3’5’3’二、DNA復(fù)制的過(guò)程解旋方向7.DNA精確復(fù)制的原因（1）DNA獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu),為復(fù)制提供了精確的模板。（2）通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì),保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。二.DNA的復(fù)制8.DNA制的意義將遺傳信息從親代細(xì)胞傳遞給子代細(xì)胞,從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。5.復(fù)制中形成的化學(xué)鍵氫鍵、磷酸二酯鍵6.特點(diǎn)邊解旋邊復(fù)制

(從過(guò)程上看)半保留復(fù)制

(從結(jié)果上看)

已知果蠅的基因組大小為1.8×108bp（bp表示堿基對(duì)），真核細(xì)胞中DNA復(fù)制的速率一般為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(fù)制泡，是DNA上正在復(fù)制的部分。請(qǐng)你推測(cè)果蠅DNA形成多個(gè)復(fù)制泡的原因。

說(shuō)明果蠅的DNA有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，可同時(shí)從不同起點(diǎn)開(kāi)始D