3.3DNA的復制(第一課時)（1）讓恐龍復活的關鍵是什么？獲得恐龍的DNA分子，讓DNA進行復制。（2）DNA作為遺傳物質，是如何進行復制的,怎樣保證DNA準確復制？情境導入

沃森和克里克在發表DNA雙螺旋結構的那篇著名短文的結尾處寫道：“值得注意的是，我們提出的這種堿基特異性配對方式，暗示著遺傳物質進行復制的一種可能的機制。”inthefollowingcommunications.Wewerenotawareofthedetailsoftheresultspresentedtherewhenwedevisedourstructure,whichrestsmainlythoughnotentirelyonpublishedexperimentaldataandstereo-chemicalarguments.

Ithasnotescapedournoticethatthespecificpairingwehavepostulatedimmediatelysuggestsapossiblecopyingmechanismforthegengticmaterial.Fulldetailsofthestructure,includingthecon-ditionsassumedinbuildingit,togetherwithasetofco-ordinatesfortheatoms,willbepublishedelsewhere.《核酸的分子結構》論文節選討論1.堿基互補配對原則暗示DNA的復制機制可能是怎樣的？

堿基互補配對原則是指DNA兩條鏈的堿基之間有準確的一一對應關系，暗示DNA的復制可能需要先解開DNA雙螺旋的兩條鏈，然后通過堿基互補配對合成互補鏈。2.這句話中為什么要用“可能”二字？這反映科學研究具有什么特點？

科學研究需要大膽的想象，但得出結論必須建立在確鑿的證據之上。課本P53問題探討—教材P531、科學的研究方法（二）推測可能的復制方式（三）推理、探究幾種復制模式下得到子代DNA的可能情況，預測可能實驗結果（四）完成實驗（一）DNA的是如何復制的?假說—演繹法提出問題作出假說演繹推理實驗驗證得出結論探究DNA的復制方式一、對DNA復制的推測1、堿基互補配對原則暗示DNA的復制機制可能是怎樣的？2、這句話中為什么要用“可能”二字？這反映科學研究具有什么特點?inthefollowingcommunications.Wewerenotawareofthedetailsoftheresultspresentedtherewhenwedevisedourstructure,whichrestsmainlythoughnotentirelyonpublishedexperimentaldataandstereo-chemicalarguments.

Ithasnotescapedournoticethatthespecificpairingwehavepostulatedimmediatelysuggestsapossiblecopyingmechanismforthegengticmaterial.Fulldetailsofthestructure,includingthecon-ditionsassumedinbuildingit,togetherwithasetofco-ordinatesfortheatoms,willbepublishedelsewhere.《核酸的分子結構》論文節選沃森和克里克在發表DNA雙螺旋結構的那篇著名短文的結尾處寫道：“值得注意的是，我們提出的這種堿基特異性配對方式，暗示著遺傳物質進行復制的一種可能的機制。”一、對DNA復制的推測半保留復制全保留復制分散復制這些觀點各有不同，如何來證明那個觀點是正確的？一、對DNA復制的推測1、沃森和克里克提出了遺傳物質自我復制的假說：(1)DNA復制，DNA雙螺旋

，互補的堿基之間的

斷裂。(2)解開的兩條單鏈分別作為復制的

，游離的脫氧核苷酸根據

.原則，通過形成氫鍵，結合到作為模板的單鏈上。(3)新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈，因此，

這種復制方式稱作

。解開氫鍵模板堿基互補配對半保留復制特點：形成的分子一半是新的，一半是舊的一、對DNA復制的推測2.其他觀點——全保留復制、分散復制全保留復制分散復制全保留復制模型圖彌散復制模型圖特點：一全新，一全舊特點：新舊都有，隨機組合以兩條母鏈為模板合成兩條DNA子鏈，子代DNA中母鏈重新結合，兩條子鏈彼此結合成另一個子代DNA分子。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”。一、對DNA復制的推測1.提出問題：2.提出假說:DNA以什么方式復制？（1）半保留復制（2）全保留復制（3）分散復制親代DNA雙鏈被切成片段后合成子鏈，然后子、母雙鏈聚集成“雜種鏈”。子代DNA的雙鏈都是新合成的子代DNA中保留了親代DNA分子中的一條鏈②.作出假設①.提出問題一、對DNA復制的推測問題1：左圖的母鏈和子鏈如何區分？（1）半保留復制（2）全保留復制（3）分散復制問題2：現實中DNA有顏色嗎？母鏈為紅色，子鏈為藍色沒有，僅做題為了區分人為進行問題3：要通過實驗“探究DNA復制是哪種方式？”關鍵思路是什么？關鍵思路：通過實驗區分親代和子代的DNA。問題4：DNA是肉眼看不可見的，如何做區分親代和子代的DNA,又如何進行實驗觀察區分呢？二、DNA半保留復制的實驗證據梅塞爾森斯塔爾1958年同位素標記技術資料：15N和14N是N元素的兩種穩定的同位素，這兩種同位素的相對原子質量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。大腸桿菌（繁殖快，20min一代）問題5：為什么不用32P，14C等具有放射性的同位素標記呢？形成的不同密度的DNA分子應如何區分？同位素標記技術如何在實驗中直觀區分母鏈和子鏈？二、DNA半保留復制的實驗證據14N/14N—DNA15N/14N—DNA15N/15N—DNA(輕帶)(中帶)(重帶)密度梯度離心技術利用離心技術可以在試管中區分含有不同質量N元素的DNA。形成的不同密度的DNA分子應如何區分？二、DNA半保留復制的實驗證據15NH4Cl14N/14N-DNA繁殖若干代15N/15N-DNA目的？得到的大腸桿菌DNA幾乎都是15N標記的同位素標記技術二、DNA半保留復制的實驗證據15N/15N-DNA14NH4Cl再分裂一次分裂一次提取DNA離心提取DNA離心？？？哪個位置？？？哪個位置同位素標記技術密度梯度離心技術二、DNA半保留復制的實驗證據合作探究：若將15N-DNA放在14N的環境中進行培養，則P、F1、F2的DNA分別含有哪種N元素？嘗試畫出1個DNA分子分別按照半保留復制、全保留復制的方式復制兩次的圖解模型。一、對DNA復制的推測1.提出問題：2.提出假說:DNA以什么方式復制？（1）半保留復制（2）全保留復制（3）分散復制親代DNA雙鏈被切成片段后合成子鏈，然后子、母雙鏈聚集成“雜種鏈”。子代DNA的雙鏈都是新合成的子代DNA中保留了親代DNA分子中的一條鏈②.作出假設①.提出問題二、DNA半保留復制的實驗證據（三）演繹推理

半保留復制親代子一代子二代細胞再分裂一次轉移到含14NH4Cl的培養液中細胞分裂一次提取DNA離心提取DNA離心提取DNA離心15N/15N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA重帶中帶輕帶中帶15N15N15N14N14N15N15N14N15N14N14N14N14N14N大腸桿菌在含15NH4Cl的培養液中生長若干代(1/2)(1/2)二、DNA半保留復制的實驗證據（三）演繹推理

親代子一代子二代細胞再分裂一次轉移到含14NH4Cl的培養液中細胞分裂一次提出DNA離心提出DNA離心提出DNA離心15N/15N-DNA14N/14N-DNA15N/15N-DNA14N/14N-DNA15N/15N-DNA重帶輕帶輕帶重帶重帶15N15N14N14N15N15N15N15N14N14N14N14N14N14N大腸桿菌在含15NH4Cl的培養液中生長若干代(1/2)(1/2)(3/4)(1/4)全保留復制二、DNA半保留復制的實驗證據（三）演繹推理

分散復制親代細胞再分裂一次15N15N轉移到含14NH4Cl的培養液中細胞分裂一次提出DNA離心提出DNA離心提出DNA離心子一代15N/15N-DNA1514N/1514N-DNA15N14N15N14N15N14N15N14N1514N/1514N-DNA子二代重帶中帶中帶大腸桿菌在含15NH4Cl的培養液中生長若干代二、DNA半保留復制的實驗證據結論：DNA的復制是半保留復制排除DNA的復制是全保留復制排除DNA的復制是分散復制細胞再分裂一次轉移到含14NH4Cl的培養液中分裂一次提出DNA離心提出DNA離心提出DNA離心親代子一代DNA復制一次子二代DNA復制一次15N/15N-DNA15N/

14N14N/15N14N/14N14N/14N15N/

14N14N/15N二、DNA半保留復制的實驗證據提出問題作出假說演繹推理實驗驗證得出結論假說—演繹法推測可能的復制方式DNA是如何復制的？根據復制方式，預測實驗結果實驗結果與半保留復制的預期相符DNA分子復制的方式是半保留復制半保留復制全保留復制分散型復制三、DNA復制的過程三、DNA復制的過程指以

為模板合成

的過程。真核細胞：

主要在

中，但在線粒體、葉綠體也有DNA的復制；原核細胞：主要在

中，在質粒處也有DNA的復制。細胞分裂前的

，隨著染色體的復制而完成。(

的間期、

的間期)親代DNA子代DNA細胞核擬核1、概念：2、DNA復制場所3、發生時期（真核生物）間期有絲分裂前減數分裂前病毒：

。

在宿主細胞三、DNA復制的過程在ATP的驅動下，解旋酶將DNA部分雙螺旋的兩條鏈解開。CGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA3'5'CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ATP解旋酶（1）解旋問題1：是什么物質將DNA雙螺旋打開？解旋酶問題2：為什么這種物質可將DNA雙螺旋打開？解旋酶可斷開氫鍵三、DNA復制的過程以游離的4種脫氧核苷酸為原料，合成與母鏈互補的子鏈。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT形成氫鍵（2）合成子鏈注：氫鍵形成不需酶和能量三、DNA復制的過程在DNA聚合酶催化下單個的脫氧核苷酸聚合成脫氧核苷酸鏈CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTTACGCAAGCTAGTCATTADNA聚合酶5'3'TATGCATGATCGAGCTT5'3'ATPATPDNA聚合酶形成磷酸二酯鍵（2）合成子鏈合成方向：子鏈的5'端→3'端三、DNA復制的過程問題3：子鏈的合成是以什么為模板問題4：子鏈的合成需要什么原料？問題5：子鏈的合成遵循哪一原則？

問題6：將單個脫氧核苷酸連接起來依靠哪一物質？問題7：DNA的兩條鏈是完全打開后，才開始合成子鏈嗎？

母鏈（親代DNA的兩條鏈）4種游離的脫氧核苷酸堿基互補配對原則DNA聚合酶邊解旋邊復制三、DNA復制的過程CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATAA5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT5'3'TAGCCGTATAGCCGATAT3'5'TTACGCGTATATATA5'3'每條新鏈與其對應的模板鏈盤繞成雙螺旋結構。（3）合成子代DNA方向：子鏈5’到3’雙向復制三、DNA復制的過程新合成的子鏈DNA聚合酶DNA聚合酶DNA解旋酶游離的脫氧核苷酸解旋合成子鏈重新螺旋細胞提供ATP需要解旋酶的作用結果：氫鍵斷裂，雙鏈打開解開的每一條母鏈四種脫氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶等堿基互補配對原則5′端至3′端每條新鏈和對應的模板鏈盤繞成雙螺旋結構方向：原則：酶：原料：模板：4、過程與條件（斷裂氫鍵）（形成磷酸二酯鍵）（形成磷酸二酯鍵）三、DNA復制的過程邊解旋邊復制

半保留復制（1）DNA分子獨特的

結構，為復制提供了精確的模板；（2）

原則，保證了復制能夠準確地進行。將

從親代傳給子代，從而保持遺傳信息的

。5、復制特點7、DNA能夠精確復制的原因9、復制的意義你認為DNA復制會百分之百準確嗎？如果復制出現錯誤，可能會產生什么影響？會出錯，可能導致基因突變，引起生物體性狀的改變。雙螺旋堿基互補配對遺傳信息連續性6、遵循的原則堿基互補配對原則8、復制的結果一個DNA分子形成了兩個完全相同的DNA分子。三、DNA復制的過程1、DNA分子兩條子鏈的合成方向都是5'→3'。2、加熱可使DNA分子變性，雙鏈打開；降溫后DNA雙鏈又會重新形成3、真核生物DNA多起點、雙向復制，可明顯縮短復制時間，提高效率原核生物DNA復制單起點雙向復制多起點雙向復制真核生物DNA復制復制泡拓展三、DNA復制的過程特點精確復制的原因意義

方向結果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構，為復制提供了精確的模板；（2）堿基互補配對原則，保證了復制能夠準確地進行。將遺傳信息從親代傳給子代，從而保持遺傳信息的連續性。1個DNA分子形成2個完全相同的DNA分子從子鏈的5'端向3'端延伸DNA復制的過程三、DNA復制的過程1、如圖為DNA分子復制的兩個模型，請據圖回答下列問題。(1)圖1中的酶1和酶2分別是什么酶？分別作用于圖2中哪個部位？(2)圖1中的a、b、c、d四條脫氧核苷酸鏈中，哪些鏈堿基排列順序相同？a和c，b和d的堿基排列順序相同。解旋酶DNA聚合酶磷酸二酯鍵氫鍵四、DNA復制中的有關計算動動手：畫出一個被15N標記的DNA分子在含14N的培養基中培養3代的DNA復制過程

（標出每條鏈是15N還是14N）親代第一代第二代第三代15N15N15N15N14N14N14N