第三章DNA的复制
分子生物学 第3章 DNA复制

DNA helicase (DNA解旋酶)
利用ATP供能,解开DNA双链, 可随复制叉 的伸展向前移动
大肠杆菌中解旋酶的种类
种 类
DnaA DnaB DnaC
功 能
辨认起始点,并结合到复制起始部位 解开DNA双链 运送和协同DnaB
single-stranded binding protein (SSB, 单链结合蛋白)
是一类调节DNA分子的超螺旋水平,可改变DNA拓扑性 质的酶。对DNA分子的作用是既能水解、又能连接磷酸 二酯键。 • 拓扑异构酶 I: 切开DNA双链中的一股,使DNA在解链旋 转中不打结,DNA变为松弛状态再封闭切口。 同转录有 关 • 拓扑异构酶 II: 能切断DNA双链,使螺旋松弛。在ATP参 与下,松弛的DNA进入负超螺旋,再连接断端。同复制
3´→5´外切酶活性: 切除错配的核苷酸
5'
3' C T T C A G G A G A A G T C C G G C G 5'
3'
DNA ligase
连接DNA链3-OH末端和相邻DNA链5-P末端,形成磷 反应需要ATP。
酸二酯键,从而把两段相邻的DNA链连接成完整的链。
二、 DNA复制的过程
E. Coli DNA在15N-标记的营养液中生
长多代,使DNA双链充分标记
将15N-标记
细胞在
14N中
细胞在
14N中复
细胞在
14N中复
的E.Coli 加入14N 培 养液中
万有引力
复制1 次
制第2次
制第3次
单林娜 制作
11
DNA半保留复制的生物学意义:
DNA的半保留复制表明DNA在代谢上的稳定性,
《DNA的复制》 说课稿

《DNA的复制》说课稿尊敬的各位评委老师:大家好!今天我说课的题目是《DNA 的复制》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程、板书设计这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析《DNA 的复制》是高中生物必修 2《遗传与进化》第三章第三节的内容。
DNA 作为遗传物质,其复制过程对于遗传信息的传递和生物的遗传特性具有至关重要的意义。
本节内容在前面学习了 DNA 是遗传物质以及 DNA 分子结构的基础上,进一步探讨 DNA 如何通过复制实现遗传信息的精确传递,为后续学习基因的表达等内容奠定了基础。
教材首先介绍了对 DNA 复制的早期推测,然后详细阐述了 DNA 半保留复制的实验证据,最后重点讲解了 DNA 复制的过程。
通过对这部分内容的学习,学生能够深入理解遗传信息传递的机制,培养科学思维和探究能力。
二、学情分析学生在之前已经学习了 DNA 是遗传物质以及 DNA 分子的双螺旋结构,对 DNA 有了一定的了解,但对于 DNA 复制的具体过程和机制还比较陌生。
高二学生已经具备了一定的逻辑思维能力和抽象思维能力,但对于微观的分子水平的生命活动理解起来可能存在一定的困难。
因此,在教学过程中,需要通过直观的模型、动画等方式帮助学生理解抽象的知识。
三、教学目标1、知识目标(1)简述 DNA 复制的概念。
(2)说出 DNA 半保留复制的实验证据。
(3)概述 DNA 复制的过程及条件。
2、能力目标(1)通过对 DNA 半保留复制实验的分析,培养学生的科学思维和实验分析能力。
(2)通过小组讨论和模型构建,培养学生的合作探究能力和动手能力。
3、情感态度与价值观目标(1)认同科学探究的严谨性和科学性。
(2)体会科学技术在生命科学研究中的重要作用。
四、教学重难点1、教学重点(1)DNA 半保留复制的实验证据。
(2)DNA 复制的过程及条件。
2、教学难点(1)DNA 半保留复制实验的分析。
(2)DNA 复制过程中碱基互补配对原则的应用。
《DNA的复制》PPT课件

子代DNA:
母链(旧链) 组成
子链(新链)
边
半
解
保
旋
留
复
复
制பைடு நூலகம்
制
多
起
点
复
制
具有100个碱基对的1个DNA分子片断, 内含40个胸腺嘧啶,如果连续复制两次, 则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为 ( 180 )个。
某DNA分子共含有含氮碱基1400个,其中一 条链上A+T/C+G= 2:5,问该DNA分子连续复制 2次,共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是
7、准确复制原因 ①DNA双链提供精确的模板
②碱基互补配对原则
8、复制的生物学意义:P54
【智慧眼——寻找规律】
规律2:亲代DNA分子经 n 次复制后, 所需某种游离的脱氧核苷酸数为:
R =a (2 n-1) 其中 a 表示亲代DNA含有的某种
碱基数,n 表示复制的次数。
规律3:碱基总数=失去H2O数+2
来的科学研究发现,小鼠体内的HMGIC基因与肥胖 直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对 照的小鼠,吃同样多的高脂肪食物,一段时间后, 对照组的小鼠变得十分肥胖,而具有HMGIC基因缺 陷的实验鼠体重仍然保持正常。
没有HMGIC基因,就没有肥胖的表现,有HMGIC基因就有 肥胖表现。说明基因能控制生物的性状(功能单位)。
1三、概、念D:NA分子复制的过程(P54)
2、场所:细胞核(主要)、线粒体、叶绿体
3、时期:有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期
模板:DNA的两条母链
4、条件
原料:游离的脱氧核苷酸(A、G、C、T) 能量:ATP
酶:DNA解旋酶、DNA聚合酶等
《DNA的复制》教学设计【优秀5篇】

《DNA的复制》教学设计【优秀5篇】《DNA的复制》教学设计篇一一、说教材1.教材地位和作用《dna的复制》这一部分内容也是第三章的重点内容之一。
它既是对前面已学习的孟德尔遗传定律和减数分裂知识进一步的深化理解,也是整个遗传的基础。
2.教学目标(1)知识目标:概述dna分子的复制;探讨dna复制的生物学意义(2)能力目标:培养学生自学能力,观察能力、分析理解能力(3)德育目标:激发学生学科学、用科学、爱科学的求知欲3.教学重点、难点(1)教学重点:dna复制的条件、过程及特点。
(2)教学难点:dna复制的过程,特别是半保留复制。
4.教材处理及课时安排根据教材的重难点以及学生的实际情况,本节内容只安排一个课时。
教学顺序是推测-实验证据-复制过程进行。
二、说学法:学生应通过观察、分析、讨论与教师讲授相结合来学习本课内容三、说教法:充分利用多媒体的功能,把dna复制过程编制成动态过程,使难点知识变静为动、变抽像为形象,转化为易于吸收的知识。
并指导学生进行讨论交流,通过提高学生的识图能力、思维能力,且适当配合练习,将知识化难为易。
四、说具体的教学过程关于dna分子的复制的教学,教师首先可以通过课题下的,北京奥运会的会幑中国印舞动的北京导及问题探讨,激起学生和兴趣。
然后让学生回顾以前学过的有关有丝分裂和减数分裂过程中dna复制的时间。
接下来设置问题:dna是如何复制的?让学生积极讨论。
然后才引出沃森和克里克对dna复制过程的推测,从而得出dna 的半保留复制过程。
其次,指导学生阅读课本,充分利用课本的彩图来分析、学习科学家对dna复制过程所做的经典实验,通过这个实验使学生掌握科学研究的思想,领悟科学探究的魅力,也掌握一种生物学实验常用的方法-放射性同位素标记法,分析用cscl密度梯度离心后重带、中带、轻带表示的dna分子的双链构成怎样的,在整个实验亲代、子一代、子二代细胞中提取出的dna离心结果说明了什么。
高中生物必修二第三章第3节 DNA分子的复制

活动任务----演绎推理:
请依据两种假说分别演绎推理15N标记的DNA在14N的培养 基中培养1代前后的DNA,并分别预测两种假说第0代和第1代 DNA密度梯度离心后的结果,并画在离心管相应的位置上。
实验结果:
大肠杆菌在含15NH4Cl的 培养液中生长若干代
转移到含14NH4Cl 的培养液中
15N/15N DNA
A.每条染色体的两条单体都有被标记
B.每条染色体中都只有一条单体被标记
C.只有半数的染色体中一条单体被标记
D.每条染色体的两条单体都不被标记
4、用P标记了玉米体细胞(含20条染色体)的 DNA分子双链,再将这些细胞转入不含32P的 培养基中培养,在第二次细胞分裂的中期、后 期,一个细胞中的染色体总条数和被32P标记 的染色体条数分别是
2.半保留复制
新合成的DNA 分子一半新的, 一半旧的
3.分散复制
新合成的DNA分子新的和旧 的都有
1956年,两位年轻的美国分子生物学家梅塞尔森和斯塔 尔合作开展关于DNA复制的实验研究,实验结果于1958 年正式发表。
关键问题1: 肉眼看不见的DNA分子,用什么方法区分
亲代和子代的DNA单链?
( )个;第4次复制时需要游离的胞嘧 啶脱氧核苷酸的数目为 ( )个
五、DNA复制与细胞分裂的关系:
进行第一次有丝分裂:
进行第二次有丝分裂:
1. 蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸 培养基中完成一个细胞周期,然后在不含放射性标记 的培养基中继续分裂至中期,其染色体的放射性标记 分布情况是( )
A.中期20和20、后期40和20 B.中期20和10、后期40和20 C.中期20和20、后期40和10 D.中期20和10、后期40和10
第三章 第三节 DNA的复制

14N-DNA
全轻链 全中链 全重链
1/2轻链 轻链 1/2中链 1/2中链
中链 重链
15N-DNA
(1)由实验结果可以推出第一代(I)细菌 )由实验结果可以推出第一代( )细菌DNA分子中一条 分子中一条 14 链是15N母链 ,另一条链是 N新链 。 15 (2)中链含有氮元素是 N和14N ) 。 的培养基上繁殖一代, ( 3)将第一代 ( I) 转移到含 15N的培养基上繁殖一代, 将 ) 将第一代( ) 的培养基上繁殖一代 所得到的细菌的DNA用同样方法分离。那么得到的轻中重链情 用同样方法分离。 所得到的细菌的 用同样方法分离 况是 1/2中链、1/2重链 。 1/2中链、1/2重链 中链 。 (4)上述实验表明DNA分子复制的特点是半保留复制 )上述实验表明 分子复制的特点是
过程: 过程:①解旋
形成两个新的DNA分子 ② 碱基互补配对 ③形成两个新的 分子
结果: 个 结果: 1个DNA分子形成 个相同的 分子形成2个相同的 分子形成 个相同的DNA分子 分子
2、特点: 边解旋边复制、半保留复制 、特点: 边解旋边复制、
解旋后的两条链 母链) 3、条件: 模板: DNA解旋后的两条链 母链 条件: 模板: 解旋后的两条链(母链 原料: 原料: 四种脱氧核苷酸 能量: ATP 能量: 解旋酶、 聚合酶、 酶: 解旋酶、 DNA聚合酶、 DNA连接酶 聚合酶 连接酶
14N//14N 15N
轻带(上部 轻带 上部) 上部 中带(中间 中带 中间) 中间
//14N
半保留复制
15
N N__DNA
15
15
N N__DNAห้องสมุดไป่ตู้
14
15 14
高中生物必修2第三章第三节DNA的复制
碱基互补配对原则保证了准确的 进行
7、结果:
DNA复制1次,可以产生两个完
全一样的DNA分子,如果连续复 制n次,则可以形成 个子代 DNA分子。
与复制有关的碱基计算
①一个DNA连续复制n次后,共有多少个DNA?多少条脱氧核苷酸链? 母链多少条?子链多少条?
3、一个DNA分子中有100个碱基对,其中有 30个鸟嘌呤,如果连续复制两次,则需要游 离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数目是(210) DNA分子碱基总数=100×2=200个
G+A=C+T G+A=100个 T=A=70个 复制2次,游离的3T=210个 A=70个
课堂练习
1、1个DNA分子经过4次复制,形成16个DNA 分子,其中含有最初DNA分子长链的DNA分子有 ( ) A. 2个 B. 8个 C. 16个 D. 32个 2、DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的 ( ) A、分裂前期 B. 分裂中期 C. 分裂后期 D. 分裂间期
第四节
DNA的复制
一.对DNA分子复制的推测 沃森和克里克的推测(假说) 复制时,DNA的双螺旋 解开. 互补的碱基间氢键断 裂 分开的两条链作为模 板,以碱基互补配对的 原则合成新的一条链
二、DNA半保留复制的实验证据
15N/ 15N
重带(下部)
15N/ 14N
中带(中间)
14N/ 14N
轻带(上部)
边解旋边复制
什么叫解旋?解旋的目 的是什么?
在ATP供能、解旋酶的作用 下,DNA两条多脱氧核苷酸链配 对的碱基从氢键处断裂,双螺 旋的两条链解开的过程。
目的:就是为复制提供准确 的模板,解开的两条单链叫母链。
第三章 DNA的复制
(1)端粒和端粒酶的发现
1978 年 , Blackburn 发现四膜虫大核中 rDNA 小分 子 末 端 的 端 粒 结 构 为 370520bp 的 (GGGGTT)n 重复片段。
加尾实验 1984
加尾实验 1985
四膜虫抽提液
酵母 末端重复序列
端 粒 酶 的 鉴 定
1985
端粒酶的分离纯化
TA
母代DNA 子代DNA
半保留复制的意义
按半保留复制方式,亲代DNA所含的信 息以极高的准确度传递给子代DNA分子,子 代保留了亲代的全部遗传信息 ,体现了遗 传的保守性。
遗传的保守性,是物种稳定性的分子基 础,但不是绝对的。
3.1.2 复制叉和复制体
复制叉:发生复制的 位点,或者称为生 长点。
后随链:背向复制叉,一段亲本DNA链先暴露 出来才能以相反方向合成DNA小片段,然后 这些小片段DNA连接形成完整的后随链。
冈崎的实验—脉冲标记实验
lig-突变体
冈崎的实验—脉冲追踪实验
3.1.5复制的起点、方向
复制起点(origin of replication,ori)
原核生物复制起始位点区特点
Dolly 1996-2003
端粒酶和永生
3.3 DNA复制的终止
ColE I
3.4 DNA复制的调控
质 粒 的 复 制 调 控
真核生物的DNA复制的调控
GLN1 GLN2 GLN3
cyclin
p34
MPF
cdc6,cdc8, cdc9,cdc21
3.2.2 多复制子复制的非一致性
每个复制子发动复制的先后时序有很大区别: 同一染色体上不同复制子之间 不同类型细胞之间
复制子的多少与DNA复制的速度有关 基因组的复制完成与细胞、组织及发育状态有 关。
第三章第3节《DNA的复制》导学案_教案
[课题]:第3章第3节DNA的复制[备课时间]:2012年4月12日[授课时间]:[教学目标]:知识目标:1.“概述DNA分子的复制2. 简述DNA复制的过程,并分析、总结DNA复制过程的条件和特点;3.说出DNA复制在遗传上的意义”。
能力目标:尝试模拟DNA的复制过程,形成对假说—演绎法的进一步认识和理解情感目标:本节课主要是以验证DNA的复制过程为主,因此,在情感态度与价值观方面,养成自主探索、合作学习、分析问题、解决问题的科学的生物学习习惯”的目标。
[教学重点]:1. DNA分子的复制的过程;2. DNA分子的复制的特点。
[教学难点]::DNA分子的复制的过程。
[教学关键]:半保留复制的实验证明过程的理解[教学方法]:利用导学案进行探究式教学[教具]:教材插图,多媒体课件[课型]:新课[课时按排]:1课时[教学过程]:预习案一、预习目标:指导学生认真完成预习内容,为课堂探究做好充分准备预习DNA的复制的基本知识,了解DNA分子复制的条件、过程和特点。
二、预习内容(一)、对DNA分子复制的推测半保留复制思考:如何验证?利用放射性同位素标记法(二)、DNA分子复制的过程1、复制的概念DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
2、时间:有丝分裂间期或减数第一次分裂间期3、场所:真核细胞的细胞核或原核细胞的拟核区4、“准确”复制的原理半保留复制提供模板,通过碱基互补配对保证了复制能准确进行(三)、DNA复制中的计算问题1、DNA复制次数与形成的DNA数的关系是2n个(n为复制次数);一个DNA分子中的两条链上的脱氧核苷酸数相等;双链DNA分子符合碱基互补配对原则,即A=T,G=C。
一个DNA分子无论复制几次,形成的新DNA分子中,只有两个DNA分子中含有原来的DNA链。
即:一个DNA分子复制n次,则:①复制至第n代,DNA分子总数为2n;②第n代的DNA分子中,含原来DNA母链的DNA分子有 2 个,占子代所有DNA分子总数的2/2n;③第n代DNA分子中,含原DNA的母链 2 条,占全部单链的2/2n+1。
3-3DNA的复制 课件 高一下学期生物人教版必修2
①解旋——在能量驱动下, 提示:DNA聚合酶的合成方向是5´→3´,这也是核苷酸
解旋酶将DNA双螺旋解开 链的方向
友情学校:大庆实验中学
课件创意:一生唐
三、DNA复制的过程
5.条件:
(1)模板:亲代DNA的两条链(两条母链)
(2)原料:四种脱氧核苷酸(No:A、G、C、T)
(3)酶:解旋酶、 DNA聚合酶等
染色体
置于不含T含BrdU 的培养基培养
DNA
置于不含T含BrdU 的培养基培养
染色体中只含有T
第一次有丝分裂中期
预测全保留和弥散复制时,第一次和第二 次有丝分裂中期时染色单体的染色情况?
友情学校:大庆实验中学
第二次有丝分裂中期
课件创意:一生唐
二、DNA半保留复制的实验证据---真核生物
实验结果符合半 保留复制的预期
旁栏.思考
第一代只出现一条居中的DNA条带,
这个结果排除了哪种复制方式? 【答案】第一代只出现一条居中的DNA
条带,这个结果排除了全保留复制的
方式。
友情学校:大庆实验中学
真核生物的DNA复制可以采用上述方法研 究吗?为什么?
课件创意:一生唐
二、DNA半保留复制的实验证据---真核生物
BrdU可以用代替T与碱基A进行互补配对。 若DNA中含有T,则染色体经吉姆萨染色为深色; 若DNA中只含有BrdU,则染色体经吉姆萨染色为浅色。
友情学校:大庆实验中学
第二次有丝分裂中期
课件创意:一生唐
三、DNA复制的过程
回顾学过的知识及认真观看以下视频回答问题 1.主要的遗传物质是什么? 2.DNA 分 子 主 要 存 在 哪 里 ?
亲代DNA复制
-A
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第三章DNA的复制
蒋毅水产本101班 1012405101
3.1DNA复制的基本特征
3.1.1DNA的半保留复制
DNA复制过程中亲代DNA的双链分子彼此分离,作为模板,按AT配对,CG配对的原则,合成两条新生子链,并称这种方式为半保留复制。
3.1.2DNA复制按5'→3'延伸方向
3.1.3DNA的半不连续复制
双链DNA分子的复制是分别以两条极性相反的单链分子为模板,按5’→3’的延伸方向合成新生单链DNA分子。
3.1.4DNA复制的起点、方向
DNA复制的起点,方向和模式等有关的研究是利用条件型复制突变体展开的。
3.1.5DNA复制的引物
M13噬菌体是一直单链DNA病毒,利用寄主细胞内的各种酶类和底物,复制一条负链DNA,形成复制型(RF),再按双链DNA复制模式进行DNA分子的复制。
3.1.6DNA复制的转录激活
双链DNA分子复制起始时从复制远点处双链DNA分子解链,前导链在一段RNA引物的发动下按连续合成的模式完成合成过程,而后随链是按不连续合成的模式不断地完成冈崎片段的合成,而每一个冈崎片段都需要有RNA引物的发动过程。
3.1.7DNA复制的模式
3.1.7.1新起始方式或复制叉式
每次复制的起始均从一个固定复制起点开始,转录激活作用使双链DNA开链,启动前导链的联想复制并在两个方向形成复制叉,后随链按不连续方式合成冈崎片段。
3.1.7.2滚环方式或共价延伸方式
单链环状DNA病毒的复制主要以滚环方式或共价延伸方式进行DNA分子的复制。
噬菌体和真核生物的rDNA的扩增是采用滚环复制的方式。
3.1.7.3置换式或D环方式
真核生物线粒体源于原核生物,其DNA也是环形的,但其复制却采用置换式进行。
3.1.8DNA复制体的结构与复制的回环模型
DNA的复制是由多种酶类共同参与的一个复杂的酶促反应过程,而且包括DNA聚合酶,引物的引发酶,DNA解旋酶,单链结合蛋白,链接酶等在内的如此众多的酶分子均集中在复制叉处组成一个复合体协同互作,共同完成DNA分子的复制过程。
3.1.9线形DNA复制避免5’端短缩的方式
共联体假说认为在线状DNA分子的两端具有丰足末端,从而保证了合成的两条子代DNA分子在5’末端的单链缺口处互补,形成共联体。
3.2真核生物DNA复制的特点
3.2.1染色体DNA为多复制子
真核生物的每条染色体均为多复制子,即有多个复制起始点,DNA上碰见30000~300000bp就有一个复制起点。
3.2.2染色体多复制子复制的非一致性
原核生物在染色体DNA复制完成之前,复制起始点可以联系发动新一轮的复制起始,表现为多个复制叉的特点。
3.2.3真核生物避免5’端短缩的机制
3.2.3.1真核生物染色体末端的特异结构——端粒
端粒序列的添加或延伸是一直DNA的合成过程,原有的端粒序列是DNA合成的引物而不是模板。
3.2.3.2真核生物的端粒酶与避免5’端短缩的机制
端粒酶的发现为揭示端粒序列复制的模板以及避免5’端短缩的机制奠定了终于的基础。
3.3DNA复制的终止
对于复制从一个起点开始,两个复制叉分道扬镳的线状DNA分子而言,每一个复制叉到达线状分子的末端时复制也就自行停止。
3.4DNA复制的调控
DNA复制调控的关键环节是起始过程的转录激活效率,同时细菌的培养试验表明,细菌的繁殖速率与营养条件,及多种专一性蛋白质因子的浓度密切相关。