内容正文:
第3节 DNA的复制
[学习目标]
1.通过DNA的复制,认同生命的延续与发展观;理解遗传信息,认同DNA的遗传物质观。
2.分析DNA复制过程,归纳DNA复制过程中相关数量计算,提高逻辑分析和计算能力。
3.运用假说—演绎法,探究DNA半保留复制。
[对应学生用书第69页]
一、对DNA复制的推测
1.半保留复制
(1)提出者:沃森和克里克。
(2)假说
①解旋:DNA复制时,DNA双螺旋解开,互补的碱基之间的氢键断裂。
②复制:解开的两条单链分别作为复制的模板,游离的脱氧核苷酸根据碱基互补配对原则,通过形成氢键,结合到作为模板的单链上。
(3)特点:新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链,这种复制方式称作半保留复制。
2.全保留复制
DNA复制以DNA双链为模板,子代DNA的双链都是新合成的。一个DNA分子复制的结果是得到一个子代DNA,一个亲代DNA。
二、DNA半保留复制的实验证据
1.实验材料:大肠杆菌。
2.实验方法:运用同位素标记技术。
3.实验过程
4.实验结果
(1)复制一次产生的DNA分子中,一条链含14N,另一条链含15N,DNA分子密度居中。
(2)复制两次产生的DNA分子中,有两个DNA分子的双链均含14N,另两个DNA分子中一条链含15N,另一条链含14N。
5.实验结论:DNA的复制方式为半保留复制。
三、DNA复制的过程
1.概念:以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
2.发生时间:细胞分裂前的间期(在真核生物中)。
3.场所
(1)真核生物:主要在细胞核内,线粒体和叶绿体内也可以进行。
(2)原核生物:主要在拟核。
(3)DNA病毒:活的宿主细胞内。
4.复制过程
5.结果:形成两个完全相同的DNA分子。
6.特点
(1)边解旋边复制。
(2)半保留复制。
7.准确复制的原因
(1)DNA独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板。
(2)通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。
8.意义:将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞,从而保持了遗传信息的连续性。
判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)DNA复制时新合成的两条链碱基排列顺序相同。 (×)
(2)DNA双螺旋结构全部解旋后,开始DNA的复制。 (×)
(3)单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链。 (×)
(4)真核细胞的DNA复制只发生在细胞核中。 (×)
(5)DNA复制方式的探究运用了假说—演绎法。 (√)
(6)DNA复制方式的探究应用了同位素标记技术和离心技术。 (√)
[对应学生用书第70页]
知识点一 探究DNA分子复制的实验证据
阅读教材第54页“思考·讨论”内容,思考并回答以下问题。
(1)实验假设:DNA以 的方式复制。
(2)实验原理:含15N的双链DNA密度大,含14N的双链DNA密度小,一条链含14N、一条链含15N的双链DNA的密度 。
(3)实验过程:
用含有 的培养液培养大肠杆菌,标记大肠杆菌的DNA→将大肠杆菌转移到含有 的培养液中→不同时刻收集大肠杆菌并提取 ,将提取的DNA进行离心处理。
(4)演绎推理:假设DNA复制方式是半保留复制,预期实验结果。
①立即取出,提取DNA,离心,获得 。
②繁殖一代,提取DNA,离心,获得 。
③繁殖二代,提取DNA,离心,获得 。
(5)实验结果:
①提取亲代DNA→离心→位置靠近试管 。
②繁殖一代后,提取DNA→离心→位置 。
③繁殖二代后,提取DNA→离心→1/2位置 ,1/2位置 。
(6)实验结论:
实验结果和假设DNA复制方式是半保留复制的预期结果一致,说明DNA的复制是以 的方式进行的。
(7)若将第三代大肠杆菌的DNA提取后进行离心,则靠近试管底部、位置居中和靠近试管的上部的DNA数之比为 。
(8)假设DNA复制方式是全保留复制,预期实验结果:
①立即取出,提取DNA,离心,获得 15N/15N-DNA。
②繁殖一代,提取DNA,离心,获得 。
③繁殖二代,提取DNA,离心,获得 。
提示:(1)半保留 (2)居中 (3)15NH4Cl 14NH4Cl DNA (4)①15N/15N-DNA ②15N/14N-DNA ③15N/14N-DNA和14N/14N-DNA
(5)①底部 ②居中 ③居中 更靠上 (6)半保留
(7)0∶2∶6 (8)②15N/15N-DNA和14N/14N-DNA ③15N/15N-DNA和14N/14N-DNA
试管中三个条带分析
重带:两条链均只含15N。即此DNA中两条链均为亲代链。
中带:一条链中只含14N,另一条链中含15N。即此子代DNA中