内容正文:
第3节 DNA的复制
第三章基因的本质
目标
01
02
03
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。(科学思维)
通过对DNA复制方式的推测及对探究DNA复制方式实验的分析,再一次体会假说—演绎法。
(社会责任)
学习目标
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。(生命观念)
思考:
生物亲子代之间是通过遗传物质传递遗传信息的,那么亲代的遗传物质如何“多出一份”来传递给子代?
一、对DNA复制的推测
(一)提出问题
DNA以什么方式复制?
(1)半保留复制(沃森和克里克)
半保留复制
全保留复制
有人质疑
问题3:这些观点各有不同,如何来证明那个观点是正确的?
提出
课本P53
一、对DNA复制的推测
1.沃森和克里克的假说——半保留复制
DNA复制时,DNA双螺旋解开,互补的碱基之间的氢键断裂,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。
2.其他人的观点——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。
半保留复制
全保留复制
一半新
一半旧
一全新一全旧
新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链,因此,这种复制方式称为半保留复制。
课本P53
二、DNA半保留复制的实验证据
DNA以半保留方式复制(全保留)
(二)作出假设
问题4:要通过实验“探究DNA复制是哪种方式?”关键思路是什么?
关键思路:通过实验区分亲代和子代的DNA
对原来的亲代DNA链(母链)和复制出的子代DNA链(子链)进行区分标记,然后观察它们在新DNA中的分布情况。
半保留复制
全保留复制
一半新
一半旧
一全新一全旧
课本P53
二、DNA半保留复制的实验证据
【实验技术】
2.如何在实验中直观区别“母链”和子链?
可以采取什么方法?
背景知识 P54
15N 和 14N是N元素的两种稳定同位素,其相对原子质量不同,含15N的DNA比含14N的DNA密度大。
①同位素标记技术
用15N标记母链,
14N标记子链
3.复制后的DNA分子通常是随机混合在一起的,
不易分离。怎么解决这个问题?
②密度梯度离心技术
可使含不同N元素的DNA在试管中发生分层
密度
低
高
半保留复制
全保留复制
课本P54
密度梯度离心技术
15N标记: 14N标记:
两条链被标记情况 密度大小 离心位置
都是15N 最大 试管的______部
一条15N,一条14N 居中 试管的______部
都是14N 最小 试管的______部
【实验原理】
15N/ 15N
重带
底
15N/14N
中带
中
14N/ 14N
轻带
上
课本P54
二、DNA半保留复制的实验证据
①先让大肠杆菌在15NH4Cl培养若干代
②再将大肠杆菌转移到14NH4Cl中
③收集大肠杆菌提取DNA进行离心,记录离心管中DNA的位置
1958年,美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料,运用同位素标记技术,设计了一个巧妙的实验。
【实验过程】
(密度梯度离心技术)
证明DNA半保留复制的实验
阅读课本P54
结果:亲代DNA都是15N标记
子代呢?
合作探究一:请同学们自主学习课本P53-54,小组合作思考讨论完成问题。
尝试画出1个DNA分子分别按照半保留复制、全保留复制的方式复制两次的图解模型。
要求:
(1)限时2分钟,小组做好分工,所有成员全力以赴,激情投入。
(2)确定小组发言人,做好展示准备,并做好评价与质疑的准备。
二、DNA半保留复制的实验证据
15N
14N
14N
15N
14N
14N
14N
14N
15N
14N
15N
14N
P
F1
F2
15N
15N
15N/15N
重带
15N/14N
14N/14N
15N/14N
1/2轻带
1/2中带
中带
第二代
第一代
提出DNA离心
提出DNA离心
提出DNA离心
含14N的培养液
(三)演绎推理
1.假设DNA的复制是半保留复制
二、DNA半保留复制的实验证据
课本P54
第二代
含14N的培养液
第一代
提出DNA离心
提出DNA离心
15N
15N
P
F1
F2
14N
14N
提出DNA离心
重带
轻带重带
轻带
重带
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
15N/15N
14N/14N
15N/15N
14N/14N
15N/15N
(三)演绎推理
1.假设DNA的复制是全保留复制
二、DNA半保留复制的实验证据
课本P54
【实验结果】
大肠杆菌