内容正文:
第3章 基因的本质
人教版高中生物 必修2
第3节
DNA的复制
1、DNA是由 条 组成的,这两条链按 方式盘旋成 结构。
两
脱氧核苷酸单链
反向平行
双螺旋
2、DNA中的 和 交替连接,排列在外侧,构成 。 排列在内侧。
脱氧核糖
磷酸
基本骨架
碱基
DNA分子的结构
3、两条链上的碱基通过 连接成 ,且碱基配对具有一定的规律: 一定与 配对、 一定与 配对。碱基之间的这种一一对应的关系,叫作 。
氢键
碱基对
A T
C G
碱基互补配对原则
温故知新
4、DNA分子的特性:
①稳定性 ②多样性 ③特异性
1
运用假说—演绎法探究DNA的复制方式(难点)。
2
概述DNA通过半保留方式进行复制(重点)。
3
理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。
1.复制机制可能是怎样的?
碱基互补配对原则是指DNA两条链的碱基之间有准确的一一对应关系,暗示DNA的复制可能需要先解开DNA双螺旋的两条链,然后通过碱基互补配对合成互补链。
2.为什么用“可能”?
科学研究需要大胆的想象,但是得出结论必须建立在确凿的证据之上。
沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著作短文的结尾处写道:“值得注意的是,我们提出的这种碱基特异性配对方式,暗示着遗传物质进行复制的一种可能的机制”
《核酸的分子结构》论文节选
问题探讨
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目标一
对DNA复制的推测及DNA
半保留复制的实验证据
1.2对DNA复制的推测
沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的这一假说。
亲代DNA分子
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上。
内容
新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链。
结果
脱氧
核糖
P
T
脱氧
核糖
P
T
C
脱氧
核糖
P
G
脱氧
核糖
P
A
脱氧
核糖
P
5'
3'
脱氧
核糖
P
T
5'
脱氧
核糖
P
A
脱氧
核糖
P
C
脱氧
核糖
P
G
脱氧
核糖
P
T
3'
A
脱氧
核糖
P
G
脱氧
核糖
P
脱氧
核糖
P
C
脱氧
核糖
P
G
脱氧
核糖
P
A
C
脱氧
核糖
P
1.2对DNA复制的推测
有人持不同观点,提出全保留复制等不同假说。
亲代DNA分子
指DNA复制以DNA双链为模板,子代DNA的双链都是新合成的。
概念
全
保
留
复
制
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:区分亲代和子代的DNA,标记亲代DNA链,然后观察它们在子代DNA中如何分布。
1958 年,美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔的实验。
实验材料:
方法技术:
大肠杆菌
同位素标记技术
如何把不一样的DNA区分开呢?
【同位素标记技术】
15N和14N是氮元素的两种稳定同位素,这两种同位素的相对原子质量不同,含15N的DNA比含14N的DNA密度大,因此,利用离心技术可以在试管中分离开含有相对原子质量不同的氮元素的DNA。
密度梯度离心法
重带
中带
轻带
15N
14N
15N
15N
14N
14N
同位素标记技术(N)、密度梯度离心技术
含15N的DNA比含14N的DNA密度大
亲 代
子一代
子二代
细胞再分裂一次
转移到含14NH4Cl的培养液中
细胞分裂一次
提取DNA离心
提取DNA离心
提取DNA离心
大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代
?
?
?
实验过程:
15N
14N
14N
15N
14N
14N
14N
14N
15N
14N
15N
14N
P:
F1:
F2:
15N
15N
3、演绎推理
15N/15N
重带
15N/14N
14N/14N
15N/14N
中带、轻带
中带
若为半保留复制
细胞再分裂一次
细胞分裂一次
提出DNA离心
提出DNA离心
提出DNA离心
含14N的培养基
细胞再分裂一次
含14NH4Cl的培养液中
细胞分裂一次
提出DNA离心
提出DNA离心
3、演绎推理
若为全保留复制
15N
15N
P
F1
F2
14N