3.3DNA的复制课件-2022-2023学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

第3节 DNA的复制 1 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 半保留复制 全保留复制 假说演绎法 解旋 形成子代DNA 合成子链 3 DNA的复制 对DNA复制的推测 DNA半保留复制的实验证据 DNA复制的 过程 DNA复制的 计算 假说-演绎法 提出问题 作出假说 演绎推理 实验验证 得出结论 假说—演绎法 推测可能的复制方式 DNA是如何复制的？ 根据复制方式，预测实验结果 实验结果与半保留复制的预期相符 DNA分子复制的方式是半保留复制 半保留复制 全保留复制 4 问题探讨 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” 讨论 1.碱基互补配对原则暗示DNA的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”？这反应科学研究具有什么特点？ 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。 《核酸的分子结构》论文节选 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 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 对DNA复制的推测 分散 复 制 DNA 复制是镶嵌型的复制，即在子代 DNA 两条链中，母链和子链片段镶嵌存在，也叫弥散复制。 概念 亲代DNA分子 对DNA复制的推测 DNA半保留复制的实验证据 如何验证DNA复制是半保留复制还是全保留复制呢？关键思路是什么？ 就需要通过实验区分亲代和子代的DNA 标记亲代DNA的两条链， 然后观察它们在子代DNA中如何分布？ 方法：同位素标记法 DNA半保留复制的实验证据 科学家：1958年，美国生物学家梅塞尔森（M.Meselson）和 斯塔尔（F.Stahl） 科学方法：同位素标记法、 密度梯度离心法 科研方法：假说-演绎法 实验材料：大肠杆菌 （优势:繁殖快，20min一代） 梅塞尔森 斯塔尔 1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔 背景知识 15N和14N是N元素的两种稳定的同位素，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区分含有不同N元素的DNA。 DNA半保留复制的实验证据 11 14N/14N—DNA 15N/14N—DNA 15N/15N—DNA (轻密度带) (中密度带) (重密度带) 密度梯度离心技术 DNA半保留复制的实验证据 DNA半保留复制的实验证据 实验过程 记录离心后试管中DNA的位置。 标记大肠杆菌 转移培养 提取DNA、离心 观察记录DNA的位置 科学家先用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代，这时，大肠杆菌的DNA几乎都是15N标记的。 将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中。 在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA， 再将提取的DNA进行离心。 15N/15N-DNA 14N 14N 14N 15N/14N-DNA 15N/14N-DNA 14N/14N-DNA 14N/14N-DNA 15N/14N-DNA 密度 低 高 15N/15N-DNA 如果DNA复制是半保留复制 第一代会出现的结果是 第二代会出现的结果是 大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代 细胞再分裂一次 转移到含14NH4Cl的培养液中 细胞分裂一次 提出DNA离心 15N/14N-DNA 14N/14N-DNA 15N/14N-DNA 提出DNA离心 提出DNA离心 演绎推理 15N/15N-DNA 14N 14N 14N 15N/15NDNA 14N/14NDNA 14N/14NDNA 14N/14NDNA 如果DNA复制是全保留复制 第一代会出现的结果是 第二代会出现的结果是 15N/15N DNA 14N/14N DNA 演