3.3 DNA的复制-2023-2024学年高一生物名师精选备课备件（人教版2019必修2）

第3章 基因的本质 第3节 DNA的复制 遗传与进化 1、沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说： (1)DNA复制，DNA双螺旋 ，互补的碱基之间的 断裂。 (2)解开的两条单链分别作为复制的 ，游离的脱氧核苷酸根据 原则，通过形成 ，结合到作为模板的单链上。 (3)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， 这种复制方式称作 。 解开 氢键 模板 碱基互补配对 半保留复制 特点： 子代DNA双链一半是新的，一半是旧的 对DNA复制的推测——提出假说 氢键 2.其他观点——全保留复制、分散复制 全保留复制 分散复制 特点：一全旧，一全新 特点：新旧都有，片段组合 以亲代DNA双链为模板合成两条DNA子链，子代DNA中母链重新结合形成一个DNA，两条新合成的子链彼此结合成一个DNA分子 亲代DNA双链被切成片段后合成，然后子、母双链聚集成“杂种链” 对DNA复制的推测——提出假说 磷酸 思考1.要通过实验“探究DNA复制是哪种方式？”关键思路是什么？ 通过实验区分亲代和子代的DNA 设法观察亲代DNA链在子代DNA中如何分布 思考2.DNA是肉眼看不可见的，如何在实验中直观区分母链和子链？ 同位素标记技术（同位素示踪技术） 磷酸 思考3.根据同位素的何种差异来进行实验观察区分呢？可以是放射性的有无吗？ 不能 同位素的相对原子质量的不同 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。 磷酸 思考4.形成的不同密度的DNA分子应如何区分？ 密度梯度离心 背景知识： 高密度介质氯化铯（CsCl）经过高速离心后， CsCl会形成一个密度梯度，离心管底部最大,顶部最小。当加入DNA分子后，经过离心DNA会停留在与周围的氯化铯密度相同的位置；通过观察DNA在CsCl梯度中的位置就能区分含15N的DNA和含14N的DNA。 高密度带 中密度带 低密度带 15N 14N 15N 15N 14N 14N 密度梯度离心技术 利用离心技术可以在试管中区分含有不同质量N元素的DNA。 思考5.差速离心法和密度梯度离心法的原理是否一致？ 差速离心法：根据颗粒大小和密度的不同存在的沉降速度差别，分级增加离心速率，从试样中依次分离出不同组分的方法。 密度梯度离心法:在密度梯度介质中进行的依密度而分离的离心法。各组分会依其密度分布在与其自身密度相同的液层中。 氯化铯-CsCl DNA半保留复制的实验证据 实验者： 实验材料： 实验方法： 美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔 大肠杆菌 同位素标记技术、密度梯度离心技术 1.科学家采用大肠杆菌作为实验材料，有何优点？ 让亲代DNA的每一条链（母链）被15N标记 14NH4Cl为DNA子链合成提供原料，让新合成的子链DNA获得14N标记 繁殖速度快 阅读课本P54“证明DNA半保留复制实验”的实验过程，思考下列问题： 2.用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，让其繁殖若干代，目的是什么？ 3.将上述大肠杆菌转移到含14NH4Cl的培养液中，目的是什么？ 证明DNA半保留复制的实验 4.如何将含有不同N元素的子代DNA分开呢？ 密度梯度离心 10 证明DNA半保留复制的实验 实验过程： ① 让亲代DNA的每一条链（母链）被15N标记 ② 14NH4Cl为DNA子链合成提供原料，让新合成的子链DNA被14N标记 ③ ④ 密度梯度离心 密度梯度离心 证明DNA半保留复制的实验 演绎推理（预期实验结果）： 讨论1： 请运用演绎推理来分析实验过程， 完成上述实验预期，填写图中的方框。 证明DNA半保留复制的实验 演绎推理（预期实验结果）： 15N/14N-DNA 14N/14N-DNA 重带 1/2中带 中带 1/2轻带 15N/14N—DNA 15N/15N—DNA 证明DNA半保留复制的实验 演绎推理（预期实验结果）： 如果DNA复制是全保留复制 讨论2： 假如全保留复制是正确的，实验预期又会是怎样的（子一代、子二代的DNA双链分别含有哪种N元素？离心后出现的密度带？）？ 证明DNA半保留复制的实验 演绎推理（预期实验结果）： 如果DNA复制是全保留复制 15N/15N-DNA 14N/14N-DNA 15N/15N-DNA 14N/14N-DNA 15N/15N—DNA 1/2轻带 1/2重带 3/4轻带 1/4重带 14N/14N-DNA 15N/15N-DNA 14N/14N-DNA 15N/15N-DNA 重带 证明DNA半保留复制的实验 演绎推理（预期实验结果）： 如果DNA复制是分散复制