3.3 DNA通过复制传递遗传信息（教学课件）生物浙科版必修2

第三章 遗传的分子基础 第三节 DNA通过复制传递遗传信息 情境： 1997年帕博教授从骨遗骸中分离出古人类的DNA； 2010年帕博团队发表了尼安德特人的DNA碱基序列图，并发现了现代人类和尼安德特人之间有61种基因存在差异。现代人和尼人的NOVA1基因的区别只在一个点碱基对上，其他部分完全一致。NOVA1基因在早期大脑发育过程中对调节其他基因的活动发挥着至关重要作用。 2022诺贝尔 生理学或医学奖 探究DNA复制过程 （假说—演绎法） DNA通过何种复制方式才能准确的将亲代遗传信息稳定的传递给子代？ 一、发现问题 探究DNA复制过程（假说—演绎法） 二、提出假说 探究DNA复制过程（假说—演绎法） 三、演绎推理 活动1：同学们分组演绎推理3种不同的假说下 DNA复制1次、2次所形成结果？ （用粉色纸条代表亲代DNA链，蓝色纸条代表子代DNA链） 为了便于操作，以平面图代替DNA双螺旋结构 探究DNA复制过程（假说—演绎法） 四、实验验证 梅塞尔森（M. Meselson）和斯塔尔（F.stahl）实验 （1）实验思路：区分亲子代DNA 探究DNA复制过程（假说—演绎法） 思考1：复制后的DNA分子混合在一起，通过何种方法可以实现分离？ 差速离心 探究DNA复制过程（假说—演绎法） 思考2：离心分离的是不同浮力密度的结构或物质，而亲子代DNA的密度相同，该如何解决这个问题？ 3H标记亮氨酸，研究分泌蛋白的合成和运输过程 14C标记CO2，研究碳反应过程中碳的转移途径 18O标记H2O和CO2，研究光合作用过程中O2的来源 35S标记蛋白质，32P标记DNA探究噬菌体的遗传物质 探究DNA复制过程（假说—演绎法） （1）实验思路：区分亲子代DNA （2）实验方法：同位素标记、密度梯度离心、紫外线吸收法 四、实验验证 梅塞尔森（M. Meselson）和斯塔尔（F.stahl）实验 探究DNA复制过程（假说—演绎法） 资料1:氯化铯离心分离时，盐离子由于受到强大的离心力而被拉向离心管底部，同时溶液中存在的扩散作用与离心力相对抗，使Cs+与CI分散在整个溶液中， CsCI经过离心后，溶液达到一个平衡状态，扩散和沉淀的两种相对力量保持平衡，形成一个连续的CsCl浓度梯度，溶液的密度在离心管底部最大，顶部最小。如果DNA分子溶解在CsCl中，它们会逐渐集中在一条狭窄的带上，则 DNA分子的密度恰好与那一点的CsCl密度相等。若用同位素15N和14N标记DNA分子，使 DNA的密度不同，梯度离心后，DNA出现的位置不同。 探究DNA复制过程（假说—演绎法） 资料2:利用DNA对的紫外光的吸收特性，用特定波长的紫外光照射，特定波长的紫外光就会被DNA吸收，有DNA的部位由于吸收了特定波长的紫外光而变暗。 探究DNA复制过程（假说—演绎法） （3）实验过程： ①大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中培养若干代，提取DNA密度梯度离心 ②转移到含14NH4Cl的培养液中，完成一次细胞分裂，提取DNA密度梯度离心 ③细胞分裂两次，提取DNA密度梯度离心 4、实验验证 梅塞尔森（M. Meselson）和斯塔尔（F.stahl）实验 探究DNA复制过程（假说—演绎法） （4）预期结果： 14N//14N 15NH4Cl培养液中培养若干代 四、实验验证 梅塞尔森（M. Meselson）和斯塔尔（F.stahl）实验 15N//15N 探究DNA复制过程（假说—演绎法） 四、实验验证 活动2：完成三种假说的实验结果预测 学生成果展示 实验结果预测评价 评价1：弥散性复制中，第三代DNA条带应略高于第二代DNA条带，原因是第三代DNA含14N的比例更高。 评价2：DNA条带的宽度代表DNA相对含量，全保留复制为例，第三代位于离心管上部的DNA条带宽度应是下部DNA宽度的三倍。 探究DNA复制过程（假说—演绎法） I II III I II III I II III 半保留复制 全保留复制 弥散性复制 探究DNA复制过程（假说—演绎法） （5）实验结果： 半保留复制 全保留复制 弥散性复制 半保留复制满足实验预期 图1 图2 探究DNA复制过程（假说—演绎法） 五、实验结论 DNA复制方式为半保留复制 思考3：如果将DNA的双链打开再离心，三种假说下，三代的实验结果有何不同？是否可以证明DNA复制的方式？ 拓展应用： DNA复制的过程也是染色体形成两条染色单体的过程 知识小结 1、DNA复制的概念 新DNA的合成