内容正文:
第三章 基因的本质
第三节 DNA的复制
我们的英雄——你记得我,我就活着(视频)
少量DNA
怎么为我们的英雄寻找亲属?
足量DNA
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”。
in the following communications. We were not aware of the details of the results presented there when we devised our structure, which rests mainly though not entirely on published experimental data and stereo-chemical arguments.
It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the gengtic material.
Full details of the structure, including the con-ditions assumed in building it , together with a set of co-ordinates for the atoms, will be published elsewhere.
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?
2.DNA作为遗传物质,是如何进行复制的?
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。
《核酸的分子结构》论文节选
问题探讨
一、对DNA复制的推测
(阅读教材53页第一段)
关于DNA的复制方式,科学家提出了哪些假说?
DNA分别通过这两种复制方式复制一次,所形成的子代DNA分子的组成有何不同?
1
提出问题
DNA以什么方式复制?
2
作出假设
(2)全保留复制
新复制出的分子直接形成,完全没有旧的
复制
一次
亲代DNA
子代DNA
(1)半保留复制(沃森和克里克提出)
形成的分子一半是新的,一半是旧的
复制一次
亲代DNA
子代DNA
思考与讨论下列问题:
1.这些观点各有不同,如何来证明哪个观点是正确的?
需要通过实验验证
2.如果要你来设计实验,你认为最基本的思路是什么?
半保留复制
全保留复制
把复制出的子代DNA链(子链)和原来的链(母链)区别开,观察它在新DNA中出现的情况。
最重要的区别:在子代DNA分子中,来自模板DNA的母链与新合成的DNA子链的结合情况不同。
3.如何在实验中直观区分母链和子链?
同位素标记法。
4.如果用同位素标记,什么元素好?
15N和14N是N元素的两种稳定的同位素(无放射性),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;
要验证上述预测,就要分别观察亲代和子代的DNA情况,但实验中,形成的不同密度的DNA分子是随机混合在一起的, 应如何区分?
—演绎推理
(重带)
15N/15N—DNA
15N/14N—DNA
(中带)
14N/14N—DNA
(轻带)
密度梯度离心技术是将样品加在惰性梯度介质中进行离心沉降,在一定的离心力下把颗粒分配到梯度中某些特定位置上,形成不同区带的分离方法。
二、DNA半保留复制的实验证据
15NH4Cl
14N/ 14N
-DNA
繁殖若干代
15N/ 15N
-DNA
目的?
得到的大肠杆菌DNA几乎都是15N标记的
同位素标记技术
—演绎推理
二、DNA半保留复制的实验证据
15N/ 15N
-DNA
14NH4Cl
再分裂一次
分裂一次
提取DNA
离心
提取DNA
离心
?
?
?
哪个位置
?
?
?
哪个位置
同位素标记技术
密度梯度离心技术
—演绎推理
二、DNA半保留复制的实验证据
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。
—演绎推理
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
轻带中带
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
1.假设DNA的复制是半保留复制
第二代
含14N的培养液
第