3.3 DNA的复制-【优学精讲】2024-2025学年高中生物必修第二册教用Word(人教版)
第3节 DNA的复制
导学 聚焦 | 1.掌握DNA复制的过程。 2.理解DNA的复制方式及特点。 3.分析DNA半保留复制的实验,认同在探究过程中开展合作的必要性 |
知识点(一) 对DNA复制的推测及DNA半保留复制的实验证据
1.对DNA复制的推测
(1)半保留复制
(2)全保留复制:DNA复制以 DNA双链 为模板,子代DNA的双链都是 新合成 的。
2.DNA半保留复制的实验证据
(1)实验材料: 大肠杆菌 。
(2)实验方法: 同位素标记 技术和离心技术。
(3)实验原理:只含15N的DNA密度大,只含14N的DNA密度小,一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度 居中 。
(4)实验过程
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(5)实验预期
两条链被标记情况 | 密度大小 | 离心位置 |
都是15N | 最大 | 靠近试管的 底 部 |
一条15N,一条14N | 居中 | 位置 居中 |
都是14N | 最小 | 靠近试管的 上 部 |
(6)实验结果
①提取亲代DNA→离心→位置靠近试管 底部 。
②繁殖一代后,提取DNA→离心→位置 居中 。
③繁殖两代后,提取DNA→离心→1/2位置 居中 ,1/2位置 更靠上 。
(7)实验结论:DNA的复制是以 半保留的方式 进行的。
小提醒:①该实验也可以用P、C等元素进行标记。②15N没有放射性,是一种稳定性同位素,不能通过检测放射性的方法对实验结果进行分析。
3.判断下列说法是否正确
(1)沃森和克里克证明了DNA分子的复制方式是半保留复制。( × )
提示:克里克和沃森提出了遗传物质自我复制假说,美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料,证明了DNA的半保留复制。
(2)全保留复制的子代DNA的双链都是新合成的。( √ )
(3)子代DNA分子中都含有一条母链和一条子链,称为半保留复制。( √ )
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(4)DNA半保留复制的证明过程使用了假说—演绎法。( √ )
(5)在证明DNA半保留复制的实验中,从第一代开始细菌DNA分子中至少有一条链含14N。( √ )
探讨 分析实验过程和结果,提高实验分析能力
科学家曾提出DNA复制方式的三种假说:全保留复制、半保留复制和分散复制(复制完成后,亲代DNA双链被切成片段后,分散进入子代复制品的每条链中),如图所示。
请据图回答下列问题:
(1)用什么技术区分来自模板DNA的母链与新合成的DNA子链?
提示:同位素标记技术。
(2)如何测定子代DNA带有同位素的情况?
提示:对DNA进行离心,观察其在离心管中的分布。
(3)若DNA复制的方式是全保留复制,请你预期实验结果并完善表格:
大肠杆菌 | DNA在离心管中的位置及比例 | DNA分子所含N的类型 |
亲代 | 下部,100% | 15N/15N-DNA |
第一代 | 下部 50% ,上部 50% | 15N/15N-DNA、14N/14N-DNA |
第二代 | 下部 25% ,上部 75% | 15N/15N-DNA、14N/14N-DNA |
(4)若DNA复制的方式是分散复制,则第一代和第二代出现条带的数量及位置如何?
提示:第一代只出现1条中带,第二代只出现1条位于中带和轻带之间的条带。
(5)科学家的实验结果显示第一代只出现一条中带,这个结果排除了哪种复制方式?
提示:排除了全保留的复制方式。
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