第3節DNA的復制第三章

基因的本質圖片可替換本節聚焦怎樣證明DNA是半保留復制的？DNA的復制過程是怎樣的？DNA的半保留復制對遺傳信息的穩定傳遞有什么意義？問題探討資料：沃森和克里克在發表DNA雙螺旋結構的那篇著名短文的結尾處寫道：“值得注意的是，我們提出的這種堿基特異性配對方式，暗示著遺傳物質進行復制的一種可能的機制。堿基互補配對原則暗示DNA的復制機制可能是怎樣的？提出問題假說一|半保留復制沃森和克里克親代DNA子代DNA復制一、對DNA復制的推測其他假說

|全保留復制親代DNA子代DNA復制其他人做出假說1.如果要你來設計實驗如何驗證哪個假說是對的，你認為最基本的思路是什么？把復制出的子代DNA鏈（子鏈）和原來的鏈（母鏈）區別開，觀察它在新DNA中出現的情況。2.如何在實驗中直觀區分母鏈和子鏈？同位素標記法。3.如果用同位素標記，什么元素好？15N和14N是N元素的兩種穩定的同位素(無放射性)，這兩種同位素的相對原子質量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。（其他元素也行，N更方便且實驗效果好）一、對DNA復制的推測下中上15N/15N15N/14N14N/14N二、DNA半保留復制的實驗證據低高密度密度梯度離心法用含有15NH4Cl的培養液培養大腸桿菌若干代將大腸桿菌轉移到含有14NH4Cl的普通培養液中不同時刻收集大腸桿菌并提取DNA后離心記錄離心后試管中DNA的位置P全保留復制假說全部位于重帶15N/15N1/2位于輕帶1/2位于重帶14N/14N15N/15N3/4位于輕帶1/4位于重帶14N/14N15N/15N離心離心離心F1二、DNA半保留復制的實驗證據請同學們分別推測全保留復制和半保留復制的實驗結果。演繹推理F2半保留復制假說離心離心離心全部位于重帶15N/15N全部位于中帶14N/

15N1/2位于輕帶1/2位于中帶14N/14N14N/

15N二、DNA半保留復制的實驗證據F1F2P驗證假說得出結論DNA的復制是以半保留的方式進行的。提取DNA離心提取DNA離心提取DNA離心轉移到含14NH4Cl的培養液中細胞分裂一次細胞再分裂一次實驗結果與半保留復制的預期相符二、DNA半保留復制的實驗證據大腸桿菌在15NH4Cl的培養液培養若干代全部位于重帶15N/15N全部位于中帶14N/

15N1/2位于輕帶1/2位于中帶14N/14N14N/

15N第一代第二代排除全保留復制DNA復制方式的探究歷程DNA是如何復制的？實驗結果與半保留復制的預期相符。DNA分子復制的方式是半保留復制。預測兩種復制模式下得到的子代DNA的可能情況及可能的實驗結果。推測可能的復制方式半保留復制全保留復制小結提出問題做出假說演繹推理驗證假說得出結論假說-演繹法練一練大本P90科學家以大腸桿菌為實驗材料進行實驗(如下圖所示)，證實了DNA是以半保留方式復制的。實驗過程與方法：(1)在含15N的培養基中培養大腸桿菌若干代，使其DNA雙鏈均被15N標記(試管①)(2)轉至含14N的培養基中培養，每30min繁殖一代(3)取出每代DNA樣本，離心分層②③④⑤試管是該實驗可能出現的結果，下列相關推論正確的是(

)A．該實驗運用了同位素標記法，出現④所示結果至少需要90分鐘B．③是轉入14N培養基中復制一代的結果，②是復制二代的結果C．對得到“DNA以半保留方式復制”的結論起關鍵作用的是試管③D．給試管④中加入解旋酶一段時間后離心出現的結果如試管⑤所示C三、DNA復制的過程DNA復制示意圖DNA聚合酶新合成的子鏈DNA聚合酶DNA解旋酶游離的脫氧核苷酸親代DNA兩條DNA母鏈兩個完全相同的子代DNA解旋（耗能）復制堿基互補配對盤繞解旋酶DNA聚合酶氫鍵磷酸二酯鍵腺嘌呤胸腺嘧啶胞嘧啶鳥嘌呤三、DNA復制的過程兩條DNA子鏈只能催化DNA單鏈沿著5'→3'延伸合成DNA的復制：（間期）是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。（邊解旋邊復制）場所時間條件模板原料能量酶原則特點方向意義親代DNA的兩條鏈4種游離的脫氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶等ATP細胞分裂前的間期堿基互補配對原則（A-T、G-C）邊解旋邊復制、半保留復制從子鏈的5'→3'端延伸三、DNA復制的過程總結主要是細胞核通過復制將遺傳信息從親代細胞傳遞給子代細胞，從而保持了遺傳信息的連續性（2）原核生物：單起點雙向復制P56拓展應用2

左圖為果蠅DNA的電鏡照片，圖中的泡狀結構叫作DNA復制泡，是DNA上正在復制的部分。果蠅DNA復制的電鏡照片（1）真核生物：多起點雙向復制優點：提高復制效率2n個2個2n-2個0個四、DNA復制的有關計算親代DNA分子經n次復制后，則①子代DNA分子數：②含15N的DNA分子數：④不含15N的DNA分子數：③只含15N的DNA分子數：⑤子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數：⑥15N脫氧核苷酸鏈數：⑦新合成的脫氧核苷酸鏈數：

2n+1條2條2n+1-2條畫一畫：按照半保留復制原則，繪制DNA復制兩次的示意圖假設一個DNA分子中含有m個腺嘌呤，則親代DNA：m（2n-1）①經過n次復制共需要消耗腺嘌呤脫氧核苷酸個數為：②第n次復制需要消耗腺嘌呤脫氧核苷酸個數為：m（2n-2n-1）=m

×2n-1四、DNA復制的有關計算練一練若兩條鏈都含32P的DNA分子的分子量是M，兩條鏈都不含32P的DNA的分子量為N。現將含32P的DNA的細菌放在不含32P的培養基上讓其分裂a次，則子代細菌的DNA的平均分子量是(

)A．[N(2a－2)＋M]/2aB．[N(2a－1)＋M]/2aC．[M(2a－2)＋N]/2aD．[N(2a－1)＋M]/(2a－2)B大本P91練一練小本P21212．蠶豆根尖細胞在含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養基中完成一個細胞周期，然后在不含放射性標記的培養基中連續分裂2次，在第二次