公開課LHDNA的復(fù)制

第三章基因的本質(zhì)第3節(jié)DNA的復(fù)制

ＤＮＡ是怎樣復(fù)制的？有絲分裂一、探究DNA的復(fù)制方式資料：1953年，沃森和克里克構(gòu)建了“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”，同時提出了DNA分子復(fù)制的可能機制：“我們的DNA模型實際上是一對模板，每一模板與另一個互補。我們設(shè)想：在復(fù)制前氫鍵斷開，兩條鏈松開、分離，然后每條鏈作為形成自己新鏈的模板，最后我們從原先僅有的一對鏈得到了兩對鏈，而且準確地復(fù)制了堿基序列?！?條母鏈和2條子鏈如何構(gòu)成2個DNA呢？【活動1-提出假說】有幾種可能性，在導(dǎo)學(xué)案中畫出來。母鏈子鏈一、探究DNA的復(fù)制方式全保留復(fù)制模型如何直觀地區(qū)別母鏈或子鏈,可以采取什么辦法？同位素標記法資料：1958年，科學(xué)家梅塞爾森和斯特爾以大腸桿菌作為實驗材料，用同位素15N對其DNA進行標記。二、DNA復(fù)制方式的實驗證據(jù)普通大腸桿菌含14N，具體如何培養(yǎng)大腸桿菌，只讓母鏈帶上15N,區(qū)分母鏈和子鏈？資料：1958年，科學(xué)家梅塞爾森和斯特爾的實驗思路：1.將大腸桿菌培養(yǎng)在含15NH4Cl的培養(yǎng)基上生長。3.把含15N的大腸桿菌收集起來，洗去菌體外面的15N，并把它們轉(zhuǎn)移到14NH4Cl的培養(yǎng)基上生長，繁殖。2.培養(yǎng)若干代，使大腸桿菌DNA分子的14N成為15N（作為親代）?！净顒?-演繹推理】分別按兩種假說（“半保留復(fù)制”和“全保留復(fù)制”）預(yù)測并標明1個DNA復(fù)制過程中子一代、子二代DNA雙鏈含N元素情況。二、DNA復(fù)制方式的實驗證據(jù)密度梯度離心密度小大

圖1圖1中兩黑色條帶分別代表紫外線照射下兩種密度不同DNA。原理：將一定濃度的離心液與要分離的DNA溶液混合，經(jīng)超速離心，溶液形成自上而下逐漸變大的密度梯度（如圖所示）。離心后同種密度的DNA分子就停留在與其密度相同的溶液處，形成條帶。DNA能夠強烈地吸收紫外線，經(jīng)紫外光源照射離心管，可顯示出離心管內(nèi)不同密度的DNA帶?！净顒?-演繹推理】用兩種假說預(yù)測分別提取親代、子一代、子二代DNA，進行密度梯度離心的實驗結(jié)果，分析離心管內(nèi)顯示條帶情況。

生長代數(shù)

00.3

0.7

1.0

1.1

1.5

1.9

2.5

3.0

4.1實驗結(jié)果分析：

實驗結(jié)果支持哪種DNA復(fù)制方式的假說？

圖中黑色條帶分別代表紫外線照射下密度不同的DNA條帶

。實驗結(jié)論：DNA的復(fù)制方式——半保留復(fù)制15N/15N-DNA重帶15N/14N-DNA中帶14N/14N-DNA輕帶15N/14N-DNA中帶

生長代數(shù)

00.3

0.7

1.0

1.1

1.5

1.9

2.5

3.0

4.1實驗結(jié)果

圖中黑色條帶分別代表紫外線照射下密度不同的DNA條帶

。15N/15N-DNA重帶15N/14N-DNA中帶14N/14N-DNA輕帶15N/14N-DNA中帶分析：

②觀察圖譜，隨著培養(yǎng)代數(shù)的增加，中帶(15N/14N-DNA)和輕帶（14N/14N-DNA）的量有何特點？中帶（15N/14N-DNA）始終存在，而且它的量維持不變，但輕帶（14N/14N-DNA）的量越來越多。實驗分析實驗為什么選用大腸桿菌為材料，有何優(yōu)點？分裂快，約20分鐘分裂一次。結(jié)構(gòu)簡單、DNA易提取。為何選擇15N作為DNA分子的標記元素？15N使DNA的分子密度顯著增加。因為15N標記位置的是含氮堿基（1個含氮堿基其中的N不止1個）。這樣使15N/15N-DNA和14N/14N-DNA及15N/14N-DNA的密度不同。

二、探究DNA復(fù)制的條件等實驗1：1956年，美國生物化學(xué)家科恩伯格（康貝格），將大腸桿菌中抽提液中提取出的解旋酶、DNA聚合酶加入到具有4種豐富的脫氧核苷酸（放射性同位素標記）的人工合成體系中。結(jié)果：試管中的4種脫氧核苷酸不能合成DNA分子。實驗2：科恩伯格在上述試管中加入了少量DNA分子和ATP，培養(yǎng)在適宜的溫度條件下。一段時間后，測定其中DNA的含量。結(jié)果：試管中DNA的含量增加了。提純這些DNA分子并測定其堿基組成，發(fā)現(xiàn)它們同“模板DNA”非常相似?！净顒?】閱讀課本P54頁及以上兩則實驗資料，分析DNA復(fù)制過程需要的條件以及發(fā)生的時間、場所等。

1、方式:半保留復(fù)制3、時間:有絲分間期和減數(shù)第一次分裂前的間期2、場所:主要是細胞核（以及線粒體、葉綠體等）4、條件:

模板原料酶能量DNA分子的兩條鏈為模板細胞中游離的脫氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶ATP二、分析DNA復(fù)制的條件等解旋酶催化（氫鍵斷裂）解旋：模板（在DNA聚合酶的催化下，利用游離的脫氧核苷酸進行堿基配對）復(fù)制:以母鏈為模板進行堿基配對母鏈（舊鏈）子鏈（新鏈）復(fù)制后的DNA（雙螺旋）同時進行組成三、DNA復(fù)制的過程特點：③復(fù)制起點多，分段同時復(fù)制④復(fù)制具有方