公开课LHDNA的复制

第三章基因的本质第3节DNA的复制

ＤＮＡ是怎样复制的？有丝分裂一、探究DNA的复制方式资料：1953年，沃森和克里克构建了“DNA双螺旋结构模型”，同时提出了DNA分子复制的可能机制：“我们的DNA模型实际上是一对模板，每一模板与另一个互补。我们设想：在复制前氢键断开，两条链松开、分离，然后每条链作为形成自己新链的模板，最后我们从原先仅有的一对链得到了两对链，而且准确地复制了碱基序列。”2条母链和2条子链如何构成2个DNA呢？【活动1-提出假说】有几种可能性，在导学案中画出来。母链子链一、探究DNA的复制方式全保留复制模型如何直观地区别母链或子链,可以采取什么办法？同位素标记法资料：1958年，科学家梅塞尔森和斯特尔以大肠杆菌作为实验材料，用同位素15N对其DNA进行标记。二、DNA复制方式的实验证据普通大肠杆菌含14N，具体如何培养大肠杆菌，只让母链带上15N,区分母链和子链？资料：1958年，科学家梅塞尔森和斯特尔的实验思路：1.将大肠杆菌培养在含15NH4Cl的培养基上生长。3.把含15N的大肠杆菌收集起来，洗去菌体外面的15N，并把它们转移到14NH4Cl的培养基上生长，繁殖。2.培养若干代，使大肠杆菌DNA分子的14N成为15N（作为亲代）。【活动2-演绎推理】分别按两种假说（“半保留复制”和“全保留复制”）预测并标明1个DNA复制过程中子一代、子二代DNA双链含N元素情况。二、DNA复制方式的实验证据密度梯度离心密度小大

图1图1中两黑色条带分别代表紫外线照射下两种密度不同DNA。原理：将一定浓度的离心液与要分离的DNA溶液混合，经超速离心，溶液形成自上而下逐渐变大的密度梯度（如图所示）。离心后同种密度的DNA分子就停留在与其密度相同的溶液处，形成条带。DNA能够强烈地吸收紫外线，经紫外光源照射离心管，可显示出离心管内不同密度的DNA带。【活动3-演绎推理】用两种假说预测分别提取亲代、子一代、子二代DNA，进行密度梯度离心的实验结果，分析离心管内显示条带情况。

生长代数

00.3

0.7

1.0

1.1

1.5

1.9

2.5

3.0

4.1实验结果分析：

实验结果支持哪种DNA复制方式的假说？

图中黑色条带分别代表紫外线照射下密度不同的DNA条带

。实验结论：DNA的复制方式——半保留复制15N/15N-DNA重带15N/14N-DNA中带14N/14N-DNA轻带15N/14N-DNA中带

生长代数

00.3

0.7

1.0

1.1

1.5

1.9

2.5

3.0

4.1实验结果

图中黑色条带分别代表紫外线照射下密度不同的DNA条带

。15N/15N-DNA重带15N/14N-DNA中带14N/14N-DNA轻带15N/14N-DNA中带分析：

②观察图谱，随着培养代数的增加，中带(15N/14N-DNA)和轻带（14N/14N-DNA）的量有何特点？中带（15N/14N-DNA）始终存在，而且它的量维持不变，但轻带（14N/14N-DNA）的量越来越多。实验分析实验为什么选用大肠杆菌为材料，有何优点？分裂快，约20分钟分裂一次。结构简单、DNA易提取。为何选择15N作为DNA分子的标记元素？15N使DNA的分子密度显著增加。因为15N标记位置的是含氮碱基（1个含氮碱基其中的N不止1个）。这样使15N/15N-DNA和14N/14N-DNA及15N/14N-DNA的密度不同。

二、探究DNA复制的条件等实验1：1956年，美国生物化学家科恩伯格（康贝格），将大肠杆菌中抽提液中提取出的解旋酶、DNA聚合酶加入到具有4种丰富的脱氧核苷酸（放射性同位素标记）的人工合成体系中。结果：试管中的4种脱氧核苷酸不能合成DNA分子。实验2：科恩伯格在上述试管中加入了少量DNA分子和ATP，培养在适宜的温度条件下。一段时间后，测定其中DNA的含量。结果：试管中DNA的含量增加了。提纯这些DNA分子并测定其碱基组成，发现它们同“模板DNA”非常相似。【活动4】阅读课本P54页及以上两则实验资料，分析DNA复制过程需要的条件以及发生的时间、场所等。

1、方式:半保留复制3、时间:有丝分间期和减数第一次分裂前的间期2、场所:主要是细胞核（以及线粒体、叶绿体等）4、条件:

模板原料酶能量DNA分子的两条链为模板细胞中游离的脱氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶ATP二、分析DNA复制的条件等解旋酶催化（氢键断裂）解旋：模板（在DNA聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行碱基配对）复制:以母链为模板进行碱基配对母链（旧链）子链（新链）复制后的DNA（双螺旋）同时进行组成三、DNA复制的过程特点：③复制起点多，分段同时复制④复制具有方