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第三章基因的本質(zhì)第三節(jié)DNA的復(fù)制學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過(guò)假說(shuō)-演繹法探討DNA分子復(fù)制的方式2.準(zhǔn)確描述DNA分子復(fù)制的條件、過(guò)程、特點(diǎn)、意義等(重點(diǎn))噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)
(一)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題:DNA的復(fù)制方式是什么?目標(biāo)分解一:DNA的復(fù)制方式的探究一、探究DNA的復(fù)制方式(二)提出假說(shuō):
模型構(gòu)建:紅色表示親代DNA的2條鏈(母鏈),藍(lán)色表示新合成的鏈(子鏈),構(gòu)建子一、二代中每個(gè)DNA的組成的模型。子一代親代子二代(二)提出假說(shuō):
半保留復(fù)制全保留復(fù)制DNA是半(全)保留復(fù)制子代DNA分子中,保留了親代DNA分子中的一條鏈。一個(gè)子代DNA完全保留親代DNA的兩條母鏈,其他子代DNA分子則由新合成的子鏈組成。一、探究DNA的復(fù)制方式(二)提出假說(shuō):
半保留復(fù)制全保留復(fù)制DNA是半(全)保留復(fù)制思考:利用什么方法區(qū)分親代DNA鏈和子代DNA鏈?一、探究DNA的復(fù)制方式同位素標(biāo)記法(示蹤法)半保留復(fù)制全保留復(fù)制15N15N15N15N15N15N15N15N15N15N15N15N14N14N14N14N14N14N14N14N14N14N14N14N14N14N14N14N(三)演繹推理:設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)一、探究DNA的復(fù)制方式(三)演繹推理:設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟:如何用15N標(biāo)記親代大腸桿菌的DNA?大腸桿菌在15NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)若干代第一代第二代轉(zhuǎn)移到14NH4Cl的培養(yǎng)液中提取DNA,密度梯度離心然后轉(zhuǎn)移到什么培養(yǎng)基中培養(yǎng)的?(三)演繹推理:設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)材料:大腸桿菌實(shí)驗(yàn)方法:密度梯度離心15N/15N-DNA(重帶)14N/14N-DNA(輕帶)15N/14N-DNA(中帶)試管中介質(zhì)密度由低到高離心樣品實(shí)驗(yàn)方法:科學(xué)家以含有15N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)液來(lái)培養(yǎng)大腸桿菌,讓大腸桿菌繁殖幾代,獲得含有15N標(biāo)記的DNA的大腸桿菌。然后,再將獲得的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到14N的普通培養(yǎng)液中。在不同時(shí)刻收集大腸桿菌并提取DNA,再將DNA進(jìn)行離心,記錄離心后試管中DNA的位置。輕帶:14N/14N-DNA中帶:14N/15N-DNA重帶:15N/15N-DNA同位素示蹤法(三)演繹推理:設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)15N/15N-DNA在離心管中離心后位置如圖一;將15N/15N-DNA放在14N的原料中復(fù)制兩代,若DNA以半保留方式進(jìn)行復(fù)制第一代和第二代DNA在離心管中什么位置?全保留復(fù)制呢?(請(qǐng)注明DNA分子類型)輕中重圖一第一代第二代1.半保留復(fù)制2.全保留復(fù)制全中1/2中,1/2輕1/2重,1/2輕1/4重,3/4輕輕中重(三)演繹推理:預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
15N/15N15N/14N15N/15N14N/14N15N/15N14N/14N15N/14N15N/15N14N/14N實(shí)驗(yàn)結(jié)果:結(jié)論:DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制。(四)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,得出結(jié)論
(一)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題:DNA的復(fù)制方式是什么?(二)提出假說(shuō):
DNA是半(全)保留復(fù)制(三)演繹推理:設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
(四)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:(五)得出結(jié)論:DNA的復(fù)制以半保留的方式進(jìn)行一、探究DNA的復(fù)制方式半保留復(fù)制的定義:新合成的每個(gè)DNA分子中,都保留了原來(lái)DNA分子中的一條鏈,這種方式叫做半保留復(fù)制。一、DNA的復(fù)制【練習(xí)冊(cè)P54例1】細(xì)菌在15N培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后,使細(xì)菌DNA的含氮堿基皆含有15N,然后再移入14N培養(yǎng)基中培養(yǎng),抽取親代及子代的DNA經(jīng)高速離心分離,下圖①~⑤為可能的結(jié)果,下列敘述錯(cuò)誤的是A.第一次分裂的子代DNA應(yīng)為⑤B.第二次分裂的子代DNA應(yīng)為①C.第三次分裂的子代DNA應(yīng)為③D.親代的DNA應(yīng)為⑤A【合作探究二】DNA分子的復(fù)制過(guò)程資料分析:資料1:1956年,美國(guó)生物化學(xué)家康貝格在試管中,將大腸桿菌中提取出的DNA聚合酶加人到具有4種豐富的脫氧核苷酸的人工合成體系中。結(jié)果:在試管中4種脫氧核苷酸不能合成DNA分子。資料2:康貝格在上述試管中加人了少量DNA分子和ATP,培養(yǎng)在適宜溫度條件下,一段時(shí)間后,測(cè)定其中DNA的含量。結(jié)果:試管中的DNA的含量增加。思考:1、加入ATP有什么作用?2、加入了少量DNA分子才能使DNA的含量增加,說(shuō)明什么?結(jié)論:根據(jù)康貝格實(shí)驗(yàn)可知,DNA復(fù)制需要哪些必需的條件?提供能量需要模板模板原料能量酶閱讀教材54頁(yè),思考DNA復(fù)制的概念、時(shí)期、場(chǎng)所、原則、條件、過(guò)程、特點(diǎn)、結(jié)果、意義。2.時(shí)期:4.原則:5.條件:有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期堿基互補(bǔ)配對(duì)原則模板:酶:能量:原料:1.概念:以親代DNA為模板合成子代DNA的過(guò)程。3.場(chǎng)所:目標(biāo)分解二:DNA的復(fù)制解開的每一段母鏈(兩條鏈)解旋酶、DNA聚合酶等ATP游離的4種脫氧核苷酸真核生物:細(xì)胞核(主要)葉綠體、線粒體原核生物:細(xì)胞質(zhì)(擬核和質(zhì)粒)病毒:宿主細(xì)胞解旋酶催化解開氫鍵,能量解旋:模板(在DNA聚合酶的催化下,利用游離的脫氧核苷酸為原料,按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則進(jìn)行配對(duì))復(fù)制:以兩母鏈為模板母鏈(舊鏈)子鏈(新鏈)復(fù)制后的DNA:同時(shí)進(jìn)行(邊解旋邊復(fù)制)組成①解旋:②合成子鏈:③形成子代DNA:利用
提供的能量(ATP),在
的作用下,把兩條螺旋的雙鏈的氫鍵解開以解開的每一條母鏈為
,以__________________為原料,遵循________________原則,在有關(guān)
的作用下,合成與母鏈互補(bǔ)的子鏈每條子鏈與其對(duì)應(yīng)的
盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu),形成
個(gè)與親代
的DNA細(xì)胞呼吸解旋酶模板堿基互補(bǔ)配對(duì)酶(DNA聚合酶等)四種游離的脫氧核苷酸母鏈兩完全相同6.過(guò)程:是一個(gè)____________的過(guò)程(多起點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行)
邊解旋邊復(fù)制由于新合成的DNA分子中,都保留了原DNA的一條鏈,因此叫__________
半保留復(fù)制7.DNA復(fù)制的特點(diǎn)、方式特點(diǎn):方式:復(fù)制泡(復(fù)制泡越大越先開始)易錯(cuò)點(diǎn)誤認(rèn)為DNA復(fù)制只能從頭開始
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