對DNA復(fù)制的推測DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)DNA復(fù)制的過程
沃森和克里克在發(fā)表DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的那篇短文的結(jié)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(zhì)進(jìn)行復(fù)制的一種可能機(jī)制?！?br/>1.堿基互補(bǔ)配對原則暗示DNA的復(fù)制機(jī)制可能是怎樣的？2.這句話中為什么要用“可能”二字？這反映科學(xué)研究具有什么特點(diǎn)?
一、對DNA復(fù)制的推測
“DNA以什么方式復(fù)制？”
沃森、克里克：DNA復(fù)制時(shí)，DNA雙鏈螺旋解開，互補(bǔ)的堿基之間的氫鍵斷裂，解開的2條單鏈分別作為復(fù)制的模板，游離的脫氧核苷酸根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，通過形成氫鍵，結(jié)合到作為模板的單鏈上。新合成的DNA分子都保留了原DNA分子中的一條鏈。
以兩條母鏈為模板合成兩條DNA子鏈，子代DNA中母鏈重新結(jié)合，兩條子鏈彼此結(jié)合成另一個(gè)子代DNA分子。
親代DNA雙鏈被切成片段后合成，然后子、母雙鏈聚集成“雜種鏈”。
二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)
若要通過實(shí)驗(yàn)證明DNA是半保留復(fù)制，如何在實(shí)驗(yàn)中直觀地區(qū)別、“標(biāo)識(shí)”母鏈或子鏈？
證明DNA是半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)---（假說演繹法）
2、實(shí)驗(yàn)技術(shù)： 同位素標(biāo)記技術(shù)、密度梯度離心技術(shù)
1、實(shí)驗(yàn)者： 梅塞爾森、斯塔爾
15N和14N是氮元素的兩種穩(wěn)定同位素，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。可利用密度梯度離心技術(shù)將含有不同氮元素的DNA分開。
（1）用含15NH4Cl的培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，得到DNA被15N 標(biāo)記的大腸桿菌。
（2）將大腸桿菌轉(zhuǎn)移至的普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在不同時(shí)刻 收集大腸桿菌，提取DNA進(jìn)行離心，記錄離心后DNA 的位置。
DNA復(fù)制是一種半保留復(fù)制 。每個(gè)子代DNA均由1條母鏈和1條子鏈組成。
思考：要驗(yàn)證上述假設(shè)，就要分別觀察親代和子代的情況， 但實(shí)驗(yàn)中，復(fù)制后的DNA分子混合在一起的，不易 分離。怎么解決這個(gè)問題？
15N/14N14N/14N
實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期相符，說明了DNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的。
如果DNA的復(fù)制是全保留復(fù)制或彌散復(fù)制，其每次離心后條帶分布情況如何？
DNA以什么方式進(jìn)行復(fù)制？
推理、探究該復(fù)制模式下得到子代DNA的可能情況，預(yù)測可能實(shí)驗(yàn)結(jié)果
DNA以半保留方式進(jìn)行復(fù)制。
證明DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)
1、將DNA雙鏈都被15N標(biāo)記的大腸桿菌放在含有14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)， 使其分裂3次，下列敘述正確的是( ) A.所有的大腸桿菌都含有15N B.含有15N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/2 C.含有15N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/4 D.含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例為1/8
2、把培養(yǎng)在含輕氮(14N)環(huán)境中的細(xì)菌，轉(zhuǎn)移到含重氮(15N)環(huán)境中培 養(yǎng)相當(dāng)于復(fù)制一次的時(shí)間，然后放回原環(huán)境相當(dāng)于連續(xù)復(fù)制兩次 的時(shí)間后，細(xì)菌DNA組成分析結(jié)果是(　　) A．3/4輕氮型、1/4中間型 B．1/4輕氮型、3/4中間型 C．1/2中間型、1/2重氮型 D．1/2輕氮型、1/2中間型
1.DNA復(fù)制的時(shí)間？場所？2.DNA復(fù)制過程怎么進(jìn)行? 3.DNA復(fù)制過程需要哪些條件?4.DNA復(fù)制過程有何特點(diǎn)?5.DNA復(fù)制有何生物學(xué)意義?
閱讀p55，思考下列問題：
以親代DNA為模板合成子代DNA的過程
真核細(xì)胞：細(xì)胞核（主要）、線粒體和葉綠體原核細(xì)胞：擬核區(qū)（主要），質(zhì)粒；病毒：宿主細(xì)胞中（如：噬菌體侵染大腸桿菌）
DNA中氫鍵可由解旋酶催化斷裂，同時(shí)需要ATP供能
作用位點(diǎn)：磷酸二酯鍵作用：連接兩個(gè)相鄰的脫氧核苷酸。
在DNA復(fù)制過程中幾種酶的作用辨析
子鏈皆由5’向3’端進(jìn)行延伸
①二條母鏈的堿基順序是否相同？②二條子鏈的堿基順序是否相同？③新合成的二個(gè)DNA堿基順序是否相同？
形成兩個(gè)完全相同`的DNA分子。
（1）邊解旋邊復(fù)制 （2）半保留復(fù)制（3）多起點(diǎn)復(fù)制
(1)DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供了精確的模板。 (2)通過堿基互補(bǔ)配對保證了復(fù)制的準(zhǔn)確進(jìn)行。
6.DNA精準(zhǔn)復(fù)制的原因：
真核生物與原核生物DNA復(fù)制的區(qū)別
真核生物 DNA 的復(fù)制從多個(gè)起點(diǎn)開始進(jìn)行，使得復(fù)制能在較短時(shí)間內(nèi)完成。
原核生物 DNA 的復(fù)制只有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)。

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第3節(jié) DNA的復(fù)制

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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