(课件网) 第3节 DNA 的复制 《核酸的分子结构》论文节选 沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著名短文的结尾处写道：“值得注意的是，我们提出的这种碱基特异性配对方式，暗示着遗传物质进行复制的一种可能的机制。” 讨论 1．碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？ 2．这句话中为什么要用“可能”二字？这反映科学研究具有什么特点？ 暗示DNA的复制可能要先解开DNA双螺旋的两条链，然后通过碱基互补配对合成互补链。 科学研究需要大胆的想象，但得出结论必须建立在确凿的证据之上。 问题探讨 1 2 对DNA复制的推测 DNA半保留复制的实验证据 DNA复制的过程 3 沃森和克里克紧接着提出了遗传物质自我复制的假说：DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链分别作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸根据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。由于新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式称作半保留复制。 脱氧 核糖 P A 脱氧 核糖 P C 脱氧 核糖 P G 脱氧 核糖 P T 脱氧 核糖 P T C 脱氧 核糖 P G 脱氧 核糖 P A 脱氧 核糖 P 1、对DNA的预测 脱氧 核糖 P T 脱氧 核糖 P T C 脱氧 核糖 P G 脱氧 核糖 P A 脱氧 核糖 P 5' 3' 脱氧 核糖 P T 5' 脱氧 核糖 P A 脱氧 核糖 P C 脱氧 核糖 P G 脱氧 核糖 P T 3' A 脱氧 核糖 P G 脱氧 核糖 P 脱氧 核糖 P C 脱氧 核糖 P G 脱氧 核糖 P A C 脱氧 核糖 P 1、对DNA的预测 提出假说 假说一：全保留复制 假说二：半保留复制 （沃森和克里克） 如何验证这个假说呢？关键思路是？ 1、对DNA的预测 如何验证这个假说呢？关键思路是？ 区分亲代和子代的DNA 标记亲代DNA的两条链，然后观察它们在子代DNA中如何分布？ 1、对DNA的预测 1958 年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔的实验。 实验材料： 方法技术： 大肠杆菌 同位素标记技术 如何把不一样的DNA区分开呢？ 【背景知识】 15N和14N是氮元素的两种稳定同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，因此，利用离心技术可以在试管中分离开含有相对原子质量不同的氮元素的DNA。 密度梯度离心法 2、DNA半保留复制的实验证据 【背景知识】 15N和14N是氮元素的两种稳定同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，因此，利用离心技术可以在试管中分离开含有相对原子质量不同的氮元素的DNA。 2、DNA半保留复制的实验证据 1、科学家为什么用大肠杆菌作为实验材料？ 2、如何让亲代DNA获得15N标记？ 3、如何让子代DNA获得14N标记？ 大肠杆菌大约20Min繁殖一代。 将大肠杆菌放入含有15NH4Cl的培养液中培养若干代。 将上述亲代大肠杆菌转入含14NH4Cl的培养液中。 科学家先用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代，这时，大肠杆菌的DNA几乎都是15N标记的。然后，将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中。在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。 【实验过程】 2、DNA半保留复制的实验证据 演绎推理 15N/15N-DNA 15N/14N-DNA 14N/14N-DNA 15N/14N-DNA 重带 中带 轻带 中带 实验过程 实验结果 大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代 提取DNA，离心 密度低 高 转移到含14NH4Cl的培养液中 第一代 提取DNA，离心 第二代 细胞再分裂一次 细胞分裂一次 提取DNA，离心 2、DNA半保留复制的实验证据 大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代 提取DNA，离心 密度低 高 转移到含14NH4Cl的培养液中 第一代 提取DNA，离心 第二代 细胞再分裂一次 细胞分裂一次 提取DNA，离心 15N/15N ... ...
