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第三章 基因的本质
第3节 DNA的复制
第一课时
学习目标
1、运用假说演绎法探究DNA的复制方式。
2、掌握DNA半保留复制的探究实验过程。
自学指导一（2分钟）
自学课本P53对 DNA 复制的推测，回答以下问题：
1.沃森和克里克提出了关于DNA复制方式怎样的假说
2.其他人持不同观点，提出了什么假说
3.什么是半保留复制？什么是全保留复制？
半保留复制
全保留复制
一、对DNA分子复制的推测
半保留复制
沃森和克里克的推测(假说)
复制时,DNA的双螺旋解开
互补碱基间氢键断裂
分开的两条链作为模板,以碱基互补配对的原则合成新的一条链
自学指导二（4分钟）
自学课本P53-54，DNA半保留复制的实验证据 ，思考以下问题：
1、针对半保留复制和全保留复制,如何分析才能知道哪个观点是正确的呢？
2、DNA是肉眼看不到的，如果要在实验中直观地区别“标识”旧链和新链,可以采取什么办法？
3、可以用什么同位素去标记DNA？
4、实验具体操作过程
5、假如半保留复制是正确的，演绎推理会出现什么实验结果？
6、假如全保留复制是正确的，演绎推理会出现什么实验结果？
7、实验结果是什么 证明了什么
二、对DNA复制方式的探究
2、 DNA是肉眼看不到的，如果要在实验中直观地区别、“标识”旧链和新链,可以采取什么办法？
运用技术：同位素标记法
3、可以用什么同位素去标记DNA？
N、P
1、针对半保留复制和全保留复制,如何分析才能知道哪个观点是正确的呢？
区分亲代与子代的DNA
N(亲代15N,子代14N)
实验过程
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。
15N
14N
14N
14N
15N
14N
亲 代
子一代
子二代
细胞再分裂一次
15N
15N
转移到含14NH4Cl的培养液中
细胞分裂一次
提出DNA离心
提出DNA离心
提出DNA离心
假设DNA的复制是半保留复制
DNA半保留复制的实验证据
DNA半保留复制的实验证据----演绎推理
15N/15N-DNA
15N/14N-DNA
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
高密度带
中密度带
低密度带
15N
14N
15N
15N
14N
14N
亲 代
子一代
子二代
细胞再分裂一次
15N
15N
转移到含14NH4Cl的培养液中
细胞分裂一次
提出DNA离心
提出DNA离心
提出DNA离心
假设DNA的复制是全保留复制
15N
15N
14N
14N
14N
14N
15N
15N
DNA半保留复制的实验证据
DNA半保留复制的实验证据----演绎推理
高密度带
中密度带
低密度带
15N
14N
15N
15N
14N
14N
15N/15N-DNA
14N/14N-DNA
15N/15N-DNA
14N/14N-DNA
15N/15N-DNA
证明DNA的复制是半保留复制
排除DNA的复制是全保留复制
亲 代
子一代
子二代
细胞再分裂一次
15N
14N
15N
15N
14N
14N
转移到含14NH4Cl的培养液中
细胞分裂一次
15N
14N
提出DNA离心
提出DNA离心
提出DNA离心
DNA半保留复制的实验证据
DNA半保留复制的实验证据----得出结论
15N/15N-DNA
15N/14N-DNA
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
假说——演绎法
DNA半保留复制的实验证据----假说演绎法
1、提出问题：
DNA是如何复制的？
2、作出假说：
推测可能的复制方式：半保留复制？全保留复制？
3、演绎推理：
推理、探究几种复制模式下得到子代DNA的可能情况，预测可能实验结果。
4、实验验证：
证明DNA半保留复制的实验
5、得出结论：
DNA复制方式：半保留复制
(1)子代DNA分子数：
①含有15N链的DNA分子数为 个。
②只含15N链的DNA分子数为 个。
③含14N链的DNA分子数有 个。
④不含15N（只含14N）链的DNA分子数为 个。
⑤DNA复制n次，形成 条
DNA第n次复制，形成 条
(2)子代脱氧核苷酸链数：
①亲代脱氧核苷酸链数为 条。
②新合成的脱氧核苷酸链数为 条。
2
0
2n-2
2n
2
2n+1-2
DNA分子复制的相关计算:DNA复制为半保留复制，若将亲代DNA分子(15N)复制n代，其结果分析如下：
1
2
4
2n
2n×2-2=2n+1-2
细胞数
2n
2n-1
2n-2n-1=
2n-1
DNA复制为半保留复制，若将亲代DNA分子(15N)复制n代，其结果分析如下：
(3)消耗的脱氧核苷酸数：
①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，连续n次复制，需要消耗该脱氧核苷酸数为 个；
②第n次复制，所需该脱氧核苷酸数＝ 。
m·(2n－1)
m·2n－1
m（2n-2n-1）=
m 2n-1
全保留复制
DNA复制的推测
DNA复制实验证据
半保留复制
实验过程
实验结果
实验结论
用15N标记DNA大肠杆菌放在含有14N的培养液中培养，在不同时刻提取DNA并进行分离
亲代：一条DNA带（底部）
第一代：一条DNA带（中间）
第二代：两条DNA带（中间、上部）
DNA复制是半保留复制
证明
1、研究人员将1个含14N－DNA的大肠杆菌转移到15N－DNA培养液中，培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA加热处理，即解开双螺旋，变成单链；然后进行密度梯度离心，试管中出现的两种条带含量如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．子代DNA分子共有8个，其中1个DNA分
子含有14N
B．该试验可用来探究DNA的半保留复制方式
和细胞周期持续时间
C．解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间
的磷酸二酯键
D．若直接将子代DNA分子进行密度梯度离心，
则相应的条带含量比为1∶3
D
2、 将一个带有某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体（n个）并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为______,原因是:
一个含有32P标记的双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子，因此在得到的n个噬菌体中只有两个带有标记。
2/n

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