DNA半保留复制的证据解读

1、DNA半保留复制的证据 哈密石油高级中学 杜金洋 1 二、二、DNA复制方式的探究复制方式的探究 假说假说演绎法演绎法 发现问题发现问题 提出假说提出假说 验证假说验证假说 得出结论得出结论 对对DNA分子复制方式的推测分子复制方式的推测 双链双链DNADNA分子分子 全保留复制全保留复制 半保留复制半保留复制 混合型复制混合型复制 全保留复制：全保留复制： 以两条母链为模板合成两条以两条母链为模板合成两条DNA子子链，子代链，子代DNA中母链重新结合，两条子中母链重新结合，两条子链彼此结合成另一个子代链彼此结合成另一个子代DNA分子。分子。 混合型复制：混合型复制： 亲代亲代DNA双链被切成

2、片段后合成，双链被切成片段后合成，然后子、母双链聚集成然后子、母双链聚集成“杂种链杂种链”。 半保留复制：半保留复制： 以每一条母链作模板合成一条子以每一条母链作模板合成一条子链，子代链，子代DNA分子由一条母链和一条分子由一条母链和一条新合成的子链构成。新合成的子链构成。 实验：探究实验：探究DNADNA分子复制方式分子复制方式 关关 键：键： 区别亲子代区别亲子代DNA 实验方法：实验方法：同位素标记法同位素标记法 15N 14N 密度大密度大 密度小密度小 实验材料：实验材料： 大大肠杆菌肠杆菌 检检测亲子代测亲子代DNA比重比重 结果检测：结果检测： 将大肠杆菌放在含将大肠杆菌放在含1

3、5N培养液培养中培养液培养中思路：思路： 生长，而后放在含生长，而后放在含14N培养液中生长培养液中生长设法分离出设法分离出DNA，密度剃度离心，密度剃度离心 实验：探究实验：探究DNADNA分子复制方式分子复制方式 DNA DNA以半保留方式进行复制，是在以半保留方式进行复制，是在19581958年年由由M. Meselson M. Meselson 和和 F. Stahl F. Stahl 所完成的实验所完成的实验所证明。所证明。 该实验首先将大肠杆菌在含该实验首先将大肠杆菌在含1515N N的培养基的培养基中培养约十五代，使其中培养约十五代，使其DNADNA中的碱基氮均转变中的碱基氮均转

4、变为为1515N N。 15151414 将将 N N标记的大肠杆菌移至只含标记的大肠杆菌移至只含 N N的培养的培养基中同步培养一代、二代、三代。分别提取基中同步培养一代、二代、三代。分别提取DNADNA，作密度梯度离心，可得到下列结果：，作密度梯度离心，可得到下列结果： (深蓝深蓝: (粉红粉红: 含含15N-DNA的细菌的细菌 培养于普培养于普通培养液通培养液 第一代第一代 继续培养于继续培养于 普通培养液普通培养液 第二代第二代 N) N) 生物学史上生物学史上“最最美丽的实验美丽的实验” DNA半保留复制的证据半保留复制的证据 普通普通DNA 重重DNA 中等密度中等密度DNA 普通

5、普通DNA 中等密度中等密度DNA 1514全保留式全保留式 第一代第一代 第二代第二代 普通普通DNA 混合式混合式 第一代第一代 第二代第二代 中等密中等密度度DNA 重重DNA DNA DNA作为遗传物质，除了能够作为遗传物质，除了能够储存大量的遗传信息之外，还必储存大量的遗传信息之外，还必须能够把遗传信息由亲代传递到须能够把遗传信息由亲代传递到子代。子代。 遗传信息的传递就是通过遗传信息的传递就是通过DNADNA分子的自我复制来完成的。分子的自我复制来完成的。 课堂巩固课堂巩固 1 1、将大肠杆菌、将大肠杆菌DNADNA用用1515N N标记，然后将其移至标记，然后将其移至1414含含

6、 N N的培养基上培养，在复制三次后，子代的培养基上培养，在复制三次后，子代1515大肠杆菌大肠杆菌DNADNA分子中，带有分子中，带有 N N标记的标记的DNADNA分子分子数约占数约占DNADNA分子总数的分子总数的 答案：答案：B A A、12.5% B12.5% B、25% 25% C C、75% D75% D、100% 100% 有关有关DNADNA复制的相关计算复制的相关计算 一个一个DNADNA连续复制连续复制n n次后，共有多少次后，共有多少个个DNADNA？多少条脱氧核苷酸链？母链？多少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条？多少条？子链多少条？ 解析：所用知识为解析：所用知

7、识为“半保留复制半保留复制”和和“碱基互补配对原则碱基互补配对原则”，并图示分析。，并图示分析。 A T T A G C C G A A T T T T A A C C G G A A T T T T A A C C G G C C G G C C G G A T T A G C C G 第一次复制第一次复制 第二次复制第二次复制 A T T A A A T T T T A A C C G G C C G G A A T T T T A A C C G G C C G G G C C G 有关有关DNADNA复制的相关计算复制的相关计算 连续复制连续复制n n次，得到的：次，得到的： n 2子

8、代子代DNA分子数分子数=_(n+1) 2 脱氧核苷酸链数脱氧核苷酸链数 =_ 2母链数母链数=_ (n+1) 子链数子链数=_22 有关有关DNADNA复制的相关计算复制的相关计算 由于由于DNA的半保留复制，亲代的半保留复制，亲代DNA虽然多代复制，它的两条母链仍虽然多代复制，它的两条母链仍存在于后代而不会消失，这是解答存在于后代而不会消失，这是解答DNA复制所有相关计算的关键。复制所有相关计算的关键。 1、一个一个DNA分子中有碱基分子中有碱基A20个，个，占全部碱基的占全部碱基的20%，若，若DNA连续连续复制复制2次，需要碱基次，需要碱基C： A、20个 B、30个 C、90个 D、

9、120个 （20/20%-20*2）/2 每个每个DNA分子中含分子中含C= 3 个个DNA分子分子 复制复制2次增加了次增加了 3*30=90 共增加共增加C碱基数为碱基数为 。 152、一个由N标记的DNA分子，放在没有标记的环境中培养，复制5次后，标记的DNA分子占DNA分子总5数的： 2个个 2个个 A、1/10 B、1/5 C、1/16 D、1/25 答案：C 课堂练习课堂练习(二二) 1 1、某些药物可以抑制肿瘤细胞、某些药物可以抑制肿瘤细胞DNADNA的复制，的复制，从而达到控制癌症的目的。这些药物作用的从而达到控制癌症的目的。这些药物作用的细胞正处于细胞周期的（细胞正处于细胞周

10、期的（ ） A A A 间期间期 B B 前期前期 C C 中期中期 D D 不能确定不能确定 2 2、下列关于、下列关于DNADNA复制过程的正确顺序是复制过程的正确顺序是: : C 互补碱基对间氢键断裂互补碱基对间氢键断裂 互补碱基对之间形成氢键互补碱基对之间形成氢键 DNADNA分子在解旋酶作用下解旋分子在解旋酶作用下解旋 以母链为模板进行碱基互补配对以母链为模板进行碱基互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋结构子链与母链盘旋成双螺旋结构 A. A. B. B. C. C. D. D. 3 3、DNADNA分子解旋时，下列哪一组碱基被解开分子解旋时，下列哪一组碱基被解开 C A A 鸟嘌呤和腺

11、嘌呤鸟嘌呤和腺嘌呤 B B 胸腺嘧啶和胞嘧啶胸腺嘧啶和胞嘧啶 C C 腺嘌呤和胸腺嘧啶腺嘌呤和胸腺嘧啶 D D 腺嘌呤和胞嘧啶腺嘌呤和胞嘧啶 4 4、下面关于、下面关于DNADNA复制过程的描述，错误的是复制过程的描述，错误的是 A A 复制需要能量复制需要能量 B B边解旋边复制边解旋边复制 C C 复制需要氨基酸和酶复制需要氨基酸和酶 D D 复制遵循碱基互补配对原则复制遵循碱基互补配对原则 C A T G C G C T A A T C G T A G C C G C G A T C G T A G C G C C C A C T G G G G T G A C C T A C G C

12、G T A T A C G T A C G C G C G T A C G T A C G C G + A T G C G C T A A T C G T A G C C G C G A T C G T A G C G C 母链母链DNA 边解旋边复制边解旋边复制 两条子代两条子代DNA 半保留复制拓展半保留复制拓展 、复制、复制n次的次的DNA个数？个数？ n 2 (n=复制次数复制次数)2、含母链的、含母链的DNA数量及比例？数量及比例？ 2 23、含母链的脱氧核苷酸链数占总链数比例、含母链的脱氧核苷酸链数占总链数比例? 2 n 2 24、复制、复制n次消耗原料的量：次消耗原料的量： a (2 1) 5、复制第、复制第n次消耗原料的量：次消耗原料的量： a2（1） 27 实验目的：探究实验目的：探究DNADNA分子复制方式分子复制方式 实验过程：实验过程： 首先将大肠杆菌在含首先将大肠杆菌在含