第三節(jié)_DNA分子的復(fù)制

1、DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu),構(gòu)成方式,位置,雙螺旋外側(cè),雙螺旋內(nèi)側(cè),堿基對(duì),主鏈(骨架),1）脫氧核糖與磷酸交替連接；,2）兩條主鏈呈反向平行；,3）盤繞成規(guī)則的雙螺旋。,2）堿基互補(bǔ)配對(duì)（A T，G C）,1）主鏈上對(duì)應(yīng)堿基以氫鍵連結(jié)成對(duì)；,DNA分子的復(fù)制,最早提出的DNA復(fù)制模型有三種；,一、對(duì)DNA復(fù)制的推測,1、全保留復(fù)制：新復(fù)制出的分子直接形成，完全沒有舊的部分；,2、分散復(fù)制：新復(fù)制的分子中新舊都有，但分配是隨機(jī)組合的；,3.沃森和克里克推測是半保留復(fù)制模型,復(fù)制時(shí),DNA的雙螺旋解開. 互補(bǔ)的堿基間氫鍵斷裂 分開的兩條鏈作為模板,以堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則合成新的一條鏈,2、如果要你來設(shè)計(jì)實(shí)

2、驗(yàn)，你認(rèn)為最基本的思路是什么？,把復(fù)制的單鏈和原來的鏈做上標(biāo)記，然后觀察它在新DNA中出現(xiàn)的情況。,1、這些觀點(diǎn)各有不同，如何來證明那個(gè)觀點(diǎn)是正確的？,只能用實(shí)驗(yàn)來證明。,3、用什么方法實(shí)現(xiàn)標(biāo)記？,同位素標(biāo)記法。 離心法,二.DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù),15N/15NDNA 重鏈DNA,14N/14NDNA 輕鏈DNA,14N/15NDNA 混合鏈DNA,親代,第一代,第二代,全在下部,1,2,4,全在中部,中+ 上,DNA的復(fù)制的定義、時(shí)間、場所、條件,1定義：,以親代DNA為模板合成子代DNA的過程,2時(shí)間：,有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期,3場所：,真核生物：細(xì)胞核（主要）、葉綠體

3、、線粒體 原核生物：擬核、細(xì)胞質(zhì),模板：,親代DNA分子的兩條鏈,4條件：,原料：,游離的4種脫氧核苷酸（A、G、C、T）,能量： ATP （呼吸作用提供）,酶： 解旋酶、DNA聚合酶等,DNA分子復(fù)制的過程,5、DNA復(fù)制的過程,解旋：,合成子鏈：,形成子代DNA：,利用提供的能量（ATP），在 _的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開,以解開的每一段母鏈為，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,四種游離的脫氧核苷酸,母鏈,兩,完全相同,6、DNA復(fù)制的特點(diǎn)、原則,是

4、一個(gè)_的過程,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,原則：,堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,7、準(zhǔn)確復(fù)制的原因、意義,意義：,將遺傳信息從親代傳給子代，保持了遺傳信息的穩(wěn)定性、連續(xù)性,原因：,DNA分子獨(dú)特的提供精確的模板,通過保證了復(fù)制準(zhǔn)確無誤。,雙螺旋結(jié)構(gòu),堿基互補(bǔ)配對(duì),A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,A,G,C,T,C,G,T,游離的 脫氧核苷酸,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,C,A,G,T,C,G,T,在解旋酶的催化下 氫鍵已被打開,DNA分子利用細(xì)胞提供的能量(ATP)，在解旋酶的作

5、用下，把兩條扭成螺旋的雙鏈解開，這個(gè)過程叫解旋。,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,C,A,G,T,C,G,T,親代DNA的 一條鏈作為模板,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,C,T,A,G,T,C,G,還未解旋,剛解旋,所以DNA復(fù)制特點(diǎn)之一是: 邊解旋邊復(fù)制,在DNA聚合酶的作用 下通過堿基互補(bǔ) 配對(duì)脫氧核苷酸 結(jié)合到母鏈上,已在復(fù)制,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,形成兩條完全相同的子代DNA,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,

6、C,C,C,A,T,C,簡單重復(fù)復(fù)制過程,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,解旋，打開氫鍵。,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,原親代DNA的單鏈,以親代DNA的一條單鏈為模板進(jìn)行復(fù)制,T,T,T,G,G,C,T,C,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,A,A,A,G,G,C,C,A,原親代DNA 的一條鏈,形成兩條子代DNA,T,T,T,G,G,C,T,C,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,A,A,A,G,G,C,C,A,新合成的 另一條鏈,所以DNA復(fù)制特點(diǎn)之二是: 進(jìn)行半

7、保留復(fù)制,DNA復(fù)制后產(chǎn)生的每個(gè)子代DNA分子中，都有一條 單鏈?zhǔn)窃璂NA保留下來的，而另一條單鏈?zhǔn)切潞铣?的。這種復(fù)制方式我們稱其為半保留復(fù)制。,帶標(biāo)記的鏈,新合成的鏈,這樣的一個(gè)DNA 分子經(jīng)復(fù)制后，子代中有幾個(gè)帶標(biāo)記的DNA分子,只有一個(gè)帶標(biāo)記的DNA分子,沒有帶標(biāo)記的DNA分子,因此，一個(gè)帶標(biāo)記的DNA分子無論復(fù)制多少次 其子代DNA中僅存在兩個(gè)被標(biāo)記的DNA分子。返回,根據(jù)半保留復(fù)制和堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,與復(fù)制有關(guān)的堿基計(jì)算,一個(gè)DNA連續(xù)復(fù)制n次后，共有多少個(gè)DNA？多少條脫氧核苷酸鏈？母鏈多少條？子鏈多少條？,DNA分子數(shù)=,2n,脫氧核苷酸鏈數(shù)=,2n+1,母鏈數(shù)=,子鏈數(shù)=,2

8、,2n+1 2,解析：所用知識(shí)為“半保留復(fù)制”和“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則”，并圖示分析。,連續(xù)第一次復(fù)制,連續(xù)第二次復(fù)制,連續(xù)第n次復(fù)制,解：,答：一個(gè)DNA連續(xù)復(fù)制n次后，共有2n個(gè)DNA，2n+1條脫氧核苷酸鏈，母鏈2條，子鏈2n+1 2條,結(jié)構(gòu),復(fù)制,簡答1,簡答2,簡答3,簡答4,計(jì)算1,計(jì)算2,一個(gè)DNA的堿基A（T、G、C）占?jí)A基總數(shù)的a%，堿基總數(shù)為m，連續(xù)復(fù)制n次后，共需要G（C、A、T）多少個(gè)？,因?yàn)锳=ma%，A=T、G=C， A+T= 2ma%，,DNA復(fù)制n代后子鏈數(shù)=2n+1 2,DNA連續(xù)復(fù)制n代后需要 鳥嘌呤=（2n+1 2 ）/2 m （1/2 a%） = m （2n

9、 1）（1/2 a%）,解析：先求出親代DNA中G=C=？每兩條新鏈所必需的鳥嘌呤（G）數(shù)等于親代DNA胞嘧啶（C）數(shù)，再求出DNA復(fù)制n代后子鏈數(shù)；最后求出DNA連續(xù)復(fù)制n代后需要鳥嘌呤數(shù)。,解：,所以G=C=m（1/2 a%），每形成兩條新鏈所必需的鳥嘌呤數(shù)等于親代DNA胞嘧啶數(shù)= m （1/2 a%）,答：,DNA連續(xù)復(fù)制n代后需要鳥嘌呤數(shù)是m （2n 1）（1/2 a%）。,結(jié)構(gòu),復(fù)制,簡答1,簡答2,簡答3,簡答4,計(jì)算1,計(jì)算2,5.復(fù)制的條件,4.復(fù)制的過程,6.復(fù)制的特點(diǎn),DNA分子的復(fù)制,1. 復(fù)制的概念,7. 復(fù)制的意義,知識(shí)小結(jié),一、對(duì)DNA復(fù)制的推測,三、DNA復(fù)制的過

10、程,二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù),2.復(fù)制的時(shí)間,3.復(fù)制的場所,1下列關(guān)于DNA復(fù)制過程的正確順序是（ ） 互補(bǔ)堿基對(duì)之間氫鍵斷裂/互補(bǔ)堿基對(duì)之間形成 氫鍵/DNA分子在解旋酶的作用下解旋/以解旋 后的母鏈為模板進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)/子鏈與母鏈盤 旋成雙螺旋狀結(jié)構(gòu)。 A. B. C. D.,D,2將 標(biāo)記的DNA分子放在 的培養(yǎng)基上培養(yǎng)， 經(jīng)過3次復(fù)制，在所形成的子代 DNA中，含 的DNA占總數(shù)是（ ） A1/16Bl8C14D12,C,3DNA分子的雙鏈在復(fù)制時(shí)解旋，這時(shí)下述哪一對(duì)堿基從氫鍵連接處分開（ ） AG與C BA與C CG與A DG與T,A,4DNA復(fù)制的基本條件是（ ） A模板

11、，原料，能量和酶 B模板，溫度，能量和酶 C模板，原料，溫度和酶 D模板，原料，溫度和能量,A,5DNA分子復(fù)制能準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行原因是（ ） A堿基之間由氫鍵相連 BDNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu) CDNA的半保留復(fù)制 DDNA的邊解旋邊復(fù)制特點(diǎn),B,6、DNA的復(fù)制是在細(xì)胞的 分裂和 第一次分裂前的 期 進(jìn)行的。復(fù)制是指以 為模板來合成 的過程。 復(fù)制特點(diǎn)是 復(fù)制過程必需以 為模 板、 為原料、 提供能量、 的催化等條 件， 為DNA的復(fù)制提供精確的模板、并 有 能力保證復(fù)制能夠準(zhǔn)確無誤地完成。一個(gè)親代DNA 分子通過復(fù)制形成了兩個(gè) ，新形成的 DNA分子都是既含一條 鏈、又含一條 鏈，因此，稱DNA 的復(fù)制為“ ”。,有絲,減數(shù),間,親代DNA分子,子代DNA分子,邊解旋邊復(fù)制,親代DNA分子一條鏈,脫氧核苷酸,ATP,酶,DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu),堿基互補(bǔ)配對(duì),結(jié)構(gòu)完全相同的子代DNA分子,母,子,半保留復(fù)制,結(jié)構(gòu),復(fù)制,簡答1,簡答2,簡答3,簡答4,計(jì)算1,計(jì)算2,、G0、G1、G2三代DNA離心后的試管分別是圖中的：G0 、G1 、G2 。,A,B,D,、G2代在、三條帶中DNA數(shù)的比例是 。,、圖中 、 兩條帶中DNA分子所含的同位素磷分別是：