DNA分子的復制--經(jīng)典好課件

1、ATCG說出說出DNA分子結構的特點分子結構的特點通過前兩節(jié)的學習，我們知道通過前兩節(jié)的學習，我們知道DNA是是遺傳物質，在細胞分裂的時候遺傳物質，在細胞分裂的時候DNA將將遺傳信息傳遞給下一代，那么信息如遺傳信息傳遞給下一代，那么信息如何傳遞呢？何傳遞呢？新產(chǎn)生的新產(chǎn)生的DNA分子是一個全新的分子是一個全新的DNA分子嗎？分子嗎？一、對一、對DNADNA分子復制方式的探究分子復制方式的探究最早提出的最早提出的DNADNA復制模型有三種：復制模型有三種：1 1、全保留復制：、全保留復制： 新復制出的分子直接形成，完全沒新復制出的分子直接形成，完全沒有舊的部分。有舊的部分。復制一次復制一次親代親

2、代DNADNA子代子代DNADNA2 2、半保留復制：、半保留復制： 形成的分子一形成的分子一半是新的，一半是半是新的，一半是舊的。舊的。復制一次復制一次3 3、彌散復制、彌散復制 沃森和克里克提出了遺傳物質自我復制沃森和克里克提出了遺傳物質自我復制假說：假說： 半保留復制半保留復制親代親代DNADNA子代子代DNADNA11112222 方式：半保留復制方式：半保留復制方式：全保留復制方式：全保留復制假設復制方式假設復制方式同位素示蹤技術同位素示蹤技術要區(qū)分親代和子代要區(qū)分親代和子代DNA 若有三種結構相同但質量不同的若有三種結構相同但質量不同的DNA分子：兩條鏈分子：兩條鏈都為都為14N的

3、的DNA（表示為（表示為14N/14N）；）；一條鏈為一條鏈為14N、另一、另一條鏈為條鏈為15N的的DNA（表示為（表示為14N/15N）；）；兩條鏈都為兩條鏈都為15N的的DNA（表示為（表示為15N/15N）。）。如何將它們區(qū)分開呢？如何將它們區(qū)分開呢？ 離心后，試管內(nèi)出現(xiàn)幾條離心后，試管內(nèi)出現(xiàn)幾條DNA帶呢？請在下帶呢？請在下圖中標出相應位置的圖中標出相應位置的DNA類型。類型。14N/14N-DNA14N/15N-DNA15N/15N-DNA密度梯度離心技術密度梯度離心技術1515N N1414N N密度大密度大密度小密度小演繹推理演繹推理1：親代親代DNA是是15N作標記的，放在作

4、標記的，放在14N的環(huán)境中進行培養(yǎng)，若按照的環(huán)境中進行培養(yǎng)，若按照半保留復制半保留復制的方式的方式進行復制，進行復制，則子一代、子二代則子一代、子二代DNA分別含有哪種分別含有哪種N元素？離心后位于試管的什么位置呢？請分別在元素？離心后位于試管的什么位置呢？請分別在圖一和圖二相應位置標出圖一和圖二相應位置標出DNA類型。類型。圖圖1 子一代子一代圖圖2 子二代子二代演繹推理演繹推理2：親代親代DNA是是15N作標記的，作標記的，放在放在14N的環(huán)境中進行培養(yǎng)，若按照的環(huán)境中進行培養(yǎng)，若按照全保留全保留復制復制的方式進行復制，則的方式進行復制，則子一代、子二代子一代、子二代DNA分別含有哪種分別

5、含有哪種N元素？離心后位于試元素？離心后位于試管的什么位置呢？請分別在圖三和圖四相管的什么位置呢？請分別在圖三和圖四相應位置標出應位置標出DNA類型。類型。圖圖3 子一代子一代圖圖4 子二代子二代實驗驗證實驗驗證將大腸桿菌放在含有將大腸桿菌放在含有15N標記的標記的NH4Cl培養(yǎng)基中繁殖培養(yǎng)基中繁殖幾代，幾代，使所有的大腸桿菌使所有的大腸桿菌DNA被被15N所標記，所標記，離心；離心；離離 心心1515N/N/1515N N（重帶）（重帶） 將將15N標記的細菌轉移到標記的細菌轉移到含有含有14N標記的標記的NH4Cl培養(yǎng)基培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)，繁殖一代之后，中進行培養(yǎng)，繁殖一代之后，離心；離心；

6、 將子一代將子一代DNA繼續(xù)在含繼續(xù)在含有有14N標記的標記的NH4Cl培養(yǎng)基中培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)，繁殖，離心；進行培養(yǎng)，繁殖，離心；1414N/N/1515N N1414N/N/1515N N1414N/N/1414N N（中帶）（中帶）（中帶）（中帶）（輕帶）（輕帶）實驗結論：實驗結論：DNA分子的復制方式是半保留復制分子的復制方式是半保留復制有人認為有人認為DNADNA復制就復印材料一樣，復制就復印材料一樣，一張材料復印一次也可以得到兩張一舊一新的材料。一張材料復印一次也可以得到兩張一舊一新的材料。這種說法對不對，為什么？這種說法對不對，為什么？1DNA2DNA單鏈（母）單鏈（母）（母十子

7、）（母十子）（母十子）（母十子） 子子 DNA 子子DNA2DNA 與復印材料不同，因為與復印材料不同，因為DNADNA分子的復制結果并沒有分子的復制結果并沒有形成一個完整的新的形成一個完整的新的DNADNA分子，而是形成了一半新、一分子，而是形成了一半新、一半舊的兩個半舊的兩個DNADNA分子，并且原來的舊的分子，并且原來的舊的DNADNA也不存在。也不存在。三 DNA分子復制的過程思考：思考：1 1 概念概念2 2 時間、場所時間、場所3 3 條件條件4 4 過程過程5 5 特點、原則特點、原則6 6 準確復制的原因與意義準確復制的原因與意義有絲分裂間期有絲分裂間期2、時間、時間: :3、

8、場所：、場所：1、概念：、概念： 以親代以親代DNADNA為模板合成子代為模板合成子代DNADNA的過程。的過程。( (體細胞體細胞) )( (生殖細胞生殖細胞) )減數(shù)第一次分裂前的間期減數(shù)第一次分裂前的間期真核生物：真核生物：細胞核（主要）、細胞核（主要）、 葉綠體、線粒體葉綠體、線粒體原核生物：原核生物：細胞質細胞質( (擬核和質粒擬核和質粒) )4.條件：條件：親代親代DNA分子的兩條母鏈分子的兩條母鏈細胞中游離的細胞中游離的4種種脫氧核苷酸脫氧核苷酸ATPDNA解旋酶，解旋酶，DNA聚合聚合酶等酶等l能量：能量：l酶：酶：l模板：模板：l原料：原料：5、DNA復制的過程細胞呼吸細胞呼

9、吸解旋酶解旋酶模板模板堿基互補配對堿基互補配對酶酶四種游離的脫氧核苷酸四種游離的脫氧核苷酸母鏈母鏈兩兩完全相同完全相同6 6、DNADNA復制的特點、原則復制的特點、原則解旋酶催化，能量解旋酶催化，能量解旋：解旋：模板模板（在（在DNA聚合酶的催化下，利用聚合酶的催化下，利用游游離的脫氧核苷酸進行離的脫氧核苷酸進行）復制復制: 以母鏈為模板進行堿基配對以母鏈為模板進行堿基配對母鏈（舊鏈）母鏈（舊鏈）子鏈（新鏈）子鏈（新鏈）復制后的復制后的DNA:同時進行同時進行組成組成第八單元第八單元 基因的本質與表達基因的本質與表達A由圖示得知，由圖示得知，DNA分子復制的方式是半保留復制分子復制的方式是半

10、保留復制BDNA解旋酶能使雙鏈解旋酶能使雙鏈DNA解開，但需要消耗解開，但需要消耗ATPC從圖中可以看出合成兩條子鏈的方向是相反的從圖中可以看出合成兩條子鏈的方向是相反的DDNA在復制過程中是先進行解旋，后半保留復制在復制過程中是先進行解旋，后半保留復制(2011淄博模擬淄博模擬)如圖為如圖為真核細胞真核細胞DNA復制過程復制過程的模式圖，的模式圖，據(jù)圖分析，下列相關敘述錯誤的是據(jù)圖分析，下列相關敘述錯誤的是()7、準確復制的原因：準確復制的原因：DNADNA獨特的獨特的雙螺旋結構雙螺旋結構，能為復制提供，能為復制提供精確模板；精確模板；堿基互補配對堿基互補配對的能力，能使復制準確的能力，能使

11、復制準確無誤。無誤。8、意義、意義 將遺傳信息從親代傳遞給了子代，將遺傳信息從親代傳遞給了子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。第八單元第八單元 基因的本質與表達基因的本質與表達2DNA 復制的有關計算復制的有關計算 (1)DNA 不論復制多少次不論復制多少次， 產(chǎn)生的子代產(chǎn)生的子代 DNA 分子中含母分子中含母鏈的鏈的 DNA 分子數(shù)總是分子數(shù)總是 2 個個，含母鏈也總是含母鏈也總是 2 條條。 (2)復制復制 n代產(chǎn)代產(chǎn)生的子代生的子代 DNA 分子數(shù)為分子數(shù)為 2n， 產(chǎn)生的產(chǎn)生的 DNA單鏈為單鏈為 2n22n1。 故復制故復制 n次后次后， 含親代含親代 DN

12、A 鏈的鏈的 DNA分子數(shù)占子代分子數(shù)占子代 DNA 分子總數(shù)的比例為分子總數(shù)的比例為22n即即(12n1)， 子代子代 DNA分子所含的親代分子所含的親代DNA鏈占子代鏈占子代DNA中脫氧核苷酸鏈的比例中脫氧核苷酸鏈的比例為為22n112n 。 (3)復制所需的脫氧核苷酸數(shù)復制所需的脫氧核苷酸數(shù)a(2n1)，其中的其中的 a 為為所求的脫氧核苷酸在原來所求的脫氧核苷酸在原來 DNA(即作模板的親代即作模板的親代 DNA)分子分子中的數(shù)量中的數(shù)量，n 為復制次數(shù)為復制次數(shù)。 規(guī)律：規(guī)律：親代親代DNADNA分子經(jīng)分子經(jīng)n n次復制后，所需游次復制后，所需游離的脫氧核苷酸數(shù)為：離的脫氧核苷酸數(shù)為

13、：N N游離的脫氧核苷酸數(shù)游離的脫氧核苷酸數(shù) = a= a(2(2n n-1)-1)a a 表示模板的堿基數(shù)表示模板的堿基數(shù)n n 表示復制的次數(shù)表示復制的次數(shù)規(guī)律規(guī)律3 3：親代親代DNADNA分子第分子第n n次復制，所需游離次復制，所需游離的脫氧核苷酸數(shù)為：的脫氧核苷酸數(shù)為：N N游離的脫氧核苷酸數(shù)游離的脫氧核苷酸數(shù) = a= a2 2n-1n-1a a 表示模板的堿基數(shù)表示模板的堿基數(shù)n n 表示復制的次數(shù)表示復制的次數(shù)規(guī)律：規(guī)律：1 1個個1515N N標記的標記的DNADNA分子在分子在1414N N的培養(yǎng)基的培養(yǎng)基復制復制n n次，產(chǎn)生的子代次，產(chǎn)生的子代DNADNA分子為分子為

14、_個，其中含有個，其中含有1515N N的的DNADNA分子為分子為_個，含個，含有有1414N N的的_個，只含個，只含1414N N的的_個，只個，只含有含有1515N N的的_個個；含；含1515N N的脫氧核苷酸鏈和的脫氧核苷酸鏈和含含1414N N的脫氧核苷酸鏈之比為的脫氧核苷酸鏈之比為_。2n22n2n-22:(2n+1-2)0跟蹤練習：跟蹤練習：1 1、將、將1515N N標記的標記的DNADNA分子放在分子放在1414N N的培養(yǎng)基的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，經(jīng)過上培養(yǎng)，經(jīng)過3 3次復制，在所形成的子代次復制，在所形成的子代DNADNA中，含中，含1515N N的的DNADNA占總數(shù)是（占

15、總數(shù)是（ ）A A1/161/16 B Bl l8 8 C C1 14 4 D D1 12 22 2、1 1個個DNADNA分子經(jīng)過分子經(jīng)過4 4次復制，形成次復制，形成1616個個DNADNA分子，其中含有最初分子，其中含有最初DNADNA分子長鏈的分子長鏈的DNADNA分子有（分子有（ ） A.2A.2個個 B. 8B. 8個個 C.16C.16個個 D. 32D. 32個個CA跟蹤練習：跟蹤練習：3 3、一個、一個DNADNA分子中有堿基分子中有堿基A20A20個，占全部個，占全部堿基的堿基的20%20%，若，若DNADNA連續(xù)復制連續(xù)復制2 2次，需要堿次，需要堿基基C C（ ） A A、2020個個 B B、3030個個 C C、9090個個 D D、120120個個每個每個DNADNA分子中含分子中含C=_C=_復制復制2 2次增加了次增加了_個個DNADNA分子分子（20/20%-