第3章第3节dna分子的复制

第第 3章章 基因的本质基因的本质一、对 DNA分子复制的推测沃森、克里克的遗传物质自我复制的沃森、克里克的遗传物质自我复制的 假说假说 :DNA分子分子 半保留复制半保留复制半保留复制：新合成的每个半保留复制：新合成的每个 DNA分子中，分子中，都保留了原来都保留了原来 DNA分子中的一条链。分子中的一条链。复制一次先将大肠杆菌先将大肠杆菌 培养培养 在在 15 标记的标记的 NH4Cl培养液培养液中，中， 繁殖繁殖 几代；几代；在不同时刻收集大肠杆菌并提取；在不同时刻收集大肠杆菌并提取；实验材料：大肠杆菌 实验技术： 同位素示踪技术二、 DNA半保留复制的实验证据再将大肠杆菌转移到再将大肠杆菌转移到 14 培养液中；培养液中；将提取的进行将提取的进行 密度梯度离心密度梯度离心 ， 记录离记录离心后试管中的位置。心后试管中的位置。实验结论： DNA的复制是以半保留的方式进行的重带 (下部 )15N/ 15N中带 (中间 )15N/ 14N轻带 (上部 )14N/ 14N中带 (中间 )15N/ 14N根据上面实验过程 ,完成下列表格n321014N分子15N/14N分子15N分子不同 DNA分子占全部 DNA分子之比DNA分子在离心管中位置分子总数世代全在下部12482n全在中部中 + 上中 + 上2/2n中 +(1- 2/2n)上112/2n（ 1-2/2n）一个 DNA分子复制n代后的情况如何？因 DNA复制采用半保留的方式，所以 一个 DNA分子经 n代复制 后的所有 DNA中， 只有两个 DNA分子含有 原 DNA链 。但所有 DNA与原 DNA所带的信息（脱氧核苷酸的排列序）完全相同。（变异除外） 1.概念： 以亲代 DNA为模板，合成子代 DNA的过程。2.时间： 细胞 有丝分裂的间期 和 减数第一次分裂前的间期4.DNA复制的过程3.场所： 细胞核 (主要 场所 )线粒体、叶绿体三、 DNA分子复制的过程 解旋 以母链为模板进行碱基配对 (合成子链 ) 形成 两个 新的 DNA分子三、 DNA复制的过程解旋以母链为模板合成子链形成新的DNA分子 DNA分子利用细胞提供的 能量 ，在 解旋酶作用下，把两条螺旋的双链解开； 以解开的每一段 母链为模板 ， 在 DNA聚合酶 等酶作用下，利用细胞中 游离的 4种脱氧核苷酸 为原料，按照 碱基互补配对原则 ，各自 合成 与母链 互补 的一段 子链 ； 子链 不断延伸并 与对应母链 盘旋成双螺旋结构， 形成 各含一条母链和一条子链的 2个 DNA分子。5.DNA分子复制时需要的基本条件 模板 原料 能量 酶亲代 DNA的两条母链4种游离的脱氧核苷酸ATPDNA解旋酶、 DNA聚合酶等。6.DNA分子复制的特点 :边解旋边复制、半保留复制 为什么复制能形成两个完全相同的DNA， 并且它们都和亲代 DNA一样？AGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTC+DNA分子的独特的双螺旋结构为复制 DNA提供精确的模板为什么复制能形成两条完全相同的DNA， 并且它们都和亲代 DNA一样？AGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTC+碱基互补配对保证了复制能够准确无误地进行。7.DNA准确复制的原因 DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板。 碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。8、 DNA分子的复制意义DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。DNA分子的复制小结：边解旋边复制解旋酶、聚合酶等解旋 合成 螺旋 子代 DNA课堂练习1、 1个 DNA分子经过 4次复制，形成 16个DNA分子，其中含有最初 DNA分子长链的 DNA分子有（ ）A. 2个 B. 8个 C. 16个 D. 32个2、 DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的（ ）A、分裂前期 B. 分裂中期 C. 分裂后期 D. 分裂间期3、下列关于 DNA复制的说法，其中不正确的是A. DNA复制过程中需要酶的催化B. DNA复制过程中需要的能量直接由糖类提供C. DNA 分子是边解旋复制的D. DNA 复制过程中两条母链均可作模板4、以 DNA的一条链 “ A T C ” 为模板，经复制后的子链是（ ）A. “ T A G ” B. “ U A G”C. “ T A C ” D. “ T U G”5、由 15N标记细菌的 DNA， 然后又将 14N来供给这种细菌，于是该细菌便用 14N来合成 DNA， 假设细菌连续分裂三次产生了八个新个体，它们 DNA中的含 14N的链与 15N的链的比例是（ ）A、 7： 1 B、 2： 1 C、 4： 1 D、 3： 1 A6、在氮源为 14N的培养基上生长的大肠杆菌，其 DNA分子均为14N-DNA（ 对照）；在氮源为 15N的培养基上生长的大肠杆菌，其 DNA分子均为 15N-DNA（ 亲代）。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代（ I和 II）， 用离心的方法分离得到的结果如下表所示，请分析：对照 亲代 I II轻链 14N-DNA 全轻链 1/2轻链中链 全中链 1/2中链重链 15N-DNA 全重链 （ 1）由实验结果可以推出第一代（ I） 细菌 DNA分子中一条链是 ，另一条链是 。（ 2）中链含有氮元素是 。（ 3）将第一代（ I） 转移到含 15N的培养基上繁殖一代，将所得到的细菌的 DNA用同样方法分离。那么得到的轻中重链情况是 （ 4）上述实验表明 DNA分子复制的特点是 15N母链 14N新链 15N和 14N 1/2中链， 1/2重链 半保留复制 7下列关于 DNA复制过程的正确顺序是（ ） 互补碱基对之间氢键断裂 互补碱基对之间形成氢键 DNA分子 在解旋酶的作用下 解旋 以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋状结构A. B.C. D.D8 DNA分子的双链在复制时解旋，这时下述哪一对碱基从氢键连接处分开（ ）A G与 C B A与 C C G与 A D G与 TA9 DNA复制的基本条件是（ ）A模板，原料，能量和酶 B模板，温度，能量和酶C模板，原料，温度和酶 D模板，原料，温度和能量 A10 DNA分子复制能准确无误地进行原因之一是（ ）A碱基之间由氢键相连B DNA分子独特的双螺旋结构C DNA的半保留复制D DNA的边解旋边复制特点B11、 DNA的复制是在细胞的 分裂和 第一次分裂前的 期进行的。复制是指以 为模板来合成 的过程。复制特点是 复制过程必需以 为模板、 为原料、 提供能量、 的催化等条件， 为 DNA的复制提供精确的模板、并有 能力保证复制能够准确无误地完成。一个亲代 DNA分子通过复制形成了两个 ，新形成的 DNA分子都是既含一条 链、又含一条 链，因此，称 DNA的复制为 “ ” 。有丝 减数间 亲代 DNA分子子代 DNA分子 边解旋边复制亲代 DNA分子一条链 脱氧核苷酸 ATP酶 DNA分子双螺旋结构碱基互补配对结构完全相同的子代 DNA分子母 子半保留复制根据半保留复制和碱基互补配对原则与复制有关的碱基计算 一个 DNA连续复制 n次后，共有多少个 DNA？ 多少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条？DNA分子数 = 2n脱氧核苷酸链数 = 2n+1母链数 =子链数 =22n+1 2 解析：所用知识为 “半保留复制 ”和 “碱基互补配对原则 ”，并图示分析。 ATGCCGATATGCCGAT ATGCCGATATGCCGAT ATGCCGAT ATGCCGAT ATGCCGAT连续第一次复制连续第二次复制连续第 n次复制解：答： 一个 DNA连续复制 n次后，共有 2n个DNA， 2n+1条脱氧核苷酸链，母链 2条，子链 2n+1 2条 一个 DNA的碱基 A（ T、 G、 C） 占碱基总数的 a% ， 碱基总数为 m，连续复制 n次后，共需要 G（ C、 A、 T） 多少个 ？因为 A=ma% ， A=T、 G=C， A+T= 2ma% ，DNA复制 n代后子链数 =2n+1 2 DNA连续复制 n代后需要鸟嘌呤 =（ 2n+1 2 ） /2 m （ 1/2 a% ）= m （ 2n 1） （ 1/2 a% ）解析：先求出亲代 DNA中 G=C=？ 每两条新链所必需的鸟嘌呤（ G） 数等于亲代 DNA胞嘧啶（ C） 数，再求出 DNA复制 n代后子链数；最后求出 DNA连续复制 n代后需要鸟嘌呤数。解：所以 G=C=m（ 1/2 a% ） ， 每形成两条新链所必需的鸟嘌呤数等于亲代 DNA胞嘧啶数 = m （ 1/2 a% ）答：DNA连续复制 n代后需要鸟嘌呤数是 m （ 2n 1） （ 1/2 a% ）。基础知识简答1、沃森和克里克于 年提出了著名的 _模型，为合理地解释遗传物质的 _ 奠定了基础。2、 DNA又称 ，组成它的基本单位是 （由一分子 、一分子 、一分子 组成）。组成 DNA的碱基共有 种（符号表示为 ），脱氧核苷共有 种（名称是 、 、 ）。1953 DNA双螺旋结构 各种功能脱氧核糖核酸脱氧核苷酸 磷酸脱氧核糖 含氮碱基4A T G C 4胞嘧啶脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸3、 DNA的双螺旋结构是由 按 _平行方式盘旋的 长链组成，排在外侧的 和 交替连接构