《DNA的复制与分配》PPT课件.ppt

DNA的复制,DNA的分配,DNA,DNA的复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，即1DNA2DNA。,DNA的复制,DNA的复制,1.复制方法 半保留复制,2.复制过程 边解旋边复制,3.复制原则 碱基互补配对原则,4.复制的时期 有丝分裂和减数第一次分裂的间期,5.复制的意义 DNA分子的精确复制，是生物遗传性状能保持相对稳定的基础。,一、对DNA分子复制的推测,半保留复制,全保留复制,二、DNA半保留复制的实验证据,同位素示踪技术,三、DNA分子复制的过程,1 定义 2 时间、场所 3 条件 4 过程 5 特点、原则 6 准确复制的原因与意义,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,A,G,C,T,C,G,T,游离的 脱氧核苷酸,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 氢键已被打开,DNA分子利用细胞提供的能量(ATP)，在解旋酶的作用 下，把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程叫解旋。,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,C,A,G,T,C,G,T,亲代DNA的 一条链作为模板,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,C,T,A,G,T,C,G,还未解旋,刚解旋,所以DNA复制特点之一是: 边解旋边复制,在DNA聚合酶的作用下 通过碱基互补 配对脱氧核苷酸 结合到母链上,已在复制,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,形成两条完全相同的子代DNA,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,简单重复复制过程,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,解旋，打开氢键。,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,原亲代DNA的单链,以亲代DNA的一条单链为模板进行复制,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,原亲代DNA 的一条链,形成两条子代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 另一条链,所以DNA复制特点之二是: 进行半保留复制,DNA复制后产生的每个子代DNA分子中，都有一条 单链是原DNA保留下来的，而另一条单链是新合成 的。这种复制方式我们称其为半保留复制。,DNA的复制,带标记的链,新合成的链,这样的一个DNA 分子经复制后，子代中有几个带标记的DNA分子,只有一个带标记的DNA分子,这样的一个DNA 分子经复制后，子代中有几个带标记的DNA分子,没有带标记的DNA分子,因此，一个带标记的DNA分子无论复制多少次 其子代DNA中仅存在两个被标记的DNA分子。返回,DNA的复制的定义、时间、场所、条件,1定义：,以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程,2时间：,有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期,3场所：,真核生物：细胞核（主要）、叶绿体、线粒体 原核生物：细胞质,模板：,亲代DNA分子的两条链,4条件：,原料：,游离的4种脱氧核苷酸（A、G、C、T）,能量： ATP （呼吸作用提供）,酶： 解旋酶、DNA聚合酶等,5、DNA复制的过程,解旋：,合成子链：,形成子代DNA：,利用 提供的能量（ATP），在 的作用下，把两条螺旋的双链解开,以解开的每一段母链为 ，以_ 为原料，遵循 原则，在有关 的作用下，合成与母链互补的子链,每条子链与其对应的 盘旋成双螺旋结构，形成 个与亲代 的DNA,细胞,解旋酶,模板,碱基互相配对,酶,四种游离的脱氧核苷酸,母链,两,完全相同,6 DNA复制的特点、原则,边解旋边复制,半保留复制,原则：,碱基互补配对原则,7 准确复制的原因、意义,意义：,将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的稳定性、连续性,原因：,DNA分子独特的_ 提供精确的模板,通过 保证了复制准确无误。,双螺旋结构,碱基互补配对,DNA的分配是通过细胞的分裂来实现的。 通过细胞分裂，一个细胞可以成长成一个生物个体。 通过细胞分裂，复制的DNA从母细胞传到子细胞，保证了生物体遗传物质的恒定性。,DNA的分配,高等生物的细胞分裂有两种方式：,细胞分裂,1、有丝分裂,2、减数分裂,一、有丝分裂,细胞周期（the cell cycle）,一次分裂结束,下次分裂开始,下次分裂结束,分裂间期,分裂期,90%95%,5%10%,细胞周期,细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，这一周期实质上包括了细胞分裂的准备阶段-分裂间期和细胞分裂的实施阶段分裂期,细胞周期,细胞周期:,下一次分裂完成时为止,A,B,C,请用A.B.C表示一个细胞周期的起始点?,一次分裂完成时开始,前提：连续分裂的细胞,（一）分裂间期（interphase),染色单体形成,染色质复制,DNA数目：,加倍,2n,4n,染色单体数目：,染色体数目：,2n,0,4n,数,特征：DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,前 期,（二）分裂期(mitotic phase),DNA数目：,4n,染色单体数目：,染色体数目：,2n,4n,染色质,染色体,散乱分布,核仁、核膜,数,形,消失,纺锤体,出现,两出现,两消失,1.前期(prophase),中期,DNA数目：,4n,染色单体数目：,染色体数目：,2n,4n,染色体,着丝点排列在赤道板上， 形态固定，数目清晰。,数,形,2.中期(metaphase),后期,DNA数目：,4n,染色单体数目：,染色体数目：,4n,0,染色体,数,形,3.后期(anaphase),着丝点分裂，染色单体 染色体 平均分配到细胞两极。,末期,DNA数目：,染色单体数目：,染色体数目：,0,核仁、核膜,数,形,纺锤体,4.末期(telophase),2n,2n,染色体,染色质,消失,出现,两出现,两消失,植物细胞的有丝分裂,二、减数分裂,配子的染色体与体细胞的染色体有何区别？,问题探讨,配子细胞是如何形成的？,配子是通过有丝分裂产生的吗？,精子,卵细胞,父亲 （46条）,受精卵 （46条）,细胞分化,受精作用,母亲 （46条）,个体 （46条）,有丝分裂,减数分裂,减数分裂,有丝分裂形成体细胞 减数分裂形成生殖细胞,配子即有性生殖细胞, 如何形成?,减数分裂- 一种特殊方式的有丝分裂,（一）、减数分裂的概念,4、结果：,1、范围：,2、时期：,3、特点：,进行有性生殖的生物,产生成熟生殖细胞的过程中,成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半,染色体只复制一次，而细胞分裂二次,5、场所： 动物为睾丸和卵巢，植物为雄蕊和雌蕊,（二）、精子的形成过程,曲细精管中有大量原始的雄性生殖细胞精原细胞，每个精原细胞的染色体数目都与体细胞相同。,1 形成场所：睾丸,减数第一次分裂前的间期： 精原细胞的体积增大,染色体进行复制，成为初级精母细胞。复制后的每条染色体都由两条姐妹染色单体构成。这两条姐妹染色单体由同一个着丝点连接。,2 减数分裂的过程,（1）前期：,同源染色体配对， 联会后形成四分体。,减数第一次分裂(减) （前期-中期-后期-末期）,几个重要概念的区分：,染色体：以着丝点计数，有一个着丝点就有一条染色体。 姐妹染色单体：染色体进行复制后，在一个着丝点存在有两个相同的单体，被称为姐妹染色单体，其整体是一条染色体。,同源染色体：减数分裂过程中配对的染色体， 形状大小一般相同; 一条来自父方，一条来自母方; 联 会：同源染色体两两配对的现象。 四 分 体：配对后的每一对同源染色体,含有四条染 色单体即组成一个四分体。,1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体,四分体中的非姐妹染色单体常常发生交叉互换,非姐妹染色单体之间交叉互换：,减前期时，四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换一部分片段，称为交叉互换。,（2）中期：,各对同源染色体排列在赤道板上，每条染色体的着丝点上都附着有纺锤丝。,（3）后期：,在纺锤丝的牵引下，配对的两条同源染色体彼此分离，分别向细胞的两极移动。 这样，细胞的每个极只得到各对同源染色体中的一条。,两组染色体到达细胞两极的时候，一个细胞分裂为两个子细胞。即一个初级精母细胞分裂成了两个次级精母细胞。,减数第一次分裂实质: 同源染色体的分离,（4）末期：,减数分裂过程中染色体数目的减半发生在： 减数第一次分裂,（1）前期：,次级精母细胞中， 染色体散乱的分布， 每个染色体上都有 两条姐妹染色单体。 （无同源染色体）,减数第二次分裂(减) （前期-中期-后期-末期）,（2）中期：,在纺锤丝的牵引下，每条染色体的着丝点都排列在赤道板上。,（3）后期：,次级精母细胞中的每条染色体上的着丝点一分为二，两条姐妹染色单体随之分开，成为两条染色体，并在纺锤丝的牵引下，这两条染色体分别向细胞的两极移动。,此时与体细胞染色体数相同,两组子染色体到达细胞两极后，随着细胞的分裂进入到两个子细胞中，这样，减数第一次分裂中形成的两个次级精母细胞，经过减数第二次分裂，就形成了四个精细胞。,减数第二次分裂实质: 姐妹染色单体的分离,（4）末期：,精细胞,精 子(蝌蚪状),不属于减数分裂,染色体复制,减数 第一次分裂,减数 第二次分裂,联会 分离 减半,着丝点分裂,精子的形成过程,哺乳动物精子的形成过程图解,精子的形成过程,（一）减数第一次分裂,精原细胞,四分体,初级精母细胞,次级精母细胞,2n,2n,n,总结,次级精母细胞,精细胞,精子,n,n,着丝点分裂,精细胞,精子,（二）减数第二次分裂,（三）减数分裂基本过程,精原细胞,初级精母细胞,次级精母细胞,2n,2n,n,n,n,n,2n,特别应注意的地方： 1、有两次分裂（减数第一次和减数第二次）。 2、精原细胞时染色体复制（DNA加倍而染色体不变）； 在减数第一次分裂中出现联会、四分体、同源染色体 分离；结束时染色体减半, DNA减半。 3、减数第二次分裂类似一次有丝分裂，结束时染色体不 再减半而DNA再减半，结果染色体和DNA数目都是精 原细胞的一半。 4、形成的精细胞需经过变形才形成精子。,染色体复制,一般无(如有,染色体亦不复制),同源染色体联会形成四分体,无联会,无四分体,同源染色体成对的排列在赤道板的两侧,着丝点排列在赤道板上,同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合,着丝点不分裂,着丝点分裂, 姐妹染色单体分离,染色体数目减半,染色体数目不变,减数分裂两个阶段的比较,（三）、 卵细胞的形成过程,1 形成的场所 哺乳动物的卵巢中,精原细胞,卵原细胞,不等分,大,小,极体,消失,等分,不等分,卵细胞的形成过程,不需变形,哺乳动物卵细胞的形成过程图解,2 卵细胞的形成过程,卵细胞,极体,极体,次级卵母细胞,2n,2n,2n,n,n,（四）、卵细胞形成与精子形成的比较,（1）相同点：,1、都经过减数第一次分裂，分裂过程中均有联会、四分体、同源染色体分离等现象的出现。 2、都经过减数第二次分裂，分裂过程中均有着丝点分裂的出现。 3、染色体数都比原始生殖细胞减少一半。,（2）不同点：,染色体、DNA分子变化规律完全相同。,不变形,精细胞变形,不均等分裂,均等分裂,1个3个极体,4个,四分体,交叉与互换,次级精（卵）母细胞,精（卵）细胞（或极体）,（1）减数分裂第一次分裂过程染色体的变化,同源染色