DNA的复制.ppt

第三节 DNA的复制,学科网,复习思考：的结构 .特殊的空间结构,双螺旋结构,学科网,.基本组成单位,脱氧核苷酸,学科网,(A)腺嘌呤脱氧核苷酸,(G)鸟嘌呤脱氧核苷酸,(C)胞嘧啶脱氧核苷酸,(T)胸腺嘧啶脱氧核苷酸,学科网,连 接,在细胞分裂时期末期时，细胞会一分为二，作为主要遗传物质的会平均地分配到子细胞中。 在此之前，会经过复制，才能保持细胞的亲代与子代之间保持了遗传形状的稳定性。,是怎样复制的？,学科网,一、科学家对DNA分子的推测,沃森和克里克发表了DNA双螺旋模型之后不久，于同年又紧接着发表了DNA自我复制的假说：DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。 由于新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式被称做半保留复制。,二、DNA半保留复制的实验证据,要分析DNA的复制究竟是半保留复制的还是全保留的，就需要区分亲代与子代的DNA。,1958年,科学家,运用同位素示踪技术，以大肠杆菌为实验材料,设计了一个巧妙的实验。,学科网,同位素示踪法,科学家推测： 如果DNA是以半保留的方式复制的，那么离心后应该出现三条DNA带：重带(最靠近试管底部)、杂交带(位置居中)、轻带(试管上部)。,学科网,三、DNA分子复制的过程,看书思考： 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,学科网,1、DNA的复制的定义、时间、场所、条件,定义：,以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程,时间：,有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期,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,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,2、DNA复制的过程,大致分为三个过程： 解旋 合成子链 形成新的分子,学科网,（1）、解旋,双螺旋结构在解旋酶的作用下解旋成个单链片段。,双螺旋结构,个单链片段,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。,学科网,（2）、合成新链,以解开的每一条片段（母链）为模板，遵循碱基互补配对原则，与提供原料的种核苷酸各自互补配对，并在聚合酶的作用下连接成一段子链。,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,（3）、形成新的分子,子链不断延伸并于对应母链盘绕成双螺旋结构，形成各含一条母链和一条子链的个分子。,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,4、总结：,是一个 的过程,边解旋边复制,由于新合成的DNA分子中，都保留了原DNA的一条链，因此叫,半保留复制,碱基互补配对原则,1、DNA复制的特点,2、DNA复制遵循的原则,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,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。,5、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,6、DNA复制过程中的等量关系,一个DNA复制n次后，得到（ ） 个子代DNA,（1）、一个DNA分子连续复制4次，可得到几个子代DNA？其中有几个DNA分子含有原来的DNA链？,16个,2个,2n,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。,15N链,14N链,重氮环境15N,轻氮环境14N,轻氮环境14N,复制一次,复制两次,复制三次,结论：不论复制多少代含有母链的只有两条,（2）、一个DNA分子中有碱基A20个，占全部碱基的20%，若DNA连续复制2次，需要碱基C：,A.20个 B.30个 C.90个 D.120个,答案:C,每个DNA分子中含C= 。,复制2次增加了 个DNA分子,（20/20%-20*2）/2,3,共增加C碱基数为 。,3*30=90,（3）、一个由15N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 总数的：,A、1/10 B、1/5 C、1/16 D、1/25,答案：C,2个,25个,四、本节内容小结 概念： 时间：DNA 过程： 条件： 意义：,1DNA2DNA,有丝分裂间期 减数分裂第一次分裂间期,1.解旋 2.合成子链 3.形成新的DNA,模板、原料、能量和多种酶,传递遗传信息,五、碱基互补配对原则的有关计算规律,1、在双链DNA分子中，A=T，G=C；A+G=T+C,（嘌呤数等于嘧啶数）,2、在双链DNA分子中，两条单链的非互补配对碱基和的比值互为倒数,3、在双链DNA分子中，互补配对碱基和的比值在双链DNA分子及每条单链中都是相等的,4、某碱基占双链的比例是该碱基在每条单链比例和的一半,二、DNA复制过程中的数量关系,1、一个双链DNA分子，复制n次，得到子代DNA 个形成的子代DNA分子中含亲代DNA母链的有 个DNA分子，占子代DNA总数的 ，亲代DNA分子母链两条，占子代DNA中脱氧核苷酸链总数的 。,2、设一个DNA分子中有T为m个，则该DNA连续复制n次后，形成子代DNA分子需游离的T为,（2n-1） m,2/2n,1/2n,2n,2,3、设一个DNA分子中有T为m个，则该DNA第n次复制时，形成的子代DNA分子需游离的T为,（2n-1） m,C,1、一个DNA分子自我复制后形成两个DNA分子，这两个新的DNA分子（ ） A.分别由两条母链和两条子链形成 B.两条母链和两条子链随机结合而成 C.分别由一条子链及一条母链结合而成 D.一条子链与另一条子链的母链结合,五、练习,2、下列关于DNA复制过程中，正确顺序是 互补碱基对问氢键断裂 互补碱基对之间形成氢键 DNA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 子链与母链盘旋成双螺旋结构 A B C D,C,3、