DNA的复制(动画)

DNA的复制,生物亲子代之间是通过传递遗传信息的，那么亲代的遗传物质如何“多出一份”来传递给子代？,问题探讨,遗传物质,何谓DNA分子的复制？,以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子过程称为DNA分子的复制,那么DNA是如何复制？,最早提出的DNA分子复制模型有三种:,一、对DNA分子复制的推测,1.全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；,2.半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；,3.弥散型复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的,探究一：DNA分子复制的方式,全保留复制,半保留复制,弥散复制,假说-演绎法,【作出假设】,假设2：若子代DNA两条链_，为全保留复制,假设1：若子代DNA两条链_，为半保留复制,都是母链或都是子链,一条母链一条子链,2、如何区分母链和子链,同位素标记法：,密度梯度离心,3、复制后的DNA分子混合在一起的，不易分离，如何将不同标记的DNA分开呢？,6,提取DNA，进行密度梯度离心,15N，14N来区分子链和母链,15N/14N（一条链为14N，一条15N的DNA分子）,15N/15N（双链均为15N的DNA分子）,14N/14N（双链均为14N的DNA分子）,的DNA分子位于最上层的DNA分子位于最下层的DNA分子位于中间,14N/14N、15N/14N、15N/15N这三种分子的，密度大小为14N/14N15N/14N15N/15N,则其密度梯度离心的结果是：,14N/14N,15N/14N,15N/15N,用15N标记亲代DNA是的，放在14N的环境中进行培养，1、DNA是半保留复制，则亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？组成是怎样的?离心后的分布？2、DNA是全保留复制，则亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？组成是怎样的?离心后的分布？,【演绎推理】,15N/15N-重型DNA(全部),15N/14N-中型DNA(全部),15N/14N-中型DNA(1/2),14N/14N-轻型DNA(1/2),半保留复制,15N/15N-重型DNA(全部),15N/15N-重型DNA(1/2),15N/15N-重型DNA(1/4),14N/14N-轻型DNA(3/4),全保留复制,子一代,子二代,亲代,14N/14N-轻型DNA(1/2),DNA为半保留复制,15,15,14,15,14,15,14,15,14,14,14,15,14,14,15N/15N,15N/14N,14N/14N,15N/14N,15N,14N,密度大,密度小,亲代,14N第一代子代,14N第二代子代,继续培养,证明DNA分子复制的实验示意图,放入盛有氯化铯溶液的试管中离心处理,轻链带含14N,重链带含15N,杂合链带含14N和15N,轻链带（含14N）,杂合链带（含14N和15N）,继续培养,实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的,请画出60分钟时提取DNA的离心后的链带,【验证假设】,作出假设,演绎推理,验证假设,【小结】,（2）子代DNA可能的情况及如何设计实验验证这种现象,（3）通过实验进行验证,探究一：DNA复制的方式,实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的,第一代,第二代,第三代,第四代,无论DNA复制多少次，含有原来母链的DNA分子永远只有两条,2、半保留复制过程的DNA变化示意图,亲代DNA分子,复制1次,复制2次,复制3次,4,8,2,=21,=22,=23,【分析】,15N,14N,无论DNA复制多少次，含有原来母链的DNA分子永远只有两条,(1)子代DNA分子数为2n个。,含有亲代链的DNA分子数为2个。,不含亲代链的DNA分子数为(2n-2)个。,(2)子代脱氧核苷酸链数为2n+1条。,亲代脱氧核苷酸链数为2条。,新合成的脱氧核苷酸链数为(2n+1-2)条。,(3)消耗的脱氧核苷酸数。,亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m(2n-1)个。,第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m2n-1个。,DNA复制n次的有关计算规律,变通1：亲代母链与子代DNA链数之比为：变通2：含亲代母链的DNA分子数与子代DNA分子数之比为：,1/2n,2/2n,变通3：碱基总数失去H2O数2,例如：一个DNA分子片段，经水分解消耗88个水分子，得到多少个脱氧核苷酸？,90,科恩伯格(美),4种脱氧核苷酸,DNA人工合成系统,探究二：DNA复制的条件,实验一：将大肠杆菌中提取出的DNA聚合酶加到具有足量的四种脱氧核苷酸的试管中。培养在适宜温度的条件下，一段时间后，测定其中的DNA含量。,酶,实验二：在上述试管中加入少量DNA片段和ATP，培养在适宜的温度条件下，一段时间后，测定其中的DNA含量。,DNA片段,ATP,没有DNA合成,DNA含量增加,4种脱氧核苷酸,探究二：DNA复制的条件,原料能量催化剂模板,4种脱氧核苷酸,ATP,酶,DNA分子,酶,DNA片段,ATP,4种脱氧核苷酸,探究二：DNA复制的条件,？,阅读课本P72图4-11，思考：DNA分子的复制过程主要包括哪些步骤？,三、复制的过程,解旋酶催化（氢键断裂）,解旋：,模板,（在DNA聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行）,合成子链（复制和延伸）：以母链为模板进行碱基配对,母链（旧链）子链（新链）,重新螺旋，形成两个子代DNA:,同时进行(边解旋边复制）,DNA的复制过程,讨论：二条母链的碱基顺序是否相同？二条子链的碱基顺序是否相同？新合成的二个DNA碱基顺序是否相同？,DNA分子复制的过程,互补,互补,相同,DNA分子是在什么时间进行复制的？,在减数第一次分裂前的间期进行复制,有丝分裂在间期进行复制,新复制两个子代DNA分子是在什么时间分离的？,在减数第二次分裂的后期,有丝分裂在后期,1.概念：2.场所：3.时期：4.条件5.复制过程：6.准确复制原因,有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期,模板：,原料：,能量：,酶：,DNA的两条母链,游离的4种脱氧核苷酸（A、G、C、T）,ATP,DNA解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等,DNA双链提供精确的模板,细胞核（主要）、线粒体、叶绿体,解旋合成互补子链形成子代DNA,碱基互补配对原则,DNA的复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程,三、DNA分子复制的过程,边解旋复制,半保留复制,多起点复制,7、DNA复制的特点：,8.DNA分子的复制实质(意义)？,DNA通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保证了物种的相对稳定性，保持了遗传信息的连续性，使得种族得以延续。,聚焦：DNA复制中的变异,碱基互补配对差错导致基因突变,/1、图中一、二、三表示DNA复制的过程一表示_，这一过程中，DNA分子在的作用下，两条扭成螺旋的长链开始_。二表示。每条母链在一些_的作用下，链上的碱基按照_与周围环境中游离的_来配对.三表示_。,解旋,解旋酶,以母链为模板进行碱基配对,解开,DNA聚合酶,碱基互补配对原则,脱氧核苷酸,形成两个新的DNA分子,2、在DNA分子中，由于组成脱氧核苷酸的碱基有4种（A、G、C、T），因此，构成DNA分子的脱氧核苷酸也有4种，它们的名称是：、。,腺嘌呤脱氧核苷酸,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胞嘧啶脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,3、从DNA分子的复制过程可以看出，DNA分子复制需要、和_等条件。DNA分子的结构能够为复制提供精确的模板，通过保证了复制能够正确地进行。,模板,原料,能量,酶,双螺旋,碱基互补配对,4、将单个的脱氧核苷酸连接成DNA分子的主要的酶是（）A、DNA连接酶B、DNA酶C、DNA解旋酶D、DNA聚合酶5、1条染色单体含有1个双链的DNA分子，那么，四分体时期中的1条染色体含有（）A、4个双链的DNA分子B、2个双链的DNA分子C、2个单链的DNA分子D、1个双链的DNA分子,D,B,6、以DNA的一条链“ATC”为模板，经复制后的子链是（）A.“TAG”B.“UAG”C.“TAC”D.“TUG”,A,7、一个DNA分子经过3次复制后，保留有原来母链的子代DNA分子占全部子代DNA分子的比例为（）;原来的母链占全部脱氧核苷酸链的比例为()。A.1/2B.1/4C.1/8D.1/16,B,C,2/23=1/4,2/（232）=1/8,8、已知某DNA分子中含腺嘌呤(A)200个，占全部DNA碱基总数的20%，该DNA连续复制4次，环境中消耗游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸（C）的数目为()A.1600个B.3200个C.4500个D.4800个,【解析】(1)求出该DNA分子中共含有多少个脱氧核糖核苷酸：200/20%=1000(个)(2)求出该DNA分子中含有多少个胞嘧啶脱氧核糖核苷酸：1000-(2002)/2=300(个)(3)求出复制4次需多少个胞嘧啶脱氧核苷酸：（241）300=4500(个),C,、G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的：G0、G1、G2。,A,B,D,、G2代在、三条带中DNA数的比例是。,0:1:1,9、以含有31P标志的大肠杆菌放入32P的培养液中，培养2代。离心结果如右：,能力提升,、上述实验结果证明了DNA的复制方式是。,31P,31P和32P,、图中两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是：，。,半保留复制,10.1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11.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,12.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13.以DNA的一条链“ATC”为模板，经复制后的子链是（）A.“TAG”B.“UAG”C.“TAC”D.“TUG”,14.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，它们中含14N链的DNA与15N链的DNA比例是（）A、4：1B、2：1C、1：1D、3：1,A,15.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：,（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14