第3节-DNA的复制.ppt

温故知新：DNA的基本组成单位是，根据的不同可分为种。2.DNA双螺旋结构的特点有哪些？碱基之间遵循什么原则？,脱氧核苷酸,4,两条链反向平行双螺旋脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架碱基通过氢键形成碱基对，排列在内侧，遵循碱基互补配对原则,碱基,第3节DNA的复制,提示:先制造模型,并按模具制作会徽;使用电子控床的刻板等等!,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的遗传形状的稳定性。,是怎样复制的？,复习：的结构,双螺旋结构,.DNA的基本组成单位？,脱氧核苷酸,.DNA特殊的空间结构？,A,C,T,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,G,脱氧核苷酸的种类,连接,思考：何谓DNA的复制？,所谓DNA的复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，1DNA2DNA,思考：新产生的DNA分子是一个全新的DNA分子吗？是否像洗相片一样，有一张底片就可以洗出许多相片来呢？,最早提出的DNA复制模型有三种；,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；,一、对DNA复制的推测,2、半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；,3、分散复制（弥散复制）：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的；,全保留复制,半保留复制,弥散复制,（一）提出问题：DNA复制方式是怎样的？,一：对DNA复制方式的探究,假说-演绎法,沃森和克里克假设，DNA复制是一种半保留复制，每个子代DNA均由1条母链和1条子链组成。,（二）作出假设：,预测1:如果DNA是半保留复制，复制后得到的子一代DNA和子二代DNA的组成是怎样的?,（三）演绎推理：,问题1:如果要在实验中直观地区别、“标识”母链或子链,可以采取什么办法？,可以利用同位素(具放射性)标记的方法,15N/14N-DNA(全部),15N/14N-DNA(1/2),14N/14N-DNA(1/2),15N/15N-DNA(全部),预测2:如果亲代DNA是15N的，放在14N的环境中进行培养，则亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？,问题2:要验证上述预测,就要分别观察亲代和子代的情况,但实验中,复制后的DNA分子混合在一起的，不易分离。怎么解决这个问题？,密度梯度离心技术(15N质量大于14N),预测3:如果对亲代、子一代、子二代的DNA都分别进行离心，结果会怎样分布？,含14NH4Cl的培养液,含15NH4Cl的培养液,（培养大肠杆菌）,全部DNA在中部,密度居中,密度最大,全部DNA在底部,上,中,（四）验证推理,下,中,实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。,提出假说,演绎推理,验证假说,（1）DNA的复制是半保留复制,（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,小结,二、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,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（配对、聚合）形成子代DNA,（1）、解旋,在DNA解旋酶的作用下，双链螺旋的DNA打开氢键，解开成为2条单链，每条单链均作为模板合成新的DNA。,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，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。,（2）、合成新链,以解开的二条母链为模板，四种脱氧核苷酸为原料，按碱基互补配对原则，在聚合酶的作用下合成为两条新的子链。,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,4种游离的脱氧核苷酸,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,C,T,A,G,T,C,G,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:,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,正在复制,边解旋边复制,（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,新合成的另一条链,DNA复制过程:,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）,以母链为模板进行碱基配对,母链（旧链）子链（新链）,形成两个子代DNA:,同时进行(边解旋边复制）,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,边解旋复制,半保留复制,多起点复制,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,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,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。,三：DNA复制中的有关计算,)DNA个数:,2n（n=复制次数）,2）含母链的DNA数量及比例,22,22n2,3）含母链的脱氧核苷酸链数占总链数比,4）复制n次消耗原料的量：,a（）,5）复制第n次消耗原料的量：,a,思维拓展,例题1：一个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,例题2：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.3200C.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,1、概念：2、场所：3、时期：4、条件5、复制过程：6、复制特点7、准确复制原因8、复制的生物学意义：,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,游离的脱氧核苷酸（A、G、C、T）,ATP,DNA解旋酶、DNA聚合酶等,DNA双链提供精确的模板,（1）边解旋边复制,（2）半保留复制,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,四、DNA分子复制的过程,指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程,保持了遗传信息的连续性,、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。,0:1:1,1.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：,练习,、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,2.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,3、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4、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,5、以DNA的一条链“ATC”为模板，经复制后的子链是（）“TAG”“UAG”C.“TAC”D.“TUG”,A,6、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