3.3 DNA的复制

第三节DNA的复制,DNA的复制,概念：,是指以亲代DNA分子为模板来合成子代DNA的过程。,DNA复制发生在什么时期？,有丝分裂间期减数第一次分裂间期,问题：DNA复制的场所在哪里？,细胞核、线粒体、叶绿体,一.对DNA分子复制的推测,沃森和克里克的推测(假说),复制时,DNA的双螺旋解开.互补的碱基间氢键断裂分开的两条链作为模板,以碱基互补配对的原则合成新的一条链这种复制方式称为半保留复制。,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。,二.DNA半保留复制的实验证据,15N/15NDNA重链DNA,14N/14NDNA轻链DNA,15N/14NDNA中链DNA,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)。,实验的结果预期的结果一致,说明克里克等所做的假设正确,结论：复制方式是半保留复制,1958年Meselson-Stahl的实验,三.复制的过程,1.复制的条件,1956年(美)康贝尔,4种脱氧核苷酸、Mg2+,DNA聚合酶,DNA分子片段,ATP,DNA人工合成系统,复制时需要模板DNA两条链原料4种游离的脱氧核苷酸能量ATP酶解旋酶和DNA聚合酶等,2.复制的时间,有丝分裂的间期减数第一次分裂前的间期,3.复制的场所,4.复制的特点:,5.复制的方式:,主要在细胞核内,边解旋边复制,半保留复制,6.DNA分子准确的保证,独特的双螺旋结构提供精确模板碱基互补配对保证准确复制,三、DNA复制的过程解旋：在解旋酶的作用下，双链螺旋的DNA打开氢键，解开成为两条单链，每条单链均作为模板合成新的DNA。,合成：以二条母链为模板，四种脱氧核苷酸为原料，按碱基互补配对原则合成为二条新的子链。,复旋：一条母链和一条子链螺旋成为一个新的DNA分子。,DNA分子复制的意义DNA分子的半保留复制，使子代DNA与亲代DNA具有完全相同的脱氧核苷酸排列顺序，遗传信息稳定地从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。,DNA分子的半保留复制，并不意味着复制时毫无差错，否则，自然界便没有了变异，生物界就不会向前发展。,与DNA复制有关的碱基计算,一个含15N的DNA放到含14N的培养基中培养，连续复制n次后，第n代,2n,含15N母链数=,含14N子链数=,2,连续第n次复制,2n,21,22,含15N的DNA=,2,含14N的DNA=,2n,DNA分子数=,脱氧核苷酸链数=,一个DNA分子有100个碱基对，其中有40个腺嘌呤，连续复制3次后，共需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸多少个？,DNA复制3次后DNA数=23=8,解析：先求出亲代DNA中C=？每一个新DNA含胞嘧啶（C）数等于亲代DNA胞嘧啶（C）数，再求出DNA复制3次后DNA数；最后求出DNA连续复制3次后需要胞嘧啶脱氧核苷酸数。,解：,所以C=60，每一个新DNA含胞嘧啶数等于亲代DNA胞嘧啶数=60,DNA连续复制3次后需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸,=420,练习,有15N标记细菌中的DNA，然后又将普遍的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、7：1B、2：1C、1：1D、3：1,A,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