DNA-复制和合成(DNA复制模型)

1、2004.9-2009.7: 士研究生（硕博连读硕博连读），。2000.9-2004.7: （基地班）（基地班）。 获奖情况：获奖情况： 2000 2001 2002 2003 2004 2006 2007 20042004年参加了教育实习年参加了教育实习- -吉大附中，成绩优秀吉大附中，成绩优秀。1. 1. 实验组组长，负责指导组员的实验及其实验问题解决实验组组长，负责指导组员的实验及其实验问题解决; ;2. 2. 负责入实验室新生（硕士）的实验技术指导工作（为期负责入实验室新生（硕士）的实验技术指导工作（为期2 2年），迄今已指年），迄今已指导导6 6名硕士生和多名本科生的实验名硕士生和多

2、名本科生的实验; ; 3. 3. 负责实验室重要仪器管理，学术活动招集和本科生及硕士研究生毕业论文负责实验室重要仪器管理，学术活动招集和本科生及硕士研究生毕业论文的指导的指导; ;4. 4. 帮助老师进行有关课题申请及论文的撰写工作；帮助老师进行有关课题申请及论文的撰写工作； 5. 5. 与吉林省农科院的林秀云老师合作申请了与吉林省农科院的林秀云老师合作申请了20092009年的国家自然科学基金项目年的国家自然科学基金项目-“-“水稻回交导入系耐盐碱超亲性状的表观遗传学基础水稻回交导入系耐盐碱超亲性状的表观遗传学基础”，为第一主要参，为第一主要参加人，负责了整个课题申请的撰写和申报工作。加人，

3、负责了整个课题申请的撰写和申报工作。Ou XF*（欧秀芳（欧秀芳), Long LK*, Zhang YH, Xue YQ, Liu JC, Lin XY, Liu B. Spaceflight induces both transit and heritable alterations in DNA methylation and gene expression in rice (Oryza sativa L.). Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis. 2009,662:44-53. (I

4、F 4.111)2. Shan XH*, Ou XF* (欧秀芳欧秀芳), Liu ZL, Dong YZ, Lin XY, Liu B. Transpositional activation of mPing in an asymmetric nuclear somatic cell hybrid of rice and Zizania latifolia was accompanied by massive element loss. Theoretical and Applied Genetics. (IF 3.137) (Accepted)3. Dong ZY, Wang YM, Zh

5、ang ZJ, Shen Y, Lin XY, Ou XF (欧秀芳欧秀芳), Han FP, Liu B. Extent and pattern of DNA methylation alteration in rice lines derived from introgressive hybridization of rice and Zizania latifolia Griseb. Theoretical and Applied Genetics . 2006, 113(2):196-205. (IF 3.137)Xiufang Ou (欧秀芳欧秀芳), Likun Long, Xiu

6、yun Lin, Bao Liu. Spaceflight induced genetic and epigenetic mutations are independent events occurred in their respective mutation bias sites of rice genome. Submitted to Advance in Space Research. (IF 0.774) (in review)2. Long LK*, Ou XF* (欧秀芳欧秀芳), Lin XY, Sheng LX , Liu B. The spaceflight environ

7、ment has induced transpositional activation of multiple endogenous transposable elements in a genotype-dependent manner in rice (Oryza sativa L.). Submitted to Journal of Plant Physiology. (IF 2.239) (in review)3. Xiufang Ou (欧秀芳欧秀芳), Yunhong Zhang, Yiqun Xue, Hongli He, xiaohui shan, Chunming Xu, Q

8、i zang, Tingting Zhuang, Xiuyun Lin, and Bao Liu. Heavy metal stress induced inheritable alterations of Epigenetic which may contribute to plant enhanced resistance to heavy metal damage in rice. (in preparation) Chapter 11 DNA-Replication and Synthesis1. The Meselsen-Stahl Experiment2. Semiconserva

9、tive Replication in Eukaryotes3. Origins, Forks, and Unites of Replication讲课人：欧秀芳讲课人：欧秀芳2009. 4. 27r 教学指导思想：教学指导思想：本节课突出对学生科学素质的培养，精心设计课堂教学，本节课突出对学生科学素质的培养，精心设计课堂教学，将科学研究的过程（发现问题将科学研究的过程（发现问题提出假设提出假设演绎推理演绎推理实验验证实验验证得出结论）作为本节课的教学主线，以求向学生介绍科学研究的一般过得出结论）作为本节课的教学主线，以求向学生介绍科学研究的一般过程和方法，并让学生亲身参与探究过程，从而培养学

10、生科学工作的能力和程和方法，并让学生亲身参与探究过程，从而培养学生科学工作的能力和方法。方法。r 教材的作用：教材的作用：在联系在联系DNA结构的基础上，进一步阐明结构的基础上，进一步阐明DNA通过复制传递通过复制传递遗传信息的功能。学好这一课时，有利于学生对有丝分裂、减数分裂、遗遗传信息的功能。学好这一课时，有利于学生对有丝分裂、减数分裂、遗传规律等知识的理解和巩固，对于学生深刻认识遗传的本质是非常重要的。传规律等知识的理解和巩固，对于学生深刻认识遗传的本质是非常重要的。“DNA的复制的复制”又是后面变异部分的基础，学好这一课时，有利于学生对又是后面变异部分的基础，学好这一课时，有利于学生对

11、基因突变、基因重组、生物进化等内容的理解和掌握。基因突变、基因重组、生物进化等内容的理解和掌握。 r 教学的重点教学的重点：DNA的的复制方式的发现复制方式的发现 ，对学生学会科学的探究，科学，对学生学会科学的探究，科学的思考有很大的帮助，有助于学生分析问题，解决问题能力的提高，所以的思考有很大的帮助，有助于学生分析问题，解决问题能力的提高，所以把它作为探究的重点。把它作为探究的重点。课程设计课程设计图图2DNA chemical Structure图图1具有极性具有极性（polarity)DNA特有的特有的 The Watson-Crick Model-DNA double helix图图3

12、图图4(A+T):(G+C)的比例具有物种特异性；外侧稳定，内侧多变，物种具有特异性，遗传信息储存在内侧的碱基顺序上。右手螺旋Watson-Crick模型（大多数DNA分子）DNA分子结构的三个主要的特点：分子结构的三个主要的特点：稳定性稳定性- -外侧脱氧核糖和磷酸交替排列的顺序是稳定的；外侧脱氧核糖和磷酸交替排列的顺序是稳定的；多样性多样性- -内侧碱基对的排列顺序是千变万化的；内侧碱基对的排列顺序是千变万化的；特异性特异性- -特定的特定的DNA分子有特定的碱基排列顺序。分子有特定的碱基排列顺序。 The Mode of DNA Replication以亲代以亲代DNA分子的双链为模板，

13、以分子的双链为模板，以dNTP为底物，按照为底物，按照碱基互补配对原则碱基互补配对原则，合成出与亲，合成出与亲代代DNA分子相同的两个双链分子相同的两个双链DNA分子的过程。分子的过程。复制复制亲代亲代DNA子代子代DNA全保留复制全保留复制半保留复制半保留复制弥散复制弥散复制There possible modes of DNA replicationWatson and Cricks “synthesis” 在在DNA复制过程中，亲代复制过程中，亲代DNA分子的两分子的两条链首先解螺旋和分离，分别作为模板，按条链首先解螺旋和分离，分别作为模板，按碱基配对原则合成两条与模板链互补的新链，碱基

14、配对原则合成两条与模板链互补的新链，以组成新的与亲代以组成新的与亲代DNA完全相同的两个子代完全相同的两个子代DNA分子双链，双链中一条链来自亲本分子双链，双链中一条链来自亲本(old)，另一条链则是新合成的另一条链则是新合成的(new)，这就是，这就是(semiconservative replication)。半保留复制半保留复制DNA semiconservative replication诺贝尔医学奖诺贝尔医学奖DNA double helix (1 1)DNA分子分子肉眼看不到的如何才能分辨肉眼看不到的如何才能分辨DNA？ 重带重带(密度大于溶剂）密度大于溶剂）轻带（密度小于溶剂）轻

15、带（密度小于溶剂）中带中带-Meselson Stahl(2) 如何区分如何区分DNA分子的重带，中带和轻带？用密度梯度离心分子的重带，中带和轻带？用密度梯度离心后重带、中带、轻带表示的后重带、中带、轻带表示的DNA分子的双链构成是怎样的？分子的双链构成是怎样的？重同位素重同位素-15N 轻同位素轻同位素-14N重带：重带： 15N/15N中带：中带：14N/15N轻带：轻带：14N/14N 同位素示踪法同位素示踪法预期的半保留复制的实验结果预期的半保留复制的实验结果排除了全保留复制模型排除了分散复制模型变性前变性前中带中带(14N/15N)一代一代DNA前后变性超速离心前后变性超速离心变性后

16、变性后轻带轻带(14N)重带重带(15N) 1957年，Taylar Experiment-（蚕豆的根尖）（蚕豆的根尖） 观察方法：观察方法：放射性自显影放射性自显影乳胶“感光”图像中的黑点黑点代表细胞中新合成的新合成的DNA分子分子。3H标记T(胸腺嘧啶)放射性标记：放射性标记：Taylar 观察单位：观察单位：含有含有DNA的染色体的染色体。小麦核仁小麦核仁DNA秋水仙素秋水仙素- 2H培养基培养基Meselson-Stahl and Taylor Experiments led to the general acceptance of the semiconservative mode

17、of replication. 三、姐妹染色单体差别染色方法姐妹染色单体差别染色方法 （sister- chromatid differential staining）四、Cairns复制模型复制模型型复制型复制 按半保留复制方式，子代按半保留复制方式，子代DNA与亲代与亲代DNA的碱基序列一致，即子代保留了亲代的全部遗的碱基序列一致，即子代保留了亲代的全部遗传信息，体现了传信息，体现了遗传的保守性与稳定性遗传的保守性与稳定性。-Where along the chromosome is DNA replication initiated?-Is there only a single ori

18、gin, or does DNA synthesis begin at more than one point?-Is a point of origin random or is it located at a specific region along the chromosome?-Once replication begins, dose it proceed in a single direction or in both directions away from the origin? In other words, is replication unidirectional or

19、 bidirectional? 1. 复制的起点复制的起点 (origin, ori或或 o) 复制开始处: DNA分子的特定位置。复制叉复制叉起始点起始点起始点起始点起始点起始点复制叉复制叉复制叉复制叉未复制未复制DNA单向复制单向复制双向复制双向复制2. 复制叉复制叉 (Replication fork)在DNA复制过程中，DNA的两条链在起始位点解螺旋成双链状态，分别作为模板，各自合成其互补链而形成叉子样的结构称为复制叉复制叉。3. 复制子复制子 (Replicon) 受同一个复制起始位点一个复制起始位点控制的一个能独立进行复制的单位称为复制子复制子，是复制的功能单位(Unites of Replication )。原核细胞原核细胞DNA的复制的复制(1)(1)只有只有一个复制起始点一个复制起始点- -oriCoriC 即即-整个染色体是一个复制子整个染色体是一个复制子 (2) 复制是双向的复制是双向的 (bidirectional)。实验证据实验证据：同位素标记和同位素标记和电镜观察法电镜观察法- -E. coli存在存在单单方向方向(原核原核)原核生物原核生物DNADNA复制时，从