第3章第3节：DNA的复制

1、 第三章基因的本质第三章基因的本质第第3节节DNA的复制的复制复习：复习：1.DNA分子具有特殊的空间结分子具有特殊的空间结构，也就是具有规则的构，也就是具有规则的（ ）结构。）结构。2. 碱基互补配对原则：碱基互补配对原则：A与与（ ）；）；G与（与（ ）两条链上的碱基通过两条链上的碱基通过（ ）连接。）连接。双螺旋双螺旋TC氢键氢键 北京奥运会会徽中国印北京奥运会会徽中国印 “舞动的北京舞动的北京”怎样将这枚会徽复制成怎样将这枚会徽复制成两个完全一样的印章？两个完全一样的印章？ 何谓复制？何谓复制？ 所谓所谓DNA的复制就是指以亲代的复制就是指以亲代DNA为模为模板合成子代板合成子代DNA

2、的过程，的过程，1DNA2DNA新产生的新产生的DNA分子是一个全新分子是一个全新的的DNA分子吗？分子吗？DNA复制可能的三种方式复制可能的三种方式一、对一、对DNA分子复制的推测分子复制的推测 沃森和克里克提出了沃森和克里克提出了DNA自我复制的假自我复制的假说：说：DNA分子复制时，分子复制时，DNA分子的双螺分子的双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂，旋解开，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，的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模版的单链通过形成氢键，结合到作为模版的单链

3、上。由于新合成的每个上。由于新合成的每个DNA分子中，都分子中，都保留了原来保留了原来DNA分子中的一条链，因此分子中的一条链，因此这种复制方式这种复制方式为半保留复制为半保留复制二、二、DNA半保留复制的实验证据（选学）半保留复制的实验证据（选学）自学思考以下问题自学思考以下问题 1、大肠杆菌首先放在什么培养基中培养、大肠杆菌首先放在什么培养基中培养的？的？ 2、然后转移到什么培养基中培养的？、然后转移到什么培养基中培养的？ 3、如果是半保留复制的，离心后应该出、如果是半保留复制的，离心后应该出现几条带？现几条带？ 4、三条带离心后在试管中的分布如何？、三条带离心后在试管中的分布如何？ 5、

4、实验结论是什么？、实验结论是什么？规律规律1：亲代：亲代DNA分子经分子经 n 次复制后，次复制后，所合成的所合成的DNA分子中，分子中，DNA分子数，分子数，含亲代母链的含亲代母链的DNA分子数，不含亲代母分子数，不含亲代母链的链的DNA分子数依次为：分子数依次为：2n，2，2n-2，变通变通：亲代母链与子代亲代母链与子代DNA链数之比为：链数之比为：含亲代母链的含亲代母链的DNA分子数与子代分子数与子代DNA分子数分子数之比为：之比为：2/（2n22）2/ 2n 体细胞有丝分裂的体细胞有丝分裂的间期间期、有性生殖细胞减、有性生殖细胞减数分裂第一次分裂的数分裂第一次分裂的间期间期。解旋酶解旋

5、酶催化（氢键断裂）催化（氢键断裂）解解旋：旋：模板模板 （在在DNA聚合酶聚合酶的催化下，的催化下，利用利用游离的脱氧核苷酸进行碱基配游离的脱氧核苷酸进行碱基配对对）复制复制: 以以母链为模板母链为模板进行碱基配对进行碱基配对母母链（旧链）链（旧链）子链（新链）子链（新链）复制后的复制后的DNA（双螺旋）（双螺旋）同时进行同时进行组成组成三三.DNA.DNA分子的复制过程分子的复制过程DNADNA分子利用细胞提供的能分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，量，在解旋酶的作用下，使得使得DNADNA双链的氢键断裂，双链的氢键断裂，这样使得螺旋结构的这样使得螺旋结构的DNADNA双双链解开。链解

6、开。DNADNA分子的双分子的双链象拉链一样被拉开链象拉链一样被拉开复制过程复制过程: :复制的特点：复制的特点：1.1. DNA分子是分子是边解旋边复制边解旋边复制的；的；2.2. 半保留复制半保留复制； 复制的条件：复制的条件：1. 模板：模板： 解旋的解旋的DNA分子；分子；2. 原料：原料： 细胞中细胞中4种游离的脱氧核苷酸种游离的脱氧核苷酸3. 能量：能量：ATP 4. 酶：解旋酶、酶：解旋酶、 DNA聚合酶等聚合酶等可以进行人工模拟复制可以进行人工模拟复制3. 3. 多起点复制多起点复制4.4.半不连续复制半不连续复制半保留复制半保留复制DNADNA分子复制时，分子复制时，DNAD

7、NA分子的双螺旋将解开，互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，结合到作为模板补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。的单链上。 由于新合成的每个由于新合成的每个DNADNA分子中，都保留了原分子中，都保留了原来来DNADNA分子中的一条链，因此，这种复制方式被分子中的一条链，因此，这种复制方式被称做称做半保留复制半保留复制。DNA 半保留复制半保留复制优点优点 人类基因组共有人类基因组共有碱基碱基31.631.6亿

8、对亿对, ,经经过体内复制后只有过体内复制后只有1010-9 -9的错误率。的错误率。 资料资料 为什么可以准确复制形成两为什么可以准确复制形成两个个DNADNA分子分子? ? 能够准确复制的原因是什么？能够准确复制的原因是什么？DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板；板；碱基具有互补配对的能力，能使复制准确无误。碱基具有互补配对的能力，能使复制准确无误。边解旋复制边解旋复制半保留复制半保留复制多起点复制多起点复制 复制的意义复制的意义 通过通过DNA分子的复制，把亲代的遗传信息传分子的复制，把亲代的遗传信息传给子代，从而使得给子代，从而使得前后代保持

9、了一定的连续性前后代保持了一定的连续性。 DNADNA分子的复制小结：分子的复制小结：边解旋边复制边解旋边复制解旋酶、聚合酶等解旋酶、聚合酶等解旋解旋 合成合成 螺旋螺旋 子代子代DNA规律规律2：亲代：亲代DNA分子经分子经 n 次复制后，次复制后，所需游离的脱氧核苷酸数为：所需游离的脱氧核苷酸数为：R游离的脱氧核苷酸数游离的脱氧核苷酸数=a (2 n-1),其中其中 a 表示模表示模板的碱基数，板的碱基数，n 表示复制的次数。表示复制的次数。规律规律3：亲代：亲代DNA分子第分子第 n 次复制，所次复制，所需游离的脱氧核苷酸数为：需游离的脱氧核苷酸数为：R游离的脱氧核苷酸数游离的脱氧核苷酸

10、数=a (2 n-1),其中其中 a 表示模板表示模板的碱基数，的碱基数，n 表示复制的次数。表示复制的次数。1.一个一个DNA分子自我复制后形成两个分子自我复制后形成两个DNA分分子，这两个新的子，这两个新的DNA分子（分子（ ）A.分别由两条母链和两条子链形成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一条子链与另一条子链的母链结合C 评价反馈练习评价反馈练习2DNA分子的半保留复制方式使分子的半保留复制方式使 A分子结构具有相对稳定性分子结

11、构具有相对稳定性B能精确进行自我复制，保证亲代与子代之能精确进行自我复制，保证亲代与子代之 间的间的 连续性连续性C能够精确地指导蛋白质合成能够精确地指导蛋白质合成D产生可遗传变异的机会产生可遗传变异的机会3一个双链一个双链DNA分子为第一代，经过分子为第一代，经过3次自我次自我复制，在第四代复制，在第四代DNA分子中，共有分子中，共有 条长链条长链有有 条第一代脱氧核苷酸的长链条第一代脱氧核苷酸的长链 A2 B4 C8 D16A D B 4下列关于下列关于DNA复制过程中，正确顺复制过程中，正确顺序是序是 互补碱基对间氢键断裂互补碱基对间氢键断裂 互补碱基互补碱基对之间形成氢键对之间形成氢键 DNA分子在解旋酶分子在解旋酶作用下解旋作用下解旋 以母链为模板进行碱基以母链为模板进行碱基互补配对互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋结子链与母链盘旋成双螺旋结构构 A B C DC1.图中一、二、三表示图中一、二、三表示DNA复制的过程复制的过程一表示一表示_，这一过程中，这一过程中，DNA分子在分子在_的作用下，两条扭成螺旋的的作用下，两条扭成螺旋的长链开始长链