第三章第三节DNA的复制

1、 第三节：第三节：DNADNA的复制的复制第三章第三章 基因的本质基因的本质复习旧知识v1.DNA化学组成的基本单位是什么？v脱氧核苷酸。一分子脱氧核苷酸=一分子磷酸+一分子脱氧核糖+一分子含氮碱基v2.DNA分子的空间结构是什么样的？v两条双链盘旋成的双螺旋结构。 所谓所谓DNADNA的复制的复制就是指以就是指以亲代亲代DNADNA为为模板合成子代模板合成子代DNADNA的过程，即的过程，即1DNA2DNA 4DNA(21DNA2DNA 4DNA(2n n) ) 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？最早提出的DNA复制模型有三种；1 1、全保留复制：、

2、全保留复制：新复制出的分子直接形成，新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；完全没有旧的部分；复制一次复制一次亲代亲代DNA子代子代DNA知识点一：对知识点一：对DNA复制的推测复制的推测2 2、半保留复制：、半保留复制：形成的分子一半是新的，一形成的分子一半是新的，一半是旧的；半是旧的；复制一次复制一次 3 3、分散复制（弥散复制）：、分散复制（弥散复制）：新复制的分子中新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的；新旧都有，但分配是随机组合的；复制一次复制一次2、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？ 把复制的单链和原来的链做上标记，

3、然后观察它把复制的单链和原来的链做上标记，然后观察它在新在新DNA中出现的情况。中出现的情况。1、这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？、这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？只能用实验来证明。只能用实验来证明。沃森和克里克推测是半保留复制模型沃森和克里克推测是半保留复制模型复制一次复制一次探究探究DNADNA分子复制方式分子复制方式实验设计实验设计关键：关键： 区别亲子代区别亲子代DNADNA实验方法：实验方法：同位素示踪法同位素示踪法1515N N1414N N密度大密度大密度小密度小实验材料：实验材料：大肠杆菌大肠杆菌密度梯度离心法密度梯度离心法实验过程：实验过程：v1.

4、用15N标记的NH4Cl培养液培养大肠杆菌，获得15N/15N-DNA.v2.将大肠杆菌转移到含14N的普通培养中培养.v3.在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA.v4.将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置.实验预期实验预期v1.重带（密度最大，最靠近试管底部）：15N标记的亲代双链DNA-15N/15Nv2.杂交带（密度居中，位置也居中，也称中带）：一条链为15N，另一条链为14N标记的子代双链DNA-14N/15Nv3.轻带（密度最小，离试管底部最远）：两条链都为14N标记的子代双链DNA-14N/14N14DNA/14DNA15DNA/14DNA15DNA/15DNA轻链轻

5、链中链中链重链重链v1、大肠杆菌首先放在什么培养基中培养？v2、然后转移到什么培养基中培养的？v3、可能观察到哪些实验现象？v4、实验结论是什么？知识点二：知识点二：DNA分子半保留复制的实验证据分子半保留复制的实验证据我们采用假设方法：我们采用假设方法：1.1.假设是半保留复制假设是半保留复制2.2.假设是全保留复制假设是全保留复制3.3.假设是弥散复制假设是弥散复制小组讨论：每一种复制方式的亲代每一种复制方式的亲代、子一代、子二代离心、子一代、子二代离心后会出现几条后会出现几条DNADNA带，它带，它们分别位于离心管的什们分别位于离心管的什么位置？么位置？实验结果分析实验结果分析如果如果说

6、明说明实验结果分析实验结果分析如果如果说明说明实验结果分析实验结果分析如果如果说明说明将大肠杆菌放在将大肠杆菌放在15NH4Cl培培养液生长养液生长转移到含转移到含14NH4Cl中中分裂一次分裂一次分裂两次分裂两次15N/15N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA15N/14N-DNA提取离心提取离心提取离心提取离心提取离心提取离心15N/15N-DNA15N/15N-DNA15N/15N-DNA14N/14N-DNA15N/15N-DNA14N/14N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA分析：分析：1 1、离心处理后，为什么子一代、离心处理后，为什么子一代DN

7、ADNA只有杂和链带？只有杂和链带？2 2、子二代、子二代DNADNA出现了轻链带和杂出现了轻链带和杂和链带，说明了什么？和链带，说明了什么？DNA半保留复制半保留复制此种探究方法被称为假说演绎法假说假说演绎法演绎法v在观察和分析基础上在观察和分析基础上提出问题提出问题以后，通以后，通过推理和想象提出解释问题的过推理和想象提出解释问题的假说假说，根，根据假说进行据假说进行演绎推理演绎推理，再通过，再通过实验检验实验检验演绎推理的结论。演绎推理的结论。v如果实验结果与预期相符，就证明假说如果实验结果与预期相符，就证明假说是正确的，反之，则说明假说是错误的。是正确的，反之，则说明假说是错误的。知识

8、点三：知识点三：DNA的复制过程的复制过程1.概念：概念：是指以亲代是指以亲代DNA分子为模板合分子为模板合成子代成子代DNA的过程。的过程。在减数第一次分裂前的间期进行复制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有丝分裂在间期进行复制新复制两个子代新复制两个子代DNADNA分子是在什么时间分离的？分子是在什么时间分离的？在减数第二次分裂的后期在减数第二次分裂的后期有丝分裂在后期有丝分裂在后期AAATTTGGGGCCCATCDNA平面模式图DNA复制过程思考：1、DNA复制需要哪些基本条件？ 2、复制过程有何主要特点？ 3、复制形成的子代DNA和亲代DNA 有何关系？AAATTT

9、GGGGCCCATCAGCTCGT游离的游离的脱氧核苷酸脱氧核苷酸与复制与复制有关的酶有关的酶注意，此处注意，此处氢键将被打开！氢键将被打开！AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT在酶的催化下在酶的催化下氢键已被打开氢键已被打开DNA分子利用细胞提供的，在的作用下，把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程叫解旋解旋。AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT亲代亲代DNA的的一条链作为模板一条链作为模板AAATTTGGGGCCCATCCTAGTCG还未解旋刚解旋所以所以DNADNA复制特点之一是复制特点之一是: :通过碱基互补通过碱基互补配对脱氧核苷酸配对脱氧核苷酸结合到母链上结合到母链

10、上正在复制边解旋边复制边解旋边复制AAATTTGGGGCCCATCAAATTTGGGGCCCATC一条子代DNA另一条子代DNA形成两条完全相同的子代DNA有人认为有人认为DNADNA复制就复印材料一样，复制就复印材料一样，一张材料复印一次也可以得到两张相同的材料。一张材料复印一次也可以得到两张相同的材料。这种说法对不对，为什么？这种说法对不对，为什么？1DNA2DNA单链（母）单链（母）（母十子）（母十子）（母十子）（母十子） 子子 DNA 子子DNA2DNA 与复印材料不同，因为与复印材料不同，因为DNADNA分子的复制结果并没有分子的复制结果并没有形成一个完整的新的形成一个完整的新的DN

11、ADNA分子，而是形成了一半新、一分子，而是形成了一半新、一半旧的两个半旧的两个DNADNA分子，并且原来的旧的分子，并且原来的旧的DNADNA也不存在。也不存在。DNADNA分子复制的过程及其特点分子复制的过程及其特点1. 1.场所：场所：2.2.时间：时间：3.3.条件条件DNA分子复制的过程及其特点分子复制的过程及其特点4.特点: (1)(1)边解旋边复制边解旋边复制 (2)(2)半保留复制半保留复制加快复制速度，减少加快复制速度，减少DNADNA突变可能突变可能保证了复制的准确进行保证了复制的准确进行5.“准确”复制的原理：（1 1）DNADNA分子独特的双螺旋结构，为复制分子独特的双

12、螺旋结构，为复制提供了精确的模板；提供了精确的模板；（2 2）碱基互补配对原则，保证了复制能够）碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行。准确地进行。6.意义： 将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。信息的连续性。1、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2、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”

13、BA小试牛刀思维拓展思维拓展) )复制复制n n次后次后DNADNA个数个数: :2n（n=复制次数）复制次数）2 2）含母链的）含母链的DNADNA数量及比例数量及比例22)DNA)DNA个数个数: :2n（n=复制次数）复制次数）2 2）含母链的）含母链的DNADNA数量及比例数量及比例22 22n23 3）含母链的脱氧核苷酸链数）含母链的脱氧核苷酸链数占总链数比占总链数比4 4）复制）复制n n次次消耗原料的量：消耗原料的量： a（）5 5）复制）复制第第n n次次消耗原料的量：消耗原料的量：a思维拓展思维拓展、G0、G1、G2三代三代DNADNA离心后的试管分别是离心后的试管分别是图中

14、的：图中的：G0 、G1 、G2 。 ABD、G2代在代在、三条带中三条带中DNADNA数数的比例是的比例是 。0:1:1 以含有以含有31P标志的大肠杆标志的大肠杆菌放入菌放入32P的培养液中，培养的培养液中，培养2代。离心结果如右：代。离心结果如右：能力提升、上述实验结果证明了、上述实验结果证明了DNADNA的复制方式的复制方式是是 。31P31P 和和32P、图中、图中 两条带中两条带中DNADNA分子所含的同位素分子所含的同位素磷分别是：磷分别是： ， 。半保留复制半保留复制时间：时间： 有丝分裂分裂间期、减数第一次分裂前的间期有丝分裂分裂间期、减数第一次分裂前的间期过程：过程：解旋解

15、旋合成子链合成子链模板：模板： 亲代亲代DNADNA提供提供原料：原料：原则：原则：条件：条件：游离的脱氧核苷酸游离的脱氧核苷酸碱基互补配对原则碱基互补配对原则能量能量: :酶酶: :特点：特点：边解旋边复制边解旋边复制半保留复制半保留复制意义：意义： 保持前后代遗传信息的连续性保持前后代遗传信息的连续性复旋复旋DNADNA的复制课堂小结的复制课堂小结ATP解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶第一代第一代第二代第二代第三代第三代第四代第四代无论无论DNA复制多少次，含有原来母链的复制多少次，含有原来母链的DNA分子分子永远只有两条永远只有两条例题：将例题：将 15N标记的标记的DNA分子放

16、在分子放在 14N 的培养基上培的培养基上培养，养， 经过经过3次复制，在所形成的子代次复制，在所形成的子代 DNA中，含中，含15N 的的DNA占总数是（占总数是（ ）A1/16Bl8C14D12子一代子一代子二代子二代亲代亲代子三代子三代C例题1： 具有100个碱基对的一个DNA分子区段,内含40个胸腺嘧啶,如果连续复制2次,需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸（ ） A、60个 B、80个 C、120个 D、180个D课堂小结DNA复制复制 时间时间场所场所条件条件原则原则特点特点 结果结果意义意义有丝分裂的间期 减数第一次分裂前的间期主要在细胞核模板、酶、原料、能量等基本条件碱基互补配对原则半保留

17、复制子链与母链结合，构成两个新的DNA分子保持了遗传信息的连续性DNA分子结构分子结构(片断片断)DNA的复制过程的复制过程解旋解旋DNA的复制过程的复制过程碱碱基基互互补补配配对对DNA的复制过程的复制过程形成形成两个两个新的新的DNA分子分子DNA的复制过程的复制过程v【例2】含有100个碱基对的一个DNA分子片段，其中有60个胸腺嘧啶。如果连续复制次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数量是（）v60 .v 80 v 120 v180复习题v1、DNA分子的复制是指以（ ）为模板来合成（ ）的过程。v2、从DNA分子的复制过程可以看出，DNA分子的（ ）结构能够为复制DNA提供精确的模板；它的（ ）保证了复制准确无误地进行。v3、DNA复制的意义就在于复