第三节 DNA分子的复制1

1、第三节第三节 DNADNA的复制的复制一、对一、对DNADNA分子复制的推测分子复制的推测2、全保留复制：新复制的分子直接形成，完全没有、全保留复制：新复制的分子直接形成，完全没有旧的部分；旧的部分；1、半保留复制：形成的分子、半保留复制：形成的分子 一半是新的，一半是旧的；一半是新的，一半是旧的；复制一次复制一次复制一次复制一次沃森和克里克推测是半保留复制沃森和克里克推测是半保留复制2、实验方法：、实验方法：亲代亲代DNA子代子代DNA+或或全保留复制全保留复制半保留复制半保留复制标记元素标记元素同位素示踪技术（同位素标记法）同位素示踪技术（同位素标记法）14N（自然状态）（自然状态） 15

2、N15N/15N15N/15N14N/14N14N的培养液的培养液15N/14N1、实验材料：、实验材料：大肠杆菌大肠杆菌二、二、DNADNA分子半保留复制的实验证据分子半保留复制的实验证据3、我们怎样把不同标记的两条链的微观差异在宏观上、我们怎样把不同标记的两条链的微观差异在宏观上体现出来？体现出来？ 密度梯度离心密度梯度离心重密度重密度带带15N/15N中密度中密度带带轻密度带轻密度带15N/14N14N/14N二、二、DNADNA分子半保留复制的实验证据分子半保留复制的实验证据重带重带(下部下部)1515N/ N/ 1515N N中带中带(中间中间)1515N/ N/ 1414N N轻带

3、轻带(上部上部)1414N/N/1414N N中带中带(中间中间)1515N/ N/ 14N二、二、DNADNA分子半保留复制的实验证据分子半保留复制的实验证据实验结论：实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的的复制是以半保留的方式进行的复制复制次数次数DNADNA分子分子总数总数DNADNA分子在离心管位置分子在离心管位置占全部占全部DNADNA分子之比分子之比1515N/N/1515N N 1515N/N/1414N N 1414N N/ /1414N N 0 0 1 1 2 2 3 3 n n拓展延伸拓展延伸根据上面实验过程根据上面实验过程,完成下列表格完成下列表格全在下部全在下部1

4、2482n全在中部全在中部中中+ 上上中中+ 上上2/2n中中+(1- 2/ 2n)上上112/ 2n（1- 2/2n）亲代亲代DNA分子经分子经 n 次复制后，则次复制后，则（）（）DNA分子数分子数子代子代DNA分子数：分子数：含亲代母链含亲代母链的的DNA分子数：分子数：不含亲代母链不含亲代母链的的DNA分子数：分子数：2n个个2个个2n-2个个1.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：2.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/（2n+12）2/ 2n一个有一个有N15标记的标记的DNA分子放在没有标分子放在没有标

5、记的环境中培养记的环境中培养,复制复制5次后标记的次后标记的DNA分子占分子占DNA分子总数的分子总数的:A.1/10 B.1/5 C.1/16 D.1/321个个DNA分子经过分子经过4次复制次复制,形成形成16个个DNA分子分子,其中不含亲代母链的其中不含亲代母链的DNA分子为分子为:A.2个个 B.8个个 C.14个个 D.32个个C C 一个被放射性元素标记双链一个被放射性元素标记双链DNA的噬菌的噬菌体侵染细菌体侵染细菌,若此细菌破裂后释放出若此细菌破裂后释放出n个个噬菌体噬菌体,则其中具有放射性元素的噬菌体则其中具有放射性元素的噬菌体占总数的占总数的A.1/n B.1/2n C.2

6、/n D.1/2C 假设将含有一对同源染色体的精原假设将含有一对同源染色体的精原细胞的细胞的DNA分子用分子用15N标记，并供给标记，并供给14N为原料，该细胞进行减数分裂产为原料，该细胞进行减数分裂产生的生的4个精子中，含个精子中，含15N标记的标记的DNA的精子所占比例为的精子所占比例为A.100% B.50% C.25% D.0A 2. 复制的复制的时间时间3.复制的复制的条件条件4.复制的复制的过程过程5.复制的复制的特点特点 1. 复制的复制的概念概念6. 复制的复制的结果结果7. 复制的复制的意义意义三、三、DNADNA分子复制的过程分子复制的过程1.1.概念：概念：2.2.时间：

7、时间：是指以亲代是指以亲代DNADNA为模板合成子代为模板合成子代DNADNA的过程。的过程。细胞有丝分裂的间期细胞有丝分裂的间期减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前的间期3.3.场所：场所：细胞核细胞核( (主要场所主要场所) ) 线粒体和叶绿体线粒体和叶绿体三、三、DNADNA分子复制的过程分子复制的过程4.4.复制原则：复制原则：碱基互补配对原则碱基互补配对原则5.DNA5.DNA分子复制的过程分子复制的过程解旋：解旋：碱基配对碱基配对: :( (复制复制) )螺旋化螺旋化: :DNADNA利用细胞提供的能量利用细胞提供的能量, ,在在解旋酶解旋酶的作用下，把两条螺旋的双的作用下，把两

8、条螺旋的双链解开。链解开。以以解开的每一段解开的每一段母链为模板母链为模板，在，在DNADNA聚合聚合酶等酶等酶酶的作用下的作用下, ,利用细胞中利用细胞中游离的游离的4 4种脱氧核种脱氧核苷酸为原料苷酸为原料, ,按按碱基碱基互补互补配对配对原则，各自合成与原则，各自合成与母链互补的一段子链母链互补的一段子链。随着模板链的解旋随着模板链的解旋, ,新合成的子链不断延伸。新合成的子链不断延伸。同时，每条新链与对应的模板链盘绕形成双螺同时，每条新链与对应的模板链盘绕形成双螺旋结构。旋结构。一个一个DNADNA分子形成两个完全相同的子代分子形成两个完全相同的子代DNADNA分子。分子。结果：结果：

9、 模板：模板：6.6.条件条件（亲代（亲代DNADNA分子的）两条母链。分子的）两条母链。细胞中游离的细胞中游离的4 4种种脱氧核苷酸。脱氧核苷酸。ATPATP。DNADNA解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合聚合酶等。酶等。能量：能量：酶：酶：原料：原料：边解旋边复制；半保留复制边解旋边复制；半保留复制5.5.特点：特点：6.DNA分子复制的特点分子复制的特点:边解旋边复制边解旋边复制 半保留复制半保留复制 7.DNA准确复制的原因准确复制的原因?DNADNA具有独特的双螺旋结构，具有独特的双螺旋结构， 能为复制提精确的模板。能为复制提精确的模板。碱基具有互补配对的能力，碱基具有互补配对的能力，

10、 能够使复制准确无误。能够使复制准确无误。问题八问题八DNA分子的复制实质分子的复制实质(意义意义)？ DNA DNA通过复制，使遗传信息从亲代传给了子通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保证了物种的相对稳定性，保持了遗传代，从而保证了物种的相对稳定性，保持了遗传信息的连续性，使得种族得以延续。信息的连续性，使得种族得以延续。根据半保留复制和碱基互补配对原则根据半保留复制和碱基互补配对原则与复制有关的碱基计算与复制有关的碱基计算一个一个DNA连续复制连续复制n次后，共有多少个次后，共有多少个DNA？多少条脱氧核苷酸链？多少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条？母链多少条？子链多少条？D

11、NA分子数分子数=2n脱氧核苷酸链数脱氧核苷酸链数=2n+1母链数母链数=子链数子链数=22n+1 2 解析：所用知识为解析：所用知识为“半保留复制半保留复制”和和“碱基互补配对原则碱基互补配对原则”，并图示，并图示分析。分析。ATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT连续第一次复制连续第一次复制连续第二次复制连续第二次复制连续第连续第n次复制次复制解：解：答：答：一个一个DNA连续复制连续复制n次后，共有次后，共有2n个个DNA，2n+1条脱氧核苷酸链，母链条脱氧核苷酸链，母链2条，条，子链子链2n+1 2条条结构复制简答

12、1简答2简答3简答4计算1计算2一个一个DNA的碱基的碱基A（T、G、C）占碱基总数的）占碱基总数的a%，碱基总数为，碱基总数为m，连续复制连续复制n次后，共需要次后，共需要G（C、A、T）多少个？）多少个？因为因为A=ma%，A=T、G=C， A+T= 2ma%，DNA复制复制n代后子链数代后子链数=2n+1 2 DNA连续复制连续复制n代后需要代后需要 鸟嘌呤鸟嘌呤=（2n+1 2 ）/2 m （1/2 a%） = m （2n 1）（1/2 a%）解析：先求出亲代解析：先求出亲代DNA中中G=C=？每两条新链所必需的鸟嘌呤（？每两条新链所必需的鸟嘌呤（G）数）数等于亲代等于亲代DNA胞嘧啶

13、（胞嘧啶（C）数，再求出）数，再求出DNA复制复制n代后子链数；最后求代后子链数；最后求出出DNA连续复制连续复制n代后需要鸟嘌呤数。代后需要鸟嘌呤数。解：解：所以所以G=C=m（1/2 a%），每形成两条新链所必需的鸟嘌呤数等，每形成两条新链所必需的鸟嘌呤数等于亲代于亲代DNA胞嘧啶数胞嘧啶数= m （1/2 a%）答：答：DNA连续复制连续复制n代后需要鸟嘌呤数是代后需要鸟嘌呤数是m （2n 1）（1/2 a%）。）。结构复制简答1简答2简答3简答4计算1计算23.复制的条件复制的条件2.复制的过程复制的过程4.复制的特点复制的特点DNADNA分子的复分子的复制制 1. 复制的概念复制的概

14、念5. 复制的意义复制的意义知识小结知识小结一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测三、三、DNADNA复制的过程复制的过程二、二、DNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据1下列关于下列关于DNA复制过程的正确顺序是复制过程的正确顺序是（ ）互补碱基对之间氢键断裂互补碱基对之间氢键断裂/互补碱基对之间形成互补碱基对之间形成氢键氢键/DNA分子分子在解旋酶的作用下在解旋酶的作用下解旋解旋/以解旋以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对后的母链为模板进行碱基互补配对/子链与母链盘子链与母链盘 旋成双螺旋状结构。旋成双螺旋状结构。A. B. C. D.D2将将 标记的标记的DNA分子放在

15、分子放在 的培养基上培养，的培养基上培养， 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 的的DNA占总数是（占总数是（ ）A1/16Bl8C14D12C3DNA分子的双链在复制时解旋，这时下述哪分子的双链在复制时解旋，这时下述哪一对碱基从氢键连接处分开（一对碱基从氢键连接处分开（ ）AG与与C BA与与C CG与与A DG与与TA4DNA复制的基本条件是（复制的基本条件是（ ）A模板，原料，能量和酶模板，原料，能量和酶 B模板，温度，能量和模板，温度，能量和酶酶C模板，原料，温度和酶模板，原料，温度和酶 D模板，原料，温度和模板，原料，温度和能量能量 A5DNA

16、分子复制能准确无误地进行原因是（分子复制能准确无误地进行原因是（ ） A碱基之间由氢键相连碱基之间由氢键相连 BDNA分子独特的双螺旋结构分子独特的双螺旋结构 CDNA的半保留复制的半保留复制 DDNA的边解旋边复制特点的边解旋边复制特点B6、DNA的复制是在细胞的的复制是在细胞的 分裂和分裂和 第一次分裂前的第一次分裂前的 期期进行的。复制是指以进行的。复制是指以 为模板来合成为模板来合成 的过程。的过程。复制特点是复制特点是 复制过程必需以复制过程必需以 为模为模板、板、 为原料、为原料、 提供能量、提供能量、 的催化等条的催化等条件，件， 为为DNA的复制提供精确的模板、并的复制提供精确

17、的模板、并有有 能力保证复制能够准确无误地完成。一个亲代能力保证复制能够准确无误地完成。一个亲代DNA分子通过复制形成了两个分子通过复制形成了两个 ，新形成的，新形成的DNA分子都是既含一条分子都是既含一条 链、又含一条链、又含一条 链，因此，称链，因此，称DNA的复制为的复制为“ ”。有丝有丝减数减数间间亲代亲代DNA分分子子子代子代DNA分子分子边解旋边边解旋边复制复制亲代亲代DNA分子一条链分子一条链脱氧核苷酸脱氧核苷酸ATP酶酶DNA分子双螺旋结构分子双螺旋结构碱基互补配对碱基互补配对结构完全相同的子代结构完全相同的子代DNA分子分子母母子子半保留复制半保留复制结构复制简答1简答2简答3简答4计算1计算2、G0、G1、G2三代三代DN