第三章dna的复制1

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1、第三章 基因的本质,第3节 DNA的复制,学习目标：,理解DNA分子复制的条件、过程和特点； 掌握与DNA分子复制的有关计算； 了解理解利用同位素标记法，研究DNA的复制过程。,DNA分子的结构,双螺旋结构,基本单位脱氧核苷酸,主要特点,分子特点：,一分子磷酸,一分子五碳糖,一分子碱基：A、G、C、T,外侧的基本骨架是：,由脱氧核糖和磷酸交替连接构成,内侧是由碱基通过 连接成的 。,氢键,碱基对,由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋,稳定性、多样性、特异性,北京奥运会会徽“中国印 舞动的北京”,怎样将这枚会徽复制成两个完全一样的印章？,问题探讨,瞧，我们这家子！,小样! 我们爷俩才是传奇！,DN

2、A的复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。,名词解释：,DNA以怎样的方式进行复制？新产生的DNA分子是一个全新的DNA分子吗？,最早提出的DNA复制模型有三种；,一、对DNA复制的推测,1、全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；,2、半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；,3、分散复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的；,亲代DNA,子代DNA,沃森和克里克对DNA分子复制的推测：,半保留复制模型,原有DNA分子的两条单链会分开，每一条单链各作为一个模板用来复制新的单链，最后新合成的DNA分子中有一条旧链和一条新链。,亲代DNA,子代DNA,1、

3、大肠杆菌首先放在什么培养基中培 养？ 2、然后转移到什么培养基中培养的？ 3、如果是半保留复制，离心后应该出现几条带？ 4、实验结论是什么？,阅读P52-53，思考：,DNA分子半保留复制的实验证据,实验材料：,大肠杆菌,实验方法：,同位素示踪法、密度梯度离心法,15N,密度大,14N,密度小,关键问题：,如何区别亲子代DNA？,根据试管中DNA带所在的位置,15DNA/15DNA,15DNA/14DNA,14DNA/14DNA,一起来学习！,同位素示踪技术,利用与普通同位素的质量不同进行质量分析,常用的同位素： 14C/12C、18O/16O、15N/14N、32P/31P、35S/32S,

4、密度梯度离心,实验设计,重带,中带,轻带,假如标记N元素，离心后的DNA分布情况：,返回,分裂一次,第一代,第二代,分裂两次,15N/14N-DNA,15N/14N-DNA,14N/14N-DNA,15N/14N-DNA,14N/14N-DNA,15N/15N-重型DNA(全部),15N/14N-中型DNA(全部),15N/14N-中型DNA(1/2),14N/14N-轻型DNA(1/2),半保留复制,结论：上述实验证明，在新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链， 这种复制方式是：半保留复制。,假如是全保留复制，那么亲代、子一代、子二代离心后会出现几条DNA带，它们分别位于

5、离心管的什么位置？,考考你,将大肠杆菌放在15NH4Cl培养液生长,转移到含14NH4Cl中,分裂一次,分裂两次,15N/15N-DNA,15N/14N-DNA,14N/14N-DNA,15N/14N-DNA,提取离心,提取离心,提取离心,15N/15N-DNA,15N/15N-DNA,14N/14N-DNA,15N/15N-DNA,14N/14N-DNA,实验结果预测,半保留复制,全保留复制,三、DNA分子复制的过程,1.概念：2.时间： 3.场所：,是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程；,有丝分裂的间期和减数第一次分裂间期；,主要是在细胞核（凡是细胞内有DNA的地方均可复制）；,真

6、核生物：细胞核、线粒体、叶绿体,原核生物：拟核、细胞质,病毒：宿主细胞内,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,DNA 平 面 模 式 图,DNA 复 制 过 程,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,A,G,C,T,C,G,T,游离的脱 氧核苷酸,与复制 有关的酶,注意，此处 氢键将被打开！,游离的脱 氧核苷酸,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,C,A,G,T,C,G,T,在酶的催化下 氢键已被打开,DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下， 把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程叫解旋。,A,A,A,T,T

7、,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,C,A,G,T,C,G,T,亲代DNA的 一条链(母链)作为模板,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,C,T,A,G,T,C,G,还未解旋,刚解旋,所以DNA复制特点之一是: 边解旋边复制,通过碱基互补 配对脱氧核苷酸 结合到母链上,已在复制,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,一个子代 DNA分子,另一个子代 DNA分子,形成两个完全相同的子代DNA分子,4.复制过程：,（1）解旋：DNA首先利用细胞提供的能量和解旋酶的作用下，

8、把两条螺旋的双链解开；（2）合成子链：分别以解开的每一段母链为模板，以周围环境中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成一条与母链互补的子链；（3）形成子代DNA：每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构。,5.结果：6.特点：7.准确复制的原因：8.意义：,形成两个与亲代DNA分子完全相同的子代DNA分子；,半保留复制，新和成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链（模板链）。,边解旋变复制和多起点复制；,DNA分子独特的双螺旋结构提供精确的模板，通过碱基互补配对原则保证了复制准确无误；,将遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性。,1、概念： 2、场所

9、： 3、时期：4、条件5、复制过程： 6、复制特点 7、准确复制原因8、复制的生物学意义：,有丝分裂间期、减数分裂间期,模板：,原料：,能量：,酶：,DNA的两条母链,游离的脱氧核苷酸（A、G、C、T）,ATP,DNA解旋酶、DNA聚合酶等（作用于哪个化学键？）,DNA双链提供精确的模板,（1）边解旋边复制（多起点）,（2）半保留复制,细胞核（主要）、线粒体、叶绿体,解旋合成互补子链形成子代DNA,碱基互补配对原则,总结：DNA分子复制的过程,将保持了遗传信息的连续性。,是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程,第一代,第二代,第三代,第四代,分子复制的计算：,一个亲代DNA分子经 n 次

10、复制后，则,（）DNA分子数,子代DNA分子数：,含亲代母链的DNA分子数：,不含亲代母链的DNA分子数：,2n个,2个,2n-2个,规律 总结,分子复制的计算：,一个亲代DNA分子经 n 次复制后，则,（2）脱氧核苷酸链数,子代DNA分子中脱氧核苷酸链数：,亲代脱氧核苷酸链数：,新合成的脱氧核苷酸链数：,2n+1条,2条,2n+1-2条,规律 总结,能力应用,一个有N15标记的DNA分子放在没有标记的环境中培养,复制5次后，子代DNA分子中：被标记的DNA分子占DNA分子总的 。 含14N的DNA分子有 个,1/16,32,分子复制的计算：,（3）消耗的脱氧核苷酸数,若一亲代DNA分子含有某

11、种脱氧核苷酸m个，则经过n次复制后需要消耗该脱氧核苷酸个数为： 第n次复制后需要消耗该脱氧核苷酸个数为：,m（ 2n-1）,规律 总结,m（ 2n-2n-1）,某DNA分子共有a个碱基，其中含胞嘧啶m个，则该DNA分子复制3次，需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为（ ）,A.7（a-m） B. 7（a/2-m） C. 8（a-m） D.8（2a-m）,B,第3次，需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为？,4 （a/2-m）,能力应用,图中一、二、三表示DNA复制的过程 一表示_，这一过程中，DNA 分子在 的作用下，两条扭成螺旋的 长链开始_。 二表示 。每条 母链在一些_ _的作用下，链上的 碱基按照_与周围环 境中游离的_来配对. 三表示_。,解旋,解旋酶,以母链为模板进行碱基配对,解开,DNA聚合酶,碱基互补配对原则,脱氧核苷酸,形成两个新的DNA分子,1.一个DNA分子经过3次复制后，其新的DNA分子保留原来的母链占（ ） A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/16,亲代DNA分子,复制1次,复制2次,复制3次,4,8,2,单击画面继续,