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1、DNADNA分子复制课件分子复制课件-公开公开课课小样小样! ! 我们爷俩才是传奇！我们爷俩才是传奇！第三节DNADNA的复制的复制 DNADNA复制的过程复制的过程1.DNA复制的定义？复制的定义？ 2.DNA分子复制的时间与场所？分子复制的时间与场所？ 3.DNA分子复制过程需要哪些条件分子复制过程需要哪些条件? ? 自学思考如下问题：自学思考如下问题：P 54 指以亲代指以亲代DNADNA为模板合成子代为模板合成子代DNADNA的过程。的过程。则则1DNA2DNA1DNA2DNA。 由由1DNA2DNA 1 1、什么是、什么是DNADNA分子的复制？分子的复制？2、DNA分子复制发生在什
2、么时间分子复制发生在什么时间? 有丝分裂间期有丝分裂间期 减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前的间期 无丝分裂之前无丝分裂之前 3、DNA分子复制的场所分子复制的场所？ 细胞核细胞核（主要）、叶绿体、线粒体（主要）、叶绿体、线粒体细胞质细胞质真核生物：真核生物：原核生物：原核生物： 4 4、DNADNA分子复制时需何条件分子复制时需何条件？ 亲代亲代DNADNA的两条母链；的两条母链； 4 4种脱氧核苷酸：种脱氧核苷酸： ATP;ATP; DNADNA解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合酶等。聚合酶等。 模板：模板：原料：原料：能量：能量：酶酶 ：（一）一）最早提出的最早提出的DNADNA复制模
3、型有三种复制模型有三种1 1、全保留复制：、全保留复制：新复制出的分子直接形新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分。成，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二、对二、对DNADNA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，形成的分子一半是新的，一半是旧的。一半是旧的。复制一次复制一次亲代亲代DNA子代子代DNA 3 3、分散复制（弥散复制）：、分散复制（弥散复制）：新复制的分新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的。子中新旧都有，但分配是随机组合的。复制一次复制一次亲代亲代DNA子代子代DNA沃森和克里克推测（沃森和克里克推测（假
4、说）假说）-半保留复制模型半保留复制模型一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测( (续续) )19581958年，科学家进行年，科学家进行 实验，证实了实验，证实了DNADNA以以半保留半保留的方式复制。的方式复制。形成的子代形成的子代DNADNA分子双链一半是新的，一半是旧的分子双链一半是新的，一半是旧的问题问题1:1:如果要在实验中直观地区别、如果要在实验中直观地区别、“标识标识”母链母链或或子链子链, ,可以采取什么办法？可以采取什么办法？ 问题问题2:2:可以用什么元素的同位素可以用什么元素的同位素( (放射性放射性) ) 进行标记进行标记? ? 演绎推理演绎推理: :如果亲代如
5、果亲代DNADNA是是1 15 5N N作标记的，放在作标记的，放在 1414N N的环境中进行培养，则亲代、子一代、的环境中进行培养，则亲代、子一代、 子二代子二代DNADNA分别含有哪种分别含有哪种N N元素？其质量如元素？其质量如 何（用重、中、轻表示）？占每代何（用重、中、轻表示）？占每代DNADNA总数总数 的比例又是多少呢？的比例又是多少呢？ 同位素标记法同位素标记法C 、H 、O、 N 、P问题问题: : 要验证上述预测要验证上述预测, ,就要分别观察亲代和子就要分别观察亲代和子代的情况代的情况, ,但实验中但实验中, ,复制后的复制后的DNADNA分子通常是随机分子通常是随机混
6、合在一起的，不易分离。怎么解决这个问题？混合在一起的，不易分离。怎么解决这个问题？ 可以通过密度离心使其发生分层可以通过密度离心使其发生分层可以通过密度离心使其发生分层可以通过密度离心使其发生分层( ( ( (15151515N N N N质量大于质量大于质量大于质量大于14141414N N N N) ) ) )复制前复制前复制前复制前复制后复制后复制后复制后密度大密度大密度小密度小1515N N1414N N1515N/N/1515N N- -重型重型DNADNA( ( ( (全部全部全部全部) ) ) )子一代子一代子一代子一代 子二代子二代子二代子二代 亲亲亲亲 代代代代 1515N
7、N/ /1414N N- -中型中型DNADNA( ( ( (全部全部全部全部) ) ) )1515N N/ /1414N N- -中型中型DNADNA(1/2)(1/2)(1/2)(1/2) 1414N N/ /1414N N- -轻型轻型DNADNA(1/2)(1/2)(1/2)(1/2) 半保留复制1515N/N/1515N N- -重型重型DNADNA( ( ( (全部全部全部全部) ) ) )1515N N/ /1515N N- -重型重型DNADNA(1/2)(1/2)(1/2)(1/2)1515N N/ /1515N N- -重型重型DNADNA(1/2)(1/2)(1/2)(1
8、/2) 1414N N/ /1414N N- -轻型轻型DNADNA(1/2)(1/2)(1/2)(1/2) 全保留复制子一代子一代子一代子一代 子二代子二代子二代子二代 亲亲亲亲 代代代代 1414N N/ /1414N N- -轻型轻型DNADNA(1/2)(1/2)(1/2)(1/2) （四四）验证实验验证实验 科学家做的科学家做的大肠杆菌培养实验结果大肠杆菌培养实验结果 全重全重全中全中14N/14N15N/14N15N/15N 亲代亲代 子一代子一代 子二代子二代轻带轻带中带中带重带重带DNADNA分子是半保留复制分子是半保留复制得出结论得出结论【小结小结】 提出假说提出假说提出假说
9、提出假说演绎推理演绎推理演绎推理演绎推理验证假说验证假说验证假说验证假说假假说说演演绎绎（2 2）DNADNA复制是半保留复制复制是半保留复制（3 3）根据假说演绎复制后）根据假说演绎复制后 子代子代DNADNA可能的情况可能的情况（4 4）设计实验进行验证）设计实验进行验证（1 1）DNADNA是如何进行复制的？是如何进行复制的？ 提出问题提出问题（5 5）DNADNA复制方式是半保留复制复制方式是半保留复制 得出结论得出结论细胞内细胞内DNADNA分子具体的复分子具体的复制是如何进行的制是如何进行的？思考：思考：返回解旋酶催化（氢键断裂）解旋酶催化（氢键断裂）解旋：解旋：模板模板（在（在D
10、NADNA聚合酶的催化下，利用聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行）游离的脱氧核苷酸进行）复制复制:以母链为模板进行碱基配对以母链为模板进行碱基配对母链（旧链）母链（旧链）子链（新链）子链（新链）子代子代DNA:同时进行同时进行(边解旋边复制）边解旋边复制）组成组成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 原则：原则：碱基互补配对碱基互补配对原则原则 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，能为具有独特的双螺旋结构，能为复制提精确的模板。复制提精确的模板。碱基具有互补配对的能力，能够使碱基具有互补配对的能力，能够使复制
11、准确无误。复制准确无误。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，使通过复制，使遗传信息遗传信息从从亲代传亲代传给了子代给了子代，从而保证了物种的相对，从而保证了物种的相对稳定稳定性性，保持了遗传信息的，保持了遗传信息的连续性连续性，使得种族，使得种族得以延续。得以延续。一个亲代一个亲代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个个规律规律总结总结一个亲代一个亲代DNA分子经分子经 n
12、 次复制后，则次复制后，则（2）脱氧核苷酸链数）脱氧核苷酸链数子代子代DNA分子中脱氧核苷酸链数：分子中脱氧核苷酸链数：亲代亲代脱氧核苷酸脱氧核苷酸链数：链数：新合成的脱氧核苷酸链数：新合成的脱氧核苷酸链数： 2n+1条条2条条2n+1-2条条规律规律总结总结（3）消耗的脱氧核苷酸数）消耗的脱氧核苷酸数若一亲代若一亲代DNA分子含有某种脱氧核分子含有某种脱氧核苷酸苷酸m个，则经过个，则经过n次复制后需要消次复制后需要消耗该脱氧核苷酸个数为：耗该脱氧核苷酸个数为：m（ 2 2n-n-1 1）规律规律总结总结DNADNA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
13、间期有丝分裂的间期 减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前的间期主要在细胞核主要在细胞核模板、酶、原料、能量等模板、酶、原料、能量等碱基互补配对原则碱基互补配对原则半保留复制半保留复制子链与母链结合，构成两个新的子链与母链结合，构成两个新的DNADNA分子分子保持了遗传信息的连续性保持了遗传信息的连续性边解旋边复制边解旋边复制【小结小结】 能力应用能力应用 一个有一个有N15标记的标记的DNA分子放在没有标记的分子放在没有标记的环境中培养环境中培养,复制复制5次后，子代次后，子代DNA分子中：分子中：被标记的被标记的DNA分子占分子占DNA分子总的分子总的 。含含14N的的DNA分子有分子有
14、个个 1/1632课堂练习课堂练习 1 1、1 1个个DNADNA分子经过分子经过4 4次复制，形成次复制，形成1616个个DNADNA分子，其中含有最初分子，其中含有最初DNADNA分子长链的分子长链的DNADNA分子有分子有（ ） A. 2A. 2个个 B. 8B. 8个个 C. 16C. 16个个 D. 32D. 32个个 2 2、DNADNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的分子的复制发生在细胞有丝分裂的（ ） A A、分裂前期、分裂前期 B. B. 分裂中期分裂中期 C. C. 分裂后期分裂后期 D. D. 分裂间期分裂间期 3 3、下列关于、下列关于DNADNA复制的说法，其中不正确的
15、是（复制的说法，其中不正确的是（ ） A. DNAA. DNA复制过程中需要酶的催化复制过程中需要酶的催化 B. DNAB. DNA复制过程中需要的能量直接由糖类提供复制过程中需要的能量直接由糖类提供 C. DNA C. DNA 分子是边解旋复制的分子是边解旋复制的 D. DNA D. DNA 复制过程中两条母链均可作模板复制过程中两条母链均可作模板 4 4、以、以DNADNA的一条链的一条链“A AT TC C”为模板，经复制为模板，经复制后的子链是（后的子链是（ ） A. “A. “T TA AG G” ” B. “B. “U UA AG G” C. “C. “T TA AC C” ” D
16、. “D. “T TU UG G” 5 5、由由1515N N标标记记细细菌菌的的DNADNA，然然后后又又将将1414N N来来供供给给这这种种细细菌菌，于于是是该该细细菌菌便便用用1414N N来来合合成成DNADNA，假假设设细细菌菌连连续续分分裂裂三三次次产产生生了了八八个个新新个个体体，在在它它们们中中含含1414N N的的DNADNA与与1515N N的的DNADNA的的比比例例是是（ ） A A、7 7：1 B1 B、2 2：1 1 C C、4 4：1 D1 D、3 3：1 1 C C 6 6、由由1515N N标标记记细细菌菌的的DNADNA，然然后后又又将将1414N N来来
17、供供给给这这种种细细菌菌，于于是是该该细细菌菌便便用用1414N N来来合合成成DNADNA，假假设设细细菌菌连连续续分分裂裂三三次次产产生生了了八八个个新新个个体体，它它们们DNADNA中中的的含含1414N N的的链链与与1515N N的的链链的的比比例例是是（ ） A A、7 7：1 B1 B、2 2：1 1 C C、4 4：1 D1 D、3 3：1 1 A A7、DNA的复制不可能发生在（的复制不可能发生在（ ） A、细胞核中、细胞核中 B、叶绿体中、叶绿体中 C、线粒体中、线粒体中 D、核糖体中、核糖体中 D8、一条染色体含有一个双链、一条染色体含有一个双链DNA分子，经复制后，分子
18、，经复制后，一条染色单体含有一条染色单体含有 （ ）A、两条双链、两条双链DNA分子分子 B、一条双链、一条双链DNA分子分子 C、一条单链、一条单链DNA分子分子 D、四条双链、四条双链DNA分子分子B9.9.以含有以含有3131P P标志的大肠杆标志的大肠杆菌放入菌放入3232P P的培养液中，培的培养液中，培养养2 2代。离心结果如右：代。离心结果如右：、G G0 0、G G1 1、G G2 2三代三代DNADNA离心后的试管分别是图离心后的试管分别是图中的中的：G G0 0 、G G1 1 、G G2 2 。 ABD、G G2 2代在代在、三条带中三条带中DNADNA数的比数的比例是例是 。、图中、图中 、两条带中两条带中DNADNA分子所含的同分子所含的同位素磷分别是：位素磷分别是： ， 。、上述实验结果证明了、上述实验结果证明了DNADNA的复制方式是的复制方式是 。0:2:231P31P 和和32P半保留复制半保留复制结束结束
