《DNA的复制与分配》PPT课件

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1、DNA的复制的复制DNA的的分配分配 DNADNA的复制的复制就是指以亲代就是指以亲代DNADNA为模板合成子代为模板合成子代DNADNA的过程，即的过程，即1DNA2DNA1DNA2DNA。 DNA的复制的复制 DNA的复制的复制 1.复制方法复制方法 半保留复制半保留复制以原来以原来DNA分子为模板，合成出两条相同的分子为模板，合成出两条相同的DNA 分子。分子。新的新的DNA 分子中保留有一条原来分子中保留有一条原来DNA分子中的母链。分子中的母链。2.复制过程复制过程 边解旋边复制边解旋边复制3.复制原则复制原则 碱基互补配对原则碱基互补配对原则4.复制的时期复制的时期 有丝分裂和减数

2、第一次分裂的间期有丝分裂和减数第一次分裂的间期5.复制的意义复制的意义 DNA分子的精确复制，是生物遗分子的精确复制，是生物遗传性状能保持相对稳定的基础。传性状能保持相对稳定的基础。一、对一、对一、对一、对DNADNADNADNA分子复制的推测分子复制的推测分子复制的推测分子复制的推测 半半保留复制保留复制全保留复制全保留复制二、二、二、二、DNADNADNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据同位素示踪技术同位素示踪技术三、三、三、三、DNADNADNADNA分子复制的过程分子复制的过程分子复制的过程分子复制的过程1 1 定义定义2 2 时间

3、、场所时间、场所3 3 条件条件4 4 过程过程5 5 特点、原则特点、原则6 6 准确复制的原因与意义准确复制的原因与意义AAATTTGGGGCCCATCAGCTCGT游离的游离的脱氧核苷酸脱氧核苷酸AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT在解旋酶的催化下在解旋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能量能量能量能量(ATP)(ATP)，在解旋酶解旋酶解旋酶解旋酶的作用下，把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程叫解旋。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

4、DNA复制特点之一是:边解旋边复制边解旋边复制在在DNA聚合酶的作用下聚合酶的作用下通过通过碱基互补碱基互补配对配对脱氧核苷酸脱氧核苷酸结合到母链上结合到母链上已在复制AAATTTGGGGCCCATCAAATTTGGGGCCCATC形成两条完全相同的子代形成两条完全相同的子代DNAAAATTTGGGGCCCATC简单重复复制过程简单重复复制过程AAATTTGGGGCCCATC解旋，打开氢键解旋，打开氢键。AAATTTGGGGCCCATC原亲代原亲代DNADNA的单链的单链以亲代以亲代DNADNA的一条单链为模板进行复制的一条单链为模板进行复制TTTGGCTCAAATTTGGGGCCCATCAA

5、AGGCCA原亲代原亲代DNA的一条的一条链形成两条子代形成两条子代DNATTTGGCTCAAATTTGGGGCCCATCAAAGGCCA新合成的新合成的另一条链另一条链所以DNA复制特点之二是:进行半保留复制DNA复制后产生的每个子代DNA分子中，都有一条单链是原DNA保留下来的，而另一条单链是新合成的。这种复制方式我们称其为半保留复制。D DN NA A的的复复制制带标记的链新合成的链这样的一个DNA 分子经复制后，子代中有几个带标记的DNA分子只有一个只有一个带标记的带标记的DNA分子分子这样的一个这样的一个DNA 分子分子经复制后，经复制后，子代中有几子代中有几个带标记的个带标记的DN

6、A分子分子没有带标没有带标记的记的DNA分子分子因此，一个带标记的因此，一个带标记的DNADNA分子无论复制多少次分子无论复制多少次其子代其子代DNADNA中仅存在两个被标记的中仅存在两个被标记的DNADNA分子。分子。返回返回 DNADNA的复制的定义、时间、场所、条件的复制的定义、时间、场所、条件1定义定义：以亲代以亲代DNA为模板合成子代为模板合成子代DNA的过程的过程2时间时间：有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期3场所：场所：真核生物：细胞核（主要）、叶绿体、线粒体真核生物：细胞核（主要）、叶绿体、线粒体原核生物：细胞质原核生物：细胞质模板：模板：

7、亲代亲代DNA分子的两条链分子的两条链4条件：条件：原料：原料：游离的游离的4种脱氧核苷酸（种脱氧核苷酸（A、G、C、T） 能量：能量： ATP （呼吸作用提供）（呼吸作用提供）酶：酶： 解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶等聚合酶等5、DNA复制复制的的过程过程解旋：解旋：合成子链：合成子链：形成子代形成子代DNADNA：利用利用提供的能量（提供的能量（ATPATP），在），在 的作用下，的作用下，把两条螺旋的双链解开把两条螺旋的双链解开以解开的每一段母链为以解开的每一段母链为，以，以_ 为原料，遵循为原料，遵循 原则，在有关原则，在有关 的的作用下，合成与母链互补的子链作用下，合成与母链互补的子链

8、每条子链与其对应的每条子链与其对应的 盘旋成双螺盘旋成双螺旋结构，形成旋结构，形成 个与亲代个与亲代 的的DNADNA细胞细胞解旋酶解旋酶模板模板碱基碱基互相互相配对配对酶酶四种游离的四种游离的脱氧核苷酸脱氧核苷酸母母链链两两完全相同完全相同6 DNA复制的特点、原则复制的特点、原则 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： 碱基互补配对原则碱基互补配对原则7 7 准确复制的原因、意义准确复制的原因、意义意义意义：将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的稳定性、连续性的稳定性、连续性原因原因：DNADNA分子独特的分子独特的_提提供精确

9、的模板供精确的模板通过通过 保证了复制准确保证了复制准确无误。无误。双螺旋结构双螺旋结构碱基互补配对碱基互补配对DNA的分配是通过细胞的分裂来实现的。通过细胞分裂，一个细胞可以成长成一个生物个体。通过细胞分裂，复制的DNA从母细胞传到子细胞，保证了生物体遗传物质的恒定性。 DNA的的分配分配高等生物的细胞分裂有两种方式： 细胞分裂细胞分裂1、有丝分裂、有丝分裂2、减数分裂、减数分裂一、有丝分裂一、有丝分裂细胞周期（细胞周期（the cell cycle）一次分裂结束一次分裂结束下次分裂开始下次分裂开始下次分裂结束下次分裂结束分裂间期分裂间期分裂期分裂期90%95%5%10%细胞周期细胞周期 细

10、胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，这一周期实质上包括了细胞分裂的准备阶段-分裂间期和细胞分裂的实施阶段分裂期细胞周期细胞周期:下一次分裂完成时为止下一次分裂完成时为止ABC请用A.B.C表示一个细胞周期的起始点?一次分裂完成时开始一次分裂完成时开始前提：连续分裂的细胞前提：连续分裂的细胞（一）分裂间期（一）分裂间期（interphase) )染色单体形成染色单体形成染色质复制染色质复制DNA数目：数目： 加倍加倍 2n 4n染色单体数目：染色单体数目：染色体数目：染色体数目： 2n 0 4n数数特征：特征：DNADNA分子的复制和有关蛋白质的合成分子的复制

11、和有关蛋白质的合成 前前 期期（二）分裂期（二）分裂期( (mitotic phase) )DNA数目：数目： 4n染色单体数目：染色单体数目：染色体数目：染色体数目： 2n 4n染色质染色质染色体染色体散乱分布散乱分布核仁、核膜核仁、核膜数数形形消失消失纺锤体纺锤体出现出现两出现两出现两消失两消失1.前期前期(prophase)中中期期DNA数目：数目： 4n染色单体数目：染色单体数目：染色体数目：染色体数目： 2n 4n染色体染色体着丝点排列在赤道板上，着丝点排列在赤道板上，形态固定，数目清晰。形态固定，数目清晰。数数形形2.中期中期(metaphase)后后期期DNA数目：数目： 4n染

12、色单体数目：染色单体数目：染色体数目：染色体数目： 4n 0染色体染色体数数形形3.后期后期(anaphase)着丝点分裂，染色单体着丝点分裂，染色单体 染色体染色体平均分配到细胞两极。平均分配到细胞两极。末末期期DNA数目：数目：染色单体数目：染色单体数目：染色体数目：染色体数目： 0核仁、核膜核仁、核膜数数形形纺锤体纺锤体4.末期末期(telophase) 2n2n染色体染色体染色质染色质消失消失出现出现两出现两出现两消失两消失出现细胞板，形成新细胞壁，出现细胞板，形成新细胞壁， 1个细胞个细胞2个细胞个细胞二、减数分裂二、减数分裂 配子的染色体与体细配子的染色体与体细胞的染色体有何区别？

13、胞的染色体有何区别？ 问题探讨问题探讨 配子细胞是如何配子细胞是如何形成的？形成的？ 配子是通过有丝分配子是通过有丝分裂产生的吗？裂产生的吗？精子精子卵细胞卵细胞父亲父亲（4646条）条）条）条）受精卵受精卵（4646条）条）条）条）细胞细胞细胞细胞分化分化分化分化受精受精受精受精作用作用作用作用母亲母亲（4646条）条）条）条）个体个体（4646条）条）条）条）有丝有丝有丝有丝分裂分裂分裂分裂减数减数减数减数分裂分裂分裂分裂减数减数减数减数分裂分裂分裂分裂有丝分裂有丝分裂形成体细胞形成体细胞减数分裂减数分裂形成生殖细胞形成生殖细胞配子即有性生殖细胞配子即有性生殖细胞, , 如何形成如何形成?

14、 ?减数分裂- 一种特殊方式的有丝分裂（一一）、减数分裂的概念减数分裂的概念4 4、结果：、结果：1 1、范围：、范围：2 2、时期：、时期：3 3、特点：、特点：进行进行有性生殖有性生殖的生物的生物产生成熟生殖细胞的过程中产生成熟生殖细胞的过程中成熟生殖细胞中的染色体数目比原始成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半生殖细胞的减少一半染色体只复制一次，而细胞分裂二次染色体只复制一次，而细胞分裂二次5 5、场所：场所： 动物为睾丸和卵巢，植物为雄蕊和雌蕊动物为睾丸和卵巢，植物为雄蕊和雌蕊（二）、（二）、精子的形成过程精子的形成过程曲细精管中有大曲细精管中有大量原始的雄性生殖细量原始的

15、雄性生殖细胞胞精原细胞，每精原细胞，每个精原细胞的染色体个精原细胞的染色体数目都与体细胞相同。数目都与体细胞相同。1 形成场所：睾丸形成场所：睾丸 减数第一次分裂前的间期：减数第一次分裂前的间期： 精原细胞的体积增大精原细胞的体积增大, ,染色体进染色体进行复制，成为初级精母细胞。复制行复制，成为初级精母细胞。复制后的每条染色体都由两条姐妹染色后的每条染色体都由两条姐妹染色单体构成。这两条姐妹染色单体由单体构成。这两条姐妹染色单体由同一个着丝点连接。同一个着丝点连接。2 减数分裂的过程减数分裂的过程 （1）前期：前期： 同源染色体配对，同源染色体配对， 联会后形成四分体。联会后形成四分体。四分

16、体减数第一次分裂减数第一次分裂(减减) （前期（前期-中期中期-后期后期-末期）末期）几个重要概念的区分：几个重要概念的区分：染色体：以着丝点计数，有一个着丝点就有一条染色体。染色体：以着丝点计数，有一个着丝点就有一条染色体。姐妹染色单体：染色体进行复制后，在一个着丝点存在姐妹染色单体：染色体进行复制后，在一个着丝点存在有两个相同的单体，被称为有两个相同的单体，被称为姐妹染色单体姐妹染色单体，其整体是，其整体是一条染色体。一条染色体。同源染色体：减数分裂过程中配对的染色体，同源染色体：减数分裂过程中配对的染色体， 形状大小一般相同形状大小一般相同; ; 一条来自父方，一条来自母方一条来自父方，

17、一条来自母方; ; 联联 会：同源染色体会：同源染色体两两配对两两配对的现象。的现象。四四 分分 体：配对后的每一对同源染色体体：配对后的每一对同源染色体, ,含有含有四条染四条染 色单体色单体即组成即组成一个四分体一个四分体。 1 1个四分体个四分体= =1 1对同源染色体对同源染色体=2=2条染色体条染色体= =4 4条染色单体条染色单体四分体中的四分体中的非姐妹染色单体非姐妹染色单体常常发生常常发生交叉互换交叉互换非姐妹染色单体之间非姐妹染色单体之间交叉互换：交叉互换： 减减前期时，四分前期时，四分体中的体中的非姐妹染色单体非姐妹染色单体之间之间经常发生缠绕，并经常发生缠绕，并交换一部分

18、片段，称为交换一部分片段，称为交叉互换交叉互换。（2）中期：中期： 各对同源染色体排列在各对同源染色体排列在赤道板赤道板上，每条染色体的着丝点上都附着上，每条染色体的着丝点上都附着有纺锤丝。有纺锤丝。（3）后期：后期： 在纺锤丝的牵引下，配对的在纺锤丝的牵引下，配对的两条两条同源染色体彼此分离同源染色体彼此分离，分别向细胞的，分别向细胞的两极移动。两极移动。 这样，细胞的每个极只得到各对同源这样，细胞的每个极只得到各对同源染色体中的一条。染色体中的一条。 两组染色体到达细胞两极的时候，两组染色体到达细胞两极的时候，一个一个细胞分裂为两个子细胞细胞分裂为两个子细胞。即一个。即一个初级精母细胞初级

19、精母细胞分裂成了两个分裂成了两个次级精母次级精母细胞细胞。减数第一次分裂实质减数第一次分裂实质: : 同源染色体的分离同源染色体的分离（4）末期：末期：减数分裂过程中染色体数目的减半发生在：减数分裂过程中染色体数目的减半发生在：减数第一次分裂减数第一次分裂（1）前期：）前期： 次级精母细胞中，次级精母细胞中，染色体散乱的分布，染色体散乱的分布，每个染色体上都有每个染色体上都有两条姐妹染色单体。两条姐妹染色单体。（无同源染色体）（无同源染色体） 减数第二次分裂减数第二次分裂( (减减) ) （前期（前期-中期中期-后期后期-末期）末期）（2）中期：）中期： 在纺锤丝的牵引下，在纺锤丝的牵引下，每

20、条染色体的着丝点都每条染色体的着丝点都排列在排列在赤道板赤道板上。上。 （3）后期：）后期： 次级精母细胞中的每条染色次级精母细胞中的每条染色体上的体上的着丝点一分为二着丝点一分为二，两条，两条姐妹染色单体姐妹染色单体随之分开，成为随之分开，成为两条两条染色体染色体，并在纺锤丝的牵，并在纺锤丝的牵引下，这两条染色体分别向细引下，这两条染色体分别向细胞的两极移动。胞的两极移动。此时与体细胞染色体数相同此时与体细胞染色体数相同 两组子染色体到达细胞两两组子染色体到达细胞两极后，随着细胞的分裂进入到极后，随着细胞的分裂进入到两个两个子细胞子细胞中，这样，减数第中，这样，减数第一次分裂中形成的两个次级

21、精一次分裂中形成的两个次级精母细胞，经过减数第二次分裂，母细胞，经过减数第二次分裂，就形成了四个就形成了四个精细胞精细胞。减数第二次分裂实质减数第二次分裂实质: : 姐妹姐妹染色单体的分离染色单体的分离 （4）末期：）末期：精细胞精细胞变形精精 子子(蝌蚪状蝌蚪状)不属于减数分裂不属于减数分裂1 1个精原细胞个精原细胞1 1个初级精母细胞个初级精母细胞2 2个次级精母细胞个次级精母细胞4 4个精细胞个精细胞染色体复制染色体复制蛋白质合成蛋白质合成减数减数第一次分裂第一次分裂减数减数第二次分裂第二次分裂染色体复制染色体复制减数减数第一次分裂第一次分裂减数减数第二次分裂第二次分裂联会联会分离分离减

22、半减半着着丝丝点点分分裂裂精精子子的的形形成成过过程程哺哺乳乳动动物物精精子子的的形形成成过过程程图图解解精子的形成过程精子的形成过程（一）减数第一次分裂（一）减数第一次分裂 精原细胞精原细胞四分体四分体复制复制联会联会同源染色同源染色体分离体分离初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞2n2n2n2nn n总结总结次级精母细胞次级精母细胞 精细胞精细胞精子精子n nn n着丝点着丝点分裂分裂精细胞精细胞精子精子（二）（二）减数减数第二次分裂第二次分裂 变形变形（三）减数分裂基本过程（三）减数分裂基本过程 精原精原细胞细胞初级精初级精母细胞母细胞次级精次级精母细胞母细胞复制复制联会联会

23、四分体四分体同源染色体分离同源染色体分离2n2n2n2nn n着丝点着丝点分裂分裂变形变形n nn nn n2n2n特别应注意的地方特别应注意的地方：1 1、有两次分裂（、有两次分裂（减数第一次和减数第二次减数第一次和减数第二次）。）。2 2、精原细胞时染色体复制（、精原细胞时染色体复制（DNADNA加倍而染色体不变加倍而染色体不变）；）； 在减数第一次分裂中出现联会、四分体、同源染色体在减数第一次分裂中出现联会、四分体、同源染色体 分离；结束时分离；结束时染色体染色体减半减半, DNA, DNA减半减半。3 3、减数第二次分裂类似一次有丝分裂，结束时染色体不、减数第二次分裂类似一次有丝分裂，

24、结束时染色体不 再减半而再减半而DNADNA再减半，结果再减半，结果染色体和染色体和DNADNA数目数目都是精都是精 原细胞的原细胞的一半一半。4 4、形成的精细胞需经过、形成的精细胞需经过变形变形才形成精子。才形成精子。比较项目比较项目减数第一次分裂减数第一次分裂减数第二次分裂减数第二次分裂间期间期前期前期中期中期后期后期末期末期染色体复制染色体复制一般无一般无( (如有如有, ,染色染色体亦不复制体亦不复制) )同源染色体同源染色体联会形联会形成四分体成四分体无联会无联会, ,无四分体无四分体同源染色体成对的同源染色体成对的排列在赤道板的两排列在赤道板的两侧侧着丝点排列在赤着丝点排列在赤道

25、板上道板上同源染色体彼此分同源染色体彼此分离，非同源染色体离，非同源染色体自由组合自由组合, ,着丝点不着丝点不分裂分裂着丝点分裂着丝点分裂, ,姐妹染色单体分姐妹染色单体分离离染色体数目减半染色体数目减半染色体数目不变染色体数目不变减数分裂两个阶段的比较减数分裂两个阶段的比较（三三）、 卵细胞的形成卵细胞的形成过程过程1 形成的场所形成的场所 哺乳动物的卵巢中 精原细胞精原细胞卵原细胞卵原细胞不等分不等分大大小小 极体极体消失消失 等分等分不等分不等分卵卵细细胞胞的的形形成成过过程程不需变形不需变形哺哺乳乳动动物物卵卵细细胞胞的的形形成成过过程程图图解解2 2 卵细胞的形成过程卵细胞的形成过

26、程卵细胞卵细胞极体极体极体极体次级卵母细胞次级卵母细胞卵原细胞卵原细胞四分体四分体复制复制联会联会同源染色同源染色体分离体分离着丝点着丝点分裂分裂着丝点着丝点分裂分裂2n2n2n2n2n2nn nn n（四四）、卵细胞形成与精子形成的比较、卵细胞形成与精子形成的比较（1 1）相同点：）相同点：1 1、都经过减数第一次分裂，分裂过程中均有联会、四、都经过减数第一次分裂，分裂过程中均有联会、四分体、同源染色体分离等现象的出现。分体、同源染色体分离等现象的出现。2 2、都经过减数第二次分裂，分裂过程中均有着丝点分、都经过减数第二次分裂，分裂过程中均有着丝点分裂的出现。裂的出现。3 3、染色体数都比原

27、始生殖细胞减少一半。、染色体数都比原始生殖细胞减少一半。（2 2）不同点：）不同点：染色体、染色体、DNADNA分子变化规律完全相同。分子变化规律完全相同。不变形不变形精细胞变形精细胞变形不均等分裂不均等分裂均等分裂均等分裂1 1个个3 3个极体个极体4 4个个形成过程是否变形形成过程是否变形细胞质分裂细胞质分裂一次分裂形成生殖一次分裂形成生殖细胞数目细胞数目卵细胞的形成卵细胞的形成精子的形成精子的形成项项 目目联会联会四分体四分体交叉与互换交叉与互换次级精（卵）次级精（卵）母细胞母细胞精精（卵卵）细细胞胞（或或极极体体）（1 1）减数分裂第一次分裂过程染色体的变化）减数分裂第一次分裂过程染色

28、体的变化同源染色同源染色体的联会体的联会四分体四分体往往有染色单体之往往有染色单体之间的交叉与互换间的交叉与互换同源染色同源染色体的分离体的分离 （2 2）减数分裂第二次分裂染色体的主要变化：）减数分裂第二次分裂染色体的主要变化： 着丝点的分裂，与有丝不同在于没有染色体的复制。着丝点的分裂，与有丝不同在于没有染色体的复制。（五五）、减数分裂过程染色体的变化、减数分裂过程染色体的变化受精作用受精作用 精子的顶体是特化的精子的顶体是特化的溶酶体，内含多种水解酶溶酶体，内含多种水解酶类，能够溶解卵细胞的外类，能够溶解卵细胞的外被，产生孔道，被，产生孔道，使精子进使精子进入卵细胞入卵细胞(母本母本)高等动物高等动物(2N)(父本父本)受精卵受精卵(2N)卵细胞卵细胞(N)精子精子(N)减减数数分分裂裂减减数数分分裂裂有丝分裂有丝分裂受精作用受精作用减数分裂和受精作用的意义减数分裂和受精作用的意义1. 保证前后代染色体数目的恒定保证前后代染色体数目的恒定2. 引起后代变异类型的多样性引起后代变异类型的多样性