DNA的复制PowerPoint 演示文稿

第三节DNA的复制思考：生物亲子代之间是通过遗传物思考：生物亲子代之间是通过遗传物质传递遗传信息的，那么亲代的遗传质传递遗传信息的，那么亲代的遗传物质如何物质如何“多出一份多出一份”来传递给子代？来传递给子代？思考？思考？你能从你能从DNA分子的双螺旋结构，设分子的双螺旋结构，设想出想出DNA复制的方式可能有哪几种吗？复制的方式可能有哪几种吗？沃森和克里克在发表沃森和克里克在发表DNADNA分子双螺旋结构的那篇著分子双螺旋结构的那篇著名短文的结尾处写道：名短文的结尾处写道：“在提出碱基特异性配对的看法后，我们立在提出碱基特异性配对的看法后，我们立即又提出了遗传进行复制的一种可能机理。即又提出了遗传进行复制的一种可能机理。”复制一次复制一次亲代亲代DNADNA子代子代DNADNA复制一次复制一次复制一次复制一次分散复制分散复制（弥散复制）（弥散复制）半保留复制半保留复制全保留复制全保留复制推测：推测：一一.对对DNADNA分子复制的推测分子复制的推测DNADNA是肉眼看不到的如何才能分辨是肉眼看不到的如何才能分辨DNADNA？实验的基本思路是什么？实验的基本思路是什么？实验是如何区分亲子代的实验是如何区分亲子代的DNADNA分子的？分子的？用密度梯度离心后用密度梯度离心后重带重带、中带中带、轻带轻带表表示的示的DNADNA分子的双链构成是怎样的？分子的双链构成是怎样的？在整个实验的亲代、子一代、子二代细在整个实验的亲代、子一代、子二代细胞中提取的胞中提取的DNADNA离心的结果说明了什么？离心的结果说明了什么？【阅读与思考】【阅读与思考】P53二二.DNA.DNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据怎样把不一样的怎样把不一样的DNADNA分开呢？分开呢？N N想一想想一想 ：可以用什么同位素去标记可以用什么同位素去标记DNADNA？实验思路实验思路：科学家以含有科学家以含有15N标记的标记的NH4Cl培养液来培养液来培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖几代，获得含有培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖几代，获得含有15N标记的标记的DNA的大肠杆菌。然后，再将获得的大的大肠杆菌。然后，再将获得的大肠杆菌转移到肠杆菌转移到14N的普通培养液中。在不同时刻收的普通培养液中。在不同时刻收集大肠杆菌并提取集大肠杆菌并提取DNA，再将，再将DNA进行离心，记进行离心，记录离心后试管中录离心后试管中DNA的位置。的位置。转移到含转移到含1414NHNH4 4ClCl的培养液中的培养液中大肠杆菌在含大肠杆菌在含1515NHNH4 4ClCl的培养液中生的培养液中生长若干代长若干代1515N/N/1515N N1515N/N/1414N N1414N/N/1414N N1515N/N/1414N N实验过程：实验过程：重带重带(下部下部)中带中带(中间中间)轻带轻带(上部上部)中带中带(中间中间)亲代：亲代：子一代：子一代：子二代：子二代：亲亲 代代第一代第一代第二代第二代第三代第三代15N15N类推第五代时在离心管中，上中下层的比例如何？类推第五代时在离心管中，上中下层的比例如何？讨论：若讨论：若DNA是以全保留方式复制的，请是以全保留方式复制的，请画出亲代，第一，第二代画出亲代，第一，第二代DNA离心后在试离心后在试管中的位置？管中的位置？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变通：变通：亲代母链与子代亲代母链与子代DNADNA链数之比为：链数之比为：含亲代母链的含亲代母链的DNADNA分子数与子代分子数与子代DNADNA分子数分子数之比为：之比为：规律规律1 1：亲代亲代DNADNA复制复制n n代后，代后，DNADNA分子分子数为，含亲代母链的数为，含亲代母链的DNADNA分子数分子数为，不含亲代母链的为，不含亲代母链的DNADNA分子数分子数为为1/2n2/2n2n2个个2n2解释【寻找规律寻找规律】1、概念：、概念：2、场所：、场所：3、时期：、时期：4、条件、条件5、复制过程：、复制过程：6、复制特点、复制特点7、准确复制原因、准确复制原因8、复制的生物学意义：、复制的生物学意义：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的过程的过程真核生物：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体、真核生物：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体、原核生物：拟核原核生物：拟核有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期（真核生物）有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期（真核生物）无丝分裂之前无丝分裂之前模板：模板：原料：原料：能量：能量：酶酶 ：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（A A、G G、C C、T T）ATP;ATP;DNADNA解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合酶等。聚合酶等。模板模板母链（旧链）母链（旧链）子链（新链）子链（新链）形成两个子代形成两个子代DNA:组成组成形成子链形成子链：以解开的：以解开的每段链为模板，以游离每段链为模板，以游离的脱氧核苷酸为原料的脱氧核苷酸为原料,在在DNADNA聚合酶作用下，聚合酶作用下，按照碱基互补配对原则按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链。合成与母链互补的子链。复制的过程复制的过程解旋：解旋：利用细胞提供利用细胞提供的能量，在的能量，在解旋酶解旋酶的作的作用下，把两条螺旋的双用下，把两条螺旋的双链解开。链解开。螺旋化：螺旋化：在酶的作在酶的作用下，重新生成两个用下，重新生成两个双螺旋结构的双螺旋结构的DNADNA分子分子 氢键断裂氢键断裂以母链为以母链为模板进行模板进行碱基配对碱基配对解旋酶解旋酶解旋解旋同时进行同时进行(边解旋边复制）边解旋边复制）复制过程复制过程:1、概念：、概念：2、场所：、场所：3、时期：、时期：4、条件、条件5、复制过程：、复制过程：6、复制特点、复制特点7、准确复制原因、准确复制原因8、复制的生物学意义：、复制的生物学意义：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的过程的过程真核生物：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体、真核生物：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体、原核生物：拟核原核生物：拟核有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期（真核生物）有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期（真核生物）无丝分裂之前无丝分裂之前模板：模板：原料：原料：能量：能量：酶酶 ：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（A A、G G、C C、T T）ATP;ATP;DNADNA解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合酶等。聚合酶等。解旋解旋合成互补子链合成互补子链形成子代形成子代DNADNA1、概念：、概念：2、场所：、场所：3、时期：、时期：4、条件、条件5、复制过程：、复制过程：6、复制特点、复制特点7、准确复制原因、准确复制原因8、复制的生物学意义：、复制的生物学意义：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的过程的过程真核生物：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体、真核生物：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体、原核生物：拟核原核生物：拟核有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期（真核生物）有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期（真核生物）无丝分裂之前无丝分裂之前模板：模板：原料：原料：能量：能量：酶酶 ：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（A A、G G、C C、T T）ATP;ATP;DNADNA解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合酶等。聚合酶等。解旋解旋合成互补子链合成互补子链形成子代形成子代DNADNA边解旋复制边解旋复制半保留复制半保留复制多起点复制多起点复制1、概念：、概念：2、场所：、场所：3、时期：、时期：4、条件、条件5、复制过程：、复制过程：6、复制特点、复制特点7、准确复制原因、准确复制原因8、复制的生物学意义：、复制的生物学意义：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的过程的过程真核生物：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体、真核生物：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体、原核生物：拟核原核生物：拟核有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期（真核生物）有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期（真核生物）无丝分裂之前无丝分裂之前模板：模板：原料：原料：能量：能量：酶酶 ：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（A A、G G、C C、T T）ATP;ATP;DNADNA解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合酶等。聚合酶等。解旋解旋合成互补子链合成互补子链形成子代形成子代DNADNA（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7.准确复制原因：准确复制原因：DNADNA分子具有独特的分子具有独特的双螺旋结构双螺旋结构，为复制提供了精，为复制提供了精确的模板；确的模板；碱基遵循碱基遵循互补配对原则互补配对原则，使复制准确无误。，使复制准确无误。9、复制的生物学意义：、复制的生物学意义：DNA分子通过复制，使遗传信息从亲代传递给分子通过复制，使遗传信息从亲代传递给了子代，从而保持了遗传信息的连续性，保证了子代，从而保持了遗传信息的连续性，保证了物种的相对稳定性。了物种的相对稳定性。8 8：结果：结果DNADNA复制复制1 1次，可以产生两个完全一样的次，可以产生两个完全一样的DNADNA分子，如果连续分子，如果连续复制复制n n次，则可以形成次，则可以形成2 2n n 个子代个子代DNADNA分子。分子。规律规律2 2：亲代亲代DNADNA分子经分子经 n n 次复制后，次复制后，所需某种游离的脱氧核苷酸数为：所需某种游离的脱氧核苷酸数为：R a(2 n1)其中其中 a a 表示亲代表示亲代DNADNA含有的某种含有的某种碱基数，碱基数，n n 表示复制的次数。表示复制的次数。例如：一个例如：一个DNADNA分子片段，经水分解消耗分子片段，经水分解消耗8888个水个水分子，得到多少个脱氧核苷酸？分子，得到多少个脱氧核苷酸？规律规律3 3：碱基总数失去碱基总数失去H H2 2O O数数2 290【智慧眼智慧眼寻找规律寻找规律】具有具有100个碱基对的个碱基对的1个个DNA分子片断，分子片断，内含内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制两次，个胸腺嘧啶，如果连续复制两次，则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为（）个。）个。180 某某DNA分子共含有含氮碱基分子共含有含氮碱基1400个，其中一个，其中一条链上条链上A+T/C+G=2:5，问该，问该DNA分子连续复制分子连续复制2次，共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是次，共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是（）个。）个。600图中一、二、三表示图中一、二、三表示DNA复制的过程复制的过程一表示一表示_，这一过程中，这一过程中，DNA分子在分子在 的作用下，两条扭成螺旋的的作用下，两条扭成螺旋的长链开始长链开始_。二表示二表示 。每条。每条母链在一些母链在一些_ _的作用下，链上的的作用下，链上的碱基按照碱基按照_与周围环与周围环境中游离的境中游离的_来配对来配对.三表示三表示_。解旋解旋解旋酶解旋酶 以母链为模板进行碱基配对以母链为模板进行碱基配对解开解开DNA聚合酶聚合酶碱基互补配对原则碱基互补配对原则脱氧核苷酸脱氧核苷酸形成两个新的形成两个新的DNA分子分子练习练习2DNA分子的半保留复制方式使分子的半保留复制方式使 A分子结构具有相对稳定性分子结构具有相对稳定性B能精确进行自我复制，保证亲代与子代之能精确进行自我复制，保证亲代与子代之 间的间的 连续性连续性C能够精确地指导蛋白质合成能够精确地指导蛋白质合成D产生可遗传变异的机会产生可遗传变异的机会3一个双链一个双链DNA分子为第一代，经过分子为第一代，经过3次自我次自我复制，在第四代复制，在第四代DNA分子中，共有分子中，共有 条长链条长链有有 条第一代脱氧核苷酸的长链条第一代脱氧核苷酸的长链 A2 B4 C8 D16A D B 课堂练习课堂练习4下列关于下列关于DNA复制过程中，正确顺复制过程中，正确顺序是（序是（）互补碱基对间氢键断裂互补碱基对间氢键断裂 互补碱基互补碱基对之间形成氢键对之间形成氢键 DNA分子在解旋酶分子在解旋酶作用下解旋作用下解旋 以母链为模板进行碱基以母链为模板进行碱基互补配对互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋结子链与母链盘旋成双螺旋结构构 A B C DC课堂练习课堂练习5、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 D6、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，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B课堂练习课堂练习 1、一个DNA分子中，有腺嘌呤1500个，腺嘌呤与鸟嘌呤之比为3：1，则这个DNA分子中脱氧核糖的分子数目为_个。2、甲DNA分子的一条链上A+C/G+T=0.8，乙DNA分子的一条链上 A+T/G+C=1.25,那么甲、乙DNA分子中互补链上相应的碱基比例分别是_和_。课堂训练：课堂训练：40001.251.253、某DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和为46%，该DNA一条链（a链）中腺嘌呤占28%，a链的互补链（b链）中腺嘌呤占该链全部碱基的百分比是_。4、某DNA分子中含有 30%的腺嘌呤，该DNA分子一条链上鸟嘌呤最多可占此链碱基总数的_。26%40%5.某生物中嘌呤占某生物中嘌呤占58%，嘧啶占，嘧啶占42%，此，此生物可能是生物可能是 A.噬菌体噬菌体 B.小麦小麦 C.TMV D.任何生物任何生物6.某双链某双链DNA分子带有分子带有15N同位素标记，在同位素标记，在试管中以该试管中以该DNA为模板进行复制实验，连续为模板进行复制实验，连续复制复制4代之后，试管中带有代之后，试管中带有15N同位素标记的同位素标记的DNA占总量的占总量的 。A.12.5%B.25%C.50%D.100%A7、含有32P或31P的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可参与DNA的组成，但32P比31P质量大。现将某哺乳动物的体细胞放在含有31P磷酸的培养基中，连续培养数代后得到G0代细胞。然后将G0代细胞移到含有32P的培养基中培养，经过第1、2次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取出DNA，经密度剃度离心后得到的结果如图所示，由于DNA分子的质量不同，因此在离心管内的分布不同。若、分别代表轻型、中型、重型DNA分子的位置，请回答：、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 。、图中、图中 、两条带中两条带中DNADNA分子所含的分子所含的同位素磷分别是：同位素磷分别是：，。、上述实验结果证明了、上述实验结果证明了DNADNA的复制方式的复制方式是是 。0:1:131P31P 和和32P半保留复制半保留复制以含有以含有31P标志的大肠杆菌标志的大肠杆菌放入放入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：