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DNA的复制1最早提出的最早提出的DNADNA复制模型有三种复制模型有三种:1 1、全保留复制：新复制出的分子直接形成，、全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；完全没有旧的部分；2 2、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；3 3、分散复制：新复制的分子中、分散复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的新旧都有，但分配是随机组合的复制一次复制一次复制一次复制一次复制一次复制一次一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测最早提出的DNA复制模型有三种:1、全保留复制：新复制出的分2沃森和克里克推测是沃森和克里克推测是半保留复制模型半保留复制模型2、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？把复制的单链和原来的链把复制的单链和原来的链做上标记做上标记，然后观察它，然后观察它在新在新DNA中出现的情况。中出现的情况。复制一次复制一次1、这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？、这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？只能用只能用实验实验来证明。来证明。一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测(续续)沃森和克里克推测是半保留复制模型2、如果要你来设计实验，你认32 2 怎样把不一样的怎样把不一样的DNADNA分开呢？分开呢？N N 1 1 可以用什么同位素去标记可以用什么同位素去标记DNADNA？密度梯度离心技术密度梯度离心技术密度梯度离心技术密度梯度离心技术14N/14NDNA15N/14NDNA15N/15NDNA轻链轻链中链中链重链重链同位素示踪技术同位素示踪技术同位素示踪技术同位素示踪技术二、二、DNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据运用技术：运用技术：运用技术：运用技术：实验材料：实验材料：实验材料：实验材料：大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌2 怎样把不一样的DNA分开呢？N 1 可以用什么同位素去4实验结论：实验结论：DNADNA的复制是以的复制是以半保留方式半保留方式进行的。进行的。重带重带(下部下部)1515N/N/15N中带中带(中间中间)1515N/N/14N轻带轻带(上部上部)1414N/N/14N中带中带(中间中间)1515N/N/14N二、二、DNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据实验结论：DNA的复制是以半保留方式进行的。重带(下部)155亲亲 代代第一代第一代第二代第二代第三代第三代15N15N亲 代第一代第二代第三代15N15N6一个一个DNADNA分子复制几代分子复制几代后的情况如何？后的情况如何？拓展延伸拓展延伸一个一个DNADNA分子经几代复制后的所有分子经几代复制后的所有DNADNA中：中：2 2 所有所有DNADNA与原与原DNADNA所带的遗传信息（脱氧核苷酸序列）所带的遗传信息（脱氧核苷酸序列）完全相同（变异除外）。完全相同（变异除外）。1 1 只有两个只有两个DNADNA分子含有原分子含有原DNADNA链。链。一个DNA分子复制几代后的情况如何？拓展延伸一个DNA分子经7世代世代分子分子总数总数DNADNA分子在离心管中位分子在离心管中位置置不同不同DNADNA分子占全部分子占全部DNADNA分子之比分子之比1515N N分子分子杂种分子杂种分子1414N N分子分子0 01 12 23 3n n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12482n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）拓展延伸拓展延伸世代分子总数DNA分子在离心管中位置不同DNA分子占全部DN8 1.DNA分子复制的概念是什么?2.DNA分子复制过程怎么进行?3.DNA分子复制过程需要哪些条件?4.DNA分子复制过程有何特点?5.DNA分子复制有何生物学意义?思考如下问题：思考如下问题：三、三、DNADNA复制的复制的过程过程 1.DNA分子复制的概念是什么?思考如下问题：三、D9DNA分子是在什么时间进行复制的？间期间期动物细胞有丝分裂周期图DNA分子是在什么时间进行复制的？间期动物细胞有丝分裂周期图101、某些药物可以抑制肿瘤细胞、某些药物可以抑制肿瘤细胞DNA的复制，从而的复制，从而达到控制癌症的目的。这些药物作用的细胞正处达到控制癌症的目的。这些药物作用的细胞正处于细胞周期的（于细胞周期的（）A 间期间期 B 前期前期 C 中期中期 D 不能确定不能确定随学随练：随学随练：1、某些药物可以抑制肿瘤细胞DNA的复制，从而达到控制癌症的11AAATTTGGGGCCCATC思考：1、DNA复制需要哪些基本条件？2、复制过程有何主要特点？3、复制形成的子代DNA和亲代DNA 有何关系？三、三、DNADNA复制的过程复制的过程AAATTTGGGGCCCATC思考：1、DNA复制需要哪些12AAATTTGGGGCCCATCAGCTCGT游离的游离的脱氧核苷酸脱氧核苷酸与复制与复制有关的酶有关的酶注意，此处注意，此处氢键将被打开！氢键将被打开！三、三、DNADNA复制的过程复制的过程AAATTTGGGGCCCATCAGCTCGT游离的与复制注13AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGTDNADNA分子利用细胞提供的分子利用细胞提供的能量能量能量能量，在，在解旋酶解旋酶解旋酶解旋酶的作用下，的作用下，把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程叫把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程叫解旋解旋。三、三、DNADNA复制的过程复制的过程AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGTDNA分子利用14AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT亲代DNA的一条链作为模板三、三、DNADNA复制的过程复制的过程AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT亲代DNA的三15AAATTTGGGGCCCATCCTAGTCG还未解旋所以所以DNADNA复制特点之一是复制特点之一是:边解旋边复制边解旋边复制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三、三、DNADNA复制的过程复制的过程AAATTTGGGGCCCATCCTAGTCG还未解旋所以D16AAATTTGGGGCCCATCAAATTTGGGGCCCATC一个子代DNA另一个子代DNA形成两条完全相同的子代DNAAAATTTGGGGCCCATCAAATTTGGGGCCCA17TTTGGCTCAAATTTGGGGCCCATCAAAGGCCA新合成的新合成的一条链一条链(子链子链)所以DNA复制特点之二是:进行半保留复制DNADNA复制后产生的每个子代复制后产生的每个子代DNADNA分子中，都有一条分子中，都有一条单链是原单链是原DNADNA保留下来的，而另一条单链是新合成保留下来的，而另一条单链是新合成的。这种复制方式我们称其为的。这种复制方式我们称其为半保留复制半保留复制。TTTGGCTCAAATTTGGGGCCCATCAAAGGC18DNA复制需什么条件？复制需什么条件？酶酶 ：能量能量原料：原料：模板：模板：解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合酶等聚合酶等四种大量的脱氧核苷酸四种大量的脱氧核苷酸三、三、DNADNA复制的过程复制的过程DNADNA解开的两条单链解开的两条单链ATPATPDNA复制需什么条件？酶：解旋酶，DNA聚合酶等四种大19为什么复制形成两条完全相同的为什么复制形成两条完全相同的DNADNA，并且，并且它们都和亲代它们都和亲代DNADNA一样？一样？AGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTC+1、DNADNA分子的分子的独特的双螺旋结构独特的双螺旋结构为复制为复制DNADNA提供提供精确的模板精确的模板。为什么复制形成两条完全相同的DNA，并且它们都和亲代DNA一20为什么复制能形成两条完全相同的为什么复制能形成两条完全相同的DNADNA，并且，并且它们都和亲代它们都和亲代DNADNA一样？一样？AGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTC+2、碱基互补配对原则碱基互补配对原则保证了复制能够保证了复制能够准确无误准确无误地进行地进行。为什么复制能形成两条完全相同的DNA，并且它们都和亲代DNA21思考：思考：DNA分子复制的意义？分子复制的意义？DNADNA通过复制，使遗传信息从亲代传通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保证了物种的相对稳给了子代，从而保证了物种的相对稳定性，保持了遗传信息的连续性，使定性，保持了遗传信息的连续性，使得种族得以延续。得种族得以延续。思考：DNA分子复制的意义？DNA通过复制，使遗224.4.条件条件模板模板 酶酶 能量能量 原料原料1.1.概念概念3.3.场所场所 主要在细胞核内主要在细胞核内三、三、DNADNA复制的过程复制的过程2.2.时间时间5.5.特点特点:6.6.方式方式:7.7.准确复制的保证：准确复制的保证：8.8.意义意义:有丝分裂有丝分裂间期间期和减数第一次分裂前的和减数第一次分裂前的间期间期边解旋边复制边解旋边复制半保留复制半保留复制独特的独特的双螺旋结构双螺旋结构提供精确模板提供精确模板碱基互补配对碱基互补配对保证准确复制保证准确复制保持遗传信息的连续性，使种族得以延续。保持遗传信息的连续性，使种族得以延续。以亲代以亲代DNADNA为模板合成子代为模板合成子代DNADNA的过程。的过程。4.条件模板 酶 能量 原料1.概念3.场所 主要在23材料分析题材料分析题步骤步骤1 1：19561956年美国生物化学家康贝格在试管中，将大肠杆菌年美国生物化学家康贝格在试管中，将大肠杆菌中提取出的中提取出的DNADNA聚合酶聚合酶加人到具有加人到具有4 4种丰富的脱氧核苷酸种丰富的脱氧核苷酸的人的人工合成体系中。结果工合成体系中。结果:在试管中在试管中4 4种脱氧核苷酸不能合成种脱氧核苷酸不能合成DNADNA分分子。子。步骤步骤2 2：康贝格在上述试管中加人了康贝格在上述试管中加人了少量少量DNADNA分子分子和和ATPATP,培养培养在适宜温度条件下在适宜温度条件下,一段时间后一段时间后,测定其中测定其中DNADNA的含量。结果：的含量。结果：试管中的的试管中的的DNADNA含量增加。含量增加。【材料一】【材料一】问题：问题：实验中加入的实验中加入的DNADNA聚合酶、聚合酶、4 4种脱氧核苷酸，少量种脱氧核苷酸，少量DNADNA以以及及ATPATP分别起什么作用分别起什么作用?根据实验可知根据实验可知,复制需要哪些必需的条复制需要哪些必需的条件件?条件：条件：酶酶 原料原料 模板模板 能量能量 材料分析题步骤1：1956年美国生物化学家康贝格在试管中，将24 生化分析得知，生化分析得知，间期间期细胞中细胞中脱氧核昔酸含量脱氧核昔酸含量开始时很开始时很低，不久急剧增加，以后又逐渐降低到初始水平。随着低，不久急剧增加，以后又逐渐降低到初始水平。随着脱氧核苷酸含量的动态变化，脱氧核苷酸含量的动态变化，DNADNA聚合酶的活性聚合酶的活性显著增高。显著增高。这说明什么问题？这说明什么问题？【材料【材料二二】【材料【材料三三】将变形虫放在有标记过的脱氧核苷酸培养液中，一将变形虫放在有标记过的脱氧核苷酸培养液中，一段时间后，在段时间后，在细胞核中细胞核中首先发现首先发现有标记的有标记的DNADNA分子分子。这。这说明什么问题？说明什么问题？材料分析题材料分析题DNADNA复制发生在细胞分裂的间期。复制发生在细胞分裂的间期。DNADNA复制发生在细胞核中。复制发生在细胞核中。生化分析得知，间期细胞中脱氧核昔酸含量开始时很低，25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：含亲代母链含亲代母链DNADNA分子数与子代分子数与子代DNADNA分子数之比为：分子数之比为：规律规律1 1：亲代亲代DNADNA复制复制n n代代后，后，DNADNA分子数为个，分子数为个，其中，含亲代母链的其中，含亲代母链的DNADNA分子数为个，分子数为个，含子代链的含子代链的DNADNA分子数为个，分子数为个，只含亲代母链的只含亲代母链的DNADNA分子数为分子数为 个个，只含子代链的只含子代链的DNADNA分子数是分子数是 个。个。1/2n2/2n2n22n2【智慧眼智慧眼寻找规律寻找规律】02n变通：亲代母链与子代DNA链数之比为：262 2、某一噬菌体、某一噬菌体DNADNA分子用重氢标记，问连续复分子用重氢标记，问连续复制制5 5次，共产生次，共产生_个噬菌体，含重氢标记个噬菌体，含重氢标记的有的有_个，含重氢标记的链占全部个，含重氢标记的链占全部DNADNA链链的的 _ _ ，含重氢标记的，含重氢标记的DNADNA占全部占全部DNADNA的的_._.32322 21/321/321/161/16随学随练：随学随练：2、某一噬菌体DNA分子用重氢标记，问连续复制5次，共产生27规律规律2 2：亲代亲代DNADNA分子经分子经 n n 次次复制后，所需复制后，所需某种游某种游离的脱氧核苷酸数离的脱氧核苷酸数为：为：R a(2 n1)其中：其中：a a 表示亲代表示亲代DNADNA含有的某种脱氧核苷数，含有的某种脱氧核苷数，n n 表示复制的次数。表示复制的次数。【智慧眼智慧眼寻找规律寻找规律】规律2：【智慧眼寻找规律】283 3、具有、具有100100个碱基对的个碱基对的1 1个个DNADNA分子区段，内含分子区段，内含4040个胸腺嘧啶，如果连续复制个胸腺嘧啶，如果连续复制2 2次，则需游次，则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸多少个（离的胞嘧啶脱氧核苷酸多少个（）A A、60 B60 B、80 80 C C、120 D120 D、180180随学随练：随学随练：3、具有100个碱基对的1个DNA分子区段，内含40个胸腺嘧291 1、下面关于、下面关于DNADNA复制过程的描述，错误的是（复制过程的描述，错误的是（）A A 复制需要能量复制需要能量 B B边解旋边复制边解旋边复制 C C 复制需要氨基酸和酶复制需要氨基酸和酶 D D 复制遵循碱基互补配对原则复制遵循碱基互补配对原则 巩固练习：巩固练习：1、下面关于DNA复制过程的描述，错误的是（）巩固302 2、下列关于、下列关于DNADNA复制过程的正确顺序是（复制过程的正确顺序是（）互补碱基对间氢键断裂互补碱基对间氢键断裂 互补碱基对之间形成氢键互补碱基对之间形成氢键DNADNA分子在解旋酶作用下解旋分子在解旋酶作用下解旋 以母链为模板进行碱基互补配对以母链为模板进行碱基互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋结构子链与母链盘旋成双螺旋结构 A B A B C D C D 巩固练习：巩固练习：2、下列关于DNA复制过程的正确顺序是（）31 3、分分析析一一个个DNADNA分分子子时时，发发现现有有30%30%的的脱脱氧氧核核苷苷酸酸含含有有腺腺嘌嘌呤呤，由由此此可可知知，该该分分子子中中一一条条链链上上鸟鸟嘌嘌呤呤含含量量的的最最大大值值可可占占此此链链碱碱基基总总数数的（的（）A A、20%B20%B、30%30%C C、40%D40%D、70%70%巩固练习：巩固练习：3、分析一个DNA分子时，发现有30%的脱氧核苷酸含有腺嘌32、G G0 0、G G1 1、G G2 2三代三代DNADNA离心后的离心后的试管分管分别是是图中的：中的：G G0 0 、G G1 1 、G G2 2 。、G2G2代在代在、三条带中三条带中DNADNA数的比例是数的比例是 。、图中、图中 、两条带中两条带中DNADNA分子所含的同位素磷分子所含的同位素磷分别是：分别是：，。、上述实验结果证明、上述实验结果证明DNADNA复制方式是复制方式是 。ABD0:1:131P31P 和和32P半保留复制半保留复制4.4.以含有以含有3131P P标志的大志的大肠杆菌放杆菌放入入3232P P的培养液中，培养的培养液中，培养2 2代。代。离心离心结果如右：果如右：、G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的：G033谢谢 辛苦了34
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