DNA的半保留复制-课件

DNA的复制1一、对一、对DNADNA分子复制的推测分子复制的推测全保留复制全保留复制半保留复制半保留复制弥散型复制弥散型复制1 1、这些观点各有不同，如何来证明哪个观点是正确的？、这些观点各有不同，如何来证明哪个观点是正确的？2 2、DNADNA分子肉眼是看不到的，如何才能分辨分子肉眼是看不到的，如何才能分辨DNADNA呢？如呢？如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？一、对DNA分子复制的推测全保留复制半保留复制弥散型复制1、2一：对一：对DNA分子复制的推测：分子复制的推测：半保留复制模型半保留复制模型沃森和克里克沃森和克里克认为认为：原有原有DNA分子的两分子的两条单链会条单链会分开分开，每，每一条单链各作为一一条单链各作为一个模板用来复制新个模板用来复制新的单链，所以的单链，所以新合新合成的成的DNA分子中有分子中有一条旧链和一条新一条旧链和一条新链。链。一：对DNA分子复制的推测：半保留复制模型沃森和克里克认为：3学生活动：学生活动：学生活动：4二、二、DNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据 自学思考以下问题：自学思考以下问题：1、大肠杆菌首先放在什么培养基中培养、大肠杆菌首先放在什么培养基中培养的？的？2、然后转移到什么培养基中培养的？、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、如果是半保留复制，离心后应该出现几条带？几条带？4、三条带离心后在试管中的分布如何？、三条带离心后在试管中的分布如何？5、实验结论是什么？、实验结论是什么？二、DNA半保留复制的实验证据 自学思考以下问题：5大肠杆菌大肠杆菌在在15N的的培养液中培养液中培养培养若干若干代代提取提取DNA离心离心转移到转移到14N的培的培养液中养液中提取提取DNA离心离心提取提取DNA离心离心细胞分裂一次细胞分裂一次第第二二代代第第一一代代一条带，重带一条带，重带一条带，中带一条带，中带两条带，中带和轻带两条带，中带和轻带细胞分裂两次细胞分裂两次15N/15N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA 14N/14N-DNA大肠杆菌在15N的培养液中培养若干代提取DNA离心转移到14615N/15N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA14N/14N-DNA14N第一代第一代第二代第二代大肠杆菌大肠杆菌该实验证明了：该实验证明了：DNA的半保留复制的半保留复制15N/15N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-7三、三、DNADNA分子复制的过程分子复制的过程回忆前面所学的内容：回忆前面所学的内容：1 1、真核细胞中，、真核细胞中，DNADNA分布在哪里？分布在哪里？2 2、在哪些内容中涉及到、在哪些内容中涉及到“DNA“DNA分子的复制分子的复制”？什么时候完成什么时候完成DNADNA的复制？的复制？1 1、DNADNA复制的场所：复制的场所：2 2、DNADNA复制的时间：复制的时间：细胞核（主要）、线粒体、细胞核（主要）、线粒体、叶绿体叶绿体有丝分裂间期、有丝分裂间期、减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期三、DNA分子复制的过程回忆前面所学的内容：1、DNA复制的84 4、DNADNA复制的条件：复制的条件：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种游离的脱氧核苷酸种游离的脱氧核苷酸ATPATPDNADNA解旋酶；解旋酶；DNADNA聚合酶聚合酶等等3 3、DNADNA复制的过程：复制的过程：解旋提供准确模板解旋提供准确模板合成互补子链合成互补子链子、母链结合盘绕形成新子、母链结合盘绕形成新DNADNA分子分子 4、DNA复制的条件：模板：亲代DNA的两条母链4种游离的95 5、DNADNA复制的特点是什么？复制的特点是什么？半保留复制半保留复制边解旋边复制边解旋边复制从结果看：从结果看：从过程看：从过程看：5、DNA复制的特点是什么？半保留复制边解旋边复制从结果看10ATCGATAGCTATCGATAGCTTAGCTATCGA6 6、DNADNA复制的结果：复制的结果：1 1个个DNADNA分子分子 2 2个完全相同的个完全相同的DNADNA分子分子(碱基排列顺序相同碱基排列顺序相同)ATCGATAGCTATCGATAGCTTAGCTATCGA11DNA分子复制的生物学意义？分子复制的生物学意义？DNA DNA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，从而保持了遗传信息的给了子代，从而保持了遗传信息的连续性连续性。DNA分子复制的生物学意义？DNA通过复制，使遗传12 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，具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板。能为复制提供精确的模板。碱基具有互补配对的能力，碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。能够使复制准确无误。DNA准确复制的原因?？DNA具有独特的双螺旋结构，13根据半保留复制和碱基互补配对原则根据半保留复制和碱基互补配对原则1、与、与DNA复制有关的碱基计算复制有关的碱基计算一个一个DNA连续复制连续复制n次后，共有多少个次后，共有多少个DNA？多少条脱氧核苷酸链？多少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条？母链多少条？子链多少条？DNA分子数分子数=2n脱氧核苷酸链数脱氧核苷酸链数=2n+1母链数母链数=子链数子链数=22n+1 2 解析：所用知识为解析：所用知识为“半保留复制半保留复制”和和“碱基互补配对原则碱基互补配对原则”，并图示，并图示分析。分析。ATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT连续第一次复制连续第一次复制连续第二次复制连续第二次复制连续第连续第n次复制次复制解：解：答：答：一个一个DNA连续复制连续复制n次后，共有次后，共有2n个个DNA，2n+1条脱氧核苷酸链，母链条脱氧核苷酸链，母链2条，条，子链子链2n+1 2条条根据半保留复制和碱基互补配对原则1、与DNA复制有关的碱基计141、概念：、概念：2、场所：、场所：3、时期：、时期：4、条件、条件5、复制、复制过程过程：6、复制特点复制特点：7、复制的结果：、复制的结果：8、复制的精确性：、复制的精确性：9、复制的生物学意义：、复制的生物学意义：课堂小结：课堂小结：模板：模板：原料：原料：能量：能量：酶：酶：以亲代以亲代DNADNA分子为模板合成子代分子为模板合成子代DNADNA分子的过程分子的过程细胞核（主要）、线粒体、叶绿体细胞核（主要）、线粒体、叶绿体有丝分裂间期和减数分裂第一次分裂间期有丝分裂间期和减数分裂第一次分裂间期解旋解旋合成合成延伸和盘绕延伸和盘绕边解旋边复制、半保留复制边解旋边复制、半保留复制1 1个个DNADNA分子分子 2 2个完全相同的个完全相同的DNADNA分子分子规则的双螺旋结构和碱基互补配对原则规则的双螺旋结构和碱基互补配对原则使遗传信息从亲代传给子代，保证了遗传信息使遗传信息从亲代传给子代，保证了遗传信息的连续性。的连续性。亲代亲代DNADNA的两条母链的两条母链4 4种游离的脱氧核苷酸种游离的脱氧核苷酸ATPATPDNADNA解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶等聚合酶等1、概念：课堂小结：模板：原料：15含含有有3232P P或或3131P P的的磷磷酸酸，两两者者化化学学性性质几几乎乎相相同同，都都可可参参与与DNADNA的的组成成，但但3232P P比比3131P P质量量大大。现将将某某哺哺乳乳动物物的的体体细胞胞放放在在含含有有3131P P磷磷酸酸的的培培养养基基中中，连续培培养养数数代代后后得得到到G G0 0代代细胞胞。然然后后将将G G0 0代代细胞胞移移到到含含有有3232P P的的培培养养基基中中培培养养，经过第第1 1、2 2次次细胞胞分分裂裂后后，分分别得得到到G G1 1、G G2 2代代细胞胞。再再从从G G0 0、G G1 1、G G2 2代代细胞胞中中提提取取出出DNADNA，经密密度度剃剃度度离离心心后后得得到到的的结果果如如图所所示示，由由于于DNADNA分分子子的的质量量不不同同，因因此此在在离离心心管管内内的的分分布布不不同同。若若、分分别代代表表轻型型、中中型型、重型重型DNADNA分子的位置，分子的位置，请回答：回答：、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 。、G G2 2代在代在、三条三条带中中DNADNA数的比例是数的比例是 。、图中中、两条两条带中中DNADNA分子所含的同位素磷分分子所含的同位素磷分别是：是：，。、上述、上述实验结果果证明了明了DNADNA的复制方式是的复制方式是 。ABD0:1:131P31P 和和32P半保留复制半保留复制能力提升题能力提升题含有32P或31P的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可参与DN16解旋酶催化解旋酶催化解旋：解旋：模板模板 （在（在DNA聚合酶的催化下，聚合酶的催化下，利用利用游离的脱氧核苷酸进行碱基互游离的脱氧核苷酸进行碱基互补配对补配对）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）复制后的复制后的DNA:同时进行同时进行组成组成复制过程复制过程解旋酶催化解旋：模板 （在DNA聚合酶的催17 在在ATPATP供能、解旋酶的作用下，供能、解旋酶的作用下，DNADNA两条脱氧两条脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，双螺旋的两双螺旋的两条链解开的过程。条链解开的过程。目的：为复制提供准确的模板，解开的两目的：为复制提供准确的模板，解开的两条单链叫母链。条单链叫母链。什么叫解旋？解旋的目什么叫解旋？解旋的目的是什么？的是什么？在ATP供能、解旋酶的作用下，DNA两条脱氧 18 什么叫什么叫“子链子链”?复制复制一次能形成几条链？一次能形成几条链？以母链为模板，以周围环境中游离的以母链为模板，以周围环境中游离的4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各为原料，按照碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的一段子链，复制一次形成子链两条。自合成与母链互补的一段子链，复制一次形成子链两条。什么叫“子链”?复制 以母链为模板，以周19三、三、DNADNA分子的复制分子的复制三、DNA分子的复制20AAATTTGGGGCCCATCDNA平面模式图DNA复制过程AAATTTGGGGCCCATCDNADNA21AAATTTGGGGCCCATCAGCTCGT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！AAATTTGGGGCCCATCAGCTCGT游离的与复制注22AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT在酶的催化下在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，在解旋酶的作用下，把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程叫解旋解旋。AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT在酶的催化下D23AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT亲代亲代DNA的的一条链一条链(母链母链)作为模板作为模板AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT亲代DNA的24AAATTTGGGGCCCATCCTAGTCG还未解旋刚解旋所以DNA复制特点之一是:边解旋边复制边解旋边复制通过碱基互补通过碱基互补配对脱氧核苷酸配对脱氧核苷酸结合到母链上结合到母链上已在复制AAATTTGGGGCCCATCCTAGTCG还未解旋刚解旋25AAATTTGGGGCCCATCAAATTTGGGGCCCATC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AAATTTGGGGCCCATCAAATTTGGGGCCCA26