DNA的复制(动画)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,DNA的复制,生物亲子代之间是通过,传递遗传信息的，那么亲代的遗传物质如何,“,多出一份,”,来传递给子代？,问题探讨,遗传物质,何谓 DNA,分子的,复制？,以,亲代DNA,分子为模板合成,子代DNA分子,过程称为,DNA,分子的复制,那么,DNA,是如何复制？,最早提出的,DNA,分子复制模型有三种,:,一、对,DNA,分子复制的推测,1.全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；,2.半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；,3.弥散型复制,：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的,复制一次,复制一次,复制一次,探究一,：,DNA,分子复制,的,方式,全保留复制,半保留复制,弥散复制,假说,-,演绎法,【,作出假设,】,假设,2,：若子代,DNA,两条链,_,，,为,全保留,复制,假设,1,：若子代,DNA,两条链,_,，,为,半保留,复制,都是母链或都是子链,一条母链一条子链,2,、如何区分母链和子链,同位素标记法：,密度梯度离心,3、复制后的DNA分子混合在一起的，,不易分离,，如何将不同标记的DNA分开呢？,6,提取,DNA,，进行密度梯度离心,15,N,，,14,N,来区分子链和母链,15,N,/,14,N,（,一条链为,14,N,，一条,15,N,的,DNA,分子）,15,N/,15,N,（双链均为,15,N,的,DNA,分子）,14,N,/,14,N,（双链均为,14,N,的,DNA,分子）,的,DNA,分子位于最上层,的,DNA,分子位于最下层,的,DNA,分子位于中间,轻链带,(,上层,),14,N/,14,N,杂合链带,(,中间,),15,N/,14,N,重链带,(,下部,),15,N/,15,N,14,N/,14,N,、,15,N/,14,N,、,15,N/,15,N,这三种分子的，密度大小为,14,N/,14,N,15,N/,14,N,15,N/,15,N,则其密度梯度离心的结果是：,14,N/,14,N,15,N/,14,N,15,N/,15,N,用,15,N,标记亲代,DNA,是的，放在,14,N,的环境中进行培养，,1,、,DNA,是半保留复制，则亲代、子一代、子二代,DNA,分别含有哪种,N,元素？组成是怎样的,?,离心后的分布？,2,、,DNA,是全保留复制，则亲代、子一代、子二代,DNA,分别含有哪种,N,元素？组成是怎样的,?,离心后的分布？,【,演绎推理,】,15,N/,15,N,-,重型,DNA,(,全部,),子一代,子二代,亲 代,15,N,/,14,N,-,中型,DNA,(,全部,),15,N,/,14,N,-,中型,DNA,(1/2),14,N,/,14,N,-,轻型,DNA,(1/2),半保留复制,15,N/,15,N,-,重型,DNA,(,全部,),15,N,/,15,N,-,重型,DNA,(1/2),15,N,/,15,N,-,重型,DNA,(1/4),14,N,/,14,N,-,轻型,DNA,(3/4),全保留复制,子一代,子二代,亲 代,14,N,/,14,N,-,轻型,DNA,(1/2),DNA,为半保留复制,15,15,14,15,14,15,14,15,14,14,14,15,14,14,15,N/,15,N,15,N/,14,N,14,N,/,14,N,15,N,/,14,N,15,N,14,N,密度大,密度小,亲代,14,N,第一代,子代,14,N,第二代,子代,继续,培养,证明,DNA,分子复制的实验示意图,放入盛有氯化铯溶液的试管中离心处理,轻链带,含,14,N,重链带,含,15,N,杂合链带,含,14,N,和,15,N,轻链带（,含,14,N,）,杂合链带（,含,14,N,和,15,N,）,继续 培养,实验结论：,DNA,的复制是以,半保留,的方式进行的,请画出,60,分钟时提取,DNA,的离心后的链带,【,验证假设,】,作出假设,演绎推理,验证假设,假说演绎,【,小结,】,（,1,）,DNA,的复制是半保留复制,（,2,）子代,DNA,可能的情况及如何设计实验验证这种现象,（,3,）通过实验进行验证,探究一：,DNA,复制,的,方式,实验结论：,DNA,的复制是以,半保留,的方式进行的,第一代,第二代,第三代,第四代,无论,DNA,复制多少次，含有原来,母链的,DNA,分子,永远只有,两,条,2、半保留复制过程的DNA变化示意图,复制三次,复制二次,复制一次,亲代,DNA,分子,复制,1,次,复制,2,次,复制,3,次,4,8,2,=2,1,=2,2,=2,3,【,分析,】,15,N,14,N,无论,DNA,复制多少次，含有原来母链的,DNA,分子,永远只有两条,(1),子代,DNA,分子数为,2,n,个。,含有亲代链的,DNA,分子数为,2,个。,不含亲代链的,DNA,分子数为,(2,n,-2),个。,(2),子代脱氧核苷酸链数为,2,n+1,条。,亲代脱氧核苷酸链数为,2,条。,新合成的脱氧核苷酸链数为,(2,n+1,-2),条。,(3),消耗的脱氧核苷酸数。,亲代,DNA,分子含有某种脱氧核苷酸,m,个,n,次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为,m,(2,n,-1),个。,第,n,次复制所需该脱氧核苷酸数为,m,2,n-1,个。,DNA,复制,n,次,的有关计算规律,变通,1,：,亲代母链与子代,DNA,链数之比为：,变通,2,：,含亲代母链的,DNA,分子数与子代,DNA,分子数之比为：,1/2,n,2/,2,n,变通,3,：,碱基总数失去,H,2,O,数,2,例如：一个,DNA,分子片段，经水分解消耗,88,个水分子，得到多少个脱氧核苷酸？,90,科恩伯格,(,美,),4,种脱氧核苷酸,DNA,人工合成系统,探究二：,DNA,复制的条件,实验一：将大肠杆菌中提取出的,DNA,聚合酶,加到具有足量的四种,脱氧核苷酸,的试管中。培养在适宜温度的条件下，一段时间后，测定其中的,DNA,含量。,酶,实验二：在上述试管中加入少量,DNA,片段,和,ATP,，培养在适宜的温度条件下，一段时间后，测定其中的,DNA,含量。,DNA,片段,ATP,没有,DNA,合成,DNA,含量增加,4,种脱氧核苷酸,探究二：,DNA,复制的条件,原料,能量,催化剂,模板,4,种脱氧核苷酸,ATP,酶,DNA,分子,酶,DNA,片段,ATP,4,种脱氧核苷酸,探究二：,DNA,复制的条件,？,阅读课本,P72,图,4-11,，思考：,DNA,分子的复制过程主要包括哪些步骤？,三、复制的过程,解旋酶催化（氢键断裂）,解旋：,模板,（在,DNA,聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行）,合成子链（复制和延伸）：以母链为模板进行碱基配对,母链（旧链）,子链（新链）,重新螺旋，形成两个子代,DNA:,同时进行,(,边解旋边复制）,组成,DNA,的复制过程,讨论：,二条母链的碱基顺序是否相同？,二条子链的碱基顺序是否相同？,新合成的二个,DNA,碱基顺序是否相同？,DNA,分子复制的过程,互补,互补,相同,DNA,分子是在什么时间进行复制的？,在减数第一次分裂前的间期进行复制,有丝分裂在间期进行复制,新复制两个子代,DNA,分子是在什么时间分离的？,在减数第二次分裂的后期,有丝分裂在后期,1.概念：,2.场所：,3.时期：,4.条件,5.复制过程：,6.准确复制原因,有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期,模板：,原料：,能量：,酶：,DNA,的两条母链,游离的,4,种脱氧核苷酸（,A,、,G,、,C,、,T,）,ATP,DNA,解旋酶、,DNA,聚合酶、,DNA,连接酶等,DNA双链提供精确的模板,细胞核（主要）、线粒体、叶绿体,解旋合成互补子链形成子代,DNA,碱基互补配对原则,DNA,的复制,就是指以亲代,DNA,为模板合成子代,DNA,的过程,三、,DNA,分子复制的过程,边解旋复制,半保留复制,多起点复制,7,、DNA复制的特点：,8.DNA分子的复制实质(意义)？,DNA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定性，保持了遗传信息的连续性，使得种族得以延续。,聚焦：,DNA,复制中的变异,碱基互补配对差错导致基因突变,/1,、图中一、二、三表示,DNA,复制的过程,一表示,_,，这一过程中，,DNA,分子在,的作用下，两条扭成螺旋的,长链开始,_,。,二表示,。每条,母链在一些,_ _,的作用下，链上的,碱基按照,_,与周围环,境中游离的,_,来配对,.,三表示,_,。,解旋,解旋酶,以母链为模板进行碱基配对,解开,DNA,聚合酶,碱基互补配对原则,脱氧核苷酸,形成两个新的,DNA,分子,练习,2,、在,DNA,分子中，由于组成脱氧核苷酸的碱基有,4,种,（,A,、,G,、,C,、,T,），因此，构成,DNA,分子的脱氧核苷,酸也有,4,种，它们的名称是：,、,、,、,。,腺嘌呤脱氧核苷酸,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胞嘧啶脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,3,、从,DNA,分子的复制过程可以看出，,DNA,分子复制,需要,、,、,、和,_,等条件。,DNA,分子的,结构能够为复制提供精确的模板，通过,保证了复制能够正确地进行。,模板,原料,能量,酶,双螺旋,碱基互补配对,4,、将单个的脱氧核苷酸连接成,DNA,分子的主要的酶是,（ ）,A,、,DNA,连接酶,B,、,DNA,酶,C,、,DNA,解旋酶,D,、,DNA,聚合酶,5,、,1,条染色单体含有,1,个双链的,DNA,分子，那么，四分体,时期中的,1,条染色体含有（ ）,A,、,4,个双链的,DNA,分子,B,、,2,个双链的,DNA,分子,C,、,2,个单链的,DNA,分子,D,、,1,个双链的,DNA,分子,D,B,6,、以,DNA,的一条链,“,A,T,C,”,为模板，经复制后的子链是（ ）,A.,“,T,A,G,”,B.,“,U,A,G,”,C.,“,T,A,C,”,D.,“,T,U,G,”,A,7,、一个,DNA,分子经过,3,次复制后，保留 有原来母链的子代,DNA,分子占全部子代,DNA,分子的比例为（ ）,;,原来的母链占全部脱氧核苷酸链的比例为,( ),。,A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/16,B,C,2/2,3,=1/4,2/,（,2,3,2,）,=1/8,8,、已知某,DNA,分子中含腺嘌呤,(A)200,个，占全部,DNA,碱基总数的,20%,，该,DNA,连续复制,4,次，环境中消耗游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸（,C,）的数目为,( ),A.1600,个,B.3200,个,C.4500,个,D.4800,个,【,解析,】,(1),求出该,DNA,分子中共含有多少个脱氧核糖核苷酸：,200/20%=1000(,个,),(2),求出该,DNA,分子中含有多少个胞嘧啶脱氧核糖核,苷酸：,1000-(200,2),/2=300(,个,),(3),求出复制,4,次需多少个胞嘧啶脱氧核苷酸：,（,2,4,1,）,300=4500(,个,),C,、,G,0,、,G,1,、,G,2,三代,DNA,离心后的试管分别是图中的：,G,0,、,G,1,、,G,2,。,A,B,D,、,G,2,代在,、,、,三条带中,DNA,数的比例是,。,0:1:1,9,、以含有,31,P,标志的大肠杆菌放入,32,P,的培养液中，培养,2,代。离心结果如右：,能力提升,、上述实验结果证明了,DNA,的复制方式是,。,31,P,31,P,和,32,P,、图中,两条带中,DNA,分子所含的同位素磷分别是：,，,。,半保留复制,10.1,个,DNA,分子经过,4,次复制，形成,16,个,DNA,分子，其中含有最初,DNA,分子长链的,DNA,分子有（ ）,A. 2,个,B. 8,个,C. 16,个,D. 32,个,11.DNA,分子的复制发生在细胞有丝分裂的（ ）,A.,分裂前期,B.,分裂中期,C.,分裂后期,D.,分裂间期,12.,下列关于,DNA,复制的说法，其中不正确的是（ ）,A. DNA,复制过程中需要酶的催化,B. DNA,复制过程中需要的能量直接由糖类提供,C. DNA,分子是边解旋复制的,D. DNA,复制过程中两条母链均可作模板,13.,以,DNA,的一条链,“,A,T,C,”,为模板，经复制后的子链是（ ）,A.,“,T,A,G,”,B.,“,U,A,G,”,C.,“,T,A,C,”,D.,“,T,U,G,”,14,.由,15,N标记细菌的DNA，然后又将,14,N来供给这种细菌，于是该细菌便用,14,N来合成DNA，假设细菌连续分裂三次产生了八个新个体，它们中含,14,N链的DNA与,15,N链的DNA比例是（ ）,A、4：1 B、2：1,C、1：1 D、3：1,A,15,.在氮源为,14,N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为,14,N-DNA（对照）；在氮源为,15,N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为,15,N-DNA（亲代）。将亲代大肠杆菌转移到含,14,N的培养基上，再连续繁殖两代（I和II），用离心的方法分离得到的结果如下表所示，请分析：,对照,亲代,I,II,轻链,14,N-DNA,全轻链,1/2,轻链,中链,全中链,1/2,中链,重链,15,N-DNA,全重链,（,1,）由实验结果可以推出第一代（,I,）细菌,DNA,分子中一条链是,，另一条链是,。,（,2,）中链含有氮元素是,。,（,3,）将第一代（,I,）转移到含,15,N,的培养基上繁殖一代，将所得到的细菌的,DNA,用同样方法分离。那么得到的轻中重链情况是,（,4,）上述实验表明,DNA,分子复制的特点是,15,N,母链,14,N,新链,15,N,和,14,N,1/2,中链，,1/2,重链,半保留复制,16,下列关于,DNA,复制过程的正确顺序是（ ）,互补碱基对之间氢键断裂 互补碱基对之间形成氢键 ,DNA,分子,在解旋酶的作用下,解旋 以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋状结构,A. B.,C. D.,D,17,DNA,分子的双链在复制时解旋，这时下述哪一对碱基从氢键连接处分开（ ）,A,G,与,C,B,A,与,C,C,G,与,A,D,G,与,T,A,18,DNA,复制的基本条件是（ ）,A,模板，原料，能量和酶,B,模板，温度，能量和酶,C,模板，原料，温度和酶,D,模板，原料，温度和能量,A,