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第三章 基因的本质
第3节 DNA的复制
?
DNA如何复制
一、对DNA分子复制的推测
半保留复制
沃森和克里克的推测(假说)
半保留复制
DNA分子复制时,DNA分子的 将解开,互补的碱基之间的 断裂,解开的两条单链作为复制的 ,游离的脱氧核苷酸依据 对原则,通过形成氢键,结合到作为模板的单链上。
由于新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链,因此,这种复制方式被称做半保留复制。
双螺旋
氢键
碱基互补配
模板
半保留复制
全保留复制
一、对DNA分子复制的推测
二、对DNA复制方式的探究
1、 DNA是肉眼看不到的,如果要在实验中直观地区别、“标识”旧链和新链,可以采取什么办法?
运用技术:同位素示标记法
2、可以用什么同位素去标记DNA?
N、P
二、对DNA复制方式的探究
3、如果现在有两份大肠杆菌的DNA,一份是用14N标记,另外一份是用15N标记,现在将两者混合在一个试管中,有没有办法将两者分离呢?
密度梯度离心技术
14N/14N—DNA
15N/15N—DNA
轻带
重带
4、如果还有一些DNA,一条单链是15N,另外一条单链是14N,那么应该位于试管的哪个位置?
14N/14N—DNA
15N/14N—DNA
15N/15N—DNA
轻带
中带
重带
二、对DNA复制方式的探究
二、对DNA复制方式的探究
5、如果亲代DNA用15N标记,原料用14N标记,那么复制后的子一代DNA与子二代DNA中N的情况如何?
二、对DNA复制方式的探究
15N/15N—DNA
子一代
子二代
半保留复制
全保留复制
含14N的原料
预期结果 实验结果
半保留复制 全保留复制
中带
15N/14N
轻带
14N/14N
重带
15N/15N
轻带
14N/14N
中带
15N/14N
轻带
14N/14N
重带
15N/15N
二、对DNA复制方式的探究
1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料,运用同位素标记法,设计实验对DNA的复制方式进行了探究
二、对DNA复制方式的探究
15N/15N—DNA
实验结论:DNA的复制是以半保留的方式进行的
亲代
子一代
子二代
子三代
【智慧眼——寻找规律】
变通:子代DNA中含脱氧核苷酸链数为:___
子代DNA中含亲代母链数为:___
规律1:亲代DNA复制n代后,DNA分子数为___,含亲代母链的DNA分子数为___,不含亲代母链的DNA分子数为____
2n+1
2
2n
2个
2n-2
【智慧眼——寻找规律】
三、对DNA复制的过程
1956年,美国生物化学家康贝格的实验
4种脱氧核苷酸、Mg2+
DNA聚合酶
少量DNA分子
ATP
DNA人工合成系统
无DNA合成
DNA含量增加
思考:
①事先放入四种脱氧核苷酸起何作用?
②加入DNA聚合酶起何作用?
③加入ATP的作用起何作用?
④为什么要加入少量的DNA分子?????
(原料)
(催化)
(能量)
(模板)
复制过程:
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)
复制:
以母链为模板进行碱基配对
母链(旧链)
子链(新链)
子代DNA:
同时进行(边解旋边复制)
组成
1、概念:
2、场所:
3、时期:
4、条件
5、复制过程:
6、复制特点
7、准确复制原因
8、复制的生物学意义:
有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂前的间期
模板:
原料:
能量:
酶:
DNA的两条母链
游离的脱氧核苷酸(A、G、C、T)
ATP
DNA解旋酶、DNA聚合酶等
①DNA双链提供精确的模板
(1)边解旋边复制
(2)半保留复制
细胞核(主要)、线粒体、叶绿体
解旋→合成互补子链→形成子代DNA
②碱基互补配对原则
三、DNA分子复制的过程(P54)
将遗传信息传给后代,保持了遗传性状的连续性。
2.复制的条件:
解旋酶和DNA聚合酶
B.原料:
四种脱氧核苷酸
C.模板:
亲代DNA的两条母链
D.能量:
ATP
A.酶:
1.复制的过程:
A、解旋
B、合成子链
C、子、母链合成子代DNA
三、对DNA复制的过程
三、对DNA复制的过程
B、边解旋边复制
A、半保留复制
4.复制的特点:
3. 复制的时间:
细胞分裂间期
三、对DNA复制的过程
5.准确复制的原因:
①DNA双链提供精确模板
②碱基互补配对原则
6.DNA复制的意义:
将遗传信息从亲代传给子代,从而保持遗传信息的连续性。
为什么复制能形成两条完全相同的DNA,并且它们都和亲代DNA一样?
AGAACGAG
TCTTGCTC
AGAACGAG
TCTTGCTC
AGAACGAG
TCTTGCTC
+
1、DNA分子的独特的双螺旋结构
为复制DNA提供精确的模板。
为什么复制能形成两条完全相同的DNA,并且它们都和亲代DNA一样?
AGAACGAG
TCTTGCTC
AGAACGAG
TCTTGCTC
AGAACGAG
TCTTGCTC
+
碱基互补配对能力保证了复制能够
准确无误地进行。
A
C
T
T
G
A
C
G
A
T
G
A
A
C
T
G
C
T
A
C
T
T
G
A
C
G
A
T
G
A
A
C
T
G
C
T
T
G
A
A
C
T
G
C
T
A
C
T
T
G
A
C
G
A
复制
染色体数目不变
DNA数目加倍
DNA复制与染色体复制的关系:
随堂练习
1、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
2、DNA分子的复制是以周围游离的( )为原料?
A 脱氧核苷酸 B 磷酸
C 脱氧核糖 D 含N碱基
D
A
随堂练习
3、实验室内模拟DNA复制所需要的一组条件相对适合的是( )
①有关的酶 ②能量 ③DNA模板 ④脱氧核苷酸⑤适量的温度和酸碱度 ⑥适宜的光照
A ①②③④⑤ B ③④⑤⑥
C ①②③⑤⑥ D ①②④⑤⑥
A
4.将32P 标记的DNA分子放在 31P的培养基上培养, 经过3次复制,在所形成的子代 DNA中,含32P 的DNA占总数是(? )
A.1/16 B.l/8
C.1/4 D.1/2
5.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
C
A
随堂练习
6、 某一个DNA分子的碱基总数中,腺嘌呤为200个,复制n次后,消耗周围环境中含腺嘌呤的脱氧核苷酸3000个,该DNA分子已经复制了几次(是第几代)( )
A.三次(第四代) B.四次(第五代)
C.五次(第六代) D.六次(第七代)
B
随堂练习
7.图中一、二、三表示DNA复制的过程
①一表示______,这一过程中,DNA
分子在______的作用下,两条扭成螺旋的
长链开始______。
②二表示________________________ 。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.
③三表示____________________________。
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
3.复制的时间
2.复制的条件
4.复制的特点
DNA分子的复制
1. 复制的过程
5. 复制的准确的原因
一、对DNA复制的推测
三、DNA复制的过程
二、对DNA复制的探究
6. 复制的意义
小结
谢 谢