第3节-DNA的复制_精品文档.ppt

1、温故知新：温故知新：1.DNA的基本组成单位是的基本组成单位是 ，根据根据 的不同可分为的不同可分为 种。种。2.DNA双螺旋结构的特点有哪些？双螺旋结构的特点有哪些？碱基之间遵循什么原则？碱基之间遵循什么原则？脱氧核苷酸脱氧核苷酸4两条链两条链 反向平行反向平行 双螺旋双螺旋脱氧核糖和磷酸交替连接排列在脱氧核糖和磷酸交替连接排列在 外侧，构成基本骨架外侧，构成基本骨架碱基通过氢键形成碱基对，排列碱基通过氢键形成碱基对，排列 在内侧，遵循碱基互补配对原则在内侧，遵循碱基互补配对原则碱基碱基提示提示:先制造模型先制造模型,并按模具制作会徽并按模具制作会徽;使用电子控床的刻板等等使用电子控床的刻板

2、等等!在细胞分裂时期，末期时，细胞会一分在细胞分裂时期，末期时，细胞会一分为二，作为主要遗传物质的会平均为二，作为主要遗传物质的会平均地分配到子细胞中。地分配到子细胞中。在此之前，在此之前，会经过复制会经过复制，才能保，才能保持细胞的亲代与子代之间的遗传形状的稳持细胞的亲代与子代之间的遗传形状的稳定性。定性。复习：的结构复习：的结构双螺旋结构双螺旋结构.DNA.DNA的基本组成单位？的基本组成单位？脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧脱氧核糖核糖碱基碱基磷酸磷酸A A G G C C碱基碱基.DNA.DNA特殊的空间结构？特殊的空间结构？ACT腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸鸟嘌呤鸟嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷

3、酸胞嘧啶胞嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸 胸腺嘧啶胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸G脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类连连 接接 ATGCATGC 思考：何谓思考：何谓DNADNA的复制？的复制？所谓所谓DNADNA的复制就是指的复制就是指以亲代以亲代DNADNA为模板为模板合成子代合成子代DNADNA的过程，的过程，1DNA2DNA1DNA2DNA思考：新产生的思考：新产生的DNADNA分子是一个全新的分子是一个全新的DNADNA分子分子吗？是否像洗相片一样，有一张底片就可以洗吗？是否像洗相片一样，有一张底片就可以洗出许多相片来呢？出许多相片来呢？最早提出的最早提出的DNADNA复制模型有三种；复制模型

4、有三种；1 1、全保留复制：、全保留复制：新复制出的分子直接形成，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；复制一次复制一次亲代亲代DNA子代子代DNA一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测2 2、半保留复制：、半保留复制：形成的分子一半是新的，一半形成的分子一半是新的，一半是旧的；是旧的；复制一次复制一次 3 3、分散复制（弥散复制）：、分散复制（弥散复制）：新复制的分子中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；复制一次复制一次全保留复制全保留复制全保留复制全保留复制半保留复制半保留复制半保留复制半保留复制弥散复制弥散复制弥散复制弥散

5、复制（一）提出问题：（一）提出问题：DNADNA复制方式是怎样的？复制方式是怎样的？一：对一：对DNADNA复制方式的探究复制方式的探究 假说假说-演绎法演绎法沃森和克里克假设，沃森和克里克假设，DNADNA复制是一种复制是一种半保半保留复制留复制，每个子代每个子代DNADNA均由均由1 1条母链和条母链和1 1条子链条子链组成。组成。（二）作出假设：（二）作出假设：半保留复制半保留复制预测预测1:1:如果如果DNADNA是半保留是半保留复制，复制后得到的子复制，复制后得到的子一代一代DNADNA和子二代和子二代DNADNA的的组成是怎样的组成是怎样的?亲代亲代DNADNA分子分子（三）演绎推

6、理：（三）演绎推理：问题问题1:1:如果要在实验中直观地区别、如果要在实验中直观地区别、“标识标识”母母链或子链链或子链,可以采取什么办法？可以采取什么办法？可以利用同位素可以利用同位素(具放射性具放射性)标记的方法标记的方法亲代亲代DNADNA分子分子1515N N/1414N N-DNA(-DNA(全部全部)1515N N/1414N N-DNA(1/2)-DNA(1/2)1414N N/1414N N-DNA(1/2)-DNA(1/2)子一代：子一代：子二代：子二代：亲亲 代：代：1515N/N/1515N N-DNA(-DNA(全部全部)预测预测2:2:如果亲代如果亲代DNADNA是是

7、1515N N的，放在的，放在1414N N的环境中进的环境中进行培养，则亲代、子一代、子二代行培养，则亲代、子一代、子二代DNADNA分别含有分别含有哪种哪种N N元素？元素？问题问题2:2:要验证上述预测要验证上述预测,就要就要分别观察亲代和分别观察亲代和子代的情况子代的情况,但实验中但实验中,复制后的复制后的DNADNA分子混合分子混合在一起的，不易分离。在一起的，不易分离。怎么解决这个问题？怎么解决这个问题？密度梯度离心技术密度梯度离心技术(1515N N质量大于质量大于1414N N)复制前复制前复制前复制前复制后复制后复制后复制后亲代亲代DNADNA分子分子预测预测3:3:如果对亲

8、代、子一代、子二代的如果对亲代、子一代、子二代的DNADNA都分别都分别进行离心，结果会怎样分布？进行离心，结果会怎样分布？含含14NH4Cl的培养液的培养液含含15NH4Cl的培养液的培养液（培养大肠杆菌）（培养大肠杆菌）全部全部DNA在中部在中部密度居中密度居中若干代后，若干代后，转移大肠杆菌转移大肠杆菌提取提取DNA，离心，离心细胞分裂细胞分裂一一次次提取提取DNA，离心，离心密度最大密度最大全部全部DNA在底部在底部细胞分裂细胞分裂两两次次提取提取DNA，离心，离心上上中中（四）验证推理（四）验证推理下下中中实验结论：实验结论：DNA的复制是以半保留的复制是以半保留的方式进行的。的方式

9、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提出假说提出假说演绎推理演绎推理验证假说验证假说假假说说演演绎绎（1 1）DNADNA的复制是半保留复制的复制是半保留复制（2 2）子代）子代DNADNA可能的情况及可能的情况及如何设计实验验证这种现象如何设计实验验证这种现象（3 3）通过实验进行验证）通过实验进行验证小结小结二、二、DNADNA分子复制的过程分子复制的过程看书思考：看书思考：1 1 定义定义2 2 时间、场所时间、场所3 3 条件条件4 4 过程过程5

10、 5 特点、原则特点、原则6 6 准确复制的原因与意义准确复制的原因与意义1 1、DNADNA的复制的定义、时间、场所、条件的复制的定义、时间、场所、条件定义：定义：以亲代以亲代DNADNA为模板合成子代为模板合成子代DNADNA的过程的过程时间：时间：有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期场所：场所：真核生物：细胞核（主要）、叶绿体、线粒体真核生物：细胞核（主要）、叶绿体、线粒体原核生物：细胞质原核生物：细胞质模板：模板：亲代亲代DNADNA分子的两条链分子的两条链条件：条件：原料：原料：游离的游离的4 4种脱氧核苷酸（种脱氧核苷酸（A A、G G、C C、

11、T T）能量：能量：ATP ATP （呼吸作用提供）（呼吸作用提供）酶：酶：解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶等聚合酶等大致分为三个过程：大致分为三个过程：解旋解旋合成子链（配对、聚合）合成子链（配对、聚合）形成子代形成子代DNADNA（1 1）、解旋）、解旋 在在DNADNA解旋酶的作用下，双链螺旋的解旋酶的作用下，双链螺旋的DNADNA打开氢键，解开成为打开氢键，解开成为2 2条条单链，每条单单链，每条单链均作为模板合成新的链均作为模板合成新的DNADNA。双双螺螺旋旋结结构构个个单单链链片片段段AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT在解旋酶的催化在解旋酶的催化下氢键已被打开下氢键

12、已被打开DNADNA分子利用细胞提供的分子利用细胞提供的能量能量，在，在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。（2）、合成新链）、合成新链以解开的二条母链为模板，四种以解开的二条母链为模板，四种脱氧核苷酸为原料，按碱基互补配脱氧核苷酸为原料，按碱基互补配对原则，在聚合酶的作用下对原则，在聚合酶的作用下合成为两条新的子链。合成为两条新的子链。AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT亲代亲代DNADNA的的一条链作为模板一条链作为模板4种游离的种游离的脱氧核苷酸脱氧核苷酸AAATTTGGGGCCCATCCTAGTCG

13、聚合酶聚合酶AAATTTGGGGCCCATCCTAGTCG还未解旋还未解旋刚解旋刚解旋所以所以DNADNA复制特点之一是复制特点之一是:在在DNADNA聚合酶的作用聚合酶的作用下通过下通过碱基互补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正在复制正在复制边解旋边复制边解旋边复制（3）、形成新的分子）、形成新的分子子链不断延伸并于对应母链盘绕成双螺子链不断延伸并于对应母链盘绕成双螺旋结构，形成各含一条母链和一条子链的旋结构，形成各含一条母链和一条子链的个分子。个分子。TTTGGCTCAAATTTGGGGCCCATCAAAGGCCA原亲代原亲代DNADNA的一条链的一条链新合成的

14、新合成的另一条链另一条链 DNADNA复制过程复制过程:解旋酶催化（氢键断裂）解旋酶催化（氢键断裂）解旋：解旋：模板模板（在（在DNADNA聚合酶的催化下，利用聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行）游离的脱氧核苷酸进行）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）形成两个子代形成两个子代DNA:同时进行同时进行(边解旋边复制）边解旋边复制）4 4、总、总结结：是一个的过程 边解旋边复制由于新合成的DNA分子中，都保留了原DNA的一条链，因此叫半保留复制碱基互补配对原则1 1、DNADNA复制的特点复制的特点2 2、DNADNA复制遵循的原

15、则复制遵循的原则边边解解旋旋复复制制半半保保留留复复制制多多起起点点复复制制5 5、准确复制的原因、意义、准确复制的原因、意义意义：将遗传信息从亲代传给子代，保将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的稳定性、连续性持了遗传信息的稳定性、连续性原因：DNA分子独特的提供精确的模板通过 保证了复制准确无误。双螺旋结构双螺旋结构碱基互补配对碱基互补配对 讨论：讨论：二条母链的碱基顺序是否相同？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？二条子链的碱基顺序是否相同？新合成的二个新合成的二个DNADNA碱基顺序是否相同？碱基顺序是否相同？DNADNA分子复制的过程分子复制的过程 互补互补互

16、补互补相同相同亲代亲代DNA分子分子复制复制1次次复制复制2次次复制复制3次次482=21=22=23【分析分析】15N14N无论无论DNA复制多少次，含有原来母链的复制多少次，含有原来母链的DNA分子永远分子永远只有只有两条两条。三：三：DNADNA复制中的有关计算复制中的有关计算)DNA)DNA个数个数:2n（n=复制次数）复制次数）2 2）含母链的）含母链的DNADNA数量及比例数量及比例22 22n23 3）含母链的脱氧核苷酸链数）含母链的脱氧核苷酸链数占总链数比占总链数比4 4）复制）复制n n次次消耗原料的量：消耗原料的量：a（）5 5）复制）复制第第n n次次消耗原料的量：消耗原料的量：a思维拓展思维拓展例题例题1：一个：一个DNA分子经过分子经过3次复制后，保留次复制后，保留 有原来母链的子代有原来母链的子代DNA分子占全部子代分子占全部子代 DNA分子的比例为（分子的比例为（）;原来的母链原来的母链占全部脱氧核苷酸链的比例为占全部脱氧核苷酸链的比例为()。A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/16BC2/23=1/42/（232）=1/8例例题题2 2：已已知知