DNA分子的复制-PPT课件.ppt

1、ATCG说出说出DNA分子结构的特点分子结构的特点通过前两节的学习，我们知道通过前两节的学习，我们知道DNA是是遗传物质，在细胞分裂的时候遗传物质，在细胞分裂的时候DNA将将遗传信息传递给下一代，那么信息如遗传信息传递给下一代，那么信息如何传递呢？何传递呢？新产生的新产生的DNA分子是一个全新的分子是一个全新的DNA分子吗？分子吗？一、对一、对DNADNA分子复制方式的探究分子复制方式的探究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：、全保留复制： 新复制出的分子直接形成，完全没新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分。有旧的部分。复制一次复制一次亲代亲

2、代DNADNA子代子代DNADNA2 2、半保留复制：、半保留复制： 形成的分子一形成的分子一半是新的，一半是半是新的，一半是旧的。旧的。复制一次复制一次3 3、弥散复制、弥散复制 沃森和克里克提出了遗传物质自我复制沃森和克里克提出了遗传物质自我复制假说：假说： 半保留复制半保留复制亲代亲代DNADNA子代子代DNADNA11112222 方式：半保留复制方式：半保留复制方式：全保留复制方式：全保留复制假设复制方式假设复制方式同位素示踪技术同位素示踪技术要区分亲代和子代要区分亲代和子代DNA 若有三种结构相同但质量不同的若有三种结构相同但质量不同的DNA分子：两条链分子：两条链都为都为14N的

3、的DNA（表示为（表示为14N/14N）；）；一条链为一条链为14N、另一、另一条链为条链为15N的的DNA（表示为（表示为14N/15N）；）；两条链都为两条链都为15N的的DNA（表示为（表示为15N/15N）。）。如何将它们区分开呢？如何将它们区分开呢？ 离心后，试管内出现几条离心后，试管内出现几条DNA带呢？请在下带呢？请在下图中标出相应位置的图中标出相应位置的DNA类型。类型。14N/14N-DNA14N/15N-DNA15N/15N-DNA密度梯度离心技术密度梯度离心技术1515N N1414N N密度大密度大密度小密度小演绎推理演绎推理1：亲代亲代DNA是是15N作标记的，放在作

4、标记的，放在14N的环境中进行培养，若按照的环境中进行培养，若按照半保留复制半保留复制的方式的方式进行复制，进行复制，则子一代、子二代则子一代、子二代DNA分别含有哪种分别含有哪种N元素？离心后位于试管的什么位置呢？请分别在元素？离心后位于试管的什么位置呢？请分别在图一和图二相应位置标出图一和图二相应位置标出DNA类型。类型。图图1 子一代子一代图图2 子二代子二代演绎推理演绎推理2：亲代亲代DNA是是15N作标记的，作标记的，放在放在14N的环境中进行培养，若按照的环境中进行培养，若按照全保留全保留复制复制的方式进行复制，则的方式进行复制，则子一代、子二代子一代、子二代DNA分别含有哪种分别

5、含有哪种N元素？离心后位于试元素？离心后位于试管的什么位置呢？请分别在图三和图四相管的什么位置呢？请分别在图三和图四相应位置标出应位置标出DNA类型。类型。图图3 子一代子一代图图4 子二代子二代实验验证实验验证将大肠杆菌放在含有将大肠杆菌放在含有15N标记的标记的NH4Cl培养基中繁殖培养基中繁殖几代，几代，使所有的大肠杆菌使所有的大肠杆菌DNA被被15N所标记，所标记，离心；离心；离离 心心1515N/N/1515N N（重带）（重带） 将将15N标记的细菌转移到标记的细菌转移到含有含有14N标记的标记的NH4Cl培养基培养基中进行培养，繁殖一代之后，中进行培养，繁殖一代之后，离心；离心；

6、 将子一代将子一代DNA继续在含继续在含有有14N标记的标记的NH4Cl培养基中培养基中进行培养，繁殖，离心；进行培养，繁殖，离心；1414N/N/1515N N1414N/N/1515N N1414N/N/1414N N（中带）（中带）（中带）（中带）（轻带）（轻带）实验结论：实验结论：DNA分子的复制方式是半保留复制分子的复制方式是半保留复制有人认为有人认为DNADNA复制就复印材料一样，复制就复印材料一样，一张材料复印一次也可以得到两张一旧一新的材料。一张材料复印一次也可以得到两张一旧一新的材料。这种说法对不对，为什么？这种说法对不对，为什么？1DNA2DNA单链（母）单链（母）（母十子

7、）（母十子）（母十子）（母十子） 子子 DNA 子子DNA2DNA 与复印材料不同，因为与复印材料不同，因为DNADNA分子的复制结果并没有分子的复制结果并没有形成一个完整的新的形成一个完整的新的DNADNA分子，而是形成了一半新、一分子，而是形成了一半新、一半旧的两个半旧的两个DNADNA分子，并且原来的旧的分子，并且原来的旧的DNADNA也不存在。也不存在。三 DNA分子复制的过程思考：思考：1 1 概念概念2 2 时间、场所时间、场所3 3 条件条件4 4 过程过程5 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有丝分裂间期有丝分裂间期2、时间、时间: :3、

8、场所：、场所：1、概念：、概念： 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。( (体细胞体细胞) )( (生殖细胞生殖细胞) )减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前的间期真核生物：真核生物：细胞核（主要）、细胞核（主要）、 叶绿体、线粒体叶绿体、线粒体原核生物：原核生物：细胞质细胞质( (拟核和质粒拟核和质粒) )4.条件：条件：亲代亲代DNA分子的两条母链分子的两条母链细胞中游离的细胞中游离的4种种脱氧核苷酸脱氧核苷酸ATPDNA解旋酶，解旋酶，DNA聚合聚合酶等酶等l能量：能量：l酶：酶：l模板：模板：l原料：原料：5、DNA复制的过程细胞呼吸细胞呼

9、吸解旋酶解旋酶模板模板碱基互补配对碱基互补配对酶酶四种游离的脱氧核苷酸四种游离的脱氧核苷酸母链母链两两完全相同完全相同6 6、DNADNA复制的特点、原则复制的特点、原则解旋酶催化，能量解旋酶催化，能量解旋：解旋：模板模板（在（在DNA聚合酶的催化下，利用聚合酶的催化下，利用游游离的脱氧核苷酸进行离的脱氧核苷酸进行）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第八单元第八单元 基因的本质与表达基因的本质与表达A由图示得知，由图示得知，DNA分子复制的方式是半保留复制分子复制的方式是半

10、保留复制BDNA解旋酶能使双链解旋酶能使双链DNA解开，但需要消耗解开，但需要消耗ATPC从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的DDNA在复制过程中是先进行解旋，后半保留复制在复制过程中是先进行解旋，后半保留复制(2011淄博模拟淄博模拟)如图为如图为真核细胞真核细胞DNA复制过程复制过程的模式图，的模式图，据图分析，下列相关叙述错误的是据图分析，下列相关叙述错误的是()7、准确复制的原因：准确复制的原因：DNADNA独特的独特的双螺旋结构双螺旋结构，能为复制提供，能为复制提供精确模板；精确模板；碱基互补配对碱基互补配对的能力，能使复制准确的能力，能使

11、复制准确无误。无误。8、意义、意义 将遗传信息从亲代传递给了子代，将遗传信息从亲代传递给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。从而保持了遗传信息的连续性。第八单元第八单元 基因的本质与表达基因的本质与表达2DNA 复制的有关计算复制的有关计算 (1)DNA 不论复制多少次不论复制多少次， 产生的子代产生的子代 DNA 分子中含母分子中含母链的链的 DNA 分子数总是分子数总是 2 个个，含母链也总是含母链也总是 2 条条。 (2)复制复制 n代产代产生的子代生的子代 DNA 分子数为分子数为 2n， 产生的产生的 DNA单链为单链为 2n22n1。 故复制故复制 n次后次后， 含亲代含亲代 DN

12、A 链的链的 DNA分子数占子代分子数占子代 DNA 分子总数的比例为分子总数的比例为22n即即(12n1)， 子代子代 DNA分子所含的亲代分子所含的亲代DNA链占子代链占子代DNA中脱氧核苷酸链的比例中脱氧核苷酸链的比例为为22n112n 。 (3)复制所需的脱氧核苷酸数复制所需的脱氧核苷酸数a(2n1)，其中的其中的 a 为为所求的脱氧核苷酸在原来所求的脱氧核苷酸在原来 DNA(即作模板的亲代即作模板的亲代 DNA)分子分子中的数量中的数量，n 为复制次数为复制次数。 规律：规律：亲代亲代DNADNA分子经分子经n n次复制后，所需游次复制后，所需游离的脱氧核苷酸数为：离的脱氧核苷酸数为

13、：N N游离的脱氧核苷酸数游离的脱氧核苷酸数 = a= a(2(2n n-1)-1)a a 表示模板的碱基数表示模板的碱基数n n 表示复制的次数表示复制的次数规律规律3 3：亲代亲代DNADNA分子第分子第n n次复制，所需游离次复制，所需游离的脱氧核苷酸数为：的脱氧核苷酸数为：N N游离的脱氧核苷酸数游离的脱氧核苷酸数 = a= a2 2n-1n-1a a 表示模板的碱基数表示模板的碱基数n n 表示复制的次数表示复制的次数规律：规律：1 1个个1515N N标记的标记的DNADNA分子在分子在1414N N的培养基的培养基复制复制n n次，产生的子代次，产生的子代DNADNA分子为分子为

14、_个，其中含有个，其中含有1515N N的的DNADNA分子为分子为_个，含个，含有有1414N N的的_个，只含个，只含1414N N的的_个，只个，只含有含有1515N N的的_个个；含；含1515N N的脱氧核苷酸链和的脱氧核苷酸链和含含1414N N的脱氧核苷酸链之比为的脱氧核苷酸链之比为_。2n22n2n-22:(2n+1-2)0跟踪练习：跟踪练习：1 1、将、将1515N N标记的标记的DNADNA分子放在分子放在1414N N的培养基的培养基上培养，经过上培养，经过3 3次复制，在所形成的子代次复制，在所形成的子代DNADNA中，含中，含1515N N的的DNADNA占总数是（占

15、总数是（ ）A A1/161/16 B Bl l8 8 C C1 14 4 D D1 12 22 2、1 1个个DNADNA分子经过分子经过4 4次复制，形成次复制，形成1616个个DNADNA分子，其中含有最初分子，其中含有最初DNADNA分子长链的分子长链的DNADNA分子有（分子有（ ） A.2A.2个个 B. 8B. 8个个 C.16C.16个个 D. 32D. 32个个CA跟踪练习：跟踪练习：3 3、一个、一个DNADNA分子中有碱基分子中有碱基A20A20个，占全部个，占全部碱基的碱基的20%20%，若，若DNADNA连续复制连续复制2 2次，需要碱次，需要碱基基C C（ ） A

16、A、2020个个 B B、3030个个 C C、9090个个 D D、120120个个每个每个DNADNA分子中含分子中含C=_C=_复制复制2 2次增加了次增加了_个个DNADNA分子分子（20/20%-2020/20%-20* *2 2）/2/23 3共增加共增加C C碱基数为碱基数为_. .3*30=90C4 4、一双链、一双链DNADNA分子在解旋时，一条链上的分子在解旋时，一条链上的G G变成变成C C，则，则DNADNA分子经分子经n n次复制后，发生差次复制后，发生差错错的的DNADNA分子占（分子占（ ） A A、1/2 B1/2 B、1/(21/(2n n-1)-1) C C、1/21/2n n D D、1/(21/(2n n+1) +1) A跟踪练习：跟踪练习：