33DNA复制审定.pptx

第三节 DNA的复制第三章第三章 基因的本质基因的本质 一一.DNADNA的复制的复制 以以亲代亲代DNADNA为为模板合成子代模板合成子代DNADNA的过程的过程.新产生的新产生的DNA分子是一个全新分子是一个全新的的DNA分子吗？分子吗？（一）一）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新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分。成，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二二.对对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，形成的分子一半是新的，一半是旧的。一半是旧的。复制一次复制一次亲代亲代DNA子代子代DNA 3.3.分散复制（弥散复制）：分散复制（弥散复制）：新复制的分新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的。子中新旧都有，但分配是随机组合的。复制一次复制一次亲代亲代DNA子代子代DNA【作出假设作出假设】DNADNA复制是一种复制是一种半保留半保留式的式的复制复制 （二）对（二）对DNADNA复制方式的探究复制方式的探究 全保留全保留全保留全保留复制复制复制复制半保留半保留半保留半保留复制复制复制复制弥散弥散弥散弥散复制复制复制复制半保留复制半保留复制半保留复制半保留复制假说假说-演绎法演绎法每个子代每个子代DNADNA均由均由1 1条条母链母链和和1 1条条子链子链组成。组成。问题问题: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”母链母链或或子链子链,可以采取什么办法？可以采取什么办法？问题问题1 1:如果如果DNADNA是半保留是半保留复制，复制后得到的复制，复制后得到的 子子一代一代DNADNA和子二代和子二代DNADNA的组的组成是怎样的成是怎样的?亲代亲代亲代亲代DNADNADNADNA分子分子分子分子同位素标记法同位素标记法【演绎推理演绎推理】亲代亲代亲代亲代DNADNADNADNA分子分子分子分子问题问题:如果用同位素如果用同位素进行标记进行标记,用什么元素用什么元素?问题问题:如果亲代如果亲代DNADNA是是1515N N的，放在的，放在1414N N的环境的环境中进行培养，则亲代、子一代、子二代中进行培养，则亲代、子一代、子二代DNADNA分分别含有哪种别含有哪种N N元素？元素？可用可用C、H、O、N、P等等元素元素亲代亲代亲代亲代DNADNADNADNA分子分子分子分子1515N N/1414N N-DNA-DNA(全部全部全部全部)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(全部全部全部全部)问题问题:如果亲代如果亲代DNADNA是是1515N N的，放在的，放在1414N N的环境的环境中进行培养，则亲代、子一代、子二代中进行培养，则亲代、子一代、子二代DNADNA分分别含有哪种别含有哪种N N元素？元素？问题问题:要验证上述预测要验证上述预测,就要分别观察亲代和子就要分别观察亲代和子代的情况代的情况,但实验中但实验中,复制后的复制后的DNADNA分子混合在一起分子混合在一起的，不易的，不易分离分离。怎么解决这个问题？。怎么解决这个问题？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)离心法(1515N N质量大于质量大于1414N)N)亲代亲代亲代亲代DNADNADNADNA分子分子分子分子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亲代亲代DNADNADNADNA分子分子分子分子问题问题:如果对亲代、子一代、子二代的如果对亲代、子一代、子二代的DNADNA都分别进行离心，结果会怎样分布？都分别进行离心，结果会怎样分布？【验证验证假设假设】作出假设作出假设演绎推理演绎推理验证假设验证假设假假说说演演绎绎【小结小结】（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）通过实验进行验证对对DNADNA复制方式的探究复制方式的探究 得出结论得出结论 三、三、DNADNA复制的过程复制的过程1.DNA分子复制过程怎么进行?2.DNA分子复制过程需要哪些 条件?3.DNA分子复制过程有何特点?4.DNA分子复制有何生物学意义?思考如下问题：思考如下问题：1、DNA分子复制发生在什么时间?有丝分裂间期 减数第一次分裂前的间期 2.什么叫解旋？解旋的目的是什么？在ATP供能、解旋酶的作用下，DNA两条脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，双螺旋的两条链解开的过程。目的：就是为复制提供准确的模板，解开的两条单链叫母链。什么叫“子链”?复制一次能形成几条链？以母链模板，以周围环境中游的以母链模板，以周围环境中游的4 4种脱氧种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的一有关酶的作用下，各自合成与母链互补的一段子链，复制一次形成子链两条。段子链，复制一次形成子链两条。在解旋酶的作用下，双链螺旋的在解旋酶的作用下，双链螺旋的DNADNA打打开氢键，解开成为两条单链开氢键，解开成为两条单链.DNADNA分子复制的过程分子复制的过程 以二条母链为模板，四种脱氧核苷酸以二条母链为模板，四种脱氧核苷酸为原料，按碱基互补配对原则合成为为原料，按碱基互补配对原则合成为两条新的子链。两条新的子链。一条母链和一条子链盘绕成双螺旋结一条母链和一条子链盘绕成双螺旋结构，形成新的构，形成新的DNADNA分子。分子。解旋：解旋：合成：合成：复旋：复旋：3、有人认为DNA复制就像洗相片一样，有一张底片就可以洗出许多相片来。这种说法对不对，为什么？与洗相片不同，因为与洗相片不同，因为DNADNA分子分子的复制结果并没有形成一个完整的复制结果并没有形成一个完整的新的的新的DNADNA分子，而是形成了一半分子，而是形成了一半新、一半旧的两个新、一半旧的两个DNADNA分子。分子。4、DNA分子复制时需何条件？模板：亲代DNA的两条母链 原料：4种脱氧核苷酸 能量：ATP 酶 ：DNA解旋酶、DNA聚合酶等。5.DNA分子复制的特点分子复制的特点:边解旋边复制边解旋边复制 半保留复制半保留复制【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？不同，互补不同，互补相同相同不同，互补不同，互补 6.DNA准确复制的原因准确复制的原因?DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提精确的模板。碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。问题问题7DNA分子的复制实质分子的复制实质(意义意义)？DNA DNA通过复制，使遗传信息从亲通过复制，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，对稳定性，保持了遗传信息的连续性，使得种族得以延续。使得种族得以延续。DNADNA复制复制 时间时间场所场所条件条件原则原则特点特点 结果结果意义意义有丝分裂的间期有丝分裂的间期 减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前的间期主要在细胞核主要在细胞核模板、酶、原料、能量等模板、酶、原料、能量等碱基互补配对原则碱基互补配对原则半保留复制半保留复制子链与母链结合，构成两个新的子链与母链结合，构成两个新的DNADNA分子分子保持了遗传信息的连续性保持了遗传信息的连续性边解旋边复制边解旋边复制【小结小结】课后练习课后练习基础题基础题1.腺嘌呤脱氧核苷酸，鸟嘌呤脱氧核苷腺嘌呤脱氧核苷酸，鸟嘌呤脱氧核苷酸，胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧酸，胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。核苷酸。2.模板、原料、能量、酶，双螺旋，碱模板、原料、能量、酶，双螺旋，碱基互补配对。基互补配对。3.D。4.B。拓展题拓展题可能有可能有6个碱基会发生错误。产生的影个碱基会发生错误。产生的影响可能很大，也可能没有影响。响可能很大，也可能没有影响。聚焦三：聚焦三：DNADNA复制中的变异复制中的变异碱基互补配对差错导致基因突变碱基互补配对差错导致基因突变DNADNA分子是在什么时间进行复制的？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在减数第一次分裂前的间期进行复制复制有丝分裂在间期进行复制有丝分裂在间期进行复制新复制两个子代新复制两个子代DNADNA分子是在什么时间分离的？分子是在什么时间分离的？在减数第二次分裂的后期在减数第二次分裂的后期有丝分裂在后期有丝分裂在后期聚焦四：聚焦四：DNADNA复制中的有关计算复制中的有关计算亲代亲代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分子分子永远只有两条永远只有两条思维拓展思维拓展)复制复制n n次后次后DNADNA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)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3 34 4例例1 1、在、在DNADNA分子中，由于组成脱氧核苷酸的碱基有分子中，由于组成脱氧核苷酸的碱基有4 4种种 （A A、G G、C C、T T），因此，构成），因此，构成DNADNA分子的脱氧核苷分子的脱氧核苷 酸也有酸也有4 4种，它们的名称是：种，它们的名称是：、。腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸例例2 2、从、从DNADNA分子的复制过程可以看出，分子的复制过程可以看出，DNADNA分子复制分子复制 需要需要 、和、和_等条件。等条件。DNADNA分子的分子的 结构能够为复制结构能够为复制提供精确的模板，通过提供精确的模板，通过 保保证了复制能够正确地进行。证了复制能够正确地进行。模板模板原料原料能量能量酶酶双螺旋双螺旋碱基互补配对碱基互补配对3 3、将单个的脱氧核苷酸连接成、将单个的脱氧核苷酸连接成DNADNA分子的主要的酶是分子的主要的酶是（）A A、DNADNA连接酶连接酶 B B、DNADNA酶酶 C C、DNADNA解旋酶解旋酶 D D、DNADNA聚合酶聚合酶4 4、1 1条染色单体含有条染色单体含有1 1个双链的个双链的DNADNA分子，那么，四分体分子，那么，四分体时期中的时期中的1 1条染色体含有（条染色体含有（）A A、4 4个双链的个双链的DNADNA分子分子 B B、2 2个双链的个双链的DNADNA分子分子 C C、2 2个单链的个单链的DNADNA分子分子 D D、1 1个双链的个双链的DNADNA分子分子DB以DNA的一条链“ATC”为模板，经复制后的子链是（）A.“TAG”B.“UAG”C.“TAC”D.“TUG”A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已已知知某某DNADNA分分子子中中含含腺腺嘌嘌呤呤(A)200(A)200个个，占占全全部部DNADNA碱碱基基总总数数的的20%20%，该该DNADNA连连续续复复制制4 4次次，环环境境中中消消耗耗游游离离的的胞胞嘧嘧啶啶脱脱氧氧核核糖糖核核苷苷酸酸（C C）的的数数目为目为()()A.1600A.1600个个 B.3200B.3200个个 C.4500C.4500个个 D.4800D.4800个个 【解析解析】(1)(1)求出该求出该DNADNA分子中共含有多少个脱氧核糖核苷酸：分子中共含有多少个脱氧核糖核苷酸：200/20%=1000(200/20%=1000(个个)(2)(2)求出该求出该DNADNA分子中含有多少个胞嘧啶脱氧核糖核分子中含有多少个胞嘧啶脱氧核糖核 苷酸：苷酸：1000-(2002)1000-(2002)/2=300(/2=300(个个)(3)(3)求出复制求出复制4 4次需多少个胞嘧啶脱氧核苷酸：次需多少个胞嘧啶脱氧核苷酸：（241）300=4500(个个)C、G0、G1、G2三代三代DNADNA离心后的试管分别是离心后的试管分别是图中的：图中的：G0 、G1 、G2 。ABD、G2代在代在、三条带中三条带中DNADNA数数的比例是的比例是 。0:1:1 以含有以含有31P标志的大肠杆标志的大肠杆菌放入菌放入32P的培养液中，培养的培养液中，培养2代。离心结果如右：代。离心结果如右：能力提升、上述实验结果证明了、上述实验结果证明了DNADNA的复制方式是的复制方式是 。31P31P 和和32P、图中、图中 两条带中两条带中DNADNA分子所含的同位素分子所含的同位素磷分别是：磷分别是：，。半保留复制半保留复制