生物 第三章 遗传的分子基础 3.3 遗传信息的传递教学 浙科版必修2.ppt

第三章 遗传的分子基础第三节 遗传信息的传递遗传物质遗传物质DNADNA的复制的复制DNA的复制：的复制：以以亲代亲代DNA为模板，合成两个与亲代为模板，合成两个与亲代DNA相同相同的的子代子代DNA分子的过程。分子的过程。（1）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。（2）场所：）场所：真核细胞：细胞核（主要）、线粒体和叶绿真核细胞：细胞核（主要）、线粒体和叶绿体。体。原核细胞：拟核。原核细胞：拟核。一、一、DNA复制的方式复制的方式思考思考1 1：什么是什么是DNADNA的复制，其发生的时间和场所又是的复制，其发生的时间和场所又是什么呢？什么呢？DNA以何种方式复制？你能提出什么假说以何种方式复制？你能提出什么假说?半保留复制：半保留复制：新合成的每个新合成的每个DNA分子中，都保留了原来分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。分子中的一条链。沃森和克里克的推测（假说）沃森和克里克的推测（假说）复制时，复制时，DNA的双螺旋的双螺旋解开。解开。互补的碱基间氢键断裂。互补的碱基间氢键断裂。分开的两条链作为模板分开的两条链作为模板,按照碱基互补配对原则合按照碱基互补配对原则合成新的一条链。成新的一条链。1958年，马修年，马修梅瑟生梅瑟生（Matthew Meselson）和富兰克林和富兰克林史达史达（Franklin Stahl）设计了）设计了一个很巧妙的实验，证明一个很巧妙的实验，证明了了DNA复制采取复制采取半保留复半保留复制制机制。机制。DNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据实验材料：实验材料：大肠杆菌大肠杆菌实验技术：实验技术：同位素示踪法和密度梯度离心同位素示踪法和密度梯度离心Meselson-Stahl实验实验下部：重带下部：重带中间：中带中间：中带中间：中间：1/2中带中带上部：上部：1/2轻带轻带亲代亲代DNA子代子代DNA母链母链子链子链半保留复制：半保留复制：细胞中细胞中DNA的复制是以的复制是以亲代亲代DNA的每一条的每一条链为链为模板模板，按照，按照碱基互补配对原则碱基互补配对原则，合成另一条，合成另一条新链新链。新合成的每个双链新合成的每个双链DNA分子中，有一条链是来自亲代分子中，有一条链是来自亲代DNA（母链母链），另一条链则是），另一条链则是新合成新合成的（的（子链子链）。）。无论无论DNA复制多少次，含有原来复制多少次，含有原来母链的母链的DNA分子分子永永远只有远只有两两个个复制一次复制一次复制二次复制二次复制复制三次三次二、二、DNA复制的过程复制的过程解旋酶解旋酶催化（氢键断裂）催化（氢键断裂）解旋：解旋：模板模板 （在（在DNA聚合酶聚合酶的催化下，的催化下，利用利用游离的脱氧核苷酸进行碱基配游离的脱氧核苷酸进行碱基配对对）复制复制:以以母链为模板母链为模板进行碱基配对进行碱基配对母链（旧链）母链（旧链）子链（新链）子链（新链）复制后的复制后的DNA（双螺旋）（双螺旋）同时进行同时进行组成组成DNA分子利用细胞提供的能分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，使量，在解旋酶的作用下，使得得DNA双链的氢键断裂，这双链的氢键断裂，这样使得螺旋结构的样使得螺旋结构的DNA双链双链解开。解开。DNA分子的双链分子的双链象拉链一样被拉开象拉链一样被拉开（1）解旋：）解旋：利用细胞提供的能量（利用细胞提供的能量（ATP），在解旋酶的），在解旋酶的作用下氢键断裂，把作用下氢键断裂，把DNA双螺旋结构的双链解开。双螺旋结构的双链解开。（2）合成子链：）合成子链：以亲代以亲代DNA的两条母链为模板，以的两条母链为模板，以4种游种游离的脱氧核苷酸为原料，在离的脱氧核苷酸为原料，在DNA聚合酶催化下按照碱基互聚合酶催化下按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链。补配对原则，合成与母链互补的子链。（3）复旋：）复旋：每条新合成的子链与其对应的母链盘旋成双每条新合成的子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构，形成两个与亲代螺旋结构，形成两个与亲代DNA完全相同的子代完全相同的子代DNA。（1）DNA复制的条件：复制的条件：模板：模板：亲代亲代DNA分子的两条分子的两条母链母链。原料：原料：4种游离的脱氧核苷酸。种游离的脱氧核苷酸。能量：能量：ATP酶：酶：解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶、聚合酶、DNA连接酶连接酶（2）DNA复制的意义：复制的意义：将将遗传信息遗传信息从亲代传给子代，从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的从而保持了遗传信息的稳定性和连续性稳定性和连续性。思考思考2 2：从从DNADNA的复制过程来看，你认为的复制过程来看，你认为DNADNA复制需要哪复制需要哪些条件，其又有何意义呢？些条件，其又有何意义呢？DNA复制复制时间时间场所场所条件条件原则原则特点特点意义意义有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期细胞核（主要）、线粒体和叶绿体、拟核细胞核（主要）、线粒体和叶绿体、拟核模板、原料、酶、能量（模板、原料、酶、能量（ATP）碱基互补配对碱基互补配对半保留复制、边解旋边复制半保留复制、边解旋边复制传递遗传信息，保持前后代遗传信息的连续性传递遗传信息，保持前后代遗传信息的连续性课堂小结课堂小结AGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCCCACTGGGGTGACCAGGTACTGTCCATGACTCCATGACAGGTACTGAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACC+母链母链DNADNA 复制过程中形成的复制过程中形成的复制叉复制叉子代子代DNADNA DNADNA半保留复制的结果半保留复制的结果AGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTC+原因原因1：DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板。的模板。思考思考3 3：为什么为什么DNADNA复制能够形成两个完全相同的子代复制能够形成两个完全相同的子代DNADNA，并且它们都和亲代，并且它们都和亲代DNADNA一样？一样？AGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTC+原因原因2：通过碱基互补配对原则保证通过碱基互补配对原则保证了复制能够准确无误地进行。了复制能够准确无误地进行。资料分析：资料分析：女性宫颈癌细胞中最长的女性宫颈癌细胞中最长的DNA分子可达分子可达36mm，DNA复制复制速度大约速度大约4m/min，按此速度完成复制需要，按此速度完成复制需要9000min，但实，但实际复制过程仅需要际复制过程仅需要40min。尝试解释尝试解释DNA分子复制还应有何特点？分子复制还应有何特点？DNA复制的特点：复制的特点：边解旋，边复制，边解旋，边复制，边复旋。边复旋。半保留复制。半保留复制。多起点，双向复制。多起点，双向复制。遵循碱基互补配对遵循碱基互补配对原则。原则。半不连续复制半不连续复制特别注意：特别注意：DNA聚合酶作用于聚合酶作用于单个脱氧核苷酸单个脱氧核苷酸的磷酸二酯键，的磷酸二酯键，而而DNA连接酶作用于连接酶作用于DNA片段间片段间的磷酸二酯键。的磷酸二酯键。