(精品)DNA分子的复制.pptx

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1、第3节 DNA的复制提出问题：提出问题：DNA是怎样复制的？是怎样复制的？（用（用红色红色代表代表亲代亲代DNA两条链两条链，用黑色笔，用黑色笔画出新合成的子链，画出新合成的子链，请画出复制一次后子请画出复制一次后子代代DNA）作出假说：作出假说：一、对一、对DNADNA分子复制的推测及实验验证分子复制的推测及实验验证（1）全保留复制：）全保留复制：（2）半保留复制：）半保留复制：复制一次复制一次复制一次复制一次这些观点各有不同，这些观点各有不同，如何如何来来证明哪个观点是正确的证明哪个观点是正确的？同位素示踪技术同位素示踪技术(提示：如何区分亲代和子代提示：如何区分亲代和子代DNADNA分子

2、？分子？)一、对一、对DNADNA分子复制的推测及实验验证分子复制的推测及实验验证作出假说：作出假说：选用什么元素？选用什么元素？演绎推理：（提示：亲代DNA用15N标记，原料是14N的）推演第一代和第二代DNA中N的情况？15 1515 15全保留复制半保留复制一、对DNA分子复制的推测及实验验证DNA复制的结果到底是哪种情况，如何检测？密度梯度离心法14151415141514141414141515 15141415 15141414141414密度梯度离心法密度梯度离心法通过超离心机对某一介质长时间通过超离心机对某一介质长时间 加一个离心力，使其在离心管内加一个离心力，使其在离心管内

3、从液面到底部出现一定的密度梯度。从液面到底部出现一定的密度梯度。若将待测悬液置于离心管内介质的顶部，通过重力若将待测悬液置于离心管内介质的顶部，通过重力或离心力场的作用，待测悬液的各组分会依其密度或离心力场的作用，待测悬液的各组分会依其密度分布在与其自身密度相同的液层中。分布在与其自身密度相同的液层中。科学与技术科学与技术密度密度低低高高分析：三种不同的分析：三种不同的DNADNA分别处于离心管的哪个位置？分别处于离心管的哪个位置？15N链链14N链链亲亲 代代第第1代代第第2代代第第3代代若为：半保留复制若为：半保留复制若为：全保留复制若为：全保留复制则：离心后试管中则：离心后试管中DNAD

4、NA的位置的位置则：离心后试管中则：离心后试管中DNADNA的位置的位置则：离心后试管中则：离心后试管中DNADNA的位置的位置一、对一、对DNADNA分子复制的推测及实验验证分子复制的推测及实验验证实验验证：实验验证：观察教材图观察教材图3-12的实验结果，发现与的实验结果，发现与 推测的结果推测的结果一致。一致。得出结论：得出结论：DNA复制方式为复制方式为半保留复制半保留复制。一、对一、对DNADNA分子复制的推测及实验验证分子复制的推测及实验验证二、二、DNADNA分子复制的过程分子复制的过程 阅读课本P54内容，找出下列问题的答案。DNA分子复制概念条件精确复制的原因场所时间过程意义

5、特点DNA分子的复制是在细胞的分子的复制是在细胞的 分裂和分裂和 第一次第一次分裂前的分裂前的 期进行的。复制是指以期进行的。复制是指以 为为模板来合成模板来合成 的过程。复制过程的特点是的过程。复制过程的特点是 ，复制过程以，复制过程以 为模板、为模板、为原料、为原料、提供能量、提供能量、的催化等条件。的催化等条件。为为DNA的复制提供精确的模板、并有的复制提供精确的模板、并有 保证了复制能够准确无误地完成。一个亲代保证了复制能够准确无误地完成。一个亲代DNA分子分子通过复制形成了通过复制形成了 ，新形成的，新形成的DNA分子都是既含一条分子都是既含一条 链、又含一条链、又含一条 链，链，因

6、此，称因此，称DNA的复制为的复制为“”。有丝有丝减数减数间间亲代亲代DNA子代子代DNA边解旋边复制边解旋边复制亲代亲代DNA分子每条母链分子每条母链4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸ATP解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶等聚合酶等DNA分子独特的双螺旋结构分子独特的双螺旋结构碱基互补配对碱基互补配对两个完全相同的两个完全相同的DNA分子分子母母子子半保留复制半保留复制一分钟自我检测一分钟自我检测PAOPOGPOCPTOPTOPAOPOGPOC能量能量PAOPOGPOCPTOPTOPAOPOGPOCPAOPOGPOCPTOPTOPAOPOGPOCPAOPOGPOCPTOPTOPAOPOGPOCPAOPO

7、GPOCPTOPTOPAOPOGPOCPAOPOGPOCPTOPTOPAOPOGPOCPOCPTOPOGAPOPCPTOPOGPPTOPAOPOGPOCPAOPOGPOCPTOPTOPTPAO二、二、DNADNA分子复制的过程分子复制的过程 知识拓展知识拓展（1）两条子链延伸）两条子链延伸的方向是相反的。的方向是相反的。：解旋酶催化、解旋酶催化、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4 4种游离的脱氧核苷酸进行）种游离的脱氧核苷酸进行）合成合成子链子链：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）组成组成

8、形成子代形成子代DNADNA：同时进行同时进行边解旋边复制边解旋边复制半保留复制半保留复制能量能量为什么为什么DNA可以准确无误地进行复制？可以准确无误地进行复制？二、二、DNADNA分子复制的过程分子复制的过程 意意义义：D DN NA A通通过过复复制制，使使遗遗传传信信息息从从亲亲代代传传给给了了子子代代，从从而而保保持持了了遗遗传传信信息息的的连连续续性性。近十几年来，近十几年来，PCRPCR技术是技术是分子生物实验的一种常规手分子生物实验的一种常规手段，其原理是利用段，其原理是利用DNADNA半保半保留复制的特性，在留复制的特性，在体外进行体外进行DNADNA的人工复制的人工复制，每

9、完成一每完成一个循环需个循环需2 24 4分钟分钟，2 23 3小小时就能将待复制时就能将待复制DNADNA扩增几扩增几百万倍百万倍。使分子生物实验所。使分子生物实验所需的遗传物质不再受限于活需的遗传物质不再受限于活的生物体。的生物体。科学与技术科学与技术PCR技术技术(DNA聚合酶链式反应技术聚合酶链式反应技术)PCR仪仪人类首次试管中合成人类首次试管中合成DNADNA 1956 1956年，美国生化学家康贝格从大肠杆菌中提取出年，美国生化学家康贝格从大肠杆菌中提取出的的DNADNA聚合酶聚合酶加入到具有四种丰富的加入到具有四种丰富的脱氧核苷酸脱氧核苷酸的人工的人工合成体系中，经保温孵育后测

10、定合成体系中，经保温孵育后测定DNADNA含量，发现并没有含量，发现并没有DNADNA生成；当加入了生成；当加入了少量少量DNADNA做引子和做引子和ATPATP作为能源物质，作为能源物质，再经保温孵育后，测定再经保温孵育后，测定DNADNA含量，发现含量，发现DNADNA含量增加了。含量增加了。且发现增加且发现增加DNADNA的（的（A AT T）：（）：（C CG G）的比值与所加入）的比值与所加入的单链的单链DNADNA引子相同。引子相同。分析：分析：事先放入四种脱氧核苷酸起何作用？事先放入四种脱氧核苷酸起何作用？加入加入DNADNA聚合酶起何作用？聚合酶起何作用？加入加入ATPATP的

11、作用是什么？的作用是什么？为什么要加入为什么要加入DNADNA作引子？作引子？科学与技术科学与技术母母链数链数为为得到的得到的DNADNA分子分子总数为总数为含有亲代母链的含有亲代母链的DNADNA分子分子数为数为无亲代母链的无亲代母链的DNADNA分子分子数为数为子子链数链数为为亲代亲代DNA分子连续复制分子连续复制n次后：次后：若该若该DNADNA含某种含某种核苷酸核苷酸a个，则经过个，则经过n次复制，次复制，共需消耗游离的该核苷酸为共需消耗游离的该核苷酸为（2 2n n-1-1）a三、有关三、有关DNADNA分子复制的计算规律分子复制的计算规律 若该若该DNADNA含某种含某种核苷酸核苷酸a个，则在第个，则在第n次复制时，次复制时，共需消耗游离的该核苷酸为共需消耗游离的该核苷酸为2 2n-1.n-1.a2 22 2n n-2-22 22 2n n-2-22 2n n2 2