33DNA的复制ke.ppt

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1、亲子代之间是通过遗传物质传递遗传亲子代之间是通过遗传物质传递遗传信息的，那么亲代的遗传物质如何信息的，那么亲代的遗传物质如何“多出一份多出一份”来传递给子代？来传递给子代？1、DNA分子由分子由 条链组条链组成，成，盘旋盘旋成成 结构。结构。2、交替交替连接，排列在连接，排列在外侧外侧，构成，构成基本骨架；基本骨架；排列排列在在内侧内侧。3、碱基通过、碱基通过 连接连接成碱基对，并遵循成碱基对，并遵循 原则原则2反向平行反向平行脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸双螺旋双螺旋碱基对碱基对氢键氢键碱基互补配对（碱基互补配对（A-T,G-C)DNA分分子子结结构构特特点点：沃森、克里克DNA复制假说：DN

2、ADNA分子复制时，分子复制时，DNADNA分子双螺旋分子双螺旋解开解开，互，互补碱基之间的补碱基之间的氢键断裂氢键断裂，解开的两条单链，解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。到作为模板的单链上。一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测2 2、全保留复制：、全保留复制：1 1、半半保留复制：保留复制：3 3、分散复制：、分散复制：复制一次复制一次 复制一次复制一次复制一次复制一次形成的形成的DNA分子一半分子一半是新的，一半是旧的；是新的，一半是旧的；

3、新复制出的新复制出的DNA分子直接分子直接形成，完全没有旧的部分；形成，完全没有旧的部分；新复制的新复制的DNA分子中分子中新旧都有，但分配是新旧都有，但分配是随机组合的；随机组合的；用怎样的方法区分亲代DNA和子代DNA？二、实验证据：二、实验证据：1958年，科学家以大肠杆菌为实验材料，运用年，科学家以大肠杆菌为实验材料，运用同位素示踪技术，设计了一个巧妙的实验。同位素示踪技术，设计了一个巧妙的实验。1、将大肠杆菌放在含有同位素、将大肠杆菌放在含有同位素15N的的培养基中培养培养基中培养,繁殖若干代，提取繁殖若干代，提取DNA。亲代：亲代：子一代：子一代：子二代：子二代：2、将大肠杆菌转移

4、到、将大肠杆菌转移到14N的培养基中的培养基中培养，培养，20分钟后（即细胞分裂一次后）分钟后（即细胞分裂一次后）提取提取DNA。3、继续在、继续在14N的培养基中培养，细的培养基中培养，细胞第二次分裂后，提取胞第二次分裂后，提取DNA。密度梯度离心密度梯度离心密度梯度离心密度梯度离心密度梯度离心密度梯度离心重带重带中带中带轻带轻带中带中带全部解开螺旋再复制，还全部解开螺旋再复制，还是边解旋边复制？是边解旋边复制？先形成核苷酸与核苷酸之先形成核苷酸与核苷酸之间的磷酸二酯键，还是先间的磷酸二酯键，还是先进行碱基互补形成氢键？进行碱基互补形成氢键？全部解开螺旋再复制，还全部解开螺旋再复制，还是边解

5、旋边复制？是边解旋边复制？先形成核苷酸与核苷酸之先形成核苷酸与核苷酸之间的磷酸二酯键，还是先间的磷酸二酯键，还是先进行碱基互补形成氢键？进行碱基互补形成氢键？解旋酶解旋酶催化（氢键断裂）催化（氢键断裂）解解旋：旋：模板模板（在在DNA聚合酶聚合酶的催化下，利用的催化下，利用游游离的脱氧核苷酸进行碱基配对离的脱氧核苷酸进行碱基配对）合成子链合成子链: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母链（旧链）链（旧链）子链（新链）子链（新链）形成子代形成子代DNA:DNA:同时进行同时进行组成组成三三.DNA.DNA分子的复制过程分子的复制过程DNADNA分子利用细胞提供的分子利用细胞提供的能

6、能量量，在，在解旋酶解旋酶的作用下，的作用下，使得使得DNADNA双链的双链的氢键氢键断裂，断裂，这样使得螺旋结构的这样使得螺旋结构的DNADNA双双链链解开。解开。DNADNA分子的双分子的双链像拉链一样被拉开链像拉链一样被拉开每条子链与其对应的母每条子链与其对应的母链盘绕成链盘绕成双螺旋双螺旋结构。结构。请同学来归纳请同学来归纳DNA复制的步骤：复制的步骤：解解旋：旋：合成子链合成子链:形成子代形成子代DNA:DNA:解旋酶解旋酶催催化，氢键断裂，螺旋化，氢键断裂，螺旋的双链打开。的双链打开。以以母链为模板母链为模板在在DNADNA聚合酶聚合酶的催的催化下，利用游离的脱氧核苷酸化下，利用游

7、离的脱氧核苷酸进行进行碱基互补配对碱基互补配对。每条子链与其对应的母链盘绕每条子链与其对应的母链盘绕成成双螺旋双螺旋结构。结构。DNADNA复制的结果复制的结果一个一个DNADNA分子形成两个分子形成两个完全相同完全相同的的DNADNA分子；分子；1 2 4 2n总结总结DNADNA复制：复制：DNADNA分子的复制是一个分子的复制是一个边解旋边复制边解旋边复制的过程，的过程，复制需要模板、原料、能量和酶等基本条复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件。件。DNADNA分子独特的双螺旋结构，为复制提分子独特的双螺旋结构，为复制提供精确的模板，通过供精确的模板，通过碱基互补配对碱基互补配对保证了保

8、证了复制能够准确地进行。复制能够准确地进行。DNADNA复制的特点复制的特点:边解旋边复制边解旋边复制 半保留复制半保留复制 DNA DNA 半保留复制优点半保留复制优点碱基互补配对碱基互补配对，能够使复制，能够使复制准确无误。准确无误。DNA具有独特的双螺旋结构，能具有独特的双螺旋结构，能为复制提供为复制提供模板模板。人类基因组共有人类基因组共有碱基碱基31.631.6亿对亿对,经过体内复制经过体内复制后只有后只有1010-9-9的错误率。的错误率。为什么可以为什么可以准确复制准确复制形成两个形成两个DNADNA分子分子?DNADNA分子的意义分子的意义:将遗传信息从亲代传给了子将遗传信息从

9、亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的代，从而保持了遗传信息的连续性连续性1.一个一个DNA分子自我复制后形成两个分子自我复制后形成两个DNA分分子，这两个新的子，这两个新的DNA分子（分子（）A.分别由两条母链和两条子链形成分别由两条母链和两条子链形成B.两条母链和两条子链随机结合而成两条母链和两条子链随机结合而成C.分别由一条子链及一条母链结合而成分别由一条子链及一条母链结合而成D.一条子链与另一条子链的母链结合一条子链与另一条子链的母链结合C 评价反馈练习评价反馈练习2、下列关于、下列关于DNA复制过程中，正确顺序是复制过程中，正确顺序是()互补碱基对间氢键断裂互补碱基对间氢键断裂 互补碱

10、基对之间形成氢键互补碱基对之间形成氢键 DNA分子在解旋酶作用下解旋分子在解旋酶作用下解旋 以母链为模板进行碱基互补配对以母链为模板进行碱基互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋结构子链与母链盘旋成双螺旋结构 A B C DC规律规律1：一个亲代：一个亲代DNA分子经分子经 n 次复制次复制后，所合成的后，所合成的DNA分子中，分子中，DNA分子分子数，含亲代母链的数，含亲代母链的DNA分子数，不含亲分子数，不含亲代母链的代母链的DNA分子数依次为：分子数依次为：2n，2，2n-2，变通变通：亲代母链与子代亲代母链与子代DNA链数之比为：链数之比为：含亲代母链的含亲代母链的DNA分子数与子代分子数与

11、子代DNA分子数之分子数之比为：比为：2/（2n2）2/2n即即1/（2n）根据半保留复制和碱基互补配对原则根据半保留复制和碱基互补配对原则与复制有关的碱基计算解析与复制有关的碱基计算解析一个一个DNA连续复制连续复制n次后，共有多少个次后，共有多少个DNA？多少条脱氧核苷酸链？多少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条？母链多少条？子链多少条？DNA分子数分子数=2n脱氧核苷酸链数脱氧核苷酸链数=2n+1母链数母链数=子链数子链数=22n+1 2 解析：所用知识为解析：所用知识为“半保留复制半保留复制”和和“碱基互补配对原则碱基互补配对原则”，并图示，并图示分析。分析。ATGCCGATATG

12、CCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT连续第一次复制连续第一次复制连续第二次复制连续第二次复制连续第连续第n次复制次复制解：解：答：答：一个一个DNA连续复制连续复制n次后，共有次后，共有2n个个DNA，2n+1条脱氧核苷酸链，母链条脱氧核苷酸链，母链2条，条，子链子链2n+1 2条条规律规律2 2：亲代：亲代DNADNA分子经分子经 n n 次复制后，所次复制后，所需游离的脱氧核苷酸数为：需游离的脱氧核苷酸数为：R游离的脱氧核苷酸数游离的脱氧核苷酸数=a(2 n-1),其中其中 a 表示模表示模板的碱基数，板的碱基数，n 表示复制的次数表示

13、复制的次数。规律规律3 3：亲代：亲代DNADNA分子分子第第 n n 次复制，所需次复制，所需游离的脱氧核苷酸数为：游离的脱氧核苷酸数为：R游离的脱氧核苷酸数游离的脱氧核苷酸数=a(2 n-1),其中其中 a 表示模表示模板的碱基数，板的碱基数，n 表示复制的次数表示复制的次数。DNA复制所需原料的计算例题一个DNA分子中含有1000个碱基对，其中有400个腺嘌呤。如果它连续复制两次，消耗周围环境中胞嘧啶脱氧核苷酸 。解析：1、计算每个DNA分子中C的个数 2、套用公式计算1800 某双链某双链DNA分子共含有碱分子共含有碱基基1400个，其中一条链上个，其中一条链上（A+T）/（C+G）=

14、2:5，问，问该该DNA分子连续复制两次共分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶的数目（需游离的胸腺嘧啶的数目（）。）。A.300个个 B.400个个 C.600个个 D.1200个个C、G0、G1、G2三代三代DNADNA离心后的离心后的试试管分管分别别是是图图中的：中的：G0 、G1 、G2 。ABD(2)(2)、图图中中 、两条两条带带中中DNADNA分子所含的分子所含的同位素磷分同位素磷分别别是：是：，。(3)(3)、上述、上述实验结实验结果果证证明了明了DNADNA的复制方式的复制方式是是 。31P31P 和和32P半保留复制半保留复制以含有以含有31P标标志的大志的大肠肠杆菌杆菌放入放

15、入32P的培养液中，培养的培养液中，培养2代。离心代。离心结结果如右：果如右：2DNA分子的半保留复制方式使分子的半保留复制方式使 A分子结构具有相对稳定性分子结构具有相对稳定性B能精确进行自我复制，保证亲代与子代之能精确进行自我复制，保证亲代与子代之 间的间的 连续性连续性C能够精确地指导蛋白质合成能够精确地指导蛋白质合成D产生可遗传变异的机会产生可遗传变异的机会3一个双链一个双链DNA分子为第一代，经过分子为第一代，经过3次自我次自我复制，在第四代复制，在第四代DNA分子中，共有分子中，共有 条长条长链有链有 条第一代脱氧核苷酸的长链条第一代脱氧核苷酸的长链 A2 B4 C8 D16A D

16、 B 6 6DNADNA分子复制能准确无误地进行原因是（分子复制能准确无误地进行原因是（）A A碱基之间由氢键相连碱基之间由氢键相连 B BDNADNA分子独特的双螺旋结构分子独特的双螺旋结构 C CDNADNA的半保留复制的半保留复制 D DDNADNA的边解旋边复制特点的边解旋边复制特点B7.7.一个噬菌体侵染细菌后，形成了一个噬菌体侵染细菌后，形成了200200个子代噬个子代噬菌体，子代菌体，子代DNADNA中含最初中含最初DNADNA链的链的DNADNA占占 。A.1%B.2%C.25%D.50%A.1%B.2%C.25%D.50%A8.图中一、二、三表示图中一、二、三表示DNA复制的过程复制的过程一表示一表示_，这一过程中，这一过程中，DNA分子在分子在_的作用下，两条扭成螺旋的的作用下，两条扭成螺旋的长链开始长链开始_。二表示二表示_。每条。每条母链在一些母链在一些_ _的作用下，链上的的作用下，链上的碱基按照碱基按照_与周围环与周围环境中游离的境中游离的_来配对来配对.三表示三表示_。解旋解旋解旋酶解旋酶 以母链为模板进行碱基配对以母链为模板进行碱基配对解开解开DNA聚合酶聚合酶碱基互补配对原则碱基互补配对原则脱氧核苷酸脱氧核苷酸形成两个新的形成两个新的DNA分子分子