DNA分子的复制11381学习教案

1、会计学1DNA分子的复制分子的复制11381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: :一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测1 1、全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分、全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；2 2、半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；、半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；3 3、分散复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的、分散复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的复制一次复制一次复制一次复制一次复制一次复制一次第1页/共34页1 1、全保留复制：、全保留复制：新复制出的分子直

2、接形成，新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；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一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测第2页/共34页2 2、半保留复制：、半保留复制：形成的形成的DNADNA分子一半是新的，分子一半是新的，一半是旧的；一半是旧的；复制一次复制一次第3页/共34页 3 3、分散复制（弥散复制）：、分散复制（弥散复制）：新复制的分子中新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的；新旧都有，但分配是随机组合的；复制一次复制一次第4页/共34页2、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？ 把复制

3、的单链和原来的链做上标记，然后观察它把复制的单链和原来的链做上标记，然后观察它在新在新DNA中出现的情况。中出现的情况。1、这些观点各有不同，如何来证明哪个观点是正确的？、这些观点各有不同，如何来证明哪个观点是正确的？只能用实验来证明。只能用实验来证明。复制一次复制一次沃森和克里克推测是半保留复制模型沃森和克里克推测是半保留复制模型第5页/共34页探究探究DNADNA分子复制方式分子复制方式实验设计实验设计关键关键区别亲子代区别亲子代DNADNA实验方法实验方法同位素示踪法同位素示踪法1515N N1414N N密度大密度大密度小密度小实验材料实验材料大肠杆菌大肠杆菌将大肠杆菌放在将大肠杆菌放

4、在NHNH4 4ClCl培养液培养生长培养液培养生长密度梯度离心法密度梯度离心法第6页/共34页二、二、DNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据重带重带(下部下部)1515N/ N/ 15N中带中带(中间中间)1515N/ N/ 14N轻带轻带(上部上部)1414N/ N/ 14N中带中带(中间中间)1515N/ N/ 14N第7页/共34页分析：分析：1 1、离心处理后，为什么子一代、离心处理后，为什么子一代DNADNA只只有杂和链带？有杂和链带？2 2、子二代、子二代DNADNA出现了轻链带和杂出现了轻链带和杂和链带，说明了什么？和链带，说明了什么？DNA半保留复制半保留复制第

5、8页/共34页 一个一个DNADNA分子复制分子复制几代后的情况如何？几代后的情况如何？ 因因DNADNA复制采用半保留的方式，所复制采用半保留的方式，所以一个以一个DNADNA分子经几代复制后的所有分子经几代复制后的所有DNADNA中，只有两个中，只有两个DNADNA分子含有原分子含有原DNADNA链。但所有链。但所有DNADNA与原与原DNADNA所带的信息（所带的信息（脱氧核苷酸的排列序）完全相同。（脱氧核苷酸的排列序）完全相同。（变异除外）变异除外） 第9页/共34页第一代第一代第二代第二代第三代第三代第四代第四代无论无论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

6、分子永远只有分子永远只有两条两条第10页/共34页思维拓展思维拓展) )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数量比例数量比例22第11页/共34页将将 15N标记的标记的DNA分子放在分子放在 14N 的培养基上培养，的培养基上培养， 经过经过3次复制，在所形成的子代次复制，在所形成的子代 DNA中，含中，含15N 的的DNA占总数的比例和含占总数的比例和含15N的的脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链占总数的比占总数的比例各为（例各为（ ）和（）和（ ）A1/16Bl8C14D12子一代子一代子二代子二代亲亲代代子三代子三代

7、CB第12页/共34页三、三、DNADNA复制的过程复制的过程1.1.DNA分子复制的概念?2.2.DNA分子复制过程怎么进行?3.3.DNA分子复制过程需要哪些条件?4.4.DNA分子复制过程有何特点?5.5.DNA分子复制有何生物学意义?第13页/共34页1.1.概念：概念：2.2.时间时间： 是指以亲代是指以亲代DNADNA为模板，合为模板，合成子代成子代DNADNA的过程。的过程。 细胞有丝分裂的间期细胞有丝分裂的间期、无丝分裂之前和减数第、无丝分裂之前和减数第一次分裂的间期一次分裂的间期3.3.场所：场所：细胞核细胞核( (主要主要场所场所) )第14页/共34页解旋解旋合成子链（配

8、对、聚合）合成子链（配对、聚合）形成子代形成子代DNADNA阅读阅读P54P54，思考：，思考：DNADNA的复制过程包括哪几个主的复制过程包括哪几个主要环节？要环节？ 第15页/共34页在解旋酶的作用下，双链螺旋的在解旋酶的作用下，双链螺旋的DNADNA打开打开氢键，解开成为两条单链，每条单链均氢键，解开成为两条单链，每条单链均作为模板合成新的作为模板合成新的DNADNA。DNADNA分子复制的过程分子复制的过程 以二条母链为模板，四种脱氧核苷酸为以二条母链为模板，四种脱氧核苷酸为原料，按碱基互补配对原则合成为两条原料，按碱基互补配对原则合成为两条新的子链。新的子链。一条母链和一条子链盘绕成

9、双螺旋结构，形成一条母链和一条子链盘绕成双螺旋结构，形成新的新的DNADNA分子。分子。解旋：解旋： 合成：合成：复旋：复旋：第16页/共34页解旋以母链为模板进行碱基配对形成的两个新的DNA分子子链母链DNADNA的复制过程图解的复制过程图解第17页/共34页三、三、DNADNA分子复制的过程及其特点分子复制的过程及其特点1. 1.场所：场所：2.2.时间：时间：3.3.条件条件第18页/共34页4 4、DNADNA分子复制分子复制时需何条件？时需何条件？ 模板：亲代模板：亲代DNADNA的两条母链；的两条母链； 原料：原料：4 4种脱氧核苷酸：种脱氧核苷酸： 能量：能量：ATP;ATP;

10、酶酶 ：DNADNA解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合酶等。聚合酶等。第19页/共34页5.DNA5.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 第20页/共34页 6.DNA6.DNA准确复制的原因准确复制的原因? ? DNADNA具有独特的双螺旋结构，具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板。能为复制提供模板。 碱基具有互补配对的能力，能够碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。使复制准确无误。第21页/共34页7 7、DNADNA分子的复制实质分子的复制实质( (意义意义) )？ DNA DNA通过复制，使遗传信息从亲代传通过复制，使遗传信息从

11、亲代传给了子代，从而保证了物种的相对稳性，保给了子代，从而保证了物种的相对稳性，保持了遗传信息的连续性，使得种族得以延续持了遗传信息的连续性，使得种族得以延续。第22页/共34页时间：时间：有丝分裂分裂间期、减数第一次分裂前的间期有丝分裂分裂间期、减数第一次分裂前的间期过程：过程：解旋解旋合成子链合成子链模板：模板：亲代亲代DNADNA提供提供原料：原料：原则：原则：条件：条件：游离的脱氧核苷酸游离的脱氧核苷酸碱基互补配对原则碱基互补配对原则能量能量: :酶酶: :特点：特点：边解旋边复制边解旋边复制半保留复制半保留复制意义：意义：保持前后代遗传信息的连续性保持前后代遗传信息的连续性复旋复旋D

12、NADNA的复制课堂小结的复制课堂小结ATP解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶第23页/共34页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与复制有关的碱基计算一个一个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？母？多少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条？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。A

13、TGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT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，子链条，子链2n+1 2条条第24页/共34页一个一个DNA的碱基的碱基A（T、G、C）占碱基总数的）占碱基总数的a%，碱基总数为，碱基总数为m，连续复制，连续复制n次后，共需要次后，共需要G（C、A、T）多少个？）多少个？因为因为A=ma%，A=T、G=C， A+T=

14、 2ma%，DNA复制复制n代后子链数代后子链数=2n+1 2 DNA连续复制连续复制n代后需要代后需要 鸟嘌呤鸟嘌呤=（2n+1 2 ）/2 m （1/2 a%） = m （2n 1）（1/2 a%）解析：先求出亲代解析：先求出亲代DNA中中G=C=？每两条新链所必需的鸟嘌呤（？每两条新链所必需的鸟嘌呤（G）数等于亲代）数等于亲代DNA胞嘧啶（胞嘧啶（C）数，再求出）数，再求出DNA复制复制n代后子链数；最后求出代后子链数；最后求出DNA连续复制连续复制n代代后需要鸟嘌呤数。后需要鸟嘌呤数。解：解：所以所以G=C=m（1/2 a%），每形成两条新链所必需的鸟嘌呤数等于亲代，每形成两条新链所必

15、需的鸟嘌呤数等于亲代DNA胞嘧啶数胞嘧啶数= m （1/2 a%）答：答：DNA连续复制连续复制n代后需要鸟嘌呤数是代后需要鸟嘌呤数是m （2n 1）（1/2 a%）。）。第25页/共34页课堂练习课堂练习 1 1、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 2 2、DNADNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的分子的复制发生在细胞有丝分裂的（ ） A A

16、、分裂前期、分裂前期 B. B. 分裂中期分裂中期 C. C. 分裂后期分裂后期 D. D. 分裂间期分裂间期第26页/共34页 3 3、下列关于、下列关于DNADNA复制的说法，其中不正确的是（复制的说法，其中不正确的是（ ） A. DNAA. DNA复制过程中需要酶的催化复制过程中需要酶的催化 B. DNAB. DNA复制过程中需要的能量直接由糖类提供复制过程中需要的能量直接由糖类提供 C. DNA C. DNA 分子是边解旋复制的分子是边解旋复制的 D. DNA D. DNA 复制过程中两条母链均可作模板复制过程中两条母链均可作模板 4 4、以、以DNADNA的一条链的一条链“A AT

17、TC C”为模板，经复制后为模板，经复制后的子链是（的子链是（ ） A. “A. “T TA AG G” ” B. “B. “U UA AG G” C. “C. “T TA AC C” ” D. “D. “T TU UG G”第27页/共34页 5 5、由、由1515N N标记细菌的标记细菌的DNADNA，然后又，然后又将将1414N N来供给这种细菌，于是该细菌便来供给这种细菌，于是该细菌便用用1414N N来合成来合成DNADNA，假设细菌连续分裂三，假设细菌连续分裂三次产生了八个新个体，它们中含次产生了八个新个体，它们中含1414N N链链的的DNA与与1515N N链的链的DNA比例是

18、（比例是（ ） A A、4 4：1 B1 B、2 2：1 1 C C、1 1：1 D1 D、3 3：1 1 A A第28页/共34页6 6、在氮源为、在氮源为1414N N的培养基上生长的大肠杆菌，其的培养基上生长的大肠杆菌，其DNADNA分子均为分子均为1414N-N-DNADNA（对照）；在氮源为（对照）；在氮源为1515N N的培养基上生长的大肠杆菌，其的培养基上生长的大肠杆菌，其DNADNA分子均为分子均为1515N-DNAN-DNA（亲代）。将亲代大肠杆菌转移到含（亲代）。将亲代大肠杆菌转移到含1414N N的培的培养基上，再连续繁殖两代（养基上，再连续繁殖两代（I I和和IIII）

19、，用离心的方法分离得到），用离心的方法分离得到的结果如下表所示，请分析：的结果如下表所示，请分析： 对照对照亲代亲代I IIIII轻链轻链1414N-DNAN-DNA全轻链全轻链 1/21/2轻链轻链中链中链 全中链全中链1/21/2中链中链重链重链1515N-DNAN-DNA 全重链全重链 （1 1）由实验结果可以推出第一代（）由实验结果可以推出第一代（I I）细菌）细菌DNADNA分子中一条链是分子中一条链是 ，另一条链是另一条链是 。（2 2）中链含有氮元素是）中链含有氮元素是 。（3 3）将第一代（）将第一代（I I）转移到含）转移到含1515N N的培养基上繁殖一代，将所得到的细菌的

20、的培养基上繁殖一代，将所得到的细菌的DNADNA用用同样方法分离。那么得到的轻中重链情况是同样方法分离。那么得到的轻中重链情况是 （4 4）上述实验表明）上述实验表明DNADNA分子复制的特点是分子复制的特点是 1515N N母链母链1414N N新链新链1515N N和和1414N N1/21/2中链，中链，1/21/2重链重链半保留复制半保留复制第29页/共34页 7 7下列关于下列关于DNADNA复制过程的正确顺序是复制过程的正确顺序是（ ） 互补碱基对之间氢键断裂互补碱基对之间氢键断裂 互补碱基互补碱基对之间形成氢键对之间形成氢键 DNADNA分子分子在解旋酶的作用下在解旋酶的作用下解

21、旋解旋 以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋状结构子链与母链盘旋成双螺旋状结构 A.A. B. B. C. C. D. D.D D第30页/共34页 8 8DNADNA分子的双链在复制时解旋，这时下述哪分子的双链在复制时解旋，这时下述哪一对碱基从氢键连接处分开（一对碱基从氢键连接处分开（ ） A AG G与与C C B BA A与与C C C CG G与与A A D DG G与与T TA A 9 9DNADNA复制的基本条件是（复制的基本条件是（ ） A A模板，原料，能量和酶模板，原料，能量和酶 B B模板，温度，能量和酶模板，温度，能量和酶 C C模板，原料，温度和酶模板，原料，温度和酶 D D模板，原料，温度和能量模板，原料，温度和能量 A A第31页/共34页1010、DNADNA的复制是在细胞的的复制是在细胞的 分裂和分裂和 第一次分第一次分裂前的裂前的 期进行的。复制是指以期进行的。复制是指以 为模板来为模板来合成合成 的过程。复制特点是的过程。复制特点是 复制过程复制过程必需以必需以 为模板、为模板、 为原料、为原料、 提供能