DNA的半保留复制

1、 本课主要内容提纲本课主要内容提纲1、DNA复制的概念复制的概念：2、DNA复制场所、时期、条件复制场所、时期、条件3、复制、复制过程过程与与复制特点复制特点4、DNA精确复制的原因：精确复制的原因：5、复制的生物学意义：复制的生物学意义：一：对一：对DNA分子复制的推测：分子复制的推测：半保留复制模型半保留复制模型沃森和克里克沃森和克里克认为认为：原有原有DNA分子的两分子的两条单链会条单链会分开分开，每，每一条单链各作为一一条单链各作为一个模板用来复制新个模板用来复制新的单链，所以的单链，所以新合新合成的成的DNA分子中有分子中有一条旧链和一条新一条旧链和一条新链。链。二、二、DNA半保留

2、复制的实验证据半保留复制的实验证据 自学思考以下问题：自学思考以下问题： 1、大肠杆菌首先放在什么培养基中培养、大肠杆菌首先放在什么培养基中培养的？的？ 2、然后转移到什么培养基中培养的？、然后转移到什么培养基中培养的？ 3、如果是半保留复制，离心后应该出现、如果是半保留复制，离心后应该出现几条带？几条带？ 4、三条带离心后在试管中的分布如何？、三条带离心后在试管中的分布如何？ 5、实验结论是什么？、实验结论是什么？大肠杆菌大肠杆菌在在15N的的培养液中培养液中培养培养若干若干代代提取提取DNA离心离心转移到转移到14N的培的培养液中养液中提取提取DNA离心离心提取提取DNA离心离心细胞分裂一

3、次细胞分裂一次第第二二代代第第一一代代一条带，重带一条带，重带一条带，中带一条带，中带两条带，中带和轻带两条带，中带和轻带细胞分裂两次细胞分裂两次15N/15N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA 14N/14N-DNA15N/15N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA14N/14N-DNA14N第一代第一代第二代第二代大肠杆菌大肠杆菌该实验证明了：该实验证明了：DNA的半保留复制的半保留复制三、三、DNADNA分子复制的过程分子复制的过程回忆前面所学的内容：回忆前面所学的内容：1 1、真核细胞中，、真核细胞中，DNA

4、DNA分布在哪里？分布在哪里？2 2、在哪些内容中涉及到、在哪些内容中涉及到“DNADNA分子的复制分子的复制”？什么时候完成什么时候完成DNADNA的复制？的复制？1 1、DNADNA复制的场所：复制的场所：2 2、DNADNA复制的时间：复制的时间：细胞核（主要）、线粒体、细胞核（主要）、线粒体、叶绿体叶绿体有丝分裂间期、有丝分裂间期、减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期4 4 、DNADNA复制的条件：复制的条件：模板：模板：原料：原料：能量：能量：酶：酶：亲代亲代DNADNA的两条母链的两条母链4 4种游离的脱氧核苷酸种游离的脱氧核苷酸ATPATPDNADNA解旋酶；解旋酶；DNADN

5、A聚合酶聚合酶等等3 3 、DNADNA复制的过程：复制的过程：解旋提供准确模板解旋提供准确模板合成互补子链合成互补子链子、母链结合盘绕形成新子、母链结合盘绕形成新DNADNA分子分子 5 5、DNADNA复制的特点是什么？复制的特点是什么？半保留复制半保留复制边解旋边复制边解旋边复制从结果看：从结果看：从过程看：从过程看：ATCGATAGCTATCGATAGCTTAGCTATCGA6 6、DNADNA复制的结果：复制的结果：1 1个个DNADNA分子分子 2 2个完全相同的个完全相同的DNADNA分子分子( (碱基排列顺序相同碱基排列顺序相同) )DNA分子复制的生物学意义？分子复制的生物学

6、意义？ DNADNA通过复制，使遗传信息从亲代传通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的给了子代，从而保持了遗传信息的连续性连续性。 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， 为为复制提供精确的模板。复制提供精确的模板。严格遵循碱基互严格遵循碱基互补补配对规则，配对规则， 使使复制准确无误。复制准确无误。1、与、与DNA复制有关的碱基计算复制有关的碱基计算一一个被标记个被标记DNA连续复制连续复制n次后次后，共形成，共形成 个个DNA。一共一共 条条脱氧核苷脱氧核苷酸链。酸链。新合成子链新合成子链 条。条。需要需要 个个DN

7、A的原料。的原料。2n2n+12n+1 2 ATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT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2n 1学生活动：学生活动：1、概念：、概念：2、场所：、场所：3、时期：、时期：4、条件、条件5、复制、复制过程过程：6、复制特点复制特点：7、复制的结果：、复制的结果：8、精确复制的原因：、精确复制的原因：9、复制的生物学意义：、复制的生物学意义： 课堂小结：课堂小结：模板：模板： 原料：原料： 能量：能量： 酶：酶： 以亲代以亲代DNADNA分子为模板合

8、成子代分子为模板合成子代DNADNA分子的过程分子的过程细胞核（主要）、线粒体、叶绿体细胞核（主要）、线粒体、叶绿体有丝分裂间期和减数分裂第一次分裂间期有丝分裂间期和减数分裂第一次分裂间期边解旋边复制边解旋边复制、半保留复、半保留复制制1 1个个DNADNA分子分子 2 2个完全相同的个完全相同的DNADNA分子分子规则的规则的双螺旋结构为复制提供精确模板双螺旋结构为复制提供精确模板复制遵循碱复制遵循碱基互补配对原则基互补配对原则使遗传信息从亲代传给子代，保证了遗传信息使遗传信息从亲代传给子代，保证了遗传信息的连续性。的连续性。亲代亲代DNADNA的两条母链的两条母链4 4种游离的脱氧核苷酸种

9、游离的脱氧核苷酸ATPATPDNADNA解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶等聚合酶等含有含有3232P P或或3131P P的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可参与参与DNADNA的组的组成，但成，但3232P P比比3131P P质量大。现将某哺乳动物的体细胞放在含有质量大。现将某哺乳动物的体细胞放在含有3131P P磷磷酸的培养基中，连续培养数代后得到酸的培养基中，连续培养数代后得到G G0 0代细胞。然后将代细胞。然后将G G0 0代细胞代细胞移到含有移到含有3232P P的培养基中培养，经过第的培养基中培养，经过第1 1、2 2次细胞分裂后，分别次细胞分

10、裂后，分别得到得到G G1 1、G G2 2代细胞。再从代细胞。再从G G0 0、G G1 1、G G2 2代细胞中提取出代细胞中提取出DNADNA，经密度，经密度剃度离心后得到的结果如图所示，由于剃度离心后得到的结果如图所示，由于DNADNA分子的质量不同，因分子的质量不同，因此在离心管内的分布不同。若、分别代表轻型、中型、此在离心管内的分布不同。若、分别代表轻型、中型、重型重型DNADNA分子的位置，请回答：分子的位置，请回答：、G G0 0、G G1 1、G G2 2三代三代DNADNA离心后的试离心后的试管分别是图中的：管分别是图中的：G G0 0 、G G1 1 、G G2 2 。

11、、G G2 2代在、三条带中代在、三条带中DNADNA数的比例是数的比例是 。、图中、两条带中、图中、两条带中DNADNA分子所含的同位素磷分别分子所含的同位素磷分别是：是： ， 。、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 。 ABD0:1:131P31P 和和32P半保留复制半保留复制能力提升题能力提升题解旋酶催化解旋酶催化解旋：解旋：模板模板 （在（在DNA聚合酶的催化下，聚合酶的催化下，利用利用游离的脱氧核苷酸进行碱基互游离的脱氧核苷酸进行碱基互补配对补配对）复制复制: 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

12、）子链（新链）复制后的复制后的DNA:同时进行同时进行组成组成复制过程复制过程 在在ATPATP供能、解旋酶的作用下，供能、解旋酶的作用下，DNADNA两条脱氧两条脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，双螺旋的两双螺旋的两条链解开的过程。条链解开的过程。 目的：为复制提供准确的模板，解开的两目的：为复制提供准确的模板，解开的两条单链叫母链。条单链叫母链。什么叫解旋？解旋的目什么叫解旋？解旋的目的是什么？的是什么？ 什么叫什么叫“子链子链”?复制复制一次能形成几条链？一次能形成几条链？ 以母链为模板，以周围环境中游离的以母链为模板，以周围环境中游离的4 4种脱氧核苷

13、酸种脱氧核苷酸为原料，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段子链，复制一次形成子链两条。自合成与母链互补的一段子链，复制一次形成子链两条。三、三、DNADNA分子的复制分子的复制AAATTTGGGGCCCATCDNA平面模式图DNA复制过程AAATTTGGGGCCCATCAGCTCGT游离的游离的脱氧核苷酸脱氧核苷酸与复制与复制有关的酶有关的酶注意，此处注意，此处氢键将被打开！氢键将被打开！AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT在酶的催化下在酶的催化下氢键已被打开氢键已被打开DNA分子利用细胞提供的，在的作用下，把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程叫解旋解旋。AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT亲代亲代DNA的的一条链一条链(母链母链)作为模板作为模板AAATTTGGGGCCCATCCTAGTCG还未解旋刚解旋所以DNA复制特点之一是:边解旋边复制边解旋边复制通过碱基互补通过碱基互补配对脱氧核苷酸配对脱氧核苷酸结合到母链上结合到母链上已在复制AAATTTGGGGCCCATCAAATTTGGGGCCCATC一个子代DNA分子另一个子代DNA分子形成两个