3.3DNA的复制(5.11).ppt

1、DNA指纹技术,DNA分子在生物体内是怎样进行复制的呢?,从犯罪现场收集到的犯罪嫌疑人的DNA,受害者,怀疑对象,3.3,DNA的复制,子二代DNA,何谓DNA的复制？,DNA的复制的概念：指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程,新产生的DNA分子是一个全新的DNA分子吗？新合成的子链和母链怎样组合？,亲代DNA,子一代DNA,请用红色线段代表亲代DNA的母链，蓝色线段代表新合成的子链，画出子代DNA分子两条链的组合。,动动手：,小组讨论： DNA复制一次产生的子代DNA分子的两条链有几种组合？,DNA复制两次产生的子代DNA分子的两条链有几种组合？,可以运用什么方法使亲代大肠杆菌的脱氧核苷

2、酸链做上标记？,同位素标记法,15N,14N,密度大,密度小,探究 DNA分子复制方式,1、实验的关键思路：,2、实验材料,大肠杆菌,区别亲子代DNA，把亲代DNA的脱氧核苷酸链做上标记，然后观察它在子代DNA中出现的情况。,大肠杆菌首先放在什么培养液中培养,才能使亲代DNA标记上15N？ 然后转移到什么培养液中培养，才能区分亲子代DNA？,方法：将大肠杆菌放在含15N培养液培养生长,方法：将被15N标记的大肠杆菌放在含14N培养液培养生长,如何观察实验结果？,密度梯度离心法,材料： 若在试管内放入三种结构相同但N元素质量不同的DNA： 两条链都含有14N的DNA（14N/14NDNA） ，

3、一条链14N，另一条链15N的DNA （14N/15NDNA） ， 两条链都含有15N的DNA （15N/15NDNA） 。 在进行密度梯度离心后，离心管内出现三个存在位置，如图所示。,（轻链：14N/14NDNA）,（中链：14N/15NDNA）,（重链：15N/15NDNA）,同位素标记法,探究 DNA分子复制方式,1、实验的关键思路：区别亲子代DNA，把亲代DNA的脱氧核苷酸链做上标记，然后观察它在子代DNA中出现的情况。,2、实验材料：,大肠杆菌,3、实验方法：,密度梯度离心法,4、探究过程：,我们假设DNA复制的方法： 1.半保留复制 2.全保留复制,小组讨论：每一种复制方式的亲代、

4、子一代、子二代离心后会出现几条DNA带，它们分别位于离心管的什么位置？,请根据不同质量的DNA在离心管中出现的位置，用红色的粗线段在学案第2页的离心管中表示出各DNA带出现的位置。,动动手：,我们假设DNA复制的方法：,15N/ 15N-DNA,15N/ 14N-DNA,15N/ 14N-DNA,14N/ 14N-DNA,15N/ 15N-DNA,15N/ 15N-DNA,14N/ 14N-DNA,15N/ 15N-DNA,14N/ 14N-DNA,2.全保留复制,1.半保留复制,半保留复制,二、DNA分子半保留复制的实验证据,实际的实验结果是,亲代DNA,子一代DNA,子二代DNA,亲代DN

5、A的一条链,DNA复制一次得DNA 个 DNA复制两次得DNA 个 DNA复制三次得DNA 个 DNA复制n次得DNA 个,2,4,8,2n,例1.某双链DNA分子，经3次复制后，所得到的第四代DNA分子中，含有原亲代DNA链的分子数是（ ） A.1 B.2 C.3 D. 4,B,结论：不论复制多少代，含有母链的子代DNA只有2个,推导： DNA复制n次共有脱氧核苷酸链：,2n+12条,得到的子代DNA中含子链：,2n+1条,得到的子代DNA中含母链：,2条,三、DNA分子复制的过程,材料一：通过生化分析得知，在分裂间期的细胞的细胞核中DNA聚合酶（细胞复制DNA的重要作用酶）的活性显著增高。

6、这说明什么问题？,三、DNA分子复制的过程,细胞分裂间期,DNA聚合酶,细胞核,材料二：将变形虫放在有标记过的脱氧核苷酸培养液中，一段时间后，在细胞核中和线粒体中都出现了有标记的DNA分子。这说明什么问题？,三、DNA分子复制的过程,细胞分裂间期,细胞核、线粒体、,DNA聚合酶,叶绿体,【材料三】 思考：根据实验可知, 复制需要哪些必需的条件?,ATP,脱氧核糖核苷酸、,解旋酶、,三、DNA分子复制的过程,细胞分裂间期,细胞核、线粒体、,DNA聚合酶,叶绿体,DNA聚合酶、解旋酶、游离脱氧核苷酸,少量DNA、ATP,DNA含量不增加,DNA含量增加,亲代DNA,三、DNA分子复制的过程,DNA

7、复制各必需条件的作用：,DNA聚合酶,ATP,脱氧核糖核苷酸,亲代DNA,解旋酶,使碱基之间的氢键断开，将DNA双链解开,形成磷酸二酯键，连接相邻的脱氧核苷酸，形成脱氧核苷酸链,DNA复制的原料,DNA复制的模板,提供能量,三、DNA分子复制的过程,细胞分裂间期,细胞核、线粒体、叶绿体,亲代DNA分子的两条链,4种游离的脱氧核苷酸,ATP水解释放的能量,DNA聚合酶、解旋酶,DNA复制的条件,解旋酶催化,1、解旋：,模板,在DNA聚合酶等酶的催化下，利用4种游离的脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一段子链,2、以母链为模板进行碱基配对：,一条母链（旧链） 一条子链（新

8、链）,结果：复制后每个DNA:,三、DNA分子复制的过程,3、形成子代DNA：,细胞分裂间期,细胞核、线粒体、叶绿体,亲代DNA分子的两条链,4种游离的脱氧核苷酸,ATP水解释放的能量,解旋酶、DNA聚合酶,子代DNA,解旋； 以母链为模板进行碱基互补配对； 形成子代DNA分子,三、DNA分子复制的过程,三、DNA分子复制的过程,A组,材料四：哺乳动物的DNA展开可达2米，科学家在研究DNA的复制时，在体外人工合成DNA，实验过程如下：,DNA分子、解旋酶、ATP,完全解旋,7小时,DNA聚合酶、ATP、原料等,8小时,子代DNA,B组,DNA分子、解旋酶、DNA聚合酶、ATP、原料等,7.5

9、小时,子代DNA,细胞分裂间期,细胞核、线粒体、叶绿体,亲代DNA分子的两条链,4种游离的脱氧核苷酸,ATP水解释放的能量,解旋酶、DNA聚合酶,子代DNA,边解旋边复制、,解旋； 以母链为模板进行碱基互补配对； 形成子代DNA分子,三、DNA分子复制的过程,半保留复制,亲子代DNA的碱基排列顺序是否一致？,DNA的复制如何保证亲子代DNA的碱基排列顺序一致？,DNA具有独特的双螺旋结构，为复制提供模板 碱基具有互补配对的能力，能使复制准确无误,DNA能够准确复制的原因：,DNA分子通过复制，将亲代的遗传信息传给子代，从而保证了遗传信息的连续性。,四、DNA复制的意义：,图中一、二、三表示DN

10、A复制的过程 一表示_，这一过程中，DNA 分子在_的作用下，_断开，两条扭成螺旋的长链开始_ 。 二表示_以_为模板，按照_原则进行_，并在_的作用下，脱氧核苷酸之间形成_连接形成脱氧核苷酸链 三表示_与_盘绕螺旋形成子代DNA分子。,解旋,解旋酶,母链,DNA聚合酶,碱基互补配对,解开,例题2：,氢键,游离的脱氧核苷酸,配对,磷酸二酯键,子链,母链,拓展题,例题4：某DNA分子含m对碱基，其中腺嘌呤有A个。此DNA连续复制n次，共需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸多少个？,解：已知该DNA有m对碱基，其中腺嘌呤有A个 因为腺嘌呤与胞嘧啶为非互补碱基，非互补碱基之和占碱基总数的一半 所以该DNA中的

11、胞嘧啶数为（m-A）个 复制n次，共有2n个DNA，子代DNA为（2n-1）个 需要游离的胞嘧啶数为（m-A）（2n-1）个,例题5：某DNA分子含m对碱基，其中腺嘌呤有A个。此DNA连续复制第n次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸多少个？,解：复制n次，需要游离的胞嘧啶数为（m-A）（2n-1）个 复制第n次所需要的胞嘧啶数为共需要的胞嘧啶数减去(n-1)次所需要的胞嘧啶数， 故复制第n次，需要的胞嘧啶数= （m-A）（2n-1）-（m-A）（2n-1-1） =(m-A)2n-1个,例题6：某DNA分子含800对碱基，其中腺嘌呤有600个。此DNA连续复制数次后，消耗周围环境中游离的鸟嘌呤脱氧核苷

12、酸6200个，该DNA分子已经复制了几次？,解：该DNA中含G200个，设该DNA复制了n次， 200*（2n-1）=6200 n=5,例题7：某DNA分子含1000个碱基对（P元素只含32P），若将DNA分子放在只含31P的脱氧核苷酸的培养液中让其复制两次，则子代DNA的相对分子质量平均比原来减少了多少？,解：该DNA中每条链有1000个碱基，该DNA复制2次，共得到2n2=8条链， 8条链中有6条是新合成的子链，子链中都是含31P，所以每条链的相对分子质量比原来少了1000， 所以子代DNA的相对分子量平均减少了 61000/4=1500,1. DNA分子能自我复制的根本原因（分子基础）是

13、（ ） DNA具有独特的双螺旋结构 连接两条链的碱基有互补配对能力 磷酸和脱氧核糖交互排列 DNA有特异性和多样性 A. B. C. D.,巩固练习:,2、下列关于DNA复制过程的正确顺序是（ ） 互补碱基对间氢键断裂 互补碱基对之间形成氢键 DNA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 子链与母链盘旋成双螺旋结构 A. B. C. D.,巩固练习:,3、用15N标记的一个DNA分子,放在含有14N 的培养基中复制三次，则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例和占全部DNA单链的比例依次是 A 12，14 B 14，18 C 14，116 D 18，18,巩固练习:,4、据图回答有关问题： (1)正在进行的过程从生物学角度来看是 过程，其方式 为 。 (2)碱基分别为 （3）该过程不可能发生在_（多选）。 A.神经细胞 B.根尖分生区细胞 C.哺乳动物成熟的红细胞 D.精原细胞,巩固练习:,DNA的复制,半保留复制,T 、G 、C,AC,注意：只有分生组织及精巢、卵巢(或花药、胚囊)中才会进行细胞分裂，进而才会发生DNA分子的复制; 已分化的细胞，如神经细胞、肌肉细胞等不进行分裂，也就不发生DNA复制