第3节 DNA的复制.ppt

连续第n次复制
课堂小结：
1、概念：以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程
2、场所：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体 3、时期：有丝分裂间期和减数分裂第一次分裂间期 亲代DNA的两条母链 模板： 4种游离的脱氧核苷酸 原料： 4、条件 能量：ATP 酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等 解旋→合成→延伸和盘绕 5、复制过程： 6、复制特点：边解旋边复制、半保留复制
大肠杆菌 在15N的 培养液中 培养若干 代 转移到 14N的培 养液中 第 一 代 第 二 代
提取 DNA 离心
一条带，重带 15N/15N-DNA
细胞分裂一次 提取 DNA 离心 细胞分裂两次 提取 DNA 离心 两条带，中带和轻带 15N/14N-DNA 14N/14N-DNA 一条带，中带 15N/14N-DNA
1、DNA复制的场所：细胞核（主要）、线粒体、 叶绿体 2、DNA复制的时间： 有丝分裂间期、 减数第一次分裂间期
3 、DNA复制的过程：
①解旋提供准确模板 ②合成互补子链 ③子、母链结合盘绕形成新DNA分子
4 、DNA复制的条件： 模板：亲代DNA的两条母链 原料：4种游离的脱氧核苷酸 能量：ATP 酶： DNA解旋酶；DNA聚合酶等
C
T
C
T
在酶的催化下 C 氢键已被打开
C
A C A A A C
T G T
T G C
T T G
亲代DNA的 一条链(母链)作为模板 A
C G
G
G
C
T
C
A
T G T T G T G
还未解旋
C A A
刚解旋
C
通过碱基互补 C 配对脱氧核苷酸 T A T 所以DNA复制特点之一是: 已在复制 A 结合到母链上
。
。
复制过程
解旋： 解旋酶催化 模板 同时进行
复制 以母链为模板进行碱基配对 : （在DNA聚合酶的催化下， 利用游离的脱氧核苷酸进行碱基互 补配对） 复制后的DNA: 组成 母链（旧链） 子链（新链）
什么叫解旋？解旋的目 的是什么？
在ATP供能、解旋酶的作用下，DNA两条脱氧 核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，双螺旋的两 条链解开的过程。 目的：为复制提供准确的模板，解开的两 条单链叫母链。
G
A
C
T
G
C
A 游离的 脱氧核苷酸 C A A A C
T G T T G T G
G
G
A
C
T
C
与复制 T 有关的酶
注意，此处 氢键将被打开！ C
G
C
A T DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下， 把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程叫解旋。 C G A A A C G T T T G
G
G
A G
什么叫“子链”?复制 一次能形成几条链？
以母链为模板，以周围环境中游离的4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 自合成与母链互补的一段子链，复制一次形成子链两条。
三、DNA分子的复制
A
T G T T G
DNA DNA 平 复 面 制 模 过 式 程 图
C A A C
沃森和克里克认为： 原有DNA分子的两 条单链会分开，每 一条单链各作为一 个模板用来复制新 的单链，所以新合 成的DNA分子中有 一条旧链和一条新 链。
半保留复制模型
二、DNA半保留复制的实验证据
• 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的 ？ • 2、然后转移到什么培养基中培养的？ • 3、如果是半保留复制，离心后应该出现几 条带？ • 4、三条带离心后在试管中的分布如何？ • 5、实验结论是什么？
G 边解旋边复制 G C
G
C
Байду номын сангаас
C
A C A
T G T
A C A
T G T
另一个子代 A T DNA分子
C G
一个子代 A T DNA分子 C G
G
A
G
A
C
T
C
T
形成两个完全相同的子代DNA分子 G C G C
DNA准确复制的原因?
①DNA具有独特的双螺旋结构， 能为复制提供精确的模板。 ②碱基具有互补配对的能力， 能够使复制准确无误。
1、与DNA复制有关的碱基计算
①一个DNA连续复制n次后，共有多少个DNA？多少条脱氧核苷酸链？ 母链多少条？子链多少条？ 解析：所用知识为“半保留复制”和“碱基互补配对原则”，并图示 分析。 A T
1个DNA分子 7、复制的结果： 2个完全相同的DNA分子
8、复制的精确性： 规则的双螺旋结构和碱基互补配对原则
使遗传信息从亲代传给子代，保证了遗传信息 9、复制的生物学意义： 的连续性。
能力提升题 含有 32P或 31P的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可参与DNA的 组成，但32P比31P质量大。现将某哺乳动物的体细胞放在含有31P 磷酸的培养基中，连续培养数代后得到G0代细胞。然后将G0代细 胞移到含有 32P的培养基中培养，经过第1、2次细胞分裂后，分 别得到G1、G2代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取出DNA，经密 度剃度离心后得到的结果如图所示，由于DNA分子的质量不同， 因此在离心管内的分布不同。若①、②、③分别代表轻型、中 型、重型DNA分子的位置，请回答： ⑴、G0、G1、G2三代DNA离心后的试 管分别是图中的：G0 A 、G1 B 、 G2 D 。 ⑵、G2代在①、②、③三条带中DNA数的比例是 0:1:1 ⑶、图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别 是： 31P ， 31P 和32P 。 ⑷、上述实验结果证明了DNA的复制方式是 半保留复制
大肠杆菌 15N/15N-DNA 14N 第一代
15N/14N-DNA
第二代
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
该实验证明了：
DNA的半保留复制
三、DNA分子复制的过程
回忆前面所学的内容： 1、真核细胞中，DNA分布在哪里？ 2、在哪些内容中涉及到“DNA分子的复制”？ 什么时候完成DNA的复制？
第3节 DNA的复制
一、对DNA复制的推测
最早提出的DNA复制模型有三种；
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； 2、半保留复制：形成的分子 一半是新的，一半是旧的； 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；
复制一次 复制一次
复制一次
一：对DNA分子复制的推测：
TA GC CG
连续第一次复制
A T TA GC CG A T TA GC CG
根据半保留复制和碱基互补配对原则 解： DNA分子数= 2n 脱氧核苷酸链数= 2n+1
连续第二次复制
A T TA GC CG A T TA GC CG A T TA GC CG A T TA GC CG
母链数= 2
子链数= 2n+1 ﹣2 答：一个DNA连续复制n次后，共有2n个 DNA，2n+1条脱氧核苷酸链，母链2条， 子链2n+1 ﹣2条
5、DNA复制的特点是什么？
从结果看： 半保留复制
从过程看： 边解旋边复制
6、DNA复制的结果：
AT
T A CG GC
A T
AT T A CG GC A T
AT T A C G G C A T
1个DNA分子
2个完全相同的DNA分子 (碱基排列顺序相同)
DNA分子复制的生物学意义？
DNA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连续性。