DNA的半保留复制 ppt课件
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DNA的复制PPT课件
结果变性前的杂交分子为一条中密度带，变性后 则分为两条区带，即重密度带（N15－DNA）和低 密度带（N14－DNA）。它们的实验只有用半保留 复制的理论才能得到圆满的解释。
•Molecular Biology Course
(CsCl gradient centrifuge)
N15
DNA
N14
Semi-ConservationReplication
–第三阶段为DNA复制的终止阶段。DNA复制的整个 过程中需要30多种酶及蛋白质分子参加，我们将 在DNA复制的各个阶段着重介绍它们的作用。
•Molecular Biology Course
•Molecular Biology
Course （二）、复制的起始阶段
1、复制的起点 2、复制的方向 3、复制的速度 4、DNA复制起始引发体的形成及所参与的酶和 蛋白质
1、DNA半保留复制的机理 2、DNA的半不连续复制
•Molecular Biology
Course
1、DNA半保留复制的机理
Semi-Conservation Replication
DNA作为遗传物质的基本特点就是在细胞分裂前进行准 确的自我复制，使DNA的量成倍增加，这是细胞分裂的 物质基础。
当用缺乏糖苷酶的大肠杆菌变异株（ung-进行 实验时，尿嘧啶不再被切除。）
此时，新合成的DNA有一半放射性标记出现于岗 崎片断中，另一股直接进入大的片断。由此可 见，当DNA复制时，一条链是连续的，另一条链 是不连续的，因此称为半不连续复制（semidiscontinuous replication） 。
二、复制的起始阶段
•Molecular Biology Course
复制叉（ replication fork ）：DNA分子中正在进行 复制的分叉部位。它由两条亲代链及在其上新合成的子 链构成。
•Molecular Biology Course
(CsCl gradient centrifuge)
N15
DNA
N14
Semi-ConservationReplication
–第三阶段为DNA复制的终止阶段。DNA复制的整个 过程中需要30多种酶及蛋白质分子参加，我们将 在DNA复制的各个阶段着重介绍它们的作用。
•Molecular Biology Course
•Molecular Biology
Course （二）、复制的起始阶段
1、复制的起点 2、复制的方向 3、复制的速度 4、DNA复制起始引发体的形成及所参与的酶和 蛋白质
1、DNA半保留复制的机理 2、DNA的半不连续复制
•Molecular Biology
Course
1、DNA半保留复制的机理
Semi-Conservation Replication
DNA作为遗传物质的基本特点就是在细胞分裂前进行准 确的自我复制，使DNA的量成倍增加，这是细胞分裂的 物质基础。
当用缺乏糖苷酶的大肠杆菌变异株（ung-进行 实验时，尿嘧啶不再被切除。）
此时，新合成的DNA有一半放射性标记出现于岗 崎片断中，另一股直接进入大的片断。由此可 见，当DNA复制时，一条链是连续的，另一条链 是不连续的，因此称为半不连续复制（semidiscontinuous replication） 。
二、复制的起始阶段
•Molecular Biology Course
复制叉（ replication fork ）：DNA分子中正在进行 复制的分叉部位。它由两条亲代链及在其上新合成的子 链构成。
DNA复制--半保留复
遗传信息的翻译
在细胞质中有一些呈三叶草形状 携带了相应的氨基酸， 的tRNA携带了相应的氨基酸， 携带了相应的氨基酸 这些tRNA在特定的位置有三个 这些 在特定的位置有三个 碱基可与mRNA上的密码子相配 碱基可与 上的密码子相配 称为反密码子。 对，称为反密码子。当mRNA在 在 核糖体上移动时， 核糖体上移动时，携带了氨基酸 的tRNA与mRNA上的密码子进 与 上的密码子进 行互补配对后， 行互补配对后，将所携带的氨基 酸放在核糖体的相应位置上， 酸放在核糖体的相应位置上，随 后，tRNA离开核糖体到细胞质 离开核糖体到细胞质 中去携带新的氨基酸。 中去携带新的氨基酸。
3、遗传信息的翻译
组成RNA的核苷酸种类 组成 的核苷酸种类 只有4种 只有 种，但组成蛋白质 的氨基酸种类却有20种 的氨基酸种类却有 种， 因此， 因此，在mRNA将相关信 将相关信 息转化为蛋白质的过程中， 息转化为蛋白质的过程中， 只能是三个核苷酸决定一 个氨基酸。我们将mRNA 个氨基酸。我们将 中的碱基排列顺序叫“ 中的碱基排列顺序叫“遗 传密码” 传密码”，mRNA中决定 中决定 一个氨基酸的三个相邻碱 基称为“密码子” 基称为“密码子”。其中 61个密码子各对应一个氨 个密码子各对应一个氨 基酸， 个密码子为终止 基酸，3个密码子为终止 密码。 密码。
遗 传 信 息 的 翻 译 过 程
模板 DNA链 链
遗传信息
G T C T C C C T T C A G A G G G A A
mRNA
遗传密码
tRNA
反密码子
G U C
缬氨酸
U C C
丝氨酸
C UU
亮氨酸
肽链
中心法则及其发展
转录 逆转录 翻译
DNA的半保留复制
（5）Pol I and Pol III不同的功能特点： [1] 5 ’ →3’核酸外切酶活性不同。 [2] Pol I 可进行缺刻平移、去除引物。 [3] 二者聚合酶活性不同，Pol III是大肠杆菌 DNA复制中链延长反应的主导聚合酶。 [4] Pol I 主要功能是进行DNA 损伤修复。
5′
5′
3′
4、半不连续复制（semidiscontinuous replication） 前导链的连续合成和滞后链的不连续合成的复制模式
附：复制叉 replication fork 双螺旋DNA 两条亲本链分开使复制进行的部位 复制泡 replication bubbles 复制时，两个复制叉合起来像一个小泡
四、RNA引物（RNA primer）
与一条DNA链配对的短序列(通常是RNA)，提供自由3 末端OH，使DNA聚合酶开始合成DNA 链。
附：发现
ssDNA or dsDNA DNA 聚合酶 dNTP 所需其他酶
No DNA replication
证实 1. M13 DNA复制（E. coli extract） RNA聚合酶抑制剂 (rifampicin) 2. Okazaki fragment 不能被DNase 完全破坏
2、滞后链（lagging strand）
总体上沿着3到5方向延伸，但以小片段形式(5-3)不连 续合成，最后共价连接起来
3、冈崎片段（Okazaki fragment）
在非连续复制中产生的短片段，随后被连接成完整的链
E.coli 1000-2000nt
5′
真核生物 100-200nt
3′
3′
还是3 ’to 5’，还是两个方向均可？
2、复制时两条链是完全解开吗？ 3、两条链是同时进行复制的吗？
DNA复制PPT课件
【小结】
假
（2）子代DNA可能的情况及 演绎推理 如何设计实验验证这种现象
说 演
绎
（3）通过实验进行验证
验证假设
.
13
DNA的复制方式：
半保留复制
.
14
二.DNA的半保留复制
.
15
1、DNA的复制的定义、时间、场所、条
件
★定义： 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
★时间： 有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期 ★场所： 真核生物：细胞核（主要）、叶绿体、线粒体
双
２
螺
个
旋
单
结
链
构
片
段
.
18
A
T
DNA分子利用细胞提供的能量(ATP)，在解旋酶的作用下，
把两条扭成螺旋的双链解开C ，这个G 过程叫解旋。
A
T
T
A
T
G
A
C
G
G
在解旋酶的催化下 氢键已被打开C
G
C
A
T
G
C
.
C T
19
（2）.合成新链
以解开的每一条片段（母链） 为模板，遵循碱基互补配对原则， 与提供原料的４种核苷酸各自互 补配对，并在ＤＮＡ聚合酶的作 用下连接成一段子链。
.
40
7.下列关于DNA复制过程中，正确顺序是
①互补碱基对问氢键断裂
C
②互补碱基对之间形成氢键
③DNA分子在解旋酶作用下解旋
④以母链为模板进行碱基互补配对
⑤子链与母链盘旋成双螺旋结构
A．③①②④⑤ B．③④②⑤①
C．③①④②⑤ D．①③④②⑤
.
41
DNA复制转录和翻译-幻灯片(1)
核酸外切酶活性
?
5’ A G C T T C A G G A T A
3’
||||||| ||| |
3’ T C G A A G T C C T A G C G A C 5’
3 5 外切酶活性
辨认错配的碱基对，将其水解－校对
5 3 外切酶活性
切除引物或突变的DNA片段
真核生物的DNA聚合酶
DNA - pol 后随链合成 DNA - pol DNA修复
35 ’’
dCTP
DNA-pol DNA-poDl NA-pDolNA-pol
5
’
dGTP
dTTP
dATP
dATP dGTP
dCTP dTTP
（二）复制的 半不连续性
5
3
解链方向 ’
3
3
5 ’
5
领头链 ( leading strand )
顺着解链方向生成的子链，其复制是连续 进行的，所得到一条连续片段的子链。
引发体（primosome）
引物酶与其他和复制有关的蛋白质形成的复合 物。
DNA连接酶 ( DNA ligase )
连接DNA链 3- OH末端和相邻DNA链5- P 末端，使二者生成磷酸酯键 ，从而把两段相 邻的DNA链连接成完整的链。
ATP
OH P
DNA连接酶在DNA修复、重组、剪接中也起 连接缺口的作用。
功能：
复制终止时，染色体线性DNA末端确有 可能缩短，但通过端粒酶的作用，可以补 偿这种由除去引物引起的末端缩短。
telomerase
端粒酶与药物
hTR和hTERT 核酶 逆转录酶抑制剂 3-叠氮胸苷（AZT）
四、其他复制方式
dna的半保留复制
DNA的半保留复制简介DNA的半保留复制是指DNA的复制过程中，其中一条链被完整地保留下来，而另一条链则完全被复制。
这种复制方式由DNA聚合酶酶系负责，是生物体进行遗传信息传递和维持遗传稳定性的基础。
DNA的结构与复制方式DNA呈双螺旋结构，由两股互补的链组成。
每一条链由互补的碱基对（腺嘌呤-胸腺嘧啶、鸟嘌呤-胞嘧啶）相连，通过氢键相互固定。
其中一条链称为模板链，另一条链称为新合成链。
DNA的复制是通过将模板链作为模板，根据碱基互补配对的原则，合成新的互补链的过程。
从5’端到3’端进行复制的新合成链称为主链，而从3’端到5’端进行复制的新合成链称为滞后链。
DNA的复制过程DNA复制过程包括三个主要步骤：解旋、复制和连接。
解旋在DNA复制开始之前，DNA双螺旋结构需要被解开。
这一过程由解旋酶负责，它能够解开DNA双螺旋结构，并将两条DNA链分离。
解旋后，每条链上的碱基暴露出来，为复制过程做准备。
复制在DNA复制过程中，DNA聚合酶酶系起着核心作用。
DNA聚合酶能够读取模板链上的碱基序列，并选择合适的互补碱基进行配对，通过磷酸二酯键的连接在新合成链上加入碱基。
DNA聚合酶的复制过程分为三个阶段：初始化、延伸和终止。
1.初始化阶段：在此阶段，DNA聚合酶识别并结合到DNA模板链的起始位点。
一旦聚合酶与DNA结合，复制过程将正式开始。
2.延伸阶段：在此阶段，DNA聚合酶根据模板链上的碱基序列为新合成链上的每个核苷酸选择互补的碱基。
DNA聚合酶总是从模板链的3’端开始，在新合成链的5’端向3’端移动。
这种单向性决定了DNA复制的逆向性。
3.终止阶段：一旦复制达到终止位点，DNA聚合酶会终止复制，生成一个完整的新DNA分子。
此时，两条DNA链分离，形成两个完全独立的DNA双螺旋。
连接在DNA复制过程中，滞后链（3’端到5’端）的合成与主链（5’端到3’端）的合成速率不同。
当主链复制结束后，滞后链上的DNA片段称为Okazaki片段。
必修2DNA半保留复制(共12张PPT)
实验预测： （1）如果与对照（14N/14N）相比，子代Ⅰ能分 辨出两条DNA带：一条___带和一条___带，则可 以排除半保留复制和分散复制． （2）如果子代Ⅰ只有一条中密度带，则可以排除 ___，但不能肯定是___． （3）如果子代Ⅰ只有一条中密度带，再继续做子 代ⅡDNA密度鉴定：若子代Ⅱ可以分出___和___， 则可以排除分散复制，同时肯定半保留复制；如 果子代Ⅱ不能分出中、轻密度两条带，则排除 ___，同时确定为___．
酶： 解旋酶、DNA聚合酶等
★5特点： ①半保留复制 ②边解旋边复制
复制的过程
A、解旋 ①氢键断裂，部分双螺旋 链解旋为二条平行双链。 ②解开的两条单链叫母链
（模板链）。 B、合成子链
碱基互补配对原则 C、螺旋化
5´端 C
A
G 3´端
(3)实验过程
15N-14N
1/2 1/2
DNA的复制方式，可以通过设想来进行预测，可能的情况是全保留复制、 半保留复制、分散（弥散）复制三种．究竟是哪种复制方式呢？下面设 计实验来证明DNA的复制方式．
答案:C
DNA复制的相关计算 备考提升 DNA复制为半保留复制,若将亲代DNA分子复制n代,其结果分析如下:
(1)子代DNA分子数为2n个。 ①含有亲代链的DNA分子 ③含子代链的DNA分子数为2n个。 (2)子代脱氧核苷酸链数为2n+1条。 ①亲代脱氧核苷酸链数为2条。 ②新合成的脱氧核苷酸链数为(2n+1-2)条。 (3)消耗脱氧核苷酸数 ①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消 耗该脱氧核苷酸数为m·(2n-1)个。 ②第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m·2n-1个。
解析:在第一个分裂周期中,由于DNA是半保留复制, 形成的每条染色体的染色单体中的DNA只有一条单 链掺有 BrdU,所以均着色深。在第二个分裂周期的 前期,每条染色体中含有2个DNA,4条链,含有亲代链 是1条,则有3条脱氧核苷酸链含有BrdU,所以每条染 色体的染色单体一条着色深,一条着色浅。
31第三讲_Lecture_1_DNA半保留复制-讲义
新剖19分代的的不DN 行问的中标中离19世纪新细胞都是剖学家Rud 9世纪细胞分裂变成两代细胞。
随的提出，最令的互补结构不被用做D NA 两条亲行子代链的问题是有什1958年的办法确定中培养若干标记的DNA 中，继续培离心，他们和1４N 的D 纪50年代是来源于其derff Virch 胞学说中两个子代细着Watso 令生物学构了。
很难DNA 复制亲代链中任的合成。
这什么证据呢年加州理工定了DNA 干代，使得A 。
之后，培养，一代们在分裂一DNA之间代，波兰一其它细胞分how 在一的第三条细胞的时候n 和Crick 家振奋的难想象，这的基础。
任意一条这个理论听呢？工的Mes 复制的半得DNA 中他们将1代，两代，一代后的菌。
说明子一个犹太人分裂产生的一本教书中条内容。
古候，它必须k DNA 双的就是双螺这样神奇的人们很容条都可以作听起来很有elson 和半保留方式中的碱基都5Ｎ标记的并分别提菌体中只检子代DNA分人Romat r 的理论。
这中说成是自古人的恩怨须尽可能精双螺旋结构螺旋两条链的结构能够容易推测，作为模板进有道理，Stahl 利用式。
他们先都成为15的菌体再转提取不同检测到了一分子的两条remok 经这一发现被自己的成果怨情仇，我精确的将遗构链够进可用同位素示先把大肠杆N 标记的，转移到正常子代菌体一条DNA条链中一条过了十几被他所谓的果。
而这一我们暂且不遗传物质复示踪加氯化杆菌放在重，其密度常标记的体DNA 进行A 的亲代，条是来自几年的观察的好友德一理论最不说，当复制并分化铯密度重Ｎ标记度也会大于1４N 标记行氯化铯其密度介亲代15N 察，提出了德国著名解最终成为了一个细胞分给两个子度梯度离心记的培养基于普通1４记的培养基铯密度梯度介于含15标记的，了解了胞子心基N 基度N一菌间留一条是在普菌体中检测间，而另一留复制的方http://ww普通培养基测到两种不一条对应的方式非常吻w.mun.ca/bio基中新合成不同DNA 的是只含有吻合。
高中生物人教版2019必修2第3章第3节DNA的复制课件48张
任务活动
【资料】 沃森和克里克提出DNA分子半 保留复制假说后,有人提出DNA分子全保 留复制的假说,也有人提出DNA分子弥散 复制的假说。弥散复制是指以亲代为模板 进行的部分复制,在复制过程中亲本DNA 双链被切割成小片段,分散在新合成的两 个DNA双链分子中, DNA分子复制方式的 三种假说图解如下:
(√ )
【当堂小结】
教师备用习题
1.某一DNA分子的两条链用放射性
32P标记后,在不含32P的培NA分
子个数是
( D)
A.7
分含有不同氮元素的DNA。 4.实验结论:DNA的复制是以
半保留 的方式进行的。
预习梳理
三、DNA复制的过程 1.DNA复制的概念:以 亲代DNA 为模板合成 子代DNA 的过程。 2.时间:在真核生物中,这一过程是在 细胞分裂前的间 期,是伴随着
染色体 的复制而完成的。 3.过程:DNA复制是一个 边解旋边复制 的过程,需要 模板 、 原料 、
小 (轻带),一条链含14N、一条链含15N的双链DNA分子密度居中(中带)。
任务活动
轻带(密度最小):DNA分子两条链都只含 14N ,离心时在试管的上部;中 带(密度居中):DNA分子一条链含 15N ,一条链含 14N ,离心时在试 管的 中 部;重带(密度最大):两条链都含 15N 的双链DNA分子,离心 时在试管的 下 部 。 2.实验假设:DNA分子以半保留方式复制。 3.实验预期:第一代离心后应出现中带DNA,第二代离心后出现轻带和中 带DNA。
中的一条单链
D.一个DNA分子复制后产生两个DNA分子,一个为
亲代DNA分子,另一个为子代DNA分子
[解析] DNA分子复制时, 分别以解开的两条单链为 模板,合成两条新链,每条 子链和相应的母链构成一 个新的DNA分子,因此每 一个子代DNA分子均保留 了其亲代DNA分子中的一 条单链,故选C项。
DNA的半保留复制-2 PPT课件
G
G
A G
C
T
C
T
在酶的催化下 C 氢键已被打开
C
A C A A C A
T G T T G
T G C T
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 A T: 所以DNA 复制特点之一是 已在复制 A T 结合到母链上
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
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： 解旋酶；DNA聚合酶等
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：
轻链 中链 重链
15
15
N/15N—DNA
15N
14N
大肠杆菌在含15NH4Cl的培 养液中生长若干代
15N
14N
转移到含14NH4Cl 的培养液中
15N/15N
DNA
15N/14N
DNA
14N/14N
DNA 15N/14N DNA
三、DNA分子的复制
A
T G T T G
DNA DNA 平 复 面 制 模 过 式 程 图
6、复制特点：边解旋边复制、半保留复制
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。
第3讲DNA的复制和修复
图 3 – 3 在复制不同阶段的 DNA分子
图 3 – 4 在非 复制DNA的旁 边复制的DNA 被看成是复制 眼
图3 – 5 放 射活性标 记的不同 密度可被 用于区别 不定向和 双向复制
图3-6 复制可能是不定向或 双向的，这决定于在起始点 形成1或2个复制叉。
表 2-9
物种
大肠杆菌 酵母
1、DNA replicase system
Helicase，任何DNA在被复制前都必须解开双链，这个过 程是由helicase来完成的，它可在ATP的作用下将DNA母链 不断解开形成单链。 Topoisomerase，主要功能是消除DNA解链过程中所产生 的扭曲力。 DNA结合蛋白，使新解链的DNA保持稳定结构。 Primases，为DNA复制提供RNA引物。 DNA polymerases，合成新生DNA链，切除RNA引物。 DNA Ligases，使新生DNA链上的缺口（3'-OH, 5'-p）生 成磷酸二酯键。
效应：拓扑异构酶可使DNA发生：
连环化（catenate) 脱连环化(decatenate) 打结（knot) 解结（unknot)
图3 – 13 I型拓扑异构酶作用机理示意图
（5） 连接酶（ligase) DNA 随后链上的复制是不连续的，各合成的片段需要连 接酶连接，连接酶的反应条件： 被连接的两链必须与另一链（模板链）互补； 两链相邻； 每次只能连接一个切口； 使一条链的5′- P 与另一链的3′- OH形成磷酸二酯键。 A T T A A T G C
（4） 拓扑异构酶（topoisomerase) 拓扑异构体：具有不同螺旋数的同一DNA分子两种异构体。 拓扑异构酶：可使DNA的两种拓扑异构体互变的酶。
分子生物学--DNA的复制课件
dna螺旋酶首先在复制起点处将双链dna解开合成rna引物分子分开双链dna链单链dna结合蛋白ssb结合在被解开的链上复制因子xn蛋白复制因子yn蛋白n蛋白i蛋白dnab蛋白和dnac蛋白等6种蛋白质组成的引发前体preprimosome与单链dna结合生成中间物引发前体与引物酶primase组装成引发体primosome引发体在单链dna上移动在dnab亚基的作用下识别dna复制起点位置引发体首先在前导链上合成rna引物然后在后续链上沿53方向不停的移动在一定距离上反复合成rna引物
polⅢ + + +
－ － － + ＞140 kD 10-20 polC
D．真核生物的DNA聚合酶
(1) DNA聚合酶a，300kD，4或5个亚基组成，占总量 的80-90%，主要负责染色体DNA的复制。 (2) DNA聚合酶b，45kD，单链，主要修复核内DNA。
(3) DNA聚合酶g，140kD，负责线粒体DNA的复制。 (4) DNA聚合酶δ，与原核生物的聚合酶类似，具有3‘→5’核 酸外切酶活性。 除了DNA聚合酶δ，其它DNA聚合酶均没有3'→5'或 5'→3'外切酶活性。
Molecular Biology
Biotechnology Institute Hu Dongwei hudw@
第三章 DNA的复制
一、半保留复制
Semi-conservation replication
以每条链为模板，按碱基互补配对原则由DNA 聚合酶催化合成新的互补链。
分子两端是靠端粒酶完成其复制。
六、DNA复制的真实性
大肠杆菌中，每复制109-1010个核苷酸便要出现一个 误差。每1000个细胞经过一次分裂才会插入一个不正常的
polⅢ + + +
－ － － + ＞140 kD 10-20 polC
D．真核生物的DNA聚合酶
(1) DNA聚合酶a，300kD，4或5个亚基组成，占总量 的80-90%，主要负责染色体DNA的复制。 (2) DNA聚合酶b，45kD，单链，主要修复核内DNA。
(3) DNA聚合酶g，140kD，负责线粒体DNA的复制。 (4) DNA聚合酶δ，与原核生物的聚合酶类似，具有3‘→5’核 酸外切酶活性。 除了DNA聚合酶δ，其它DNA聚合酶均没有3'→5'或 5'→3'外切酶活性。
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第三章 DNA的复制
一、半保留复制
Semi-conservation replication
以每条链为模板，按碱基互补配对原则由DNA 聚合酶催化合成新的互补链。
分子两端是靠端粒酶完成其复制。
六、DNA复制的真实性
大肠杆菌中，每复制109-1010个核苷酸便要出现一个 误差。每1000个细胞经过一次分裂才会插入一个不正常的
第3章第3节DNA分子的复制ppt课件
CG
CG
连续第二次复制
母链数= 2
AT
AT
AT
AT
子链数= 2n+1 ﹣2
TA
TA
TA
TA
GC
GC
GC
G C 答：一个DNA连续复制n次后，共有2n个
CG
CG
CG
C G DNA，2n+1条脱氧核苷酸链，母链2条，
连续第n次复制 子链2n+1 ﹣2条
②一个DNA的碱基A（T、G、C）占碱基总数的a%，碱基总数为m， 连续复制n次后，共需要G（C、A、T）多少个？
与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。
AT
TA
GC
CG
解：根据半保留复制和碱基互补配对原则
连续第一次复制
AT
AT
DNA分子数= 2n
TA
TA
GC
GC
脱氧核苷酸链数= 2n+1
课堂练习
1、1个DNA分子经过4次复制，形成16个DNA 分子，其中含有最初DNA分子长链的DNA分子有 （）
A. 2个 B. 8个 C. 16个 D. 32个 2、DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的 （） A、分裂前期 B. 分裂中期 C. 分裂后期 D. 分裂间期
3、下列关于DNA复制的说法，其中不正确的是
对照
亲代
I
II
轻链14N-DNA
全轻链
1/2轻链
中链
全中链
1/2中链
重链15N-DNA
全重链
DNA分子的复制--公开课PPT课件
②碱基互补配对原则,能够使复制准确无误。
9
练习：结合所学知识回答下列问题：
(1)从图中可看出DNA复制的方式是 __半__保__留__复__制___。 (2)A和B是DNA分子复制过程需要的酶， 其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成 脱氧核苷酸链，从而形成子链；
则A是____解__旋_____酶， B是_____D_N__A_聚__合_____酶。 (3)图示过程在绿色植物叶肉细胞 中进行的场所细有胞__核__、__线__粒__体，、叶绿体 进行的时间为_有__丝__分__裂__的__间__期____。
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 。
23
2020/1/15
26
10
二、对DNA分子复制的推测
半保留复制
全保留复制
11
如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？
区分亲代和子代的DNA，
标记亲代DNA链，然后观察它们在子代DNA中如何分 布
12
2020/1/15
13
问题1:如果要在实验中直观地区别、“标识” 母链或子链,可以采取什么办法？
同位素标记法
问题2:可以用什么元素的同位素(放射性)
6
一、DNA分子复制的过程（P54） ：
解旋： 解旋酶催化 模板 边解旋边复制
合成子链: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 氧核苷酸合成脱氧核苷酸链）
母链（旧链） 形成子代DNA: 组成
子链（新链）
方式：半保留复制
7
8
一、DNA复制的过程
思考及小组讨论解决以下问题：
5
一、DNA复制的过程
9
练习：结合所学知识回答下列问题：
(1)从图中可看出DNA复制的方式是 __半__保__留__复__制___。 (2)A和B是DNA分子复制过程需要的酶， 其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成 脱氧核苷酸链，从而形成子链；
则A是____解__旋_____酶， B是_____D_N__A_聚__合_____酶。 (3)图示过程在绿色植物叶肉细胞 中进行的场所细有胞__核__、__线__粒__体，、叶绿体 进行的时间为_有__丝__分__裂__的__间__期____。
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 。
23
2020/1/15
26
10
二、对DNA分子复制的推测
半保留复制
全保留复制
11
如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？
区分亲代和子代的DNA，
标记亲代DNA链，然后观察它们在子代DNA中如何分 布
12
2020/1/15
13
问题1:如果要在实验中直观地区别、“标识” 母链或子链,可以采取什么办法？
同位素标记法
问题2:可以用什么元素的同位素(放射性)
6
一、DNA分子复制的过程（P54） ：
解旋： 解旋酶催化 模板 边解旋边复制
合成子链: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 氧核苷酸合成脱氧核苷酸链）
母链（旧链） 形成子代DNA: 组成
子链（新链）
方式：半保留复制
7
8
一、DNA复制的过程
思考及小组讨论解决以下问题：
5
一、DNA复制的过程
DNA复制是半保留式的PPT课件
DNA 修复 DNA 修复 线粒体 DNA 复制
分子量 3ˊ-5ˊ外切酶活性
其它功能
109,000
90,000 900,000
300,000 200,000 250,000 40,000 250,000
有
还 有 5ˊ -3ˊ
外切酶活性
有
有 PolIII的结构和功能，见 P416
没有 有 有 没有 有
12.7 DNA复制终止于ter区
在ter区内存在5个DNA序列（terA到terE）。ter序列排列在 染色体上制造了一个复制叉“陷井”区，复制叉可以进入但不能 出来。顺时针陷井由terB和terC构成，反时针陷井由terA、terD和 terE构成。
陷井区是终止子利用物质（Tus）的结合部位。Tus可以和每 一个ter结合。一旦形成Tus-ter复合物，就可以通过阻止解旋酶解 旋DNA来封闭复制叉的通路。Tus-ter复合物只捕获来自一个方向 （顺时针或反时针）的复制叉，而对来自另一个方向（反时针或 顺时针）的复制叉不起作用。
只在 14NH4Cl 中培养
E.coli 细胞
首先在15NH4Cl培养基中培养
然后转到14NH4Cl培养基中培养
提取DNA，进行密度梯度超离心
只在 15NH4Cl 中培养
14N对照系统
第一代
第二代
15N对照系统
实验结果表明DNA 复制是半保留复制
用15N标记的 亲本DNA
14N中第一 次复制
14N中第二次复制
Arthur Kornberg（斯坦福大学医学院教授）等人从1955 年开始寻找合成DNA的酶。于1956年在大肠杆菌的提取液中发 现了DNA聚合酶。
Kornberg发现的DNA聚合酶就是现在的DNA聚合酶I，是 分子量为109,000的一条多肽链，具有聚合活性及3ˊ-5ˊ外切 酶活性，还有5ˊ-3ˊ核酸酶活性。以后又陆续发现了功能不 同的另外几种DNA聚合酶，下表归纳了到目前为止从大肠杆菌 和哺乳动物中发现的DNA聚合酶的基本特征。
分子量 3ˊ-5ˊ外切酶活性
其它功能
109,000
90,000 900,000
300,000 200,000 250,000 40,000 250,000
有
还 有 5ˊ -3ˊ
外切酶活性
有
有 PolIII的结构和功能，见 P416
没有 有 有 没有 有
12.7 DNA复制终止于ter区
在ter区内存在5个DNA序列（terA到terE）。ter序列排列在 染色体上制造了一个复制叉“陷井”区，复制叉可以进入但不能 出来。顺时针陷井由terB和terC构成，反时针陷井由terA、terD和 terE构成。
陷井区是终止子利用物质（Tus）的结合部位。Tus可以和每 一个ter结合。一旦形成Tus-ter复合物，就可以通过阻止解旋酶解 旋DNA来封闭复制叉的通路。Tus-ter复合物只捕获来自一个方向 （顺时针或反时针）的复制叉，而对来自另一个方向（反时针或 顺时针）的复制叉不起作用。
只在 14NH4Cl 中培养
E.coli 细胞
首先在15NH4Cl培养基中培养
然后转到14NH4Cl培养基中培养
提取DNA，进行密度梯度超离心
只在 15NH4Cl 中培养
14N对照系统
第一代
第二代
15N对照系统
实验结果表明DNA 复制是半保留复制
用15N标记的 亲本DNA
14N中第一 次复制
14N中第二次复制
Arthur Kornberg（斯坦福大学医学院教授）等人从1955 年开始寻找合成DNA的酶。于1956年在大肠杆菌的提取液中发 现了DNA聚合酶。
Kornberg发现的DNA聚合酶就是现在的DNA聚合酶I，是 分子量为109,000的一条多肽链，具有聚合活性及3ˊ-5ˊ外切 酶活性，还有5ˊ-3ˊ核酸酶活性。以后又陆续发现了功能不 同的另外几种DNA聚合酶，下表归纳了到目前为止从大肠杆菌 和哺乳动物中发现的DNA聚合酶的基本特征。
DNA半保留复制的证据PPT课件
然后子、母双链聚集成“杂种链”。
③半保留复制： 以每一条母链作模板合成一条子
链，子代DNA分子由一条母链和一条 新合成的子链构成。
•3
实验：探究DNA分子复制方式
关 键： 区别亲子代DNA
实验方法：同位素标记法 15N ——密度大
14N ——密度小
实验材料：大肠杆菌
结果检测：检测亲子代DNA比重
将大肠杆菌放在含15N培养液培养中
将15N标记的大肠杆菌移至只含14N的培养 基中同步培养一代、二代、三代。分别提取 DNA，作密度梯度离心，可得到下列结果：
•5
含15N-DNA的细菌 培养于普 通培养液
第一代 继续培养于 普通培养液
第二代
(深蓝: 15N) 生物学史上“最 (粉红: 14N) 美丽的实验”
DNA半保留复制的证据
普通DNA 重DNA 中等密度DNA 普通DNA 中等密度DNA
A.③①②④⑤ B.③④②⑤① C.③①④②⑤ D.①③④②⑤
•21
3、DNA分子解旋时，下列哪一组碱基被解开 C
A 鸟嘌呤和腺嘌呤 B 胸腺嘧啶和胞嘧啶 C 腺嘌呤和胸腺嘧啶 D 腺嘌呤和胞嘧啶
4、下面关于DNA复制过程的描述，错误的是
A 复制需要能量
B边解旋边复制
C 复制需要氨基酸和酶
D 复制遵循碱基互补配对原则
•14
AT
TA
GC
CG
AT TA GC CG
第一次复制
AT TA GC CG
AT
AT
TA
TA
GC
GC
CG
CG
第二次复制
AT
AT
TA
TA
GC
GC
CG
③半保留复制： 以每一条母链作模板合成一条子
链，子代DNA分子由一条母链和一条 新合成的子链构成。
•3
实验：探究DNA分子复制方式
关 键： 区别亲子代DNA
实验方法：同位素标记法 15N ——密度大
14N ——密度小
实验材料：大肠杆菌
结果检测：检测亲子代DNA比重
将大肠杆菌放在含15N培养液培养中
将15N标记的大肠杆菌移至只含14N的培养 基中同步培养一代、二代、三代。分别提取 DNA，作密度梯度离心，可得到下列结果：
•5
含15N-DNA的细菌 培养于普 通培养液
第一代 继续培养于 普通培养液
第二代
(深蓝: 15N) 生物学史上“最 (粉红: 14N) 美丽的实验”
DNA半保留复制的证据
普通DNA 重DNA 中等密度DNA 普通DNA 中等密度DNA
A.③①②④⑤ B.③④②⑤① C.③①④②⑤ D.①③④②⑤
•21
3、DNA分子解旋时，下列哪一组碱基被解开 C
A 鸟嘌呤和腺嘌呤 B 胸腺嘧啶和胞嘧啶 C 腺嘌呤和胸腺嘧啶 D 腺嘌呤和胞嘧啶
4、下面关于DNA复制过程的描述，错误的是
A 复制需要能量
B边解旋边复制
C 复制需要氨基酸和酶
D 复制遵循碱基互补配对原则
•14
AT
TA
GC
CG
AT TA GC CG
第一次复制
AT TA GC CG
AT
AT
TA
TA
GC
GC
CG
CG
第二次复制
AT
AT
TA
TA
GC
GC
CG
DNA的半保留复制(共37张PPT)
3、按此方法，完成二次复制、三次复制
亲代
第一代
第二代
第三代
【智慧眼——寻找规律】
规律1：DNA复制n次后
DNA分子数为
2n
含亲代母链的DNA分子数为
2个
不含亲代母链的DNA分子数为 2n－2
例1. 一个有15N标记的DNA分子放在没有标记的 环境中培养,复制5次后标记的DNA分子占DNA分子总
AT TA
GC
CG
连续第一次复制
AT
AT
解：根据半保留复制和碱基互补配对原则
DNA分子数= 2n
TA
TA
GC
GC
脱氧核苷酸链数= 2n+1
CG
CG
连续第二次复制
母链数= 2
AT
AT
AT
AT
子链数= 2n+1 ﹣2
TA
TA
TA
TA
GC
GC
GC
G C 答：一个DNA连续复制n次后，共有2n个
CG
CG
CG
规律2：DNA复制n次后
【智慧眼——寻找规律】
规律2：DNA复制n次后
所需某种游离的脱氧核苷酸数为：
a (2 n－1)
其中 a 表示亲代DNA含有的某种碱基数，
n 表示复制次数。
例3.具有1000个碱基对的某个DNA分子区段内有600个 腺嘌呤,若连续复制两次,则需游离的胞嘧啶数目为
C
A. 400 C. 1200
GC
A
T
A
T
C
G
C
G
另一个A 子代T
DNA分A 子 T
C
G
A
T
一A个子T代
亲代
第一代
第二代
第三代
【智慧眼——寻找规律】
规律1：DNA复制n次后
DNA分子数为
2n
含亲代母链的DNA分子数为
2个
不含亲代母链的DNA分子数为 2n－2
例1. 一个有15N标记的DNA分子放在没有标记的 环境中培养,复制5次后标记的DNA分子占DNA分子总
AT TA
GC
CG
连续第一次复制
AT
AT
解：根据半保留复制和碱基互补配对原则
DNA分子数= 2n
TA
TA
GC
GC
脱氧核苷酸链数= 2n+1
CG
CG
连续第二次复制
母链数= 2
AT
AT
AT
AT
子链数= 2n+1 ﹣2
TA
TA
TA
TA
GC
GC
GC
G C 答：一个DNA连续复制n次后，共有2n个
CG
CG
CG
规律2：DNA复制n次后
【智慧眼——寻找规律】
规律2：DNA复制n次后
所需某种游离的脱氧核苷酸数为：
a (2 n－1)
其中 a 表示亲代DNA含有的某种碱基数，
n 表示复制次数。
例3.具有1000个碱基对的某个DNA分子区段内有600个 腺嘌呤,若连续复制两次,则需游离的胞嘧啶数目为
C
A. 400 C. 1200
GC
A
T
A
T
C
G
C
G
另一个A 子代T
DNA分A 子 T
C
G
A
T
一A个子T代
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1。6
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:
母链（旧链） 组成
子链（新链）
ppt课件
17
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。
ppt课件
18
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。
ppt课件
19
三、DNA分子的复制
ppt课件
ppt课件
9
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
ppt课件
10
6、DNA复制的结果：
AT TA CG GC AT
AT TA CG GC AT
1个DNA分子
AT TA CG GC AT
2个完全相同的DNA分子
p(pt碱课件基排列顺序相同)
11
DNA分子复制的生物学意义？
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：
20
DD平 面 模 式 图复制过程NNAA
A
T
C
G
A
T
A
T
C
G
G
C
A
T
G
C
ppt课件
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
TA
GC
CG
解：根据半保留复制和碱基互补配对原则
连续第一次复制
AT
AT
DNA分子数= 2n
TA
TA
GC
GC
脱氧核苷酸链数= 2n+1
CG
CG
连续第二次复制
母链数= 2
AT
AT
AT
AT
子链数= 2n+1 ﹣2
TA
TA
TA
TA
GC
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、 pp减t课件数第一次分裂间期 8
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
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⑷、：上31述P 实验结，果证31P明和了3D2PNA。的ppt课复件制方式是 半保留复制
GC
GC
G C 答：一个DNA连续复制n次后，共有2n个
CG
CG
CG
C G DNA，2n+1条脱氧核苷酸链，母链2条，
连续第n次复制 子链2n+1 ﹣2条
ppt课件
14
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
ppt课件
1
一、对DNA分子复制的推测
全保留复制
半保留复制
弥散型复制
1、这些观点各有不同，如何来证明哪个观点是正确的？
2、DNA分子肉眼是看不到的，如何才能分辨DNA呢？如
果要你来设计实验，你认为p最pt课基件 本的思路是什么？
2
一：对DNA分子复制的推测：
半保留复制模型
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。
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。
ppt课件
12
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。
ppt课件
13
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？
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
ppt课件
7
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？
5
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ຫໍສະໝຸດ 提取 DNA 离心细胞分裂一次 提取 DNA 离心
细胞分裂两次 提取 DNA 离ppt课心件
一条带，重带 15N/15N-DNA
一条带，中带 15N/14N-DNA
两条带，中带和轻带 15N/14N-DNA 14N/14N-DNA 6
模板：亲代DNA的两条母链 4、条件 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 5、复制过程：解旋→合成→延伸和盘绕 6、复制特点：边解旋边复制、半保留复制 7、复制的结果：1个DNA分子 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 9、复制的生物学意义：使 的遗 连p传 续pt课信 性件息 。从亲代传给子代，保证了遗传15 信息
ppt课件
3
学生活动：
ppt课件
4
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？
ppt课件