《DNA的复制》PPT课件
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《DNA的复制》PPT课件
子代DNA:
母链（旧链） 组成
子链（新链）
边
半
解
保
旋
留
复
复
制பைடு நூலகம்
制
多
起
点
复
制
具有100个碱基对的1个DNA分子片断， 内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制两次， 则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为 （ 180 ）个。
某DNA分子共含有含氮碱基1400个，其中一 条链上A+T/C+G= 2:5，问该DNA分子连续复制 2次，共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是
7、准确复制原因 ①DNA双链提供精确的模板
②碱基互补配对原则
8、复制的生物学意义：P54
【智慧眼——寻找规律】
规律2：亲代DNA分子经 n 次复制后， 所需某种游离的脱氧核苷酸数为：
R ＝a (2 n－1) 其中 a 表示亲代DNA含有的某种
碱基数，n 表示复制的次数。
规律3：碱基总数＝失去H2O数＋2
来的科学研究发现，小鼠体内的HMGIC基因与肥胖 直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对 照的小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后， 对照组的小鼠变得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺 陷的实验鼠体重仍然保持正常。
没有HMGIC基因，就没有肥胖的表现，有HMGIC基因就有 肥胖表现。说明基因能控制生物的性状(功能单位)。
1三、概、念D：NA分子复制的过程（P54）
2、场所：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体
3、时期：有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期
模板：DNA的两条母链
4、条件
原料：游离的脱氧核苷酸（A、G、C、T） 能量：ATP
酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等
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的复制ppt课件
衰退和老年性疾病的产生。
针对DNA复制机制的研究有助 于深入了解衰老的机制，并开发 新的抗衰老治疗方法，延长人类
寿命和提高健康水平。
06
DNA复制的应用
基因克隆和基因组学
基因克隆
通过复制特定的DNA片断，科学家 可以克隆出特定的基因，用于研究基 因的功能、表达和调控机制。
基因组学
通过大规模复制DNA，科学家可以测 定全部基因组的序列，从而研究基因 组的组成、结构和功能，推动人类对 生命本质的理解。
科学研究与应用
DNA复制是生物学、遗传学和分子生 物学等领域的重要研究对象，对于理 解生命本质、疾病治疗和生物技术应 用等方面具有重要意义。
02
DNA复制的机制
DNA解旋酶
01
02
03
功能
DNA解旋酶能够解开 DNA双螺旋结构，暴露出 单链的DNA模板，为复制 进程做准备。
类型
DNA解旋酶分为原核生物 和真核生物两种类型，它 们在结构、功能和作用方 式上有所不同。
胞膜上的受体结合，发挥调节作用。
DNA复制
02
在细胞生长和分裂进程中，DNA复制是一个重要的环节，它决
定了细胞的遗传信息和表型特征。
生长因子对DNA复制的调控
03
生长因子通过调节细胞内信号转导途径，影响DNA复制的起始
和进程，从而调控细胞的生长和分裂。
基因表达对DNA复制的调控
01
基因表达
基因表达是指基因经过转录和翻译， 合成具有功能的蛋白质的进程，是基 因发挥生物学效应的基础。
变积累。
DNA复制进程中出现特殊可能导 致基因扩增、基因缺失或染色体 特殊，从而促进肿瘤的产生和发
展。
针对DNA复制机制的靶向治疗是 肿瘤治疗的新方向之一，旨在抑 制肿瘤细胞的DNA复制或修复进 程，从而抑制肿瘤的生长和扩散
针对DNA复制机制的研究有助 于深入了解衰老的机制，并开发 新的抗衰老治疗方法，延长人类
寿命和提高健康水平。
06
DNA复制的应用
基因克隆和基因组学
基因克隆
通过复制特定的DNA片断，科学家 可以克隆出特定的基因，用于研究基 因的功能、表达和调控机制。
基因组学
通过大规模复制DNA，科学家可以测 定全部基因组的序列，从而研究基因 组的组成、结构和功能，推动人类对 生命本质的理解。
科学研究与应用
DNA复制是生物学、遗传学和分子生 物学等领域的重要研究对象，对于理 解生命本质、疾病治疗和生物技术应 用等方面具有重要意义。
02
DNA复制的机制
DNA解旋酶
01
02
03
功能
DNA解旋酶能够解开 DNA双螺旋结构，暴露出 单链的DNA模板，为复制 进程做准备。
类型
DNA解旋酶分为原核生物 和真核生物两种类型，它 们在结构、功能和作用方 式上有所不同。
胞膜上的受体结合，发挥调节作用。
DNA复制
02
在细胞生长和分裂进程中，DNA复制是一个重要的环节，它决
定了细胞的遗传信息和表型特征。
生长因子对DNA复制的调控
03
生长因子通过调节细胞内信号转导途径，影响DNA复制的起始
和进程，从而调控细胞的生长和分裂。
基因表达对DNA复制的调控
01
基因表达
基因表达是指基因经过转录和翻译， 合成具有功能的蛋白质的进程，是基 因发挥生物学效应的基础。
变积累。
DNA复制进程中出现特殊可能导 致基因扩增、基因缺失或染色体 特殊，从而促进肿瘤的产生和发
展。
针对DNA复制机制的靶向治疗是 肿瘤治疗的新方向之一，旨在抑 制肿瘤细胞的DNA复制或修复进 程，从而抑制肿瘤的生长和扩散
第三章DNA的复制ppt课件
第四节 原核生物复制的酶系统
第四节 原核生物复制的酶系统
第四节 原核生物复制的酶系统
第四节 原核生物复制的酶系统
第四节 原核生物复制的酶系统
全酶在DNA上的装配分为三个阶段： 一个β二聚体上加上一个γ复合体识别引物模板 形成一种前起始复合物 DNA由于β、 γ复合体结合的位点构象发生改变， 而对核心酶产生了高亲和 ζ二聚体结合核心聚合酶，使其发生聚合
第四节 原核生物复制的酶系统
DNA聚合酶III的成分与功能
第四节 原核生物复制的酶系统
DNA聚合酶 III 的组成
第四节 原核生物复制的酶系统
第四节 原核生物复制的酶系统
第四节 原核生物复制的酶系统
复制酶作用模型
解旋酶形成复制叉，解旋酶 一般为六聚体环状结构，并 在后随链的模板上，以5‘-3’ 方向移动。 解旋酶和DNA聚合酶的两个 催化亚基相连
一、研究方法： 同位素标记电镜观察及变性法 噬菌体插入标记法 • 同步培养 • 不同步培养 变性定性法 双向电泳法
第二节 复制的起点、方向和终点
第二节 复制的起点、方向和终点
大肠杆菌染色体的Mu噬菌体插入位置
第二节 复制的起点、方向和终点
第二节 复制的起点、方向和终点
二、原核染色体的复制起点和方向 E.Coli 定点、双向对称复制 T7在近一端的17%处开始，向两端延伸 枯草杆菌有固定的起始点、双向不对称复制 质粒R6K早期为单向复制，复制了约1/5基因组时改 为双向复制 质粒Col E1 有固定起始点，为单向复制 Mt DNA进行D（displaced loop）环复制
第四节 原核生物复制的酶系统
一、DNA聚合酶 共同特点： •需要提供合成模板 •不能起始新的DNA链，必须要有引物提供3-OH •合成的方向都是5´-3´ •除聚合DNA外还有其它功能
《DNA的复制》PPT课件
7. 某生物中嘌呤占58%，嘧啶占42%，此
C 生物可能是——
A. 噬菌体
C. TMV
B. 小麦
D. 任何生物
8. 某双链DNA分子带有15N同位素标记，在 试管中以该DNA为模板进行复制实验，连续 复制4代之后，试管中带有15N同位素标记的 DNA占总量的 A 。
A. 12.5%
B. 25%
C. 50%
连续第n次复制
DNA复制所需原料的计算
• 公式：(2n-1)*碱基数 n为复制的次数 • 例题
• 一个DNA分子中含有1000个碱基对，其中有400个 腺嘌呤。如果它连续复制两次，消耗周围环境中 胞嘧啶脱氧核苷酸 1800。 • 解析：1、计算每个DNA分子中C的个数 • 2、套用公式计算
知 一、对DNA复制的推测 识 二、DNA半保留复制的实验证据 三、DNA复制的过程 小 1. 复制的概念 2.复制的过程 结 3.复制的条件 4.复制的特点
5. 复制的意义
DNA分子的复制
课堂小结
DNA复制
时间 场所 条件
有丝分裂的间期 减数第一次分裂前的间期 主要在细胞核（线粒体、叶绿体） 模板、酶、原料、能量等基本条件 碱基互补配对原则 半保留复制 子链与母链结合，构成两个新的DNA分子 保持了遗传信息的连续性
原则 特点 结果 意义
1．下列关于DNA复制过程的正确顺序是
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
DNA复制PPT(共35张)
⑴、G0、G1、G2三代(sān dài)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。
第34页，共35页。
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3。2P
⑷、上述实验结果(jiē guǒ)证明了DNA的复制方式 是 半保留复制 。
第三章 基因的本质
第1页，共35页。
问题 探 (wèntí) 讨
两个会徽所用的原料应该选自 一块石材；应先制造模型，并 按模型制作会徽；应使用电子 控制的刻床；刻床应由一名技 术熟练的师傅操作，或完全数 控等。验证的最简单的方法是： 将两个印章的图形盖在白纸上 进行比较。
第2页，共35页。
何谓(héwèi)DNA的复制？
第16页，共35页。
第17页，共35页。
DNA分子复制的过程 ①解旋：在解旋酶的作用(zuòyòng)下，双链螺旋的DNA
打开氢键，解开成为两条单链，每条单链 均作为模板合成新的DNA。
②合成：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新的 子链。
③复旋： 一条母链和一条子链盘绕成双螺旋结构，形
200/20%=1000(个)
(2)求出该DNA分子中含有多少个胞嘧啶脱氧核糖核 苷酸：［1000-(200×2)］/2=300(个)
(3)求出复制4次需多少个胞嘧啶脱氧核苷酸： （24－1）×300=4500(个)
第33页，共35页。
能力提升
以含有31P标志的大肠杆菌
放入32P的培养液中，培养2代。 离心结果如右：
第35页，共35页。
母链或子链,可以采取什么办法？
⑵、G2代在①、②、③三条带中DNA数的
比例是 0:1:1。
第34页，共35页。
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3。2P
⑷、上述实验结果(jiē guǒ)证明了DNA的复制方式 是 半保留复制 。
第三章 基因的本质
第1页，共35页。
问题 探 (wèntí) 讨
两个会徽所用的原料应该选自 一块石材；应先制造模型，并 按模型制作会徽；应使用电子 控制的刻床；刻床应由一名技 术熟练的师傅操作，或完全数 控等。验证的最简单的方法是： 将两个印章的图形盖在白纸上 进行比较。
第2页，共35页。
何谓(héwèi)DNA的复制？
第16页，共35页。
第17页，共35页。
DNA分子复制的过程 ①解旋：在解旋酶的作用(zuòyòng)下，双链螺旋的DNA
打开氢键，解开成为两条单链，每条单链 均作为模板合成新的DNA。
②合成：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新的 子链。
③复旋： 一条母链和一条子链盘绕成双螺旋结构，形
200/20%=1000(个)
(2)求出该DNA分子中含有多少个胞嘧啶脱氧核糖核 苷酸：［1000-(200×2)］/2=300(个)
(3)求出复制4次需多少个胞嘧啶脱氧核苷酸： （24－1）×300=4500(个)
第33页，共35页。
能力提升
以含有31P标志的大肠杆菌
放入32P的培养液中，培养2代。 离心结果如右：
第35页，共35页。
母链或子链,可以采取什么办法？
DNA的复制 PPT课件
（1）DNA聚合酶 (DNA Polymerase): 一种催化由脱氧核糖核苷 三磷酸（dNTP) 合成DNA的酶，它以单链或双链DNA为模板， 称为依赖于DNA的DNA聚合酶。
大肠杆菌有5种不同的聚合酶： DNA pol I, DNA pol II, DNA pol III, DNA pol IV, DNA pol V。
5
对核酸一级结构的描述为：将5’磷酸末端书于左侧， 中间部分为核苷酸残基，3’羟基末端书于右侧。通常 用竖线表示核糖，碱基标于竖线上端，竖线间有含P 的斜线，代表3’,5’磷酸二酯键。此表示法及简化式如 下：
6
4.半不连续复制(Semi-discontinuous replication)
（1）前导链Leading strand （2）后随链 Lagging strand （3）冈崎片段 Okazaki fragment
特性
pol I
pol II pol III pol IV
pol V
聚合酶活性
+
++
3’-5’外切酶活性 +
++
5’ - 3’外切酶活性 +
--
功能
切除引物，修复 复制 修复
+
错配复制
+
错配复制
4
（2）DNA连接酶 （DNA ligase） DNA连接酶是一类能催化DNA 3’-羟基和5’-磷酸 基形成二脂键。即可催化两个单链DNA片段的连 接，在DNA复制和DNA修复中起作用。 3’，5’-磷酸二酯键
4）Ecoli的引物合成酶由dnaG基因编码，为单肽链，大小60kDa，
每个细胞有50-100个分子；
5. DNA合成的高保真性 The high fidelity of DNA replication
大肠杆菌有5种不同的聚合酶： DNA pol I, DNA pol II, DNA pol III, DNA pol IV, DNA pol V。
5
对核酸一级结构的描述为：将5’磷酸末端书于左侧， 中间部分为核苷酸残基，3’羟基末端书于右侧。通常 用竖线表示核糖，碱基标于竖线上端，竖线间有含P 的斜线，代表3’,5’磷酸二酯键。此表示法及简化式如 下：
6
4.半不连续复制(Semi-discontinuous replication)
（1）前导链Leading strand （2）后随链 Lagging strand （3）冈崎片段 Okazaki fragment
特性
pol I
pol II pol III pol IV
pol V
聚合酶活性
+
++
3’-5’外切酶活性 +
++
5’ - 3’外切酶活性 +
--
功能
切除引物，修复 复制 修复
+
错配复制
+
错配复制
4
（2）DNA连接酶 （DNA ligase） DNA连接酶是一类能催化DNA 3’-羟基和5’-磷酸 基形成二脂键。即可催化两个单链DNA片段的连 接，在DNA复制和DNA修复中起作用。 3’，5’-磷酸二酯键
4）Ecoli的引物合成酶由dnaG基因编码，为单肽链，大小60kDa，
每个细胞有50-100个分子；
5. DNA合成的高保真性 The high fidelity of DNA replication
DNA复制PPT(共38张PPT)
在减数第二次分裂的后期
碱基互补配对原则 新复制两个子代DNA分子是在什么时间分离的？
亲代DNA分子的两条链
科学家推测：如果DNA复制以半保留方式进行，那么经过离心以后子代中将会出现 三种DNA分子：
腺嘌呤脱氧核苷酸，鸟嘌呤脱氧核苷酸，胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
半保留复制 (3)求出复制4次需多少个胞嘧啶脱氧核苷酸：
通过离心使其发生分层(15N质量大于14N)
亲代DNA分子
如果对亲代、子一代、子二代的DNA都分别进行 离心，结果会怎样分布？
DNA分子复制的过程
DNA的复制的定义、时间、场所
★1定义： 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
★2时间： 有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期
★3场所： 真核生物：细胞核（主要）、叶绿体、线粒体
200/20%=1000(个) (2)求出该DNA分子中含有多少个胞嘧啶脱氧核糖核
苷酸：［1000-(200×2)］/2=300(个) (3)求出复制4次需多少个胞嘧啶脱氧核苷酸：
（24－1）×300=4500(个)
能力提升
以含有31P标志的大肠杆菌放 入32P的培养液中，培养2代。离 心结果如右：
亲代DNA
子代DNA
复制一次
沃森和克里克推测是半保留复制模型
沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说：DNA 分子在复制时DNA双螺旋将解开，互补的碱基之间的 氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板游离的脱氧 核苷酸依据碱基互补配对原则通过形成氢键，结合到作 为模板的单链上。由于新合成的每个DNA分子中，都 保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方 式被称作半保留复制。
例2、从DNA分子的复制过程可以看出，DNA分子复制
DNA的复制ppt课件
是（A ）
A．前导链的延伸方向是 5'→3'，滞后链的延伸方向相反B．解旋酶沿着 复制叉移动方向解开 DNA 双螺旋结构C．冈崎片段连接成滞后链过程 与磷酸二酯键形成有关D．图示过程体现了 DNA 复制的半保留复制特 点
针对练1.下图表示DNA复制的过程，结合图示判断，下列有关叙述错误的
是D
A．DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链间的氢键，使两条链解 开 B．DNA分子的复制具有边解旋边复制的特点，生成的两条子链方向相反 C．DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段 D．DNA的两条子链都是连续合成的
一、对DNA复制的推测—— 假说-演绎法
（教材53页）
1、提出问题： DNA以什么方式复制？
2、做出假设 ①半保留复制
+
沃森和克里克
②全保留复制
+
③分散复制
+
以断裂成短片段的亲代DNA作为模板，合成新 的DNA片段，新旧片段混合连接成完整的DNA链。
二、DNA半保留复制的实验证据
思考以下问题：
①如何区分母链和子链？ 同位素标记技术
3、DNA精确复制的原因 ①DNA独特的 双螺旋 结构,为复制提供了精确的模板。
②通过 碱基互补配对 原则,保证了复制能够准确地进行。
4、DNA复制的意义
将 遗传信息 从 亲代 细胞传递给 子代 从而保持了 遗传信息 的连续性。
细胞,
二、拓展应用 1.虽然DNA复制通过碱基互补配对在很大程度上保证了复制的准确性， 但是，DNA平均每复制109个碱基对，就会产生1个错误。请根据这一数 据计算，约有31.6亿个碱基对的人类基因组复制时可能产生多少个错 误?这些错误可能产生什么影响?
A．前导链的延伸方向是 5'→3'，滞后链的延伸方向相反B．解旋酶沿着 复制叉移动方向解开 DNA 双螺旋结构C．冈崎片段连接成滞后链过程 与磷酸二酯键形成有关D．图示过程体现了 DNA 复制的半保留复制特 点
针对练1.下图表示DNA复制的过程，结合图示判断，下列有关叙述错误的
是D
A．DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链间的氢键，使两条链解 开 B．DNA分子的复制具有边解旋边复制的特点，生成的两条子链方向相反 C．DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段 D．DNA的两条子链都是连续合成的
一、对DNA复制的推测—— 假说-演绎法
（教材53页）
1、提出问题： DNA以什么方式复制？
2、做出假设 ①半保留复制
+
沃森和克里克
②全保留复制
+
③分散复制
+
以断裂成短片段的亲代DNA作为模板，合成新 的DNA片段，新旧片段混合连接成完整的DNA链。
二、DNA半保留复制的实验证据
思考以下问题：
①如何区分母链和子链？ 同位素标记技术
3、DNA精确复制的原因 ①DNA独特的 双螺旋 结构,为复制提供了精确的模板。
②通过 碱基互补配对 原则,保证了复制能够准确地进行。
4、DNA复制的意义
将 遗传信息 从 亲代 细胞传递给 子代 从而保持了 遗传信息 的连续性。
细胞,
二、拓展应用 1.虽然DNA复制通过碱基互补配对在很大程度上保证了复制的准确性， 但是，DNA平均每复制109个碱基对，就会产生1个错误。请根据这一数 据计算，约有31.6亿个碱基对的人类基因组复制时可能产生多少个错 误?这些错误可能产生什么影响?
《DNA复制》PPT课件
了解内容：
①基因组复制与细胞分裂的关系；②复制叉移动方向
的确定；真核生物DNA聚合酶的种类及各自的功能；
③DNA复制的调控。
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3
1 引言---基因组复制与细胞分裂的关系
细胞在每次分裂的过程中，整个基因组都必 须精确地复制一次。
如何保证这一点？两个原则 (1) DNA复制的启动决定了细胞的进一步分裂; (2) 复制过程完成前，细胞是不会发生分裂的。
解旋酶(helicase): 使DNA的两条链分开，它通常利 用ATP水解来提供必需的能量；
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48
拓扑异构酶 （DNA Topisomerase ）
拓扑异构酶的种类分为Ⅰ型和Ⅱ型。 原核拓扑构酶Ⅰ：
MW=100kD，单肽链，含3~4个Zn。 作用是暂时切断一条DNA链，形成酶-DNA共 价中间物而使超螺旋DNA松弛，然后再将切断的 单链DNA连接起来。每次改变一个连环数。
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4
2 复制子(replicon)
2.1 复制子的定义 2.2 不同生物复制子的数目 2.3 复制眼概念 2.4 复制叉概念及其移动方向的实验确定 2.5 复制的模式---起点、方向和速度
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5
2.1 复制子的定义
DNA中发生一次复制的单位称为复制子(replicon) 。 复制子是根据它含有复制所需的控制元件来定义的，
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36
4.1 大肠杆菌DNA聚合酶的种类及其功能
SOS 修复
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37
4.1.1 大肠杆菌DNA聚合酶 I、II、 III 的性质比较
性质 3`→5`外切
聚合酶 I +
聚合酶 II
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。
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
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的复制》PPT课件
The single-strand binding protein (SSB) attaches to singlestranded DNA, thereby preventing the DNA from forming a duplex
防止单链复性
维持单链刚性状态
避免单链降解
The SSB binds as a monomer, but typically in a cooperative manner in which the binding of one protein molecule makes it much easier for another to bind
• mtDNA的复制在H链的复制起点OH开始合成; • 当置换链通过L链的复制起点OL时，开始合成新的H链; • 新的L链合成完成，子代双链被释放。
Key concepts: Mitochondria use different origin sequences
③Rolling circles（φX174
4. Restart of stalled replication forks :
Initiation of φX174 replication requires the primosome complex to displace SSB from the origin. The primosome consists of six proteins: PriA, PriB, PriC, DnaT, DnaB, and DnaC. A primosome assembles at a unique site, called the
五、旋转酶(gyrase )：
a Type II topoisomerase, acts to overcome the torsional stress imposed upon unwinding by introducing negative supercoils at the expense of ATP hydrolysis.
防止单链复性
维持单链刚性状态
避免单链降解
The SSB binds as a monomer, but typically in a cooperative manner in which the binding of one protein molecule makes it much easier for another to bind
• mtDNA的复制在H链的复制起点OH开始合成; • 当置换链通过L链的复制起点OL时，开始合成新的H链; • 新的L链合成完成，子代双链被释放。
Key concepts: Mitochondria use different origin sequences
③Rolling circles（φX174
4. Restart of stalled replication forks :
Initiation of φX174 replication requires the primosome complex to displace SSB from the origin. The primosome consists of six proteins: PriA, PriB, PriC, DnaT, DnaB, and DnaC. A primosome assembles at a unique site, called the
五、旋转酶(gyrase )：
a Type II topoisomerase, acts to overcome the torsional stress imposed upon unwinding by introducing negative supercoils at the expense of ATP hydrolysis.
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 。
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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
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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
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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
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中带(中间)
14N/14N
轻带(上部)
15N/14N
中带(中间)
实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的
（1）DNA的复制是半保留复制 提出假说
（2）子代DNA可能的情况及 如何设计实验验证这种现象
演绎推理
假 说 演 绎
（3）通过实验进行验证
验证假说
因DNA复制采用半保留的方式， 一个DNA分子复制 所以一个DNA分子经几代复制后的 所有DNA中，只有两个DNA分子含
3.最初亲代的链占全部子代DNA总链数的比 例 1 2n
与复制有关的碱基计算解析
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
TA GC CG
连续第一次复制
A T TA GC CG A T TA GC CG
沃森和克里克推测是半保留复制模型
复制一次
1、这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？ 只能用实验来证明。 2、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？ 把复制的单链和原来的链做上标记，然后观察它 在新DNA中出现的情况。
二、DNA半保留复制的实验证据
15N/15N
重带(下部)
15N/14N
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复制的推测(续)
1
1
2
4 8 2n
½ ¼ 2/ 2n
½ ¾ （1- 2/2n）
三、DNA复制的过程 思考如下问题：
1.DNA分子复制的概念是什么? 2.DNA分子复制过程怎么进行? 3.DNA分子复制过程需要哪些 条件? 4.DNA分子复制过程有何特点? 5.DNA分子复制有何生物学意义?
DNA分子的复制
1、DNA分子复制发生在什么时间?
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
无丝分裂之前
有丝分裂间期
减数第一次分裂的间期
2、什么是DNA分子的复制？
指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 则1DNA→2DNA。
由1DNA→2DNA
3、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：就是为复制提供准确的模板，解开的两 条单链叫母链。
①什么叫“子链”?复制 一次能形成几条链？
以母链模板，以周围环境中游的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。
4、有人认为DNA复制就像洗相片一样， 有一张底片就可以洗出许多相片来。 这种说法对不对，为什么？
与洗相片不同，因为DNA分子的复制结果并没 有形成一个完整的新的DNA分子，而是形成了一半 新、一半旧的两个DNA分子。
5. 复制的意义
DNA分子的复制
课堂小结
DNA复制
时间 场所 条件
有丝分裂的间期 减数第一次分裂前的间期 主要在细胞核（线粒体、叶绿体） 模板、酶、原料、能量等基本条件 碱基互补配对原则 半保留复制 子链与母链结合，构成两个新的DNA分子 保持了遗传信息的连续性
原则 特点 结果 意义
1．下列关于DNA复制过程的正确顺序是
拓展延伸
几代后的情况如何？
有原DNA链。但所有DNA与原DNA
所带的信息（脱氧核苷酸的排列序） 完全相同。（变异除外）
拓展延伸
根据上面实验过程,完成下列表格
世代 分子 总数 DNA分子在离心管中位 置 不同DNA分子占全部DNA分子之比
15N分子
杂种分子
14N分子
0 1 2 3 n
1
全在下部
全在中部 ½中+ ½ 上 ¼中+ ¾ 上 2/2n中+(1- 2/ 2n)上
5．DNA分子复制能准确无误地进行原因是（ A．碱基之间由氢键相连 B．DNA分子独特的双螺旋结构 C．DNA的半保留复制 D．DNA的边解旋边复制特点
B
）
6.一个噬菌体侵染细菌后，形成了200个子代噬 菌体，子代DNA中含最初DNA链的DNA占 A 。 A. 1% B. 2% C. 25% D. 50%
D. 100%
9.以含有31P标志的大肠杆 菌放入32P的培养液中，培 养2代。离心结果如右： 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
①DNA具有独特的双螺旋结构，
能为复制提精确的模板。 ②碱基具有互补配对的能力，
能够使复制准确无误。
问题八 DNA分子的复制实质(意义)？
DNA通过复制，使遗传信息从亲代传 给了子代，从而保证了物种的相对稳定 性，保持了遗传信息的连续性，使得种族 得以延续。
DNA复制的计算 1.计算产生子代DNA数 2---4---8-----2n n为复制的次数 2.子代DNA分子中含有原来最初亲代DNA链 的DNA分子数,以及它占总DNA分子数的比例. 2个 1/2n-1
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 。
1DNA→2DNA单链（母）→ 2母＋2子→（母十子）＋（母十子） →2DNA
5、DNA分子复制时 需何条件？
①模板：亲代DNA的两条母链； ②原料：4种脱氧核苷酸： ③能量：ATP; ④酶 ：DNA解旋酶，DNA聚合酶等。
6.DNA分子复制的特点:
边解旋边复制 半保留复制
7.DNA准确复制的原因?
7. 某生物中嘌呤占58%，嘧啶占42%，此
C 生物可能是——
A. 噬菌体
C. TMV
பைடு நூலகம்
B. 小麦
D. 任何生物
8. 某双链DNA分子带有15N同位素标记，在 试管中以该DNA为模板进行复制实验，连续 复制4代之后，试管中带有15N同位素标记的 DNA占总量的 A 。
A. 12.5%
B. 25%
C. 50%
（ D ）
①互补碱基对之间氢键断裂//②互补碱基对之间形成 氢键//③DNA分子在解旋酶的作用下解旋//④以解旋 后的母链为模板进行碱基互补配对//⑤子链与母链盘
旋成双螺旋状结构。
A.①③④②⑤ C.①③⑤④② B.①④②⑤③ D.③①④②⑤
2．将15N 标记的DNA分子放在14N的培养基上 培养，经过3次复制，在所形成的子代 DNA中 ，含15N的DNA占总数是（ C ） A．1/16 B．l／8 C．1／4 D．1／2 3．DNA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（ A ） A．G与C B．A与C C．G与A D．G与T 4．DNA复制的基本条件是（ A ） A．模板，原料，能量和酶 B．模板，温度，能量和酶 C．模板，原料，温度和酶 D．模板，原料，温度和能量
连续第n次复制
DNA复制所需原料的计算
• 公式：(2n-1)*碱基数 n为复制的次数 • 例题
• 一个DNA分子中含有1000个碱基对，其中有400个 腺嘌呤。如果它连续复制两次，消耗周围环境中 胞嘧啶脱氧核苷酸 1800。 • 解析：1、计算每个DNA分子中C的个数 • 2、套用公式计算
知 一、对DNA复制的推测 识 二、DNA半保留复制的实验证据 三、DNA复制的过程 小 1. 复制的概念 2.复制的过程 结 3.复制的条件 4.复制的特点