遗传信息的传递--DNA复制遗传信息的传递

马修·梅瑟生
Matthew Meselson
富兰克林·史达
Franklin Stahl
科学家推测：
如果DNA是以半 保留的方式复制的， 那么离心后应该出现 三条DNA带：重带 (最靠近试管底部)、 杂交带(位置居中)、 轻带(试管上部)。
1958年Meselson-Stahl 的实验
DNA复制过程、条件和特点
课前提问
1.从某生物的组织中提取DNA进行分析，其中 C+G=46%，又知该DNA分子的一条链中A占28%， 问其另一条链中A占该链全部碱基的（ A）
A. 26% B. 24% C. 14% D. 11%
2. DNA分子结构的特点: (1) 多样性:碱基对排列顺序的多样性 (2) 特异性:每个DNA都有特定的碱基排列顺序 (3)稳定性
G
C
T G
C
与复制 有T 关的酶
A
G
在酶的催化下 氢键已被C打开
A
T
C
G
A
T
Fra Baidu bibliotek
A
T
C
G
G
C
A
T
G
C
T G
C T
A
C
A
A A
C
G
亲代DNA的
G
一条C 链作为A 模板
G
T G T T
G
T G
C T
C
T C
还未解旋
A
T
C
G
A
T
T
A
T
G
刚解旋 C
G
通过C 碱基互补 G
C
配已对脱在氧复核A苷制酸 T
A
T
结合到所母以链D上NA复制特点之一G是: C
DNA复制示意图
A
T
思考DD平 面 模 式 图 复 制 过 程：NNAA123、、、复复DN制制A复过 形制程 成需C有 的AACAG要何 子哪主 代G些TTGTC要DN基特A和本点亲条？代件？DNA
有何关系？G C
游离的 脱氧核苷酸
A
G
注意，此处 氢键将被打C 开！
A
T
C
G
A
T
A
T
C
G
G
C
A
T
G 边C 解旋边复制
A
T
A
T
C
G
C
G
另一A 条 T
子代ADNAT
C
G
A
T
一A条子T 代
CDNAG
G
C
G
C
A
T
A
T
形成两条完全相同的子代DNA
G
C
G
C
A
T
C
G
A
T
A
T
C
G
G
C
A
T
G 简C 单重复复制过程
A
T
C
G
A
T
A
T
C
G
G
C
A
T
G
解旋，打C 开氢键
A
T
C
G
A
T
A
T
C
原亲代DNA的单链
G
G
C
A
若一亲代DNA分子含有某种脱氧核 苷酸m个，则经过n次复制后需要消 耗该脱氧核苷酸个数为：
m（ 2n-1）
课堂小结
★时间 有丝分裂分裂间期、减数分裂间期
★过程 ★特点
解开双链，解旋 模板：亲代DNA提供
合成子链
原料：游离的脱氧核苷酸 条件：
能量：ATP 酶：与双链打开、复制有关的酶
原则：碱基互补配对原则 边解旋边复制
？那么细胞分裂的时候DNA是怎样将遗 传信息传递给下一代的呢？
亲代 子一代
全保留复制
子二代
亲代 子一代
半保留复制
子二代
对DNA分子复制的假设
沃森和克里克提出了DNA自我复制 的假说：DNA分子复制，新合成的 每个DNA分子中，都保留了原来 DNA分子中的一条链，这种复制方 式为半保留复制。
没有证据，受到多位科学家的质疑！！
亲代DNA分子经 n 次复制后，则
（１）DNA分子数 ①子代DNA分子数： 2n个 ②含亲代母链的DNA分子数： 2个 ③不含亲代母链的DNA分子数： 2n-2个
1.亲代母链与子代DNA链数之比为：
2/（2n+1－2）
2.含亲代母链的DNA分子数与子代DNA分子数 之比为：
2/ 2n
3 消耗的脱氧核苷酸数
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
2.某生物的双链DNA分子共含有氮碱基700对， 其中一条链上（A+T）：（C+G）=2：5，问 该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺 嘧啶脱氧核苷酸的数目是
A.300个 B.400个 C.600个 D.1200个
解： （1）由于含氮碱基700对，1400个 （2）一条链上（A+T）：（C+G）
=2：5，整个双链的比也是2：5，由此可求 出A=T=200
（3）复制两次共形成22个DNA分子， 4个 DNA分子共800个胸腺嘧啶脱氧核苷 酸
（4）800-200=600
• 生物之所以能够保持亲代与子代的相 似，是由于DNA分子复制出一份，传递 给了子代，那么，DNA是怎样进行复制 的呢？
第三节 遗传信息的传递
DNA的复制
何谓DNA复制？
新DNA的合成就是产生两个跟亲代DNA完全相同的新 DNA分子的过程，称之为DNA的复制。即1DNA→2DNA
新产生的DNA分子是一个全新 的DNA分子吗？
半保留复制
★意义 保持前后代遗传信息的连续性
课堂练习
1.有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15N的DNA分子占全部 DNA分子的比例和占全部DNA分子单链的比例 依次是
A. 1/4 、1/8
B. 1/2、1/4
C. 1/4 、1/16
D. 1/8、1/8
3.DNA分子解旋时，下列哪一组碱基被解开 （）
• 复制过程中以什么为模板？ • 复制过程中以什么为原料？ • 直接能源来源于哪里？ • 需要什么酶的协助？
DNA复制时需要的基本条件：
1、模板：由亲代DNA双螺旋分子提供 2、原料：四种游离的脱氧核苷酸 3、能量： ATP 4、酶：与双链打开、复制 等有关的酶，如DNA解旋酶、 DNA聚合酶等
T
以亲代DNA的一条单链为模板进行复制
G
C
A
T
A
T
C G 原亲代DNCA G
A
T
的一条链A T
A
T
A
T
C
G
C
G
G
C
G
C
A
T
A
T
G形成C 两条子代DNG A C
A
T
A
T
C
G
A
T
A
T
新C 合成G 的 另A 一条T 链
A
T
C
G
C
G
G
C
G
C
D单的N链。A复是这制原种A后G D复所N产制A以保生方TC留的D进式N下每行A我复来个半们的子制称保，代特其留D而点为N复另A半分之一制保子二条留中A是单G 复，链:制都是。有TC新一合条成