第3节 DNA的复制PPT课件
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第3节 DNA的复制
DNA的复制： 以亲代DNA为模板合成
子代DNA的过程。 1DNA→2DNA
他们长得像吗？
问题1：一个DNA有几条链？复制后两个DNA含有几条链？
母母
母
子
子
母
母母
母母
子子
全保留复制
母子
母子
半保留复制
一、DNA复制方式的探究
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；
在新DNA中出现的情况。
同位素标记法 普通DNA含有的N一般是14N（可表示为14N/14N-DNA）， 可将DNA双链中的N都成为15N（可表示为15N/15N-DNA）
问题4： 14N/14N-DNA和15N/15N-DNA最大的区别是什么？ 如何区分？
密度梯度离心法
资料：大肠杆菌的繁殖速度快，20分钟分裂一次（DNA复制 一次），并且容易培养，可作为实验材料。普通的大肠杆菌 的DNA一般是14N/14N-DNA
DNA半保留复制的实验证据
15N/ 15N
重带(下部)
15N/ 14N
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
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：
G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中 的：G0 A 、G1 B 、G2 D 。
DNA分子复制时需何条件？
①酶 ：解旋酶，DNA聚合酶 ②ATP ③原料： 四种大量的脱氧核苷酸 ④原则： 碱基互补配对原则 ⑤时间： 发生在细胞周期的间期 ⑥场所： 主要在细胞核内 ⑦模板 ： DNA解开的两条单链
DNA分子复制有何特点？
①边解旋、边合成、边复旋，多个起始点同时进行， 节省时间、效率高。（速度快、效率高 ） ②新DNA分子双链为“一母一子”；使生物的前后代 保持了一定的连续性。（复制精确、遗传信息稳定、具有
子代ADNAT
C
G
A
T
一A个子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
A
T
C
G
A
T
C 新合G成的 一A 条链T(子链)
A
T
A
T
C
G
C
G
G
C
G
C
DNA复A制所后以产T生DN的A每复个制子代特D点N之A分二A子是中: ，T都有一条 单的链。是这原种G复DN制A方保C进式留行我下半们来称保的其，留为而复半另制保一留条G复单制链。是C 新合成
问题5：如何培养才能得到含有15N/15N-DNA的大肠杆菌
问题6：在不同时刻收集大肠杆菌，提取DNA并离心，推测 14N/14N-DNA和15N/15N-DNA在试管中如何分布？
14N//14N 轻带(上部) 14N//15N 中带(Fra Baidu bibliotek部) 15N//15N 重带(下部)
问题7：如果存在14N/15N-DNA，你觉得这样的DNA离心 后会在试管的什么位置？
A
T
T
A
T
G
A
C
G
G
G
C
C
A
T
T
C
G
C
A
C
A
A A
C
亲G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
A
T
T G
C
G
配通结对过合已脱C碱到所氧在基母核以互链复苷DA补上酸边N制A解GT复旋制边特复点制之A一GC是T: C GC
A
T
A
T
C
G
C
G
另一A 个 T
【解析】 (1)求出该DNA分子中共含有多少个脱氧核糖核苷酸：
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)
DNA分子复制的过程
思维拓展
Ⅰ １)复制n次后DNA个数:
Ⅱ 2n（n=复制次数）
Ⅲ
2）含母链的DNA数量及比例 2 2ｎ
思维拓展
3）含母链的脱氧核苷酸链数 2
占总链数比
2n×2
4）复制n次消耗原料的量：a（２ｎ－１）
5）复制第n次消耗原料的量： a２ｎ－１
一个DNA分子经过3次复制后，保留 有原来母链的子代DNA分子占全部子代 DNA分子的比例为（ B ）; 原来的母链 占全部脱氧核苷酸链的比例为( C )。
2、半保留复制：形成的分子 一半是新的，一半是旧的；
复制一次 复制一次
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
问题2：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。
问题3：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
A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/16
已 知 某 DNA 分 子 中 含 腺 嘌 呤 (A)200 个 ， 占 全 部 DNA碱基总数的20%，该DNA连续复制4次，环境 中消耗游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸（C）的数
目为( C )
A.1600个 B.3200个 C.4500个 D.4800个
• 动画
A
T
DNA
C
G
复
A
T
制
A
T
思考2：、过程1复、制DN过A程复有制何CG需主要要哪GC特些点基？本条件？
3、复制形成的子A 代DNT A和亲代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C打开！
A
T
C
G
A
T
A
T
C
G
G
C
A
T
G
C
T G
C T与复制 有关的酶
DNA分子利用细胞提供A的能量T，在解旋酶的作用下， 把两条扭成螺旋的双C链解开G，这个过程叫解旋。
全保留复制
15N 15N
15N 15N
14N 14N
15N 15N 14N 14N
14N 14N
14N 14N
半保留复制
15N 15N
15N 14N
15N 14N
15N 14N
14N 14N
15N 14N
14N 14N
沃森和克里克提出了DNA是半保留复制的设想
1958年，梅塞尔森和斯特尔以大肠杆菌为实验材料， 运用同位素示踪技术，设计了一个巧妙的实验，证实了 DNA的确是以半保留的方式复制。
课后思考：
将 15N标记的DNA分子放在没有标记的培养 基上培养， 经过3次复制，含15N的DNA占全部 DNA的多少？
聚焦四：DNA复制中的有关计算
15N
【分析】
14N
亲代DNA分子
复制1次 复制2次
2 =21 4 =22
复制3次
8 =23
无论DNA复制多少次，含有原来母链的DNA分子 永远只有两条
DNA的复制： 以亲代DNA为模板合成
子代DNA的过程。 1DNA→2DNA
他们长得像吗？
问题1：一个DNA有几条链？复制后两个DNA含有几条链？
母母
母
子
子
母
母母
母母
子子
全保留复制
母子
母子
半保留复制
一、DNA复制方式的探究
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；
在新DNA中出现的情况。
同位素标记法 普通DNA含有的N一般是14N（可表示为14N/14N-DNA）， 可将DNA双链中的N都成为15N（可表示为15N/15N-DNA）
问题4： 14N/14N-DNA和15N/15N-DNA最大的区别是什么？ 如何区分？
密度梯度离心法
资料：大肠杆菌的繁殖速度快，20分钟分裂一次（DNA复制 一次），并且容易培养，可作为实验材料。普通的大肠杆菌 的DNA一般是14N/14N-DNA
DNA半保留复制的实验证据
15N/ 15N
重带(下部)
15N/ 14N
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
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：
G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中 的：G0 A 、G1 B 、G2 D 。
DNA分子复制时需何条件？
①酶 ：解旋酶，DNA聚合酶 ②ATP ③原料： 四种大量的脱氧核苷酸 ④原则： 碱基互补配对原则 ⑤时间： 发生在细胞周期的间期 ⑥场所： 主要在细胞核内 ⑦模板 ： DNA解开的两条单链
DNA分子复制有何特点？
①边解旋、边合成、边复旋，多个起始点同时进行， 节省时间、效率高。（速度快、效率高 ） ②新DNA分子双链为“一母一子”；使生物的前后代 保持了一定的连续性。（复制精确、遗传信息稳定、具有
子代ADNAT
C
G
A
T
一A个子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
A
T
C
G
A
T
C 新合G成的 一A 条链T(子链)
A
T
A
T
C
G
C
G
G
C
G
C
DNA复A制所后以产T生DN的A每复个制子代特D点N之A分二A子是中: ，T都有一条 单的链。是这原种G复DN制A方保C进式留行我下半们来称保的其，留为而复半另制保一留条G复单制链。是C 新合成
问题5：如何培养才能得到含有15N/15N-DNA的大肠杆菌
问题6：在不同时刻收集大肠杆菌，提取DNA并离心，推测 14N/14N-DNA和15N/15N-DNA在试管中如何分布？
14N//14N 轻带(上部) 14N//15N 中带(Fra Baidu bibliotek部) 15N//15N 重带(下部)
问题7：如果存在14N/15N-DNA，你觉得这样的DNA离心 后会在试管的什么位置？
A
T
T
A
T
G
A
C
G
G
G
C
C
A
T
T
C
G
C
A
C
A
A A
C
亲G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
A
T
T G
C
G
配通结对过合已脱C碱到所氧在基母核以互链复苷DA补上酸边N制A解GT复旋制边特复点制之A一GC是T: C GC
A
T
A
T
C
G
C
G
另一A 个 T
【解析】 (1)求出该DNA分子中共含有多少个脱氧核糖核苷酸：
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)
DNA分子复制的过程
思维拓展
Ⅰ １)复制n次后DNA个数:
Ⅱ 2n（n=复制次数）
Ⅲ
2）含母链的DNA数量及比例 2 2ｎ
思维拓展
3）含母链的脱氧核苷酸链数 2
占总链数比
2n×2
4）复制n次消耗原料的量：a（２ｎ－１）
5）复制第n次消耗原料的量： a２ｎ－１
一个DNA分子经过3次复制后，保留 有原来母链的子代DNA分子占全部子代 DNA分子的比例为（ B ）; 原来的母链 占全部脱氧核苷酸链的比例为( C )。
2、半保留复制：形成的分子 一半是新的，一半是旧的；
复制一次 复制一次
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
问题2：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。
问题3：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
A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/16
已 知 某 DNA 分 子 中 含 腺 嘌 呤 (A)200 个 ， 占 全 部 DNA碱基总数的20%，该DNA连续复制4次，环境 中消耗游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸（C）的数
目为( C )
A.1600个 B.3200个 C.4500个 D.4800个
• 动画
A
T
DNA
C
G
复
A
T
制
A
T
思考2：、过程1复、制DN过A程复有制何CG需主要要哪GC特些点基？本条件？
3、复制形成的子A 代DNT A和亲代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C打开！
A
T
C
G
A
T
A
T
C
G
G
C
A
T
G
C
T G
C T与复制 有关的酶
DNA分子利用细胞提供A的能量T，在解旋酶的作用下， 把两条扭成螺旋的双C链解开G，这个过程叫解旋。
全保留复制
15N 15N
15N 15N
14N 14N
15N 15N 14N 14N
14N 14N
14N 14N
半保留复制
15N 15N
15N 14N
15N 14N
15N 14N
14N 14N
15N 14N
14N 14N
沃森和克里克提出了DNA是半保留复制的设想
1958年，梅塞尔森和斯特尔以大肠杆菌为实验材料， 运用同位素示踪技术，设计了一个巧妙的实验，证实了 DNA的确是以半保留的方式复制。
课后思考：
将 15N标记的DNA分子放在没有标记的培养 基上培养， 经过3次复制，含15N的DNA占全部 DNA的多少？
聚焦四：DNA复制中的有关计算
15N
【分析】
14N
亲代DNA分子
复制1次 复制2次
2 =21 4 =22
复制3次
8 =23
无论DNA复制多少次，含有原来母链的DNA分子 永远只有两条