DNA的复制-经典-PPT课件.ppt

1、最早提出的最早提出的DNADNA复制模型有三种复制模型有三种: :一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测1.1.全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；2.2.半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；3.3.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复制一次复制一次复制一次实验结论：实验结论：DNADNA的复制是以半保留的方式进行的的复制是以半保留的方式进行的二、二、DNADNA半保留

2、复制的实验证据半保留复制的实验证据重带重带(下部下部)1515N/ N/ 15N中带中带(中间中间)1515N/ N/ 14N轻带轻带(上部上部)1414N/ N/ 14N中带中带(中间中间)1515N/ N/ 14N变通：变通：亲代母链与子代亲代母链与子代DNADNA链数之比为：链数之比为： 含亲代母链的含亲代母链的DNADNA分子数与子代分子数与子代DNADNA分子数分子数之比为：之比为：规律规律1 1：亲代亲代DNADNA复制复制n n代后，代后，DNADNA分子分子数为，含亲代母链的数为，含亲代母链的DNADNA分子数分子数为，不含亲代母链的为，不含亲代母链的DNADNA分子数分子数为

3、为1/2n2/ 2n2n2个个2n2【寻找规律寻找规律】规律规律2 2：亲代亲代DNADNA分子经分子经 n n 次复制后，次复制后，所需某种游离的脱氧核苷酸数为：所需某种游离的脱氧核苷酸数为：R a (2 n1) 其中其中 a a 表示亲代表示亲代DNADNA含有的某种含有的某种碱基数，碱基数，n n 表示复制的次数。表示复制的次数。例如：一个例如：一个DNADNA分子片段，经水分解消耗分子片段，经水分解消耗8888个水个水分子，得到多少个脱氧核苷酸？分子，得到多少个脱氧核苷酸？规律规律3 3：碱基总数失去碱基总数失去H H2 2O O数数2 290解旋酶催化（氢键断裂）解旋酶催化（氢键断裂

4、）解旋：解旋：模板模板（在（在DNADNA聚合酶的催化下，利用聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行）游离的脱氧核苷酸进行）以母链为模板进行碱基配对以母链为模板进行碱基配对母链（旧链）母链（旧链）子链（新链）子链（新链）形成两个子代形成两个子代DNA:同时进行同时进行(边解旋边复制）边解旋边复制）组成组成边解旋复制边解旋复制半保留复制半保留复制多起点复制多起点复制AAATTTGGGGCCCATCDNA平面模式图DNA复制过程思考：1、DNA复制需要哪些基本条件？ 2、复制过程有何主要特点？ 3、复制形成的子代DNA和亲代DNA 有何关系？AAATTTGGGGCCCATCAGCTCGT游离的游

5、离的脱氧核苷酸脱氧核苷酸与复制与复制有关的酶有关的酶注意，此处注意，此处氢键将被打开！氢键将被打开！AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT在酶的催化下在酶的催化下氢键已被打开氢键已被打开DNA分子利用细胞提供的，在的作用下，把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程叫解旋解旋。AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT亲代亲代DNA的的一条链作为模板一条链作为模板AAATTTGGGGCCCATCCTAGTCG还未解旋刚解旋所以所以DNADNA复制特点之一是复制特点之一是: :通过碱基互补通过碱基互补配对脱氧核苷酸配对脱氧核苷酸结合到母链上结合到母链上正在复制边解旋边复制边解旋边复制AAAT

6、TTGGGGCCCATCAAATTTGGGGCCCATC一条子代DNA另一条子代DNA形成两条完全相同的子代DNA1.概念：概念：2.场所：场所：3.时期：时期：4.条件条件5.复制过程：复制过程：6.复制特点复制特点7.准确复制原因准确复制原因有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期模板：模板： 原料：原料： 能量：能量： 酶：酶： DNADNA的两条母链的两条母链游离的脱氧核苷酸（游离的脱氧核苷酸（A A、G G、C C、T T） ATPATPDNADNA解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶等聚合酶等 DNADNA双链提供精确的模板双链提供精确的模板（1

7、1）边解旋边复制）边解旋边复制（2 2）半保留复制）半保留复制细胞核（主要）、线粒体、叶绿体细胞核（主要）、线粒体、叶绿体解旋解旋合成互补子链合成互补子链形成子代形成子代DNADNA碱基互补配对原则碱基互补配对原则DNADNA的复制的复制就是指以亲代就是指以亲代DNADNA为模板合成子代为模板合成子代DNADNA的过程的过程8.DNA8.DNA分子的复制实质分子的复制实质( (意义意义) )？ DNA DNA通过复制，使遗传信息从亲代传通过复制，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，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，使得种族得以保持了遗传信息的连续

8、性，使得种族得以延续。延续。思维拓展思维拓展) )复制复制n n次后次后DNADNA个数个数: :2n（n=复制次数）复制次数）2 2）含母链的）含母链的DNADNA数量及比例数量及比例22)DNA)DNA个数个数: :2n（n=复制次数）复制次数）2 2）含母链的）含母链的DNADNA数量及比例数量及比例22 22n23 3）含母链的脱氧核苷酸链数）含母链的脱氧核苷酸链数占总链数比占总链数比4 4）复制）复制n n次次消耗原料的量：消耗原料的量： a（）5 5）复制）复制第第n n次次消耗原料的量：消耗原料的量：a思维拓展思维拓展3 34 4根据半保留复制和碱基互补配对原则根据半保留复制和碱

9、基互补配对原则与复制有关的碱基计算与复制有关的碱基计算一个一个DNA连续复制连续复制n次后，共有多少个次后，共有多少个DNA？多少条脱氧核苷酸链？多少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条？母链多少条？子链多少条？DNA分子数分子数=2n脱氧核苷酸链数脱氧核苷酸链数=2n+1母链数母链数=子链数子链数=22n+1 2 解析：所用知识为解析：所用知识为“半保留复制半保留复制”和和“碱基互补配对原则碱基互补配对原则”，并图示，并图示分析。分析。ATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT连续第一次复制连续第一次复制连续第二次复制连

10、续第二次复制连续第连续第n次复制次复制解：解：答：答：一个一个DNA连续复制连续复制n次后，共有次后，共有2n个个DNA，2n+1条脱氧核苷酸链，母链条脱氧核苷酸链，母链2条，条，子链子链2n+1 2条条一个一个DNA的碱基的碱基A（T、G、C）占碱基总数的）占碱基总数的a%，碱基总数为，碱基总数为m，连续复制连续复制n次后，共需要次后，共需要G（C、A、T）多少个？）多少个？因为因为A=ma%，A=T、G=C， A+T= 2ma%，DNA复制复制n代后子链数代后子链数=2n+1 2 DNA连续复制连续复制n代后需要代后需要 鸟嘌呤鸟嘌呤=（2n+1 2 ）/2 m （1/2 a%） = m

11、（2n 1）（1/2 a%）解析：先求出亲代解析：先求出亲代DNA中中G=C=？每两条新链所必需的鸟嘌呤（？每两条新链所必需的鸟嘌呤（G）数）数等于亲代等于亲代DNA胞嘧啶（胞嘧啶（C）数，再求出）数，再求出DNA复制复制n代后子链数；最后求代后子链数；最后求出出DNA连续复制连续复制n代后需要鸟嘌呤数。代后需要鸟嘌呤数。解：解：所以所以G=C=m（1/2 a%），每形成两条新链所必需的鸟嘌呤数等，每形成两条新链所必需的鸟嘌呤数等于亲代于亲代DNA胞嘧啶数胞嘧啶数= m （1/2 a%）答：答：DNA连续复制连续复制n代后需要鸟嘌呤数是代后需要鸟嘌呤数是m （2n 1）（1/2 a%）。）。课

12、堂练习课堂练习 1 1. .1 1个个DNADNA分子经过分子经过4 4次复制，形成次复制，形成1616个个DNADNA分子，其中含有最初分子，其中含有最初DNADNA分子长链的分子长链的DNADNA分子有分子有（ ） A. 2 A. 2个个 B. 8 B. 8个个 C. 16 C. 16个个 D. 32 D. 32个个 2 2. .DNADNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的（分子的复制发生在细胞有丝分裂的（ ） A A. .分裂前期分裂前期 B. B. 分裂中期分裂中期 C. C. 分裂后期分裂后期 D. D. 分裂间期分裂间期 3 3. .下列关于下列关于DNADNA复制的说法，其中不正确

13、的是（复制的说法，其中不正确的是（ ） A. DNA A. DNA复制过程中需要酶的催化复制过程中需要酶的催化 B. DNA B. DNA复制过程中需要的能量直接由糖类提供复制过程中需要的能量直接由糖类提供 C. DNA C. DNA 分子是边解旋复制的分子是边解旋复制的 D. DNA D. DNA 复制过程中两条母链均可作模板复制过程中两条母链均可作模板 4 4. .以以DNADNA的一条链的一条链“A AT TC C”为模板，经复制后为模板，经复制后的子链是（的子链是（ ） A. “ A. “T TA AG G” B. “” B. “U UA AG G” C. “ C. “T TA AC

14、C” D. “” D. “T TU UG G” 5. 5.由由1515N N标记细菌的标记细菌的DNADNA，然后又，然后又将将1414N N来供给这种细菌，于是该细菌便来供给这种细菌，于是该细菌便用用1414N N来合成来合成DNADNA，假设细菌连续分裂，假设细菌连续分裂三次产生了八个新个体，它们中含三次产生了八个新个体，它们中含1414N N链链的的DNA与与1 51 5N N链的链的DNA比例是比例是（ ） A A、4 4：1 B1 B、2 2：1 1 C C、1 1：1 D1 D、3 3：1 1 A A6.6.在氮源为在氮源为1414N N的培养基上生长的大肠杆菌，其的培养基上生长的

15、大肠杆菌，其DNADNA分子均为分子均为1414N-DNAN-DNA（对照）；在氮源为（对照）；在氮源为1515N N的培养基上生长的大肠杆菌，的培养基上生长的大肠杆菌，其其DNADNA分子均为分子均为1515N-DNAN-DNA（亲代）。将亲代大肠杆菌转移到含（亲代）。将亲代大肠杆菌转移到含1414N N的培养基上，再连续繁殖两代（的培养基上，再连续繁殖两代（I I和和IIII），用离心的方法），用离心的方法分离得到的结果如下表所示，请分析：分离得到的结果如下表所示，请分析： 对照对照亲代亲代I IIIII轻链轻链1414N-DNAN-DNA全轻链全轻链 1/21/2轻链轻链中链中链 全中链

16、全中链1/21/2中链中链重链重链1515N-DNAN-DNA 全重链全重链 （1 1）由实验结果可以推出第一代（）由实验结果可以推出第一代（I I）细菌）细菌DNADNA分子中一条链分子中一条链是是 ，另一条链是，另一条链是 。（2 2）中链含有氮元素是）中链含有氮元素是 。（3 3）将第一代（）将第一代（I I）转移到含）转移到含1515N N的培养基上繁殖一代，将所得到的细的培养基上繁殖一代，将所得到的细菌的菌的DNADNA用同样方法分离。那么得到的轻中重链情况是用同样方法分离。那么得到的轻中重链情况是 （4 4）上述实验表明）上述实验表明DNADNA分子复制的特点是分子复制的特点是 1

17、515N N母链母链1414N N新链新链1515N N和和1414N N1/21/2中链，中链，1/21/2重链重链半保留复制半保留复制 7 7下列关于下列关于DNADNA复制过程的正确顺序是复制过程的正确顺序是（ ） 互补碱基对之间氢键断裂互补碱基对之间氢键断裂 互补碱互补碱基对之间形成氢键基对之间形成氢键 DNADNA分子分子在解旋酶的作在解旋酶的作用下用下解旋解旋 以解旋后的母链为模板进行碱以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对基互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋状子链与母链盘旋成双螺旋状结构结构 A.A. B. B. C. C. D. D.D D 8 8DNADNA分子的双链在复制时解旋

18、，这时下述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（哪一对碱基从氢键连接处分开（ ） A AG G与与C C B BA A与与C C C CG G与与A A D DG G与与T TA A 9 9DNADNA复制的基本条件是（复制的基本条件是（ ） A A模板，原料，能量和酶模板，原料，能量和酶 B B模板，温度，能量和酶模板，温度，能量和酶 C C模板，原料，温度和酶模板，原料，温度和酶 D D模板，原料，温度和能量模板，原料，温度和能量 A A10.DNA10.DNA的复制是在细胞的的复制是在细胞的 分裂和分裂和 第一次分第一次分裂前的裂前的 期进行的。复制是指以期进行的。

19、复制是指以 为模板来为模板来合成合成 的过程。复制特点是的过程。复制特点是 复制过复制过程必需以程必需以 为模板、为模板、 为原料、为原料、 提供提供能量、能量、 的催化等条件，的催化等条件， 为为DNADNA的的复制提供精确的模板、并有复制提供精确的模板、并有 能力保证复制能能力保证复制能够准确无误地完成。一个亲代够准确无误地完成。一个亲代DNADNA分子通过复制形成了分子通过复制形成了两个两个 ，新形成的，新形成的DNADNA分子都是既含分子都是既含一条一条 链、又含一条链、又含一条 链，因此，称链，因此，称DNADNA的复的复制为制为“ ”“ ”。有丝有丝减数减数间间亲代亲代DNADNA分子分子子代子代DNADNA分子分子边解旋边复制边解旋边复制亲代亲代DNADNA分子每一条分子每一条链链脱氧核苷酸脱氧核苷酸ATPATP酶酶DNADNA分子双螺旋结构分子双螺旋结构碱基互补配对碱基互补配对结构完全相同的子代结构完全相同的子代DNADNA分子分子母母子子半保留复制半保留复制