1、第三节?DNA的复制 ?第三章?基因的本质 ?思考：生物亲子代之间是通过遗传物思考：生物亲子代之间是通过遗传物质传递遗传信息的，那么亲代的遗传质传递遗传信息的，那么亲代的遗传物质如何物质如何“多出一份来传递给子代？多出一份来传递给子代？ DNA的复制就是指以亲代的复制就是指以亲代DNA为模板为模板合成子代合成子代DNA的过程，即的过程，即1DNA2DNA。新产生的新产生的DNADNA分子是一个全新的分子是一个全新的DNADNA分子吗？分子吗？是否像洗相片似的，有一张底片就可以洗出是否像洗相片似的，有一张底片就可以洗出许多相片来？许多相片来？半保存复制半保存复制全保存复制全保存复制DNADNA是
2、肉眼看不到的如何才能分辨是肉眼看不到的如何才能分辨DNADNA？实验的根本思路是什么？实验的根本思路是什么？实验是如何区分亲子代的实验是如何区分亲子代的DNADNA分子的？分子的？用密度梯度离心后重带、中带、轻带表用密度梯度离心后重带、中带、轻带表示的示的DNADNA分子的双链构成是怎样的？分子的双链构成是怎样的？在整个实验的亲代、子一代、子二代细在整个实验的亲代、子一代、子二代细胞中提取的胞中提取的DNADNA离心的结果说明了什么？离心的结果说明了什么？【阅读与思考】【阅读与思考】53怎样把不一样的怎样把不一样的DNADNA分开呢？分开呢？N N想一想想一想 ：可以用什么同位素去标记：可以用
3、什么同位素去标记DNADNA？14N/14NDNA14N/14NDNA15N/14NDNA15N/14NDNA15N/15NDNA15N/15NDNA轻链轻链中链中链重链重链转移到含转移到含14NH4C14NH4C的培养液中的培养液中15N/15N15N/15N DNA DNA15N/14N15N/14N DNA DNA14N/14N14N/14N DNA DNA15N/14N15N/14N DNA DNA大肠杆菌在含大肠杆菌在含15NH4C15NH4C的培的培养液中生长假设干代养液中生长假设干代红线代表红线代表15N15N链链蓝线代表蓝线代表14N14N链链红线代表红线代表15N15N链链蓝
4、线代表蓝线代表14N14N链链变通：亲代母链与子代变通：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分子数分子数为为1/2n2/ 2n2n2个个2n2解释【智慧眼【智慧眼寻找规律】寻找规律】解旋酶催化氢键断裂解旋酶催化氢键断裂解旋：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
5、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:同时进行边解旋边复制同时进行边解旋边复制组成组成复制过程复制过程: :边解旋复制边解旋复制半保存复制半保存复制多起点复制多起点复制由于新合成的每由于新合成的每个个DNADNA分子中，分子中，都保存了原来都保存了原来DNADNA分子中的一分子中的一条链，因此，这条链，因此，这种复制方式被称种复制方式被称做半保存复制做半保存复制1、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、
6、准确复制原因、准确复制原因8、复制的生物学意义：、复制的生物学意义：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 ATATDNADNA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 1边解旋边复制边解旋边复制2 2半保存复制半保存复制细胞核主要、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碱基互补配对原那么碱基互补
7、配对原那么DNADNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传递给分子通过复制，将遗传信息从亲代传递给子代，从而保证了遗传信息的连续性子代，从而保证了遗传信息的连续性DNADNA的复制就是指以亲代的复制就是指以亲代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 R a 2 na 2 n1 1 其中其中 a a 表示亲代表示亲代DNADNA含有含有的某种碱基数，的某种碱基数，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
8、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H2OH2O数数2 290【智慧眼【智慧眼寻找规律】寻找规律】练习亲亲 代代第一代第一代第二代第二代第三代第三代15N15N15N15N类推第五代时在离心管中，上中下层的比例如何？类推第五代时在离心管中，上中下层的比例如何？15N15N15N15N14N14N14N14N14N14N14N14N14N14N14N14N 具有具有100100个碱基对的个碱基对的1 1个个DNADNA分子片断，内分子片断，内含含4040个胸腺嘧啶，如果连续复
9、制两次，那个胸腺嘧啶，如果连续复制两次，那么需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为么需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为 个。个。180180 某某DNADNA分子共含有含氮碱基分子共含有含氮碱基14001400个，其中一条链个，其中一条链上上AT/CG= 2:5AT/CG= 2:5，问该，问该DNADNA分子连续复制分子连续复制2 2次，共需次，共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是 个。个。600600图中一、二、三表示图中一、二、三表示DNA复制的过程复制的过程一表示一表示_，这一过程中，这一过程中，DNA分子在分子在 的作用下，两条扭成螺旋的的作用下，两条扭成螺
10、旋的长链开始长链开始_。二表示二表示 。每条。每条母链在一些母链在一些_ _的作用下，链上的的作用下，链上的碱基按照碱基按照_与周围环与周围环境中游离的境中游离的_来配对来配对三表示三表示_。解旋解旋解旋酶解旋酶 以母链为模板进行碱基配对以母链为模板进行碱基配对解开解开DNA聚合酶聚合酶碱基互补配对原那碱基互补配对原那么么脱氧核苷酸脱氧核苷酸形成两个新的形成两个新的DNA分子分子练习练习以下的幻灯片是练习集，以下的幻灯片是练习集，请各位教师根据本班学生请各位教师根据本班学生实际情况挑选练习题。实际情况挑选练习题。练习练习以下关于以下关于DNADNA复制的说法，其中不正确的复制的说法，其中不正确
11、的 A DNAA DNA复制过程中需要酶的催化复制过程中需要酶的催化B DNAB 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以以DNADNA的一条链的一条链“A AT TC C为模板，经复制为模板，经复制后的子链是后的子链是 A “A “T TA AG G B “ B “U UA AG GC “C “T TA AC C D “ D “T TU UG G 在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N-DNA对
12、照；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N-DNA亲代。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代I和II，用离心的方法别离得到的结果如下表所示，请分析： 对照亲代III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 1由实验结果可以推出第一代I细菌DNA分子中一条链是 ，另一条链是 。2中链含有氮元素是 。3将第一代I转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到的细菌的DNA用同样方法别离。那么得到的轻中重链情况是 。4上述实验说明DNA分子复制的特点是 。 15N15N母链母链 14N14N新链新链 15N15N和和1
13、4N 14N 1/21/2中链中链1/21/2重链重链 半保存复制半保存复制 2DNA分子的半保存复制方式使分子的半保存复制方式使 A分子结构具有相对稳定性分子结构具有相对稳定性B能精确进行自我复制，保证亲代与子代之能精确进行自我复制，保证亲代与子代之 间的间的 连续性连续性C能够精确地指导蛋白质合成能够精确地指导蛋白质合成D产生可遗传变异的时机产生可遗传变异的时机3一个双链一个双链DNA分子为第一代，经过分子为第一代，经过3次自我次自我复制，在第四代复制，在第四代DNA分子中，共有分子中，共有 条长链条长链有有 条第一代脱氧核苷酸的长链条第一代脱氧核苷酸的长链 A2 B4 C8 D16A D
14、 B 课堂练习课堂练习4以下关于以下关于DNA复制过程中，正确顺复制过程中，正确顺序是序是 互补碱基对间氢键断裂互补碱基对间氢键断裂 互补碱基对互补碱基对之间形成氢键之间形成氢键 DNA分子在解旋酶作用分子在解旋酶作用下解旋下解旋 以母链为模板进行碱基互补配以母链为模板进行碱基互补配对对 子链与母链盘旋成双螺旋结构子链与母链盘旋成双螺旋结构 A B C DC课堂练习课堂练习5 5、DNADNA的复制不可能发生在的复制不可能发生在 A A、细胞核中、细胞核中 B B、叶绿体中、叶绿体中 C C、线粒体中、线粒体中 D D、核糖体中、核糖体中 D6、一条染色体含有一个双链、一条染色体含有一个双链D
15、NA分子，经复制后分子，经复制后，一条染色单体含有，一条染色单体含有 A、两条双链、两条双链DNA分子分子 B、一条双链、一条双链DNA分子分子 C、一条单链、一条单链DNA分子分子 D、四条双链、四条双链DNA分子分子B课堂练习课堂练习 1、一个DNA分子中，有腺嘌呤1500个，腺嘌呤与鸟嘌呤之比为3：1，那么这个DNA分子中脱氧核糖的分子数目为_个。 2、甲DNA分子的一条链上AC/GT=08，乙DNA分子的一条链上 AT/GC = 125,那么甲、乙DNA分子中互补链上相应的碱基比例分别是_和_。课堂训练：课堂训练：40001251253、某DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和为46%，该D
16、NA一条链a链中腺嘌呤占28%，a链的互补链b链中腺嘌呤占该链全部碱基的百分比是_。4、某DNA分子中含有 30%的腺嘌呤，该DNA分子一条链上鸟嘌呤最多可占此链碱基总数的_。 26%40%7、含有32或31的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可参与DNA的组成，但32比31质量大。现将某哺乳动物的体细胞放在含有31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32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下图，由于DNA分子的质量不同，因此在离心管内的分布不同。假设、分别代表轻
17、型、中型、重型DNA分子的位置，请答复：、G0G0、G1G1、G2G2三三代代DNADNA离心后的试离心后的试管分别是图中的：管分别是图中的：G0 G0 、G1 G1 、G2 G2 。 A AB BD D、G2G2代在、三条带中代在、三条带中DNADNA数数的比例是的比例是 。、图中、两条带中、图中、两条带中DNADNA分子所含的同分子所含的同位素磷分别是：位素磷分别是： ， 。、上述实验结果证明了、上述实验结果证明了DNADNA的复制方式的复制方式是是 。0:1:10:1:13131 和和32半保存复制半保存复制3、将、将32 标记的标记的DNA分子放在分子放在 31的培养基上培养，的培养基
18、上培养， 经经过过3次复制，在所形成的子代次复制，在所形成的子代 DNA中，含中，含32 的的DNA占总占总数是数是 A1/16 B8 C14 D124 4、某生物的双链、某生物的双链DNADNA分子共有含氮碱基分子共有含氮碱基7777对，其中一条链对，其中一条链上上ATAT：C GC G2525，问该，问该DNADNA分子连续复制两次共需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游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是A A154154个个 B B165165个个 C C110110个个 D D220220个个小结小结: :设一条设一条DNADNA分子中有胸腺嘧啶分子中有胸腺嘧啶mm个，那
19、么该个，那么该DNADNA复制复制n n次后，形成子代次后，形成子代DNADNA分子需游离的胸分子需游离的胸腺嘧啶为腺嘧啶为T T 。2n-1m7 7用用15N15N标记的一个标记的一个DNADNA分子分子, ,放在含有放在含有14N 14N 的培养的培养基中复制三次，那么含有基中复制三次，那么含有15N15N的的DNADNA分子占全部分子占全部DNADNA分子的比例和占全部分子的比例和占全部DNADNA单链的比例依次是单链的比例依次是A 1A 12 2，1 14 B 14 B 14 4，1 18 8C 1C 14 4，1 116 D 116 D 18 8，1 18 88 8某某DNADNA分
20、子有分子有20002000个脱氧核苷酸，它的一条单链个脱氧核苷酸，它的一条单链上碱基上碱基A A：G G：T T：C C1 1：2 2：3 3：4 4，假设该分子复制，假设该分子复制一次，那么需腺嘌呤脱氧核苷酸的数量是一次，那么需腺嘌呤脱氧核苷酸的数量是 A A200 B200 B300 C300 C400 D400 D8008001、某些药物可以抑制肿瘤细胞、某些药物可以抑制肿瘤细胞DNA的复制，从的复制，从而到达控制癌症的目的。这些药物作用的细胞正而到达控制癌症的目的。这些药物作用的细胞正处于细胞周期的处于细胞周期的 A 间期间期 B 前期前期 C 中期中期 D 不能确定不能确定2、以下关
21、于DNA复制过程的正确顺序是 互补碱基对间氢键断裂 互补碱基对之间形成氢键DNA分子在解旋酶作用下解旋 以母链为模板进行碱基互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋结构A B C DAC3、DNA分子解旋时，以下哪一组碱基被解开分子解旋时，以下哪一组碱基被解开 A 鸟嘌呤和腺嘌呤鸟嘌呤和腺嘌呤 B 胸腺嘧啶和胞嘧啶胸腺嘧啶和胞嘧啶C 腺嘌呤和胸腺嘧啶腺嘌呤和胸腺嘧啶 D 腺嘌呤和胞嘧啶腺嘌呤和胞嘧啶C4、下面关于、下面关于DNA复制过程的描述，错误的选项是复制过程的描述，错误的选项是 A 复制需要能量复制需要能量 B边解旋边复制边解旋边复制C 复制需要氨基酸和酶复制需要氨基酸和酶 D 复制遵循碱基互补配对原那么复制遵循碱基互补配对原那么 C5、假设对一个、假设对一个DNA分子进行标记分子进行标记, 经过经过4次复制后次复制后，含有标记，含有标记DNA分子数占分子数占DNA总数的总数的 A 1/6 B 1/8 C 1/4 D 1/2 B
