1、第三节：第三节：DNADNA的复制的复制第三章第三章 基因的本质基因的本质教学目标：教学目标：1.了解了解DNA复制的概念复制的概念2.简述简述DNA复制的过程，并分析、归纳出复制的过程，并分析、归纳出DNA复制过程的特点复制过程的特点3.理解理解DNA复制在遗传上的意义复制在遗传上的意义传说喀纳斯湖里有湖怪，现在我们已传说喀纳斯湖里有湖怪，现在我们已经证实是哲罗鲑也就是我们说的大红经证实是哲罗鲑也就是我们说的大红鱼。如果我们获取了大红鱼的鱼。如果我们获取了大红鱼的DNA，能否得到大红鱼呢？能否得到大红鱼呢？所谓所谓DNADNA的复制的复制就是指以就是指以亲代亲代DNADNA为为模板合成子代模
2、板合成子代DNADNA的过程。的过程。1DNA2DNA1DNA2DNA 新产生的新产生的DNA分子是一个全新分子是一个全新的的DNA分子吗？分子吗？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；1 1、全保留复制：、全保留复制：新复制出的分子直接形成，新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；完全没有旧的部分；复制一次复制一次亲代亲代DNA子代子代DNA一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测2 2、半保留复制：、半保留复制：形成的形成的DNADNA分子一半是新的，分子一半是新的，一半是旧的；一半是旧的；复制一次复制一次 3 3、分散复制（弥散复制）：、分散复制（弥散复制
3、）：新复制的分子中新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的；新旧都有，但分配是随机组合的；复制一次复制一次2、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？、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，然后观察它把复制的单链和原来的链做上标记，然后观察它在新在新DNA中出现的情况。中出现的情况。1、这些观点各有不同，如何来证明哪个观点是正确的？、这些观点各有不同，如何来证明哪个观点是正确的？只能用实验来证明。只能用实验来证明。沃森和克里克推测是半保留复制模型沃森和克里克推测是半保留复制模型复制一次复制一次二、二、DNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据
4、2.实验方法：实验方法：同位素示踪法同位素示踪法1.实验思路：实验思路：区分亲代和子代区分亲代和子代DNA亲代DNA子代DNA全保留复制半保留复制分散复制用15N标记母链用14N标记子链15N/15N15N/14N15N/14N15N/14N15N/14N15N/15N14N/14N3.如何区分如何区分被标记的DNA分子？密度梯度离心：密度梯度离心：用于分离质量相差较小的分子或物质，用于分离质量相差较小的分子或物质，依质量大小分布于离心管不同的位置。依质量大小分布于离心管不同的位置。15N/15N14N/14N15N/14N15N/14N15N/15N14N/14N15N/14N重带重带中带中
5、带轻带轻带4.实验材料实验材料：大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌繁殖速度快，大肠杆菌繁殖速度快，20分钟分裂一次分钟分裂一次（DNA也复制一次），且容易培养。也复制一次），且容易培养。5.设计思路设计思路：大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代 目的：目的：使亲代DNA被标记上15N/15N。转移到14NH4Cl的培养液不同时刻不同时刻提取DNA离心记录试管中条带的位置6.演绎推理演绎推理亲代DNA子代DNA全保留复制半保留复制分散复制15N/15N15N/14N15N/14N15N/14N15N/14N15N/15N14N/14N15N母链14N子链7.验证验证实验过程实验过程 15NH4C
6、l 培养液 重带提取DNA离心15N 15N 转移到14NH4Cl中中培养 细胞分裂一次细胞分裂一次 提取DNA离心中带14N15N15N14N 继续在14NH4Cl中培养细胞分裂一次细胞分裂一次 提取DNA14N15N15N14N14N14N14N14N离心轻带中带PF1F2第第一一代代第第二二代代亲亲代代总总 结：结：DNA的复制方式为半保留复制的复制方式为半保留复制三、三、DNA分子复制的过程分子复制的过程1、时期：2、场所：有丝分裂间期、减前的间期 等 细胞核内 主要在 解旋解旋酶ATP断开氢键双链解开碱基配对以母链为模板，以4种脱氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，氢键自行形成氢键
7、自行形成聚合在DNA聚合酶作用下，把脱氧核苷酸连接成子链，即形成磷酸二酯键。子链与母链恢复双螺旋结构。随解旋的不断进行，子链不断合成、延伸，最终形成两个与亲代DNA碱基序列相同的子代DNA分子。ATGCTACGATGCDNA聚合酶TACG解旋酶ATP三、三、DNA分子复制的过程分子复制的过程解旋酶催化（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
8、进行(边解旋边复制）边解旋边复制）组成组成三、三、DNA分子复制的过程分子复制的过程解旋配对聚合4、DNA复制的条件5、DNA复制的特点6、DNA复制的意义模板：原料：能量：酶：亲代DNA分子4种脱氧核苷酸 ATP 断开氢键边解旋边复制 复制方式：多起点复制半保留复制 精确复制，保持了亲子代间遗传信息的连续性 DNA分子独特的_为复制提供了精确的模板，通过_保证了复制能够准确地进行双螺旋结构 碱基互补配对原则 子链母链子代DNA解旋酶、DNA聚合酶等 的两条链 形成磷酸二酯键课本P54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）
9、含母链的DNADNA数量比例数量比例22第一代第一代第二代第二代第三代第三代第四代第四代无论无论DNA复制多少次，含有原来母链的复制多少次，含有原来母链的DNA分分子永远只有两条子永远只有两条练一练：将练一练：将 15N标记的标记的DNA分子放在分子放在 14N 的培养基上的培养基上培养，培养，经过经过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15N 的的DNA占总数的比例和含占总数的比例和含15N的的脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链占占总数的比例各为（总数的比例各为（）和（）和（）A1/16Bl8C14D12子一代子一代子二代子二代亲代亲代子三代子三代CB时间：时间：有丝分裂
10、分裂间期、减数第一次分裂前的间期有丝分裂分裂间期、减数第一次分裂前的间期过程：过程：解旋解旋合成子链合成子链模板：模板：亲代亲代DNADNA提供提供原料：原料：原则：原则：条件：条件：游离的脱氧核苷酸游离的脱氧核苷酸碱基互补配对原则碱基互补配对原则能量能量:酶酶:特点：特点：边解旋边复制边解旋边复制半保留复制半保留复制意义：意义：保持前后代遗传信息的连续性保持前后代遗传信息的连续性复旋复旋DNADNA的复制课堂小结的复制课堂小结ATP解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶1 1、下列关于、下列关于DNADNA复制的说法，其中不正确的是复制的说法，其中不正确的是（）A.DNAA.DNA复制过程
11、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2 2、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 G”C.“C.“T TA AC C”D.“D.“T TU UG G”BA3.一个有一个有15 N标记的标记的DNA分子放在没有标记的环境中分子放在没有标记的环境中培养培养,复制复制5次后标记的次后标记的DNA分子占分子占DNA分子总数的分子总数的（）A.1/10 B.1/5 C.1/16 D.1/324.1个个DNA分子经过分子经过4次复制次复制,形成形成16个个DNA分子分子,其中不其中不含亲代母链的含亲代母链的DNA分子为分子为（）A.2个个 B.8个个 C.14个个 D.32个个C C
