1、DNADNA的复制的复制第第3 3节节 复习：DNA的双螺旋结构主链(骨架)碱基对构成方式位置1 1）脱氧核糖与）脱氧核糖与磷酸交替连接磷酸交替连接2 2）两条主链呈）两条主链呈反向平行反向平行3 3）盘绕成规则）盘绕成规则的双螺旋的双螺旋2 2）碱基互补配对）碱基互补配对（A A T T，G G C C）1 1）主链上对应碱）主链上对应碱基以基以氢键氢键连结成对连结成对双螺旋外侧双螺旋外侧双螺旋内侧双螺旋内侧 北京奥运会会徽北京奥运会会徽“中国印中国印 舞动的北京舞动的北京”怎样将这枚会徽复制成怎样将这枚会徽复制成两个完全一样的印章？两个完全一样的印章？何谓复制？何谓复制？所谓所谓DNA的复
2、制就是指以亲代的复制就是指以亲代DNA为模板合成子代为模板合成子代DNA的过程，的过程，1DNA2DNA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DNA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、全保留复制：新复制出、全保留复制：新复制出 的分子直接形成，完全的分子直接形成，完全 没有旧的部分；没有旧的部分；2、半保留复制：形成的分子、半保留复制：形成的分子 一半是新的，一半是旧的；一半是新的，一半是旧的；3、分散复制：新复制的分子、分散复制：新复制的分子 中新旧都有，但分配是随中新旧都有，但分配是随 机
3、组合的；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。一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测(续续)复制一次复制一次1、这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？、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。只能用实验来证明。一、对一、对DNADNA分子复制的推测分子复
4、制的推测 沃森和克里克提出了沃森和克里克提出了DNADNA自我复制的自我复制的假说：假说：DNADNA分子复制时，分子复制时，DNADNA分子的双螺分子的双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂，旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板，游离解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模版的单链通过形成氢键，结合到作为模版的单链上。由于新合成的每个上。由于新合成的每个DNADNA分子中，都保分子中，都保留了原来留了原来DNADNA分子中的一条链，因此这种分子中的一条链，因此这种复制方式复制方式为
5、为半保留复制半保留复制二、二、DNADNA半保留复制的实验证据（选学）半保留复制的实验证据（选学）自学思考以下问题自学思考以下问题 1 1、大肠杆菌首先放在什么培养基中培养的？、大肠杆菌首先放在什么培养基中培养的？然后转移到什么培养基中培养？然后转移到什么培养基中培养？2 2、如果是半保留复制的，离心后应该出现几、如果是半保留复制的，离心后应该出现几条带？条带？3 3、用用CsClCsCl密度梯度离心后，密度梯度离心后，重带、中带、轻重带、中带、轻带带表示的表示的DNADNA分子的双链构成是怎样的？分子的双链构成是怎样的？三条三条带在试管中的分布如何？带在试管中的分布如何？4 4、在整个实验的
6、亲代、子一代、子二代细胞在整个实验的亲代、子一代、子二代细胞中提取的中提取的DNADNA离心的结果说明了什么？离心的结果说明了什么？实验结论：实验结论：DNA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世代世代分子分子总数总数DNADNA分子在离心管中位分子在离心管中位置置不同不同DNADNA分子占全部分子占全部DNADNA分子之比分子之比1515N N分子
7、分子杂种分子杂种分子1414N N分子分子0 01 12 23 3n n拓展延伸拓展延伸根据上面实验过程根据上面实验过程,完成下列表格完成下列表格全在下部全在下部12482n全在中部全在中部中中+上上中中+上上2/2n中中+(1-2/2n)上上112/2n（1-2/2n）三、三、DNADNA复制的过程复制的过程 1DNA分子复制的概念是什么?2.DNA分子复制过程怎么进行?3.DNA分子复制过程需要哪些条件?4.DNA分子复制过程有何特点?5.DNA分子复制有何生物学意义?看书看书思考如下问题：思考如下问题：三、三、DNADNA复制的过程复制的过程1DNA分子复制的概念是什么?2.DNA分子复
8、制过程怎么进行?3.DNA分子复制过程需要哪些条件?4.DNA分子复制过程有何特点?5.DNA分子复制有何生物学意义?思考如下问题：思考如下问题：解旋酶催化解旋酶催化解旋：解旋：模板模板（在（在DNA聚合酶的催化下，利用聚合酶的催化下，利用游游离的离的脱氧核苷酸脱氧核苷酸进行进行）复制复制: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）复制后的复制后的DNA:同时进行同时进行组成组成问题问题:1、概念：、概念：2、场所：、场所：3、时期：、时期：4、条件：、条件：5、复制、复制过程：过程：6、复制特点复制特点：7、复制的精确性、复制的精确性(遵
9、循原则遵循原则)：8、复制的生物学意义：、复制的生物学意义：三、三、DNADNA分子的复制分子的复制模板：模板：原料：原料：能量：能量：酶：酶：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DNADNA的两条链的两条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 碱基互补配对原则碱基互补配对原则（1）边解旋边复制）边解旋边复制（2）半保留复制半保留复制使遗传信息在传递过程中保持了连续使遗传信息在传递过程中保持了连续性性细胞核（主要）、线粒体、叶绿体细胞核（主要）、线粒体、叶
10、绿体 原核生物的拟核和质粒原核生物的拟核和质粒解旋解旋合成合成延伸和盘绕延伸和盘绕以亲代以亲代DNA为模板合成子代为模板合成子代DNA的过程的过程1.1.一个一个DNADNA分子自我复制后形成两个分子自我复制后形成两个DNADNA分子，这两个新的分子，这两个新的DNADNA分子（分子（）A.A.分别由两条母链和两条子链形成分别由两条母链和两条子链形成B.B.两条母链和两条子链随机结合而成两条母链和两条子链随机结合而成C.C.分别由一条子链及一条母链结合而成分别由一条子链及一条母链结合而成D.D.一条子链与另一条子链的母链结合一条子链与另一条子链的母链结合2 2以以DNADNA的一条链的一条链“
11、A AT TC C”为模板，经复制后的子为模板，经复制后的子链是（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”C A 3 3DNADNA分子的半保留复制方式使分子的半保留复制方式使 A A分子结构具有相对稳定性分子结构具有相对稳定性B B能精确进行自我复制，保证亲代与子代之间的连能精确进行自我复制，保证亲代与子代之间的连 续性续性C 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 D产生可遗传变异的机会产生可遗传变异的机会4 4下列关于下列关于DNADNA复制过程中，正确顺序是复制过程中，正确顺序是()()互补碱
12、基对间氢键断裂互补碱基对间氢键断裂 互补碱基对之间形互补碱基对之间形成氢键成氢键 DNADNA分子在解旋酶作用下解旋分子在解旋酶作用下解旋 以母以母链为模板进行碱基互补配对链为模板进行碱基互补配对 子链与母链盘旋成双子链与母链盘旋成双螺旋结构螺旋结构 A A B B C C D DB C 5 5一个双链一个双链DNADNA分子为第一代，经过分子为第一代，经过3 3次自我复制，在第四代次自我复制，在第四代DNADNA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条第一代脱氧核苷酸的长链长链 A A2 B2 B4 C4 C8 D8 D16166 6如果用重氢标记一个细菌的如果用
13、重氢标记一个细菌的DNADNA分子，然后把这个细菌放在分子，然后把这个细菌放在不含重氢的培养基中培养，当细菌繁殖到第不含重氢的培养基中培养，当细菌繁殖到第1010代时，含重氢标代时，含重氢标记的细菌数量将为（记的细菌数量将为（）A A1 1个个 C C 102/2102/2个个B B2 2个个 D D 102/2 102/2 1 1个个BA D 6.6.图中一、二、三表示图中一、二、三表示DNADNA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，DNADNA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
14、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则碱基互补配对原则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DNA分子的复制分子的复制 DNA复制的准确性如何保障？复制的准确性如何保障？独特的双螺旋结构为复制提供模板独特的双螺旋结构为复制提供模板 碱基互补配对原则使复制准确无误碱基互补配对原则使复制准确无误 DNA复制的意义？复制的意义？保持了遗传信息的连续性保持了遗传信息的连续性规
15、律规律1：亲代：亲代DNA分子经分子经 n 次复制后，次复制后，所合成的所合成的DNA分子中，分子中，DNA分子数，分子数，含亲代母链的含亲代母链的DNA分子数，不含亲代母分子数，不含亲代母链的链的DNA分子数依次为：分子数依次为：2n，2，2n-2，变通：变通：亲代母链与子代亲代母链与子代DNA链数之比为：链数之比为：含亲代母链的含亲代母链的DNA分子数与子代分子数与子代DNA分子数分子数之比为：之比为：2/（2n22）2/2n规律规律2：亲代：亲代DNA分子经分子经 n 次复制后，次复制后，所需游离的脱氧核苷酸数为：所需游离的脱氧核苷酸数为：R游离的脱氧核苷酸数游离的脱氧核苷酸数=a(2 n-1),其中其中 a 表示模表示模板的碱基数，板的碱基数，n 表示复制的次数。表示复制的次数。规律规律3：亲代：亲代DNA分子第分子第 n 次复制，所次复制，所需游离的脱氧核苷酸数为：需游离的脱氧核苷酸数为：R游离的脱氧核苷酸数游离的脱氧核苷酸数=a(2 n-1),其中其中 a 表示模板表示模板的碱基数，的碱基数，n 表示复制的次数。表示复制的次数。
