1、第第3 3节节 DNADNA的复制的复制最早提出的最早提出的DNADNA复制模型有三种可能复制模型有三种可能1.1.全保留复制：全保留复制：新复制出的分子直接形成，完新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；全没有旧的部分；复制一次复制一次亲代亲代DNA两个子代两个子代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：形成的分子一半是新的，一半形成的分子一半是新的，一半是旧的；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）：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
2、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？把原来把原来DNA的单链做上标记，然后观察它在新复制的的单链做上标记，然后观察它在新复制的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沃森和克里克推测是半保留复制 P52P52必学内容必学内容复制一次复制一次实验设计实验设计关键关键区别亲子代区别亲子代 DNADNA实验方法实验方法同位素示踪法或同位素示踪法或1515N N1414N N密度大密度大密度小密度
3、小（没有放射性）（没有放射性）实验材料实验材料大肠杆菌大肠杆菌将大肠杆菌放在将大肠杆菌放在 1515NHNH4 4ClCl培养液培养培养液培养密度梯度离心法密度梯度离心法二、二、DNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据14DNA/14DNA15DNA/14DNA15DNA/15DNA实验原理实验原理上中下轻链（轻带）中链（中带）重链（重带）分析：分析：1.1.离心处理后，为什么子一代离心处理后，为什么子一代DNADNA只有杂合链带？只有杂合链带？2.2.子二代子二代DNADNA出现了轻链带和杂出现了轻链带和杂合链带，说明了什么？合链带，说明了什么？DNA半保留复制半保留复制实验结果
4、分析实验结果分析说明说明如果如果全保留复制全保留复制实验结果分析实验结果分析如果如果说明说明弥散复制弥散复制在减数第一次分裂前的间期在减数第一次分裂前的间期进行复制进行复制有丝分裂在间期有丝分裂在间期 进行复制进行复制AAATTTGGGGCCCATC三、DNA复制过程AAATTTGGGGCCCATCAGCTCGT游离的游离的脱氧核苷酸脱氧核苷酸解旋酶解旋酶注意，此处注意，此处氢键将被打开！氢键将被打开！1.解旋1.解旋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 DNA分子利用细胞提供的分子利用细胞提供的，在，在的作用下，的作用下，把两
5、条扭成螺旋的双链解开，这个过程叫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2.碱基配对3.形成新的DNA分子AAATTTGGGGCCCATCAAATTTGGGGCCCATC一条子代DNA另一条子代DNA形成两条完全相同的子代DNA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
6、制多少次，含有原来母链的复制多少次，含有原来母链的DNA分子永远只分子永远只有有两两个个（含有原来母链的脱氧核苷链（含有原来母链的脱氧核苷链单链只有单链只有两条）两条）1有关DNA复制的几个问题 (1)复制的场所：主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、叶绿体、细胞质基质中(如质粒)也可进行DNA复制。(2)外界条件对DNA复制的影响：在DNA复制的过程中，需要酶的催化和ATP供能，凡是影响酶活性的因素和影响细胞呼吸的因素，都会影响DNA的复制。(3)DNA(3)DNA分子复制是从分子复制是从多个起点多个起点开始，但开始，但不是同时进不是同时进行的。行的。DNADNA分子复制是边解旋边分子复制是边
7、解旋边双向双向复制的，这种复复制的，这种复制方式提高了复制速率。制方式提高了复制速率。DNADNA分子复制过程示意图分子复制过程示意图2 2DNADNA分子结构分析分子结构分析(1)(1)脱氧核苷酸之间的化学键为磷酸二酯键，用脱氧核苷酸之间的化学键为磷酸二酯键，用限制酶限制酶处理可切断，用处理可切断，用DNADNA聚合酶聚合酶连接，还可用连接，还可用DNADNA连接酶连接酶处理处理连接。连接。(2)(2)连接两条脱氧核苷酸链碱基之间的化学键为氢键，连接两条脱氧核苷酸链碱基之间的化学键为氢键，可用可用解旋酶解旋酶断裂，也可断裂，也可加热加热断裂。断裂。(3)(3)每个脱氧核糖一般连接着每个脱氧核
8、糖一般连接着2 2个磷酸，每条单链上相邻个磷酸，每条单链上相邻碱基不直接相连。碱基不直接相连。3DNA复制的准确性复制的准确性(1)一般情况下，一般情况下，DNA能准确地进行复制，其原因有：能准确地进行复制，其原因有：DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板。确的模板。DNA具有碱基互补配对的能力，能够使复制准具有碱基互补配对的能力，能够使复制准确无误地进行。确无误地进行。(2)特殊情况下特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可能造成碱基配对发生差错，引起可能造成碱基配对发生差错，引起基因突变基因突变。4D
9、NA复制的有关计算复制的有关计算(1)1个个DNA分子复制分子复制n代后，能形成代后，能形成2n个个DNA分子，分子，这些这些DNA分子中，只有分子中，只有两个两个含有第一代含有第一代DNA分子的分子的单链。单链。(2)已知已知1个个DNA分子中的分子中的P全部为全部为32P标记，然后转移标记，然后转移到到31P的培养基中复制的培养基中复制n代，其计算规律为：代，其计算规律为：(3)(3)已知某已知某DNADNA分子中分子中含某种碱基含某种碱基(如腺嘌呤如腺嘌呤A A)的数目的数目为为a a，该，该DNADNA分子分子经过经过n n次复制次复制，所需要的该种游离碱，所需要的该种游离碱基数目为基
10、数目为a a(2(2n n1)1)，第第n n次次复制需要的该种游离碱复制需要的该种游离碱基数目为基数目为a a22n n1 1。时间时间 有丝分裂的有丝分裂的 和减数第一次分裂前的和减数第一次分裂前的场所场所 、线粒体和叶绿体线粒体和叶绿体条件条件模板模板解旋后的两条解旋后的两条DNA单链单链原料原料 四种四种能量能量酶酶 、等等过程过程1.解旋：在解旋：在 的作用下，把两条螺旋的双链解开的作用下，把两条螺旋的双链解开2.合成子链：以解开的每一条母链为模板，以游离的四合成子链：以解开的每一条母链为模板，以游离的四种脱氧核苷酸为原料，遵循种脱氧核苷酸为原料，遵循 原则，在原则，在有有关酶关酶的
11、作用下，各自成为与母链互补的子链的作用下，各自成为与母链互补的子链3.3.形成子代形成子代DNADNA：每条每条子链与其对应子链与其对应的母链盘旋成双螺的母链盘旋成双螺旋结构旋结构间期间期间期间期细胞核细胞核脱氧核苷酸脱氧核苷酸ATP解旋酶解旋酶DNA聚合酶聚合酶解旋酶解旋酶碱基互补配对碱基互补配对小结：小结：DNADNA分子复制分子复制特点特点 结果结果 形成两个完全相同的形成两个完全相同的DNA分子分子意义意义遗传信息的传递，确保亲子代之间遗传信息的传递，确保亲子代之间 连连续性续性由于复制的由于复制的差错差错发生发生 ，为生物进化提，为生物进化提供原始选择材料供原始选择材料边解旋边复制边
12、解旋边复制半保留复制半保留复制遗传信息的遗传信息的基因突变基因突变END 亦称平衡密度梯度离心法。亦称平衡密度梯度离心法。用超离心机对用超离心机对小分子小分子物质溶液，长时间物质溶液，长时间加一个离心力场达到沉降平衡，在沉降池内加一个离心力场达到沉降平衡，在沉降池内从液面到底部出现一定的密度梯度。从液面到底部出现一定的密度梯度。若在该溶液里加入若在该溶液里加入少量大分子少量大分子溶液，则溶液，则溶液内溶液内比溶剂密度大比溶剂密度大的部分就产生大分子的部分就产生大分子沉沉降降，比溶剂密度小比溶剂密度小的部分就会的部分就会上浮上浮，最后在，最后在重力和浮力平衡的位置，集聚重力和浮力平衡的位置，集聚形成大分子带形成大分子带状物状物。氯化铯密度梯度离心法氯化铯密度梯度离心法
