资源简介

(共26张PPT)
第3章 基因和染色体的关系
第3节 DNA的复制
问题探讨：
1953年 沃森和克里克的论文《核酸的分子结构-脱氧核糖核酸的一个结构模型》在《自然》发表
　　沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著名短文的结尾处写道：“值得注意的是，我们提出的这种碱基特异性配对方式，暗示着遗传物质进行复制的一种可能的机制。”
复制方式
2. 半保留复制和全保留复制的区别：
DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。
1. 特点：
全保留复制
半保留复制
半保留复制
全保留复制
需要通过实验验证
设计DNA分子复制方式实验
区别亲子代DNA
实验方法
1.同位素标记法
15N
14N
——密度大
——密度小
实验材料
大肠杆菌（每20min分裂一次）
2.密度梯度离心法
关键
根据复制模式，预测实验结果。
【探究活动】
探究问题：如果是半保留复制，DNA复制3次，每一代的复制结果如何；如果是全保留复制呢？
15N/ 15N-DNA
15N/ 15N-DNA
14N/ 14N-DNA
15N/ 15N
14N/ 14N
14N/ 14N
14N/ 14N
亲代
子一代
全保留复制
全部位于
重带
1/2位于轻带
1/2位于重带
3/4位于轻带
1/4位于重带
离心
离心
离心
DNA
复制一次
子二代
DNA
复制一次
15N/ 15N
14N/ 14N
15N/ 15N
14N/ 14N
15N/ 15N
15N/ 15N-DNA
15N/ 14N-DNA
14N/ 15N-DNA
15N/ 14N
14N/ 15N
14N/ 14N
14N/ 14N
亲代
子一代
半保留复制
全部位于
重带
全部位于
中带
1/2位于轻带
1/2位于中带
离心
离心
离心
DNA
复制一次
子二代
DNA
复制一次
15N/ 15N
14N/ 15N
14N/ 14N
14N/ 15N
结论：
DNA的复制是
半保留复制
细胞再分裂一次
转移到含14NH4Cl
的培养液中
分裂一次
提出DNA离心
提出DNA离心
提出DNA离心
实验验证
亲代
子一代
DNA
复制一次
子二代
DNA
复制一次
15N/ 15N-DNA
15N/ 14N
14N/ 15N
14N/ 14N
14N/ 14N
15N/ 14N
14N/ 15N
得出结论
发现问题
提出假说
演绎推理
实验验证
科学研究的方法——假说演绎法
半保留复制、全保留复制
推理、探究几种复制模式下得到子代DNA的可能情况，预测可能实验结果
结论：DNA复制是半保留复制
DNA是如何复制的
证明DNA半保留复制的实验
物理、化学技术对生物学研究具有重要意义！
1.细菌在含15N的培养基中繁殖数代后,细菌DNA的含氮碱基皆含有15N,然后再将其移入含14N的培养基中培养,抽取亲代及子代的DNA离心分离,如图①～⑤为可能的结果,下列叙述错误的是(　 　)
A.子一代DNA应为②
B.子二代DNA应为①
C.子三代DNA应为④
D.亲代的DNA应为⑤
√
练习册P73
√
2.现有DNA分子的两条单链均只含有14N(表示为14N14N)的大肠杆菌,若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代,再转到含有14N的培养基中繁殖一代,则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是(　 　)
A.有15N14N和14N14N两种,其比例为1∶3
B.有15N15N和14N14N两种,其比例为1∶1
C.有15N15N和14N14N两种,其比例为3∶1
D.有15N14N和14N14N两种,其比例为3∶1
练习册P73 即时应用
4.用15N标记含有200个碱基对的DNA分子,其中有胞嘧啶60个。该DNA分子在14N培养基中连续复制4次,其结果可能是(　 　)
A.含14N的DNA占全部DNA的7/8
B.含15N的单链占全部链的1/16
C.复制过程中需要游离腺嘌呤脱氧核苷酸600个
D.子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是2∶3
√
练习册P75 即时应用
有关DNA复制和计算的3点“注意”
(1)DNA中氢键可由解旋酶催化断裂,同时需要ATP供能,也可加热断裂(体外);而氢键是自动形成的,不需要酶和能量。
(2)注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别,前者包括所有的复制过程,后者只包括第n次的复制过程。
(3)DNA复制计算时看清题中所给出的是“碱基对”还是“碱基”;所问的是“DNA分子数”还是“链数”,“含”还是“只含”。
练习册P75
概念
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
时间
真核细胞：细胞核（主要）、线粒体和叶绿体；
原核细胞：拟核
病毒：宿主细胞中（如：噬菌体侵染大肠杆菌）
细胞分裂前的间期（有丝分裂、减数分裂）
场所
DNA复制的过程
过程
解旋——在能量驱动下，解旋酶将DNA双螺旋解开
合成子链——DNA聚合酶以解开的每一条母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链
复旋——随着解旋进行，子链不断延伸，每条新子链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构
过程
解旋酶
5’
3’
DNA聚合酶
3’
5’
5’
3’
5’
3’
子链皆由5’向3’端进行延伸
解旋酶
使氢键断开
连接脱氧核苷酸单体
形成磷酸二酯键
断开氢键的方式：
解旋酶
加热等
DNA
聚合酶
DNA
聚合酶
过程
边解旋边复制
边解旋边复制 (从过程上看)
半保留复制 (从结果上看)
①模板：
②原料：
③能量
④ 酶：
亲代DNA的两条链
4种游离的脱氧核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶等
ATP
形成两个完全相同的DNA分子
条件
特点
结果
DNA复制的过程
方向
从子链的5' 端向 3' 端延伸
(1)DNA分子独特的双螺旋结构提供了精确的模板。
(2)通过碱基互补配对保证了复制的准确进行。
意义
准确复制的原因
将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。
DNA复制的过程
A.DNA分子在酶①的作用下水解成脱氧核苷酸,酶②催化碱基对之间的连接
B.在DNA复制过程中解旋和复制是同时进行的
C.解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链
D.两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子
√
2.如图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图,下列叙述正确的是(　 )
练习册P77 随堂检测
DNA复制的起点和方向
(1)原核生物：单起点双向复制
(2)真核生物：多起点双向复制
在复制速率相同的前提下，图中DNA是从其最右边开始复制的，这种复制方式提高了DNA复制的效率。
DNA复制的过程
练习册P74 归纳总结
3.下列有关DNA复制的叙述,错误的是(　 　)
A.DNA复制可发生在真核细胞有丝分裂前的间期
B.DNA复制时所需要的原料是脱氧核苷酸,且消耗ATP
C.DNA解旋之后复制随之开始
D.DNA通过复制保持了亲代和子代细胞中遗传信息的连续性
√
解析:DNA的复制为边解旋边复制。
练习册P75
4.在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为14N/14N-DNA(对照);在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为15N/15N-DNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上培养,再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ),用某种离心方法分离得到的结果如图所示。请回答下列问题。
练习册P77-78 随堂检测
(1)由实验结果可推测第一代(Ⅰ)细菌DNA分子中一条链是　　　　,另一条链是　　　　。
14N新链
15N母链
(2)将第一代(Ⅰ)细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代,将所得细菌的DNA用同样方法分离。将试管中DNA分子可能出现的位置在图2中标出。
答案:(2)如图所示
(3)如果测定第三代DNA分子的密度,含15N的DNA所占比例为　　　　。
1/4
(4)在连续复制两次后,其后代DNA分子中含15N的单链数与不含15N的单链数之比为(　　)
A.3∶1 B.4∶1 C.1∶3 D.1∶4
√

展开更多......

收起↑