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(共33张PPT)
3.3DNA的复制
DNA分子是怎样进行复制的呢
无论细胞是有丝分裂还是减数分裂，细胞在分裂间期主要有什么变化？
提出问题
一、对DNA复制的推测(P53)
DNA复制时，双螺旋解开，氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸按照碱基互补配对原则结合到模板链上形成两条子链，新合成的DNA中，都保留原来DNA的一条链。
沃森和克里克的DNA半保留复制假说：
作出假设
一、对DNA复制的推测(P53)
三种不同的假说：
半保留复制
全保留复制
分散（弥散）复制
如何来证明哪个观点是正确的？如何区分开亲代与子代的DNA？
①如何跟踪研究看不见的DNA
②如何区分子代DNA链的不同来源？
③如何区分质量不同的DNA？
二、DNA半保留复制的实验证据(P53)
同位素标记法
密度梯度离心法
质量不同
梅塞尔森
斯塔尔
14N/14N—DNA
15N/14N—DNA
15N/15N—DNA
轻带
中带
重带
密度梯度离心技术
15N
14N
二、DNA半保留复制的实验证据(P53)
①先用含有15NH4CL的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代，大肠杆菌的DNA几乎都是15N标记。
②再将大肠杆菌转移到14NH4CL的普通培养液中。
③在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，离心并记录。
二、DNA半保留复制的实验证据(P53)
演绎推理
①全保留复制：
P：
F1：
F2：
细胞再 分裂一次
转移到含14NH4Cl的培养液中
细胞分裂一次
提取DNA，离心
提取DNA，离心
提取DNA，离心
高密度带
高密度带
低密度带
高密度带
低密度带
15N
15N
15N
15N
14N
14N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
二、DNA半保留复制的实验证据(P53)
演绎推理
②半保留复制：
细胞再 分裂一次
转移到含14NH4Cl的培养液中
细胞分裂一次
提取DNA，离心
提取DNA，离心
提取DNA，离心
高密度带
中密度带
低密度带
中密度带
P：
F1：
F2：
15N
15N
15N
14N
15N
14N
15N
14N
14N
14N
15N
14N
14N
14N
二、DNA半保留复制的实验证据(P53)
演绎推理
③分散复制：
P：
F1：
F2：
细胞再 分裂一次
15N
15N
转移到含14NH4Cl的培养液中
细胞分裂一次
提取DNA，离心
提取DNA，离心
提取DNA，离心
高密度带
中密度带
15N
14N
15N
14N
中密度带
子二代：中带：轻带
=1 ：1
二、DNA半保留复制的实验证据(P53)
得出结论
15N/15N-DNA
亲代：重带
15N/14N-DNA
子一代：中带
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
DNA的复制方式为半保留复制
实验验证
排除DNA的复制是全保留复制
排除分散复制
三、DNA复制的过程(P55)
三、DNA复制的过程(P55)
有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期
真核生物：细胞核（主要）、叶绿体、线粒体
原核生物：拟核、细胞质（质粒）
1.概念：
2.时间：
3.场所
以亲代DNA的两条链为模板合成子代DNA的过程
①解旋：在ATP驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开。
三、DNA复制的过程(P55)
4.过程：
②合成子链：DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以游离的将4种脱氧核苷酸为原料，合成与母链互补的一条子链。
三、DNA复制的过程(P55)
4.过程：
三、DNA复制的过程(P55)
4.过程：
②合成子链：DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以游离的将4种脱氧核苷酸为原料，合成与母链互补的一条子链。
三、DNA复制的过程(P55)
4.过程：
②合成子链：DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以游离的将4种脱氧核苷酸为原料，合成与母链互补的一条子链。
三、DNA复制的过程(P55)
4.过程：
②合成子链：DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以游离的将4种脱氧核苷酸为原料，合成与母链互补的一条子链。
③形成DNA：新合成的子链不断延伸，每条新链与其对应的模板链绕成双螺旋结构。
三、DNA复制的过程(P55)
4.过程：
三、DNA复制的过程(P55)
4.过程：
③形成DNA：新合成的子链不断延伸，每条新链与其对应的模板链绕成双螺旋结构。
三、DNA复制的过程(P55)
解旋酶
母链DNA
ATP
4种脱氧核苷酸
5’
3’
3’
5’
DNA聚合酶
5’
3’
前导链
5’
3’
冈崎片段
DNA连接酶
DNA聚合酶的底物：
DNA连接酶的底物：
DNA片段
后随链
5.条件：
①模板：
②能量：
③原料：
④酶：
脱氧核苷酸
子链:5’→3’
母链:3’→5’
三、DNA复制的过程(P55)
DNA聚合酶只能从引物3′端延伸DNA链!
DNA聚合酶不能催化DNA新链从头合成，只能催化dNTP加入核苷酸链的3'-OH末端。因而，复制之初需要一段RNA(DNA)引物的3’一OH端为起点，合成5’→3’方向的新链。
氢键
磷酸二酯键
三、DNA复制的过程(P55)
6.结果：
+
①二条母链的碱基顺序是否相同？
②二条子链的碱基顺序是否相同？
③新合成的2个DNA碱基顺序是否相同？
不同，互补
相同
不同，互补
形成两个完全相同的DNA分子
7.复制中形成的化学键： 、 。
8.特点：① ；② ；
③ ； ④ 。
9.准确复制的原因：
①DNA分子独特 结构提供了精确的模板。
②通过 保证了复制的准确进行。
10.意义：
将 从亲代传给子代，保持 的连续性。
三、DNA复制的过程(P55)
边解旋边复制
双向复制
碱基互补配对
遗传信息
遗传信息
双螺旋
氢键
磷酸二酯键
多起点复制（真核）
半保留复制
课本习题
1.将单个的脱氧核苷酸连接成DNA分子主要的酶是（ ）
A.DNA连接酶 B.DNA酶
C.DNA解旋酶 D.DNA聚合酶
2.1条染色单体含有1个双链的DNA分子，那么，四分体时期中的1条染色体含有（ ）
A.4个双链的DNA分子 B.2个双链的DNA分子
C.2个单链的DNA分子 D.1个双链的DNA分子
D
B
3.下图是真核生物染色体 DNA 复制过程的示意图，有关叙述不正确的是（ ）
A.一个DNA分子只有一个复制起点
B.DNA分子边解旋边双向复制
C.DNA分子复制过程需要酶催化
D.图示的复制方式提高了复制速率
课本习题
A
能量
解旋
两条螺旋的双链
脱氧核苷酸
DNA聚合酶
双螺旋结构
亲代DNA分子
复制1次
复制2次
复制3次
无论DNA复制多少次，含有母链的DNA分子永远只有2条！
拓展
DNA复制的计算
拓展
DNA复制的计算
①复制n代，得到 个DNA分子。含亲代链的DNA 个，不含亲代链的DNA 个。②亲代DNA第n代复制增加的DNA分子数为 。
③第n代：轻带、中带和重带的比例为 。
2n
2
2n-2
2n-2：2：0
2n-1
拓展
DNA复制的计算
④15N标记DNA，在14N培养基中复制n次。
含15N的DNA：
只含15N的DNA：
含14N的DNA：
只含14N的DNA：
含15N的DNA单链：
含14N的DNA单链：
2
0
2n
2n-2
2
2n+1-2
拓展
DNA复制的计算
④一个有m个碱基对的DNA分子，其中含有腺嘌呤a个。
1）复制n次，需要多少腺嘌呤、鸟嘌呤脱氧核苷酸？
2）第n次复制，需要多少腺嘌呤、鸟嘌呤脱氧核苷酸？
1）A=T=a G=C=(2m-2a)/2=m-a
每次复制，DNA链一半来自母链
(m-a)2n-1
a(2n-1)
(m-a)(2n-1)
a·2n-1
拓展
DNA复制的计算
1.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，但后者只包括第n次的复制。
2.注意碱基的单位是“对”还是“个”。
3.切记在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。
(4)看清试题中问的是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词，以免掉进陷阱。
特别提醒：“DNA复制”相关题目的4点“注意”
DNA复制的推测
DNA复制实验证据
DNA复制
全保留复制
半保留复制
实验过程
实验结果
实验结论
基本条件
过程
特点
用15N标记DNA大肠杆菌放在含有14N的培养液中培养，在不同时刻提取DNA并进行分离
亲代：一条DNA带（底部）
第一代：一条DNA带（中间）
第二代：两条DNA带（中间、上部）
DNA复制是半保留复制
解旋
合成子链
复旋
模板
酶
能量
原料
DNA的两条链
四种脱氧核苷酸
边解旋边复制
解旋酶
DNA聚合酶
证明
参与
参与
课堂小结

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