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(共27张PPT)
DNA的复制
DNA复制推测
DNA replication hypothesis
沃森和克里克 核酸的分子结构
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机制。
DNA复制推测
DNA replication hypothesis
①DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂；
②解开的两条单链分别作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上；
③新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，这种复制方式被称做半保留复制。
（教材P53P52）
DNA结构对遗传的影响
DNA复制推测
DNA replication hypothesis
DNA的半保留复制
半保留复制
全保留复制
弥散复制
+
+
+
DNA半保留复制的实验证据
Experimental Evidence for Semi-Retention Duplication of DNA
1.作出假设
半保留复制
全保留复制
弥散复制
2.演绎推理
DNA复制是一种半保留式的复制 。
每个子代DNA均由1条母链和1条子链组成。
问题1:如果DNA是半保留复制，复制后得到的 子一代DNA和子二代DNA的组成是怎样的 （请同学们绘图表示）
问题2:如果要在实验中直观地区别、“标识”母链或子链,可以采取什么办法
DNA半保留复制的实验证据
Experimental Evidence for Semi-Retention Duplication of DNA
2.演绎推理
亲代DNA分子
同位素示踪（教材P53）
问题3:如果用同位素(放射性)进行标记,用什么元素
可用C、H、O、N、P
问题4:如果亲代DNA是15N的，放在14N的环境中进行培养，则亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？
DNA半保留复制的实验证据
Experimental Evidence for Semi-Retention Duplication of DNA
2.演绎推理
15N / 14N-DNA
15N / 15N-DNA
14N / 14N-DNA
15N / 14N-DNA
15N
14N
亲代 DNA
子一代DNA
子二代DNA
15N
15N
14N
15N
14N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
15N
DNA半保留复制的实验证据
Experimental Evidence for Semi-Retention Duplication of DNA
2.演绎推理
问题5: 要验证上述预测，就要分别观察亲代和子代的情况，但实验中，复制后的DNA分子混合在一起的，不易分离。怎么解决这个问题？
密度梯度离心
DNA半保留复制的实验证据
Experimental Evidence for Semi-Retention Duplication of DNA
3.验证假设
第一代
第二代
第三代
DNA半保留复制的实验证据
Experimental Evidence for Semi-Retention Duplication of DNA
4.得出结论
15N/15N-DNA
重带
15N/14N-DNA
中带
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
轻带
中带
DNA的复制方式为半保留复制
DNA复制的过程
The process of DNA replication
有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期
2、时间：
3、场所:
真核生物：
1、概念：
指以亲代DNA的两条链为模板合成子代DNA的过程。
叶绿体、线粒体
原核生物：
细胞核（主要）
拟核、细胞质（质粒）
4、过程:
DNA复制的过程
The process of DNA replication
DNA复制的过程
The process of DNA replication
1.解旋
解旋酶
在解旋酶的作用下，双链螺旋的DNA打开氢键，解开成为两条单链，每条单链均作为模板合成新的DNA。
2.合成
DNA聚合酶
以两条母链为模板，4种脱氧核苷酸为原料，按碱基互补配对原则合成为两条新的子链。
母链(模板链)
子链(新合成的链)
四种脱
氧核苷酸
3.复旋
一条母链和一条子链盘绕成为一个新的DNA分子。
3’
3’
5’
3’
5’
5’
3’
5’
DNA复制的过程
The process of DNA replication
解旋酶
1）模板（母链DNA）
5.条件：
2）能量（ATP）
3）4种脱氧核苷酸
4）酶
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：
脱氧核苷酸
DNA连接酶的底物：
DNA片段
后随链
前导链与后随链：
互补配对
DNA复制的过程
The process of DNA replication
+
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新合成的二个DNA碱基顺序是否相同？
不同，互补
相同
不同，互补
6.结果: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) _______复制。
9．准确复制的原因
(1)DNA分子独特的双_____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，保持了_________的连续性。
DNA复制的过程
The process of DNA replication
边解旋边复制
半保留
碱基互补配对
遗传信息
遗传信息
螺旋
氢键
磷酸二酯键
DNA复制的过程
The process of DNA replication
拓展：真核生物与原核生物DNA复制的区别
真核生物 DNA 的复制从多个起点开始进行，使得复制能在较短时间内完成。
原核生物 DNA 的复制只有一个复制起点。
DNA复制的过程
The process of DNA replication
科学家将视频“放入”大肠杆菌
这部视频短片的内容是一个人骑着马狂奔时的情景，它只有5帧图像，但它被写进了大肠杆菌的DNA里，可以被复制、保存以及读取。
随堂练习
In-class practice
例1、如图表示大肠杆菌的DNA复制示意图。如果是单起点单向复制，按正常的子链延伸速度，此DNA分子复制约需30 s，而实际上复制从开始到结束只需约16 s。据图分析，下列说法不正确的是(　 　)
A.“甲→乙”的场所与真核生物的DNA分子复制场所不同
B.实际复制时间之所以减半是由于该DNA分子是从两个起点同时进行复制的
C.把甲放在含15N的培养液中复制三代，子代中只含15N的DNA占75%
D.如果甲中碱基A占20%，那么其子代DNA中碱基G的比例为30%
B
单复制起点
多复制起点
随堂练习
In-class practice
方法便笺
A
C
T
T
G
A
C
G
A
T
G
A
A
C
T
G
C
T
复制
染色体数目不变
DNA数目加倍
复制产生的两个子代DNA分子位于一条染色体的两条姐妹染色单体上，由着丝点连在一起，在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点分裂时分开，分别进入两个子细胞中。
A
C
T
T
G
A
C
G
A
T
G
A
A
C
T
G
C
T
A
C
T
T
G
A
C
G
A
T
G
A
A
C
T
G
C
T
随堂练习
In-class practice
方法便笺
有一对染色体的细胞，DNA被15N标记，于14N的条件下分裂，问连续分裂两次，所得子细胞具有放射性的数量为________个
A
C
T
T
G
A
C
G
A
T
G
A
A
C
T
G
C
T
复制
染色体数目不变
DNA数目加倍
A
C
T
T
G
A
C
G
A
T
G
A
A
C
T
G
C
T
A
C
T
T
G
A
C
G
A
T
G
A
A
C
T
G
C
T
随堂练习
In-class practice
方法便笺
随堂练习
In-class practice
方法便笺
随堂练习
In-class practice
例2、用32P标记玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是(　 　)
A.中期20和20、后期40和20
B.中期20和10、后期40和20
C.中期20和20、后期40和10
D.中期20和10、后期40和10
A
随堂练习
In-class practice
例3、假设果蝇的一个精原细胞中的一个DNA分子用15N进行标记，正常情况下该细胞分裂形成的精细胞中，含15N的精细胞所占的比例为多少？假设果蝇的一个体细胞中的一个DNA分子用15N进行标记，正常情况下该细胞进行两次有丝分裂形成的子细胞中，含15N的细胞所占的比例为(　 　)
A.50%、100%　 B.100%、100%
C.50%、50% D.100%、50%
C
随堂练习
In-class practice
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分子永远只有两条
【基础拓展】：DNA复制中的有关计算
随堂练习
In-class practice
【基础拓展】：DNA复制中的有关计算
亲代DNA复制n代后，DNA分子数为 ＿
亲代DNA第n代复制增加的DNA分子数为______
含亲代母链的DNA分子数为＿＿＿
完全含亲代母链的DNA分子数为___
不含亲代母链的DNA分子数为__________
2n
2个
2n－2
0
2n-1
一个有m个碱基对的DNA分子，其中含有腺嘌呤脱氧核苷酸a个。
求：1）复制n次，需要多少鸟嘌呤脱氧核苷酸；
2）第n次复制，需要多少鸟嘌呤脱氧核苷酸。
解：
1） A=T=a G=C=(2m-2a)/2=m-a
(2n-1)(m-a)
2）2n-1(m-a)

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