资源简介

(共38张PPT)
第三章 基因的本质
第3节 DNA的复制
DNA作为遗传物质（具有稳定性）
①储存大量的遗传物质，并且能够准确的复制遗传给后代
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，我们提出的这种严格的碱基配对方式，暗示着遗传物质进行复制的一种可能的机制。
DNA是如何进行复制的？
对DNA复制的推测
一个DNA分子复制一次得到 个DNA分子
一个DNA分子含有 条链，复制后的DNA分子有 条链
2条链是怎么变成4条链的？ 复制后两个DNA的两条链是怎样？
复制一次
母链“模板链”
子链
2
4
2
对DNA复制的推测
半保留复制
→沃森和克里克的假说
特点：形成的分子一半是新的，一半是旧的
亲代DNA
子代DNA
全保留复制
亲代DNA
子代DNA
特点：新复制形成的分子，全是新的部分
对DNA复制的推测
半保留复制
全保留复制
要通过实验“探究DNA复制是哪种方式？”，关键思路是什么？
DNA复制的实验证据
关键思路：通过实验区分亲代和子代的DNA
半保留复制
全保留复制
DNA复制的实验证据
同位素标记法（标记亲代DNA链，然后观察它们在子代DNA中的分布情况）
实验方法
→梅塞尔森和斯塔尔
实验材料
大肠杆菌
（容易培养，繁殖快，20分钟分钟一次）
DNA复制的实验证据
标记哪一种元素？
元素之间有什么区别？导致DNA有什么区别？
通过哪一种技术手段去区分？
N元素，15N和14N是两种稳定同位素
相对原子质量不同，14N质量轻，15N质量重
导致DNA的密度不同
密度梯度离心技术
密度梯度离心技术→根据密度不同，在试管中有不一样的分层现象
轻带
中带
重带
14N/14N-DNA（轻链）
15N/14N-DNA（中链）
15N/15N-DNA（重链）
普通的大肠杆菌的DNA一般是 14N/14N-DNA ，如何培养才能得到含15N/15N-DNA 的大肠杆菌？
细菌的DNA复制需要原料，原料来自培养基。
只需在培养基里添加只含有15N（ 15N H4Cl）的营养物质，繁殖多代后，大肠杆菌就几乎都含有15N/15N-DNA ，
大肠杆菌
15NH4Cl 培养液
提取DNA
离心
重带
14NH4Cl培养液
亲 代
第一代
第二代
15N
15N
15N
14N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
实验结果的预期 →全保留复制
15N/15N-DNA
14N/14N-DNA(3/4)
14N/14N-DNA
15N/15N-DNA（1/4）
15N/15N-DNA
亲 代
第一代
第二代
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
实验结果的预期 →半保留复制
15N/15N-DNA
15N/14N-DNA
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
15N
14N
15N
14N
实验结果验证
03
DNA复制过程
主要在拟核
细胞分裂前的间期（有丝分裂的间期、减数第一次分裂前的间期）
随 染色体 复制完成
2.场所：
3.时间：
1.概念：
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
真核生物
原核生物
主要在细胞核，部分在线粒体、叶绿体
DNA复制过程
DNA复制过程
解旋
形成子代DNA
合成子链
酶：
能量：
酶：
原料：
原则：
模板：
解旋酶 （破坏氢键）
ATP
解开的每一条母链
4种游离的脱氧核苷酸
碱基互补配对原则
DNA聚合酶
（合成磷酸二酯键）
每条新链和对应的模板链盘绕成双螺旋结构
5.DNA复制的过程
⑴解旋：
在ATP的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开。
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
3'
5'
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
ATP
解旋酶
断开氢键
⑵以母链为模板进行碱基配对：
游离的脱氧核苷酸按碱基互补配对原则随机地与两条母链的碱基配对，确定子链的脱氧核苷酸排列顺序。
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
A
T
T
A
T
A
T
G
C
A
T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
形成氢键
5.DNA复制的过程
⑶合成子链：
在DNA聚合酶的催化下从子链的5'端把子链的脱氧核苷酸聚合成脱氧核苷酸链。
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
A
T
T
A
T
A
T
G
C
A
T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
A
T
T
A
DNA聚合酶
5'
3'
T
A
T
G
C
A
T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
5'
3'
ATP
ATP
合成方向：子链的5’端→ 3’端
形成磷酸二酯键
5.DNA复制的过程
⑷形成子代DNA分子：
每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
A
3'
5'
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
A
T
T
A
T
A
T
G
C
A
T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
5'
3'
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
3'
5'
T
T
A
C
G
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
5'
3'
5.DNA复制的过程
重新螺旋
新合成的子链
DNA聚合酶
DNA聚合酶
DNA解旋酶
游离的脱氧核苷酸
（1）边解旋边复制
（2）半保留复制
DNA复制过程
DNA复制有怎样的特点呢？
DNA复制有怎样的结果呢？
一个DNA复制形成两个完全相同的DNA
①二条母链的碱基顺序是否相同？
②二条子链的碱基顺序与相配对的 母链的是否相同？
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
右图DNA分子复制的片段，图中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链。下列叙述正确的是（ ）
A.a和c的碱基序列互补
B.该过程需要的原料是核糖核苷酸
C.DNA复制时遵循碱基互补配对原则
D.a链上碱基A=T,C=G
C
那么DNA到底是一个怎样的过程呢？需要什么条件？精确复制的原因是什么呢？意义是什么呢？
DNA复制过程
过程：
条件：
精确复制的原因：
边解旋边复制（半保留复制）
模板、原料、能量、酶等
①独特的双螺旋结构，为复制提供模板
②严格的碱基互补配对原则
意义：
将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保证了遗传信息的连续性。
DNA复制-拓展
真核生物DNA的复制从多个起点不同时双向复制，使得复制能在较短时间内完成。
真核生物——多起点不同时双向复制
←→
复制方向
单起点双向复制--原核生物
DNA复制-拓展
C
一、概念检测
1.DNA复制是在为细胞分裂进行必要的物质准备。据此判断下列相关表述是否正确。
(1)DNA复制与染色体复制是分别独立进行的。（ ）
(2)在细胞有丝分裂的中期，每条染色体是由两条染色单体组成的，所以DNA的复制也是在这个时期完成的。（ ）
×
×
练习与应用（P56）
2.DNA复制保证了亲子代间遗传信息的连续性。下列关于DNA复制的叙述，正确的是( )
A.复制均在细胞核内进行
B.碱基互补配对原则保证了复制的准确性
C.1个DNA分子复制1次产生4个DNA分子
D.游离的脱氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子链
3.将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培养，使其分裂3次，下列叙述正确的是( )
A.所有的大肠杆菌都含有15N
B.含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/2
C.含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/4
D.含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/8
B
C
练习与应用（P56）
小结
亲 代
第一代
第二代
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
数量关系——根据半保留复制
15N
14N
15N
14N
(1)DNA分子数将含有15N的DNA分子放含有14N的培养基，复制n次，则：
DNA复制的相关计算
共产生子代DNA分子____个；
子代DNA分子，含15N的DNA分子___个；
子代DNA分子，含14N的DNA分子___个；
子代DNA分子，只含15N的DNA分子__个；
子代DNA分子，只含14N的DNA分子______个；
2n
2
2n
0
2n - 2
脱氧核苷酸链总数_____
含15N的链为_____
含14N的链为_____
2n+1
2
2n+1-2
(2)脱氧核苷酸链数
(2)DNA复制中消耗的脱氧核苷酸数
①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过 n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数 _____
②第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为
_____
m·(2n－1)
m·（ 2n － 2n－1 ）
(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”
例2.(2021·安徽合肥高三调研)如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有5 000对碱基，A＋T占碱基总数的34%，若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制2次，下列叙述正确的是（ ）
A.复制时作用于③处的酶为DNA聚合酶
B.DNA分子复制2次需游离的胞嘧啶脱氧
　核苷酸9 900个
C.④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸
D.子代中含15N的DNA分子占1/2
B
B
A
B
例、一个具有a个碱基对的DNA，含有b个A，该DNA完成n次复制，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸多少个？
（2n-1）X
(2a-2b)/2
某DNA分子含有500个碱基对，其中一条链上A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4
该DNA分子连续复制数次后，消耗周围环境中含G的脱氧核苷酸2100个，则该DNA分子已经复制了(　　)
A.3次 B.4次 C.5次 D.6次
A

展开更多......

收起↑