第3节-DNA的复制.ppt
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第3节-DNA的复制.ppt
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温故知新:
温故知新:
1.DNA的基本组成单位是的基本组成单位是,根据根据的不同可分为的不同可分为种。
种。
2.DNA双螺旋结构的特点有哪些?
双螺旋结构的特点有哪些?
碱基之间遵循什么原则?
碱基之间遵循什么原则?
脱氧核苷酸脱氧核苷酸4两条链反向平行双螺旋两条链反向平行双螺旋脱氧核糖和磷酸交替连接排列在脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧,构成基本骨架外侧,构成基本骨架碱基通过氢键形成碱基对,排列碱基通过氢键形成碱基对,排列在内侧,遵循碱基互补配对原则在内侧,遵循碱基互补配对原则碱基碱基提示提示:
先制造模型先制造模型,并按模具制作会并按模具制作会徽徽;使用电子控床的刻板等等使用电子控床的刻板等等!
在细胞分裂时期,末期时,细胞会一分在细胞分裂时期,末期时,细胞会一分为二,作为主要遗传物质的会平均为二,作为主要遗传物质的会平均地分配到子细胞中。
地分配到子细胞中。
在此之前,在此之前,会经过复制会经过复制,才能保,才能保持细胞的亲代与子代之间的遗传形状的稳持细胞的亲代与子代之间的遗传形状的稳定性。
定性。
复习:
的结构复习:
的结构复习:
的结构复习:
的结构双螺旋结构双螺旋结构.DNA.DNA.DNA.DNA的基本组成单位?
的基本组成单位?
的基本组成单位?
的基本组成单位?
脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核糖碱基磷酸AGC碱基.DNA.DNA.DNA.DNA特殊的空间结构?
特殊的空间结构?
特殊的空间结构?
特殊的空间结构?
ACT腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸鸟嘌呤鸟嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸胞嘧啶胞嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸胸腺嘧啶胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸G脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类连接连接连接连接ATGCATGC思考:
何谓思考:
何谓DNADNA的复制?
的复制?
所谓所谓所谓所谓DNADNADNADNA的复制就是指的复制就是指的复制就是指的复制就是指以亲代以亲代以亲代以亲代DNADNADNADNA为为为为模板合成子代模板合成子代模板合成子代模板合成子代DNADNADNADNA的过程,的过程,的过程,的过程,1DNA2DNA1DNA2DNA1DNA2DNA1DNA2DNA思考:
新产生的思考:
新产生的DNADNA分子是一个全新的分子是一个全新的DNADNA分分子吗?
是否像洗相片一样,有一张底片就可以子吗?
是否像洗相片一样,有一张底片就可以洗出许多相片来呢?
洗出许多相片来呢?
最早提出的最早提出的DNADNA复制模型有三种;复制模型有三种;11、全保留复制:
、全保留复制:
新复制出的分子直接形成,新复制出的分子直接形成,完全没有旧的部分;完全没有旧的部分;复制一次复制一次亲代亲代DNA子代子代DNA一、对一、对一、对一、对DNADNADNADNA复制的推测复制的推测复制的推测复制的推测22、半保留复制:
、半保留复制:
形成的分子一半是新的,一形成的分子一半是新的,一半是旧的;半是旧的;复制一次复制一次33、分散复制(弥散复制):
、分散复制(弥散复制):
新复制的分子新复制的分子中新旧都有,但分配是随机组合的;中新旧都有,但分配是随机组合的;复制一次复制一次全保留复制全保留复制全保留复制全保留复制半保留复制半保留复制半保留复制半保留复制弥散复制弥散复制弥散复制弥散复制
(一)提出问题:
(一)提出问题:
DNADNA复制方式是怎样的?
复制方式是怎样的?
一:
对一:
对DNADNA复制方式的探究复制方式的探究假说假说假说假说-演绎法演绎法演绎法演绎法沃森和克里克假设沃森和克里克假设,DNADNA复制是一种复制是一种半保留复制半保留复制,每个每个子代子代DNADNA均由均由11条条母链和母链和11条子链条子链组组成。
成。
(二)作出假设:
(二)作出假设:
半保留复制半保留复制预测预测1:
1:
如果如果DNADNA是半保是半保留复制,复制后得到的留复制,复制后得到的子一代子一代DNADNA和子二代和子二代DNADNA的组成是怎样的的组成是怎样的?
亲代亲代亲代亲代DNADNADNADNA分子分子分子分子(三)演绎推理:
(三)演绎推理:
问题问题1:
1:
如果要在实验中直观地区别、如果要在实验中直观地区别、“标识标识”母链或子链母链或子链,可以采取什么办法?
可以采取什么办法?
可以利用同位素可以利用同位素(具放射性具放射性)标记的方法标记的方法亲代亲代DNADNA分子分子1515NN/1414NN-DNA(-DNA(全全部部)1515NN/1414NN-DNA(1/2)-DNA(1/2)1414NN/1414NN-DNA(1/2)-DNA(1/2)子一代:
子一代:
子二代:
子二代:
亲代:
亲代:
1515N/N/1515NN-DNA(-DNA(全部全部)预测预测2:
2:
如果亲代如果亲代DNADNA是是1515NN的,放在的,放在1414NN的环境的环境中进行培养,则亲代、子一代、子二代中进行培养,则亲代、子一代、子二代DNADNA分分别含有哪种别含有哪种NN元素?
元素?
问题问题2:
2:
要验证上述预测要验证上述预测,就要就要分别观察亲代分别观察亲代和子代的情况和子代的情况,但实验中但实验中,复制后的复制后的DNADNA分子分子混合在一起的,不易分离。
混合在一起的,不易分离。
怎么解决这个问题怎么解决这个问题?
密度梯度离心技术密度梯度离心技术(1515NN质量大于质量大于1414NN)复制前复制前复制后复制后亲代DNA分子预测预测3:
3:
如果对亲代、子一代、子二代的如果对亲代、子一代、子二代的DNADNA都分都分别进行离心,结果会怎样分布?
别进行离心,结果会怎样分布?
含含14NH4Cl的培养液的培养液含含15NH4Cl的培养的培养液液(培养大肠杆菌)(培养大肠杆菌)全部全部DNA在中部在中部密度居中密度居中若干代后,若干代后,转移大肠杆菌转移大肠杆菌提取提取DNA,离心,离心细胞分裂细胞分裂一一次次提取提取DNA,离,离心心密度最大密度最大全部全部DNA在底部在底部细胞分裂细胞分裂两两次次提取提取DNA,离,离心心上上中中(四)验证推理(四)验证推理下下中中实验结论:
实验结论:
DNA的复制是以半保留的复制是以半保留的方式进行的。
的方式进行的。
重带重带(下下部部)1515NN/15N中带中带(中中间间)1515NN/14N轻带轻带(上部上部)1414N/N/14N中带中带(中中间间)1515NN/14N提出假说提出假说演绎推理演绎推理验证假说验证假说假假假假说说说说演演演演绎绎绎绎(11)DNADNA的复制是半保留复制的复制是半保留复制(22)子代)子代DNADNA可能的情况可能的情况及如何设计实验验证这种现及如何设计实验验证这种现象象(33)通过实验进行验证)通过实验进行验证小结小结二、DNA分子复制的过程看书思考:
1定义2时间、场所3条件4过程5特点、原则6准确复制的原因与意义11、DNADNA的复制的定义、时间、场所、条的复制的定义、时间、场所、条件件定义:
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程时间:
有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期场所:
真核生物:
细胞核(主要)、叶绿体、线粒体原核生物:
细胞质模板:
亲代DNA分子的两条链条件:
原料:
游离的4种脱氧核苷酸(A、G、C、T)能量:
ATP(呼吸作用提供)酶:
解旋酶、DNA聚合酶等大致分为三个过程:
大致分为三个过程:
解旋解旋合成子链(配对、聚合)合成子链(配对、聚合)形成子代形成子代DNADNA(11)、解旋)、解旋在在DNADNA解旋酶的作用下,双链螺旋的解旋酶的作用下,双链螺旋的DNADNA打开氢键,解开成为打开氢键,解开成为22条条单链,每条单链,每条单链均作为模板合成新的单链均作为模板合成新的DNADNA。
双螺旋结构个单链片段AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT在解旋酶的催化在解旋酶的催化下氢键已被打开下氢键已被打开在解旋酶的催化在解旋酶的催化下氢键已被打开下氢键已被打开DNADNA分子利用细胞提供的分子利用细胞提供的能量能量能量能量,在,在解旋酶解旋酶解旋酶解旋酶的作用下,的作用下,把两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。
(2)、合成新链以解开的二条母链为模板,四种以解开的二条母链为模板,四种脱氧核苷酸为原料,按碱基互补配脱氧核苷酸为原料,按碱基互补配对原则,在聚合酶的作用下对原则,在聚合酶的作用下合成为两条新的子链。
合成为两条新的子链。
AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT亲代亲代DNADNA的的一条链作为模板一条链作为模板亲代亲代DNADNA的的一条链作为模板一条链作为模板4种游离的种游离的脱氧核苷酸脱氧核苷酸4种游离的种游离的脱氧核苷酸脱氧核苷酸AAATTTGGGGCCCATCCTAGTCG聚合酶聚合酶AAATTTGGGGCCCATCCTAGTCG还未解旋还未解旋还未解旋还未解旋刚解旋刚解旋刚解旋刚解旋所以所以DNADNA复制特点之一是复制特点之一是:
在在DNADNA聚合酶的作用聚合酶的作用下通过下通过碱基互补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在在DNADNA聚合酶的作用聚合酶的作用下通过下通过碱基互补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正在复制正在复制正在复制边解旋边复制边解旋边复制(3)、形成新的分子子链不断延伸并于对应母链盘绕成双子链不断延伸并于对应母链盘绕成双螺旋结构,形成各含一条母链和一条子链的螺旋结构,形成各含一条母链和一条子链的个分子。
个分子。
TTTGGCTCAAATTTGGGGCCCATCAAAGGCCA原亲代DNA的一条链原亲代DNA的一条链新合成的另一条链新合成的另一条链DNADNA复制过程复制过程:
解旋酶催化(氢键断裂)解旋酶催化(氢键断裂)解旋:
解旋:
模板模板(在DNA聚合酶的催化下,利用游离的脱氧核苷酸进行)以母链为模板进行碱基配对以母链为模板进行碱基配对母链(旧链)母链(旧链)子链(新链)子链(新链)形成两个子代形成两个子代DNA:
同时进行同时进行(边解旋边复制)边解旋边复制)4、总结:
是一个的程过解旋制边边复由于新合成的DNA分子中,都保留了原DNA的一,因此叫条链半保留制复基互配原碱补对则1、DNA复制的特点2、DNA复制遵循的原则边解旋复制边解旋复制半保留复制半保留复制多起点复制多起点复制5、准确复制的原因、意义意:
义将遗传信息从亲代传给子代,保持了遗传信息的稳定性、连续性原因:
DNA分子特的独提供精确的模板通过保了制准确无证复误。
双螺旋结构碱基互补配对讨论:
二条母链的碱基顺序是否相同?
二条子链的碱基顺序是否相同?
新合成的二个DNA碱基顺序是否相同?
DNA分子复制的过程互补互补相同亲代亲代DNA分子分子复制复制1次次复制复制2次次复制复制3次次482=21=22=23【分析分析】15N14N无论无论DNA复制多少次,含有原来母链的复制多少次,含有原来母链的DNA分子永分子永远只有远只有两条两条。
三:
三:
DNADNA复制中的有关计算复制中的有关计算)DNA个数:
2n(n=复制次数)复制次数)2)含母链的DNA数量及比例2222n23)含母链的脱氧核苷酸链数占总链数比4)复制n次消耗原料的量:
a()5)复制第n次消耗原料的量:
a思维拓展思维拓展例题例题1:
一个:
一个DNA分子经过分子经过3次复制后,保次复制后,保留留有原来母链的子代有原来母链的子代DNA分子占全部子代分子占全部子代DNA分子的比例为()分子的比例为();原来的母原来的母链链占全部脱氧核苷酸链的比例为占全部脱氧核苷酸链的比例为()。
A.1/2B.1/4C.1/8D.1/16BC2/23=1/42/(232)=1/8例题例题22:
已知某:
已知某DNADNA分子中含腺嘌呤分子中含腺嘌呤(A)200(A)200个个,占全部,占全部DNADNA碱基总数的碱基总数的20%20%,该,该DNADNA连续复连续复制制44次,环境中消耗游离的胞嘧啶脱氧核糖核次,环境中消耗游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸(苷酸(CC)的数目为)的数目为()()A.1600A.1600个个B.3200B.3200C.4500C.4500个个D.4800D.4800个个【解析解析】
(1)
(1)求出该求出该DNADNA分子中共含有多少个脱氧核糖核苷酸分子中共含有多少个脱氧核糖核苷酸:
200/20%=1000(200/20%=1000(个个)
(2)
(2)求出该求出该DNADNA分子中含有多少个胞嘧啶脱氧核糖核分子中含有多少个胞嘧啶脱氧核糖核苷酸:
苷酸:
1000-(2002)1000-(2002)/2=300(/2=300(个个)(3)(3)求出复制求出复制44次需多少个胞嘧啶脱氧核苷酸:
次需多少个胞嘧啶脱氧核苷酸:
(241)300=4500(个个)C1、概念:
、概念:
2、场所:
、场所:
3、时期:
、时期:
4、条件、条件5、复制过程:
、复制过程:
6、复制特点、复制特点7、准确复制原因、准确复制原因8、复制的生物学意义、复制的生物学意义:
有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期模板:
模板:
原料:
原料:
能量:
能量:
酶:
酶:
DNADNA的两条母链的两条母链游离的脱氧核苷酸(游离的脱氧核苷酸(AA、GG、CC、TT)ATPATPDNADNA解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶等聚合酶等DNADNA双链提供精确的模双链提供精确的模板板(11)边解旋边复制)边解旋边复制(22)半保留复制)半保留复制细胞核(主要)、线粒体、叶绿体细胞核(主要)、线粒体、叶绿体解旋合成互补子链形成子代解旋合成互补子链形成子代DNADNA碱基互补配对原则碱基互补配对原则四、DNA分子复制的过程指以亲代指以亲代DNADNA为模板合成子代为模板合成子代DNADNA的过程的过程保持了遗传信息的连续性保持了遗传信息的连续性、G0、G1、G2三代DNADNA离心后的试管分别是图中的:
G0、G1、G2。
ABD、G2代在、三条带中DNADNA数的比例是。
0:
1:
11.1.以含有31P标志的大肠杆菌放入32P的培养液中,培养2代。
离心结果如右:
练习、上述实验结果证明了DNADNA的复制方式是。
31P31P和32P、图中两条带中DNADNA分子所含的同位素磷分别是:
,。
半保留复制半保留复制2.图中一、二、三表示图中一、二、三表示DNA复制的过程复制的过程一表示一表示_,这一过程中,这一过程中,DNA分子在分子在的作用下,两条扭的作用下,两条扭成螺旋的成螺旋的长链开始长链开始_。
二表示二表示。
每条。
每条母链在一些母链在一些__的作用下,链上的作用下,链上的的碱基按照碱基按照_与周围与周围环环境中游离的境中游离的_来配对来配对.三表示三表示_。
解旋解旋解旋酶解旋酶以母链为模板进行碱基配对以母链为模板进行碱基配对解开解开DNA聚合酶聚合酶碱基互补配对原则碱基互补配对原则脱氧核苷酸脱氧核苷酸形成两个新的形成两个新的DNA分子分子练习练习3、将单个的脱氧核苷酸连接成DNA分子的主要的酶是()A、DNA连接酶B、DNA酶C、DNA解旋酶D、DNA聚合酶4、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DB5、以DNA的一条链“ATC”为模板,经复制后的子链是()A.“TAG”B.“UAG”C.“TAC”D.“TUG”A6、下列关于DNA复制过程中,正确顺序是互基裂补碱对问氢键断互基之形成补碱对间氢键DNA分子在解旋酶作用下解旋以母模板行基互配链为进碱补对子链与母旋成螺旋链盘双结构ABCDC7、某些药物可以抑制肿瘤细胞DNA的复制,从而达到控制癌症的目的。
这些药物作用的细胞正处于细胞周期的()A.期间B.前期C.中期D.不能确定A8、一双链DNA分子在解旋时,一条链上的G变成C,则DNA分子经n次复制后,发生差错的DNA分子占()A.1/2B.1/(2n-1)C.1/2nD.1/(2n+1)A
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- 关 键 词:
- DNA 复制