DNA分子的復(fù)制

1、一、對(duì)一、對(duì)DNADNA分子復(fù)制的推測(cè)分子復(fù)制的推測(cè)復(fù)制一次復(fù)制一次實(shí)驗(yàn)材料：大腸桿菌實(shí)驗(yàn)材料：大腸桿菌實(shí)驗(yàn)技術(shù)：實(shí)驗(yàn)技術(shù)：同位素示蹤技術(shù)同位素示蹤技術(shù)二、二、DNADNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNADNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的重帶重帶(下部下部)1515N/ N/ 15N中帶中帶(中間中間)1515N/ N/ 14N輕帶輕帶(上部上部)1414N/ N/ 14N中帶中帶(中間中間)1515N/ N/ 14N根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)過(guò)程根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)過(guò)程, ,完成下列表格完成下列表格n n3 32 21 10 01414N N分子分子1

2、515N/N/1414N N分子分子1515N N分子分子不同不同DNADNA分子占全部分子占全部DNADNA分子之比分子之比DNADNA分子在離分子在離心管中位置心管中位置分子分子總數(shù)總數(shù)世代世代全在下部全在下部1 12 24 48 82 2n n全在中部全在中部中中+ + 上上中中+ + 上上2 2/ /2 2n n中中+(1- 2+(1- 2/ /2 2n n) )上上1 11 12 2/ /2 2n n（1-21-2/ /2 2n n） 一個(gè)一個(gè)DNADNA分子復(fù)制分子復(fù)制n n代后的情況如何？代后的情況如何？ 因因DNADNA復(fù)制采用半保留的方式，所復(fù)制采用半保留的方式，所以以一個(gè)一

3、個(gè)DNADNA分子經(jīng)分子經(jīng)n n代復(fù)制代復(fù)制后的所有后的所有DNADNA中，中，只有兩個(gè)只有兩個(gè)DNADNA分子含有分子含有原原DNADNA鏈鏈。但所有但所有DNADNA與原與原DNADNA所帶的信息（脫氧所帶的信息（脫氧核苷酸的排列序）完全相同。（變異核苷酸的排列序）完全相同。（變異除外）除外） 1.1.概念：概念：以親代以親代DNADNA為模板，合成子代為模板，合成子代DNADNA的過(guò)程。的過(guò)程。2.2.時(shí)間：時(shí)間：細(xì)胞細(xì)胞有絲分裂的間期有絲分裂的間期和和減數(shù)第一次分裂減數(shù)第一次分裂前的間期前的間期4.DNA4.DNA復(fù)制的過(guò)程復(fù)制的過(guò)程3.3.場(chǎng)所：場(chǎng)所：細(xì)胞核細(xì)胞核( (主要主要場(chǎng)所場(chǎng)

4、所) )線粒體、葉綠體線粒體、葉綠體三、三、DNADNA分子復(fù)制的過(guò)程分子復(fù)制的過(guò)程解旋解旋以母鏈為模板進(jìn)行以母鏈為模板進(jìn)行 堿基配對(duì)堿基配對(duì)( (合成子鏈合成子鏈) )形成兩個(gè)形成兩個(gè)新的新的DNA分子分子三、三、DNADNA復(fù)制的過(guò)程復(fù)制的過(guò)程解解旋旋以母鏈為模以母鏈為模板合成子鏈板合成子鏈形成新的形成新的DNA分子分子DNADNA分子利用細(xì)胞提供的分子利用細(xì)胞提供的能量能量，在，在解旋酶解旋酶作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開；作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開；以解開的每一段以解開的每一段母鏈為模板母鏈為模板， 在在DNADNA聚合聚合酶酶等酶作用下，利用細(xì)胞中等酶作用下，利用細(xì)胞中游離的游離的4

5、 4種脫氧種脫氧核苷酸核苷酸為原料，按照為原料，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，各自各自合成合成與母鏈與母鏈互補(bǔ)互補(bǔ)的一段的一段子鏈子鏈；子鏈子鏈不斷延伸并不斷延伸并與對(duì)應(yīng)母鏈與對(duì)應(yīng)母鏈盤旋成雙螺盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)，旋結(jié)構(gòu)，形成形成各含一條母鏈和一條子鏈各含一條母鏈和一條子鏈的的2 2個(gè)個(gè)DNADNA分子。分子。5.DNA5.DNA分子復(fù)制時(shí)需要的基本條件分子復(fù)制時(shí)需要的基本條件模板模板 原料原料 能量能量 酶酶親代親代DNADNA的兩條母鏈的兩條母鏈4 4種游離的脫氧核苷酸種游離的脫氧核苷酸ATPATPDNADNA解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶等。聚合酶等。6.DNA6.DNA分子復(fù)

6、制的特點(diǎn)分子復(fù)制的特點(diǎn): :邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制 為什么復(fù)制能形成兩個(gè)完全相同的為什么復(fù)制能形成兩個(gè)完全相同的DNADNA，并且它們都和親代，并且它們都和親代DNADNA一樣？一樣？AGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTC+DNA分子的獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)分子的獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制為復(fù)制DNA提供精確的模板提供精確的模板為什么復(fù)制能形成兩條完全相同的為什么復(fù)制能形成兩條完全相同的DNADNA，并且它們都和親代，并且它們都和親代DNADNA一樣？一樣？AGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTC

7、AGAACGAGTCTTGCTC+堿基互補(bǔ)配對(duì)保證了復(fù)制能夠堿基互補(bǔ)配對(duì)保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地進(jìn)行。準(zhǔn)確無(wú)誤地進(jìn)行。 7.DNA7.DNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因準(zhǔn)確復(fù)制的原因DNADNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供模板。提供模板。堿基具有互補(bǔ)配對(duì)的能力，能夠使復(fù)堿基具有互補(bǔ)配對(duì)的能力，能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無(wú)誤。制準(zhǔn)確無(wú)誤。8 8、DNADNA分子的復(fù)制意義分子的復(fù)制意義 DNADNA分子通過(guò)復(fù)制，將遺傳信息從親代傳分子通過(guò)復(fù)制，將遺傳信息從親代傳給了子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。給了子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。DNADNA分子的復(fù)制小結(jié)：分子的復(fù)制小結(jié)：邊解旋

8、邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制解旋酶、聚合酶等解旋酶、聚合酶等解旋解旋 合成合成 螺旋螺旋 子代子代DNA課堂練習(xí)課堂練習(xí) 1 1、1 1個(gè)個(gè)DNADNA分子經(jīng)過(guò)分子經(jīng)過(guò)4 4次復(fù)制，形成次復(fù)制，形成1616個(gè)個(gè)DNADNA分子，其中含有最初分子，其中含有最初DNADNA分子長(zhǎng)鏈的分子長(zhǎng)鏈的DNADNA分分子有（子有（ ） A. 2A. 2個(gè)個(gè) B. 8B. 8個(gè)個(gè) C. 16C. 16個(gè)個(gè) D. 32D. 32個(gè)個(gè) 2 2、DNADNA分子的復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞有絲分裂分子的復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞有絲分裂的（的（ ） A A、分裂前期、分裂前期 B. B. 分裂中期分裂中期 C. C. 分裂后期分裂后期 D. D.

9、分裂間期分裂間期 3 3、下列關(guān)于、下列關(guān)于DNADNA復(fù)制的說(shuō)法，其中不正確的是復(fù)制的說(shuō)法，其中不正確的是 A. DNAA. DNA復(fù)制過(guò)程中需要酶的催化復(fù)制過(guò)程中需要酶的催化 B. DNAB. DNA復(fù)制過(guò)程中需要的能量直接由糖類提供復(fù)制過(guò)程中需要的能量直接由糖類提供 C. DNA C. DNA 分子是邊解旋復(fù)制的分子是邊解旋復(fù)制的 D. DNA D. DNA 復(fù)制過(guò)程中兩條母鏈均可作模板復(fù)制過(guò)程中兩條母鏈均可作模板 4 4、以、以DNADNA的一條鏈的一條鏈“A AT TC C”為模板，經(jīng)為模板，經(jīng)復(fù)制后的子鏈?zhǔn)牵◤?fù)制后的子鏈?zhǔn)牵?） A. “A. “T TA AG G” ” B. “B

10、. “U UA AG G” C. “C. “T TA AC C” ” D. “D. “T TU UG G” 5 5、由、由1515N N標(biāo)記細(xì)菌的標(biāo)記細(xì)菌的DNADNA，然后又，然后又將將1414N N來(lái)供給這種細(xì)菌，于是該細(xì)菌便來(lái)供給這種細(xì)菌，于是該細(xì)菌便用用1414N N來(lái)合成來(lái)合成DNADNA，假設(shè)細(xì)菌連續(xù)分裂，假設(shè)細(xì)菌連續(xù)分裂三次產(chǎn)生了八個(gè)新個(gè)體，它們?nèi)萎a(chǎn)生了八個(gè)新個(gè)體，它們DNADNA中中的含的含1 41 4N N的鏈與的鏈與1 51 5N N的鏈的比例是的鏈的比例是（ ） A A、7 7：1 B1 B、2 2：1 1 C C、4 4：1 D1 D、3 3：1 1 A A6 6、在

11、氮源為、在氮源為1414N N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，其的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNADNA分子均為分子均為1414N-DNAN-DNA（對(duì)照）；在氮源為（對(duì)照）；在氮源為1515N N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，其其DNADNA分子均為分子均為1515N-DNAN-DNA（親代）。將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含（親代）。將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含1414N N的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代（的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代（I I和和IIII），用離心的方法），用離心的方法分離得到的結(jié)果如下表所示，請(qǐng)分析：分離得到的結(jié)果如下表所示，請(qǐng)分析： 對(duì)照對(duì)照親代親代I IIIII輕鏈輕鏈14

12、14N-DNAN-DNA全輕鏈全輕鏈 1/21/2輕鏈輕鏈中鏈中鏈 全中鏈全中鏈1/21/2中鏈中鏈重鏈重鏈1515N-DNAN-DNA 全重鏈全重鏈 （1 1）由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以推出第一代（）由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以推出第一代（I I）細(xì)菌）細(xì)菌DNADNA分子中一條鏈分子中一條鏈?zhǔn)鞘?，另一條鏈?zhǔn)?，另一條鏈?zhǔn)?。（2 2）中鏈含有氮元素是）中鏈含有氮元素是 。（3 3）將第一代（）將第一代（I I）轉(zhuǎn)移到含）轉(zhuǎn)移到含1515N N的培養(yǎng)基上繁殖一代，將所得到的細(xì)的培養(yǎng)基上繁殖一代，將所得到的細(xì)菌的菌的DNADNA用同樣方法分離。那么得到的輕中重鏈情況是用同樣方法分離。那么得到的輕中重鏈情況是 （4 4）

13、上述實(shí)驗(yàn)表明）上述實(shí)驗(yàn)表明DNADNA分子復(fù)制的特點(diǎn)是分子復(fù)制的特點(diǎn)是 1515N N母鏈母鏈1414N N新鏈新鏈1515N N和和1414N N1/21/2中鏈，中鏈，1/21/2重鏈重鏈半保留復(fù)制半保留復(fù)制 7 7下列關(guān)于下列關(guān)于DNADNA復(fù)制過(guò)程的正確順序是復(fù)制過(guò)程的正確順序是（ ） 互補(bǔ)堿基對(duì)之間氫鍵斷裂互補(bǔ)堿基對(duì)之間氫鍵斷裂 互補(bǔ)堿互補(bǔ)堿基對(duì)之間形成氫鍵基對(duì)之間形成氫鍵 DNADNA分子分子在解旋酶的作在解旋酶的作用下用下解旋解旋 以解旋后的母鏈為模板進(jìn)行堿以解旋后的母鏈為模板進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)基互補(bǔ)配對(duì) 子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋狀子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋狀結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) A.A. B. B

14、. C. C. D. D.D D 8 8DNADNA分子的雙鏈在復(fù)制時(shí)解旋，這時(shí)下分子的雙鏈在復(fù)制時(shí)解旋，這時(shí)下述哪一對(duì)堿基從氫鍵連接處分開（述哪一對(duì)堿基從氫鍵連接處分開（ ） A AG G與與C C B BA A與與C C C CG G與與A A D DG G與與T TA A 9 9DNADNA復(fù)制的基本條件是（復(fù)制的基本條件是（ ） A A模板，原料，能量和酶模板，原料，能量和酶 B B模板，溫度，能量和酶模板，溫度，能量和酶 C C模板，原料，溫度和酶模板，原料，溫度和酶 D D模板，原料，溫度和能量模板，原料，溫度和能量 A A 1010DNADNA分子復(fù)制能準(zhǔn)確無(wú)誤地分子復(fù)制能準(zhǔn)確無(wú)

15、誤地進(jìn)行原因之一是（進(jìn)行原因之一是（ ） A A堿基之間由氫鍵相連堿基之間由氫鍵相連 B BDNADNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu) C CDNADNA的半保留復(fù)制的半保留復(fù)制 D DDNADNA的邊解旋邊復(fù)制特點(diǎn)的邊解旋邊復(fù)制特點(diǎn)B1111、DNADNA的復(fù)制是在細(xì)胞的的復(fù)制是在細(xì)胞的 分裂和分裂和 第一次第一次分裂前的分裂前的 期進(jìn)行的。復(fù)制是指以期進(jìn)行的。復(fù)制是指以 為模板為模板來(lái)合成來(lái)合成 的過(guò)程。復(fù)制特點(diǎn)是的過(guò)程。復(fù)制特點(diǎn)是 復(fù)制復(fù)制過(guò)程必需以過(guò)程必需以 為模板、為模板、 為原料、為原料、 提提供能量、供能量、 的催化等條件，的催化等條件， 為為DNADNA的復(fù)制提供精確

16、的模板、并有的復(fù)制提供精確的模板、并有 能力保證復(fù)制能力保證復(fù)制能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地完成。一個(gè)親代能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地完成。一個(gè)親代DNADNA分子通過(guò)復(fù)制形成分子通過(guò)復(fù)制形成了兩個(gè)了兩個(gè) ，新形成的，新形成的DNADNA分子都是既分子都是既含一條含一條 鏈、又含一條鏈、又含一條 鏈，因此，稱鏈，因此，稱DNADNA的的復(fù)制為復(fù)制為“ ”“ ”。有絲有絲減數(shù)減數(shù)間間親代親代DNADNA分子分子子代子代DNADNA分子分子邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制親代親代DNADNA分子一條鏈分子一條鏈脫氧核苷酸脫氧核苷酸ATPATP酶酶DNADNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)分子雙螺旋結(jié)構(gòu)堿基互補(bǔ)配對(duì)堿基互補(bǔ)配對(duì)結(jié)構(gòu)完全相同的子代結(jié)構(gòu)完

17、全相同的子代DNADNA分子分子母母子子半保留復(fù)制半保留復(fù)制根據(jù)半保留復(fù)制和堿基互補(bǔ)配對(duì)原則根據(jù)半保留復(fù)制和堿基互補(bǔ)配對(duì)原則與復(fù)制有關(guān)的堿基計(jì)算與復(fù)制有關(guān)的堿基計(jì)算一個(gè)一個(gè)DNA連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n次后，共有多少個(gè)次后，共有多少個(gè)DNA？多少條脫氧核苷酸鏈？多少條脫氧核苷酸鏈？母鏈多少條？子鏈多少條？母鏈多少條？子鏈多少條？DNA分子數(shù)分子數(shù)=2n脫氧核苷酸鏈數(shù)脫氧核苷酸鏈數(shù)=2n+1母鏈數(shù)母鏈數(shù)=子鏈數(shù)子鏈數(shù)=22n+1 2 解析：所用知識(shí)為解析：所用知識(shí)為“半保留復(fù)制半保留復(fù)制”和和“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則堿基互補(bǔ)配對(duì)原則”，并圖示，并圖示分析。分析。ATGCCGATATGCCGATATGCCGA

18、TATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT連續(xù)第一次復(fù)制連續(xù)第一次復(fù)制連續(xù)第二次復(fù)制連續(xù)第二次復(fù)制連續(xù)第連續(xù)第n次復(fù)制次復(fù)制解：解：答：答：一個(gè)一個(gè)DNA連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n次后，共有次后，共有2n個(gè)個(gè)DNA，2n+1條脫氧核苷酸鏈，母鏈條脫氧核苷酸鏈，母鏈2條，條，子鏈子鏈2n+1 2條條一個(gè)一個(gè)DNA的堿基的堿基A（T、G、C）占?jí)A基總數(shù)的）占?jí)A基總數(shù)的a%，堿基總數(shù)為，堿基總數(shù)為m，連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n次后，共需要次后，共需要G（C、A、T）多少個(gè)？）多少個(gè)？因?yàn)橐驗(yàn)锳=ma%，A=T、G=C， A+T= 2ma%，DNA復(fù)制復(fù)制n代后子鏈數(shù)代后子鏈數(shù)=2n+1 2

19、DNA連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n代后需要代后需要 鳥嘌呤鳥嘌呤=（2n+1 2 ）/2 m （1/2 a%） = m （2n 1）（1/2 a%）解析：先求出親代解析：先求出親代DNA中中G=C=？每?jī)蓷l新鏈所必需的鳥嘌呤（？每?jī)蓷l新鏈所必需的鳥嘌呤（G）數(shù)）數(shù)等于親代等于親代DNA胞嘧啶（胞嘧啶（C）數(shù)，再求出）數(shù)，再求出DNA復(fù)制復(fù)制n代后子鏈數(shù)；最后求代后子鏈數(shù)；最后求出出DNA連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n代后需要鳥嘌呤數(shù)。代后需要鳥嘌呤數(shù)。解：解：所以所以G=C=m（1/2 a%），每形成兩條新鏈所必需的鳥嘌呤數(shù)等，每形成兩條新鏈所必需的鳥嘌呤數(shù)等于親代于親代DNA胞嘧啶數(shù)胞嘧啶數(shù)= m （1/2 a%）答：答：DNA連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n代后需要鳥嘌呤數(shù)是代后需要鳥嘌呤數(shù)是m （2n 1）（1/2 a%）。）。基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)答基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)答1、沃森和克里克于、沃森和克里克于 年提出了著名的年提出了著名的 _模型，為合理地解釋遺傳物模型，為合理地解釋遺傳物質(zhì)的質(zhì)的_ 奠定了基礎(chǔ)。奠定了基礎(chǔ)。2、DNA又稱又稱 ，組成它的基，組成它的基本單位是本單位是 （由一分子（由一分子 、一分子一分子 、一分