DNA分子的復(fù)制最新版

1、最早提出的最早提出的DNADNA復(fù)制模型有三種復(fù)制模型有三種: :一、對一、對DNADNA復(fù)制的推測復(fù)制的推測1 1、全保留復(fù)制：新復(fù)制出的分子直接形成，完全沒有舊的部分；、全保留復(fù)制：新復(fù)制出的分子直接形成，完全沒有舊的部分；2 2、半保留復(fù)制：形成的分子一半是新的，一半是舊的；、半保留復(fù)制：形成的分子一半是新的，一半是舊的；3 3、分散復(fù)制：新復(fù)制的分子中新舊都有，但分配是隨機組合的、分散復(fù)制：新復(fù)制的分子中新舊都有，但分配是隨機組合的復(fù)制一次復(fù)制一次復(fù)制一次復(fù)制一次復(fù)制一次復(fù)制一次最早提出的最早提出的DNADNA復(fù)制模型有三種；復(fù)制模型有三種；1 1、全保留復(fù)制：、全保留復(fù)制：新復(fù)制出的

2、分子直接形成，新復(fù)制出的分子直接形成，完全沒有舊的部分；完全沒有舊的部分；復(fù)制一次復(fù)制一次親代親代DNA子代子代DNA一、對一、對DNADNA復(fù)制的推測復(fù)制的推測2 2、半保留復(fù)制：、半保留復(fù)制：形成的形成的DNADNA分子一半是新的，分子一半是新的，一半是舊的；一半是舊的；復(fù)制一次復(fù)制一次 3 3、分散復(fù)制（彌散復(fù)制）：、分散復(fù)制（彌散復(fù)制）：新復(fù)制的分子中新復(fù)制的分子中新舊都有，但分配是隨機組合的；新舊都有，但分配是隨機組合的；復(fù)制一次復(fù)制一次2、如果要你來設(shè)計實驗，你認(rèn)為最基本的思路是什么？、如果要你來設(shè)計實驗，你認(rèn)為最基本的思路是什么？ 把復(fù)制的單鏈和原來的鏈做上標(biāo)記，然后觀察它把復(fù)制

3、的單鏈和原來的鏈做上標(biāo)記，然后觀察它在新在新DNA中出現(xiàn)的情況。中出現(xiàn)的情況。1、這些觀點各有不同，如何來證明哪個觀點是正確的？、這些觀點各有不同，如何來證明哪個觀點是正確的？只能用實驗來證明。只能用實驗來證明。復(fù)制一次復(fù)制一次沃森和克里克推測是半保留復(fù)制模型沃森和克里克推測是半保留復(fù)制模型探究探究DNADNA分子復(fù)制方式分子復(fù)制方式實驗設(shè)計實驗設(shè)計關(guān)鍵關(guān)鍵區(qū)別親子代區(qū)別親子代DNADNA實驗方法實驗方法同位素示蹤法同位素示蹤法1515N N1414N N密度大密度大密度小密度小實驗材料實驗材料大腸桿菌大腸桿菌將大腸桿菌放在將大腸桿菌放在NHNH4 4ClCl培養(yǎng)液培養(yǎng)生長培養(yǎng)液培養(yǎng)生長密度梯

4、度離心法密度梯度離心法二、二、DNADNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)半保留復(fù)制的實驗證據(jù)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分析：分析：1 1、離心處理后，為什么子一代、離心處理后，為什么子一代DNADNA只有雜和鏈帶？只有雜和鏈帶？2 2、子二代、子二代DNADNA出現(xiàn)了輕鏈帶和雜出現(xiàn)了輕鏈帶和雜和鏈帶，說明了什么？和鏈帶，說明了什么？DNA半保留復(fù)制半保留復(fù)制 一個一個DNADNA分子復(fù)制分子復(fù)制幾代后的情況如何？幾代后的情況如何？ 因因DNADNA

5、復(fù)制采用半保留的方式，復(fù)制采用半保留的方式，所以一個所以一個DNADNA分子經(jīng)幾代復(fù)制后的所分子經(jīng)幾代復(fù)制后的所有有DNADNA中，只有兩個中，只有兩個DNADNA分子含有原分子含有原DNADNA鏈。但所有鏈。但所有DNADNA與原與原DNADNA所帶的信所帶的信息（脫氧核苷酸的排列序）完全相息（脫氧核苷酸的排列序）完全相同。（變異除外）同。（變異除外） 第一代第一代第二代第二代第三代第三代第四代第四代無論無論DNA復(fù)制多少次，含有原來母鏈的復(fù)制多少次，含有原來母鏈的DNA分子永遠(yuǎn)分子永遠(yuǎn)只有兩條只有兩條思維拓展思維拓展) )復(fù)制復(fù)制n n次后次后DNADNA個數(shù)個數(shù): :2n（n=復(fù)制次數(shù)）

6、復(fù)制次數(shù)）2 2）含母鏈的）含母鏈的DNADNA數(shù)量比例數(shù)量比例22將將 15N標(biāo)記的標(biāo)記的DNA分子放在分子放在 14N 的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，的培養(yǎng)基上培養(yǎng)， 經(jīng)過經(jīng)過3次復(fù)制，在所形成的子代次復(fù)制，在所形成的子代 DNA中，含中，含15N 的的DNA占總數(shù)的比例和含占總數(shù)的比例和含15N的的脫氧核苷酸鏈脫氧核苷酸鏈占總數(shù)的占總數(shù)的比例各為（比例各為（ ）和（）和（ ）A1/16Bl8C14D12子一代子一代子二代子二代親代親代子三代子三代CB三、三、DNADNA復(fù)制的過程復(fù)制的過程1.1.DNA分子復(fù)制的概念?2.2.DNA分子復(fù)制過程怎么進行?3.3.DNA分子復(fù)制過程需要哪些條件?4.4.

7、DNA分子復(fù)制過程有何特點?5.5.DNA分子復(fù)制有何生物學(xué)意義?1.1.概念：概念：2.2.時間時間： 是指以親代是指以親代DNADNA為模板，為模板，合成子代合成子代DNADNA的過程。的過程。 細(xì)胞有絲分裂的間期、細(xì)胞有絲分裂的間期、無絲分裂之前和減數(shù)第一次無絲分裂之前和減數(shù)第一次分裂的間期分裂的間期3.3.場所：場所： 細(xì)胞核細(xì)胞核( (主要主要場所場所) ).解旋解旋合成子鏈（配對、聚合）合成子鏈（配對、聚合）形成子代形成子代DNADNA閱讀閱讀P54P54，思考：，思考：DNADNA的復(fù)制過程包括哪幾個的復(fù)制過程包括哪幾個主要環(huán)節(jié)？主要環(huán)節(jié)？ .在解旋酶的作用下，雙鏈螺旋的在解旋酶

8、的作用下，雙鏈螺旋的DNADNA打打開氫鍵，解開成為兩條單鏈，每條單鏈開氫鍵，解開成為兩條單鏈，每條單鏈均作為模板合成新的均作為模板合成新的DNADNA。DNADNA分子復(fù)制的過程分子復(fù)制的過程 以二條母鏈為模板，四種脫氧核苷酸為以二條母鏈為模板，四種脫氧核苷酸為原料，按堿基互補配對原則合成為兩條原料，按堿基互補配對原則合成為兩條新的子鏈。新的子鏈。一條母鏈和一條子鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)，一條母鏈和一條子鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)，形成新的形成新的DNADNA分子。分子。解旋：解旋： 合成：合成：復(fù)旋：復(fù)旋：解旋以母鏈為模板進行堿基配對形成的兩個新的DNA分子子鏈母鏈DNADNA的復(fù)制過程圖解的復(fù)制過程圖

9、解三、三、DNADNA分子復(fù)制的過程及其特點分子復(fù)制的過程及其特點1. 1.場所：場所：2.2.時間：時間：3.3.條件條件4 4、DNADNA分子復(fù)制分子復(fù)制時需何條件？時需何條件？ 模板：親代模板：親代DNADNA的兩條母鏈；的兩條母鏈； 原料：原料：4 4種脫氧核苷酸：種脫氧核苷酸： 能量：能量：ATP;ATP; 酶酶 ：DNADNA解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合酶等。聚合酶等。5.DNA5.DNA分子復(fù)制的特點分子復(fù)制的特點: :邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制 半保留復(fù)制半保留復(fù)制 6.DNA6.DNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因準(zhǔn)確復(fù)制的原因? ? DNADNA具有獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，具有獨特的雙螺旋結(jié)

10、構(gòu)，能為復(fù)制提供模板。能為復(fù)制提供模板。 堿基具有互補配對的能力，堿基具有互補配對的能力，能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無誤。能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無誤。7 7、DNADNA分子的復(fù)制實質(zhì)分子的復(fù)制實質(zhì)( (意義意義) )？ DNA DNA通過復(fù)制，使遺傳信息從親代傳通過復(fù)制，使遺傳信息從親代傳給了子代，從而保證了物種的相對穩(wěn)性，給了子代，從而保證了物種的相對穩(wěn)性，保持了遺傳信息的連續(xù)性，使得種族得以保持了遺傳信息的連續(xù)性，使得種族得以延續(xù)。延續(xù)。時間：時間： 有絲分裂分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期有絲分裂分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期過程：過程：解旋解旋合成子鏈合成子鏈模板：模板： 親代親代DNADNA提供提供

11、原料：原料：原則：原則：條件：條件：游離的脫氧核苷酸游離的脫氧核苷酸堿基互補配對原則堿基互補配對原則能量能量: :酶酶: :特點：特點：邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制半保留復(fù)制半保留復(fù)制意義：意義： 保持前后代遺傳信息的連續(xù)性保持前后代遺傳信息的連續(xù)性復(fù)旋復(fù)旋DNADNA的復(fù)制課堂小結(jié)的復(fù)制課堂小結(jié)ATP解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶根據(jù)半保留復(fù)制和堿基互補配對原則根據(jù)半保留復(fù)制和堿基互補配對原則與復(fù)制有關(guān)的堿基計算與復(fù)制有關(guān)的堿基計算一個一個DNA連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n次后，共有多少個次后，共有多少個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

12、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：所用知識為解析：所用知識為“半保留復(fù)制半保留復(fù)制”和和“堿基互補配對原則堿基互補配對原則”，并圖示，并圖示分析。分析。ATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT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：一個一個DNA連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n次后，共有次后，共有2n個個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條條一個一

13、個DNA的堿基的堿基A（T、G、C）占堿基總數(shù)的）占堿基總數(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？）多少個？因為因為A=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 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=？每兩條新鏈所必需的鳥嘌呤（？每兩條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D

14、NA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%）。）。課堂練習(xí)課堂練習(xí) 1 1、1 1個個DNADNA分子經(jīng)過分子經(jīng)過4 4次復(fù)制，形成次復(fù)制，形成1616個個DNADNA分子，其中含有最初分子，其中含有最初DNADNA分子長鏈的分子長鏈的DNADNA分子有分子有（

15、 ） A. 2A. 2個個 B. 8B. 8個個 C. 16C. 16個個 D. 32D. 32個個 2 2、DNADNA分子的復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞有絲分裂的分子的復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞有絲分裂的（ ） 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. 分裂間期分裂間期 3 3、下列關(guān)于、下列關(guān)于DNADNA復(fù)制的說法，其中不正確的是（復(fù)制的說法，其中不正確的是（ ） A. DNAA. DNA復(fù)制過程中需要酶的催化復(fù)制過程中需要酶的催化 B. DNAB. DNA復(fù)制過程中需要的能量直接由糖類提供復(fù)制過程中需要的能量直接由糖類提供 C. DNA C. DNA

16、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)制過程中兩條母鏈均可作模板復(fù)制過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)復(fù)制為模板，經(jīng)復(fù)制后的子鏈?zhǔn)牵ê蟮淖渔準(zhǔn)牵?） A. “A. “T TA AG G” B. “B. “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來供給這種細(xì)菌，于是該細(xì)菌便來供給這種細(xì)菌，于是該細(xì)菌便用用1414N N來合成來合成DNADNA，假設(shè)細(xì)菌

17、連續(xù)分裂，假設(shè)細(xì)菌連續(xù)分裂三次產(chǎn)生了八個新個體，它們中含三次產(chǎn)生了八個新個體，它們中含1414N N鏈鏈的的DNA與與1 51 5N N鏈的鏈的DNA比例是比例是（ ） A A、4 4：1 B1 B、2 2：1 1 C C、1 1：1 D1 D、3 3：1 1 A A6 6、在氮源為、在氮源為1414N N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNADNA分子均為分子均為1414N-DNAN-DNA（對照）；在氮源為（對照）；在氮源為1515N N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其其DNADNA分子均為分子均為1515N-DNAN-DNA（親代）。將親代大

18、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，請分析：分離得到的結(jié)果如下表所示，請分析： 對照對照親代親代I IIIII輕鏈輕鏈1414N-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）由實驗結(jié)果可以推出第一代（）由實驗結(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

19、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)菌的培養(yǎng)基上繁殖一代，將所得到的細(xì)菌的的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）上述實驗表明）上述實驗表明DNADNA分子復(fù)制的特點是分子復(fù)制的特點是 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)制過程的正確順序是復(fù)制過程的正確順序是（ ） 互補堿基對之間氫鍵斷裂互補

20、堿基對之間氫鍵斷裂 互補堿互補堿基對之間形成氫鍵基對之間形成氫鍵 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行堿以解旋后的母鏈為模板進行堿基互補配對基互補配對 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. C. C. D. D.D D 8 8DNADNA分子的雙鏈在復(fù)制時解旋，這時下述分子的雙鏈在復(fù)制時解旋，這時下述哪一對堿基從氫鍵連接處分開（哪一對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 A1010、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 期進行的。復(fù)制是指以期進行的。復(fù)制是指以 為模板為模板來合成來合成 的過程。復(fù)制特點是的過程。復(fù)制特點是 復(fù)制復(fù)制過程必需以過程必需以 為模板、為模板、 為原料、為原料、 提提供能量、供能量、 的催