DNA分子的復(fù)制

1、2021/3/912021/3/92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(jī)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(jī)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2021/3/93. .沃森和克里克推測是半沃森和克里克推測是半保留復(fù)制

2、模型保留復(fù)制模型復(fù)制時(shí)復(fù)制時(shí),DNA,DNA的雙螺旋的雙螺旋解開解開. .互補(bǔ)的堿基間氫鍵斷互補(bǔ)的堿基間氫鍵斷裂裂分開的兩條鏈作為模分開的兩條鏈作為模板板, ,以堿基互補(bǔ)配對的以堿基互補(bǔ)配對的原則合成新的一條鏈原則合成新的一條鏈2021/3/94親代親代DNADNA分子分子復(fù)制復(fù)制1 1次次復(fù)制復(fù)制2 2次次復(fù)制復(fù)制3 3次次22223復(fù)制復(fù)制n n次次2n2021/3/951. 1. 解解 旋；旋； DNADNA分子利用分子利用細(xì)胞提細(xì)胞提供的能量供的能量，在，在解旋酶解旋酶的作的作用下，使得用下，使得DNADNA雙鏈的雙鏈的氫氫鍵斷裂鍵斷裂，這樣使得螺旋結(jié)，這樣使得螺旋結(jié)構(gòu)的構(gòu)的DNADN

3、A雙鏈解開。雙鏈解開。三、三、DNADNA復(fù)制的過程復(fù)制的過程解旋點(diǎn)多個(gè)，且可雙向進(jìn)行，解旋點(diǎn)多個(gè)，且可雙向進(jìn)行，保證保證DNA復(fù)制快速完成。復(fù)制快速完成。2021/3/962. 2. 子鏈的合成子鏈的合成: : 以解開的以解開的每段每段DNADNA鏈鏈（母鏈）為模板（母鏈）為模板，以周圍，以周圍環(huán)境中游離的環(huán)境中游離的脫氧核苷酸脫氧核苷酸為原料，在為原料，在DNADNA聚合酶聚合酶的的作用下，按照堿基互補(bǔ)配作用下，按照堿基互補(bǔ)配對原則，合成與母鏈互補(bǔ)對原則，合成與母鏈互補(bǔ)的子鏈。的子鏈。2021/3/973 3形成兩個(gè)新的形成兩個(gè)新的DNADNA分子分子 復(fù)制出來的子復(fù)制出來的子代代DNAD

4、NA分子，通過細(xì)分子，通過細(xì)胞的分裂，被分配胞的分裂，被分配到子代細(xì)胞中。到子代細(xì)胞中。2021/3/98 一個(gè)一個(gè)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(gè)所以一個(gè)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(gè)中，只有兩個(gè)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） 2021/3/99三、三、DNADNA復(fù)制的

5、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(jìn)行?3.3.DNA分子復(fù)制過程需要哪些條件?4.4.DNA分子復(fù)制過程有何特點(diǎn)?5.5.DNA分子復(fù)制有何生物學(xué)意義?2021/3/9102021/3/9111.1.概念：概念：2.2.時(shí)間時(shí)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、減數(shù)第一次分裂的間期減數(shù)第一次分裂的間期3.3.場所：場所： 細(xì)胞核細(xì)胞核( (主要主要場所場所) )2021/3/9124 4、DNADNA分子復(fù)制分子復(fù)制時(shí)需何條件？時(shí)需何條件？ 模板：親

6、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。2021/3/9135.DNA5.DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)分子復(fù)制的特點(diǎn): :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 2021/3/914 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(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)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(bǔ)配對的能力，堿基具有互補(bǔ)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。2021/3/9157

7、 7、DNADNA分子的復(fù)制實(shí)質(zhì)分子的復(fù)制實(shí)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)。2021/3/916課堂練習(xí)課堂練習(xí) 1 1、1 1個(gè)個(gè)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(gè)個(gè)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（ ） A. 2A. 2個(gè)個(gè) B. 8B. 8個(gè)個(gè) C. 16C. 16個(gè)

8、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2021/3/917 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 分子是邊解旋復(fù)制的分子是邊解旋復(fù)制的 D. DNA

9、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”2021/3/918 5 5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(bǔ)堿基對之間氫鍵斷裂互補(bǔ)堿基對之間氫鍵斷裂 互補(bǔ)堿互補(bǔ)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

10、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)配對基互補(bǔ)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 D2021/3/9196 6DNADNA分子的雙鏈在復(fù)制時(shí)解旋，這時(shí)下述哪一分子的雙鏈在復(fù)制時(shí)解旋，這時(shí)下述哪一對堿基從氫鍵連接處分開（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 7 7DNADNA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

11、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 A2021/3/920 8 8DNADNA分子復(fù)制能準(zhǔn)確無誤地分子復(fù)制能準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行原因是（進(jìn)行原因是（ ） 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)B2021/3/9219 9、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 為為模

12、板來合成模板來合成 的過程。復(fù)制特點(diǎn)是的過程。復(fù)制特點(diǎn)是 。復(fù)制過程必需以復(fù)制過程必需以 為為模板、模板、 為原料、為原料、 提供能量、提供能量、 的的催化等條件，催化等條件， 為為DNADNA的復(fù)制提供的復(fù)制提供精確的模板、并有精確的模板、并有 保證復(fù)制能夠準(zhǔn)保證復(fù)制能夠準(zhǔn)確無誤地完成。一個(gè)親代確無誤地完成。一個(gè)親代DNADNA分子通過復(fù)制形成了分子通過復(fù)制形成了兩個(gè)兩個(gè) ，新形成的，新形成的DNADNA分分子都是既含一條子都是既含一條 鏈、又含一條鏈、又含一條 鏈，因此鏈，因此，稱，稱DNADNA的復(fù)制為的復(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DNAD

13、NA分子分子邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制親代親代DNADNA分子每一條鏈分子每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)配對堿基互補(bǔ)配對結(jié)構(gòu)完全相同的子代結(jié)構(gòu)完全相同的子代DNADNA分子分子母母子子半保留復(fù)制半保留復(fù)制2021/3/922根據(jù)半保留復(fù)制和堿基互補(bǔ)配對原則根據(jù)半保留復(fù)制和堿基互補(bǔ)配對原則與復(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)

14、=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(bǔ)配對原則堿基互補(bǔ)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(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2021/3/923一個(gè)一個(gè)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(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 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