DNA的半保留復(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)全保留復(fù)制全保留復(fù)制半保留復(fù)制半保留復(fù)制彌散型復(fù)制彌散型復(fù)制1 1、這些觀點(diǎn)各有不同，如何來證明哪個(gè)觀點(diǎn)是正確的？、這些觀點(diǎn)各有不同，如何來證明哪個(gè)觀點(diǎn)是正確的？2 2、DNADNA分子肉眼是看不到的，如何才能分辨分子肉眼是看不到的，如何才能分辨DNADNA呢？如呢？如果要你來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為最基本的思路是什么？果要你來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為最基本的思路是什么？一：對(duì)一：對(duì)DNA分子復(fù)制的推測(cè)：分子復(fù)制的推測(cè)：半保留復(fù)制模型半保留復(fù)制模型沃森和克里克沃森和克里克認(rèn)為認(rèn)為：原有原有DNA分子的兩分子的兩條單鏈會(huì)條單鏈會(huì)分開分開，每，每一條單鏈各作為一

2、一條單鏈各作為一個(gè)模板用來復(fù)制新個(gè)模板用來復(fù)制新的單鏈，所以的單鏈，所以新合新合成的成的DNA分子中有分子中有一條舊鏈和一條新一條舊鏈和一條新鏈。鏈。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生活動(dòng)：二、二、DNA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) 自學(xué)思考以下問題：自學(xué)思考以下問題： 1、大腸桿菌首先放在什么培養(yǎng)基中培養(yǎng)、大腸桿菌首先放在什么培養(yǎng)基中培養(yǎng)的？的？ 2、然后轉(zhuǎn)移到什么培養(yǎng)基中培養(yǎng)的？、然后轉(zhuǎn)移到什么培養(yǎng)基中培養(yǎng)的？ 3、如果是半保留復(fù)制，離心后應(yīng)該出現(xiàn)、如果是半保留復(fù)制，離心后應(yīng)該出現(xiàn)幾條帶？幾條帶？ 4、三條帶離心后在試管中的分布如何？、三條帶離心后在試管中的分布如何？ 5、實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？、實(shí)驗(yàn)結(jié)

3、論是什么？大腸桿菌大腸桿菌在在15N的的培養(yǎng)液中培養(yǎng)液中培養(yǎng)培養(yǎng)若干若干代代提取提取DNA離心離心轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移到14N的培的培養(yǎng)液中養(yǎng)液中提取提取DNA離心離心提取提取DNA離心離心細(xì)胞分裂一次細(xì)胞分裂一次第第二二代代第第一一代代一條帶，重帶一條帶，重帶一條帶，中帶一條帶，中帶兩條帶，中帶和輕帶兩條帶，中帶和輕帶細(xì)胞分裂兩次細(xì)胞分裂兩次15N/15N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA 14N/14N-DNA15N/15N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA14N/14N-DNA14N第一代第一代第二代第二代大腸桿菌大腸

4、桿菌該實(shí)驗(yàn)證明了：該實(shí)驗(yàn)證明了：DNA的半保留復(fù)制的半保留復(fù)制三、三、DNADNA分子復(fù)制的過程分子復(fù)制的過程回憶前面所學(xué)的內(nèi)容：回憶前面所學(xué)的內(nèi)容：1 1、真核細(xì)胞中，、真核細(xì)胞中，DNADNA分布在哪里？分布在哪里？2 2、在哪些內(nèi)容中涉及到、在哪些內(nèi)容中涉及到“DNADNA分子的復(fù)制分子的復(fù)制”？什么時(shí)候完成什么時(shí)候完成DNADNA的復(fù)制？的復(fù)制？1 1、DNADNA復(fù)制的場(chǎng)所：復(fù)制的場(chǎng)所：2 2、DNADNA復(fù)制的時(shí)間：復(fù)制的時(shí)間：細(xì)胞核（主要）、線粒體、細(xì)胞核（主要）、線粒體、葉綠體葉綠體有絲分裂間期、有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂間期減數(shù)第一次分裂間期4 4 、DNADNA復(fù)制的條件

5、：復(fù)制的條件：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聚合酶聚合酶等等3 3 、DNADNA復(fù)制的過程：復(fù)制的過程：解旋提供準(zhǔn)確模板解旋提供準(zhǔn)確模板合成互補(bǔ)子鏈合成互補(bǔ)子鏈子、母鏈結(jié)合盤繞形成新子、母鏈結(jié)合盤繞形成新DNADNA分子分子 5 5、DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)是什么？復(fù)制的特點(diǎn)是什么？半保留復(fù)制半保留復(fù)制邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制從結(jié)果看：從結(jié)果看：從過程看：從過程看：ATCGATAGCTATCGATAGCTTAGCTATCGA6 6、DNADNA復(fù)制

6、的結(jié)果：復(fù)制的結(jié)果：1 1個(gè)個(gè)DNADNA分子分子 2 2個(gè)完全相同的個(gè)完全相同的DNADNA分子分子( (堿基排列順序相同堿基排列順序相同) )DNA分子復(fù)制的生物學(xué)意義？分子復(fù)制的生物學(xué)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，從而保持了遺傳信息的給了子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性連續(xù)性。 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)制提供精確的模板。能為復(fù)制提供精確的模板。堿基具有互補(bǔ)配對(duì)的能力，堿基具有互補(bǔ)配對(duì)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。根據(jù)半保留復(fù)制和堿基互補(bǔ)

7、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1、與、與DNA復(fù)制有關(guān)的堿基計(jì)算復(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。ATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT連續(xù)第

8、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1、概念：、概念：2、場(chǎng)所：、場(chǎng)所：3、時(shí)期：、時(shí)期：4、條件、條件5、復(fù)制、復(fù)制過程過程：6、復(fù)制特點(diǎn)復(fù)制特點(diǎn)：7、復(fù)制的結(jié)果：、復(fù)制的結(jié)果：8、復(fù)制的精確性：、復(fù)制的精確性：9、復(fù)制的生物學(xué)意義：、復(fù)制的生物學(xué)意義： 課堂小結(jié)：課堂小結(jié)：模板：模板： 原料：原料： 能量：能量： 酶：酶： 以親代以親代DNADNA分子為模板合成子代分子為模板合成子代DN

9、ADNA分子的過程分子的過程細(xì)胞核（主要）、線粒體、葉綠體細(xì)胞核（主要）、線粒體、葉綠體有絲分裂間期和減數(shù)分裂第一次分裂間期有絲分裂間期和減數(shù)分裂第一次分裂間期解旋解旋合成合成延伸和盤繞延伸和盤繞邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制1 1個(gè)個(gè)DNADNA分子分子 2 2個(gè)完全相同的個(gè)完全相同的DNADNA分子分子規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)和堿基互補(bǔ)配對(duì)原則規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)和堿基互補(bǔ)配對(duì)原則使遺傳信息從親代傳給子代，保證了遺傳信息使遺傳信息從親代傳給子代，保證了遺傳信息的連續(xù)性。的連續(xù)性。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

10、解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶等聚合酶等含有含有3232P P或或3131P P的磷酸，兩者化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，都可的磷酸，兩者化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，都可參與參與DNADNA的組的組成，但成，但3232P P比比3131P P質(zhì)量大。現(xiàn)將某哺乳動(dòng)物的體細(xì)胞放在含有質(zhì)量大。現(xiàn)將某哺乳動(dòng)物的體細(xì)胞放在含有3131P P磷磷酸的培養(yǎng)基中，連續(xù)培養(yǎng)數(shù)代后得到酸的培養(yǎng)基中，連續(xù)培養(yǎng)數(shù)代后得到G G0 0代細(xì)胞。然后將代細(xì)胞。然后將G G0 0代細(xì)胞代細(xì)胞移到含有移到含有3232P P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過第的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過第1 1、2 2次細(xì)胞分裂后，分別次細(xì)胞分裂后，分別得到得到G G1 1、G G2

11、 2代細(xì)胞。再?gòu)拇?xì)胞。再?gòu)腉 G0 0、G G1 1、G G2 2代細(xì)胞中提取出代細(xì)胞中提取出DNADNA，經(jīng)密度，經(jīng)密度剃度離心后得到的結(jié)果如圖所示，由于剃度離心后得到的結(jié)果如圖所示，由于DNADNA分子的質(zhì)量不同，因分子的質(zhì)量不同，因此在離心管內(nèi)的分布不同。若此在離心管內(nèi)的分布不同。若、分別代表輕型、中型、分別代表輕型、中型、重型重型DNADNA分子的位置，請(qǐng)回答：分子的位置，請(qǐng)回答：、G G0 0、G G1 1、G G2 2三代三代DNADNA離心后的試離心后的試管分別是圖中的：管分別是圖中的：G G0 0 、G G1 1 、G G2 2 。 、G G2 2代在代在、三條帶中三條帶中D

12、NADNA數(shù)的比例是數(shù)的比例是 。、圖中、圖中、兩條帶中兩條帶中DNADNA分子所含的同位素磷分別分子所含的同位素磷分別是：是： ， 。、上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了、上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了DNADNA的復(fù)制方式是的復(fù)制方式是 。 ABD0:1:131P31P 和和32P半保留復(fù)制半保留復(fù)制能力提升題能力提升題解旋酶催化解旋酶催化解旋：解旋：模板模板 （在（在DNA聚合酶的催化下，聚合酶的催化下，利用利用游離的脫氧核苷酸進(jìn)行堿基互游離的脫氧核苷酸進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)補(bǔ)配對(duì)）復(fù)制復(fù)制: 以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對(duì)以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對(duì)母鏈（舊鏈）母鏈（舊鏈）子鏈（新鏈）子鏈（新鏈）復(fù)制后的復(fù)制后的DNA:同時(shí)進(jìn)行

13、同時(shí)進(jìn)行組成組成復(fù)制過程復(fù)制過程 在在ATPATP供能、解旋酶的作用下，供能、解旋酶的作用下，DNADNA兩條脫氧兩條脫氧核苷酸鏈配對(duì)的堿基從氫鍵處斷裂，核苷酸鏈配對(duì)的堿基從氫鍵處斷裂，雙螺旋的兩雙螺旋的兩條鏈解開的過程。條鏈解開的過程。 目的：為復(fù)制提供準(zhǔn)確的模板，解開的兩目的：為復(fù)制提供準(zhǔn)確的模板，解開的兩條單鏈叫母鏈。條單鏈叫母鏈。什么叫解旋？解旋的目什么叫解旋？解旋的目的是什么？的是什么？ 什么叫什么叫“子鏈子鏈”?復(fù)制復(fù)制一次能形成幾條鏈？一次能形成幾條鏈？ 以母鏈為模板，以周圍環(huán)境中游離的以母鏈為模板，以周圍環(huán)境中游離的4 4種脫氧核苷酸種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，在有關(guān)酶的作用下，各為原料，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，在有關(guān)酶的作用下，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一段子鏈，復(fù)制一次形成子鏈兩條。自合成與母鏈互補(bǔ)的一段子鏈，復(fù)制一次形成子鏈兩條。三、三、DNADNA分子的復(fù)制分子的復(fù)制AAATTTGGGGCCCATCDNA平面模式圖DNA復(fù)制過程AAATTTGGGGCCCATCAGCTCGT游離的游離的脫氧核苷酸脫氧核苷酸與復(fù)制與復(fù)制有關(guān)的酶有關(guān)的酶注意，此處注意，此處氫鍵將被打開！氫鍵將被打開！AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT在酶的催化下在酶的催化下氫鍵已被打開氫鍵已被打開DNA分子利用細(xì)胞提供的，在的作用下，把兩條扭成螺旋的雙鏈解開，這個(gè)過程叫解