高中生物必修二課件9：3-3 DNA的復(fù)制

DNA的復(fù)制DNA的復(fù)制概念：DNA的復(fù)制就是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。（1DNA→2DNA）新產(chǎn)生的DNA分子是一個全新的DNA分子嗎？1953年，美國生物學(xué)家沃森和英國物理學(xué)家克里克憑借DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型獲得諾貝爾獎。最早提出的DNA復(fù)制模型有三種: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；2、半保留復(fù)制：形成的分子一半是新的，一半是舊的；復(fù)制一次復(fù)制一次一、對DNA分子復(fù)制的推測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)組合的復(fù)制一次親代DNA分子半保留復(fù)制親代DNA分子全保留復(fù)制半保留復(fù)制全保留復(fù)制如何需要區(qū)分親代和子代的DNA？二、DNA復(fù)制的實(shí)驗(yàn)研究1958年，科學(xué)家設(shè)計實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)材料：大腸桿菌實(shí)驗(yàn)方法：同位素示蹤法、密度梯度離心

15N14N二、DNA復(fù)制的實(shí)驗(yàn)研究1958年，科學(xué)家設(shè)計實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)材料：大腸桿菌實(shí)驗(yàn)方法：同位素示蹤法、密度梯度離心

15N14N二、DNA復(fù)制的實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)思路：①用放射性同位素標(biāo)記DNA分子的兩條鏈②控制DNA分子在非放射性同位素環(huán)境下復(fù)制一次③將復(fù)制得到的子代DNA分子離心使其分離④觀察出現(xiàn)的DNA種類和在試管中的分布位置親代DNA分子親代：15N/15N-DNA(全部)子一代：15N/14N-DNA(全部)

子二代：15N/14N-DNA(1/2)

14N/14N-DNA(1/2)親代DNA分子親代：15N/15N-DNA(全部)子一代：15N/14N-DNA(全部)

子二代：15N/14N-DNA(1/2)

14N/14N-DNA(1/2)親代DNA分子重帶(下部)15N//15N中帶(中間)15N//14N輕帶(上部)14N//14N中帶(中間)15N//14N若為半保留復(fù)制，密度梯度離心后的結(jié)果親代DNA分子親代：15N/15N-DNA(全部)子一代：15N/15N-DNA(1/2)14N/14N-DNA(1/2)

子二代：15N/15N-DNA(1/4)

14N/14N-DNA(3/4)親代DNA分子親代：15N/15N-DNA(全部)子一代：15N/15N-DNA(1/2)14N/14N-DNA(1/2)

子二代：15N/15N-DNA(1/4)

14N/14N-DNA(3/4)親代DNA分子重帶(下部)15N//15N輕帶(上部)14N//14N重帶(下部)15N//15N輕帶(上部)14N//14N重帶(下部)15N//15N若為全保留復(fù)制，密度梯度離心后的結(jié)果二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)重帶(下部)15N//15N中帶(中間)15N//14N輕帶(上部)14N//14N中帶(中間)15N//14N實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的三、DNA的復(fù)制過程DNA分子結(jié)構(gòu)(片斷)三、DNA的復(fù)制過程DNA分子結(jié)構(gòu)(片斷)1.解旋DNA分子利用細(xì)胞提供的能量，在解旋酶的作用下，使得DNA雙鏈的氫鍵斷裂，使得螺旋結(jié)構(gòu)的DNA雙鏈解開。堿基互補(bǔ)配對形成兩個新的DNA分子DNA聚合酶：用于連接兩個脫氧核苷酸中間的磷酸二酯鍵。DNA連接酶：用于連接兩個DNA片段間的磷酸二酯鍵。母鏈子

鏈母鏈模板：兩條鏈中的每一條(母鏈)四種游離脫氧核苷酸ATPDNA解旋酶、DNA聚合酶、DNA連接酶等酶：能量：原料：四、DNA的復(fù)制條件DNA的復(fù)制意義:將遺傳信息從親代傳遞給子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。邊解旋、邊復(fù)制半保留復(fù)制特點(diǎn):復(fù)制特點(diǎn)所需條件復(fù)制場所復(fù)制時間復(fù)制過程DNA的復(fù)制小結(jié)有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂之前的間期①半保留復(fù)制②邊解旋邊復(fù)制模板，原料，能量，酶

（DNA解旋酶，DNA聚合酶）主要是細(xì)胞核中，線粒體，葉綠體中也可解旋--配對--聚合連接--復(fù)旋DNA復(fù)制一代得DNA個DNA復(fù)制兩代得DNA個DNA復(fù)制三代得DNA個DNA復(fù)制n代得DNA個2482n推導(dǎo)：復(fù)制n代具有子鏈2n+1－2條四、DNA分子復(fù)制中的計算(一)1條完全被15N標(biāo)記的DNA,在14N環(huán)境中進(jìn)行復(fù)制。1、經(jīng)過1次復(fù)制，含15N的DNA占總DNA數(shù)比值？含14N的DNA占總DNA數(shù)比值？含15N的脫氧核甘酸鏈占總脫氧核甘酸鏈數(shù)比值？含14N的脫氧核甘酸鏈占總脫氧核甘酸鏈數(shù)比值？100%100%1/21/22、經(jīng)過2次復(fù)制，含15N的DNA占總DNA數(shù)比值？含14N的DNA占總DNA數(shù)比值？含15N的脫氧核甘酸鏈占總脫氧核甘酸鏈數(shù)比值？含14N的脫氧核甘酸鏈占總脫氧核甘酸鏈數(shù)比值？1/2(一)1條完全被15N標(biāo)記的DNA,在14N環(huán)境中進(jìn)行復(fù)制。100%1/43/43、經(jīng)過N次復(fù)制，含15N的DNA占總DNA數(shù)比值？含14N的DNA占總DNA數(shù)比值？含15N的脫氧核甘酸鏈占總脫氧核甘酸鏈數(shù)比值？含14N的脫氧核甘酸鏈占總脫氧核甘酸鏈數(shù)比值？(一)1條完全被15N標(biāo)記的DNA,在14N環(huán)境中進(jìn)行復(fù)制。2/2n=1/2n-1100%1/2n1-1/2n一個DNA分子復(fù)制n次，則：（1）DNA分子數(shù)子代DNA分子數(shù)=含有親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)=不含親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)=2n22n-2一個DNA分子復(fù)制n次，則：（2）脫氧核苷酸鏈數(shù)子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)=含有親代脫氧核苷酸鏈數(shù)=新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)=2n+122n+1-2一個DNA分子復(fù)制n次，則：（3）消耗的脫氧核苷酸數(shù)若親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸數(shù)=第n次復(fù)制需該脫氧核苷酸數(shù)=2n個DNA分子中該脫氧核苷酸數(shù)-2n-1個DNA中該脫氧核苷酸數(shù)=m.2n-m.2n-1=m.(2n-2n-1)=m.2n-1m（2n-1）具有100個堿基對的1個DNA分子區(qū)段，內(nèi)含40個胸腺嘧啶，如果連續(xù)復(fù)制兩次，則需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸________總結(jié)：若某DNA分子含某堿基x個，則該DNA分子進(jìn)行n次復(fù)制，需含該堿基的脫氧核苷酸分子數(shù)=(2n-1)x（4）DNA復(fù)制所需堿基數(shù)180例1.某雙鏈DNA分子，經(jīng)3次復(fù)制后所得到的第四代DNA分子中，含有原親代DNA鏈的分子數(shù)是（）

A.1 B.2

C.3D.4B結(jié)論：不論復(fù)制多少代含有母鏈的只有兩條。典型例題例2.具有100個堿基對的1個DNA分子區(qū)段，內(nèi)含40個胸腺嘧啶，如果連續(xù)復(fù)制兩次，則需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)（）

A.60個B.80個

C.20個D.180個D例3.把培養(yǎng)在含輕氮（14N）環(huán)境中的細(xì)菌，轉(zhuǎn)移到含重氮（15N）環(huán)境中培養(yǎng)相當(dāng)于復(fù)制一次，然后放回原來的環(huán)境中培養(yǎng)相當(dāng)于連續(xù)復(fù)制兩次，細(xì)菌DNA組成分析表明（）A.3/4輕氮型，1/4重氮型 B.3/4輕氮型，1/4中間型C.全部中間型 D.全部輕氮型B例1.某雙鏈DNA分子，經(jīng)3次復(fù)制后所得到的第四代DNA分子中，含有原親代DNA鏈的分子數(shù)是（）

A.1 B.2

C.3D.4B結(jié)論：不論復(fù)制多少代含有母鏈的只有兩條。典型例題一個DNA分子復(fù)制n次，則：（3）消耗的脫氧核苷酸數(shù)若親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸數(shù)=第n次復(fù)制需該脫氧核苷酸數(shù)=2n個DNA分子中該脫氧核苷酸數(shù)-2n-1個DNA中該脫氧核苷酸數(shù)=m.2n-m.2n-1=m.(2n-2n-1)=m.2n-1m（2n-1）半保留復(fù)制全保留復(fù)制如何需要區(qū)分親代和子代的DNA？親代DNA分子半保留復(fù)制DNA的復(fù)制概念：DNA的復(fù)制就是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。（1DNA→2DNA）新產(chǎn)生的DNA分子是一個全新的DNA分子嗎？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)組合的復(fù)制一次半保留復(fù)制