1、第三章基因的本质 第3节DNA的复制,复习：1.DNA分子具有特殊的空间结构，也就是具有规则的（ ）结构。2. 碱基互补配对原则：A与（ ）；G与（ ）两条链上的碱基通过（ ）连接。,双螺旋,T,C,氢键,一、最早提出的DNA复制模型有三种；,一、对DNA复制的推测,1、全保留复制：新复制出 的分子直接形成，完全 没有旧的部分；,2、半保留复制：形成的分子 一半是新的，一半是旧的；,3、分散复制：新复制的分子 中新旧都有，但分配是随 机组合的；,沃森和克里克推测是半保留复制模型,亲代DNA,子代DNA,请同学思考下列问题：,子一代,子二代,亲 代,原有DNA分子的两条单链会分开，各作为模板来复
2、制新的单链，所以新合成的DNA分子中有一条旧链和一条新链。,沃森和克里克认为：,沃森和克里克的半保留复制假说：,1958年,利用15N标记大肠杆菌DNA.实验过程： （a）大肠杆菌在以15NH4Cl 为唯一氮源的培养基中 连续培养几代，使所有DNA分子标记上15N； 将一部分细菌的DNA分离，进行梯度离心（b）将标记的大肠杆菌转移到普通培养基（14N）中培养； （c）分别取完成一次细胞分裂的细菌和完成两次细胞 分裂的细菌，将细菌中的DNA分离出来，进行密度 梯度离心并分析 注意：含15N的DNA与含14N的DNA密度不同，离心后分层。,若DNA是半保留复制的，那么离心后应出现三条DNA带:,重
3、带 中带 轻带,二、DNA半保留复制的实验证据,实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的,二、DNA半保留复制的实验证据,DNA的复制 在DNA聚合酶的作用下，以亲代DNA为模板，合成子代DNA的过程。,一.复 制 时 间:在细胞有丝分裂的间期、 减数分裂第一次分裂前的间期。,二.复制场所:细胞核（主要）、 线粒体、叶绿体。 三.复制过程(三步)解旋延伸合成（复制）螺旋,解旋酶催化（氢键断裂）,1解旋：,模板,并在配对碱基间形成氢键(DNA聚合酶）,2复制:,以母链为模板进行碱基配对,一条母链（旧链）一条子链（新链）,3复制后的DNA盘成双螺旋,同时进行,DNA分子的复制过程,DNA分子利
4、用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，使得DNA双链的氢键断裂，这样使得螺旋结构的DNA双链解开。DNA分子的双链象拉链一样被拉开,1.图中一、二、三表示DNA复制的过程一表示_，这一过程中，DNA分子在_的作用下，两条扭成螺旋的长链开始_。二表示_ 。每条母链在一些_ _的作用下，链上的碱基按照_与周围环境中游离的_来配对.三表示_。,解旋,解旋酶,以母链为模板进行碱基配对,解开,DNA聚合酶,碱基互补配对原则,脱氧核苷酸,形成两个新的DNA分子,(五)复制的特点：1. DNA分子是边解旋边复制的；2. 半保留复制；3. 多起点复制,(四)复制的条件：1. 模板： 亲代DNA分子的两条链分别作
5、为模板；2. 原料： 细胞中4种游离的脱氧核苷酸3 .能量：ATP 4. 酶：解旋酶、 DNA聚合酶等,边解旋复制,半保留复制,多起点复制,复制过程:,有人认为DNA复制就复印材料一样，一张材料复印一次,也可以得到两张相同的材料。这种说法对不对，为什么？,1DNA2DNA单链（母）（母十子）（母十子） 子 DNA 子DNA2DNA,与复印材料不同，因为DNA分子的复制结果并没有形成一个完整的新的DNA分子，而是形成了一半新、一半旧的两个DNA分子，并且原来的旧的DNA也不存在。,六、复制的结果：,1个DNA分子,七、复制的精确性：,规则的双螺旋结构和碱基互补配对原则,两个完全相同的DNA分子,
6、受外界各种因素的影响，DNA复制也可能发生差错，这是生物遗传和变异的物质基础和根本原因。,八、(了解)复制的“差错性”：,九.复制的意义,资料:人类基因组共有碱基31.6亿对, 经过体内复制后只有10 的错误率。,-9,一个亲代DNA连续复制n次后子代中：,与DNA复制有关的计算,DNA分子数=,2n,脱氧核苷酸链数=,2n+1,其中：母链数=,新链数=,2,2n+1 2,连续第一次复制,连续第二次复制,连续第n次复制,含有母链的子代DNA数永远是2,规律一：,含有新链的子代DNA数是2n,不含母链的子代DNA数是2n 2,其中：,将 N标记的DNA分子放在 N 的培养基上培养， 经过3次复制
7、，在所形成的子代 DNA中，含 N的DNA占总数是（ ）A1/16Bl8C14D12,15,14,15,规律2：一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸（或碱基）数为a个,经 n 次复制后，所需该种游离的脱氧核苷酸（或碱基）数为：游离的脱氧核苷酸数=a (2n1)规律3：一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸（或碱基）数为a个,第 n 次复制，所需该种游离的脱氧核苷酸（或碱基）数为： ：游离的脱氧核苷酸数=a 2n-1,具有100个碱基对的一个DNA分子片段，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制两次。则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸（ ）A60个 B80个 C120个 D180个,D,某双链DNA分子共含有碱基1
8、400个，其中一条链上（A+T）/（C+G）=2:5，问该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶的数目（ ）。 A.300个 B.400个 C.600个 D.1200个,C,解析根据题中一条链上（A+T）/（C+G）=2:5，可求出胸腺嘧啶在双链DNA分子中的数目，即由（A+T）/（G+C）=2:5，可知（A+T）/（A+T+G+C）=2/7，而A+T+G+C=1400，则可知A+T=400，在双链中有A=T，所以T=200。根据上述结论将200代入公式为：200（22-1）=600个。,假定该大肠杆菌含14N的DNA的相对分子质量为a，若将其长期培养在含15N的培养基中，便得到含15N的D
9、NA，相对分子质量为b。现将含15N的DNA大肠杆菌再培养在含14N的培养基中. 子一代DNA的相对分子质量平均为 ， 子二代DNA的相对分子质量平均为 。,1/2(a+b),1/4(3a+b),1.一个DNA分子自我复制后形成两个DNA分子，这两个新的DNA分子（ ）A.分别由两条母链和两条子链形成B.两条母链和两条子链随机结合而成C.分别由一条子链及一条母链结合而成D.一条子链与另一条子链的母链结合,C,评价反馈练习,2DNA分子的半保留复制方式使 A分子结构具有相对稳定性B能精确进行自我复制，保证亲代与子代之 间的 连续性C能够精确地指导蛋白质合成D产生可遗传变异的机会3一个双链DNA分
10、子为第一代，经过3次自我复制，在第四代DNA分子中，共有 条长链有 条第一代脱氧核苷酸的长链 A2 B4 C8 D16,A,D,B,4下列关于DNA复制过程中，正确顺序是 互补碱基对间氢键断裂 互补碱基对之间形成氢键 DNA分子在解旋酶作用下解旋 以母链为模板进行碱基互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋结构 A B C D,C,1.图中一、二、三表示DNA复制的过程一表示_，这一过程中，DNA分子在_的作用下，两条扭成螺旋的长链开始_。二表示_ 。每条母链在一些_ _的作用下，链上的碱基按照_与周围环境中游离的_来配对.三表示_。,解旋,解旋酶,以母链为模板进行碱基配对,解开,DNA聚合酶,碱基互
11、补配对原则,脱氧核苷酸,形成两个新的DNA分子,DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则通过形成氢键，结合到作为模版的单链上。由于新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，,DNA分子的复制小结：,边解旋边复制,解旋酶、聚合酶等,重带,15N/15N-DNA,轻带,14N/14N-DNA,亲代DNA,中带,14N/15N-DNA,第一代DNA,第二代DNA,中带,14N/15N-DNA,大肠杆菌在15N的培养液中培养若干代,第二代,第一代,一条带，重带,一条带，中带,两条带，中带和轻带,15N/15N-DNA,15N/14N-DNA,15N/14N-DNA 14N/14N-DNA,规律1：亲代DNA分子经 n 次复制后，所合成的DNA分子中，DNA分子数，含亲代母链的DNA分子数，不含亲代母链的DNA分子数依次为：,小结：,2n，2，2n-2，,变通：亲代母链与子代DNA链数之比为：含亲代母链的DNA分子数与子代DNA分子数之比为：,2/（2n22）,2/ 2n,
