第3章第3節(jié)：DNA的復(fù)制

1、 第三章基因的本質(zhì)第三章基因的本質(zhì)第第3節(jié)節(jié)DNA的復(fù)制的復(fù)制復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)：1.DNA分子具有特殊的空間結(jié)分子具有特殊的空間結(jié)構(gòu)，也就是具有規(guī)則的構(gòu)，也就是具有規(guī)則的（ ）結(jié)構(gòu)。）結(jié)構(gòu)。2. 堿基互補(bǔ)配對(duì)原則：堿基互補(bǔ)配對(duì)原則：A與與（ ）；）；G與（與（ ）兩條鏈上的堿基通過兩條鏈上的堿基通過（ ）連接。）連接。雙螺旋雙螺旋TC氫鍵氫鍵 北京奧運(yùn)會(huì)會(huì)徽中國(guó)印北京奧運(yùn)會(huì)會(huì)徽中國(guó)印 “舞動(dòng)的北京舞動(dòng)的北京”怎樣將這枚會(huì)徽復(fù)制成怎樣將這枚會(huì)徽復(fù)制成兩個(gè)完全一樣的印章？?jī)蓚€(gè)完全一樣的印章？ 何謂復(fù)制？何謂復(fù)制？ 所謂所謂DNA的復(fù)制就是指以親代的復(fù)制就是指以親代DNA為模為模板合成子代板合成子代DNA

2、的過程，的過程，1DNA2DNA新產(chǎn)生的新產(chǎn)生的DNA分子是一個(gè)全新分子是一個(gè)全新的的DNA分子嗎？分子嗎？DNA復(fù)制可能的三種方式復(fù)制可能的三種方式一、對(duì)一、對(duì)DNA分子復(fù)制的推測(cè)分子復(fù)制的推測(cè) 沃森和克里克提出了沃森和克里克提出了DNA自我復(fù)制的假自我復(fù)制的假說：說：DNA分子復(fù)制時(shí)，分子復(fù)制時(shí)，DNA分子的雙螺分子的雙螺旋解開，互補(bǔ)的堿基之間的氫鍵斷裂，旋解開，互補(bǔ)的堿基之間的氫鍵斷裂，解開的兩條單鏈作為復(fù)制的模板，游離解開的兩條單鏈作為復(fù)制的模板，游離的脫氧核苷酸依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，的脫氧核苷酸依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，通過形成氫鍵，結(jié)合到作為模版的單鏈通過形成氫鍵，結(jié)合到作為模版的單鏈

3、上。由于新合成的每個(gè)上。由于新合成的每個(gè)DNA分子中，都分子中，都保留了原來保留了原來DNA分子中的一條鏈，因此分子中的一條鏈，因此這種復(fù)制方式這種復(fù)制方式為半保留復(fù)制為半保留復(fù)制二、二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（選學(xué)）半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（選學(xué)）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)制的，離心后應(yīng)該出、如果是半保留復(fù)制的，離心后應(yīng)該出現(xiàn)幾條帶？現(xiàn)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、

4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？、實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？規(guī)律規(guī)律1：親代：親代DNA分子經(jīng)分子經(jīng) n 次復(fù)制后，次復(fù)制后，所合成的所合成的DNA分子中，分子中，DNA分子數(shù)，分子數(shù)，含親代母鏈的含親代母鏈的DNA分子數(shù)，不含親代母分子數(shù)，不含親代母鏈的鏈的DNA分子數(shù)依次為：分子數(shù)依次為：2n，2，2n-2，變通變通：親代母鏈與子代親代母鏈與子代DNA鏈數(shù)之比為：鏈數(shù)之比為：含親代母鏈的含親代母鏈的DNA分子數(shù)與子代分子數(shù)與子代DNA分子數(shù)分子數(shù)之比為：之比為：2/（2n22）2/ 2n 體細(xì)胞有絲分裂的體細(xì)胞有絲分裂的間期間期、有性生殖細(xì)胞減、有性生殖細(xì)胞減數(shù)分裂第一次分裂的數(shù)分裂第一次分裂的間期間期。解旋酶解旋

5、酶催化（氫鍵斷裂）催化（氫鍵斷裂）解解旋：旋：模板模板 （在在DNA聚合酶聚合酶的催化下，的催化下，利用利用游離的脫氧核苷酸進(jìn)行堿基配游離的脫氧核苷酸進(jìn)行堿基配對(duì)對(duì)）復(fù)制復(fù)制: 以以母鏈為模板母鏈為模板進(jìn)行堿基配對(duì)進(jìn)行堿基配對(duì)母母鏈（舊鏈）鏈（舊鏈）子鏈（新鏈）子鏈（新鏈）復(fù)制后的復(fù)制后的DNA（雙螺旋）（雙螺旋）同時(shí)進(jìn)行同時(shí)進(jìn)行組成組成三三.DNA.DNA分子的復(fù)制過程分子的復(fù)制過程DNADNA分子利用細(xì)胞提供的能分子利用細(xì)胞提供的能量，在解旋酶的作用下，量，在解旋酶的作用下，使得使得DNADNA雙鏈的氫鍵斷裂，雙鏈的氫鍵斷裂，這樣使得螺旋結(jié)構(gòu)的這樣使得螺旋結(jié)構(gòu)的DNADNA雙雙鏈解開。鏈解

6、開。DNADNA分子的雙分子的雙鏈象拉鏈一樣被拉開鏈象拉鏈一樣被拉開復(fù)制過程復(fù)制過程: :復(fù)制的特點(diǎn)：復(fù)制的特點(diǎn)：1.1. DNA分子是分子是邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制的；的；2.2. 半保留復(fù)制半保留復(fù)制； 復(fù)制的條件：復(fù)制的條件：1. 模板：模板： 解旋的解旋的DNA分子；分子；2. 原料：原料： 細(xì)胞中細(xì)胞中4種游離的脫氧核苷酸種游離的脫氧核苷酸3. 能量：能量：ATP 4. 酶：解旋酶、酶：解旋酶、 DNA聚合酶等聚合酶等可以進(jìn)行人工模擬復(fù)制可以進(jìn)行人工模擬復(fù)制3. 3. 多起點(diǎn)復(fù)制多起點(diǎn)復(fù)制4.4.半不連續(xù)復(fù)制半不連續(xù)復(fù)制半保留復(fù)制半保留復(fù)制DNADNA分子復(fù)制時(shí)，分子復(fù)制時(shí)，DNAD

7、NA分子的雙螺旋將解開，互分子的雙螺旋將解開，互補(bǔ)的堿基之間的氫鍵斷裂，解開的兩條單鏈作補(bǔ)的堿基之間的氫鍵斷裂，解開的兩條單鏈作為復(fù)制的模板，游離的脫氧核苷酸依據(jù)堿基互為復(fù)制的模板，游離的脫氧核苷酸依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，通過形成氫鍵，結(jié)合到作為模板補(bǔ)配對(duì)原則，通過形成氫鍵，結(jié)合到作為模板的單鏈上。的單鏈上。 由于新合成的每個(gè)由于新合成的每個(gè)DNADNA分子中，都保留了原分子中，都保留了原來來DNADNA分子中的一條鏈，因此，這種復(fù)制方式被分子中的一條鏈，因此，這種復(fù)制方式被稱做稱做半保留復(fù)制半保留復(fù)制。DNA 半保留復(fù)制半保留復(fù)制優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 人類基因組共有人類基因組共有堿基堿基31.631.6億

8、對(duì)億對(duì), ,經(jīng)經(jīng)過體內(nèi)復(fù)制后只有過體內(nèi)復(fù)制后只有1010-9 -9的錯(cuò)誤率。的錯(cuò)誤率。 資料資料 為什么可以準(zhǔn)確復(fù)制形成兩為什么可以準(zhǔn)確復(fù)制形成兩個(gè)個(gè)DNADNA分子分子? ? 能夠準(zhǔn)確復(fù)制的原因是什么？能夠準(zhǔn)確復(fù)制的原因是什么？DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供模具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供模板；板；堿基具有互補(bǔ)配對(duì)的能力，能使復(fù)制準(zhǔn)確無誤。堿基具有互補(bǔ)配對(duì)的能力，能使復(fù)制準(zhǔn)確無誤。邊解旋復(fù)制邊解旋復(fù)制半保留復(fù)制半保留復(fù)制多起點(diǎn)復(fù)制多起點(diǎn)復(fù)制 復(fù)制的意義復(fù)制的意義 通過通過DNA分子的復(fù)制，把親代的遺傳信息傳分子的復(fù)制，把親代的遺傳信息傳給子代，從而使得給子代，從而使得前后代保持

9、了一定的連續(xù)性前后代保持了一定的連續(xù)性。 DNADNA分子的復(fù)制小結(jié)：分子的復(fù)制小結(jié)：邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制解旋酶、聚合酶等解旋酶、聚合酶等解旋解旋 合成合成 螺旋螺旋 子代子代DNA規(guī)律規(guī)律2：親代：親代DNA分子經(jīng)分子經(jīng) n 次復(fù)制后，次復(fù)制后，所需游離的脫氧核苷酸數(shù)為：所需游離的脫氧核苷酸數(shù)為：R游離的脫氧核苷酸數(shù)游離的脫氧核苷酸數(shù)=a (2 n-1),其中其中 a 表示模表示模板的堿基數(shù)，板的堿基數(shù)，n 表示復(fù)制的次數(shù)。表示復(fù)制的次數(shù)。規(guī)律規(guī)律3：親代：親代DNA分子第分子第 n 次復(fù)制，所次復(fù)制，所需游離的脫氧核苷酸數(shù)為：需游離的脫氧核苷酸數(shù)為：R游離的脫氧核苷酸數(shù)游離的脫氧核苷酸

10、數(shù)=a (2 n-1),其中其中 a 表示模板表示模板的堿基數(shù)，的堿基數(shù)，n 表示復(fù)制的次數(shù)。表示復(fù)制的次數(shù)。1.一個(gè)一個(gè)DNA分子自我復(fù)制后形成兩個(gè)分子自我復(fù)制后形成兩個(gè)DNA分分子，這兩個(gè)新的子，這兩個(gè)新的DNA分子（分子（ ）A.分別由兩條母鏈和兩條子鏈形成分別由兩條母鏈和兩條子鏈形成B.兩條母鏈和兩條子鏈隨機(jī)結(jié)合而成兩條母鏈和兩條子鏈隨機(jī)結(jié)合而成C.分別由一條子鏈及一條母鏈結(jié)合而成分別由一條子鏈及一條母鏈結(jié)合而成D.一條子鏈與另一條子鏈的母鏈結(jié)合一條子鏈與另一條子鏈的母鏈結(jié)合C 評(píng)價(jià)反饋練習(xí)評(píng)價(jià)反饋練習(xí)2DNA分子的半保留復(fù)制方式使分子的半保留復(fù)制方式使 A分子結(jié)構(gòu)具有相對(duì)穩(wěn)定性分子結(jié)

11、構(gòu)具有相對(duì)穩(wěn)定性B能精確進(jìn)行自我復(fù)制，保證親代與子代之能精確進(jìn)行自我復(fù)制，保證親代與子代之 間的間的 連續(xù)性連續(xù)性C能夠精確地指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成能夠精確地指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成D產(chǎn)生可遺傳變異的機(jī)會(huì)產(chǎn)生可遺傳變異的機(jī)會(huì)3一個(gè)雙鏈一個(gè)雙鏈DNA分子為第一代，經(jīng)過分子為第一代，經(jīng)過3次自我次自我復(fù)制，在第四代復(fù)制，在第四代DNA分子中，共有分子中，共有 條長(zhǎng)鏈條長(zhǎng)鏈有有 條第一代脫氧核苷酸的長(zhǎng)鏈條第一代脫氧核苷酸的長(zhǎng)鏈 A2 B4 C8 D16A D B 4下列關(guān)于下列關(guān)于DNA復(fù)制過程中，正確順復(fù)制過程中，正確順序是序是 互補(bǔ)堿基對(duì)間氫鍵斷裂互補(bǔ)堿基對(duì)間氫鍵斷裂 互補(bǔ)堿基互補(bǔ)堿基對(duì)之間形成氫鍵對(duì)之間形成氫鍵 DNA分子在解旋酶分子在解旋酶作用下解旋作用下解旋 以母鏈為模板進(jìn)行堿基以母鏈為模板進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)互補(bǔ)配對(duì) 子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)構(gòu) A B C DC1.圖中一、二、三表示圖中一、二、三表示DNA復(fù)制的過程復(fù)制的過程一表示一表示_，這一過程中，這一過程中，DNA分子在分子在_的作用下，兩條扭成螺旋的的作用下，兩條扭成螺旋的長(zhǎng)鏈開始長(zhǎng)鏈