第三章第三節(jié)DNA的復(fù)制

1、 第三節(jié)：第三節(jié)：DNADNA的復(fù)制的復(fù)制第三章第三章 基因的本質(zhì)基因的本質(zhì)復(fù)習(xí)舊知識(shí)v1.DNA化學(xué)組成的基本單位是什么？v脫氧核苷酸。一分子脫氧核苷酸=一分子磷酸+一分子脫氧核糖+一分子含氮堿基v2.DNA分子的空間結(jié)構(gòu)是什么樣的？v兩條雙鏈盤旋成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 所謂所謂DNADNA的復(fù)制的復(fù)制就是指以就是指以親代親代DNADNA為為模板合成子代模板合成子代DNADNA的過程，即的過程，即1DNA2DNA 4DNA(21DNA2DNA 4DNA(2n n) ) 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？最早提出的DNA復(fù)制模型有三種；1 1、全保留復(fù)制：、

2、全保留復(fù)制：新復(fù)制出的分子直接形成，新復(fù)制出的分子直接形成，完全沒有舊的部分；完全沒有舊的部分；復(fù)制一次復(fù)制一次親代親代DNA子代子代DNA知識(shí)點(diǎn)一：對(duì)知識(shí)點(diǎn)一：對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)復(fù)制的推測(cè)2 2、半保留復(fù)制：、半保留復(fù)制：形成的分子一半是新的，一形成的分子一半是新的，一半是舊的；半是舊的；復(fù)制一次復(fù)制一次 3 3、分散復(fù)制（彌散復(fù)制）：、分散復(fù)制（彌散復(fù)制）：新復(fù)制的分子中新復(fù)制的分子中新舊都有，但分配是隨機(jī)組合的；新舊都有，但分配是隨機(jī)組合的；復(fù)制一次復(fù)制一次2、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？、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？ 把復(fù)制的單鏈和原來的鏈做上標(biāo)記，

3、然后觀察它把復(fù)制的單鏈和原來的鏈做上標(biāo)記，然后觀察它在新在新DNA中出現(xiàn)的情況。中出現(xiàn)的情況。1、這些觀點(diǎn)各有不同，如何來證明那個(gè)觀點(diǎn)是正確的？、這些觀點(diǎn)各有不同，如何來證明那個(gè)觀點(diǎn)是正確的？只能用實(shí)驗(yàn)來證明。只能用實(shí)驗(yàn)來證明。沃森和克里克推測(cè)是半保留復(fù)制模型沃森和克里克推測(cè)是半保留復(fù)制模型復(fù)制一次復(fù)制一次探究探究DNADNA分子復(fù)制方式分子復(fù)制方式實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)關(guān)鍵：關(guān)鍵： 區(qū)別親子代區(qū)別親子代DNADNA實(shí)驗(yàn)方法：實(shí)驗(yàn)方法：同位素示蹤法同位素示蹤法1515N N1414N N密度大密度大密度小密度小實(shí)驗(yàn)材料：實(shí)驗(yàn)材料：大腸桿菌大腸桿菌密度梯度離心法密度梯度離心法實(shí)驗(yàn)過程：實(shí)驗(yàn)過程：v1.

4、用15N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，獲得15N/15N-DNA.v2.將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的普通培養(yǎng)中培養(yǎng).v3.在不同時(shí)刻收集大腸桿菌并提取DNA.v4.將提取的DNA進(jìn)行離心，記錄離心后試管中DNA的位置.實(shí)驗(yàn)預(yù)期實(shí)驗(yàn)預(yù)期v1.重帶（密度最大，最靠近試管底部）：15N標(biāo)記的親代雙鏈DNA-15N/15Nv2.雜交帶（密度居中，位置也居中，也稱中帶）：一條鏈為15N，另一條鏈為14N標(biāo)記的子代雙鏈DNA-14N/15Nv3.輕帶（密度最小，離試管底部最遠(yuǎn)）：兩條鏈都為14N標(biāo)記的子代雙鏈DNA-14N/14N14DNA/14DNA15DNA/14DNA15DNA/15DNA輕鏈輕

5、鏈中鏈中鏈重鏈重鏈v1、大腸桿菌首先放在什么培養(yǎng)基中培養(yǎng)？v2、然后轉(zhuǎn)移到什么培養(yǎng)基中培養(yǎng)的？v3、可能觀察到哪些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？v4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？知識(shí)點(diǎn)二：知識(shí)點(diǎn)二：DNA分子半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)分子半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)我們采用假設(shè)方法：我們采用假設(shè)方法：1.1.假設(shè)是半保留復(fù)制假設(shè)是半保留復(fù)制2.2.假設(shè)是全保留復(fù)制假設(shè)是全保留復(fù)制3.3.假設(shè)是彌散復(fù)制假設(shè)是彌散復(fù)制小組討論：每一種復(fù)制方式的親代每一種復(fù)制方式的親代、子一代、子二代離心、子一代、子二代離心后會(huì)出現(xiàn)幾條后會(huì)出現(xiàn)幾條DNADNA帶，它帶，它們分別位于離心管的什們分別位于離心管的什么位置？么位置？實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析如果如果說

6、明說明實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析如果如果說明說明實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析如果如果說明說明將大腸桿菌放在將大腸桿菌放在15NH4Cl培培養(yǎng)液生長(zhǎng)養(yǎng)液生長(zhǎng)轉(zhuǎn)移到含轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl中中分裂一次分裂一次分裂兩次分裂兩次15N/15N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA15N/14N-DNA提取離心提取離心提取離心提取離心提取離心提取離心15N/15N-DNA15N/15N-DNA15N/15N-DNA14N/14N-DNA15N/15N-DNA14N/14N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA分析：分析：1 1、離心處理后，為什么子一代、離心處理后，為什么子一代DN

7、ADNA只有雜和鏈帶？只有雜和鏈帶？2 2、子二代、子二代DNADNA出現(xiàn)了輕鏈帶和雜出現(xiàn)了輕鏈帶和雜和鏈帶，說明了什么？和鏈帶，說明了什么？DNA半保留復(fù)制半保留復(fù)制此種探究方法被稱為假說演繹法假說假說演繹法演繹法v在觀察和分析基礎(chǔ)上在觀察和分析基礎(chǔ)上提出問題提出問題以后，通以后，通過推理和想象提出解釋問題的過推理和想象提出解釋問題的假說假說，根，根據(jù)假說進(jìn)行據(jù)假說進(jìn)行演繹推理演繹推理，再通過，再通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)演繹推理的結(jié)論。演繹推理的結(jié)論。v如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期相符，就證明假說如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期相符，就證明假說是正確的，反之，則說明假說是錯(cuò)誤的。是正確的，反之，則說明假說是錯(cuò)誤的。知識(shí)

8、點(diǎn)三：知識(shí)點(diǎn)三：DNA的復(fù)制過程的復(fù)制過程1.概念：概念：是指以親代是指以親代DNA分子為模板合分子為模板合成子代成子代DNA的過程。的過程。在減數(shù)第一次分裂前的間期進(jìn)行復(fù)制在減數(shù)第一次分裂前的間期進(jìn)行復(fù)制有絲分裂在間期進(jìn)行復(fù)制有絲分裂在間期進(jìn)行復(fù)制新復(fù)制兩個(gè)子代新復(fù)制兩個(gè)子代DNADNA分子是在什么時(shí)間分離的？分子是在什么時(shí)間分離的？在減數(shù)第二次分裂的后期在減數(shù)第二次分裂的后期有絲分裂在后期有絲分裂在后期AAATTTGGGGCCCATCDNA平面模式圖DNA復(fù)制過程思考：1、DNA復(fù)制需要哪些基本條件？ 2、復(fù)制過程有何主要特點(diǎn)？ 3、復(fù)制形成的子代DNA和親代DNA 有何關(guān)系？AAATTT

9、GGGGCCCATCAGCTCGT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)過程叫解旋解旋。AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT親代親代DNA的的一條鏈作為模板一條鏈作為模板AAATTTGGGGCCCATCCTAGTCG還未解旋剛解旋所以所以DNADNA復(fù)制特點(diǎn)之一是復(fù)制特點(diǎn)之一是: :通過堿基互補(bǔ)通過堿基互補(bǔ)配對(duì)脫氧核苷酸配對(duì)脫氧核苷酸結(jié)合到母鏈上結(jié)合到母鏈

10、上正在復(fù)制邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制AAATTTGGGGCCCATCAAATTTGGGGCCCATC一條子代DNA另一條子代DNA形成兩條完全相同的子代DNA有人認(rèn)為有人認(rèn)為DNADNA復(fù)制就復(fù)印材料一樣，復(fù)制就復(fù)印材料一樣，一張材料復(fù)印一次也可以得到兩張相同的材料。一張材料復(fù)印一次也可以得到兩張相同的材料。這種說法對(duì)不對(duì)，為什么？這種說法對(duì)不對(duì)，為什么？1DNA2DNA單鏈（母）單鏈（母）（母十子）（母十子）（母十子）（母十子） 子子 DNA 子子DNA2DNA 與復(fù)印材料不同，因?yàn)榕c復(fù)印材料不同，因?yàn)镈NADNA分子的復(fù)制結(jié)果并沒有分子的復(fù)制結(jié)果并沒有形成一個(gè)完整的新的形成一個(gè)完整的新的DN

11、ADNA分子，而是形成了一半新、一分子，而是形成了一半新、一半舊的兩個(gè)半舊的兩個(gè)DNADNA分子，并且原來的舊的分子，并且原來的舊的DNADNA也不存在。也不存在。DNADNA分子復(fù)制的過程及其特點(diǎn)分子復(fù)制的過程及其特點(diǎn)1. 1.場(chǎng)所：場(chǎng)所：2.2.時(shí)間：時(shí)間：3.3.條件條件DNA分子復(fù)制的過程及其特點(diǎn)分子復(fù)制的過程及其特點(diǎn)4.特點(diǎn): (1)(1)邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制 (2)(2)半保留復(fù)制半保留復(fù)制加快復(fù)制速度，減少加快復(fù)制速度，減少DNADNA突變可能突變可能保證了復(fù)制的準(zhǔn)確進(jìn)行保證了復(fù)制的準(zhǔn)確進(jìn)行5.“準(zhǔn)確”復(fù)制的原理：（1 1）DNADNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制分子獨(dú)特的雙

12、螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板；提供了精確的模板；（2 2）堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，保證了復(fù)制能夠）堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。準(zhǔn)確地進(jìn)行。6.意義： 將遺傳信息從親代傳給子代，從而保持遺傳將遺傳信息從親代傳給子代，從而保持遺傳信息的連續(xù)性。信息的連續(xù)性。1、下列關(guān)于DNA復(fù)制的說法，其中不正確的是（ ）A. DNA復(fù)制過程中需要酶的催化B. DNA復(fù)制過程中需要的能量直接由糖類提供C. DNA 分子是邊解旋復(fù)制的D. DNA 復(fù)制過程中兩條母鏈均可作模板2、以DNA的一條鏈“ATC”為模板，經(jīng)復(fù)制后的子鏈?zhǔn)牵?）A. “TAG” B. “UAG”C. “TAC” D. “TUG”

13、BA小試牛刀思維拓展思維拓展) )復(fù)制復(fù)制n n次后次后DNADNA個(gè)數(shù)個(gè)數(shù): :2n（n=復(fù)制次數(shù)）復(fù)制次數(shù)）2 2）含母鏈的）含母鏈的DNADNA數(shù)量及比例數(shù)量及比例22)DNA)DNA個(gè)數(shù)個(gè)數(shù): :2n（n=復(fù)制次數(shù)）復(fù)制次數(shù)）2 2）含母鏈的）含母鏈的DNADNA數(shù)量及比例數(shù)量及比例22 22n23 3）含母鏈的脫氧核苷酸鏈數(shù)）含母鏈的脫氧核苷酸鏈數(shù)占總鏈數(shù)比占總鏈數(shù)比4 4）復(fù)制）復(fù)制n n次次消耗原料的量：消耗原料的量： a（）5 5）復(fù)制）復(fù)制第第n n次次消耗原料的量：消耗原料的量：a思維拓展思維拓展、G0、G1、G2三代三代DNADNA離心后的試管分別是離心后的試管分別是圖中

14、的：圖中的：G0 、G1 、G2 。 ABD、G2代在代在、三條帶中三條帶中DNADNA數(shù)數(shù)的比例是的比例是 。0:1:1 以含有以含有31P標(biāo)志的大腸桿標(biāo)志的大腸桿菌放入菌放入32P的培養(yǎng)液中，培養(yǎng)的培養(yǎng)液中，培養(yǎng)2代。離心結(jié)果如右：代。離心結(jié)果如右：能力提升、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)制方式的復(fù)制方式是是 。31P31P 和和32P、圖中、圖中 兩條帶中兩條帶中DNADNA分子所含的同位素分子所含的同位素磷分別是：磷分別是： ， 。半保留復(fù)制半保留復(fù)制時(shí)間：時(shí)間： 有絲分裂分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期有絲分裂分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期過程：過程：解旋解

15、旋合成子鏈合成子鏈模板：模板： 親代親代DNADNA提供提供原料：原料：原則：原則：條件：條件：游離的脫氧核苷酸游離的脫氧核苷酸堿基互補(bǔ)配對(duì)原則堿基互補(bǔ)配對(duì)原則能量能量: :酶酶: :特點(diǎn)：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)制意義：意義： 保持前后代遺傳信息的連續(xù)性保持前后代遺傳信息的連續(xù)性復(fù)旋復(fù)旋DNADNA的復(fù)制課堂小結(jié)的復(fù)制課堂小結(jié)ATP解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶第一代第一代第二代第二代第三代第三代第四代第四代無論無論DNA復(fù)制多少次，含有原來母鏈的復(fù)制多少次，含有原來母鏈的DNA分子分子永遠(yuǎn)只有兩條永遠(yuǎn)只有兩條例題：將例題：將 15N標(biāo)記的標(biāo)記的DNA分子放

16、在分子放在 14N 的培養(yǎng)基上培的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，養(yǎng)， 經(jīng)過經(jīng)過3次復(fù)制，在所形成的子代次復(fù)制，在所形成的子代 DNA中，含中，含15N 的的DNA占總數(shù)是（占總數(shù)是（ ）A1/16Bl8C14D12子一代子一代子二代子二代親代親代子三代子三代C例題1： 具有100個(gè)堿基對(duì)的一個(gè)DNA分子區(qū)段,內(nèi)含40個(gè)胸腺嘧啶,如果連續(xù)復(fù)制2次,需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸（ ） A、60個(gè) B、80個(gè) C、120個(gè) D、180個(gè)D課堂小結(jié)DNA復(fù)制復(fù)制 時(shí)間時(shí)間場(chǎng)所場(chǎng)所條件條件原則原則特點(diǎn)特點(diǎn) 結(jié)果結(jié)果意義意義有絲分裂的間期 減數(shù)第一次分裂前的間期主要在細(xì)胞核模板、酶、原料、能量等基本條件堿基互補(bǔ)配對(duì)原則半保留

17、復(fù)制子鏈與母鏈結(jié)合，構(gòu)成兩個(gè)新的DNA分子保持了遺傳信息的連續(xù)性DNA分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)(片斷片斷)DNA的復(fù)制過程的復(fù)制過程解旋解旋DNA的復(fù)制過程的復(fù)制過程堿堿基基互互補(bǔ)補(bǔ)配配對(duì)對(duì)DNA的復(fù)制過程的復(fù)制過程形成形成兩個(gè)兩個(gè)新的新的DNA分子分子DNA的復(fù)制過程的復(fù)制過程v【例2】含有100個(gè)堿基對(duì)的一個(gè)DNA分子片段，其中有60個(gè)胸腺嘧啶。如果連續(xù)復(fù)制次，需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)量是（）v60 .v 80 v 120 v180復(fù)習(xí)題v1、DNA分子的復(fù)制是指以（ ）為模板來合成（ ）的過程。v2、從DNA分子的復(fù)制過程可以看出，DNA分子的（ ）結(jié)構(gòu)能夠?yàn)閺?fù)制DNA提供精確的模板；它的（ ）保證了復(fù)制準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行。v3、DNA復(fù)制的意義就在于復(fù)