DNA的半保留复制.ppt

学习目标学习目标 1 1、了解、了解DNADNA分子复制及特点分子复制及特点2 2、理解、理解DNADNA分子复制的实质和意义分子复制的实质和意义生物生物亲子代亲子代是通过遗传物质是通过遗传物质传递传递遗传信息的，遗传信息的，那么那么亲代亲代的遗传物质如何的遗传物质如何“多出一份多出一份” 传递给子代？传递给子代？ DNADNA的复制就是指的复制就是指以亲代以亲代DNADNA为模板为模板合成合成子代子代DNADNA的过程，即的过程，即1DNA→2DNA1DNA→2DNA一、一、DNADNA分子复制的过程分子复制的过程回忆前面所学的内容：回忆前面所学的内容：1 1、真核细胞中，、真核细胞中，DNADNA分布在哪里？分布在哪里？2 2、在哪些内容中涉及到、在哪些内容中涉及到““DNADNA分子的复制分子的复制””？？什么时候完成什么时候完成DNADNA的复制？的复制？1 1、、DNADNA复制的场所：复制的场所：2 2、、DNADNA复制的时间：复制的时间：细胞核（主要）、线粒体、细胞核（主要）、线粒体、叶绿体叶绿体有丝分裂间期、有丝分裂间期、减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期解旋酶解旋酶催化催化解旋：解旋：模板模板 （（在在DNA聚合酶聚合酶的催化下，的催化下，利用利用游离的脱氧核苷酸进行碱基互游离的脱氧核苷酸进行碱基互补配对补配对））复制复制: :以以母链母链为模板进行碱基配对为模板进行碱基配对母链（旧链）母链（旧链）子链（新链）子链（新链）复制后的复制后的DNA:同时进行同时进行组成组成复制过程复制过程4 4 、、DNADNA复制的条件：复制的条件：模板：模板：原料：原料：能量：能量：酶：酶：亲代亲代DNADNA的两条的两条母链母链4 4种游离的脱氧核苷酸种游离的脱氧核苷酸ATPATP解旋酶；解旋酶；DNADNA聚合酶聚合酶等等3 3 、、DNADNA复制的过程：复制的过程：①①解旋解旋提供准确模板提供准确模板②②合成合成互补互补子链子链③③子、母链结合子、母链结合、盘绕形成新、盘绕形成新DNADNA5 5、、DNADNA复制的特点是什么？复制的特点是什么？半保留复制半保留复制边解旋边复制边解旋边复制从结果看：从结果看：从过程看：从过程看：ATCGATAGCTATCGATAGCTTAGCTATCGA6 6、、DNADNA复制的结果：复制的结果：1 1个个DNADNA分子分子 2 2个完全相同的个完全相同的DNADNA分子分子( (碱基对碱基对排列顺序相同排列顺序相同) )DNA分子复制的生物学意义？分子复制的生物学意义？ DNADNA通过复制，使遗传信息从亲代传通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的给了子代，从而保持了遗传信息的连续性连续性。

 DNA准确复制的原因准确复制的原因?①①DNADNA具有独特的双螺旋结构，具有独特的双螺旋结构， 能为复制提供精确的模板能为复制提供精确的模板②②碱基具有互补配对的能力，碱基具有互补配对的能力， 能够使复制准确无误能够使复制准确无误1、概念：、概念：2、场所：、场所：3、时期：、时期：4、条件、条件5、复制、复制过程过程：：6、、复制特点复制特点：：7、复制的结果：、复制的结果：8、复制的精确性：、复制的精确性：9、复制的生物学意义：、复制的生物学意义： 课堂小结：课堂小结：模板：模板： 原料：原料： 能量：能量： 酶：酶： 以以DNA2DNA2条链条链为模板合成子代为模板合成子代DNADNA分子的过程分子的过程细胞核（主要）、线粒体、叶绿体细胞核（主要）、线粒体、叶绿体有丝分裂间期和减数分裂第一次分裂间期有丝分裂间期和减数分裂第一次分裂间期解旋解旋→合成合成→延伸和盘绕延伸和盘绕边解旋边复制、半保留复制边解旋边复制、半保留复制1 1个个DNADNA分子分子 2 2个完全相同的个完全相同的DNADNA分子分子规则的双螺旋结构和碱基互补配对原则规则的双螺旋结构和碱基互补配对原则使遗传信息从亲代传给子代，保证了遗传信息使遗传信息从亲代传给子代，保证了遗传信息的连续性。

的连续性亲代亲代DNADNA的两条母链的两条母链4 4种游离的脱氧核苷酸种游离的脱氧核苷酸ATPATP解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶等聚合酶等【【学生活动学生活动】】用橡皮泥模拟用橡皮泥模拟DNADNA半保留半保留复制复制1 1、用、用橘黄色橘黄色的橡皮泥，制作的橡皮泥，制作2 2条链，螺旋成一个条链，螺旋成一个DNADNA2 2、分别以这、分别以这2 2条链为模板，用条链为模板，用另一颜色另一颜色的橡皮泥制作的橡皮泥制作 成成新链新链，制作成，制作成2 2个新的个新的DNADNA，，完成一次复制完成一次复制3 3、按此方法，完成二次复制、三次复制、按此方法，完成二次复制、三次复制亲亲 代代第一代第一代第二代第二代第三代第三代规律规律1 1：：DNADNA复制复制n n次后次后2n2个个2n－－2【【智慧眼智慧眼——寻找规律寻找规律】】DNADNA分子数为分子数为含亲代母链的含亲代母链的DNADNA分子数为分子数为不含亲代母链的不含亲代母链的DNADNA分子数为分子数为例例1. 1. 一个一个有有1515N N标记标记的的DNADNA分子放在分子放在没有标记没有标记的的 环境中培养环境中培养, ,复制复制5 5次后次后标记的标记的DNADNA分子占分子占DNADNA分分子总数的子总数的A.1/10 B.1/5 A.1/10 B.1/5 C.1/16 D.1/32C.1/16 D.1/32 C 例例2. 12. 1个个DNADNA分子经过分子经过4 4次复制次复制, ,形成形成1616个个DNADNA分子分子, ,其中不含亲代母链的其中不含亲代母链的DNADNA分子为分子为A.2A.2个个 B.8B.8个个 C.14C.14个个 D.32D.32个个 C a (2 n－－1) 【【智慧眼智慧眼——寻找规律寻找规律】】规律规律2 2：：DNADNA复制复制n n次后次后所需某种游离的脱氧核苷酸数为：所需某种游离的脱氧核苷酸数为：其中其中 a 表示亲代表示亲代DNA含有的含有的某种碱基数某种碱基数，，n 表示表示复制次数复制次数。

例例3.3.具有具有10001000个个碱基对碱基对的某个的某个DNADNA分子区段内有分子区段内有600600个个腺嘌呤腺嘌呤, ,若连续复制两次若连续复制两次, ,则需游离的则需游离的胞嘧啶胞嘧啶数数目为目为 A. 400 B. 600 A. 400 B. 600 C. 1200 D. 1800 C. 1200 D. 1800C一、对一、对DNADNA分子复制的推测分子复制的推测 半半保留复制保留复制全全保留复制保留复制【【积极思维积极思维】】①①DNADNA是肉眼看不到的是肉眼看不到的, ,如何才能分辨如何才能分辨DNADNA？？②②实验的基本思路是什么？实验的基本思路是什么？③③实验是如何区分亲子代的实验是如何区分亲子代的DNADNA分子的？分子的？标记标记标记标记母链母链母链母链或或或或子链，将母链和子链分开子链，将母链和子链分开子链，将母链和子链分开子链，将母链和子链分开放射性同位素标记法放射性同位素标记法④④可以用什么同位素去标记可以用什么同位素去标记DNADNA？？C C 、、、、H H 、、、、OO、、、、 N N 、、、、P P⑤⑤怎样把不一样的怎样把不一样的DNADNA分开呢？分开呢？密度梯度离心技术密度梯度离心技术密度梯度离心技术密度梯度离心技术二、二、DNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据 1958195819581958年年年年, , , ,科学家以大肠杆菌为实验材料。

科学家以大肠杆菌为实验材料科学家以大肠杆菌为实验材料科学家以大肠杆菌为实验材料14N/14N—DNA15N/14N—DNA15N/15N—DNA轻链轻链中链中链重链重链15N14N转移到含转移到含1414NHNH4 4ClCl的培养液中的培养液中15N/15N DNA15N/14N DNA14N/14N DNA15N/14N DNA大肠杆菌在含大肠杆菌在含1515NHNH4 4ClCl的培的培养液中生长若干代养液中生长若干代15N14N三、三、DNADNA分子的复制分子的复制AAATTTGGGGCCCATCDNA平面模式图DNA复制过程AAATTTGGGGCCCATCAGCTCGT游离的游离的脱氧核苷酸脱氧核苷酸与复制与复制有关的酶有关的酶注意，此处注意，此处氢键将被打开！氢键将被打开！AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT在酶的催化下在酶的催化下氢键已被打开氢键已被打开DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程叫解旋解旋AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT亲代亲代DNA的的一条链一条链(母链母链)作为模板作为模板AAATTTGGGGCCCATCCTAGTCG还未解旋刚解旋所以DNA复制特点之一是:边解旋边复制边解旋边复制通过碱基互补通过碱基互补配对脱氧核苷酸配对脱氧核苷酸结合到母链上结合到母链上已在复制AAATTTGGGGCCCATCAAATTTGGGGCCCATC一个子代DNA分子另一个子代DNA分子形成两个完全相同的子代DNA分子根据半保留复制和碱基互补配对原则根据半保留复制和碱基互补配对原则1、与、与DNA复制有关的碱基计算复制有关的碱基计算①①一个一个DNA连续复制连续复制n次后，共有多少个次后，共有多少个DNA？多少条脱氧核苷酸链？多少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条？？母链多少条？子链多少条？DNA分子数分子数=2n脱氧核苷酸链数脱氧核苷酸链数=2n+1母链数母链数=子链数子链数=22n+1 ﹣2 解析：所用知识为解析：所用知识为“半保留复制半保留复制”和和“碱基互补配对原则碱基互补配对原则”，并图示，并图示分析。

分析ATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT连续第一次复制连续第一次复制连续第二次复制连续第二次复制连续第连续第n次复制次复制解：解：答：答：一个一个DNA连续复制连续复制n次后，共有次后，共有2n个个DNA，，2n+1条脱氧核苷酸链，母链条脱氧核苷酸链，母链2条，条，子链子链2n+1 ﹣2条条含含有有3232P P或或3131P P的的磷磷酸酸，，两两者者化化学学性性质几几乎乎相相同同，，都都可可参参与与DNADNA的的组成成，，但但3232P P比比3131P P质量量大大现将将某某哺哺乳乳动物物的的体体细胞胞放放在在含含有有3131P P磷磷酸酸的的培培养养基基中中，，连续培培养养数数代代后后得得到到G G0 0代代细胞胞然然后后将将G G0 0代代细胞胞移移到到含含有有3232P P的的培培养养基基中中培培养养，，经过第第1 1、、2 2次次细胞胞分分裂裂后后，，分分别得得到到G G1 1、、G G2 2代代细胞胞再再从从G G0 0、、G G1 1、、G G2 2代代细胞胞中中提提取取出出DNADNA，，经密密度度剃剃度度离离心心后后得得到到的的结果果如如图所所示示，，由由于于DNADNA分分子子的的质量量不不同同，，因因此此在在离离心心管管内内的的分分布布不不同同。

若若①①、、②②、、③③分分别代代表表轻型型、、中中型型、、重型重型DNADNA分子的位置，分子的位置，请回答：回答：⑴⑴、、G G0 0、、G G1 1、、G G2 2三代三代DNADNA离心后的离心后的试管分管分别是是图中的：中的：G G0 0 、、G G1 1 、、G G2 2 ⑵⑵、、G G2 2代在代在①①、、②②、、③③三条三条带中中DNADNA数的比例是数的比例是 ⑶⑶、、图中中①①、、②②两条两条带中中DNADNA分子所含的同位素磷分分子所含的同位素磷分别是：是： ，， ⑷⑷、上述、上述实验结果果证明了明了DNADNA的复制方式是的复制方式是 ABD0:1:131P31P 和和32P半保留复制半保留复制能力提升题能力提升题 在在ATPATP供能、解旋酶的作用下，供能、解旋酶的作用下，DNADNA两条脱氧两条脱氧核苷酸链核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂配对的碱基从氢键处断裂，双螺旋的，双螺旋的两两条链解开条链解开的过程的过程。

目的：为复制提供目的：为复制提供准确的模板准确的模板，，解开的两解开的两条单链条单链叫叫母链母链什么叫解旋？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“子链子链”?复制复制一次能形成几条链？一次能形成几条链？ 以以母链母链为为模板模板，以周围环境中游离的，以周围环境中游离的4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各为原料，按照碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成自合成与母链互补的与母链互补的一段一段子链子链，复制一次形成子链两条复制一次形成子链两条④④用密度梯度离心后用密度梯度离心后重带重带、、中带中带、、轻带轻带表示的表示的DNADNA分子的双链构成是怎样的？分子的双链构成是怎样的？⑤⑤在整个实验的亲代、子一代、子二代细胞中提取在整个实验的亲代、子一代、子二代细胞中提取的的DNADNA离心的结果说明了什么？离心的结果说明了什么？。