內蒙古自治區(qū)赤峰市元寶山區(qū)二中高二生物 第3節(jié)DNA分子的復制 課件

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1、思考：生物親子代之間是通過遺傳物思考：生物親子代之間是通過遺傳物質傳遞遺傳信息的，那么親代的遺傳質傳遞遺傳信息的，那么親代的遺傳物質如何物質如何“多出一份多出一份”來傳遞給子代？來傳遞給子代？什么叫什么叫DNA復制？復制？DNA的復制就是指以的復制就是指以親代親代DNA為模板合成為模板合成子代子代DNA的過程，的過程，1DNA2DNA新產生的新產生的DNA分子是一個全新分子是一個全新的的DNA分子嗎？分子嗎？DNA復制的方式復制的方式 親代親代子代子代12( ? ) ( ? )( ? ) ( ? )親代親代親代親代子代子代方式方式:半保留復制半保留復制方式：全保留復制方式：全保留復制實驗驗證：

2、實驗驗證：重帶重帶(下部下部)1515N/N/1515N N中帶中帶(中間中間)1515N/N/1414N N輕帶輕帶(上部上部)1414N/N/1414N N中帶中帶(中間中間)1515N/N/1414N N子一代子一代子二代子二代親親 代代轉移到含轉移到含1414NHNH4 4ClCl的培養(yǎng)液中的培養(yǎng)液中15N/15N DNA15N/14N DNA14N/14N DNA15N/14N DNA大腸桿菌在含大腸桿菌在含15NH4Cl的的培養(yǎng)液中生長若干代培養(yǎng)液中生長若干代重帶重帶(下部下部)1515N/ N/ 15N中帶中帶(中間中間)1515N/ N/ 14N輕帶輕帶(上部上部)1414N/

3、 N/ 14N中帶中帶(中間中間)1515N/ N/ 14N二、二、DNADNA半保留復制的實驗證據半保留復制的實驗證據實驗結論：實驗結論：DNADNA的復制是以半保留的方式進行的的復制是以半保留的方式進行的親代親代子一代子一代子二代子二代子三代子三代15N14N15N規(guī)律規(guī)律1：親代：親代DNA分子經分子經 n 次復制后，所次復制后，所合成的合成的DNA分子中：分子中：子代子代DNA分子總數分子總數=含親代母鏈的含親代母鏈的DNA分子數分子數=不含親代母鏈的不含親代母鏈的DNA分子數分子數=2n22n-2小結小結子代子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數分子中脫氧核苷酸鏈數=2n+1定義定義：以親代

4、以親代DNA為模板合成子代為模板合成子代DNA的的過程。過程。時間時間：有絲分裂間期、減數第一次分裂前有絲分裂間期、減數第一次分裂前的間期。的間期。場所場所：真核生物：細胞核（主要）、葉綠真核生物：細胞核（主要）、葉綠體、體、 線粒體。線粒體。原核生物：擬核。原核生物：擬核。 DNADNA的復制過程的復制過程模板：模板：條件條件：原料：原料： 游離的游離的4種脫氧核苷酸（種脫氧核苷酸（A、G、C、T） ATP （呼吸作用提供）（呼吸作用提供）解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶等聚合酶等親代親代DNA分子的兩條鏈分子的兩條鏈能量：能量：酶：酶：解旋酶催化解旋酶催化解旋：解旋：模板模板（在（在DNA聚合

5、酶的催化下，利用聚合酶的催化下，利用游游離的脫氧核苷酸進行離的脫氧核苷酸進行）復制復制: 以母鏈為模板進行堿基配對以母鏈為模板進行堿基配對母鏈（舊鏈）母鏈（舊鏈）子鏈（新鏈）子鏈（新鏈）復制后的復制后的DNA:同時進行同時進行組成組成二、二、DNADNA分子的復制過程分子的復制過程DNADNA分子復制的特點分子復制的特點: :邊解旋邊復制邊解旋邊復制 半保留復制半保留復制 為什么復制能形成兩個完全相同的為什么復制能形成兩個完全相同的DNADNA，并且它們都和親代，并且它們都和親代DNADNA一樣？一樣？AGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGC

6、TC+1、DNA分子的獨特的雙螺旋結構為復制分子的獨特的雙螺旋結構為復制DNA提供精確的模板。提供精確的模板。親代親代子代子代子代子代為什么復制能形成兩條完全相同的為什么復制能形成兩條完全相同的DNADNA，并且它們都和親代，并且它們都和親代DNADNA一樣？一樣？AGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTCAGAACGAGTCTTGCTC+堿基互補配對保證了復制能夠堿基互補配對保證了復制能夠準確無誤地進行。準確無誤地進行。意義：意義： 將遺傳信息從親代傳給子代，保持將遺傳信息從親代傳給子代，保持了遺傳信息的穩(wěn)定性、連續(xù)性。了遺傳信息的穩(wěn)定性、連續(xù)性。原因原因：DNADNA

7、分子獨特的分子獨特的提供精確的模板提供精確的模板通過通過 保證保證了復制準確無誤。了復制準確無誤。雙螺旋結構雙螺旋結構堿基互補配對堿基互補配對三、三、DNADNA能夠準確復制的原因、意義能夠準確復制的原因、意義1、概念：、概念：2、場所：、場所：3、時期：、時期：4、條件：、條件：5、復制過程：、復制過程：6、復制特點：、復制特點：7、復制的精確性：、復制的精確性：8、復制的生物學意義：、復制的生物學意義：三、三、DNADNA分子的復制小結：分子的復制小結：有絲分裂間期、減數分裂第一次分裂的間期有絲分裂間期、減數分裂第一次分裂的間期模板：模板： 原料：原料： 能量：能量： 酶：酶： DNADN

8、A的兩條鏈的兩條鏈游離的脫氧核苷酸（游離的脫氧核苷酸（A A、G G、C C、T T） ATPATP（有氧呼吸、無氧呼吸）（有氧呼吸、無氧呼吸）DNADNA解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶、聚合酶、DNADNA連接酶連接酶等等 堿基互補配對原則堿基互補配對原則半保留復制，邊解旋邊復制半保留復制，邊解旋邊復制使遺傳信息在傳遞過程中保持使遺傳信息在傳遞過程中保持了連續(xù)性了連續(xù)性細胞核（主要）、線粒體、葉綠體細胞核（主要）、線粒體、葉綠體 原核生物的擬核原核生物的擬核解旋解旋合成合成延伸和盤繞延伸和盤繞再 見親代親代(第一代第一代)第二代第二代第三代第三代第四代第四代15N14N15N根據半保留復

9、制和堿基互補配對原則根據半保留復制和堿基互補配對原則與復制有關的堿基計算與復制有關的堿基計算例例1、一個、一個DNA連續(xù)復制連續(xù)復制n次后，共有多少個次后，共有多少個DNA？多少條脫氧核苷酸鏈？母鏈多少條？子鏈多少條？多少條脫氧核苷酸鏈？母鏈多少條？子鏈多少條？DNA分子數分子數=2n脫氧核苷酸鏈數脫氧核苷酸鏈數=2n+1母鏈數母鏈數=子鏈數子鏈數=22n+1 2 解析：所用知識為解析：所用知識為“半保留復制半保留復制”和和“堿基互補配對原則堿基互補配對原則”，并圖示，并圖示分析。分析。ATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCG

10、AT連續(xù)第一次復制連續(xù)第一次復制連續(xù)第二次復制連續(xù)第二次復制連續(xù)第連續(xù)第n次復制次復制解：解：答：答：一個一個DNA連續(xù)復制連續(xù)復制n次后，共有次后，共有2n個個DNA，2n+1條脫氧核苷酸鏈，母鏈條脫氧核苷酸鏈，母鏈2條，子鏈條，子鏈2n+1 2條條例例2、一個、一個DNA的堿基的堿基A（T、G、C）占堿基總數）占堿基總數的的a%，堿基總數為，堿基總數為m，連續(xù)復制，連續(xù)復制n次后，共需要次后，共需要G（C、A、T）多少個）多少個？因為因為A=ma%，A=T、G=C， A+T= 2ma%，DNA復制復制n代后子鏈數代后子鏈數=2n+1 2 DNA連續(xù)復制連續(xù)復制n代后需要代后需要 鳥嘌呤鳥嘌呤=（2n+1 2 ）/2 m （1/2 a%） = m （2n 1）（）（1/2 a%）解析：先求出親代解析：先求出親代DNA中中G=C=？每兩條新鏈所必需的鳥嘌？每兩條新鏈所必需的鳥嘌呤（呤（G）數等于親代）數等于親代DNA胞嘧啶（胞嘧啶（C）數，再求出）數，再求出DNA復制復制n代后子鏈數；最后求出代后子鏈數；最后求出DNA連續(xù)復制連續(xù)復制n代后需要鳥嘌數。代后需要鳥嘌數。所以所以G=C=m（1/2 a%），每形成兩條新鏈所必需的，每形成兩條新鏈所必需的鳥嘌呤數等于親代鳥嘌呤數等于親代DNA胞嘧啶數胞嘧啶數= m （1/2 a%）