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1、第三节第三节 DNA的复制的复制DNADNA的复制的复制概念概念：是指以亲代是指以亲代DNA分子为模板分子为模板来合成子代来合成子代DNA的过程。的过程。DNADNA复制发生在什么时期？复制发生在什么时期？l有丝分裂间期有丝分裂间期l减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期问题：问题：DNADNA复制的场所在哪里？复制的场所在哪里？l细胞核、线粒体、叶绿体细胞核、线粒体、叶绿体一一.对对DNA分子复制的推测分子复制的推测沃森和克里克的推测沃森和克里克的推测(假说假说)复制时复制时,DNA的双螺旋的双螺旋解开解开.互补的碱基间氢互补的碱基间氢键断裂键断裂分开的两条链作为模分开的两条链作为模板板,以碱
2、基互补配对的以碱基互补配对的原则合成新的一条链原则合成新的一条链这种复制方式称为这种复制方式称为半半保留复制保留复制。 要分析要分析DNA的复制究竟是的复制究竟是半保留半保留复制的还是复制的还是全保留全保留的，就需要区分亲的，就需要区分亲代与子代的代与子代的DNA。二二.DNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据15N/15NDNA重链重链DNA14N/14NDNA轻链轻链DNA15N/14NDNA中链中链DNA实验的结果预期的结果一致实验的结果预期的结果一致,说明克里克说明克里克等所做的假设正确等所做的假设正确结论：复制方式是半保留复制结论：复制方式是半保留复制三三.复制的过程复制的过程
3、1.复制的条件复制的条件1956年年(美美)康贝尔康贝尔4种脱氧核种脱氧核苷酸、苷酸、Mg2+DNA聚聚合酶合酶DNA分分子片段子片段ATPDNA人工人工合成系统合成系统复制时需要复制时需要模板模板DNA两条链两条链原料原料4种游离的脱种游离的脱氧核苷酸氧核苷酸能量能量ATP酶酶解旋酶和解旋酶和DNA聚合酶等聚合酶等2.复制的时间复制的时间有丝分裂的间期有丝分裂的间期减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前的间期3.复制的场所复制的场所 4.复制的特点复制的特点: 5.复制的方式复制的方式: 主要在细胞核内主要在细胞核内边解旋边复制边解旋边复制半保留复制半保留复制6.DNA分子分子准确的保证准确
4、的保证独特的双螺旋结构提供精确模板独特的双螺旋结构提供精确模板碱基互补配对保证准确复制碱基互补配对保证准确复制三、三、DNA复制的过程复制的过程 解旋：解旋：在解旋酶的作用下，在解旋酶的作用下，双链螺旋的双链螺旋的DNA打开氢键，解打开氢键，解开成为两条单链，每条单链均开成为两条单链，每条单链均作为模板合成新的作为模板合成新的DNA。合成：合成：以二条母链为模板，以二条母链为模板，四种脱氧核苷酸为原料，按碱四种脱氧核苷酸为原料，按碱基互补配对原则合成为二条新基互补配对原则合成为二条新的子链。的子链。复旋：复旋：一条母链和一条子一条母链和一条子链螺旋成为一个新的链螺旋成为一个新的DNADNA分子
5、。分子。 DNA分子复制的意义分子复制的意义DNA分子的半保留复制，使子代DNA与亲代DNA具有完全相同的脱氧核苷酸排列顺序，遗传信息稳定地从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。 DNA分子的半保留复制，并不意味着复制时毫无差错，否则，自然界便没有了变异，生物界就不会向前发展。 与与DNA复制有关的碱基计算复制有关的碱基计算一个含一个含15 N的的DNA放到放到含含14N的培养基中培养，连的培养基中培养，连续复制续复制n次后，第次后，第 n代代2n含含15N母链数母链数=含含14N子链数子链数=2连续第连续第n次复制次复制2n2122含含15N的的DNA =2含含14N的的DNA =2nDN
6、A分子数分子数=脱氧核苷酸链数脱氧核苷酸链数= 2n 22n 2 2 一个一个DNA分子有分子有100个碱基对，其中有个碱基对，其中有40个腺嘌呤，连续复制个腺嘌呤，连续复制 3 次后，共需要游离的次后，共需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸多少个胞嘧啶脱氧核苷酸多少个？DNA复制复制3次后次后DNA数数=23 =8解析：先求出亲代解析：先求出亲代DNA中中C=？每一个新？每一个新DNA含胞嘧啶（含胞嘧啶（C）数等于亲）数等于亲代代DNA胞嘧啶（胞嘧啶（C）数，再求出）数，再求出DNA复制复制3次后次后DNA数；最后求出数；最后求出DNA连续复制连续复制3次后需要胞嘧啶脱氧核苷酸数。次后需要胞嘧啶脱氧核
7、苷酸数。解：解：所以所以C=60，每一个新，每一个新DNA含胞嘧啶数等于亲代含胞嘧啶数等于亲代DNA胞嘧啶数胞嘧啶数=60因为因为A=40 ，A+C= DNA碱基的碱基的1/2 =200 1/2 DNA连续复制连续复制3次后需要次后需要游离游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的胞嘧啶脱氧核苷酸 =60 860=420 有15N标记细菌中的DNA，然后又将普遍的14N来供给这种细菌，于是该细菌便用14N来合成DNA，假设细菌连续分裂三次产生了八个新个体，它们DNA中的含14N的链与15N的链的比例是（ ）A、7：1 B、2：1 C、1：1 D、3：1 A A 在氮源为在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其
8、的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均分子均为为14N-DNA（对照）；在氮源为（对照）；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆的培养基上生长的大肠杆菌，其菌，其DNA分子均为分子均为15N-DNA（亲代）。将亲代大肠杆菌转移（亲代）。将亲代大肠杆菌转移到含到含14N的培养基上，再连续繁殖两代（的培养基上，再连续繁殖两代（I和和II），用离心的方），用离心的方法分离得到的结果如下表所示，请分析：法分离得到的结果如下表所示，请分析： 对照对照亲代亲代III轻链轻链14N-DNA全轻链全轻链 1/2轻链轻链中链中链 全中链全中链1/2中链中链重链重链15N-DNA 全重链全重链 （1）由实验结果可以推出第一代（I）细菌DNA分子中一条链是 ，另一条链是 。（2）中链含有氮元素是 。（3）将第一代（I）转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到的细菌的DNA用同样方法分离。那么得到的轻中重链情况是： 。（4）上述实验表明DNA分子复制的特点是 。 1515N N母链母链1414N N新链新链1515N N和和1414N N1/21/2中链中链1/21/2重链重链半保留复制半保留复制小结小结（课后完成）（课后完成）DNADNA复制复制时时 间间场场 所所条条 件件原原 则则结结 果果特特 点点谢谢！谢谢！