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1、2.3.3DNA的复制构构成成方方式式位置位置双螺旋外侧双螺旋外侧双螺旋内侧双螺旋内侧碱基对碱基对主链主链(骨架骨架)1 1)脱氧核糖与)脱氧核糖与磷酸交替连接;磷酸交替连接;2)两条主链)两条主链呈反向平行;呈反向平行;3)盘绕成规则)盘绕成规则的双螺旋。的双螺旋。2 2)碱基互补配对)碱基互补配对(A A-T T,G G-C C)1 1)主链上对应碱)主链上对应碱基以基以氢键氢键连结成连结成对;对;新复制出的分子直接形成,完全没有旧的部分新复制出的分子直接形成,完全没有旧的部分全保留复制:全保留复制:复制一次复制一次亲代亲代DNA子代子代DNA形成的分子一半是新的,一半是旧的形成的分子一半
2、是新的,一半是旧的半保留复制:半保留复制:复制一次复制一次将大肠杆菌放在将大肠杆菌放在1515N NH H4 4ClCl培养液生长培养液生长转移到含转移到含14NH4Cl中中分裂一次分裂一次分裂两次分裂两次15N/15N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA15N/14N-DNA提取离心提取离心提取离心提取离心提取离心提取离心15N/15N-DNA15N/15N-DNA14N/14N-DNA15N/15N-DNA14N/14N-DNA实验结果预测半保留复制全保留复制14DNA/14DNA15DNA/14DNA15DNA/15DNA轻链轻链中链中链重链重链假如标记N元素,离心后的D
3、NA分布情况:AAATTTGGGGCCCATCDNA平面模式图AAATTTGGGGCCCATCAGCTCGT游离的脱游离的脱氧核苷酸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!游离的脱游离的脱氧核苷酸氧核苷酸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
4、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AAATTTGGGGCCCATC新合成的一条链(子链)半保留复制:DNA复制后产生的每个子代DNA分子中,都有一条链是原DNA保留下来的,而另一条链是新合成的。原先的模板链(母链)为什么复制能形成两条完全相同的DNA,并且它们都和亲代DNA一样?1、DNA分子的独特的双螺旋结构为复制DNA提供精确的模板。2.碱基互补配对原则保证了复制能够准确无误地进行。解
5、旋酶催化解旋酶催化解旋:解旋:模板模板(在(在DNA聚合酶的催化下,利用聚合酶的催化下,利用游游离的脱氧核苷酸进行离的脱氧核苷酸进行)复制复制:以母链为模板进行碱基配对以母链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A1、复制的场所:、复制的场所:细胞核(主要)、线粒体、细胞核(主要)、线粒体、叶绿体叶绿体2、复制的时间:、复制的时间: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3、复制的条件、复制的条件模板模板原料原料能量能量酶酶解旋后的两条解旋后的两条DNA单链单链四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸ATP解旋酶、
6、解旋酶、DNADNA聚合酶等聚合酶等4、复制过程:、复制过程:、解旋:在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开;、合成子链:以解开的每一条母链为模板,以游离的四种脱氧核苷酸为原料,遵循碱基互补配对原则,在有关酶的作用下,各自合成与母链互补的子链;、形成子代DNA:每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构。从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。5、复制特点:、复制特点:从结果看:从结果看:从过程看:从过程看:半保留复制半保留复制边解旋边复制边解旋边复制6、DNA复制的结果:复制的结果:ATCGATAGCTATCGATAGCTATCGATAGCT形成两条完全相同的形成两条完全相同的DNA分
7、子分子3.下列关于下列关于DNA复制过程,正确顺序是复制过程,正确顺序是互补碱基对间氢键断裂互补碱基对间氢键断裂互补碱基对之间形成氢键互补碱基对之间形成氢键DNA分子在解旋酶作用下解旋分子在解旋酶作用下解旋以母链为模板进行碱基互补配对以母链为模板进行碱基互补配对子链与母链盘旋成双螺旋结构子链与母链盘旋成双螺旋结构ABCDC1.一个一个DNA分子自我复制后形成两个分子自我复制后形成两个DNA分分子,这两个新的子,这两个新的DNA分子(分子()A.分别由两条母链和两条子链形成分别由两条母链和两条子链形成B.两条母链和两条子链随机结合而成两条母链和两条子链随机结合而成C.分别由一条子链及一条母链结合
8、而成分别由一条子链及一条母链结合而成D.一条子链与另一条子链的母链结合一条子链与另一条子链的母链结合C4.图中一、二、三表示图中一、二、三表示DNA复制的复制的过程过程一表示一表示_,这一过程中,这一过程中,DNA分子在分子在_的作用下,两条扭成的作用下,两条扭成螺旋的长链开始螺旋的长链开始_。二表示二表示_。每。每条母链在条母链在_等的作用下,等的作用下,链上的碱基按照链上的碱基按照_与周围与周围环境中游离环境中游离_来配对来配对.三表示三表示_解旋解旋解旋酶解旋酶以母链为模板进行碱基配对以母链为模板进行碱基配对解开解开DNA聚合酶聚合酶碱基互补配对原则碱基互补配对原则脱氧核苷酸脱氧核苷酸形
9、成两个新的形成两个新的DNA分子分子母链数母链数=子链数子链数=22n+1 2DNA分子数为分子数为=脱氧核苷酸链条数为脱氧核苷酸链条数为=含含标记的标记的DNA占占总总DNA=含含标记的脱氧核苷酸链标记的脱氧核苷酸链占占总链数总链数=2/2n(1/2n-1)2/2n+1(1/2n)ATGCCGATATGCCGATATGCCGAT连续第一次复制连续第一次复制ATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT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2n2n+1一个一个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?母链多少?多少条脱
10、氧核苷酸链?母链多少条?子链多少条?条?子链多少条?例题:将例题:将15N标记的标记的DNA分子放在分子放在14N的培养基上培的培养基上培养,养,经过经过3次复制,在所形成的子代次复制,在所形成的子代DNA中,含中,含15N的的DNA占总数是(占总数是()A1/16Bl8C14D12子一代子一代子二代子二代亲代亲代子三代子三代C已知某细菌已知某细菌DNA中中=1.3用用15N标标记后,放入记后,放入14N培养基中进行培养。培养基中进行培养。复制复制4次后有放射性的次后有放射性的DNA占总量的比:占总量的比:有放射性标记的脱氧核苷酸链占总链数的有放射性标记的脱氧核苷酸链占总链数的比是:比是:复制
11、后一个复制后一个DNA分子中分子中A+TC+G18A+TC+G=A+GC+T=1.31116复制n次与第n次复制:区别:复制n次共产生 2n个DNA分子,新增DNA分子2n-1个;第n次复制产生的DNA分子则是2n-1 个,新增加的DNA分子也是2n-1 个。例1:具有N个碱基对的一个DNA分子片段,含有m个腺嘌呤。(1)该片段完成复制n次需要 个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。(2)该片段完成第n次复制需要 个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。(2 2n n1 1)(N Nm m)2n1(Nm)3、DNA分子解旋时,下列哪一组碱基被解开分子解旋时,下列哪一组碱基被解开A鸟嘌呤和腺嘌呤鸟嘌呤和腺嘌呤B胸腺嘧啶和
12、胞嘧啶胸腺嘧啶和胞嘧啶C腺嘌呤和胸腺嘧啶腺嘌呤和胸腺嘧啶D腺嘌呤和胞嘧啶腺嘌呤和胞嘧啶C4、下面关于、下面关于DNA复制过程的描述,错误的是复制过程的描述,错误的是A复制需要能量复制需要能量B边解旋边复制边解旋边复制C复制需要氨基酸和酶复制需要氨基酸和酶D复制遵循碱基互补复制遵循碱基互补配对原则配对原则C5、若对一个、若对一个DNA分子进行标记分子进行标记,经过经过4次复制后,次复制后,含有标记含有标记DNA分子数占分子数占DNA总数的(总数的()A1/6B1/8C1/4D1/2B 6、分分析析一一个个DNA分分子子时时,发发现现有有30%的的脱脱氧氧核核苷苷酸酸含含有有腺腺嘌嘌呤呤,由由此此
13、可可知知,该该分分子子中中一一条条链链上上鸟鸟嘌嘌呤呤含量的最大值可占此链碱基总数的(含量的最大值可占此链碱基总数的()A、20%B、30%C、40%D、70%7、DNA分子结构的多样性,取决于(分子结构的多样性,取决于()A、碱基种类的多样性、碱基种类的多样性B、碱基数量的不同、碱基数量的不同C、碱基序列的不同、碱基序列的不同D、碱基比率的不同、碱基比率的不同CC8 8、某一噬菌体、某一噬菌体DNADNA分子用重氢标记,问连续分子用重氢标记,问连续复制复制5 5次,共产生次,共产生_个噬菌体,含重氢个噬菌体,含重氢标记的有标记的有_个,含重氢标记的链占全部个,含重氢标记的链占全部DNADNA
14、链的链的 _ ,含重氢标记的,含重氢标记的DNADNA占全部占全部DNADNA的的_._.3221/321/16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