資源簡介

(共21張PPT)
第二節 DNA分子的結構和復制
第二章 遺傳的分子基礎
第2課時
DNA分子能夠儲存大量的遺傳信息，那么，遺傳信息是怎樣傳遞的呢？科學家推測，既然DNA分子的兩條鏈是互補的，那么每條鏈都應該能作為復制的模板合成互補鏈，形成兩條子代DNA分子。如果把以親代DNA分子為模板合成子代DNA分子的過程稱為DNA分子的復制，那么DNA分子究竟是怎樣復制的呢？
課前引入
梅塞爾森
斯塔爾
區分親代和子代的DNA，標記親代DNA鏈，然后觀察它們在子代DNA中如何分布。
積極思維
DNA分子究竟是如何復制的？
積極思維
DNA分子究竟是如何復制的？
1. 實驗材料：
2. 實驗方法：
3. 實驗過程：
大腸桿菌（繁殖快，20min一代）
同位素標記法和密度梯度離心技術
提出問題
DNA以什么方式復制？
作出假說
DNA以半保留方式復制
讓大腸桿菌在15NH4Cl的培養若干代，再放置在14NH4Cl培養。
背景知識
15N 和 14N是N元素的兩種穩定同位素，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N復制
14N復制
14N
14N
15N
15N
重帶DNA
1/2輕帶DNA
1/2重帶DNA
3/4輕帶DNA
1/4重帶DNA
P:
F1:
F2:
半保留復制
積極思維
DNA分子究竟是如何復制的？
半保留復制
15N
14N
14N
14N
15N
14N
P:
F1:
F2:
15N
15N
14N復制
14N復制
重帶DNA
中帶DNA
1/2輕帶DNA
1/2中帶DNA
積極思維
DNA分子究竟是如何復制的？
實驗驗證
第二次
轉移到含14NH4Cl的培養液中
第一次
提出DNA離心
提出DNA離心
提出DNA離心
排除DNA的復制是全保留復制
得出結論
DNA的復制是以半保留的方式進行的。
假說演繹法
15NH4Cl
積極思維
DNA分子究竟是如何復制的？
2.時間：
1.概念：
在新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈，因此，這種復制方式被稱為DNA分子半保留復制。
間期（有絲分裂間期和減數第一次分裂前的間期）
真核細胞：
主要在細胞核中，但在線粒體、葉綠體也有
原核細胞：
主要在擬核中，質粒也可以。
3.DNA復制場所
4.條件：
模板
原料
酶
能量
DNA分子的兩條母鏈
細胞中游離的4種脫氧核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶
ATP
DNA分子通過半保留方式進行復制
DNA分子通過半保留方式進行復制
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
3'
5'
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
ATP
解旋酶
使氫鍵斷裂
(1)解旋：利用　　 提供的能量，在 的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開；
細胞
解旋酶
ATP
DNA分子通過半保留方式進行復制
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
A
T
T
A
T
A
T
G
C
A
T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
（2）合成子鏈
氫鍵形成不需要酶
課本P55
以解開的的每條_____為模板，在___________等酶的作用下，利用細胞中_______________________為原料，按照______________原則，各自合成與母鏈互補的一段子鏈；
母鏈
游離的4種脫氧核苷酸
DNA聚合酶
堿基互補配對
②在DNA聚合酶的催化下從子鏈的5'端把子鏈的脫氧核苷酸聚合成脫氧核苷酸鏈。
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
A
T
T
A
T
A
T
G
C
A
T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
A
T
T
A
DNA聚合酶
5'
3'
T
A
T
G
C
A
T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
5'
3'
ATP
ATP
合成方向：
子鏈的5'端→ 3'端
（2）合成子鏈
形成磷酸二酯鍵
DNA分子通過半保留方式進行復制
DNA分子通過半保留方式進行復制
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
A
3'
5'
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
A
T
T
A
T
A
T
G
C
A
T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
5'
3'
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
3'
5'
T
T
A
C
G
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
5'
3'
（3）形成子代DNA分子
每條子鏈與其對應的_____盤繞成雙螺旋結構，形成___個與親代_________的DNA。
母鏈
2
完全相同
DNA復制的起點和方向
原核生物：單起點雙向復制
真核生物：多起點雙向復制
在復制速率相同的前提下，圖中DNA是從其最右邊開始復制的，這種復制方式提高了DNA復制的效率。
DNA復制相關計算
假設將一個全部被15N標記的雙鏈DNA分子(親代)轉移到含14N的培養液中培養n代，結果如下：
親 代
第一代
第二代
第三代
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
21
22
23
DNA復制相關計算
假設將一個全部被15N標記的雙鏈DNA分子(親代)轉移到含14N的培養液中培養n代，結果如下：
(1)DNA分子數
①子n代DNA分子總數為______個。
②含15N的DNA分子數為______個。
③含14N的DNA分子數為______個。
④只含15N的DNA分子數為______個。
⑤只含14N的DNA分子數為_________個。
2n
2
2n
0
(2n－2)
DNA復制相關計算
假設將一個全部被15N標記的雙鏈DNA分子(親代)轉移到含14N的培養液中培養n代，結果如下：
(2)脫氧核苷酸鏈數
①子代DNA中脫氧核苷酸鏈數＝_______條。
②親代脫氧核苷酸鏈數＝______條。
③新合成的脫氧核苷酸鏈數＝____________條。
2n＋1
2
(2n＋1－2)
DNA復制相關計算
★時間：
細胞分裂前的間期
★過程
親代DNA提供
原則：
游離的脫氧核苷酸
堿基互補配對原則
模板：
原料：
能量：
酶：
條件
★特點
邊解旋邊復制
半保留復制
★意義：
保持前后代遺傳信息的連續性
解旋
合成子鏈
復旋
ATP
解旋酶、DNA聚合酶等
子鏈的5' -端→3' -端
DNA復制方向：
課堂小結
1.下列關于DNA復制的敘述，不正確的是（ ）
A.DNA復制時只以DNA的一條鏈作為模板
B.DNA復制時以4種游離的脫氧核苷酸為原料
C.DNA復制過程需要消耗能量
D.DNA分子的復制方式是半保留復制
√
隨堂小測
7. 將DNA雙鏈都被15N標記的大腸桿菌放在含有14N的培養基中培養，使其分裂3次，下列敘述正確的是 （ ）
A. 所有的大腸桿菌都含有15N
B. 含有15N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/2
C. 含有15N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/4
D. 含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例為1/8
√
隨堂小測
3.(2019·湖南重點中學演練)BrdU在DNA復制過程中能替代胸腺嘧啶脫氧核苷酸。由于含BrdU的情況不同，染色單體著色的深淺也不同：當DNA只有一條單鏈摻有BrdU時，則染色單體著色深；當DNA的兩條單鏈都摻有BrdU時，則染色單體著色淺?，F將豌豆根尖分生區細胞放在含有BrdU的培養基中培養，對處于不同細胞周期的細胞進行染色、制片后，在顯微鏡下可觀察每條染色體的姐妹染色單體的著色情況。下列有關說法不正確的是（ ）
A.在此實驗中，DNA中的堿基A可以與堿基T、BrdU進行配對
B.第一次分裂的中期，每條染色體中的染色單體均著色深
C.第二次分裂的中期，每條染色體中一條染色單體為深色，另一條為淺色
D.第三次分裂的中期，不可能出現每條染色體中的染色單體均著色淺的細胞
隨堂小測
√
感謝觀看
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