3.3 DNA的復(fù)制

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1、第三節(jié)DNA的復(fù)制DNA的復(fù)制概念：是指以親代DNA分子為模板來合成子代DNA的過程。DNA復(fù)制發(fā)生在什么時(shí)期？——有絲分裂間期——減數(shù)第一次分裂間期問題：DNA復(fù)制的場(chǎng)所在哪里？細(xì)胞核、線粒體、葉綠體一.對(duì)DNA分子復(fù)制的推測(cè)沃森和克里克的推測(cè)(假說)復(fù)制時(shí),DNA的雙螺旋解開.互補(bǔ)的堿基間氫鍵斷裂分開的兩條鏈作為模板,以堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則合成新的一條鏈這種復(fù)制方式稱為半保留復(fù)制。二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)要分析DNA的復(fù)制究竟是半保留復(fù)制的還是全保留的，就需要區(qū)分親代與子代的DNA。1958年,科學(xué)家,運(yùn)用同位素示蹤技術(shù)，以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)材料,設(shè)計(jì)了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)。二.DNA半保

2、留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)15N/15N—DNA重鏈DNA14N/14N—DNA輕鏈DNA15N/14N—DNA中鏈DNA科學(xué)家推測(cè)：如果DNA是以半保留的方式復(fù)制的，那么離心后應(yīng)該出現(xiàn)三條DNA帶：重帶(最靠近試管底部)、雜交帶(位置居中)、輕帶(試管上部)。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果預(yù)期的結(jié)果一致,說明克里克等所做的假設(shè)正確結(jié)論：復(fù)制方式是半保留復(fù)制1958年Meselson-Stahl的實(shí)驗(yàn)三.復(fù)制的過程1.復(fù)制的條件1956年(美)康貝爾4種脫氧核苷酸、Mg2+DNA聚合酶DNA分子片段ATPDNA人工合成系統(tǒng)復(fù)制時(shí)需要模板—DNA兩條鏈原料—4種游離的脫氧核苷酸能量—ATP酶—解旋酶和DNA聚合酶等2.

3、復(fù)制的時(shí)間有絲分裂的間期減數(shù)第一次分裂前的間期3.復(fù)制的場(chǎng)所4.復(fù)制的特點(diǎn):5.復(fù)制的方式:主要在細(xì)胞核內(nèi)邊解旋邊復(fù)制半保留復(fù)制6.DNA分子準(zhǔn)確的保證獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供精確模板堿基互補(bǔ)配對(duì)保證準(zhǔn)確復(fù)制三、DNA復(fù)制的過程①解旋：在解旋酶的作用下，雙鏈螺旋的DNA打開氫鍵，解開成為兩條單鏈，每條單鏈均作為模板合成新的DNA。②合成：以二條母鏈為模板，四種脫氧核苷酸為原料，按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成為二條新的子鏈。③復(fù)旋：一條母鏈和一條子鏈螺旋成為一個(gè)新的DNA分子。DNA分子復(fù)制的意義DNA分子的半保留復(fù)制，使子代DNA與親代DNA具有完全相同的脫氧核苷酸排列順序，遺傳信息穩(wěn)定地從親代傳給

4、子代，保持了遺傳信息的連續(xù)性。DNA分子的半保留復(fù)制，并不意味著復(fù)制時(shí)毫無差錯(cuò)，否則，自然界便沒有了變異，生物界就不會(huì)向前發(fā)展。與DNA復(fù)制有關(guān)的堿基計(jì)算①一個(gè)含15N的DNA放到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，連續(xù)復(fù)制n次后，第n代2n含15N母鏈數(shù)=含14N子鏈數(shù)=2連續(xù)第n次復(fù)制2n2122含15N的DNA=2含14N的DNA=2nDNA分子數(shù)=脫氧核苷酸鏈數(shù)=2n22n2﹣2②一個(gè)DNA分子有100個(gè)堿基對(duì)，其中有40個(gè)腺嘌呤，連續(xù)復(fù)制3次后，共需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸多少個(gè)？DNA復(fù)制3次后DNA數(shù)=23=8解析：先求出親代DNA中C=？每一個(gè)新DNA含胞嘧啶（C）數(shù)等于親代DNA胞

5、嘧啶（C）數(shù)，再求出DNA復(fù)制3次后DNA數(shù)；最后求出DNA連續(xù)復(fù)制3次后需要胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)。解：所以C=60，每一個(gè)新DNA含胞嘧啶數(shù)等于親代DNA胞嘧啶數(shù)=60因?yàn)锳=40，A+C=DNA堿基的1/2=2001/2DNA連續(xù)復(fù)制3次后需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸=608﹣60=420練習(xí)有15N標(biāo)記細(xì)菌中的DNA，然后又將普遍的14N來供給這種細(xì)菌，于是該細(xì)菌便用14N來合成DNA，假設(shè)細(xì)菌連續(xù)分裂三次產(chǎn)生了八個(gè)新個(gè)體，它們DNA中的含14N的鏈與15N的鏈的比例是（）A、7：1B、2：1C、1：1D、3：1A在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為14N-DNA（

6、對(duì)照）；在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為15N-DNA（親代）。將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代（I和II），用離心的方法分離得到的結(jié)果如下表所示，請(qǐng)分析：對(duì)照親代III輕鏈14N-DNA全輕鏈1/2輕鏈中鏈全中鏈1/2中鏈重鏈15N-DNA全重鏈（1）由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以推出第一代（I）細(xì)菌DNA分子中一條鏈?zhǔn)?，另一條鏈?zhǔn)?。?）中鏈含有氮元素是。（3）將第一代（I）轉(zhuǎn)移到含15N的培養(yǎng)基上繁殖一代，將所得到的細(xì)菌的DNA用同樣方法分離。那么得到的輕中重鏈情況是：。（4）上述實(shí)驗(yàn)表明DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)是。15N母鏈14N新鏈15N和14N1/2

7、中鏈1/2重鏈半保留復(fù)制小結(jié)（課后完成）DNA復(fù)制時(shí)間場(chǎng)所條件原則結(jié)果特點(diǎn)DNA與染色體的關(guān)系謝謝！