DNA双向复制ppt课件

边解旋边复制
G
C
A C T
A
A
T
DNA G
解旋酶 聚合酶 T

解旋： 解旋酶催化（氢键断裂） 模板 同时进行(边解旋边复制）
复制: 以母链为模板进行碱基配对
（在DNA聚合酶的催化下，利 用游离的脱氧核苷酸进行）
子代DNA:
母链（旧链） 组成
子链（新链）
复制条件
模板：DNA的两条母链 原料：4种脱氧核苷酸
说
演
演绎推理 绎
通过实验进行验证
实验验证得出结论
DNA的复制过程
阅读课本P54，先独立思考，再小组交流完成以 下表格，再举手回答
时间 有丝分裂的间期 减数第一次分裂前的间期
场所 主要在细胞核(细胞核、叶绿体、线粒体)
条件 模板、酶、原料（四种脱氧核苷酸）、能量等
原则 特点 结果 意义
碱基互补配对原则 半保留复制 边解旋边复制 子链与母链结合，构成两个新的DNA分子 保持了遗传信息的连续性
（2） 测定第四代DNA1分/8子中密，度7/，8 15N标记的比例表示为 轻
（3）如果将第一代（全中）DNA
链的氢键断裂后再测定密度，它
的两条DNA单链在试管中的分布位
置应为 ½重，1/2轻
（4）上述实验表明，子代DNA合
成的方式是
半保留复制
三、拓展延伸，深化知识
先独立思考，再小组交流，再举手回答 2. 已 知 某 DNA 分 子 中 含 腺 嘌 呤 (A)200 个 ， 占 全 部 DNA碱基总数的20%，该DNA连续复制4次，环境中 消耗游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸（C）的数目为
第三章 基因的本质
第三节：DNA的复制
一、温故知新 导入新课

B.边解旋边 复制？
复制过程:
4、DNA复制的过程
①解旋： 利用 细胞呼吸 提供的能量（ATP），在
__解__旋__酶___的作用下，把两条螺旋的双链解开
②合成子链：
以解开的每一段母链为 模板，以 四__种__游__离__的__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，合成与母链互补的子链
亲子代为什么比较相似？
12/31/2020
第3节 DNA的复制
一、ＤＮＡ复制的推测
半保留复制
全保留复制
还是？
人教生物 必修2第3章3DNA的复制(共40张PPT )
①半保留复制： 以每一条母链作模板合成一条子链，子代 DNA分子由一条母链和一条新合成的子链 构成。
②全保留复制： 以两条母链为模板合成两条DNA子链，子 代DNA中母链重新结合，两条子链彼此结 合成另一个子代DNA分子。
• 解析：1、计算每个DNA分子中C的个数
•
2、套用公式计算
人教生物 必修2第3章3DNA的复制(共40张PPT )
规律：一个15N/15N-DNA连续复制n次后：
①DNA分子总数： 2n个 脱氧核苷酸链数：2n+1条
②含15N的DNA分子数是： 2个 含15N的脱氧核苷酸链数： 2条
③只含15N的DNA分子数是： 0个 ④含14N的DNA分子数是： 2n个
(1)子代DNA分子中，含14N的有2n个，只含14N 的有(2n－2)个，做题时应看准是“含”还是“只 含”。
(2)无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是2 个 ， 含 15N 的 链 始 终 是 2 条 。 做 题 时 ， 应 看 准 是 “DNA分子数”还是“链数”。

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5
Evidence points to bidirectional replication
Cairns证明大肠精杆品课菌件DNA双向复制的实验
6
放射自显影图
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7
Thank you
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感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
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如果是单向复制，自显影图谱上银颗粒的密度应该是 一端高、一端低；
如果是双向复制，则应该中间是一段低密度的银颗粒 ，两侧是高密度的银颗粒。
(低密度银颗粒意味着这一段DNA属于复制起始区， 高密度颗粒代表的是后来合成的)
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4
放射自显影
• 原理是将放射性同位素（如14C和3H）标 记的化合物导入生物体内，经过一段时间 后，将标本制成切片或涂片，涂上卤化银 乳胶，经一定时间的放射性曝光，组织中 的放射性即可使乳胶感光。然后经过显影 、定影处理显示还原的黑色银颗粒，即可 得知标本中标记物的准确位置和数量
低密度银颗粒意味着这一段dna属于复制起始区高密度颗粒代表的是后来合成的原理是将放射性同位素如14c和3h标记的化合物导入生物体内经过一段时间后将标本制成切片或涂片涂上卤化银乳胶经一定时间的放射性曝光组织中的放射性即可使乳胶感光
DNA双向复制实验
制作：张湘钰，邹颖，苏林晖，刘舒琪
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1
DNAபைடு நூலகம்向复制
复制起点：每个复制子都含有复制起点 ，如大 肠杆菌复制起点oriC 含245bp个碱基对，能够被 多亚基的复制起始区结合蛋白识别，启动复制
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(2)原料：脱氧核苷酸 (3)能量：ATP (4)酶：解旋酶、DNA聚合酶
Hale Waihona Puke DNA的复制特点〔一〕资料: • 子宫肿瘤细胞中的DNA平均长度
约40mm,而DNA的复制速度约 ，完成复制需一个月，但研究发现 ，DNA完成复制的时间约为20分 钟。
边解旋边复制
DNA的复制特点〔二〕
新产生的DNA分子是一个全新 的DNA分子吗？其复制方式是什么？
• 资料： • 1962年，沃森和克里克因提出DNA分子
双螺旋结构模型及其遗传机制而获得诺贝 尔生理学或医学奖。
他们到底提出了什么样的遗传机制、 有何实验证据？
第三节DNA的复制
DNA的复制
1.场所：细胞核(主要)、线粒体、叶绿体
2.时期：细胞分裂间期 3.条件：(1)模板：解旋的DNA两条单链
• 最早提出的DNA复制方式有三种： • 全保存复制、半保存复制、弥散复制
DNA的复制方式
DNA分子复制的实验
DNA的复制方式
讨论： 1.离心处理后，为什么子一代DNA只有杂合链带
？ DNA出现了轻链带和杂合链带，说明了什么？ DNA的复制方式是什么？
思维拓展
• 如果用两条相交的波浪线代表一个 DNA，最初的一个DNA两条链用红色 表示，以后的用白色表示，试画出一 个DNA复制四次的图解。
• 交流一下： • 从中你可以归纳出哪些规律。
DNA复制的意义
• DNA精确复 制的原因是 什么？有何 意义？
继续讨论……
• 预习生物的变异，并用以下词语构建“生物 变异的分类〞概念图
• 生物变异 不可遗传变异 基因突变 • 基因重组 可遗传变异 染色体变异
染色体结构变异 染色体数目变异

Arthur Kornberg
N端
DNA-pol Ⅰ
C端
木瓜蛋白酶
小片段
大片段/Klenow fragment
323个氨基酸
604 amino acids(氨基酸)
5 核酸外切酶
DNA 聚合酶
5 核酸外切酶
• Klenow片段是实验室合成DNA，进行 分子生物学研究中常用的工具酶。
DNA-pol Ⅲ (250kD)
解螺旋酶 SSB
（二）DNA拓扑异构酶改变DNA超螺旋状态、理 顺DNA链
局部解链后
10 8
防止DNA缠绕，打结。
解链过程中DNA的缠绕、打结
拓扑异构酶作用特点
既能水解 、又能连接磷酸二酯键
拓扑异构
酶Ⅰ
切断双链中的一股，并封闭切口，不 需要水解ATP
一、半保留复制是DNA复制的基本特征
半保留复制的概念:
DNA生物合成时，母链DNA解开为两股 单链，各自作为模板(template)按碱基配对规 律，合成与模板互补的子链。子代细胞的 DNA，一股单链从亲代完整地接受过来，另 一股单链则完全从新合成。两个子细胞的 DNA都和亲代DNA碱基序列一致。这种复制 方式称为半保留复制。
第二节 DNA复制的酶学和拓扑学变化
一、DNA复制的化学反应
Байду номын сангаас，，
(dNMP)n + dNTP → (dNMP)n+1 + PPi
•参与DNA复制的物质
底物(substrate): dATP, dGTP, dCTP, dTTP 聚合酶(polymerase): 依赖DNA的DNA聚合酶，简写
为 DNA-pol 模板(template) : 解开成单链的DNA母链 引物(primer): 提供3-OH末端使dNTP可以依次聚合 其他的酶和蛋白质因子

（3）消耗的脱氧核苷酸数m（ 2n -1）m（ 2n-2n-1）= m（ 2n-1）
规律总结
某DNA分子共有a个碱基，其中含胞嘧啶m个，则该DNA分子复制3次，需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为（ B ）
第3次，需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为？？？？？4 （a/2-m）
能力应用
过程
特点
意义ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
【课堂小结】
温故知新：
DNA的基本组成单位为 脱氧核苷酸，根据碱基的不同可分为 4 种。DNA双螺旋结构的特点具体有什么？①两条链 反向平行 双螺旋②脱氧核糖及磷酸交替连接排列在外侧，构成了基本骨架③碱基通过氢键形成碱基对，排列在内侧，遵循了碱基互补配对原则
第三节： DNA的复制
一、对DNA复制的推测
问题1:母链子链
同位素标记法
同位素标记法 例如
例如15N, 14N
实验准备
密度梯度离心法
问题2:
二、DNA半保留复制的实验证据
重带(下部)
15N/
15N
中带(中间)
15N/
14N
轻带(上部)
14N/
14N
中带(中间)
15N/
14N
14
15N/15N-DNA
14
141414
1414
含14N
14
141414
实验结论:DNA的复制是以半保留的方式进行的
D
课堂小练
C
A
A A
C
A
三、DNA分子复制的过程（P54）
1、概念：
从整体上看，你发现规律了吗？
（１）DNA分子数2n个含亲代母链2个不含亲代母链2n-2个
规律总结

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日期：
演讲者：蒝味的薇笑巨蟹
（n为碱基对数）
特异性： 每种生物的DNA分子都有特定的碱基排列
顺序，具有特定功能。
2020/12/9
5
（二）、DNA分子的复制
1、概念：以亲代DNA分子为模板来合成子代DNA的过程
发生时间： 有丝分裂的间期、减数分裂的间期
2、过程
（1）解旋： 提供准确模板
（2）合成子链 模板： 2条已解开的DNA单链
(2)外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接， 排列在外侧，构成基本骨架。
内侧：碱基排列在内侧 (3)碱基按碱基互补配对原则通过氢 键
连接成碱基对
2020/12/9
4
（3）结构特性
稳定性
DNA中脱氧核糖与磷酸交替排列
DNA的内侧通过氢键形成的碱基对，使2 条脱氧核苷酸链稳固的并联起来
多样性： DNA中碱基对排列方式多种多样：4n
DNA分子的结构和复制
2020/12/9
1
（一）、DNA分子的结构
1、基本单位： 脱氧核苷酸
磷酸
种类：4种
2020/12/9
脱氧
碱GACT基
核糖
பைடு நூலகம்
(A)腺嘌呤脱氧核苷酸 (G)鸟嘌呤脱氧核苷酸
(C)胞嘧啶脱氧核苷酸 (T)胸腺嘧啶脱氧核苷酸 2
连 接
A
T
T
A
G
C
C
G
2、立体结构
规则的双螺旋结构
特点： (1)由2条反向平行的脱氧核苷酸链 盘旋成双螺旋结构
条件 原料： 4种游离的脱氧核苷酸 能量 酶

A、3'-TGCAT-5' B、3'-TACGT-5' C、3'-UGCAU- 5' D、3'-UACGU- 5'
【例2】用经32P标记的一个噬菌体侵染 大肠杆菌，在普通培养基中培养一段
时间后，统计得知培养基中共有后代
噬菌体200个，则后代噬菌体中含有
32P的占总数的（ ）源自BＡ.2%Ｂ.1%
Ｃ.0.5%
三、DNA分子复制的过程
?DNA分子的复制能够准确无误进行的原 因是什么？
? DNA具有独特的双螺旋结构，能为复 制提供精确的模板；
?碱基具有互补配对的能力，能使复制 准确无误进行。
练习题
【例1】 DNA自我复制时，某 DNA 单链片段是：5'-ATGCA-3'，以它
为模板复制的互补链是 ( B )
?时间： ?有丝分裂间期和减数第一次分裂间期
?过程： ?边解旋边复制
三、DNA分子复制的过程
?条件： ?模板、酶、原料( 游离的脱氧核苷酸) 、 能量、适宜的PH和温度
?原则： ?碱基互补配对原则
三、DNA分子复制的过程
?特点：
?边解旋边复制
?半保留复制
?多个复制起点
?双向复制 ?意义：
?保持遗传信息从亲代到子代的连续性
DNA 的复制
一、对DNA分子复制的推测
?全保留型复制 ?新复制出的分子直接形成，完 全没有旧的部分。
?半保留型复制 ?以一条旧链为模板合成另一条 新链，因此形成的 DNA分子是一 半新的、一半旧的。
二、DNA复制的实验研究
?设计思路： ?区分亲代与子代 DNA
?DNA肉眼看不见如何能分辨 DNA？ ?同位素示踪、密度梯度离心