思考：思考：生物亲子代之间是通过遗传物质传生物亲子代之间是通过遗传物质传递遗传信息的，那么亲代的遗传物质如递遗传信息的，那么亲代的遗传物质如何来传递给子代？何来传递给子代？第三节：第三节：DNADNA的复制的复制第三章第三章 基因的本质基因的本质vDNA如何复制自己以保证子代得到亲如何复制自己以保证子代得到亲代的全部遗传信息呢？代的全部遗传信息呢？ 最早提出的最早提出的DNA复制模型主要有两种：复制模型主要有两种：一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测1、全保留复制：、全保留复制：新复制出新复制出 的分子直接形成，完全的分子直接形成，完全 没有旧的部分；没有旧的部分；2、半保留复制：、半保留复制：形成的分子形成的分子 一半是新的，一半是旧的；一半是新的，一半是旧的；复制一次复制一次复制一次复制一次亲代亲代DNA子代子代DNA沃森和克里克推测是半保留复制模型沃森和克里克推测是半保留复制模型复制一次复制一次探究探究DNADNA分子复制方式分子复制方式实验设计实验设计关键关键区别亲子代区别亲子代DNADNA实验方法实验方法同位素标记法同位素标记法1515N N1414N N密度大密度大密度小密度小实验材料实验材料大肠杆菌大肠杆菌将大肠杆菌先放在将大肠杆菌先放在1515NHNH4 4ClCl培养液培养，培养液培养，再移置再移置1414NHNH4 4ClCl培养液培养生长。培养液培养生长。密度梯度离心法密度梯度离心法二、二、DNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据全保留复制：全保留复制：半保留复制：半保留复制：细胞分裂一次，提取细胞分裂一次，提取DNA，离心，离心，DNA处于试处于试管的什么部位？管的什么部位？半保留复制：半保留复制：细胞分裂两次，提取细胞分裂两次，提取DNA，离心，离心，DNA处于处于试管的什么部位？试管的什么部位？ 实验结论：实验结论： DNA的复制是以半保留的方式进行的的复制是以半保留的方式进行的重带重带(下部下部)1515N/ N/ 15N中带中带(中间中间)1515N/ N/ 14N轻带轻带(上部上部)1414N/ N/ 14N中带中带(中间中间)1515N/ N/ 14N一个一个DNA分子复制分子复制几代后的情况如何？几代后的情况如何？拓展延伸拓展延伸亲代亲代DNADNA分子分子复制复制1 1次次复制复制2 2次次复制复制3 3次次一个一个DNADNA分子复制分子复制n n代后，能形成代后，能形成 个个DNADNA分子，分子，这些这些DNADNA分子中只有分子中只有 DNADNA分子含有亲代分子含有亲代DNADNA的的链。链。2n两个两个复制复制1 1次次复制复制2 2次次复制复制3 3次次三、三、DNADNA复制的过程复制的过程1 1、概念：、概念：是指以亲代是指以亲代DNADNA为模板，合成子代为模板，合成子代DNADNA的过程。的过程。2、发生时期、发生时期：有丝分裂有丝分裂_和和减数第一次分裂减数第一次分裂前前的的_。间期间期间期间期3、场所：、场所：真核生物：真核生物：细胞核细胞核(主要主要)、线粒体、叶绿体等。线粒体、叶绿体等。 原核生物：拟核原核生物：拟核解旋酶催化（氢键断裂）解旋酶催化（氢键断裂）解旋：解旋：模板模板（在（在DNADNA聚合酶聚合酶等酶的催化下，等酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行）利用游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）子代子代DNA:同时进行同时进行(边解旋边复制边解旋边复制)组成组成（1）解旋解旋：需要细胞提供：需要细胞提供能量能量，在，在_的的作用下，两条螺旋的双链解开。作用下，两条螺旋的双链解开。三、三、DNADNA复制的过程复制的过程（3）形成子代形成子代DNA：延伸子链，母子链盘：延伸子链，母子链盘绕成双螺旋结构。结果，绕成双螺旋结构。结果，1个个DNA分子形成分子形成_完全相同的完全相同的子代子代DNA分子。分子。（2）合成子链合成子链：以解开的每一段母链为模板，：以解开的每一段母链为模板，在在_等酶的作用下，利用细胞中等酶的作用下，利用细胞中游离的游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照种脱氧核苷酸为原料，按照_原则，合成与母链互补的子链。原则，合成与母链互补的子链。DNA聚合酶聚合酶解旋酶解旋酶碱基互补配对碱基互补配对两个两个4、过程过程5、特点、特点（1）边解旋边边解旋边_。（2）_复制复制。三、三、DNADNA复制的过程复制的过程复制复制半保留半保留6、条件、条件 模板：模板： 原料：原料： 能量：能量： 酶：酶：亲代亲代DNA的两条母链的两条母链4种游离的脱氧核苷酸种游离的脱氧核苷酸ATPDNA解旋酶，解旋酶，DNA聚合酶等。聚合酶等。7、准确复制的原因、准确复制的原因（1）DNA分子独特的分子独特的_提供精确提供精确模板。模板。（2）通过通过_，保证了复制准确保证了复制准确进行。进行。8、意义、意义将遗传信息从亲代传给了子代，保持了将遗传信息从亲代传给了子代，保持了_的连续性。的连续性。双螺旋结构双螺旋结构碱基互补配对碱基互补配对遗传信息遗传信息三、三、DNADNA复制的过程复制的过程时间时间场所场所条件条件原料原料模板模板酶酶能量能量原则原则过程过程特点特点 结果结果意义意义有丝分裂的间期, 减数第一次分裂前的间期主要在细胞核（线粒体、叶绿体）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解旋 合成子链 形成子代DNADNADNA分子的复制小结：分子的复制小结：四种游离的脱氧核苷酸DNA的两条母链解旋酶，DNA聚合酶等ATP1 1、下列关于、下列关于DNADNA复制的说法，其中不正确的是（复制的说法，其中不正确的是（ ）A. DNAA. DNA复制过程中需要酶的催化复制过程中需要酶的催化B. DNAB. DNA复制过程中需要的能量直接由糖类提供复制过程中需要的能量直接由糖类提供C. DNA C. DNA 分子是边解旋复制的分子是边解旋复制的D. DNA D. DNA 复制过程中两条母链均可作模板复制过程中两条母链均可作模板2 2、以、以DNADNA的一条链的一条链“A AT TC C”为模板，经复制为模板，经复制后的子链是（后的子链是（ ）A. A. “T TA AG G” B. B. “U UA AG G”C. C. “T TA AC C” D. D. “T TU UG G”BA3 3、1 1个个DNADNA分子经过分子经过4 4次复制，形成次复制，形成1616个个DNADNA分子，分子，其中含有最初其中含有最初DNADNA分子长链的分子长链的DNADNA分子有（分子有（ ） A. 2A. 2个个 B. 8B. 8个个 C. 16C. 16个个 D. 32D. 32个个 A4 4、由由1515N N标标记记细细菌菌的的DNADNA，然然后后又又将将1414N N来来供供给给这这种种细细菌菌，于于是是该该细细菌菌便便用用1414N N来来合合成成DNADNA，假假设设细细菌菌连连续续分分裂裂三三次次产产生生了了八八个个新新个个体体，它它们们含含1414N N的的链链与与1515N N的的链链的的DNADNA比例是（比例是（ ） A、4：1 B、2：1 C、1：1 D、3：1 A A5.图中一、二、三表示图中一、二、三表示DNA复制的过程复制的过程一表示一表示_，这一过程中，这一过程中，DNA分子在分子在_的作用下，两条扭成螺旋的的作用下，两条扭成螺旋的长链开始长链开始_。二表示二表示_ 。每条。每条母链在母链在_等的作用下，链上的等的作用下，链上的碱基按照碱基按照_与周围环与周围环境中游离的境中游离的_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成两个新的形成两个新的DNA分子分子DNA分子复制的有关计算规律分子复制的有关计算规律拓展延伸拓展延伸假假设设将将1个个全全部部被被15N标标记记的的DNA分分子子(0代代)转转移移到到含含14N的培养基中培养的培养基中培养n代，结果如下：代，结果如下：1.DNA分子数分子数(1)子代子代DNA分子总数分子总数(2)含含15N的的DNA分子数分子数(3)含含14N的的DNA分子数分子数(4)只只含含15N的的DNA分子数分子数(5)只只含含14N的的DNA分子数分子数2n个个2个个2n个个0个个(2n2)个个2脱氧核苷酸链数脱氧核苷酸链数(1)子代子代DNA分子中脱氧核苷酸链数分子中脱氧核苷酸链数 (2)含含15N的脱氧核苷酸链数的脱氧核苷酸链数(3)含含14N的脱氧核苷酸链数的脱氧核苷酸链数2n+1条条2条条(2n+12)条条3设亲代设亲代DNA分子中含有分子中含有某种某种脱氧核苷酸脱氧核苷酸m个，则：个，则：经过经过n次复制，共需消耗游离的次复制，共需消耗游离的该种该种脱氧脱氧核苷酸核苷酸m(2n1)个。个。计算复制所需计算复制所需消耗的脱氧核苷酸数消耗的脱氧核苷酸数练习：具有练习：具有100个碱基对的一个个碱基对的一个DNA分子区段分子区段,内含内含40个胸腺嘧啶个胸腺嘧啶,如果连续复制两次如果连续复制两次,需要游离的胞嘧啶需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为脱氧核苷酸为( ) A. 30个个 B. 60个个 C. 180个个 D. 240个个C 已已知知某某DNA分分子子含含有有1000个个碱碱基基对对，其其 中中 一一 条条 链链 上上 AGTC 1234。 该该 DNA分分子子连连续续复复制制两两次次，共共需需要要鸟鸟嘌嘌呤呤脱脱氧氧核核苷苷酸分子数是酸分子数是()A600个个B900个个C1200个个 D1800个个例例例例D【解解析析】DNA分分子子中中含含有有2000个个碱碱基基，又又知知 其其 中中 一一 条条 链链 中中 AGTC 1234。 该该 DNA分分子子中中AT，CG，则则求求出出该该DNA分分子子中中鸟鸟嘌嘌呤呤脱脱氧氧核核苷苷酸酸分分子子数数为为600，该该DNA分分子子连连续续复复制制两两次次，共共需需要要鸟鸟嘌嘌呤呤脱脱氧氧核核苷苷酸酸分分子子数数为为(221)6001800个。个。如果把细胞中的一个如果把细胞中的一个DNA分子用分子用32P进行进行标记，此细胞经过标记，此细胞经过4次有丝分裂，则含有次有丝分裂，则含有的标记链数和含有标记链的的标记链数和含有标记链的DNA分子数分分子数分别占总数的（别占总数的（ ） A 1/30，1/32 B 1/16，1/15 C 1/16，1/8 D 1/8，1/4C、G0、G1、G2三代三代DNADNA离心后的试管分别是离心后的试管分别是图中的：图中的：G0 、G1 、G2 。 ABD、G2代在代在、三条带中三条带中DNADNA数数的比例是的比例是 。、图中、图中 、 两条带中两条带中DNADNA分子所含的分子所含的同位素磷分别是：同位素磷分别是： ， 。、上述实验结果证明了、上述实验结果证明了DNADNA的复制方式是的复制方式是 。0:1:131P31P 和和32P半保留复制半保留复制以含有以含有31P标志的大肠杆菌标志的大肠杆菌放入放入32P的培养液中，培养的培养液中，培养2代。离心结果如右：代。离心结果如右：