内容正文:
第2节 遗传信息通过复制和表达进行传递
——DNA的复制
2025/02/19
@肖姚老师
1
1、提出问题:DNA是怎样进行复制的?
一、探究DNA的复制方式
沃森和克里克在论文中有这样一段话:“我们的 DNA 模型实际上是一对模板,每一模板与另一个互补。我们设想:在复制前氢键断开,两条链松开、分离,然后每条链作为形成自己新链的模板,最后我们从原先仅有的一对链得到了两对链,而且准确地复制了碱基序列。”
母链
合成子代链的原料
①
②
③
2、作出假设:
一、探究DNA的复制方式
3、设计实验
1. 如何控制DNA复制的代数?
2. 如何区分不同的DNA单链组合情况?
3.该实验用什么元素做标记?为什么?
4.如何测定子代DNA带有同位素的情况?
控制时间
同位素标记技术
半保留复制
全保留复制
弥散复制
思考:
15N和14N是N元素的两种稳定的同位素,这两种同位素的相对原子质量不同,含15N的 DNA比含14N的DNA密度大。
含15N的 DNA比含14N的DNA密度大,利用离心技术可以在试管中区分不同N元素的DNA分子。——密度梯度离心法
一、探究DNA的复制方式
高密度介质氯化铯经高速离心后,氯化铯会形成一个密度梯度。
当加入DNA分子后,经过离心,DNA会停留在与周围的氯化铯密度相同的位置,通过观察DNA在氯化铯梯度中的位置就能区分含15N的DNA和含14N的DNA。
一、探究DNA的复制方式
DNA带的位置
低
高
密度
密度梯度离心
密度
>
>
15N/15N
15N/14N
14N/14N
下
中
上
一、探究DNA的复制方式
4、实验过程以及预期结果
一、探究DNA的复制方式
结论:DNA复制是半保留复制
5、实验结果
一、探究DNA的复制方式
细菌在含15N的培养基中繁殖数代后,使细菌的DNA皆含有15N,然后再移入含14N的培养基中培养,提取其子代的DNA进行梯度离心,下图①~⑤为可能的结果,下列叙述错误的是( )
A.第一次分裂的子代DNA应为②
B.第二次分裂的子代DNA应为①
C.第三次分裂的子代DNA应为③
D.亲代的DNA应为④
D
练习巩固
请结合表格提示,阅读教材11页,并完成填空
DNA复制
定义
所需条件 酶
原料
模板
其他条件
原则
方向
产物
特点
场所
时间
意义
以两条链为模板,合成新的DNA
DNA解旋酶、DNA聚合酶等
4种脱氧核苷三磷酸(dNTP)
子代DNA
单链DNA结合蛋白等特定蛋白质、能量
碱基互补配对
5’——3’
DNA双链
边解旋边复制,半保留复制
细胞核(线粒体、叶绿体)
分裂间期(S期)
保证了遗传信息传递的完整性和准确性
二、DNA的复制过程
10
为什么要脱氧核苷三磷酸
为什么方向一定是5’—3’
二、DNA的复制过程
引物酶:合成短RNA引物,为聚合酶合成新的DNA链提供起点
冈崎片段
二、DNA的复制过程
女性子宫肌瘤细胞中最长的DNA分子达36mm,DNA复制速度约为4μm/min(1mm=1000μm),但复制过程仅需40min左右即完成。
据上面资料推测DNA复制可能具有什么特点?
5’
5’
3’
3’
双向复制:向每个复制起点的两边解旋
二、DNA的复制过程
边解旋边复制
结合所学指认途中序号代表的结构或物质。
练习巩固
1. 下列关于DNA分子复制的正确顺序是
①互补碱基对间氢键断裂,解旋
②以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对
③子链与母链盘旋成双螺旋结构
A.①②③ B.①③② C.②①③ D.②③①
A
2.下列关于DNA复制过程的叙述,错误的是
A.需要DNA解旋酶打开双链间的氢键
B.在DNA双链中,只有一条链可作为模板合成新的DNA
C.DNA聚合酶催化形成磷酸二酯键
D.DNA复制过程使完整的遗传信息传递给子细胞
B
练习巩固
(1)甲过程中,DNA分子利用细胞提供的能量,在________酶的作用下解开双链。
(2)乙过程中,以解开的每一段母链为模板,利用细胞中游离的4种________________为原料,按照____________原则,各自合成与母链互补的一段子链。
(3)丙过程中,每条子链与其对应的母链盘绕成_________结构。
(4)上述过程表明DNA分子复制的特点是_______________。
边解旋边复制
解旋
脱氧核苷三磷酸
碱基互补配对
双螺旋
练习巩固
$$