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第三章 遗传的分子基础,第三节 遗传信息的传递DNA的复制,遗传物质DNA的复制,亲子代性状相像的根本原因?,DNA的复制:以亲代DNA为模板,合成两个与亲代DNA相同的子代DNA分子的过程。,(1)时间:有丝分裂间期;减数第一次分裂前的间期。,(2)场所:真核细胞:细胞核(主要)、线粒体和叶绿体。原核细胞:拟核。,一、DNA复制的方式,思考1:什么是DNA的复制,其发生的时间和场所又是什么呢?,DNA以何种方式复制?你能提出什么假说?,半保留复制:新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链。,沃森和克里克的推测(假说),复制时,DNA的双螺旋解开。 互补的碱基间氢键断裂。 分开的两条链作为模板,按照碱基互补配对原则合成新的一条链。,1958年,马修米西尔逊(Matthew Meselson) 和富兰克林斯塔尔(Franklin Stahl)设计了一个很巧妙的实验,证明了DNA复制采取半保留复制机制。,DNA半保留复制的实验证据,实验材料:大肠杆菌 实验技术:同位素示踪法和密度梯度离心,Meselson-Stahl实验,下部:重带,中间:中带,中间:1/2中带 上部:1/2轻带,亲代DNA,子代DNA,半保留复制:细胞中DNA的复制是以亲代DNA的每一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成另一条新链。 新合成的每个双链DNA分子中,有一条链是来自亲代DNA(母链),另一条链则是新合成的(子链)。,无论DNA复制多少次,含有原来母链的DNA分子永远只有两个,复制一次,复制二次,复制三次,二、DNA复制的过程,解旋酶催化(氢键断裂),解旋:,模板,(在DNA聚合酶的催化下,利用4种游离的脱氧核苷酸进行碱基配对),复制:,以母链为模板进行碱基配对,母链(旧链) 子链(新链),复制后的DNA(双螺旋),同时进行,DNA分子利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,使得DNA双链的氢键断裂,这样使得螺旋结构的DNA双链解开。DNA分子的双链象拉链一样被拉开,(1)解旋:利用细胞提供的能量(ATP),在解旋酶的作用下氢键断裂,把DNA双螺旋结构的双链解开。 (2)合成子链:以亲代DNA的两条母链为模板,以4种游离的脱氧核苷酸为原料,在DNA聚合酶催化下按照碱基互补配对原则,合成与母链互补的子链。 (3)复旋:每条新合成的子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构,形成两个与亲代DNA完全相同的子代DNA。,活动探究:你能对DNA的复制过程做一个总结吗?,(1)DNA复制的条件: 模板:亲代DNA分子的两条母链。 原料:4种游离的脱氧核苷酸。 能量:ATP 酶:解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶,(2)DNA复制的意义:将遗传信息从亲代传给子代,从而保持了遗传信息的稳定性和连续性。,思考2:从DNA的复制过程来看,你认为DNA复制需要哪些条件,其又有何意义呢?,有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期,细胞核(主要)、线粒体和叶绿体、拟核,模板、原料、酶、能量(ATP),碱基互补配对,半保留复制、边解旋边复制,传递遗传信息,保持前后代遗传信息的连续性,课堂小结,A G G T A C T G C C A C T G G,T C C A T G A C G G T G A C C,C C A C T G G,G G T G A C C,A G G T A C T G,T C C A T G A C,T C C A T G A C,A G G T A C T G,A G G T A C T G C C A C T G G,T C C A T G A C G G T G A C C,A G G T A C T G C C A C T G G,T C C A T G A C G G T G A C C,+,亲代DNA,复制过程中形成的复制叉,子代DNA,DNA半保留复制的结果,解旋,复旋,合成子链,AGAACGAG,TCTTGCTC,AGAACGAG,TCTTGCTC,AGAACGAG,TCTTGCTC,+,原因1:DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板。,思考3:为什么DNA复制能够形成两个完全相同的子代DNA,并且它们都和亲代DNA一样?,AGAACGAG,TCTTGCTC,AGAACGAG,TCTTGCTC,AGAACGAG,TCTTGCTC,+,原因2:通过碱基互补配对原则保证了复制能够准确无误地进行。,资料分析: 女性宫颈癌细胞中最长的DNA分子可达36mm,DNA复制速度大约4m/min,按此速度完成复制需要9000min,但实际复制过程仅需要40min 。 尝试解释DNA分子复制还应有何特点?,DNA复制的特点: 边解
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