(优选)第三节分子的复制
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分子生物学03复制[1]
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分子生物学03复制[1]
四、参与DNA复制的酶与蛋白
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分子生物学03复制[1]
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分子生物学03复制[1]
1 螺旋酶 (Helicase)
利用ATP的能量，促使 DNA 在 复 制 叉 打 开 为 单 链。
E. coli中一种为螺旋酶I 或 螺 旋 酶 III ， 与 后 续 链 的模板DNA结合沿5'→3' 方向运动；第二种为Rep 蛋白，和前导链的模板 DNA结合沿3'→5'方向运 动。
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分子生物学03复制[1]
2 单链DNA结合蛋白(SSBP)
➢ E. coli的SSBP为四聚体， 可结合32 bp。 ➢ SSBP使单链DNA呈伸展 状态，有利于单链DNA作 为模板。 ➢ SSBP防止单链DNA重新 配对或被降解。
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分子生物学03复制[1]
3 DNA拓扑异构酶 (Topisomerase)
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分子生物学03复制[1]
DNA复制的终止
DNA上也存在着复制终止位点，DNA复制将在复制终 止位点处终止，并不一定等全部DNA合成完毕。当RNA 引物被切除后，中间所遗留的间隙由DNA聚合I所填充。 但目前对复制终止位点的结构和功能了解甚少。线性DNA 分子两端是靠端粒酶完成其复制。
➢ 在DNA复制叉处要能由两套DNA聚合酶III在同一时间分
别进行复制DNA前导链和后续链。如果后续链模板环绕
DNA聚合酶III全酶，并通过DNA聚合酶III，然后再折向
与未解链的双链DNA在同一方向上，则后续链的合成可以
和前导链的合成在同一方向上进行。
DNA分子的复制
分泌蛋白的合成 加工运输的研究
光合作用释放 的氧来自水
光合产物中有机 物碳的来源
同位素标记法
DNA是遗传物 质的研究
DNA复制方式的 探究
子一代 子二代
14N/14N 15N/14N 15N/15N
全重
全中
1 轻 1中 22
用大肠杆菌进行培养培养实验的结果
思考F3的DNA在试管中的分布情况？
3/4的DNA在轻带，1/4的DNA在中带。
三、DNA分子的复制过程
1.概念： 以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。 2.时间： 分裂间期（减数第一次分裂前的间期、有丝分裂间期）
第 二 代
N15 / N15
密度梯度离心
N 14 / N 14 N 14 / N 14 N 14 / N 14
N14 / N14 DNA （轻） N15 / N15 DNA （重）
半保留复制
N15 / N15
大肠杆菌在含有N15H4Cl的 培养液中生长若干代；
转移到含有N14H4Cl的培养 液中培养；
8、准确复制原因：①DNA分子独特的双螺旋结构提供精确的模板 ②复制过程严格遵循碱基互补配对原则
9.DNA复制的生物学意义：使遗传信息从亲代传递给子代，保持了遗传的 连续性。
有丝分裂间期 和减数第一次 分裂前的间期
时间
DNA的复制
细胞核 主要场所 特点
DNA的复制
意义
条件
边解旋边复制， 半保留复制
将遗传信息从亲代传 到子代，保持了遗传 信息的连续性
酶
解旋酶 DNA聚合酶
原料
4种游离脱氧核苷酸
模板
DNA的两条链
原则
碱基互补配对原则
DNA分子的复制.ppt
D
*
6．DNA分子的双链在复制时解旋，这时下述哪一对碱基从氢键连接处分开（ ） A．G与C B．A与C C．G与A D．G与T
A
7．DNA复制的基本条件是（ ） A．模板，原料，能量和酶 B．模板，温度，能量和酶 C．模板，原料，温度和酶 D．模板，原料，温度和能量
解析：先求出亲代DNA中G=C=？每两条新链所必需的鸟嘌呤（G）数等于亲代DNA胞嘧啶（C）数，再求出DNA复制n代后子链数；最后求出DNA连续复制n代后需要鸟嘌呤数。
解：
所以G=C=m（1/2﹣ a%），每形成两条新链所必需的鸟嘌呤数等于亲代DNA胞嘧啶数= m （1/2﹣ a%）
答：
DNA连续复制n代后需要鸟嘌呤数是m （2n ﹣1）（1/2﹣ a%）。
A
*
8．DNA分子复制能准确无误地进行原因是（ ） A．碱基之间由氢键相连 B．DNA分子独特的双螺旋结构 C．DNA的半保留复制 D．DNA的边解旋边复制特点
B
*
9、DNA的复制是在细胞的 分裂和 第一次分裂前的 期进行的。复制是指以 为模板来合成 的过程。复制特点是 。复制过程必需以 为模板、 为原料、 提供能量、 的催化等条件， 为DNA的复制提供精确的模板、并有 保证复制能够准确无误地完成。一个亲代DNA分子通过复制形成了两个 ，新形成的DNA分子都是既含一条 链、又含一条 链，因此，称DNA的复制为“ ”。
*
三、DNA复制的过程
1.DNA分子复制的概念? 2.DNA分子复制过程怎么进行? 3.DNA分子复制过程需要哪些条件? 4.DNA分子复制过程有何特点? 5.DNA分子复制有何生物学意义?
*
*
1.概念：
2.时间：
是指以亲代DNA为模板，合成子代DNA的过程。
*
6．DNA分子的双链在复制时解旋，这时下述哪一对碱基从氢键连接处分开（ ） A．G与C B．A与C C．G与A D．G与T
A
7．DNA复制的基本条件是（ ） A．模板，原料，能量和酶 B．模板，温度，能量和酶 C．模板，原料，温度和酶 D．模板，原料，温度和能量
解析：先求出亲代DNA中G=C=？每两条新链所必需的鸟嘌呤（G）数等于亲代DNA胞嘧啶（C）数，再求出DNA复制n代后子链数；最后求出DNA连续复制n代后需要鸟嘌呤数。
解：
所以G=C=m（1/2﹣ a%），每形成两条新链所必需的鸟嘌呤数等于亲代DNA胞嘧啶数= m （1/2﹣ a%）
答：
DNA连续复制n代后需要鸟嘌呤数是m （2n ﹣1）（1/2﹣ a%）。
A
*
8．DNA分子复制能准确无误地进行原因是（ ） A．碱基之间由氢键相连 B．DNA分子独特的双螺旋结构 C．DNA的半保留复制 D．DNA的边解旋边复制特点
B
*
9、DNA的复制是在细胞的 分裂和 第一次分裂前的 期进行的。复制是指以 为模板来合成 的过程。复制特点是 。复制过程必需以 为模板、 为原料、 提供能量、 的催化等条件， 为DNA的复制提供精确的模板、并有 保证复制能够准确无误地完成。一个亲代DNA分子通过复制形成了两个 ，新形成的DNA分子都是既含一条 链、又含一条 链，因此，称DNA的复制为“ ”。
*
三、DNA复制的过程
1.DNA分子复制的概念? 2.DNA分子复制过程怎么进行? 3.DNA分子复制过程需要哪些条件? 4.DNA分子复制过程有何特点? 5.DNA分子复制有何生物学意义?
*
*
1.概念：
2.时间：
是指以亲代DNA为模板，合成子代DNA的过程。
分子生物学第三章DNA的复制知识总结
分子生物学第三章DNA的复制知识总结.doc分子生物学第三章：DNA的复制知识总结引言DNA复制是生物体细胞分裂过程中的一个关键步骤，确保遗传信息的准确传递给下一代细胞。
在分子生物学的第三章中，我们深入探讨了DNA 复制的机制、参与的酶类、复制过程以及复制后的修复机制。
本文将对这些内容进行详细的总结。
第一节：DNA复制的基本概念1.1 DNA复制的定义DNA复制是指在细胞分裂前，DNA分子精确复制自身，生成两份相同的DNA分子的过程。
1.2 DNA复制的重要性遗传信息的传递：确保子代细胞获得与亲代相同的遗传信息。
细胞增殖：为细胞分裂提供必要的遗传物质。
1.3 DNA复制的特点半保留复制：每个新生成的DNA分子都包含一个原始链和一个新合成的链。
高度保守：在不同的生物体中，DNA复制的基本机制相似。
第二节：DNA复制的酶类和蛋白质2.1 DNA聚合酶功能：在DNA复制中添加新的核苷酸，形成新的DNA链。
类型：包括DNA聚合酶I、II、III等。
2.2 解旋酶功能：解开DNA双链，为复制提供模板。
2.3 SSB蛋白功能：保护解开的单链DNA，防止其结构被破坏。
2.4 引物酶功能：合成RNA引物，为DNA聚合酶提供起始点。
第三节：DNA复制的过程3.1 起始阶段解旋酶在复制起点处解开DNA双链。
引物酶合成RNA引物。
3.2 延伸阶段DNA聚合酶III沿着模板链添加核苷酸，合成新的DNA链。
两条新链分别在前导链和滞后链上合成。
3.3 终止阶段当复制达到DNA末端时，复制过程终止。
RNA引物被移除，由DNA聚合酶I填补。
第四节：DNA复制的调控4.1 复制的起始点特定的DNA序列作为复制的起始点。
4.2 复制的调控蛋白多种蛋白质参与调控复制过程，确保复制的准确性和效率。
4.3 复制的周期性细胞周期中，DNA复制发生在特定的时期。
第五节：DNA复制的修复机制5.1 错配修复修复复制过程中发生的碱基错配。
5.2 核苷酸切除修复移除并替换受损的核苷酸。
DNA分子的复制
（D ）
①互补碱基对之间氢键断裂 ②互补碱
基对之间形成氢键 ③DNA分子在解旋酶的作
用下解旋 ④以解旋后的母链为模板进行碱
基互补配对 ⑤子链与母链盘旋成双螺旋状
结构
A.①③④②⑤
B.①④②⑤③
C.①③⑤④②
D.③①④②⑤
6．DNA分子的双链在复制时解旋，这时下述哪一
对碱基从氢键连接处分开（
）A
A．G与C B．A与C C．G与A D．G与T
7．DNA复制的基本条件是（ A ）
A．模板，原料，能量和酶 B．模板，温度，能量和酶 C．模板，原料，温度和酶 D．模板，原料，温度和能量
8．DNA分子复制能准确无误地 进行原因是（ B ）
A．碱基之间由氢键相连 B．DNA分子独特的双螺旋结构 C．DNA的半保留复制 D．DNA的边解旋边复制特点
所以G=C=m（1/2﹣ a%），每形成两条新链所必需的鸟嘌呤数等 于亲代DNA胞嘧啶数= m （1/2﹣ a%）
DNA复制n代后子链数=2n+1 ﹣2
DNA连续复制n代后需要
鸟嘌呤=[（2n+1 ﹣2 ）/2] m （1/2﹣ a%） = m （2n ﹣1）（1/2﹣ a%）
答：DNA连续复制n代后需要鸟嘌呤数是m （2n ﹣1）（1/2﹣ a%）。
一个DNA分子复制 几代后的情况如何？
因DNA复制采用半保留的方式， 所以一个DNA分子经几代复制后的所 有DNA中，只有两个DNA分子含有原 DNA链。但所有DNA与原DNA所带的信 息（脱氧核苷酸的排列序）完全相 同。（变异除外）
三、DNA复制的过程
1.DNA分子复制的概念 2.DNA分子复制过程怎么进行 3.DNA分子复制过程需要哪些条件 4.DNA分子复制过程有何特点 5.DNA分子复制有何生物学意义
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4 、过程
①解旋 ②以母链为模板进行碱基配对 ③形成两个新的DNA分子
DNA分子复制的过程及其特点
5 、特点: (1)边解旋边复制 (2)半保留复制
6 、意义： 将遗传信息精确的从亲代传给子代，从而
保持遗传信息的连续性。
DNA准确复制的原因：
（1）DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提 供了精确的模板； （2）碱基互补配对原则，保证了复制能够准 确地进行。
（优选）第三节分子的复制
DNA的复制方式
• 半保留复制？全保留复制？如何证明哪个 观点是正确的？
• DNA的复制是边解旋边复制还是解旋结束 后再复制？
• 是先进行碱基配对还是先进行脱氧核苷酸 的连接？
半保留复制
全保留复制
一 、沃森和克里克推测是半保留复制模型
复制一次
1、这些观点各有不同，如何来证明哪个观点是正确的？ 只能用实验来证明。
A
T
G
C
半保留复制
解旋： 解旋酶催化模板源自同时进行，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碱基配对）
复制后的DNA:
组成
母链（旧链） 子链（新链）
复制过程
14N
14N
14N
离 心
轻链带 杂合带 重链带
DNA半保留
复制的研究
14N
14N 14N
14N 14N
14N
离
14N
心
轻链带
杂合带 重链带
DNA半保留
复制的研究
14N
14N 14N
14N 14N
14N
离
14N
心
轻链带
杂合带 重链带
第n次
2 个
2n-2个
总结: DNA分子复制n次 DNA分子数： 只含15N分子： 含14N/15N杂种分子: 只含14N分子： DNA单链总数： 含15N的链： 含14N的链：
2、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？ 把复制的单链和原来的单链做上标记，然后观察它
在新DNA中出现的情况。
二、DNA半保留复制的实验证据
1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料。 运用同位素示踪技术
想一想: 怎样把不同的DNA分开呢？ 密度梯度离心技术
轻带 (上部)
14N/14N
中带 (中间)
15N/14N
重带 (下部)
15N/15N
演绎推理
假如是半保留复制
实验结果将会是
演绎推理
假如是全保留复制
实验结果将会是
梅塞尔森和斯塔尔的试验结果
全部解旋后复制
边解旋边复制
先脱氧核苷酸的连接
先碱基配对形成氢键
三、 DNA分子复制的过程及其特点
1、场所： 2、时间：
3、条件：
DNA分子复制的过程及其特点
思考：
1、亲代复制n代之后，共有多少个DNA？ 2、复制n代之后，含亲代母链的DNA分子有多
少条？ 3、复制n代之后，不含亲代母链的DNA分子有
多少条？
DNA半保留 复制的研究
15N标记的DNA
离 心
轻链带 杂合带 重链带
DNA半保留 复制的研究
14N
离 心
轻链带 杂合带 重链带
DNA半保留 复制的研究
A
T
T
氢键已C被打开
G
C
A
T
C
G
T G
A
T
C
A
T
A
T
C
G
G
G
C
C
A 亲代DNA的两条链 T
分别作为模板
C
G
A
还未解旋 C
刚解旋 A A
通过碱基互补C
配结对合C正脱到氧在母核链复苷上酸G制
AT
GC
T
G
T
T
T
G
G
GC
T C
A
T
C
G
A
T
A
T
C
G
G
C
A
T
G
C
A
T
两条相同的
子代DNA
C
G
A
T
A
T
C
G
子链与母链结G 合 C 形成子代DNA分子
A
T
DNA
C
G
复
制
A
T
过
A
T
程
示
C
G
意
G
C
图
A
T
G
C
游离的 脱氧核苷酸
A
G
注意，此处 氢键将被打开！
C
A
T
C
G
A
T
A
T
C
G
G
C
A
T
G
C
T G
C
与复T制 有关的酶
DNA分子利用细胞提供A的能量T，在解旋酶的作用下，
把两条扭成螺旋的双链C 解开，G 这个过程叫解旋。
A
T
T
A
T
G
A
C
G
G
G
C
C
在酶的催化下
①解旋 ②以母链为模板进行碱基配对 ③形成两个新的DNA分子
DNA分子复制的过程及其特点
5 、特点: (1)边解旋边复制 (2)半保留复制
6 、意义： 将遗传信息精确的从亲代传给子代，从而
保持遗传信息的连续性。
DNA准确复制的原因：
（1）DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提 供了精确的模板； （2）碱基互补配对原则，保证了复制能够准 确地进行。
（优选）第三节分子的复制
DNA的复制方式
• 半保留复制？全保留复制？如何证明哪个 观点是正确的？
• DNA的复制是边解旋边复制还是解旋结束 后再复制？
• 是先进行碱基配对还是先进行脱氧核苷酸 的连接？
半保留复制
全保留复制
一 、沃森和克里克推测是半保留复制模型
复制一次
1、这些观点各有不同，如何来证明哪个观点是正确的？ 只能用实验来证明。
A
T
G
C
半保留复制
解旋： 解旋酶催化模板源自同时进行，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碱基配对）
复制后的DNA:
组成
母链（旧链） 子链（新链）
复制过程
14N
14N
14N
离 心
轻链带 杂合带 重链带
DNA半保留
复制的研究
14N
14N 14N
14N 14N
14N
离
14N
心
轻链带
杂合带 重链带
DNA半保留
复制的研究
14N
14N 14N
14N 14N
14N
离
14N
心
轻链带
杂合带 重链带
第n次
2 个
2n-2个
总结: DNA分子复制n次 DNA分子数： 只含15N分子： 含14N/15N杂种分子: 只含14N分子： DNA单链总数： 含15N的链： 含14N的链：
2、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？ 把复制的单链和原来的单链做上标记，然后观察它
在新DNA中出现的情况。
二、DNA半保留复制的实验证据
1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料。 运用同位素示踪技术
想一想: 怎样把不同的DNA分开呢？ 密度梯度离心技术
轻带 (上部)
14N/14N
中带 (中间)
15N/14N
重带 (下部)
15N/15N
演绎推理
假如是半保留复制
实验结果将会是
演绎推理
假如是全保留复制
实验结果将会是
梅塞尔森和斯塔尔的试验结果
全部解旋后复制
边解旋边复制
先脱氧核苷酸的连接
先碱基配对形成氢键
三、 DNA分子复制的过程及其特点
1、场所： 2、时间：
3、条件：
DNA分子复制的过程及其特点
思考：
1、亲代复制n代之后，共有多少个DNA？ 2、复制n代之后，含亲代母链的DNA分子有多
少条？ 3、复制n代之后，不含亲代母链的DNA分子有
多少条？
DNA半保留 复制的研究
15N标记的DNA
离 心
轻链带 杂合带 重链带
DNA半保留 复制的研究
14N
离 心
轻链带 杂合带 重链带
DNA半保留 复制的研究
A
T
T
氢键已C被打开
G
C
A
T
C
G
T G
A
T
C
A
T
A
T
C
G
G
G
C
C
A 亲代DNA的两条链 T
分别作为模板
C
G
A
还未解旋 C
刚解旋 A A
通过碱基互补C
配结对合C正脱到氧在母核链复苷上酸G制
AT
GC
T
G
T
T
T
G
G
GC
T C
A
T
C
G
A
T
A
T
C
G
G
C
A
T
G
C
A
T
两条相同的
子代DNA
C
G
A
T
A
T
C
G
子链与母链结G 合 C 形成子代DNA分子
A
T
DNA
C
G
复
制
A
T
过
A
T
程
示
C
G
意
G
C
图
A
T
G
C
游离的 脱氧核苷酸
A
G
注意，此处 氢键将被打开！
C
A
T
C
G
A
T
A
T
C
G
G
C
A
T
G
C
T G
C
与复T制 有关的酶
DNA分子利用细胞提供A的能量T，在解旋酶的作用下，
把两条扭成螺旋的双链C 解开，G 这个过程叫解旋。
A
T
T
A
T
G
A
C
G
G
G
C
C
在酶的催化下