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1、,第三节 遗传信息的传递,第三章 遗传的分子基础,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何“多出一份”来传递给子代？DNA的复制就是以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，即1DNA2DNA。新产生的DNA分子是一个全新的DNA分子吗？是否像洗相片似的，有一张底片就可以洗出许多相片来？这一节我们就一起来学习遗传信息的传递。,课堂导入,一、探究DNA的复制过程,内容索引,当堂检测,二、DNA分子复制的过程,一、探究DNA的复制过程,基础梳理,1.方法： 和密度梯度超速离心技术。 2.实验材料： 。 3.实验原理 (1)DNA的两条链都用15N标记，那么这样的DNA分子质
2、量大，离心时应该在试管的 部。 (2)两条链中都含有14N，那么这样的DNA分子质量小，离心时应该在试管的 部。 (3)两条链中一条含有15N，一条含有14N，那么这样的DNA分子离心时应该在试管的 部。,同位素示踪法,大肠杆菌,底,上,中,4.实验过程,15N15N,15N14N,5.实验结果 (1)立即取出，提取DNA离心 。 (2)繁殖一代后取出，提取DNA离心 。 (3)繁殖两代后取出，提取DNA离心 。 6.实验结论：DNA的复制是以 的方式进行的。,全部重带,全部中带,1/2轻带、1/2中带,半保留,问题探究,如果用15N标记DNA分子的两条链，让其在含有14N的环境中复制n次。结
3、合DNA分子半保留复制的特点，回答下列问题： 1.复制n次后，DNA分子总数和含有15N的DNA分子数分别是多少？,答案,答案 2n个、2个。,2.复制n次后，DNA分子中含14N的DNA分子数和只含14N的DNA分子数分别是多少？,答案 2n个、(2n2)个。,3.复制n次后，DNA分子中脱氧核苷酸链数、含15N的脱氧核苷酸链数、含14N的脱氧核苷酸链数分别是多少？,答案 2n1条、2条、(2n12)条。,4.设亲代DNA分子中含有腺嘌呤脱氧核苷酸m个，则： (1)经过n次复制，共需要消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸多少个？,答案,答案 m(2n1)个。,(2)在第n次复制时，需要消耗游离的腺嘌呤
4、脱氧核苷酸多少个？,答案 m2n1个。,将含有15N标记的1个DNA分子放在含有14N的培养基中培养，复制n次： (1)产生2n个DNA分子，其中含15N的DNA分子有2个，含14N的DNA分子有2n个，只含14N的DNA分子数是(2n2)个。 (2)2n个DNA分子有2n1条脱氧核苷酸链，其中：含15N的脱氧核苷酸链数是2条、含14N的脱氧核苷酸链数是(2n12)条。 (3)若亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个，则： 经过n次复制，共需要消耗该脱氧核苷酸：m(2n1)个。 在第n次复制时，需要消耗该脱氧核苷酸：m2n1个。,知识整合,拓展应用,1.在氮源为14N和15N的培养基上生长的大
5、肠杆菌，其DNA分子分别为14NDNA(相对分子质量为a)和15NDNA(相对分子质量为b)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(和)，用某种离心方法分离得到的结果如下图所示。下列对此实验的叙述不正确的是 A.代细菌DNA分子中一条链是14N，另一条链是15N B.代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的 C.预计代细菌DNA分子的平均相对分子质量为 D.上述实验结果证明DNA复制方式为半保留复制,答案,解析,解析 15NDNA在14N的培养基上进行第一次复制后，产生的两个子代DNA分子均含有一条15N的DNA链和一条14N的DNA链。这样的DNA用离心法分离后，应该全
6、部处在试管的中部。代的两个DNA分子再分别进行复制，它们所产生的两个子代DNA分别为全14NDNA分子和14N、15NDNA分子。此时，将该DNA作离心处理，产生的DNA沉淀应该分别位于试管的上部和中部。含15N的DNA分子占全部DNA分子的 。培养一个大肠杆菌，则其代细菌DNA分子共有8个，各条单链的相对分子质量之和为(7ab)，平均相对分子质量为 。,2.某一个DNA分子中，A为200个，复制数次后，消耗周围环境中含A的脱氧核苷酸3 000个，该DNA分子已经复制了几次 A.4次 B.3次 C.5次 D.6次,解析 利用DNA复制规律得知，经过n次复制利用腺嘌呤脱氧核苷酸数目3 000(2
7、n1)200，得n4。,答案,解析,3.用经3H标记的n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m个，其中含有标记元素的噬菌体占的比例为,解析 每个噬菌体共有2条被标记的DNA链，n个噬菌体DNA经复制后被标记的DNA链进入2n个子代噬菌体内，所以被标记的噬菌体所占比例 为 。,答案,解析,二、DNA分子复制的过程,基础梳理,1.DNA复制的概念：以 为模板合成 的过程。 2.时间：细胞有丝分裂的间期和减数 。 3.过程,能量,解旋,两条螺旋的双链,脱氧核苷酸,DNA聚合酶,双螺旋结构,亲代DNA,子代DNA,第一次分裂前的间期,4.结果：形成两个 的
8、DNA分子。 5.特点：(1) 。 (2) 复制。 6.意义：使亲代 传递给子代，保持了前后代 的连续性。,完全相同,边解旋边复制,半保留,遗传信息,遗传信息,问题探究,下图是真核生物DNA复制的示意图，据图分析：,答案,答案 有3个复制起点，各个起点开始的时间不同(最右边最早)。,1.图中有几个DNA的复制起点？它们开始的时间相同吗？,答案 是双向的。,2.每个复制起点的延伸方向是单向的还是双向的？,答案,答案 不相同，原因是DNA分子中的两条链是反向平行的，因此子链的延伸方向也是相反的。,3.在DNA复制的过程中，两条子链延伸的方向是否相同？,答案 DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了
9、精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。,4.DNA分子的复制是非常精确的，其原因有哪些？,真核生物的DNA复制是多起点双向进行的，复制时两条子链的延伸方向相反；DNA分子精确复制的原因有：一是独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，二是严格按照碱基互补配对进行。,知识整合,拓展应用,4.下列关于DNA复制的叙述，正确的是 A.产物是RNA分子 B.场所主要是细胞溶胶 C.原料是氨基酸 D.方式是半保留复制,解析 DNA复制的产物是DNA，场所主要是细胞核，原料是四种脱氧核苷酸。,答案,解析,5.下图表示DNA复制的过程，结合图示，下列有关叙述不正确的是 A.DNA复制过程中
10、首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，使两条链解开 B.DNA分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链的方向相反 C.从图示可知，DNA分子具有多起点复制的特点，缩短了复制所需的时间 D.DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段,答案,解析,解析 DNA分子复制过程中的解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，使两条链解开；DNA分子的两条链是反向平行的，两条链复制时箭头方向是相反的；图示中复制的起点只有1个，不能体现DNA分子具有多起点复制的特点；DNA聚合酶的作用底物是单个游离的脱氧核苷酸。,课堂小结,间,边解旋边复制,半保留复制,间,一,当堂检测,1.下列关于DNA复
11、制的叙述，正确的是 A.复制均在细胞核内进行 B.复制仅发生在有丝分裂的间期 C.复制过程先解旋后复制 D.碱基互补配对保证了复制的准确性,2,3,4,5,1,答案,解析,解析 只要细胞分裂，DNA就复制，DNA不只存于细胞核内；细胞分裂方式亦不只是有丝分裂；DNA是边解旋边复制，不分先后。,2.DNA分子复制时，解旋酶作用的部位应该是 A.腺嘌呤与鸟嘌呤之间的氢键 B.腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的氢键 C.脱氧核糖与含氮碱基之间的化学键 D.脱氧核糖与磷酸之间的化学键,解析 DNA复制过程中用到解旋酶和DNA聚合酶，其中解旋酶的作用是把两条螺旋的双链解开，破坏的是A与T、G与C之间的氢键。,答案,
12、解析,2,3,4,5,1,3.细菌在15N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入14N培养基中培养，抽取其子代的DNA经高速离心分离，如图为可能的结果，下列叙述错误的是 A.第一次分裂的子代DNA应为 B.第二次分裂的子代DNA应为 C.第三次分裂的子代DNA应为 D.亲代的DNA应为,答案,解析,解析 亲代DNA为15N15N，经第一次复制所形成的子代DNA应均为15N14N，应如图所示。,2,3,4,5,1,4.女性子宫瘤最长的DNA分子可达36 mm，DNA复制速度约为4 m/min，但复制过程仅需40 min左右即可完成，这可能是因为 A.边解旋边复制 B.
13、只有一个复制起点，但解旋之后可以向着两个方向复制 C.以半保留方式复制 D.复制起点多，分段同时复制,答案,解析 真核细胞中的DNA分子复制起点多，并且同时复制，所以比较迅速。,解析,2,3,4,5,1,5.如图为高等植物细胞中DNA复制过程模式图，请根据图示过程，回答问题。 (1)由图示可知，1个DNA分子复制出乙、 丙2个DNA分子的方式是_。 (2)细胞中DNA复制的场所为_ _；在复制完成后，乙、 丙分开的时期为_。 (3)把乙(只含14N)放在含15N的培养液中培养，复制2次后子代DNA单链中 含15N的DNA单链所占的比例是_。,答案,半保留复制,细胞核、,线粒体和叶绿体,有丝分裂后期和减数第二次分裂后期,2,3,4,5,1,
