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1、第三节第三节 DNA的复制的复制一一.对对DNA分子复制的推测分子复制的推测沃森和克里克的推测沃森和克里克的推测(假说假说)复制时复制时,DNA的双螺旋的双螺旋解开解开,互补的碱基间氢互补的碱基间氢键断裂键断裂分开的两条链作为模分开的两条链作为模板板,以碱基互补配对的以碱基互补配对的原则合成新的一条链原则合成新的一条链二、二、DNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据1958年年,科学家运用科学家运用同位素标记同位素标记技术和技术和密度梯密度梯度离心度离心法，以大肠杆菌为材料法，以大肠杆菌为材料,设计实验。设计实验。探究：探究：DNA的复制究竟是的复制究竟是半保留半保留复制、复制、全全保留
2、保留复制，还是复制，还是弥散弥散复制方式？复制方式？15N/15N的的DNA 重带重带DNA14N/14N的的DNA 轻带轻带DNA15N/14N的的DNA 中带中带DNA 关键：关键：区分亲代与子代的区分亲代与子代的DNADNA15N 15N 14N 14N15N 14N亲代亲代DNADNA子代子代DNADNA实验步骤：实验步骤：在氮源为在氮源为14N的培养基的培养基上生长的大肠杆菌，其上生长的大肠杆菌，其DNA分子分子均为均为14N-DNA (对照对照)在氮源为在氮源为15N的培养基的培养基上生长的大肠杆菌，其上生长的大肠杆菌，其DNA分子分子均为均为15N-DNA (亲代亲代)。 将亲代
3、将亲代15N大肠杆菌转大肠杆菌转移到含移到含14N的培养基上，的培养基上，再连续繁殖两代再连续繁殖两代(和和)，用，用密度梯度离心密度梯度离心方法分方法分离离 科学家推测：科学家推测：科学家推测：科学家推测： 如果如果如果如果DNADNA是以半是以半是以半是以半保留的方式复制的，保留的方式复制的，保留的方式复制的，保留的方式复制的，那么离心后结果为：那么离心后结果为：那么离心后结果为：那么离心后结果为：子一代只有子一代只有子一代只有子一代只有中带。中带。中带。中带。子二代应有两条带：子二代应有两条带：子二代应有两条带：子二代应有两条带：轻带轻带轻带轻带( (试管上部试管上部试管上部试管上部)
4、)中带中带中带中带( (位置居中位置居中位置居中位置居中) ) 。子代中不应有重带子代中不应有重带子代中不应有重带子代中不应有重带( (最靠近试管底部最靠近试管底部最靠近试管底部最靠近试管底部) )实验的结果预期的结果一致实验的结果预期的结果一致,说明克里克说明克里克等所做的假设正确等所做的假设正确结论：复制方式是结论：复制方式是半保留复制半保留复制二、二、DNA复制的过程复制的过程 解旋：解旋：在在解旋酶解旋酶的作用下，的作用下，双链螺旋的双链螺旋的DNA打开打开氢键氢键，解，解开成为两条单链，开成为两条单链，每条单链均每条单链均作为模板作为模板合成新的合成新的DNA。合成：合成：以两条母链
5、为模板，以两条母链为模板，四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸为原料，按为原料，按碱碱基互补配对原则基互补配对原则合成为两条新合成为两条新的子链。的子链。复旋：复旋：一条母链和一条子一条母链和一条子链螺旋成为一个新的链螺旋成为一个新的DNADNA分子。分子。 DNA分子的半保留复制，并不意味着复制时毫无差错，否则，自然界便没有了变异，生物界就不会向前发展。 DNA复制的计算复制的计算1. 1个亲代个亲代DNA经经n次复制产生子代次复制产生子代DNA数数2-4-8-2n2.子代子代DNA分子中含有亲代分子中含有亲代DNA链的链的DNA分子数分子数,以及它占总以及它占总DNA分子数的分子数的比例比例2个个
6、1/2n-13. 亲代亲代DNA链占全部子代链占全部子代DNA总链数的比例总链数的比例1/2n4. 1个亲代个亲代DNA经经n次复制需要的某种碱基次复制需要的某种碱基（脱氧核苷酸）的数量（脱氧核苷酸）的数量=(2n_1) A 练习：练习： 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3 3次次产产生生了了8 8个个新新个个体体，它它们们DNADNA中中的的含含1414N N的链与的链与1515N N的链的比例是的链的比例是 （
7、） A、4：1 B、2：1 C、1：1 D、3：1 A A第第4 4节节 基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段基因基因= =DNA吗？吗？基因和基因和DNA有什么关系呢有什么关系呢？一、用实例说明基因与一、用实例说明基因与DNA的关系的关系1、大肠杆菌细胞的拟核有、大肠杆菌细胞的拟核有1个个DNA分子，长度分子，长度约为约为4700000个碱基对，在个碱基对，在DNA分子上分布着分子上分布着4400个基因，每个基因的平均长度约为个基因，每个基因的平均长度约为1000个个碱基对。碱基对。问题：计算所有问题：计算所有基因的碱基对基因的碱基对总数的比例。总数的比例。推理：推理：全
8、部基因的全部基因的碱基对碱基对总数只是总数只是DNA碱基对碱基对总总数的一部分，因此，数的一部分，因此，基因是基因是DNA的片段的片段。3、人类基因组计划测定的是、人类基因组计划测定的是24条染色体（条染色体（22条常染色体条常染色体+X+Y）上的）上的DNA的碱基序列。的碱基序列。其中，每条染色体上有一个其中，每条染色体上有一个DNA分子。这分子。这24个个DNA分子大约有分子大约有31.6亿个碱基对，其中，亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。推理：推理：进一步明确基因是进一步明确基因是DNA的片段（基因碱基对总的片段（基因碱基
9、对总数占数占DNA碱基对总数很少的一部分）碱基对总数很少的一部分）1、生物体内的生物体内的DNA分子数目与基因数目分子数目与基因数目相同吗？相同吗？ 2、生物体内所有的基因的碱基总数与生物体内所有的基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相同吗？分子的碱基总数相同吗？ 3、你从资料你从资料1和资料和资料3能得出什么结论？能得出什么结论？ 4 4、从资料、从资料2 2、4 4中可以得出什么结论？中可以得出什么结论？结论：基因具有遗传效应结论：基因具有遗传效应基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段片段总结：基因与总结：基因与DNA 的关系的关系基因的化学组成是什么？基因的化学组成是什么？二、染
10、色体、二、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸、性状、基因、脱氧核苷酸、性状 之间的关系之间的关系基因基因蛋白质蛋白质生物生物性状性状DNA染色体染色体染色体染色体DNA基因基因脱氧核脱氧核苷酸苷酸最主要的遗传物质最主要的遗传物质是遗传物质的是遗传物质的 结构和功能的单位结构和功能的单位三、三、DNADNA片段中遗传信息有何特点：片段中遗传信息有何特点：情境情境1：情境情境2：DNA分子具有多样性分子具有多样性DNA分子具有特异性分子具有特异性讨论：讨论：1 1、解释、解释DNA的多样性和特异性的多样性和特异性 。2 2、解释生物体多样性和特异性的原因、解释生物体多样性和特异性的原因 。4 4、DNADNA指纹能用来鉴定身份吗？指纹能用来鉴定身份吗？ 有科学依据吗？有科学依据吗？ 3 3、你认为基因中的碱基对是随机排列、你认为基因中的碱基对是随机排列 成的成的DNADNA片段吗？片段吗？
