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1、第三章第三章 基因的本质基因的本质最早提出的最早提出的DNADNA复制模型有三种复制模型有三种: :一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测1 1、全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；、全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；2 2、半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；、半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；3 3、分散复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的、分散复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的复制一次复制一次复复制制一一次次复制一次复制一次沃森和克里克推测是半保留复制模型沃森和克里克推测是半保留复制模型2 2、如
2、果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？、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链做上标记，然后观察它把复制的单链和原来的链做上标记，然后观察它在新在新DNADNA中出现的情况。中出现的情况。复制一次复制一次1 1、这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？、这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？只能用实验来证明。只能用实验来证明。实验结论：实验结论：DNADNA的复制是以半保留的方式进行的的复制是以半保留的方式进行的二、二、DNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据重带重带(下部下部)1515N/ N/ 15N中带中带(中间中间)151
3、5N/ N/ 14N轻带轻带(上部上部)1414N/ N/ 14N中带中带(中间中间)1515N/ N/ 14N 一个一个DNADNA分子复制分子复制几代后的情况如何？几代后的情况如何？ 因因DNADNA复制采用半保留的方式，复制采用半保留的方式，所以一个所以一个DNADNA分子经几代复制后的所分子经几代复制后的所有有DNADNA中，只有两个中，只有两个DNADNA分子含有原分子含有原DNADNA链。但所有链。但所有DNADNA与原与原DNADNA所带的信所带的信息（脱氧核苷酸的排列序）完全相息（脱氧核苷酸的排列序）完全相同。（变异除外）同。（变异除外） 三、三、DNADNA复制的过程复制的过
4、程1.1.DNA分子复制的概念?2.2.DNA分子复制过程怎么进行?3.3.DNA分子复制过程需要哪些条件?4.4.DNA分子复制过程有何特点?5.5.DNA分子复制有何生物学意义?1.1.概念：概念：2.2.时间时间： 是指以亲代是指以亲代DNADNA为模板，为模板，合成子代合成子代DNADNA的过程。的过程。 细胞有丝分裂的间期、细胞有丝分裂的间期、无丝分裂之前和减数第一次无丝分裂之前和减数第一次分裂的间期分裂的间期3.3.场所：场所： 细胞核细胞核( (主要主要场所场所) )DNA单链单链合成互补子链合成互补子链子链与母链盘旋成双螺旋机构子链与母链盘旋成双螺旋机构解旋解旋酶DNA聚合酶碱
5、基互补配对原则一二三4.过过程程5 5、DNADNA分子复制分子复制时需何条件？时需何条件？ 模板：亲代模板：亲代DNADNA的两条母链；的两条母链； 原料：原料：4 4种脱氧核苷酸：种脱氧核苷酸： 能量：能量：ATP;ATP; 酶酶 ：DNADNA解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合酶等聚合酶等。6.DNA6.DNA分子复制的特点分子复制的特点: :边解旋边复制边解旋边复制 半保留复制半保留复制 7.DNA7.DNA准确复制的原因准确复制的原因? ? DNA DNA具有独特的双螺旋结构，具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板。能为复制提供模板。 碱基具有互补配对的能力，碱基具有互补配对的能力，能
6、够使复制准确无误。能够使复制准确无误。8 8、DNADNA分子的复制实质分子的复制实质( (意义意义) )？ DNA DNA通过复制，使遗传信息从亲代传通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保证了物种的相对稳性，给了子代，从而保证了物种的相对稳性，保持了遗传信息的连续性，使得种族得以保持了遗传信息的连续性，使得种族得以延续。延续。课堂练习课堂练习 1 1、1 1个个DNADNA分子经过分子经过4 4次复制，形成次复制，形成1616个个DNADNA分子，其中含有最初分子，其中含有最初DNADNA分子长链的分子长链的DNADNA分子有分子有（ ） A. 2 A. 2个个 B. 8 B. 8个个
7、 C. 16 C. 16个个 D. 32 D. 32个个 2 2、DNADNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的分子的复制发生在细胞有丝分裂的（ ） A A、分裂前期、分裂前期 B. B. 分裂中期分裂中期 C. C. 分裂后期分裂后期 D. D. 分裂间期分裂间期 3 3、下列关于、下列关于DNADNA复制的说法，其中不正确的是（复制的说法，其中不正确的是（ ） A. DNA A. DNA复制过程中需要酶的催化复制过程中需要酶的催化 B. DNA B. DNA复制过程中需要的能量直接由糖类提供复制过程中需要的能量直接由糖类提供 C. DNA C. DNA 分子是边解旋复制的分子是边解旋复制的 D
8、. DNA D. DNA 复制过程中两条母链均可作模板复制过程中两条母链均可作模板 4 4、以、以DNADNA的一条链的一条链“A AT TC C”为模板，经复制为模板，经复制后的子链是（后的子链是（ ） A. “ A. “T TA AG G” B. “” B. “U UA AG G” C. “ C. “T TA AC C” D. “” D. “T TU UG G” 5 5、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三三次次产
9、产生生了了八八个个新新个个体体，它它们们DNADNA中中的的含含1414N N的的链链与与1515N N的的链链的的比比例例是是（ ） A A、4 4：1 B1 B、2 2：1 1 C C、1 1：1 D1 D、3 3：1 1 A A6 6、在在氮氮源源为为1414N N的的培培养养基基上上生生长长的的大大肠肠杆杆菌菌，其其DNADNA分分子子均均为为1414N-DNAN-DNA（对对照照）；在在氮氮源源为为1515N N的的培培养养基基上上生生长长的的大大肠肠杆杆菌菌，其其DNADNA分分子子均均为为1515N-DNAN-DNA（亲亲代代）。将将亲亲代代大大肠肠杆杆菌菌转转移移到到含含141
10、4N N的的培培养养基基上上，再再连连续续繁繁殖殖两两代代（I I和和IIII），用用离离心心的的方方法法分离得到的结果如下表所示，请分析：分离得到的结果如下表所示，请分析：对照对照亲代亲代I IIIII轻链轻链1414N-DNAN-DNA全轻链全轻链1/21/2轻链轻链中链中链全中链全中链1/21/2中链中链重链重链1515N-DNAN-DNA全重链全重链（ 1 1） 由由 实实 验验 结结 果果 可可 以以 推推 出出 第第 一一 代代 （ I I） 细细 菌菌 DNADNA分分 子子 中中 一一 条条 链链 是是 ，另一条链是，另一条链是 。（2 2）中链含有氮元素是）中链含有氮元素是
11、。（3 3）将将第第一一代代（I I）转转移移到到含含1515N N的的培培养养基基上上繁繁殖殖一一代代，将将所所得得到到的的细细菌菌的的DNADNA用同样方法分离。那么得到的轻中重链情况是用同样方法分离。那么得到的轻中重链情况是 （4 4）上述实验表明）上述实验表明DNADNA分子复制的特点是分子复制的特点是 1515N N母链母链 1414N N新链新链 1515N N和和1414N N 1/21/2中链，中链，1/21/2重链重链 半保留复制半保留复制 7 7下列关于下列关于DNADNA复制过程的正确顺序是复制过程的正确顺序是（ ） 互补碱基对之间氢键断裂互补碱基对之间氢键断裂 互补碱互
12、补碱基对之间形成氢键基对之间形成氢键 DNA DNA分子分子在解旋酶的作在解旋酶的作用下用下解旋解旋 以解旋后的母链为模板进行碱以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对基互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋状子链与母链盘旋成双螺旋状结构结构 A. B. A. B. C. D. C. D.D D 8 8DNADNA分子的双链在复制时解旋，这时下述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（哪一对碱基从氢键连接处分开（ ） A AG G与与C CB BA A与与C C C CG G与与A A D DG G与与T TA A 9 9DNADNA复制的基本条件是（复制的基本条件是（ ） A A模
13、板，原料，能量和酶模板，原料，能量和酶 B B模板，温度，能量和酶模板，温度，能量和酶 C C模板，原料，温度和酶模板，原料，温度和酶 D D模板，原料，温度和能量模板，原料，温度和能量 A A 10 10DNADNA分子复制能准确无误地分子复制能准确无误地进行原因是（进行原因是（ ） A A碱基之间由氢键相连碱基之间由氢键相连 B BDNADNA分子独特的双螺旋结构分子独特的双螺旋结构 C CDNADNA的半保留复制的半保留复制 D DDNADNA的边解旋边复制特点的边解旋边复制特点B1111、DNADNA的复制是在细胞的的复制是在细胞的 分裂和分裂和 第一次第一次分裂前的分裂前的 期进行的
14、。复制是指以期进行的。复制是指以 为模板为模板来合成来合成 的过程。复制特点是的过程。复制特点是 复制复制过程必需以过程必需以 为模板、为模板、 为原料、为原料、 提提供能量、供能量、 的催化等条件，的催化等条件， 为为DNADNA的复制提供精确的模板、并有的复制提供精确的模板、并有 能力保证复制能力保证复制能够准确无误地完成。一个亲代能够准确无误地完成。一个亲代DNADNA分子通过复制形成分子通过复制形成了两个了两个 ，新形成的，新形成的DNADNA分子都是既分子都是既含一条含一条 链、又含一条链、又含一条 链，因此，称链，因此，称DNADNA的的复制为复制为“ ”“ ”。有丝有丝减数减数间
15、间亲代亲代DNADNA分子分子子代子代DNADNA分子分子边解旋边复制边解旋边复制亲代亲代DNADNA分子一条链分子一条链脱氧核苷酸脱氧核苷酸ATPATP酶酶DNADNA分子双螺旋结构分子双螺旋结构碱基互补配对碱基互补配对结构完全相同的子代结构完全相同的子代DNADNA分子分子母母子子半保留复制半保留复制根据半保留复制和碱基互补配对原则根据半保留复制和碱基互补配对原则与复制有关的碱基计算与复制有关的碱基计算一个一个DNA连续复制连续复制n次后，共有多少个次后，共有多少个DNA？多少条脱氧核苷酸链？多少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条？母链多少条？子链多少条？DNA分子数分子数=2n脱氧核
16、苷酸链数脱氧核苷酸链数=2n+1母链数母链数=子链数子链数=22n+1 2 解析：所用知识为解析：所用知识为“半保留复制半保留复制”和和“碱基互补配对原则碱基互补配对原则”，并图示分析。，并图示分析。ATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT连续第一次复制连续第一次复制连续第二次复制连续第二次复制连续第连续第n次复制次复制解：解：答：答：一个一个DNA连续复制连续复制n次后，共有次后，共有2n个个DNA，2n+1条脱氧核苷酸链，母链条脱氧核苷酸链，母链2条，条，子链子链2n+1 2条条一个一个DNA的碱基的碱基A（T、G、C
17、）占碱基总数的）占碱基总数的a%，碱基总数为，碱基总数为m，连续复制连续复制n次后，共需要次后，共需要G（C、A、T）多少个？）多少个？因为因为A=ma%，A=T、G=C， A+T= 2ma%，DNA复制复制n代后子链数代后子链数=2n+1 2 DNA连续复制连续复制n代后需要代后需要 鸟嘌呤鸟嘌呤=（2n+1 2 ）/2 m （1/2 a%） = m （2n 1）（1/2 a%）解析：先求出亲代解析：先求出亲代DNA中中G=C=？每两条新链所必需的鸟嘌呤（？每两条新链所必需的鸟嘌呤（G）数）数等于亲代等于亲代DNA胞嘧啶（胞嘧啶（C）数，再求出）数，再求出DNA复制复制n代后子链数；最后求代后子链数；最后求出出DNA连续复制连续复制n代后需要鸟嘌呤数。代后需要鸟嘌呤数。解：解：所以所以G=C=m（1/2 a%），每形成两条新链所必需的鸟嘌呤数等，每形成两条新链所必需的鸟嘌呤数等于亲代于亲代DNA胞嘧啶数胞嘧啶数= m （1/2 a%）答：答：DNA连续复制连续复制n代后需要鸟嘌呤数是代后需要鸟嘌呤数是m （2n 1）（1/2 a%）。）。
