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1、第三章第三章 基因的本质基因的本质 一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测 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: : 复制一次复制一次 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； 复制一次复制一次 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 . .沃森和克里克推测是半沃森和克里克推测是半保留复制模
2、型保留复制模型 复制时复制时,DNA,DNA的双螺旋的双螺旋解开解开. . 互补的碱基间氢键断互补的碱基间氢键断裂裂 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 亲代亲代DNADNA分子分子 复制复制1 1次次 2复制复制2 2次次 复制复制3 3次次 2 23 2复制复制n n次次 n 2三、三、DNADNA复制的过程复制的过程 1. 1. 解解 旋；旋； DNA DNA分子利用分子利用细胞提细胞提供的能量供的能量，在，在解旋酶解旋酶的作的作用下，使得用下，使得DNADNA双链的双链的氢氢键断裂键断裂，这样使得螺旋结，这
3、样使得螺旋结构的构的DNADNA双链解开。双链解开。 解旋点多个，且可双向进行，解旋点多个，且可双向进行，保证保证DNA复制快速完成。复制快速完成。 2. 2. 子链的合成子链的合成: : 以解开的以解开的每段每段DNADNA链链（母链）为模板（母链）为模板，以周围，以周围环境中游离的环境中游离的脱氧核苷酸脱氧核苷酸为原料，在为原料，在DNADNA聚合酶聚合酶的的作用下，按照碱基互补配作用下，按照碱基互补配对原则，合成与母链互补对原则，合成与母链互补的子链。的子链。 3 3形成两个新的形成两个新的DNADNA分子分子 复制出来的子代复制出来的子代DNADNA分子，通过细胞的分子，通过细胞的分裂
4、，被分配到子代细分裂，被分配到子代细胞中。胞中。 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程 1.1.DNA分子复制的概念? 2.2.DNA分子复制过程
5、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： 是指以亲代是指以亲代DNADNA为模板，为模板，2.2.时间时间：3.3.场所：场所：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、减数第一次分裂的间期减数第一次分裂的间期 细胞核细胞核( (主要场所主要场所) ) 4 4、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;
6、ATP; 酶酶 ：DNADNA解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合酶等。聚合酶等。 5.DNA5.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 6.DNA6.DNA准确复制的原因准确复制的原因? ? DNADNA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，能够使复制准确无误。能够使复制准确无误。 7 7、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
7、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 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.
8、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. 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.
9、 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 （ D D ） 互补碱基对之间氢键断裂互补碱基对之间氢键断裂 互补碱互补碱基对之间形成氢键基对之间形成氢键 DNADNA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. A. B. B. C. C. D. D. 6 6DNADNA分子的双链在复制
10、时解旋，这时下述哪一分子的双链在复制时解旋，这时下述哪一A A 对碱基从氢键连接处分开（对碱基从氢键连接处分开（ ） A AG G与与C C B BA A与与C C C CG G与与A A D DG G与与T T 7 7DNADNA复制的基本条件是（复制的基本条件是（ A A ） A A模板，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 8 8DNADNA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
11、相连 B B C C D D B ） DNADNA分子独特的双螺旋结构分子独特的双螺旋结构DNADNA的半保留复制的半保留复制 DNADNA的边解旋边复制特点的边解旋边复制特点 有丝有丝 减数减数 9 9、DNADNA的复制是在细胞的的复制是在细胞的 分裂和分裂和 第一次第一次亲代亲代DNADNA分子分子 间间 期进行的。复制是指以期进行的。复制是指以 分裂前的分裂前的 为为子代子代DNADNA分子分子 模板来合成模板来合成 的过程。复制特点是的过程。复制特点是 边解旋边复制边解旋边复制 复制过程必需以复制过程必需以亲代亲代DNADNA分子每一条链分子每一条链为为 。 ATP ATP 为原料、
12、为原料、 酶酶 的的模板、模板、脱氧核苷酸脱氧核苷酸 提供能量、提供能量、 DNADNA分子双螺旋结构分子双螺旋结构 为为DNADNA的复制提供的复制提供催化等条件，催化等条件， 碱基互补配对碱基互补配对 保证复制能够准保证复制能够准精确的模板、并有精确的模板、并有 确无误地完成。一个亲代确无误地完成。一个亲代DNADNA分子通过复制形成了分子通过复制形成了结构完全相同的子代结构完全相同的子代 DNADNA分子分子 两个两个 ，新形成的，新形成的DNADNA分分子都是既含一条子都是既含一条 母母 链、又含一条链、又含一条 子子 链，因此链，因此，称，称DNADNA的复制为的复制为“ ”。 半保
13、留复制半保留复制 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？ 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，并图示分析。分析。 A T T A G C C G 连续第一次复制连续第一次复制 A T T A G C C G A T T A G C C G 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 解：解： DNA分子数分子数= 2n 脱氧核苷酸链数脱氧核苷
14、酸链数= 2n+1 连续第二次复制连续第二次复制 A T T A G C C G A T T A G C C G A T T A G C C G A T T A G C C G 母链数母链数= 2 子链数子链数= 2n+1 2 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 连续第连续第n次复制次复制 一个一个DNA的碱基的碱基A（T、G、C）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？ 解析：
15、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： 因为因为A=ma%，A=T、G=C， A+T= 2ma%， 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%） 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%） 答：答：D NA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%）。）。
