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1、第三节遗传信息的传递本讲稿第一页，共三十八页DNADNA的双螺旋结构的双螺旋结构构构成成方方式式位置位置双螺旋外侧双螺旋外侧双螺旋内侧双螺旋内侧碱基对碱基对主链主链(骨架骨架)1 1）脱氧核糖与磷酸）脱氧核糖与磷酸交替连接；交替连接；2）两条主链呈）两条主链呈反向平行；反向平行；3）盘绕成规则的）盘绕成规则的双螺旋。双螺旋。2 2）碱基互补配对）碱基互补配对（A A T T，G G C C）1 1）主链上对应碱）主链上对应碱基以基以氢键氢键连结成连结成对；对；本讲稿第二页，共三十八页细胞减数分裂和受细胞减数分裂和受精作用使生物的亲精作用使生物的亲代与子代之间保持代与子代之间保持遗传性状的稳定性
2、，遗传性状的稳定性，为什么为什么?DNA分子是怎样进行复分子是怎样进行复制的呢制的呢?本讲稿第三页，共三十八页本讲稿第四页，共三十八页最早提出的最早提出的DNA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、全保留复制：新复制出、全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全的分子直接形成，完全没有旧的部分；没有旧的部分；2、半保留复制：形成的分子、半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；一半是新的，一半是旧的；3、分散复制：新复制的分子、分散复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是随中新旧都有，但分配是随机组合的；机组合的；复制一次复制一次复制一次复制一次复制一
3、次复制一次本讲稿第五页，共三十八页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、如果要你来设计实验，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DNA中出现的情况。中出现的情况。一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测(续续)复制一次复制一次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。本讲稿第六页，共三十八页实验结论：实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行
4、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)1515N/N/14N轻带轻带(上部上部)1414N/N/14N中带中带(中间中间)1515N/N/14N本讲稿第七页，共三十八页本讲稿第八页，共三十八页一个一个DNA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DNA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DNA分子经几代复制后的分子经几代复制后的所有所有DNA中，只有两个中，只有两个DNA分子含分子含有原有原DNA链。但所有链。但所有DNA与原与原DNA所带的
5、信息（脱氧核苷酸的排列序）所带的信息（脱氧核苷酸的排列序）完全相同。（变异除外）完全相同。（变异除外）拓展延伸拓展延伸本讲稿第九页，共三十八页第几第几 代代分子分子总数总数DNADNA分子在离心管中位置分子在离心管中位置不同不同DNADNA分子占全部分子占全部DNADNA分子之比分子之比1515N N分子分子杂种分子杂种分子1414N N分子分子1 12 23 34 4拓展延伸拓展延伸根据上面实验过程根据上面实验过程,完成下列表格完成下列表格全在下部全在下部1248全在中部全在中部中中+上上中中+上上11本讲稿第十页，共三十八页三、三、DNADNA复制的过程复制的过程1.DNA分子复制的概念是
6、什么?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?思考如下问题：思考如下问题：本讲稿第十一页，共三十八页1、什么是、什么是DNA分子的复制分子的复制？新新DNA的合成就是产生两个跟亲代的合成就是产生两个跟亲代DNA分子分子的过程，称为的过程，称为DNA的复制。（的复制。（P61）由由1DNA2DNA 本讲稿第十二页，共三十八页2、DNA分子复制发生在什么时间分子复制发生在什么时间?有丝分裂间期有丝分裂间期减数第一次分裂的间期减数第一次分裂的间期无丝分裂之前无丝分裂之前 本讲稿第十三页，共三十八页3、什么叫
7、解旋？解旋的目的是什什么叫解旋？解旋的目的是什么？么？在在ATPATP供能、解旋酶的作用下，供能、解旋酶的作用下，DNADNA两条多脱氧两条多脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，双螺旋的两条核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，双螺旋的两条链解开的过程。链解开的过程。目的：就是为复制提供准确的模板，解开的两目的：就是为复制提供准确的模板，解开的两条单链叫母链。条单链叫母链。本讲稿第十四页，共三十八页 什么叫什么叫“子链子链”?复制复制一次能形成几条链？一次能形成几条链？以母链模板，以周围环境中游的以母链模板，以周围环境中游的4 4种脱氧核苷酸为原料，种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在有关酶
8、的作用下，各自合成与按照碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的一段子链，复制一次形成子链两条。母链互补的一段子链，复制一次形成子链两条。本讲稿第十五页，共三十八页单击画面续AGTAC T AATDNA DNA 聚合酶聚合酶ACGACGTT引物引物组成组成DNA的脱氧核糖核苷酸一个个连接起来的脱氧核糖核苷酸一个个连接起来本讲稿第十六页，共三十八页AGTAC T AATAGCGACGGTTT T单击画面继续3,5-磷酸二酯键磷酸二酯键引物引物本讲稿第十七页，共三十八页AGTAC T AATGCGACGGTTTTA单击画面继续引物引物本讲稿第十八页，共三十八页AGTAC T AAT
9、GCGACGTTGTTA单击画面继续引物引物本讲稿第十九页，共三十八页AGTAC T AATGCGACGTGTTAA单击画面继续引物引物本讲稿第二十页，共三十八页AGTAC T AATGCGACGGTTAA T单击画面继续引物引物本讲稿第二十一页，共三十八页AGTAC T AATGCGACGGTTAA TA单击画面继续引物引物本讲稿第二十二页，共三十八页AGTAC T AATGCGCGGTTAA TA T单击画面继续引物引物本讲稿第二十三页，共三十八页AGTAC T AATGGCGGTTAA TA T C单击画面继续引物引物本讲稿第二十四页，共三十八页4、有人认为、有人认为DNA复制就像洗相片
10、一样，复制就像洗相片一样，有一张底片就可以洗出许多相片来。有一张底片就可以洗出许多相片来。这种说法对不对，为什么？这种说法对不对，为什么？1DNA2DNA单链（母）单链（母）2母母2子子（母十子）（母十子）（母十子）（母十子）2DNA 与洗相片不同，因为与洗相片不同，因为DNADNA分子的复制结果并没分子的复制结果并没有形成一个完整的新的有形成一个完整的新的DNADNA分子，而是形成了一半分子，而是形成了一半新、一半旧的两个新、一半旧的两个DNADNA分子。分子。本讲稿第二十五页，共三十八页5、DNA分子复制时需分子复制时需何条件？何条件？模板：亲代模板：亲代DNADNA的两条母链；的两条母链
11、；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。本讲稿第二十六页，共三十八页6.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本讲稿第二十七页，共三十八页7.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，能为复制提精确的模板。能为复制提精确的模板。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。本讲稿第二十八页，共三十八页8.DNA复制后存在的位置复制后存在的位置?位于两条姐妹染色
12、单体上位于两条姐妹染色单体上9.DNA复制后分开的时间复制后分开的时间?着丝粒分裂，即有丝分裂后期着丝粒分裂，即有丝分裂后期 或或 减数第二次分裂后期减数第二次分裂后期本讲稿第二十九页，共三十八页问题十问题十DNA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定给了子代，从而保证了物种的相对稳定性，保持了遗传信息的连续性，使得种族性，保持了遗传信息的连续性，使得种族得以延续。得以延续。本讲稿第三十页，共三十八页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
13、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？母链多少条？多少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条？子链多少条？DNA分子数分子数=2n脱氧核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
14、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，子链条，子链2n+1 2条条结构复制简答1简答2简答3简答4计算1计算2本讲稿第三十一页，共三十八页一个一个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？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
15、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）数等于亲代）数等于亲代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；最后求出代后子链数；最后求出DNA连续复制连续复制n代后需代后需要鸟嘌呤数。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于亲代，每形成两条新链所必需的鸟嘌呤数等于亲代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
16、 a%）。）。结构复制简答1简答2简答3简答4计算1计算2本讲稿第三十二页，共三十八页3.复制的条件复制的条件2.复制的过程复制的过程4.复制的特点复制的特点DNADNA分子的复制分子的复制 1.复制的概念复制的概念5.复制的意义复制的意义知知识识小小结结一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测三、三、DNADNA复制的过程复制的过程二、二、DNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据本讲稿第三十三页，共三十八页1下列关于下列关于DNA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/互补碱基对之间形成互补碱基对之间形成氢键氢键/DNA分子分
17、子在解旋酶的作用下在解旋酶的作用下解旋解旋/以解旋以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对后的母链为模板进行碱基互补配对/子链与母链盘子链与母链盘旋成双螺旋状结构。旋成双螺旋状结构。A.B.C.D.D本讲稿第三十四页，共三十八页2将将标记的标记的DNA分子放在分子放在的培养基上培养，的培养基上培养，经过经过3次复制，在所形成的子代次复制，在所形成的子代DNA中，含中，含的的DNA占总数是（占总数是（）A1/16Bl8C14D12C3DNA分子的双链在复制时解旋，这时下述哪一对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（碱基从氢键连接处分开（）AG与与CBA与与CCG与与ADG与与T
18、A4DNA复制的基本条件是（复制的基本条件是（）A模板，原料，能量和酶模板，原料，能量和酶B模板，温度，能量和酶模板，温度，能量和酶C模板，原料，温度和酶模板，原料，温度和酶D模板，原料，温度和能量模板，原料，温度和能量A本讲稿第三十五页，共三十八页5DNA分子复制能准确无误地进行原因是（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碱基之间由氢键相连BDNA分子独特的双螺旋结构分子独特的双螺旋结构CDNA的半保留复制的半保留复制DDNA的边解旋边复制特点的边解旋边复制特点B本讲稿第三十六页，共三十八页6、DNA的复制是在细胞的的复制是在细胞的 分裂和分裂和 第一次分裂前的第一次分裂前
19、的 期期进行的。复制是指以进行的。复制是指以 为模板来合成为模板来合成 的过程。的过程。复制特点是复制特点是 复制过程必需以复制过程必需以 为模为模板、板、为原料、为原料、提供能量、提供能量、的催化等条的催化等条件，件，为为DNA的复制提供精确的模板、并的复制提供精确的模板、并有有 能力保证复制能够准确无误地完成。一个亲代能力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分子通过复制形成了两个 ，新形成的，新形成的DNA分子都是既含一条分子都是既含一条 链、又含一条链、又含一条 链，因此，称链，因此，称DNA的复制为的复制为“”。有丝有丝减数减数间间亲代亲代DNA分子分子子代
20、子代DNA分子分子边解旋边复边解旋边复制制亲代亲代DNA分子一条链分子一条链脱氧核苷酸脱氧核苷酸ATP酶酶DNA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DNA分子分子母母子子半保留复制半保留复制结构复制简答1简答2简答3简答4计算1计算2本讲稿第三十七页，共三十八页、G0、G1、G2三代三代DNADNA离心后的离心后的试试管分管分别别是是图图中中的：的：G0 、G1 、G2 。ABD、G2代在代在、三条三条带带中中DNADNA数的数的比例是比例是 。、图图中中 、两条两条带带中中DNADNA分子所含的同位分子所含的同位素磷分素磷分别别是：是：，。、上述、上述实验结实验结果果证证明了明了DNADNA的复制方式是的复制方式是 。0:1:131P31P 和和32P半保留复制半保留复制8.8.以含有以含有31P标标志的大志的大肠肠杆菌杆菌放入放入32P的培养液中，培养的培养液中，培养2代。离心代。离心结结果如右：果如右：本讲稿第三十八页，共三十八页