第三节 DNA的复制第四节 基因是有遗传效应的DNA片段

1、第三节第三节DNA的复制的复制生物必修生物必修2 2 遗传与进化遗传与进化第四节第四节基因是有遗传效应基因是有遗传效应的的DNA片段片段复习：复习：DNADNA的双螺旋结构的双螺旋结构主链主链( (骨架骨架) )碱基对碱基对构构成成方方式式位置位置1 1）脱氧核糖与）脱氧核糖与磷酸交替连接磷酸交替连接2 2）两条主链呈）两条主链呈反向平行反向平行3 3）盘绕成规则）盘绕成规则的双螺旋的双螺旋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对连结成对双螺旋外侧双螺旋外侧双螺旋内侧双螺旋内侧 最早提出的最早提出的DNA复制

2、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：、全保留复制：新复制出新复制出 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：、半保留复制：形成的分子形成的分子 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：、分散复制：新复制的分子新复制的分子 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、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

3、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) )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。复制一次复制一次二、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/ 14

4、N证明证明DNA进行半保留复制的实验（进行半保留复制的实验（53）vDNADNA是肉眼看不到的，如何才能分辨是肉眼看不到的，如何才能分辨DNADNA？v此实验的基本思路是什么？此实验的基本思路是什么？v此实验是如何区分亲代与子代的此实验是如何区分亲代与子代的DNADNA分子分子的？的？v用用CsClCsCl密度梯度离心后密度梯度离心后重带重带、中带中带、轻轻带带表示的表示的DNADNA分子的双链构成是怎样的？分子的双链构成是怎样的？v在整个实验的亲代、子一代、子二代细在整个实验的亲代、子一代、子二代细胞中提取的胞中提取的DNADNA离心的结果说明了什么？离心的结果说明了什么？一个一个DNA分子

5、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分子经几代分子经几代复制后的复制后的所有所有DNA中中，只有只有两个两个DNA分子分子含含有原有原DNA链链。但所有但所有DNA与原与原DNA所带的信息（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） 拓展延伸拓展延伸世代世代分子分子总数总数DNADNA分子在离心管中位分子在离心管中位置置不同不同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0 01

6、 12 23 3n n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1倍倍2倍倍4倍倍8倍倍2n倍倍全在中部全在中部中中+ 上上中中+ 上上2/2n中中+(1- 2/ 2n)上上1001002/ 2n（1- 2/2n）三、三、DNADNA复制的过程复制的过程 1DNA分子复制的概念是什么?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： 三、三、DNADNA复制的过程复制的过程1DNA分子复制的概念是什么?2.DNA分子复制过程怎么进

7、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：有人认为有人认为DNA复制就像洗相片一样，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

8、、一半旧的两个DNADNA分子。分子。1.DNA分子复制的概念是什么分子复制的概念是什么?2.DNA分子复制过程怎么进行分子复制过程怎么进行?3.DNA分子复制过程需要哪些条件分子复制过程需要哪些条件?4.DNA分子复制过程有何特点分子复制过程有何特点?5.DNA分子复制有何生物学意义分子复制有何生物学意义?以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。边解旋、边复制模板、原料、能量、酶等半保留复制DNA通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。解旋解旋合成合成延伸和盘绕延伸和盘绕1、概念：、概念：2、场所：、场所：3、时期：、时期：4、条件：、条件：5、复制、复制过程过程：

9、6、复制特点复制特点：7、复制的精确性：、复制的精确性：8、复制的生物学意义：、复制的生物学意义：三、三、DNADNA分子的复制小结：分子的复制小结：有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期模板：模板： 原料：原料： 能量：能量： 酶：酶： DNADNA的两条链的两条链游离的脱氧核苷酸（游离的脱氧核苷酸（A A、G G、C C、T T） ATPATPDNADNA解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶等聚合酶等 碱基互补配对原则碱基互补配对原则（1）边解旋边复制）边解旋边复制 （2）半保留复制半保留复制使遗传信息在传递过程中保持了使遗传信息在传递过程中保持了连续性

10、连续性细胞核（主要）、线粒体、叶绿体细胞核（主要）、线粒体、叶绿体 原核生物的拟核原核生物的拟核解旋解旋合成合成延伸和盘绕延伸和盘绕第第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，长度约为分子，长度约为4700000个碱基对，在个碱基对，在DNA分子上分布分子上分布着着4400个基因，每个基因的平个基因，每个基因的平均长度约为均长度约为1000个碱基对。个碱基对。推理：推理：全

11、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条常条常染色体染色体+X+Y）上的）上的DNA的碱基序列。其中，每条的碱基序列。其中，每条染色体上有一个染色体上有一个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，构成基因的碱基数占碱基亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过总数的比例不超过2%。推理：推理：进一步明确进一步明确基因是基因是DNADNA的片段的片段（基因碱基对（基因

12、碱基对总数占总数占DNADNA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分子数目与基因数分子数目与基因数目相同吗？目相同吗？ 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？ 说明基因是DNA的片段，基因不是连续分布在DNA上，而是由碱基序列将其分隔开的。2 生长在太平洋西北部的一种海蜇能生长在太平洋西北部的一种海蜇能 发出绿色发出绿色的荧光，这是因为海蜇的的荧光，这是因为海蜇的DNA分子上有一段长分子上有一段长度为度为51

13、70个碱基对的片段个碱基对的片段绿色荧光蛋白基绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了海蜇的绿色荧光因。转基因实验表明，转入了海蜇的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像海蜇一样发光。能像海蜇一样发光。4 不少人认为，人和动物体的胖瘦是由遗不少人认为，人和动物体的胖瘦是由遗传决定的。近来的科学研究发现，小鼠传决定的。近来的科学研究发现，小鼠体内的体内的HMGIC基因与肥胖直接相关。基因与肥胖直接相关。具有具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠，吃同样多的高脂肪食物，对照的小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，

14、对照组的小鼠变得十分肥一段时间后，对照组的小鼠变得十分肥胖，而具有胖，而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常。体重仍然保持正常。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：基因是具有遗传效应的结论：基因是具有遗传效应的DNADNA片段。片段。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

15、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控制生物性状的结构和是控制生物性状的结构和 功能单位功能单位三、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:碱基对的排列顺序的千变万化碱基对的排列顺序的千变万化(主要的）主要的），构成了构成了DNA分子的多样性。分子的多样性。DNA分子具有特异性分子具有特异性:碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个DNA分分子的特异性。子的特异性。 DNA DNA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？

16、有科学依据吗？ 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？多少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条？氧核苷酸链？母链多少条？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 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

17、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）占碱基总）占碱基总数的数的a%，碱基总数为，碱基总数为m，连续复制，连续复制n次后，次后，共需要共需要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：解：所以所以G=C=m

18、（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%）。）。与复制有关的碱基计算与复制有关的碱基计算1下列关于下列关于DNA复制过程的正确顺序复制过程的正确顺序（ ）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

19、 旋成双螺旋状结构。旋成双螺旋状结构。A. B. C. D.D2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占总数占总数是（是（ ）A1/16Bl8C14D12C3DNA分子的双链在复制时解旋，这时下述哪一对碱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（基从氢键连接处分开（ ）AG与与C BA与与C CG与与A DG与与TA4DNA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 A5DNA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B6、DNA的复制是在细胞的的复制是在细胞的 分裂和分裂和 第一次分裂第一次分裂前的前的 期进行的。复制是指以期进行的。复制是指以 为模板来合为模板来合成成 的过程。复制特点是的过程。复制特点