第3、4节DNA的复制·基因是有遗传效应的DNA片段

1、第3节 DNA的复制（一）一）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1 1、全保留复制：、全保留复制：新复制出的分子直接形新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分。成，完全没有旧的部分。复制一次复制一次亲代亲代DNA子代子代DNA一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测2 2、半保留复制：、半保留复制：形成的分子一半是新的，形成的分子一半是新的，一半是旧的。一半是旧的。复制一次复制一次亲代亲代DNA子代子代DNA 3 3、分散复制（弥散复制）：、分散复制（弥散复制）：新复制的分新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的。子中新旧都有，但分配是随机组合的。复制一次复制一

2、次亲代亲代DNA子代子代DNA1.1.概念：概念：2.2.时间：时间：二、二、DNADNA分子复制的过程分子复制的过程是指以亲代是指以亲代DNADNA为模板合成子代为模板合成子代DNADNA的过的过程。程。细胞有丝分裂的间期和减数第一细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期次分裂前的间期3.3.场所：场所： 细胞核细胞核( (主要场所主要场所) ) DNADNA的复制过程的复制过程 解旋解旋合成子链（配对、聚合）合成子链（配对、聚合）形成子代形成子代DNADNA阅读阅读P54P54，思考：，思考：DNADNA的复制过程包括哪几个的复制过程包括哪几个主要环节？主要环节？ 解旋：解旋：碱基配对碱

3、基配对: :( (复制复制) )螺旋化螺旋化: :DNADNA利用细胞提供的能量利用细胞提供的能量, ,在解旋酶的作用在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。下，把两条螺旋的双链解开。以解开的每一段以解开的每一段母链为模板母链为模板，在，在DNADNA聚合聚合酶酶等酶的作用下等酶的作用下, ,利用细胞中利用细胞中游离的游离的4 4种脱种脱氧核苷酸氧核苷酸为原料为原料, ,按碱基互补配对原则按碱基互补配对原则，各，各自合成与母链互补的一段子链自合成与母链互补的一段子链。一个一个DNADNA分子形成两个分子形成两个完全相同完全相同的子代的子代DNADNA分子。分子。结果：结果：随着模板链的解旋随着

4、模板链的解旋, ,新合成的子链不断延伸。新合成的子链不断延伸。同时，每条新链与对应的模板链盘绕形成双同时，每条新链与对应的模板链盘绕形成双螺旋结构。螺旋结构。解旋酶催化（氢键断裂）解旋酶催化（氢键断裂）解旋：解旋：模板模板（在（在DNADNA聚合酶的催化下，利用聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行）游离的脱氧核苷酸进行）以母链为模板进行碱基配对以母链为模板进行碱基配对母链（旧链）母链（旧链）子链（新链）子链（新链）形成两个子代形成两个子代DNA:DNA:同时进行同时进行( (边解旋边复制）边解旋边复制）组成组成 模板：模板：6.6.条件条件（亲代（亲代DNADNA分子的）两条母链。分子的）

5、两条母链。细胞中游离的细胞中游离的4 4种种脱氧核苷酸。脱氧核苷酸。ATPATP。DNADNA解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合聚合酶等。酶等。能量：能量：酶：酶：原料：原料：边解旋边复制；半保留复制边解旋边复制；半保留复制5.5.特点：特点：7.7.意义：意义：将遗传信息从亲代传给了子代，从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。而保持了遗传信息的连续性。DNADNA复制复制 时间时间场所场所条件条件原则原则特点特点 结果结果意义意义有丝分裂的间期有丝分裂的间期 减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前的间期主要在细胞核主要在细胞核模板、酶、原料、能量等模板、酶、原料、能量等碱基

6、互补配对原则碱基互补配对原则半保留复制半保留复制子链与母链结合，构成两个新的子链与母链结合，构成两个新的DNADNA分子分子保持了遗传信息的连续性保持了遗传信息的连续性边解旋边复制边解旋边复制亲代亲代DNA分子分子复制复制1次次复制复制2次次复制复制3次次482=21=22=23【分析分析】无论无论DNA复制多少次，含有原来母链的复制多少次，含有原来母链的DNA分子分子永远只有两条永远只有两条DNADNA复制中的有关计算复制中的有关计算思维拓展思维拓展) )复制复制n n次后次后DNADNA个数个数: :2n（n=复制次数）复制次数）2 2）含母链的）含母链的DNADNA数量及比例数量及比例2

7、2)DNA)DNA个数个数: :2n（n=复制次数）复制次数）2 2）含母链的）含母链的DNADNA数量及比例数量及比例22 22n23 3）含母链的脱氧核苷酸链数）含母链的脱氧核苷酸链数占总链数比占总链数比4 4）复制）复制n n次次消耗原料的量：消耗原料的量： m（）5 5）复制）复制第第n n次次消耗原料的量：消耗原料的量：m思维拓展思维拓展3 34 4第三章 基因的本质第第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v预习提示：预习提示：1、P55-P56每则资料中，基因数目与每则资料中，基因数目与DNA分子数分子数目是否相同？生物体内所有基因的碱基总数与目是否

8、相同？生物体内所有基因的碱基总数与DNA分子碱基总数是否相同？说明什么问题？分子碱基总数是否相同？说明什么问题？2、通过这几则资料给基因下一个定义。、通过这几则资料给基因下一个定义。3、p56-57DNA片段中的遗传信息储存在哪里？是片段中的遗传信息储存在哪里？是外侧的磷酸外侧的磷酸-脱氧核糖的基本骨架？还是内侧的碱基？脱氧核糖的基本骨架？还是内侧的碱基？碱基对？碱基对的排列顺序？碱基对？碱基对的排列顺序？4、DNA分子有哪些特性？分子有哪些特性？5、基因与、基因与DNA、染色体的关系是怎样的？、染色体的关系是怎样的？（1 1）豌豆有哪些性状？）豌豆有哪些性状？（2 2）孟德尔认为性状是受什么

9、控制的？）孟德尔认为性状是受什么控制的？（3 3）艾弗里的研究认为，肺炎双球菌有）艾弗里的研究认为，肺炎双球菌有无荚膜的性状是受什么控制的？无荚膜的性状是受什么控制的？高茎、矮茎、圆粒、皱粒高茎、矮茎、圆粒、皱粒受遗传因子即基因控制。受遗传因子即基因控制。受受DNA DNA 控制。控制。那么，基因那么，基因=DNA=DNA吗？吗？复习回顾复习回顾1.1.大肠杆菌细胞的拟核有大肠杆菌细胞的拟核有1 1个个DNADNA分子，长度约为分子，长度约为4 700 0004 700 000个碱基对，在个碱基对，在DNADNA分子上分布着分子上分布着4 4004 400个基个基因，每个基因的平均长度约为因，

10、每个基因的平均长度约为1 0001 000个碱基对。个碱基对。资料分析：资料分析：结论：结论：大肠杆菌一个大肠杆菌一个DNADNA上含有多个基因。上含有多个基因。大肠杆大肠杆菌所有基因的碱基总数小于菌所有基因的碱基总数小于DNADNA分子的碱基总数分子的碱基总数，基因是基因是DNADNA片段片段，基因不是连续分布在，基因不是连续分布在DNADNA上，而是上，而是由碱基序列将其分隔开的。由碱基序列将其分隔开的。基因是基因是DNADNA片段，但片段，但DNADNA片片段不一定是基因；基因是段不一定是基因；基因是DNADNA中的双链片段，不是中的双链片段，不是其中的某一条链。其中的某一条链。一、说明

11、基因与一、说明基因与DNA关系的实例关系的实例3.3.人类基因组计划测定的是人类基因组计划测定的是2424条染色体（条染色体（2222条常染色条常染色体体+X+Y+X+Y）上的）上的DNADNA的碱基序列。其中，每条染色体上有的碱基序列。其中，每条染色体上有一个一个DNADNA分子。这分子。这2424个个DNADNA分子大约有分子大约有31.631.6亿个碱基对，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其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%2%。 分析：分析：人体中构成基因的碱基对组成比较少，占人体中构成基因的碱基对组成比较少，占全部碱基总数不超过全部碱基总数不超过2

12、%2%。这说明并不是随便一段。这说明并不是随便一段DNADNA就称为基因。基因是一段就称为基因。基因是一段DNADNA，但是一段，但是一段DNADNA不一定是不一定是基因。基因。结论：结论：基因是基因是DNADNA的片段（明确基因的碱基数占的片段（明确基因的碱基数占DNADNA碱碱基数很小的一部分）。基数很小的一部分）。比较两则资料，你还能得出什么结论？比较两则资料，你还能得出什么结论？ 大肠杆菌的大肠杆菌的DNADNA分子，其中，构成基因的分子，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例为：碱基数占碱基总数的比例为： 4 4004 4001000/4 700 000=94%1000/4 700

13、000=94%。 人类人类DNADNA中，构成基因的碱基数占碱基中，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%2%。生物越高等生物越高等DNADNA中存中存在的非基因片段的比例越高在的非基因片段的比例越高。什么样的什么样的DNADNA片段就是基因？片段就是基因？2、生长在太平洋西北部的一种、生长在太平洋西北部的一种海蛰海蛰能发能发出绿色荧光，这是因为海蛰的出绿色荧光，这是因为海蛰的DNA分子分子上有一段长度为上有一段长度为5170个碱基对的片段个碱基对的片段绿色荧光蛋白基因绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，。转基因实验表明，转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因的转入了海蛰的绿色荧光蛋白

14、基因的转基转基因鼠因鼠，在紫外线的照射下，也能象海蛰，在紫外线的照射下，也能象海蛰一样发光。一样发光。资料资料2 2说明了什么？说明了什么？把海蜇的绿色荧光基因转入鼠的体内，鼠体内把海蜇的绿色荧光基因转入鼠的体内，鼠体内出现了以前没有的荧光。说明出现了以前没有的荧光。说明基因能控制生物基因能控制生物性状，基因有遗传效应。它可以独立起作用。性状，基因有遗传效应。它可以独立起作用。4.4.近年来的科学研究发现，小鼠体内近年来的科学研究发现，小鼠体内HMGICHMGIC基因与基因与肥胖直接相关。小鼠没有肥胖直接相关。小鼠没有HMGICHMGIC基因，就没有肥胖基因，就没有肥胖的表现，有的表现，有HM

15、GICHMGIC基因就有肥胖表现。基因就有肥胖表现。结论：没有结论：没有HMGICHMGIC基因，就没有肥胖的表现，有基因，就没有肥胖的表现，有HMGICHMGIC基因就有肥胖表现。说明基因能控制生物的性状。人基因就有肥胖表现。说明基因能控制生物的性状。人和动物的胖瘦是受基因控制的。和动物的胖瘦是受基因控制的。结合上述资料，从结合上述资料，从DNADNA水平上给基因下一个完整的水平上给基因下一个完整的定义定义。基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段。基因是生物体遗传的基因是生物体遗传的功能单位功能单位和和结构单位结构单位。 基因是基因是DNADNA片段，不是连续分布在片段，不

16、是连续分布在DNADNA上，而上，而是由碱基序列将其分隔开；它能控制性状，具有是由碱基序列将其分隔开；它能控制性状，具有特定的遗传效应。特定的遗传效应。二、二、DNADNA片段中的遗传信息片段中的遗传信息 遗传信息是指构成遗传信息是指构成DNADNA分子的脱氧核苷酸的排列分子的脱氧核苷酸的排列顺序顺序( (也可说也可说DNADNA分子中碱基对的排列顺序分子中碱基对的排列顺序) )，DNADNA分分子能够储存足够量的遗传信息。子能够储存足够量的遗传信息。1 1遗传信息的概念遗传信息的概念2 2遗传信息的遗传信息的多样性多样性 构成构成DNADNA分子的碱基只有分子的碱基只有4 4种，配对方式只有

17、种，配对方式只有2 2种，种，但是碱基对的数目却可以成千上万，形成的碱基对的但是碱基对的数目却可以成千上万，形成的碱基对的排列顺序也可以千变万化排列顺序也可以千变万化(4(4n n种，种，n n表示碱基对数表示碱基对数) )，从而构成了从而构成了DNADNA分子的多样性，也决定了遗传信息的分子的多样性，也决定了遗传信息的多样性。多样性。3 3遗传信息的遗传信息的特异性特异性 每个特定的每个特定的DNADNA分子中都具有特定的碱基对排分子中都具有特定的碱基对排列顺序，而特定的碱基对排列顺序中有遗传效应列顺序，而特定的碱基对排列顺序中有遗传效应的片段代表遗传信息，所以每个特定的的片段代表遗传信息，

18、所以每个特定的DNADNA分子中分子中都储存着特定的遗传信息，这种特定的碱基对排都储存着特定的遗传信息，这种特定的碱基对排列顺序就构成了列顺序就构成了DNADNA分子的特异性。分子的特异性。尝试对以下概念的联系进行描述尝试对以下概念的联系进行描述:染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸碱基碱基模型建构模型建构概念图概念图1染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸碱基碱基有遗传效应的有遗传效应的DNA片段片段构成构成+脱氧核糖脱氧核糖+磷酸磷酸（A、T、C、G四种）四种）+蛋白质蛋白质形成双链形成双链染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸染色体是染色体是DNADNA的的主要载体主要载体每个染色体上每个染