1、第三章 遺傳的分子基礎(chǔ)第三節(jié) DNA通過復(fù)制傳遞遺傳信息有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期2.關(guān)于DNA的復(fù)制，還有哪些疑問？如：DNA復(fù)制過程如何？需要什么條件？復(fù)制的結(jié)果如何？DNA復(fù)制的有關(guān)問題：1. DNA復(fù)制的時(shí)間？一、DNA通過半保留進(jìn)行復(fù)制DNA的復(fù)制：以親代DNA為模板，合成兩個(gè)與親代DNA相同的子代DNA分子的過程。（1）時(shí)間：有絲分裂間期；減數(shù)第一次分裂前的間期。（2）場所：真核細(xì)胞：細(xì)胞核（主要）、線粒體和葉綠體。 原核細(xì)胞：擬核。最早提出的DNA復(fù)制模型（假說）有三種:1.對DNA復(fù)制的推測1全保留半保留半保留：新合成的DNA分子保留原來DNA分子的一條鏈全保留：母鏈DN

2、A彼此結(jié)合，新合成的兩條子鏈彼此結(jié)合成一個(gè)新的DNA分子如果要你來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明，你認(rèn)為最基本的思路是什么？ 把復(fù)制的新單鏈和原來的鏈做上標(biāo)記，然后觀察它在新DNA中出現(xiàn)的情況。2.DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（1）實(shí)驗(yàn)材料：大腸桿菌（2）實(shí)驗(yàn)技術(shù)：同位素示蹤法和密度梯度離心1958年，梅塞爾森和斯塔爾（Franklin Stahl設(shè)計(jì)了一個(gè)很巧妙的實(shí)驗(yàn)，證明了DNA復(fù)制采取半保留復(fù)制機(jī)制。下部：重帶中間：中帶中間：1/2中帶上部：1/2輕帶（3）實(shí)驗(yàn)過程（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果(1)立即取出，提取DNA離心 。(2)繁殖一代后取出，提取DNA離心 。(3)繁殖兩代后取出，提取DNA離心 。 半 保 留 3

3、. DNA復(fù)制方式的驗(yàn)證演繹推理一 結(jié)果：三條帶子一代： 子二代： 親 代： 15N/15N-DNA (1/2) 14N/14N-DNA(3/4) 15N/15N-DNA(1/4) 15N/15N-DNA (全部)親代DNA分子14N/14N-DNA (1/2) 全 保 留演繹推理二 結(jié)果：兩條帶（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果(1)立即取出，提取DNA離心 。(2)繁殖一代后取出，提取DNA離心 。(3)繁殖兩代后取出，提取DNA離心 。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA的復(fù)制是以 的方式進(jìn)行的。離心管的下部離心管的中部1/2離心管上部、1/2離心管中部半保留假說演繹法4.DNA復(fù)制的過程1.條件a.酶b.能量c.模板d.原料

4、DNA復(fù)制的條件：模板：親代DNA分子的兩條母鏈。原料：4種游離的脫氧核苷酸。能量：ATP酶：解旋酶斷開氫鍵 DNA聚合酶形成磷酸二酯鍵特點(diǎn)1：邊解旋邊復(fù)制特點(diǎn)2：半保留2.過程DNA復(fù)制的過程(1)形成“模板鏈”（解旋）：DNA復(fù)制時(shí)在解旋酶的作用下，兩條鏈的配對堿基之間的 斷開，堿基暴露出來，形成了兩條“模板鏈”(母鏈)。(2)合成子鏈：每一條母鏈按照 的原則，腺嘌呤與胸腺嘧啶核苷酸配對，鳥嘌呤與胞嘧啶核苷酸配對等。最后相鄰核苷酸的脫氧核糖和磷酸基團(tuán)間形成 ，產(chǎn)生一條子鏈。這一過程還需要_ 的參與，同時(shí)DNA復(fù)制過程需要_。氫鍵堿基互補(bǔ)配對磷酸二酯鍵DNA聚合酶能量2.過程(3)形成新的D

5、NA分子：每條子鏈與其母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)，即一個(gè)雙螺旋DNA分子變成了 雙螺旋DNA分子，并且新形成的DNA分子與親代DNA分子 。特點(diǎn)(1) ，即新合成的雙鏈DNA分子中，一條鏈?zhǔn)莵碜杂H代的DNA，另一條鏈則是新合成的。(2) 。兩個(gè)相同半保留復(fù)制邊解旋邊復(fù)制3.結(jié)果含有母鏈DNA分子數(shù)：含有子鏈DNA分子數(shù)：只含子鏈DNA分子數(shù)：一個(gè)DNA分子形成兩個(gè)相同的DNA分子 注意：DNA分子復(fù)制特點(diǎn)及子代DNA存在位置與去向(1)復(fù)制特點(diǎn)半保留復(fù)制，即新DNA分子總有一條鏈來自親代DNA(即模板鏈)，另一條鏈(子鏈)由新鏈構(gòu)建而成。(2)2個(gè)子代DNA位置：當(dāng)一個(gè)DNA分子復(fù)制后形成兩個(gè)新DN

6、A分子后，這兩個(gè)新DNA恰位于兩條姐妹染色單體上，且由著絲粒連在一起，即：(3)2個(gè)子代DNA去向：在有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期著絲粒分開，分別進(jìn)入了兩個(gè)子細(xì)胞中。一、 當(dāng)一個(gè)親代DNA復(fù)制n次后1、DNA數(shù)：2、含母鏈的DNA數(shù)：3、含子鏈的DNA數(shù)：4、只含母鏈的DNA數(shù)：5、不含母鏈的DNA數(shù)：6、DNA鏈數(shù)：7、子鏈數(shù)及所占的比例：DNA復(fù)制的應(yīng)用（有關(guān)計(jì)算）2n22n02n-22n+1（2n-1）/2n8、若某DNA分子含某堿基（脫氧核苷酸）m個(gè)，則該DNA復(fù)制n次，則需消耗游離的該堿基（脫氧核苷酸）數(shù)：（2n-1）m2n-1m9、若某DNA分子含某堿基（脫氧核苷酸）m個(gè)，則該

7、DNA 第n次復(fù)制時(shí)，則需消耗游離的該堿基（脫氧核苷酸）數(shù)：BrdU（5-溴尿嘧啶脫氧核苷）能替代T與A配對而摻入新合成的DNA鏈中，當(dāng)用姬姆薩染料對染色體進(jìn)行染色時(shí)，不含BrdU的鏈為深藍(lán)色，含BrdU的鏈為淺藍(lán)色。小資料DNA復(fù)制與染色體復(fù)制、細(xì)胞分裂的關(guān)系例題.(2019浙江4月選考)在含有BrdU的培養(yǎng)液中進(jìn)行DNA復(fù)制時(shí)，BrdU會(huì)取代胸苷摻入到新合成的鏈中，形成BrdU標(biāo)記鏈。當(dāng)用某種熒光染料對復(fù)制后的染色體進(jìn)行染色，發(fā)現(xiàn)含半標(biāo)記DNA(一條鏈被標(biāo)記)的染色單體發(fā)出明亮熒光，含全標(biāo)記DNA(兩條鏈均被標(biāo)記)的染色單體熒光被抑制(無明亮熒光)。若將一個(gè)細(xì)胞置于含BrdU的培養(yǎng)液中，培

8、養(yǎng)到第三個(gè)細(xì)胞周期的中期進(jìn)行染色并觀察。下列推測錯(cuò)誤的是A.1/2的染色體熒光被抑制B.1/4的染色單體發(fā)出明亮熒光C.全部DNA分子被BrdU標(biāo)記D.3/4的DNA單鏈被BrdU標(biāo)記原因思考：什為么DNA復(fù)制能夠形成兩個(gè)完全相同的子代DNA，并且它們都和親代DNA一樣？原因1：DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供精確的模板。原因2：通過堿基互補(bǔ)配對原則保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行。DNA復(fù)制的意義：將遺傳信息從親代傳給子代，從而保持了遺傳信息的穩(wěn)定性和連續(xù)性。二、DNA復(fù)制是遺傳物質(zhì)從親代向子代傳遞的基礎(chǔ)鞏固練習(xí)1.DNA分子的復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞有絲分裂的 （ ） A 前期 B 中期 C 后期

9、D 間期2.DNA分子的復(fù)制是以周圍游離的（ ）為原料？ A 脫氧核苷酸 B 磷酸 C 脫氧核糖 D 含N堿基3.實(shí)驗(yàn)室里，讓一個(gè)DNA分子（稱第一代）連續(xù)復(fù)制三代，問：在第四代DNA分子中，有第一代DNA分子鏈的DNA分子占（ ） A 100% B 75% C 50% D 25%A4.用32P標(biāo)記了玉米體細(xì)胞(含20條染色體)的DNA分子雙鏈。再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在第二次細(xì)胞分裂的中期、后期，一個(gè)細(xì)胞中的染色體總條數(shù)和被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)分別是（ ）A中期20和20、后期40和20B中期20和10、后期40和20C中期20和20、后期40和10D中期20和10、后期

10、40和10DNA復(fù)制與染色體復(fù)制、細(xì)胞分裂的關(guān)系例5.用32P標(biāo)記了玉米體細(xì)胞（含20條染色體）的DNA分子雙鏈，再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在第二次細(xì)胞分裂中期每個(gè)細(xì)胞中被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)是（ ）A.0條 B.20條 C.大于0小于20條 D.以上都有可能在第二次細(xì)胞分裂完成后每個(gè)細(xì)胞中被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)是（ ）A.0條 B.20條 C.大于0小于20條 D.以上都有可能BD6.把培養(yǎng)在含輕氮(14N)環(huán)境中的細(xì)菌轉(zhuǎn)移到含重氮(15N)的環(huán)境中培養(yǎng)相當(dāng)于復(fù)制一代的時(shí)間，然后放回原環(huán)境中培養(yǎng)相當(dāng)于連續(xù)復(fù)制兩代的時(shí)間后，細(xì)菌的DNA組成為A.3/4輕氮型、1/4中間型B

11、.1/4輕氮型、3/4中間型C.1/2中間型、1/2重氮型D.1/2輕氮型、1/2中間型7.下圖表示DNA分子復(fù)制的過程，結(jié)合圖示，下列有關(guān)敘述不正確的是A.DNA復(fù)制過程中首先需要解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，使兩條鏈 解開B.DNA分子的復(fù)制具有雙向復(fù)制的特點(diǎn)，生成的兩條子鏈方向相反C.從圖示可知，DNA分子具有多起點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)，縮短了復(fù)制所需的時(shí)間D.DNA分子的復(fù)制需要DNA聚合酶將單個(gè)脫氧核苷酸連接成DNA片段8.(2020溫州測試)如圖所示為真核細(xì)胞DNA復(fù)制過程的模式圖，據(jù)圖分析，下列相關(guān)敘述中錯(cuò)誤的是A.由圖示得知，DNA分子復(fù)制的方式是 半保留復(fù)制B.DNA解旋酶能使雙鏈D

12、NA解開，且需要消耗ATPC.從圖中可以看出合成兩條子鏈的方向是相反的D.DNA在復(fù)制過程中先全部解旋，后半保留復(fù)制9.(2019杭州測試)已知某DNA分子含有1 000個(gè)堿基對，其中一條鏈中AGTC1234，該DNA分子連續(xù)復(fù)制了3次。下列說法中正確的是A.共形成了8個(gè)DNA分子，其中有7個(gè)DNA分子中的脫氧核苷酸長鏈完全 是新合成的B.新合成的子代DNA分子中，AGTC1234C.第3次復(fù)制時(shí)，需要周圍環(huán)境中1 600個(gè)含A的脫氧核苷酸D.3次復(fù)制共需周圍環(huán)境中4 800個(gè)含G的脫氧核苷酸10.在噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，如果細(xì)菌體內(nèi)的DNA和蛋白質(zhì)分別含有31P和32S，噬菌體中的DNA和蛋白質(zhì)分別含有32P和35S，噬菌體DNA在細(xì)菌體內(nèi)復(fù)制了三次，那么從細(xì)菌