1、第三章 基因的本質(zhì),DNA分子的復(fù)制,最早提出的DNA復(fù)制模型有三種:,一、對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè),1、全保留復(fù)制：新復(fù)制出的分子直接形成，完全沒(méi)有舊的部分；,2、半保留復(fù)制：形成的分子一半是新的，一半是舊的；,3、分散復(fù)制：新復(fù)制的分子中新舊都有，但分配是隨機(jī)組合的,沃森和克里克推測(cè)是半保留復(fù)制模型,2、如果要你來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為最基本的思路是什么？,把復(fù)制的單鏈和原來(lái)的鏈做上標(biāo)記，然后觀察它 在新DNA中出現(xiàn)的情況。,1、這些觀點(diǎn)各有不同，如何來(lái)證明那個(gè)觀點(diǎn)是正確的？,只能用實(shí)驗(yàn)來(lái)證明。,實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的,二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù),因DNA復(fù)制采用半保留的方式

2、，所以一個(gè)DNA分子經(jīng)幾代復(fù)制后的所有DNA中，只有兩個(gè)DNA分子含有原DNA鏈。但所有DNA與原DNA所帶的信息（脫氧核苷酸的排列序）完全相同。（變異除外）,根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)過(guò)程,完成下列表格,n,3,2,1,0,14N分子,雜種分子,15N分子,不同DNA分子占全部DNA分子之比,DNA分子在離心管中位置,分子總數(shù),世代,全在下部,1,2,4,8,2n,全在中部,中+ 上,中+ 上,2/2n中+(1- 2/2n)上,1,1,2/2n,（1-2/2n）,三、DNA復(fù)制的過(guò)程,1.DNA分子復(fù)制的概念? 2.DNA分子復(fù)制過(guò)程怎么進(jìn)行? 3.DNA分子復(fù)制過(guò)程需要哪些條件? 4.DNA分子復(fù)制過(guò)程

3、有何特點(diǎn)? 5.DNA分子復(fù)制有何生物學(xué)意義?,1.概念：,2.時(shí)間：,是指以親代DNA為模板，合成子代DNA的過(guò)程。,細(xì)胞有絲分裂的間期、無(wú)絲分裂之前和減數(shù)第一次分裂的間期,3.場(chǎng)所：,細(xì)胞核(主要場(chǎng)所),4、DNA分子復(fù)制時(shí)需何條件？,模板：親代DNA的兩條母鏈； 原料：4種脫氧核苷酸： 能量：ATP; 酶 ：DNA解旋酶，DNA聚合酶等。,5.DNA分子復(fù)制的特點(diǎn):,邊解旋邊復(fù)制,半保留復(fù)制,6.DNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因?,DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供模板。 堿基具有互補(bǔ)配對(duì)的能力，能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無(wú)誤。,7、DNA分子的復(fù)制實(shí)質(zhì)(意義)？,DNA通過(guò)復(fù)制，使遺傳信息從親代傳 給了

4、子代，從而保證了物種的相對(duì)穩(wěn)性，保持了遺傳信息的連續(xù)性，使得種族得以延續(xù)。,課堂練習(xí),1、1個(gè)DNA分子經(jīng)過(guò)4次復(fù)制，形成16個(gè)DNA分子，其中含有最初DNA分子長(zhǎng)鏈的DNA分子有（ ） A. 2個(gè) B. 8個(gè) C. 16個(gè) D. 32個(gè) 2、DNA分子的復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞有絲分裂的（ ） A、分裂前期 B. 分裂中期 C. 分裂后期 D. 分裂間期,3、下列關(guān)于DNA復(fù)制的說(shuō)法，其中不正確的是（ ） A. DNA復(fù)制過(guò)程中需要酶的催化 B. DNA復(fù)制過(guò)程中需要的能量直接由糖類提供 C. DNA 分子是邊解旋復(fù)制的 D. DNA 復(fù)制過(guò)程中兩條母鏈均可作模板 4、以DNA的一條鏈“ATC”為模板

5、，經(jīng)復(fù)制后的子鏈?zhǔn)牵?） A. “TAG” B. “UAG” C. “TAC” D. “TUG”,5、由15N標(biāo)記細(xì)菌的DNA，然后又將14N來(lái)供給這種細(xì)菌，于是該細(xì)菌便用14N來(lái)合成DNA，假設(shè)細(xì)菌連續(xù)分裂三次產(chǎn)生了八個(gè)新個(gè)體，它們DNA中的含14N的鏈與15N的鏈的比例是（ ） A、4：1 B、2：1 C、1：1 D、3：1,A,6、在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為14N-DNA（對(duì)照）；在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為15N-DNA（親代）。將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代（I和II），用離心的方法分離得到的結(jié)果如下表

6、所示，請(qǐng)分析：,（1）由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以推出第一代（I）細(xì)菌DNA分子中一條鏈?zhǔn)?，另一條鏈?zhǔn)?。 （2）中鏈含有氮元素是 。 （3）將第一代（I）轉(zhuǎn)移到含15N的培養(yǎng)基上繁殖一代，將所得到的細(xì)菌的DNA用同樣方法分離。那么得到的輕中重鏈情況是 （4）上述實(shí)驗(yàn)表明DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)是,15N母鏈,14N新鏈,15N和14N,1/2中鏈，1/2重鏈,半保留復(fù)制,7下列關(guān)于DNA復(fù)制過(guò)程的正確順序是（ ） 互補(bǔ)堿基對(duì)之間氫鍵斷裂 互補(bǔ)堿基對(duì)之間形成氫鍵 DNA分子在解旋酶的作用下解旋 以解旋后的母鏈為模板進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì) 子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋狀結(jié)構(gòu) A. B. C. D.,D,8DNA分子的雙鏈在

7、復(fù)制時(shí)解旋，這時(shí)下述哪一對(duì)堿基從氫鍵連接處分開（ ） AG與CBA與C CG與A DG與T,A,9DNA復(fù)制的基本條件是（ ） A模板，原料，能量和酶 B模板，溫度，能量和酶 C模板，原料，溫度和酶 D模板，原料，溫度和能量,A,10DNA分子復(fù)制能準(zhǔn)確無(wú)誤地進(jìn)行原因是（ ） A堿基之間由氫鍵相連 BDNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu) CDNA的半保留復(fù)制 DDNA的邊解旋邊復(fù)制特點(diǎn),B,11、DNA的復(fù)制是在細(xì)胞的 分裂和 第一次分裂前的 期進(jìn)行的。復(fù)制是指以 為模板來(lái)合成 的過(guò)程。復(fù)制特點(diǎn)是 復(fù)制過(guò)程必需以 為模板、 為原料、 提供能量、 的催化等條件， 為DNA的復(fù)制提供精確的模板、并有 能力保

8、證復(fù)制能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地完成。一個(gè)親代DNA分子通過(guò)復(fù)制形成了兩個(gè) ，新形成的DNA分子都是既含一條 鏈、又含一條 鏈，因此，稱DNA的復(fù)制為“ ”。,有絲,減數(shù),間,親代DNA分子,子代DNA分子,邊解旋邊復(fù)制,親代DNA分子一條鏈,脫氧核苷酸,ATP,酶,DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu),堿基互補(bǔ)配對(duì),結(jié)構(gòu)完全相同的子代DNA分子,母,子,半保留復(fù)制,根據(jù)半保留復(fù)制和堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,與復(fù)制有關(guān)的堿基計(jì)算,一個(gè)DNA連續(xù)復(fù)制n次后，共有多少個(gè)DNA？多少條脫氧核苷酸鏈？母鏈多少條？子鏈多少條？,DNA分子數(shù)=,2n,脫氧核苷酸鏈數(shù)=,2n+1,母鏈數(shù)=,子鏈數(shù)=,2,2n+1 2,解析：所用知識(shí)為“半保留

9、復(fù)制”和“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則”，并圖示分析。,連續(xù)第一次復(fù)制,連續(xù)第二次復(fù)制,連續(xù)第n次復(fù)制,解：,答：一個(gè)DNA連續(xù)復(fù)制n次后，共有2n個(gè)DNA，2n+1條脫氧核苷酸鏈，母鏈2條，子鏈2n+1 2條,一個(gè)DNA的堿基A（T、G、C）占?jí)A基總數(shù)的a%，堿基總數(shù)為m，連續(xù)復(fù)制n次后，共需要G（C、A、T）多少個(gè)？,因?yàn)锳=ma%，A=T、G=C， A+T= 2ma%，,DNA復(fù)制n代后子鏈數(shù)=2n+1 2,DNA連續(xù)復(fù)制n代后需要 鳥嘌呤=（2n+1 2 ）/2 m （1/2 a%） = m （2n 1）（1/2 a%）,解析：先求出親代DNA中G=C=？每?jī)蓷l新鏈所必需的鳥嘌呤（G）數(shù)等于親代DN