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第三章 遺傳的分子基礎(chǔ),第三節(jié) 遺傳信息的傳遞,生物親子代之間是通過遺傳物質(zhì)傳遞遺傳信息的，那么親代的遺傳物質(zhì)如何“多出一份”來傳遞給子代？DNA的復(fù)制就是以親代DNA為模板合成子代DNA的過程，即1DNA→2DNA。新產(chǎn)生的DNA分子是一個(gè)全新的DNA分子嗎？是否像洗相片似的，有一張底片就可以洗出許多相片來？這一節(jié)我們就一起來學(xué)習(xí)遺傳信息的傳遞。,課堂導(dǎo)入,,,一、探究DNA分子的復(fù)制過程,二、DNA分子復(fù)制的過程,,,當(dāng)堂檢測,內(nèi)容索引,三、DNA分子復(fù)制的有關(guān)計(jì)算規(guī)律,,一、探究DNA分子的復(fù)制過程,知識(shí)梳理,1.方法： 和密度梯度離心技術(shù)。 2.實(shí)驗(yàn)材料： 。 3.實(shí)驗(yàn)原理 (1)DNA的兩條鏈都用15N標(biāo)記，那么這樣的DNA分子質(zhì)量大，離心時(shí)應(yīng)該在試管的 部。 (2)兩條鏈中都含有14N，那么這樣的DNA分子質(zhì)量小，離心時(shí)應(yīng)該在試管的 部。 (3)兩條鏈中一條含有15N，一條含有14N，那么這樣的DNA分子離心時(shí)應(yīng)該在試管的 部。,,答案,同位素示蹤法,大腸桿菌,底,上,中,4.實(shí)驗(yàn)過程,,答案,5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (1)立即取出，提取DNA→離心→ 帶。 (2)繁殖一代后取出，提取DNA→離心→ 帶。 (3)繁殖兩代后取出，提取DNA→離心→ 輕帶、 中帶。 6.實(shí)驗(yàn)結(jié)果和預(yù)期的一致，說明DNA的復(fù)制是以 的方式進(jìn)行的。,全部重,全部中,半保留,,,合作探究,1.按照半保留復(fù)制的原則，上述實(shí)驗(yàn)過程如果再繁殖一代，結(jié)果會(huì)是怎樣？ 答案 1/4中帶、3/4輕帶。 2.關(guān)于DNA復(fù)制的推測，最初還有一種“全保留”的理論，作為模板鏈的兩條鏈復(fù)制完后再重新結(jié)合成雙鏈，而兩條新合成的鏈結(jié)合成另一個(gè)DNA分子，如果按照這個(gè)理論的話，上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)是怎樣的？ 答案 (1)立即取出，提取DNA→離心→全部重帶。 (2)繁殖一代后取出，提取DNA→離心→1/2重帶、1/2輕帶。 (3)繁殖兩代后取出，提取DNA→離心→1/4重帶、3/4輕帶。,,答案,活學(xué)活用,,1.在氮源為14N和15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子分別為14N－DNA(相對(duì)分子質(zhì)量為a)和15N－DNA(相對(duì)分子質(zhì)量為b)。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)，用某種離心方法分離得到的結(jié)果如下圖所示。下列對(duì)此實(shí)驗(yàn)的敘述不正確的是( ),解析答案,A.Ⅰ代細(xì)菌DNA分子中一條鏈?zhǔn)?4N，另一條鏈?zhǔn)?5N B.Ⅱ代細(xì)菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的 C.預(yù)計(jì)Ⅲ代細(xì)菌DNA分子的平均相對(duì)分子質(zhì)量為 D.上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制,解析 15N－DNA在14N的培養(yǎng)基上進(jìn)行第一次復(fù)制后，產(chǎn)生的兩個(gè)子代DNA分子均含有一條15N的DNA鏈和一條14N的DNA鏈。這樣的DNA用離心法分離后，應(yīng)該全部處在試管的中部。Ⅰ代的兩個(gè)DNA分子再分別進(jìn)行復(fù)制，它們所產(chǎn)生的兩個(gè)子代DNA分別為全14N－DNA分子和14N、15N—DNA分子。此時(shí)，將該DNA作離心處理，產(chǎn)生的DNA沉淀應(yīng)該分別位于試管的上部和中部。含15N的DNA分子占全部DNA分子的 。Ⅲ代細(xì)菌DNA分子共有8個(gè)，各條單鏈的相對(duì)分子質(zhì)量之和為(7a＋b)，平均相對(duì)分子質(zhì)量為 。 答案 B,,,一題多變,,判斷正誤： (1)將第Ⅲ代細(xì)菌DNA離心分離將會(huì)出現(xiàn)3條帶( ) (2)不管復(fù)制多少代，含15N標(biāo)記的DNA分子只有兩個(gè)( ) (3)從Ⅰ代開始細(xì)菌DNA分子中至少一條鏈含14N( ),答案,返回,√,,√,二、DNA分子復(fù)制的過程,,答案,知識(shí)梳理,1.DNA復(fù)制的概念：以 為模板合成 的過程。 2.時(shí)間：細(xì)胞有絲分裂的 期和減數(shù) 期。 3.過程,能量,解旋,兩條螺旋的雙鏈,脫氧核苷酸,DNA聚合酶,雙螺旋結(jié)構(gòu),親代DNA,子代DNA,間,第一次分裂前的間,,答案,4.結(jié)果：形成兩個(gè) 的DNA分子。 5.特點(diǎn) (1) 。 (2) 復(fù)制。 6.準(zhǔn)確復(fù)制的原因 (1)DNA分子獨(dú)特的 結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板。 (2)通過 ，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。 7.意義：使親代 傳遞給子代，保持了前后代 的連續(xù)性。,完全相同,邊解旋邊復(fù)制,半保留,雙螺旋,堿基互補(bǔ)配對(duì),遺傳信息,遺傳信息,,答案,1.DNA分子復(fù)制的條件有哪些？ 答案 (1)模板：親代DNA的兩條鏈； (2)原料：四種脫氧核苷酸； (3)酶：解旋酶和DNA聚合酶等酶； (4)能量。 2.在DNA復(fù)制的過程中，兩條子鏈延伸的方向是否相同？ 答案 不同，原因是DNA分子中的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械模虼俗渔湹难由旆较蛞彩窍喾吹摹?,,合作探究,3.下圖是真核生物DNA復(fù)制的示意圖，從圖中你能歸納出哪些信息？,,答案,答案 (1)真核生物DNA分子復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)開始的，但是各個(gè)起點(diǎn)開始的時(shí)間不同(最右邊最早)。 (2)真核生物的DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的。,活學(xué)活用,2.下圖表示DNA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)，生成的兩條子鏈的方向相反 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,解析答案,解析 DNA分子復(fù)制過程中的解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，使兩條鏈解開；DNA分子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，兩條鏈復(fù)制時(shí)箭頭方向是相反的；圖示中復(fù)制的起點(diǎn)只有1個(gè)，不能體現(xiàn)DNA分子具有多起點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)；DNA聚合酶的作用底物是單個(gè)游離的脫氧核苷酸。 答案 C,判斷正誤： (1)DNA解旋后的每一條脫氧核苷酸鏈都可以作為DNA復(fù)制的模板( ) (2)DNA分子通過復(fù)制，將遺傳信息從親代傳給了子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性( ),,答案,,,一題多變,√,√,巧記DNA分子復(fù)制的“一、二、三、四”,,,,方法鏈接,返回,三、DNA分子復(fù)制的有關(guān)計(jì)算規(guī)律,知識(shí)導(dǎo)學(xué),,答案,如果用15N標(biāo)記DNA分子的兩條鏈，讓其在含有14N的環(huán)境中復(fù)制。結(jié)合DNA分子半保留復(fù)制的特點(diǎn)，完成下面表格：,1,2,4,8,全部在下部,全部在中部,1/2中部，1/2上部,1/4中部，3/4上部,1,0,0,0,0,1,1/2,1/4,0,0,1/2,3/4,2,4,8,16,1,1/2,1/4,1/8,0,1/2,3/4,7/8,,答案,據(jù)上表，回答下列問題： 1.復(fù)制n次后，子代DNA分子總數(shù)和含有15N的DNA分子數(shù)分別是多少？ 答案 2n個(gè)、2個(gè)。 2.復(fù)制n次后，子代DNA分子含14N的DNA分子數(shù)和只含14N的DNA分子數(shù)分別是多少？ 答案 2n個(gè)、2n－2個(gè)。 3.復(fù)制n次后，子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)、含15N的脫氧核苷酸鏈數(shù)、含14N的脫氧核苷酸鏈數(shù)分別是多少？ 答案 2n＋1條、2條、2n＋1－2條。,,答案,4.設(shè)親代DNA分子中含有腺嘌呤(A)脫氧核苷酸m個(gè)，則： (1)經(jīng)過n次復(fù)制，共需消耗游離的腺嘌呤(A)脫氧核苷酸多少個(gè)？ 答案 m(2n－1)個(gè)。 (2)在第n次復(fù)制時(shí)，需消耗游離的腺嘌呤(A)脫氧核苷酸多少個(gè)？ 答案 m2n－1個(gè)。,,,活學(xué)活用,3.某一個(gè)DNA分子中，A為200個(gè)，復(fù)制數(shù)次后，消耗周圍環(huán)境中含A的脫氧核苷酸3 000個(gè)，該DNA分子已經(jīng)復(fù)制了幾次( ) A.4次 B.3次 C.5次 D.6次 解析 利用DNA復(fù)制規(guī)律得知，經(jīng)過n次復(fù)制利用腺嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目3 000＝(2n－1)200，得n＝4。,A,,解析答案,,返回,答案,課堂小結(jié),邊解旋邊復(fù)制,半保留復(fù)制,間,間,一,當(dāng)堂檢測,,解析答案,1,2,3,4,5,1.下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是( ) A.復(fù)制均在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行 B.復(fù)制僅發(fā)生在有絲分裂的間期 C.復(fù)制過程先解旋后復(fù)制 D.堿基互補(bǔ)配對(duì)保證了復(fù)制的準(zhǔn)確性 解析 只要細(xì)胞分裂，DNA就復(fù)制，DNA不只存于細(xì)胞核內(nèi)；細(xì)胞分裂方式亦不只是有絲分裂；DNA是邊解旋邊復(fù)制，不分先后。,D,,解析答案,1,2,3,4,5,2.體外進(jìn)行DNA復(fù)制的實(shí)驗(yàn)，向試管中加入有關(guān)的酶、4種脫氧核苷酸和ATP,37 ℃下保溫。下列敘述中正確的是( ) A.能生成DNA，DNA的堿基比例與4種脫氧核苷酸的比例一致 B.不能生成DNA，因?yàn)槿鄙貲NA模板 C.能生成DNA，DNA的堿基比例不確定，且與酶的來源有一定的關(guān)聯(lián) D.不能生成DNA，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中缺少酶催化的適宜的體內(nèi)條件 解析 DNA復(fù)制需要的條件是模板、原料、酶、能量等，題目的條件缺少模板，不能生成DNA。,B,,解析答案,1,2,3,4,5,3.細(xì)菌在15N培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后，使細(xì)菌DNA的含氮堿基皆含有15N，然后再移入14N培養(yǎng)基中培養(yǎng)，抽取其子代的DNA經(jīng)高速離心分離，如圖①～⑤為可能的結(jié)果，下列敘述錯(cuò)誤的是( ),A.第一次分裂的子代DNA應(yīng)為⑤ B.第二次分裂的子代DNA應(yīng)為① C.第三次分裂的子代DNA應(yīng)為③ D.親代的DNA應(yīng)為⑤ 解析 親代DNA為15N－15N，經(jīng)第一次復(fù)制所形成的子代DNA應(yīng)均為15N－14N，應(yīng)如圖②所示。,A,,解析答案,1,2,3,4,5,4.某大腸桿菌的胸腺嘧啶占DNA堿基總量的20%，這些胸腺嘧啶全部被14C標(biāo)記。將此大腸桿菌培養(yǎng)在普通培養(yǎng)基12C中(其中的胸腺嘧啶未被14C標(biāo)記)，讓其繁殖兩代，然后測定。此時(shí)全部大腸桿菌DNA中所含被14C標(biāo)記的胸腺嘧啶的量占全部堿基的( ) A.2.5% B.5% C.10% D.20% 解析 繁殖兩代，形成4個(gè)DNA分子，堿基總數(shù)變?yōu)樵瓉淼?倍，而被標(biāo)記的胸腺嘧啶數(shù)不變，故復(fù)制兩次后，含有14C的胸腺嘧啶的量占全部堿基的比例為20%1/4＝5%。,B,,1,2,3,4,5,返回,5.如圖為高等植物細(xì)胞中DNA復(fù)制過程模式圖，請(qǐng)根據(jù)圖示過程，回答問題。 (1)由圖示可知，1個(gè)DNA分子復(fù)制出乙、丙2個(gè) DNA分子的方式是___________。,(2)細(xì)胞中DNA復(fù)制的場所為________________________；在復(fù)制完成后，乙、丙分開的時(shí)期為__________________________________。 (3)把乙(只含14N)放在含15N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，復(fù)制2次后子代DNA單鏈中 含15N的DNA單鏈所占的比例是___。,半保留復(fù)制,細(xì)胞核、線粒體和葉綠體,有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期,答案,