1、第三節(jié) DNA的復(fù)制第三章第三章 基因的本質(zhì)基因的本質(zhì)問題探討問題探討兩個會徽所用的原料應(yīng)該兩個會徽所用的原料應(yīng)該選自一塊石材；應(yīng)先制造選自一塊石材；應(yīng)先制造模型，并按模型制作會徽；模型，并按模型制作會徽；應(yīng)使用電子控制的刻床；應(yīng)使用電子控制的刻床；刻床應(yīng)由一名技術(shù)熟練的刻床應(yīng)由一名技術(shù)熟練的師傅操作，或完全數(shù)控等。師傅操作，或完全數(shù)控等。驗證的最簡單的方法是：驗證的最簡單的方法是：將兩個印章的圖形蓋在白將兩個印章的圖形蓋在白紙上進行比較。紙上進行比較。 以以親代親代DNADNA為為模板合成子代模板合成子代DNADNA的過程的過程. . 新產(chǎn)生的新產(chǎn)生的DNA分子是一個全新分子是一個全新的的D

2、NA分子嗎？分子嗎？（一）一）最早提出的最早提出的DNADNA復(fù)制模型有三種復(fù)制模型有三種1.1.全保留復(fù)制：全保留復(fù)制：新復(fù)制出的分子直接形新復(fù)制出的分子直接形成，完全沒有舊的部分。成，完全沒有舊的部分。復(fù)制一次復(fù)制一次親代親代DNA子代子代DNA二二. .對對DNADNA復(fù)制的推測復(fù)制的推測2.2.半保留復(fù)制：半保留復(fù)制：形成的分子一半是新的，形成的分子一半是新的，一半是舊的。一半是舊的。復(fù)制一次復(fù)制一次親代親代DNA子代子代DNA 3.3.分散復(fù)制（彌散復(fù)制）：分散復(fù)制（彌散復(fù)制）：新復(fù)制的分新復(fù)制的分子中新舊都有，但分配是隨機組合的。子中新舊都有，但分配是隨機組合的。復(fù)制一次復(fù)制一次親

3、代親代DNA子代子代DNA可用可用C、H、O、N、P等等【驗證驗證假設(shè)假設(shè)】 三、三、DNADNA復(fù)制的過程復(fù)制的過程1.DNA分子復(fù)制過程怎么進行? 2.DNA分子復(fù)制過程需要哪些 條件? 3.DNA分子復(fù)制過程有何特點? 4.DNA分子復(fù)制有何生物學(xué)意義?思考如下問題：思考如下問題：1、DNA分子復(fù)制發(fā)生在什么時間? 有絲分裂間期 減數(shù)第一次分裂前的間期 2.什么叫解旋？解旋的目的是什么？ 在ATP供能、解旋酶的作用下，DNA兩條脫氧核苷酸鏈配對的堿基從氫鍵處斷裂，雙螺旋的兩條鏈解開的過程。 目的：就是為復(fù)制提供準(zhǔn)確的模板，解開的兩條單鏈叫母鏈。 什么叫“子鏈”?復(fù)制一次能形成幾條鏈？ 以

4、母鏈模板，以周圍環(huán)境中游的以母鏈模板，以周圍環(huán)境中游的4 4種脫氧種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補配對原則，在核苷酸為原料，按照堿基互補配對原則，在有關(guān)酶的作用下，各自合成與母鏈互補的一有關(guān)酶的作用下，各自合成與母鏈互補的一段子鏈，復(fù)制一次形成子鏈兩條。段子鏈，復(fù)制一次形成子鏈兩條。在解旋酶的作用下，雙鏈螺旋的在解旋酶的作用下，雙鏈螺旋的DNADNA打開氫鍵，解開成為兩條單鏈打開氫鍵，解開成為兩條單鏈. .DNADNA分子復(fù)制的過程分子復(fù)制的過程 以二條母鏈為模板，四種脫氧核苷酸以二條母鏈為模板，四種脫氧核苷酸為原料，按堿基互補配對原則合成為為原料，按堿基互補配對原則合成為兩條新的子鏈。兩條新

5、的子鏈。一條母鏈和一條子鏈盤繞成雙螺旋結(jié)一條母鏈和一條子鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)，形成新的構(gòu)，形成新的DNADNA分子。分子。解旋：解旋： 合成：合成：復(fù)旋：復(fù)旋： 3、有人認為DNA復(fù)制就像洗相片一樣，有一張底片就可以洗出許多相片來。這種說法對不對，為什么？ 與洗相片不同，因為與洗相片不同，因為DNADNA分子分子的復(fù)制結(jié)果并沒有形成一個完整的復(fù)制結(jié)果并沒有形成一個完整的新的的新的DNADNA分子，而是形成了一半分子，而是形成了一半新、一半舊的兩個新、一半舊的兩個DNADNA分子。分子。4、DNA分子復(fù)制時需何條件？ 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

6、酶、DNA聚合酶等。5.DNA分子復(fù)制的特點分子復(fù)制的特點:邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制 半保留復(fù)制半保留復(fù)制 三三. . DNADNA的復(fù)制過程的復(fù)制過程 解旋解旋合成子鏈（配對、聚合）合成子鏈（配對、聚合）形成子代形成子代DNADNA閱讀閱讀P54P54，思考：，思考：DNADNA的復(fù)制過程包括哪幾個的復(fù)制過程包括哪幾個主要環(huán)節(jié)？主要環(huán)節(jié)？ 【討論討論】二條母鏈的堿基順序是否相同？二條母鏈的堿基順序是否相同？ 二條子鏈的堿基順序是否相同？二條子鏈的堿基順序是否相同？ 新合成的二個新合成的二個DNADNA堿基順序是否相同？堿基順序是否相同？不同，互補不同，互補相同相同不同，互補不同，互補 6.D

7、NA準(zhǔn)確復(fù)制的原因準(zhǔn)確復(fù)制的原因?DNA具有獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)， 能為復(fù)制提精確的模板。堿基具有互補配對的能力， 能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無誤。問題問題7DNA分子的復(fù)制實質(zhì)分子的復(fù)制實質(zhì)(意義意義)？ DNA DNA通過復(fù)制，使遺傳信息從親通過復(fù)制，使遺傳信息從親代傳給了子代，從而保證了物種的相代傳給了子代，從而保證了物種的相對穩(wěn)定性，保持了遺傳信息的連續(xù)性，對穩(wěn)定性，保持了遺傳信息的連續(xù)性，使得種族得以延續(xù)。使得種族得以延續(xù)。DNADNA復(fù)制復(fù)制 時間時間場所場所條件條件原則原則特點特點 結(jié)果結(jié)果意義意義有絲分裂的間期有絲分裂的間期 減數(shù)第一次分裂前的間期減數(shù)第一次分裂前的間期主要在細胞核主要在細胞核

8、模板、酶、原料、能量等模板、酶、原料、能量等堿基互補配對原則堿基互補配對原則半保留復(fù)制半保留復(fù)制子鏈與母鏈結(jié)合，構(gòu)成兩個新的子鏈與母鏈結(jié)合，構(gòu)成兩個新的DNADNA分子分子保持了遺傳信息的連續(xù)性保持了遺傳信息的連續(xù)性邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制課后練習(xí)課后練習(xí)基礎(chǔ)題基礎(chǔ)題1.腺嘌呤脫氧核苷酸，鳥嘌呤脫氧核苷腺嘌呤脫氧核苷酸，鳥嘌呤脫氧核苷酸，胞嘧啶脫氧核苷酸和胸腺嘧啶脫氧酸，胞嘧啶脫氧核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸。核苷酸。2.模板、原料、能量、酶，雙螺旋，堿模板、原料、能量、酶，雙螺旋，堿基互補配對。基互補配對。 3.D。 4.B。拓展題拓展題可能有可能有6個堿基會發(fā)生錯誤。產(chǎn)生的影個堿基會發(fā)生錯誤

9、。產(chǎn)生的影響可能很大，也可能沒有影響。響可能很大，也可能沒有影響。DNADNA復(fù)制中的變異復(fù)制中的變異堿基互補配對差錯導(dǎo)致基因突變堿基互補配對差錯導(dǎo)致基因突變在減數(shù)第一次分裂前的間期進行在減數(shù)第一次分裂前的間期進行復(fù)制復(fù)制有絲分裂在間期進行復(fù)制有絲分裂在間期進行復(fù)制新復(fù)制兩個子代新復(fù)制兩個子代DNADNA分子是在什么時間分離的？分子是在什么時間分離的？在減數(shù)第二次分裂的后期在減數(shù)第二次分裂的后期有絲分裂在后期有絲分裂在后期DNADNA復(fù)制中的有關(guān)計算復(fù)制中的有關(guān)計算親代親代DNA分子分子復(fù)制復(fù)制1次次復(fù)制復(fù)制2次次復(fù)制復(fù)制3次次482=21=22=23【分析分析】15N14N無論無論DNA復(fù)制

10、多少次，含有原來母鏈的復(fù)制多少次，含有原來母鏈的DNA分子分子永遠只有兩條永遠只有兩條思維拓展思維拓展) )復(fù)制復(fù)制n n次后次后DNADNA個數(shù)個數(shù): :2n（n=復(fù)制次數(shù)）復(fù)制次數(shù)）2 2）含母鏈的）含母鏈的DNADNA數(shù)量及比例數(shù)量及比例22)DNA)DNA個數(shù)個數(shù): :2n（n=復(fù)制次數(shù)）復(fù)制次數(shù)）2 2）含母鏈的）含母鏈的DNADNA數(shù)量及比例數(shù)量及比例22 22n23 3）含母鏈的脫氧核苷酸鏈數(shù)）含母鏈的脫氧核苷酸鏈數(shù)占總鏈數(shù)比占總鏈數(shù)比4 4）復(fù)制）復(fù)制n n次次消耗原料的量：消耗原料的量： a（）5 5）復(fù)制）復(fù)制第第n n次次消耗原料的量：消耗原料的量：a思維拓展思維拓展3

11、34 4例例1 1、在、在DNADNA分子中，由于組成脫氧核苷酸的堿基有分子中，由于組成脫氧核苷酸的堿基有4 4種種 （A A、G G、C C、T T），因此，構(gòu)成），因此，構(gòu)成DNADNA分子的脫氧核苷分子的脫氧核苷 酸也有酸也有4 4種，它們的名稱是：種，它們的名稱是： 、 、 、 。 腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸 胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸例例2 2、從、從DNADNA分子的復(fù)制過程可以看出，分子的復(fù)制過程可以看出，DNADNA分子復(fù)制分子復(fù)制 需要需要 、 、 、和、和_等條件。等條件。DNADNA分子的分子

12、的 結(jié)構(gòu)能夠為復(fù)制結(jié)構(gòu)能夠為復(fù)制提供精確的模板，通過提供精確的模板，通過 保保證了復(fù)制能夠正確地進行。證了復(fù)制能夠正確地進行。模板模板原料原料能量能量酶酶雙螺旋雙螺旋堿基互補配對堿基互補配對3 3、將單個的脫氧核苷酸連接成、將單個的脫氧核苷酸連接成DNADNA分子的主要的酶是分子的主要的酶是（ ） A A、DNADNA連接酶連接酶 B B、DNADNA酶酶 C C、DNADNA解旋酶解旋酶 D D、DNADNA聚合酶聚合酶4 4、1 1條染色單體含有條染色單體含有1 1個雙鏈的個雙鏈的DNADNA分子，那么，四分體分子，那么，四分體時期中的時期中的1 1條染色體含有（條染色體含有（ ） A A

13、、4 4個雙鏈的個雙鏈的DNADNA分子分子 B B、2 2個雙鏈的個雙鏈的DNADNA分子分子 C C、2 2個單鏈的個單鏈的DNADNA分子分子 D D、1 1個雙鏈的個雙鏈的DNADNA分子分子DB以DNA的一條鏈“ATC”為模板，經(jīng)復(fù)制后的子鏈?zhǔn)牵?）A. “TAG” B. “UAG”C. “TAC” D. “TUG”A一個一個DNA分子經(jīng)過分子經(jīng)過3次復(fù)制后，保留次復(fù)制后，保留 有原來母鏈的子代有原來母鏈的子代DNA分子占全部子代分子占全部子代 DNA分子的比例為（分子的比例為（ ）; 原來的母鏈原來的母鏈占全部脫氧核苷酸鏈的比例為占全部脫氧核苷酸鏈的比例為( )。 A.1/2 B.

14、1/4 C.1/8 D.1/16BC2/23=1/42/（232）=1/8已知某已知某DNADNA分子中含腺嘌呤分子中含腺嘌呤(A)200(A)200個，占全部個，占全部DNADNA堿基總數(shù)的堿基總數(shù)的20%20%，該，該DNADNA連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制4 4次，環(huán)境次，環(huán)境中消耗游離的胞嘧啶脫氧核糖核苷酸（中消耗游離的胞嘧啶脫氧核糖核苷酸（C C）的數(shù)）的數(shù)目為目為( )( ) A.1600 A.1600個個 B.3200B.3200個個 C.4500C.4500個個 D.4800D.4800個個 【解析解析】(1)(1)求出該求出該DNADNA分子中共含有多少個脫氧核糖核苷酸：分子中共含有多少個脫氧核糖核苷酸： 200/20%=1000(200/20%=1000(個個) )(2)(2)求出該求出該DNADNA分子中含有多少個胞嘧啶脫氧核糖核分子中含有多少個胞嘧啶脫氧核糖核 苷酸：苷酸：1000-(2001000-(2002)2)/2=300(/2=300(個個) )(3)(3)求出復(fù)制求出復(fù)制4 4次需多少個胞嘧啶脫氧核苷酸：次需多少個胞嘧啶脫氧核苷酸： （241）300=4500(個個) C、G0、G1、G2三代三代DNADNA離心后的試管分別是離心后的試管分別是圖中的：圖中的：G0 、G