1、第8课时 遗传信息的复制,第3章 遗传信息的复制与表达,目标导读 1.阅读教材P32内容，了解DNA分子半保留复制的概念。 2.结合教材P33“阅读与分析”，了解DNA半保留复制的实验证据。3.分析教材图33，归纳DNA分子的复制过程和特点。 4.总结有关DNA复制的计算规律，并探讨DNA复制的生物学意义。 重难点击 DNA分子的复制过程和特点。,一 DNA分子半保留复制的证据,三 有关DNA分子复制的计算,二 DNA分子复制的过程,内容索引,四 遗传信息复制的重大意义,达标检测,一 DNA分子半保留复制的证据,对DNA分子的复制机理，人们做过几种假设，请结合教材内容讨论以下问题。 1.对DN
2、A分子复制的推测 取出上次课制作的DNA分子结构模型，把DNA的两条多核苷酸链(如图)从碱基的配对处分开。每个小组各负责一条链，根据碱基配对原则，做出现有DNA链的互补链。然后再把两个小组制作好的两个DNA分子放在一起，进行比较。,(1)上述过程模拟了DNA分子复制的过程：将DNA分子的 解开，使互补的碱基之间_断裂，以解开的两条单链作为复制的 ，以游离的脱氧核糖核苷酸为原料，依据 原则，通过形成 ，结合到作为模板的单链上。,双螺旋,氢键,碱基互补配对,氢键,模板,那么这样的DNA分子质量大，离心时应该在试 管的 部；两条链中都含有14N，那么这样的DNA分子质量小，离心时应该在试管的_部；两
3、条链中一条含有15N，另一条含有14N，那么这样的DNA分子质量_，离心时应该在试管的_部。,(2)从上述比较可以发现，两个DNA分子和原DNA分子的碱基序列_，每个新DNA分子中都保留了原来DNA分子中的_条链，这种方式称做_复制。 2.DNA分子复制的实验证据 (1)实验方法：_法和离心技术。 (2)实验原理：如果DNA的两条链都用15N标记，,完全相同,一,半保留,放射性同位素标记,上,居中,中,底,(3)实验过程,(4)在下图中画出预期的实验结果,答案,(5)实验结果和预期的一致，说明DNA的复制是以 的方式进行的。,半保留,DNA分子在复制时，以解旋形成的两条链(旧链)为模板，按照碱
4、基互补配对原则吸收脱氧核糖核苷酸与之配对，形成两条子链(新链)，新链与旧链螺旋成一个新的DNA分子，所以称之为半保留复制。,1.以DNA的一条链“ATC”为模板，推测经复制后的子链是 A.“TAG” B.“UAG” C.“TAC” D.“TUC”,答案,解析,问题导析,问题导析 (1)DNA复制中碱基互补配对原则为 配对， 配对。 (2)DNA分子中不含碱基 ，这种碱基只在 中含有。,RNA,A与T,G与C,返回上页,答案,U,解析 DNA复制按照碱基互补配对原则进行。,返回上页,二 DNA分子复制的过程,通过以上实验我们了解了DNA分子复制具有半保留复制的特点，如图为DNA分子复制的过程，结
5、合该图，思考下列内容。 1.概念：是指以亲代DNA为 合成子代DNA的过程。 2.时间：DNA分子复制是在 伴随着 的复制而完成的。 3.场所：在真核生物的细胞中，DNA复制发生的场所有 。主要场所是 。,模板,细胞分裂间期,染色体,细胞核,细胞核、线粒体和叶绿体,4.条件：(1)模板：亲代DNA的_链。 (2)原料：四种_。 (3)能量：ATP等。 (4)酶：解旋酶，其作用是_ _。实质是破坏了碱基对之间的 键。 ，其作用是_。,两条,脱氧核糖核苷酸,将两条螺旋状,DNA聚合酶,的长链解开形成单链,成和母链互补的子链,将四种脱氧核糖核苷酸按照一定的顺序连接,氢,5.过程 (1)解旋：DNA分
6、子首先利用细胞提供的能量，在_酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。 (2)合成子链：分别以解开的_为模板，以细胞中游离的四种_为原料，按照_原则，在_ _和其他大分子蛋白质的作用下，各自合成与母链_的一段子链DNA。 (3)形成子代DNA：每条新链与其互补的母链盘旋成新的DNA_结构，从而形成两个与亲代DNA_的新的DNA分子。,解旋,每一条DNA链,脱氧核糖核苷酸,DNA聚,碱基互补配对,互补,合酶,完全相同,双螺旋,6.思考以下问题 (1)DNA复制的起点在碱基组成上有什么特点？,答案,答案 DNA复制起点处，一般AT的含量较高。,(2)怎样保证复制产生的两个子代DNA分子和亲代DNA分子完
7、全相同？,答案 DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板。 通过碱基互补配对原则保证了复制准确进行。,(3)两条子链延伸的方向不同，可能的原因是什么？,答案 DNA分子中的两条链是反向平行的，因此子链的延伸方向也是相反的。,一般来讲，原核生物的DNA只有一个复制起点，而真核生物的DNA有多个复制起点。,小贴士,2.判断下列说法的正误。 (1)DNA复制只发生在有丝分裂间期( ) (2)DNA双螺旋全部解链后，开始DNA复制( ) (3)单个脱氧核糖核苷酸在DNA酶的作用下连接成子链，并且2条子链形成子代DNA分子( ) (4)DNA的复制需要消耗能量( ) (5)单个脱氧核糖核苷酸借助DNA聚合
8、酶通过氢键彼此连接成DNA链( ),答案,解析,问题导析,问题导析 (1)DNA复制发生在 期，不只是有丝分裂间期。 (2)DNA复制为边解旋边 。 (3)DNA复制为一条母链与 的子链结合形成一个新的DNA分子。 (4)DNA复制过程中 和形成 键都需要消耗能量。 (5)脱氧核糖核苷酸链是在 酶的作用下通过形成磷酸二酯键而连接起来的。,解旋,细胞分裂间,复制,返回上页,答案,一条新合成,DNA聚合,磷酸二酯,解析 (1)减数分裂前的间期也发生DNA复制。 (2)DNA边解旋边复制。 (3)DNA半保留复制。 (5)单个脱氧核糖核苷酸通过磷酸二酯键连接，不是氢键。,返回上页,三 有关DNA分子
9、复制的计算,如果用15N标记DNA分子的两条链，让其在含有14N的环境中复制。结合DNA分子半保留复制的特点，完成下面表格：,2,1,8,4,全部在中部,全部在下部,1/4中部，3/4上部,1/2中部，1/2上部,0,1,0,0,1,0,1/4,1/2,0,2,3/4,4,16,0,8,1/2,1,1/2,1/8,1/4,7/8,3/4,0,1/2,根据上表归纳：若培养n代，结果是： 1.DNA分子数 (1)子代DNA分子总数 个；,2n,(2)含15N的DNA分子数 个； (3)含14N的DNA分子数 个； (4)只含15N的DNA分子数 个； (5)只含14N的DNA分子数 个。,2n2,
10、2,2n,0,2.多核苷酸链数 (1)子代DNA分子中多核苷酸链数 条； (2)含15N的多核苷酸链 条； (3)含14N的多核苷酸链 条。,2n12,2n1,2,3.消耗的脱氧核糖核苷酸数 若某DNA分子碱基总数为m个，含某碱基x个。 (1)该DNA分子进行n次复制： 需含该碱基的脱氧核糖核苷酸分子数需含互补的碱基的脱氧核糖核苷酸分子数 个。 需含不互补的碱基的脱氧核糖核苷酸分子数 个。 (2)该DNA分子进行第n次复制： 需含该碱基的脱氧核糖核苷酸分子数需含互补的碱基的脱氧核糖核苷酸分子数 个。 需含不互补的碱基的脱氧核苷酸分子数 个。,(2n1)x,2n1(m/2x),(2n1)(m/2
11、x),2n1x,1.子代DNA分子中，含14N的有2n个，只含14N的有(2n2)个，做题时应看准是“含”还是“只含”。 2.无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是2个，占总数比例为 。 3.子代DNA分子中，总链数为2n22n1条；含15N的链始终是2条，占总数比例为 做题时，应看准是“DNA分子数”还是“链数”。,3.某一个DNA分子中，A为200个，复制数次后，消耗周围环境中含A的脱氧核糖核苷酸3 000个，该DNA分子已经复制了几次 A.4次 B.3次 C.5次 D.6次,答案,解析,解析 利用DNA复制规律得知，经过n次复制利用腺嘌呤脱氧核糖核苷酸数目应为3 000(2n1)20
12、0，得n4。,四 遗传信息复制的重大意义,DNA复制保证了子代能得到亲代的全部遗传信息。阅读教材P34P35内容，试归纳遗传信息复制的重大意义。 1.DNA复制的意义 (1)由于DNA分子在结构上的 和复制的 ，所以能够准确地将亲代DNA的遗传信息传递给后代，保证了亲子代遗传信息的 ，使子代的性状与亲代相同或相近。 (2)由于DNA分子复制过程可能会 ，所以可以产生新的变异，该变异遗传下来，对于生物的多样性和进化具有重要的意义。,稳定性,忠实性,出现差错,一致性,2.DNA体外复制PCR技术 (1)原理：模板双链DNA分子在 左右的条件下分离成单链DNA在 左右条件下引物与单链的模板DNA结合
13、在 的作用下，在 左右条件下合成DNA新链，并与模板链螺旋成子代DNA重复以上循环过程。 (2)用途 用来扩增目的基因片段，进行 操作。 在临床医疗诊断、癌症监控、基因突变的检测、法医鉴定等领域有着重要的用途。,94 ,55 ,72 ,耐高热的DNA聚合酶,基因工程,细胞内DNA复制与PCR技术的比较,4.PCR技术扩增DNA所需要的条件是 目的基因(或模板DNA分子) 引物 四种脱氧核糖核苷酸 DNA聚合酶 mRNA 核糖体 A. B. C. D.,答案,边解旋边复制,半保留复制,学习小结,达标检测,解析 DNA复制的基本过程是：解旋合成子链双链螺旋化，在解旋时互补碱基对之间的氢键断裂，在合
14、成子链时重新形成新的氢键。,1.下列关于DNA复制过程的顺序，正确的叙述是 互补碱基对之间氢键断裂 互补碱基对之间氢键合成 DNA分子在解旋酶的作用下解旋 以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋结构 A. B. C. D.,2,3,1,答案,解析,4,2.体外进行DNA复制的实验，向试管中加入有关的酶、4种脱氧核糖核苷酸和ATP,37 下保温。下列叙述中正确的是 A.能生成DNA，DNA的碱基比例与4种脱氧核糖核苷酸的比例一致 B.不能生成DNA，因为缺少DNA模板 C.能生成DNA，DNA的碱基比例不确定，且与酶的来源有一定的关联 D.不能生成DNA，因为实验中缺少酶催
15、化的适宜的体内条件,答案,解析,2,3,1,解析 DNA复制需要的条件是模板、原料、酶、能量等，题目的条件缺少模板，不能生成DNA。,4,3.用15N标记细菌的DNA分子，再将其放入含14N的培养基上连续繁殖4代，a、b、c为三种DNA分子：a只含15N，b同时含14N和15N，c只含14N。图中表示这三种DNA分子的比例正确的是,答案,解析,2,3,1,4,解析 15N标记细菌DNA分子，放在含14N的培养基上复制4次形成16个DNA分子。则：只含15N的DNA分子：0个； 同时含15N、14N的DNA分子：2个； 只含14N的DNA分子：14个。,2,3,4,1,(1)G0、G1、G23代
16、DNA离心后的试管分别是图中的： G0_、G1_、G2_。,4.含有32P或31P的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可参与DNA分子的组成，但32P比31P质量大。现将某哺乳动物的细胞放在含有 31P磷酸的培养基中，连续培养数代后得到G0代细胞。然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养，经过第1、2次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取DNA，经密度梯度离心后得到结果(如图)。由于DNA分子质量不同，因此在离心管内的分布不同。若、分别表示轻、中、重3种DNA分子的位置，请回答：,2,3,4,1,答案,A,D,B,解析,2,3,1,解析 首先应该看懂图解，
17、知道轻、中、重3种DNA划分的标准：由两条链含31P的脱氧核糖核苷酸组成的是轻DNA； 由一条含31P的脱氧核糖核苷酸链和另一条含32P的脱氧核糖核苷酸链组成的是中DNA； 由两条含32P的脱氧核糖核苷酸链组成的是重DNA。DNA分子的复制是半保留复制，即复制后形成的子代DNA中，每个DNA分子都只含有一条子链，另一条则为母链。根据题意：G0代细胞中的DNA全部是由含31P的脱氧核糖核苷酸组成，是轻DNA；,4,2,3,1,G1代是以G0代细胞中的DNA为模板，以含32P的脱氧核糖核苷酸为原料形成的两个DNA分子，每一个DNA分子中，母链含31P，子链含32P，是中DNA； G2代是以G1代为模板，以含32P的脱氧核糖核苷酸为原料形成的4个DNA分子，有2个DNA分子母链含31P，子链含32P，是中DNA，另2个DNA分子母链、子链都只含有32P，是重DNA。,4,(2)G2代在、3条带中的DNA数的比例是_。 (3)图中、两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是：条带_，条带_。,(4)上述实验结果证明DNA的复制方式是_。DNA的自我复制能使生物的_保持相对稳定。,2,3,1,答案,31P,011,遗传特性,31P、32P,半保留复制,4,
