DNA分子的復制最新版本

.,第3節(jié)DNA的復制,.,1.概念：,2.時間：,是指以親代DNA為模板，合成子代DNA的過程。,細胞有絲分裂的間期、無絲分裂之前和減數(shù)第一次分裂的間期,3.場所：,細胞核(主要場所),.,最早提出的DNA復制模型有三種:,一、對DNA復制的推測,1、全保留復制：新復制出的分子直接形成，完全沒有舊的部分；,2、半保留復制：形成的分子一半是新的，一半是舊的；,3、分散復制：新復制的分子中新舊都有，但分配是隨機組合的,.,沃森和克里克推測是半保留復制模型,2、如果要你來設計實驗，你認為最基本的思路是什么？,把復制的單鏈和原來的鏈做上標記，然后觀察它在新DNA中出現(xiàn)的情況。,1、這些觀點各有不同，如何來證明那個觀點是正確的？,只能用實驗來證明。,.,實驗結(jié)論：DNA的復制是以半保留的方式進行的,二、DNA半保留復制的實驗證據(jù),.,因DNA復制采用半保留的方式，所以一個DNA分子經(jīng)幾代復制后的所有DNA中，只有兩個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）,.,三、DNA復制的過程,1.DNA分子復制的概念?2.DNA分子復制過程怎么進行?3.DNA分子復制過程需要哪些條件?4.DNA分子復制過程有何特點?5.DNA分子復制有何生物學意義?,.,.,4、DNA分子復制時需何條件？,模板：親代DNA的兩條母鏈；原料：4種脫氧核苷酸：能量：ATP;酶：DNA解旋酶，DNA聚合酶等。,.,5.DNA分子復制的特點:,邊解旋邊復制半保留復制,.,6.DNA準確復制的原因?,DNA具有獨特的雙螺旋結(jié)構，能為復制提供模板。堿基具有互補配對的能力，能夠使復制準確無誤。,.,7、DNA分子的復制實質(zhì)(意義)？,DNA通過復制，使遺傳信息從親代傳給了子代，從而保證了物種的相對穩(wěn)性，保持了遺傳信息的連續(xù)性，使得種族得以延續(xù)。,.,根據(jù)半保留復制和堿基互補配對原則,與復制有關的堿基計算,一個DNA連續(xù)復制n次后，共有多少個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+12,解析：所用知識為“半保留復制”和“堿基互補配對原則”，并圖示分析。,連續(xù)第一次復制,連續(xù)第二次復制,連續(xù)第n次復制,解：,答：一個DNA連續(xù)復制n次后，共有2n個DNA，2n+1條脫氧核苷酸鏈，母鏈2條，子鏈2n+12條,.,一個DNA的堿基A（T、G、C）占堿基總數(shù)的a%，堿基總數(shù)為m，連續(xù)復制n次后，共需要G（C、A、T）多少個？,因為A=ma%，A=T、G=C，A+T=2ma%，,DNA復制n代后子鏈數(shù)=2n+12,DNA連續(xù)復制n代后需要鳥嘌呤=（2n+12）/2m（1/2a%）=m（2n1）（1/2a%）,解析：先求出親代DNA中G=C=？每兩條新鏈所必需的鳥嘌呤（G）數(shù)等于親代DNA胞嘧啶（C）數(shù)，再求出DNA復制n代后子鏈數(shù)；最后求出DNA連續(xù)復制n代后需要鳥嘌呤數(shù)。,解：,所以G=C=m（1/2a%），每形成兩條新鏈所必需的鳥嘌呤數(shù)等于親代DNA胞嘧啶數(shù)=m（1/2a%）,答：,DNA連續(xù)復制n代后需要鳥嘌呤數(shù)是m（2n1）（1/2a%）。,.,課堂練習,1、1個DNA分子經(jīng)過4次復制，形成16個DNA分子，其中含有最初DNA分子長鏈的DNA分子有（）A.2個B.8個C.16個D.32個2、DNA分子的復制發(fā)生在細胞有絲分裂的（）A、分裂前期B.分裂中期C.分裂后期D.分裂間期,.,3、下列關于DNA復制的說法，其中不正確的是（）A.DNA復制過程中需要酶的催化B.DNA復制過程中需要的能量直接由糖類提供C.DNA分子是邊解旋復制的D.DNA復制過程中兩條母鏈均可作模板4、以DNA的一條鏈“ATC”為模板，經(jīng)復制后的子鏈是（）A.“TAG”B.“UAG”C.“TAC”D.“TUG”,.,5、由15N標記細菌的DNA，然后又將14N來供給這種細菌，于是該細菌使用14N來合成DNA，假設細菌連續(xù)分裂三次產(chǎn)生了八個新個體，它們中含14N鏈的DNA與15N鏈的DNA比例是（）A、4：1B、2：1C、1：1D、3：1,A,.,6、在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N-DNA（對照）；在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，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)果如下表所示，請分析：,（1）由實驗結(jié)果可以推出第一代（I）細菌DNA分子中一條鏈是，另一條鏈是。（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）上述實驗表明DNA分子復制的特點是,15N母鏈,14N新鏈,15N和14N,1/2中鏈，1/2重鏈,半保留復制,.,7下列關于DNA復制過程的正確順序是（）互補堿基對之間氫鍵斷裂互補堿基對之間形成氫鍵DNA分子在解旋酶的作用下解旋以解旋后的母鏈為模板進行堿基互補配對子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋狀結(jié)構A.B.C.D.,D,.,8DNA分子的雙鏈在復制時解旋，這時下述哪一對堿基從氫鍵連接處分開（）AG與CBA與CCG與ADG與T,A,9DNA復制的基本條件是（）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,.,10、DNA的復制是在細胞的分裂和第一次分裂前的期進行的。復制是指以為模板來合成的過程。復制特點是復制過程必需以為模板、為原料、提供能量、的催化等條件，為DNA的復制提供精確的模板、并有能力保證復制能夠準確無誤地完成。一個親代DNA分子通過復制形成了兩個，新形成的DNA分子都是既含一條鏈、又含一條鏈，因此，稱DNA的復制為“”。,有絲,減數(shù),間,親代DNA分子,子代DNA分子,邊解旋邊復制,親代DNA分子每一條鏈,脫氧核苷酸,ATP,酶,DNA分子雙螺旋結(jié)構,堿基互補配對,結(jié)構完全相同的子代DNA分子,母,子,半保留復制,.,第四節(jié)基因是有遺傳效應的DNA片段,.,1條染色體1個DNA,1條染色體2個DNA,DNA是染色體的組成成分,染色體是DNA的載體,DNA與染色體的關系,.,基因與染色體的關系,基因在染色體上，一條染色體上有多個基因,.,閱讀資料分析討論：,生物體內(nèi)的DNA分子數(shù)目與基因數(shù)目相同嗎？生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)與DNA分子的堿基總數(shù)相同嗎？如不同，說明了什么？你如何理解基因具有遺傳效應？請你從DNA水平上給基因下一個定義。,.,資料分析,資料一：大腸桿菌DNA堿基對：4.7106基因堿基對：4.4106,基因堿基總數(shù)小于DNA堿基總數(shù),結(jié)論,.,圖B：正常光線（左）及紫外線照射下（右）的4只小鼠，其中3號小鼠為對照組，第1、2、4號小鼠轉(zhuǎn)入了綠色熒光基因,圖A：發(fā)出綠色熒光的海蜇海蜇的DNA分子上有一段長度為5170個堿基對的片段綠色熒光基因,資料二,結(jié)論:,海蟄中的綠色熒光基因在小鼠中表達,.,人類基因組計劃測定的是24條染色體（22條常染色體+X+Y）上DNA的堿基序列。其中，每條染色體上有一個DNA分子，24個DNA分子大約有31.6億個堿基對，共有基因數(shù)約為3萬個，其中，構成基因的堿基數(shù)占堿基總數(shù)的比例不超過2%。,資料三,結(jié)論:,一個DNA上含有多個基因，基因是DNA的片斷。,.,進來科學研究發(fā)現(xiàn),小鼠體內(nèi)HMGIC基因與肥胖直接相關,具有HMGIC基因缺陷的實驗鼠與作為對照的小鼠,吃同樣多的高脂肪食物,一段時間后,對照組的小鼠變得十分肥胖,而實驗鼠體重維持正常。,結(jié)論:,基因控制性狀的表達,資料四,.,上述資料分析總結(jié)基因與DNA的關系,一個DNA分子中有許多基因；每個基因都是特定的DNA片段，并有著特定的遺傳效應。,基因的定義：是有遺傳效應的DNA片段。,遺傳效應:能復制,傳遞和表達性狀的過程。,.,基因,遺傳信息,DNA分子為什么能儲存大量的遺傳信息？,DNA,.,探究思路1、假設17個堿基對的脫氧核苷酸組成一個基因，那么17個堿基對可以排列出多少種基因？,417,思考書本P57討論,.,遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序中；指基因的脫氧核苷酸(堿基對)的排列順序。堿基排列順序的千變?nèi)f化，構成了DNA分子的多樣性；而堿基的特定排列順序，又構成了每個DNA分子的特異性；DNA分子的多樣性與特異性是生物多樣性和特異性的物質(zhì)基礎。,總結(jié),遺傳信息,.,染色體,脫氧核苷酸,基因,DNA,染色體是DNA的載體,每個染色體上有1個或2個DNA,基因是有遺傳效應的DNA片段,每個DNA分子上含有多個基因,是遺傳物質(zhì)的結(jié)構功能單位,是主要的遺傳物質(zhì),每個基因含有多個脫氧核苷酸,基因中脫氧核苷酸的排列順序代表遺傳信息,本節(jié)小結(jié),.,課堂練習,1下列有關基因的說法正確的是（）A基因就是一段DNA分子B基因一定位于染色體上C基因是有遺傳效應的DNA片段D不同基因上帶有的遺傳信息相同,.,2將海蟄的綠色熒光蛋白基因轉(zhuǎn)移到小鼠體內(nèi)的DNA上，小鼠在紫外線的照射下，也能發(fā)出熒光，基因能夠轉(zhuǎn)移成功的主要原因是_;當把綠色熒光蛋白基因用技術手段切成兩部分后，將其中的一部分轉(zhuǎn)移到小鼠體內(nèi)，結(jié)果，小鼠在紫外線的照射下，不再發(fā)出熒光，該實驗說明了_。,構成基因的基本單位都是四種相同的脫氧核苷酸,基因是控制生物性狀的基本結(jié)構和功能的單位,.,某生物的體細胞有10對同源染色體,生殖細胞的DNA約有7X109個堿基對,如果每個基因平均含堿基1.4X104個,回答:平均每條染色體最多含有多少個基因?該生物的體細胞中,全部DNA共有的堿基數(shù)目,脫氧核苷酸數(shù)目是多少?,.,有關人類基因組計劃,1990年10月，國際人類基因組計劃啟動（公共研究機構），投資30億美元，預計2005年完成。目的是找出所有人類基因并搞清其在DNA分子上的位置，繪制出完整的人類基因組圖譜，破譯出人類全部遺傳信息。1998年，一批科學家在美國組建塞萊拉遺傳公司，與國際人類基因組計劃展開競爭（私人機構）。1999年9月中國獲準加入人類基因組計劃，負責測定人類第3號染色體短臂上的約3000萬個堿基對，占全部序列的，投入500萬美元。,.,塞萊拉公司的核心分析方法被稱為“霰彈法”，人類基因組工程則采用了“克隆法”?！蚌睆椃ā痹诤笃谛枰罅康挠嬎?，而“克隆法”在早期集中了較多的時間和精力在克隆和繪制草圖上。由于塞萊拉公司的競爭使得人類基因組計劃提前完成。2001年6月，國際人類基因組計劃和美國塞萊拉公司聯(lián)合公布人類基因組圖譜及初步分析結(jié)果。,.,一、基因數(shù)量少得驚人。人類DNA分子大約有30億個堿基對，研究人員曾經(jīng)預測人類約有14萬個基因，最終確定出的基因數(shù)在3萬個左右。人類擁有的基因雖然只是蠕蟲或飛蟲的兩倍，但證明了人類擁有的基因的功能比其他物種復雜得多。塞萊拉公司的科學家測出的序列準確地覆蓋了國際人類基因組的95%。二、人類基因組中存在“熱點”和大片“荒漠”。人類基因組序列中所謂的“荒漠”就是包含極少或根本不包含基因的部分，基