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1、第3章 遗传信息的复制与表达,第1节 遗传信息的复制,1.探讨DNA分子半保留复制的证据。 2.概述DNA分子复制的过程,并学会有关计算。 3.举例说明遗传信息复制的重大意义。,一,二,三,一、DNA分子半保留复制的证据 1.半保留复制 DNA复制过程中,每个子代DNA的一条链来自亲代DNA,另一条链则是新合成的。这种复制方式称为半保留复制。 2.证据 亲代15N-DNA的分子密度较大,停留在离管底较近的位置,称之为重DNA;复制的子一代DNA的两条链中,一条含14N,另一条含15N,称之为杂种DNA;复制的子二代DNA中两条链都含14N的DNA,称之为轻DNA。,一,二,三,一,二,三,二、
2、DNA分子复制的过程 1.概念、时间和场所 (1)概念:以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 (2)时间:DNA分子的复制是在细胞分裂间期随着染色体的复制来完成的。 (3)场所:主要在细胞核,细胞质中亦有。 2.过程 (1)解旋:亲代DNA在解旋酶的作用下,利用细胞提供的能量,断裂氢键,两条螺旋的双链解开。 (2)合成子链:以解开的每一条DNA链为模板,利用周围环境中游离的脱氧核糖核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,在DNA聚合酶和其他大分子蛋白质的作用下,各自合成与母链互补的一段子链DNA。,一,二,三,(3)形成子代DNA:新合成的两条子链分别与其互补的母链盘绕成新的DNA双螺旋结构,
3、从而形成两个完全相同的子代DNA分子。,一,二,三,3.特点 (1)DNA的复制是一个边解旋边复制的过程。 (2)复制方式:半保留复制。 (3)真核生物由于DNA分子比较长,往往有多个复制起点。 4.条件 (1)DNA分子复制需要的模板:两条已解开的DNA单链。 (2)原料:游离的四种脱氧核糖核苷酸。 (3)能量:ATP。 (4)酶:解旋酶、DNA聚合酶等。,一,二,三,三、遗传信息复制的重大意义 1.意义 DNA分子通过复制,使亲代的遗传信息准确地传给子代,从而保证了亲子代遗传信息的一致性,确保了生物物种的延续性和多样性。 2.聚合酶链式反应(PCR)技术 聚合酶链式反应(PCR)技术是一种
4、在体外快速扩增特定DNA序列的方法。,一,二,一、研究DNA复制的常用方法 1.同位素标记法和密度梯度离心法:常用3H、15N、32P标记,离心后在试管中形成不同的区带。 2.结果分析 将某一被15N标记的DNA分子(亲代)转移到含14N的培养基中使其复制若干代,其结果分析如下:,一,二,一,二,一,二,二、DNA分子的复制 1.复制的场所 DNA复制的主要场所是细胞核,但拟核、线粒体、叶绿体、胞质溶胶(如质粒)中也进行DNA的复制。 2.外界条件对DNA复制的影响 在DNA复制的过程中,需要酶的催化和ATP供能,凡是影响酶活性的因素和影响细胞呼吸的因素,都会影响DNA的复制过程。,一,二,3
5、.DNA复制的准确性 (1)一般情况下,DNA能准确地进行复制,其原因有二:一是DNA具有独特的双螺旋结构,能为复制提供精确的模板;二是碱基互补配对原则能够使复制准确无误地进行。 (2)在特殊情况下,在外界因素和生物内部因素的作用下,可能造成碱基配对发生差错,引发基因突变。 4.DNA半保留复制的特点 新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链(模板链)。,题型一,题型二,DNA复制特点,【例1】 用15N标记细菌的DNA分子,再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖四代,a、b、c为三种DNA分子:a只含15N,b同时含14N和15N,c只含14N,则下图所示这三种DNA分子的
6、比例正确的是( ),题型一,题型二,解析：假设亲代DNA分子为n个,则繁殖四代后,DNA分子总数为16n,其中,只含15N的DNA分子为0个,同时含14N和15N的分子为2n个,只含14N的分子有14n个,则它们呈现的比例为D图所示。 答案：D,题型一,题型二,DNA复制的过程,【例2】 下列关于DNA复制过程的顺序,正确的是 ( ) 互补碱基对之间氢键断裂 互补碱基对之间形成氢键 DNA分子在解旋酶的作用下解旋 以解旋后的DNA链为模板进行碱基互补配对 子链与母链盘绕成双螺旋结构 A. B. C. D. 解析：合成新的DNA过程按照“解旋合成互补子链子链和母链复旋”的顺序进行。 答案：D,1
7、,2,3,4,5,1下列有关DNA复制的说法,正确的是( ) A.DNA复制时只有一条链可以作为模板 B.DNA复制所需要的原料是4种脱氧核糖核苷酸 C.DNA复制的场所只有细胞核 D.DNA复制的时间只能是有丝分裂间期 答案：B,1,2,3,4,5,2一个双链DNA分子为第一代,经过3次自我复制,在第四代DNA分子中,有几条第一代脱氧核糖核苷酸长链? ( ) A.2 B.4 C.8 D.16 解析：一个双链DNA分子无论复制几代,后代中只有2条链属于第一代DNA分子中的多核苷酸链。 答案：A,1,2,3,4,5,3DNA分子能够自我复制的结构基础是( ) A.DNA具有独特的双螺旋结构 B.
8、配对的脱氧核糖核苷酸之间连接成与母链互补的子链 C.磷酸和脱氧核糖交互排列的顺序稳定不变 D.DNA分子具有多样性和特异性 答案：A,1,2,3,4,5,4一个DNA分子复制完毕后,新形成的DNA分子的子链 ( ) A.是DNA母链的片段 B.和DNA母链之一完全相同 C.和DNA母链稍有不同 D.和DNA母链相同,但T为U所代替 解析：DNA复制的方式是半保留复制,新形成的两条子链为互补关系,分别与其非模板母链相同。 答案：B,1,2,3,4,5,5已知某DNA分子含有500个碱基对,其中一条链上ACTG=1234。该DNA分子连续复制数次后,消耗周围环境中含G的脱氧核苷酸4 500个,则该DNA分子已经复制了( ) A.3次 B.4次 C.5次 D.6次 解析：先要计算一个DNA分子中含有G的数目,其中一条链上G的数目=5004/(1+2+3+4)=200,则另一条链上G的数目=5002/(1+2+3+4)=100,所以DNA双链上共有300个G,n次复制结束后共消耗G的数目4 500个,4 500/300=15,即DNA分子增加15个,复制后DNA的数目是16=24,则n=4。 答案：B,