1、ATCG說出說出DNA分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)通過前兩節(jié)的學(xué)習(xí)，我們知道通過前兩節(jié)的學(xué)習(xí)，我們知道DNA是是遺傳物質(zhì)，在細(xì)胞分裂的時(shí)候遺傳物質(zhì)，在細(xì)胞分裂的時(shí)候DNA將將遺傳信息傳遞給下一代，那么信息如遺傳信息傳遞給下一代，那么信息如何傳遞呢？何傳遞呢？新產(chǎn)生的新產(chǎn)生的DNA分子是一個(gè)全新的分子是一個(gè)全新的DNA分子嗎？分子嗎？一、對一、對DNADNA分子復(fù)制方式的探究分子復(fù)制方式的探究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)制出的分子直接形成，完全沒新復(fù)制出的分子直接形成，完全沒有舊的部分。有舊的部分。復(fù)制一次復(fù)制一次親代親

2、代DNADNA子代子代DNADNA2 2、半保留復(fù)制：、半保留復(fù)制： 形成的分子一形成的分子一半是新的，一半是半是新的，一半是舊的。舊的。復(fù)制一次復(fù)制一次3 3、彌散復(fù)制、彌散復(fù)制 沃森和克里克提出了遺傳物質(zhì)自我復(fù)制沃森和克里克提出了遺傳物質(zhì)自我復(fù)制假說：假說： 半保留復(fù)制半保留復(fù)制親代親代DNADNA子代子代DNADNA11112222 方式：半保留復(fù)制方式：半保留復(fù)制方式：全保留復(fù)制方式：全保留復(fù)制假設(shè)復(fù)制方式假設(shè)復(fù)制方式同位素示蹤技術(shù)同位素示蹤技術(shù)要區(qū)分親代和子代要區(qū)分親代和子代DNA 若有三種結(jié)構(gòu)相同但質(zhì)量不同的若有三種結(jié)構(gòu)相同但質(zhì)量不同的DNA分子：兩條鏈分子：兩條鏈都為都為14N的

3、的DNA（表示為（表示為14N/14N）；）；一條鏈為一條鏈為14N、另一、另一條鏈為條鏈為15N的的DNA（表示為（表示為14N/15N）；）；兩條鏈都為兩條鏈都為15N的的DNA（表示為（表示為15N/15N）。）。如何將它們區(qū)分開呢？如何將它們區(qū)分開呢？ 離心后，試管內(nèi)出現(xiàn)幾條離心后，試管內(nèi)出現(xiàn)幾條DNA帶呢？請?jiān)谙聨兀空堅(jiān)谙聢D中標(biāo)出相應(yīng)位置的圖中標(biāo)出相應(yīng)位置的DNA類型。類型。14N/14N-DNA14N/15N-DNA15N/15N-DNA密度梯度離心技術(shù)密度梯度離心技術(shù)1515N N1414N N密度大密度大密度小密度小演繹推理演繹推理1：親代親代DNA是是15N作標(biāo)記的，放在作

4、標(biāo)記的，放在14N的環(huán)境中進(jìn)行培養(yǎng)，若按照的環(huán)境中進(jìn)行培養(yǎng)，若按照半保留復(fù)制半保留復(fù)制的方式的方式進(jìn)行復(fù)制，進(jìn)行復(fù)制，則子一代、子二代則子一代、子二代DNA分別含有哪種分別含有哪種N元素？離心后位于試管的什么位置呢？請分別在元素？離心后位于試管的什么位置呢？請分別在圖一和圖二相應(yīng)位置標(biāo)出圖一和圖二相應(yīng)位置標(biāo)出DNA類型。類型。圖圖1 子一代子一代圖圖2 子二代子二代演繹推理演繹推理2：親代親代DNA是是15N作標(biāo)記的，作標(biāo)記的，放在放在14N的環(huán)境中進(jìn)行培養(yǎng)，若按照的環(huán)境中進(jìn)行培養(yǎng)，若按照全保留全保留復(fù)制復(fù)制的方式進(jìn)行復(fù)制，則的方式進(jìn)行復(fù)制，則子一代、子二代子一代、子二代DNA分別含有哪種分別

5、含有哪種N元素？離心后位于試元素？離心后位于試管的什么位置呢？請分別在圖三和圖四相管的什么位置呢？請分別在圖三和圖四相應(yīng)位置標(biāo)出應(yīng)位置標(biāo)出DNA類型。類型。圖圖3 子一代子一代圖圖4 子二代子二代實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證將大腸桿菌放在含有將大腸桿菌放在含有15N標(biāo)記的標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)基中繁殖培養(yǎng)基中繁殖幾代，幾代，使所有的大腸桿菌使所有的大腸桿菌DNA被被15N所標(biāo)記，所標(biāo)記，離心；離心；離離 心心1515N/N/1515N N（重帶）（重帶） 將將15N標(biāo)記的細(xì)菌轉(zhuǎn)移到標(biāo)記的細(xì)菌轉(zhuǎn)移到含有含有14N標(biāo)記的標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)基培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，繁殖一代之后，中進(jìn)行培養(yǎng)，繁殖一代之后，離心；離心；

6、 將子一代將子一代DNA繼續(xù)在含繼續(xù)在含有有14N標(biāo)記的標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)基中培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，繁殖，離心；進(jìn)行培養(yǎng)，繁殖，離心；1414N/N/1515N N1414N/N/1515N N1414N/N/1414N N（中帶）（中帶）（中帶）（中帶）（輕帶）（輕帶）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制有人認(rèn)為有人認(rèn)為DNADNA復(fù)制就復(fù)印材料一樣，復(fù)制就復(fù)印材料一樣，一張材料復(fù)印一次也可以得到兩張一舊一新的材料。一張材料復(fù)印一次也可以得到兩張一舊一新的材料。這種說法對不對，為什么？這種說法對不對，為什么？1DNA2DNA單鏈（母）單鏈（母）（母十子

7、）（母十子）（母十子）（母十子） 子子 DNA 子子DNA2DNA 與復(fù)印材料不同，因?yàn)榕c復(fù)印材料不同，因?yàn)镈NADNA分子的復(fù)制結(jié)果并沒有分子的復(fù)制結(jié)果并沒有形成一個(gè)完整的新的形成一個(gè)完整的新的DNADNA分子，而是形成了一半新、一分子，而是形成了一半新、一半舊的兩個(gè)半舊的兩個(gè)DNADNA分子，并且原來的舊的分子，并且原來的舊的DNADNA也不存在。也不存在。三 DNA分子復(fù)制的過程思考：思考：1 1 概念概念2 2 時(shí)間、場所時(shí)間、場所3 3 條件條件4 4 過程過程5 5 特點(diǎn)、原則特點(diǎn)、原則6 6 準(zhǔn)確復(fù)制的原因與意義準(zhǔn)確復(fù)制的原因與意義有絲分裂間期有絲分裂間期2、時(shí)間、時(shí)間: :3、

8、場所：、場所：1、概念：、概念： 以親代以親代DNADNA為模板合成子代為模板合成子代DNADNA的過程。的過程。( (體細(xì)胞體細(xì)胞) )( (生殖細(xì)胞生殖細(xì)胞) )減數(shù)第一次分裂前的間期減數(shù)第一次分裂前的間期真核生物：真核生物：細(xì)胞核（主要）、細(xì)胞核（主要）、 葉綠體、線粒體葉綠體、線粒體原核生物：原核生物：細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)( (擬核和質(zhì)粒擬核和質(zhì)粒) )4.條件：條件：親代親代DNA分子的兩條母鏈分子的兩條母鏈細(xì)胞中游離的細(xì)胞中游離的4種種脫氧核苷酸脫氧核苷酸ATPDNA解旋酶，解旋酶，DNA聚合聚合酶等酶等l能量：能量：l酶：酶：l模板：模板：l原料：原料：5、DNA復(fù)制的過程細(xì)胞呼吸細(xì)胞呼

9、吸解旋酶解旋酶模板模板堿基互補(bǔ)配對堿基互補(bǔ)配對酶酶四種游離的脫氧核苷酸四種游離的脫氧核苷酸母鏈母鏈兩兩完全相同完全相同6 6、DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)、原則復(fù)制的特點(diǎn)、原則解旋酶催化，能量解旋酶催化，能量解旋：解旋：模板模板（在（在DNA聚合酶的催化下，利用聚合酶的催化下，利用游游離的脫氧核苷酸進(jìn)行離的脫氧核苷酸進(jìn)行）復(fù)制復(fù)制: 以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對母鏈（舊鏈）母鏈（舊鏈）子鏈（新鏈）子鏈（新鏈）復(fù)制后的復(fù)制后的DNA:同時(shí)進(jìn)行同時(shí)進(jìn)行組成組成第八單元第八單元 基因的本質(zhì)與表達(dá)基因的本質(zhì)與表達(dá)A由圖示得知，由圖示得知，DNA分子復(fù)制的方式是半保留復(fù)制分子復(fù)制的方式是半

10、保留復(fù)制BDNA解旋酶能使雙鏈解旋酶能使雙鏈DNA解開，但需要消耗解開，但需要消耗ATPC從圖中可以看出合成兩條子鏈的方向是相反的從圖中可以看出合成兩條子鏈的方向是相反的DDNA在復(fù)制過程中是先進(jìn)行解旋，后半保留復(fù)制在復(fù)制過程中是先進(jìn)行解旋，后半保留復(fù)制(2011淄博模擬淄博模擬)如圖為如圖為真核細(xì)胞真核細(xì)胞DNA復(fù)制過程復(fù)制過程的模式圖，的模式圖，據(jù)圖分析，下列相關(guān)敘述錯誤的是據(jù)圖分析，下列相關(guān)敘述錯誤的是()7、準(zhǔn)確復(fù)制的原因：準(zhǔn)確復(fù)制的原因：DNADNA獨(dú)特的獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供，能為復(fù)制提供精確模板；精確模板；堿基互補(bǔ)配對堿基互補(bǔ)配對的能力，能使復(fù)制準(zhǔn)確的能力，能使

11、復(fù)制準(zhǔn)確無誤。無誤。8、意義、意義 將遺傳信息從親代傳遞給了子代，將遺傳信息從親代傳遞給了子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。第八單元第八單元 基因的本質(zhì)與表達(dá)基因的本質(zhì)與表達(dá)2DNA 復(fù)制的有關(guān)計(jì)算復(fù)制的有關(guān)計(jì)算 (1)DNA 不論復(fù)制多少次不論復(fù)制多少次， 產(chǎn)生的子代產(chǎn)生的子代 DNA 分子中含母分子中含母鏈的鏈的 DNA 分子數(shù)總是分子數(shù)總是 2 個(gè)個(gè)，含母鏈也總是含母鏈也總是 2 條條。 (2)復(fù)制復(fù)制 n代產(chǎn)代產(chǎn)生的子代生的子代 DNA 分子數(shù)為分子數(shù)為 2n， 產(chǎn)生的產(chǎn)生的 DNA單鏈為單鏈為 2n22n1。 故復(fù)制故復(fù)制 n次后次后， 含親代含親代 DN

12、A 鏈的鏈的 DNA分子數(shù)占子代分子數(shù)占子代 DNA 分子總數(shù)的比例為分子總數(shù)的比例為22n即即(12n1)， 子代子代 DNA分子所含的親代分子所含的親代DNA鏈占子代鏈占子代DNA中脫氧核苷酸鏈的比例中脫氧核苷酸鏈的比例為為22n112n 。 (3)復(fù)制所需的脫氧核苷酸數(shù)復(fù)制所需的脫氧核苷酸數(shù)a(2n1)，其中的其中的 a 為為所求的脫氧核苷酸在原來所求的脫氧核苷酸在原來 DNA(即作模板的親代即作模板的親代 DNA)分子分子中的數(shù)量中的數(shù)量，n 為復(fù)制次數(shù)為復(fù)制次數(shù)。 規(guī)律：規(guī)律：親代親代DNADNA分子經(jīng)分子經(jīng)n n次復(fù)制后，所需游次復(fù)制后，所需游離的脫氧核苷酸數(shù)為：離的脫氧核苷酸數(shù)為

13、：N N游離的脫氧核苷酸數(shù)游離的脫氧核苷酸數(shù) = a= a(2(2n n-1)-1)a a 表示模板的堿基數(shù)表示模板的堿基數(shù)n n 表示復(fù)制的次數(shù)表示復(fù)制的次數(shù)規(guī)律規(guī)律3 3：親代親代DNADNA分子第分子第n n次復(fù)制，所需游離次復(fù)制，所需游離的脫氧核苷酸數(shù)為：的脫氧核苷酸數(shù)為：N N游離的脫氧核苷酸數(shù)游離的脫氧核苷酸數(shù) = a= a2 2n-1n-1a a 表示模板的堿基數(shù)表示模板的堿基數(shù)n n 表示復(fù)制的次數(shù)表示復(fù)制的次數(shù)規(guī)律：規(guī)律：1 1個(gè)個(gè)1515N N標(biāo)記的標(biāo)記的DNADNA分子在分子在1414N N的培養(yǎng)基的培養(yǎng)基復(fù)制復(fù)制n n次，產(chǎn)生的子代次，產(chǎn)生的子代DNADNA分子為分子為

14、_個(gè)，其中含有個(gè)，其中含有1515N N的的DNADNA分子為分子為_個(gè)，含個(gè)，含有有1414N N的的_個(gè)，只含個(gè)，只含1414N N的的_個(gè)，只個(gè)，只含有含有1515N N的的_個(gè)個(gè)；含；含1515N N的脫氧核苷酸鏈和的脫氧核苷酸鏈和含含1414N N的脫氧核苷酸鏈之比為的脫氧核苷酸鏈之比為_。2n22n2n-22:(2n+1-2)0跟蹤練習(xí)：跟蹤練習(xí)：1 1、將、將1515N N標(biāo)記的標(biāo)記的DNADNA分子放在分子放在1414N N的培養(yǎng)基的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，經(jīng)過上培養(yǎng)，經(jīng)過3 3次復(fù)制，在所形成的子代次復(fù)制，在所形成的子代DNADNA中，含中，含1515N N的的DNADNA占總數(shù)是（占

15、總數(shù)是（ ）A A1/161/16 B Bl l8 8 C C1 14 4 D D1 12 22 2、1 1個(gè)個(gè)DNADNA分子經(jīng)過分子經(jīng)過4 4次復(fù)制，形成次復(fù)制，形成1616個(gè)個(gè)DNADNA分子，其中含有最初分子，其中含有最初DNADNA分子長鏈的分子長鏈的DNADNA分子有（分子有（ ） A.2A.2個(gè)個(gè) B. 8B. 8個(gè)個(gè) C.16C.16個(gè)個(gè) D. 32D. 32個(gè)個(gè)CA跟蹤練習(xí)：跟蹤練習(xí)：3 3、一個(gè)、一個(gè)DNADNA分子中有堿基分子中有堿基A20A20個(gè)，占全部個(gè)，占全部堿基的堿基的20%20%，若，若DNADNA連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制2 2次，需要堿次，需要堿基基C C（ ） A A、2020個(gè)個(gè) B B、3030個(gè)個(gè) C C、9090個(gè)個(gè) D D、120120個(gè)個(gè)每個(gè)每個(gè)DNADNA分子中含分子中含C=_C=_復(fù)制復(fù)制2 2次增加了次增加了_個(gè)個(gè)DNADNA分子分子（20/20%-