遗传信息的传递浙科整合版专家讲座

第三节遗传信息传递

DNA复制遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第1页一、概念：二、场所：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体

三、时期：①有丝分裂间期②减I（减数第一次分裂）间期细胞分裂间期以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子过程。四、过程：遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第2页一、对DNA分子复制推测

半保留复制全保留复制母链子链母链亲代DNA两条链在同一个DNA分子内亲代DNA两条链各进入一个子代DNA遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第3页二、怎样设计试验探究DNA分子复制方式？1、要确定DNA分子按哪种方式复制，要以什么为判断依据？要以子代DNA分子两条链起源为判断依据。若子代DNA两条链_________________，则说明DNA是全保留复制；若子代DNA两条链_______________________，则说明DNA是半保留复制。都是子链或都是母链一条是子链，一条是母链2、怎样区分子链和母链呢？同位素示踪技术密度梯度离心技术若以15N标识母链，14N标识子链，复制一代后提取DNA进行密度梯度离心。_____________________DNA分子位于最上层，__________________DNA分子位于最下层____________________________DNA分子位于中层。双链都是14N双链都是15N一条链是14N，一条链是15N14N/14N—DNA15N/14N—DNA15N/15N—DNA轻链中链重链遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第4页3、若以大肠杆菌为试验材料，怎样取得被15N标识亲代DNA呢？用含有15N标识培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖几代，子代大肠杆菌DNA就被15N标识了。4、怎样才能使子链是14N标识呢？将已经取得被15N标识子代大肠杆菌转移到14N普通培养液中培养，子链就是14N了。遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第5页1958年,Meselson和Stahl利用15N标识大肠杆菌DNA.试验过程：

（a）大肠杆菌在以15NH4Cl为唯一氮源培养基中连续培养12代，使全部DNA分子标识上15N；

（b）将标识大肠杆菌转移到普通培养基（14N）中培养；

（c）分别取完成一次细胞分裂细菌和完成两次细胞分裂细菌，将细菌中DNA分离出来，进行密度梯度离心并分析（含15NDNA与含14NDNA密度不一样，离心后分层）。

遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第6页1、双链均含15N分子密度大，离心后条带应分布于离心管底部；2、双链均含14NDNA密度较小，离心后条带应距离心管底部最远；3、两条链分别含15N和14NDNA分子密度应该介于双链均含15NDNA和双链均含14NDNA之间，离心后条带应介于前两种条带之间。密度梯度分离原理遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第7页重带15N/15N-DNA轻带14N/14N-DNA

亲代DNA中带14N/15N-DNA

第一代DNA

第二代DNA中带14N/15N-DNA遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第8页讨论、分析：

DNA分子复制特点遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第9页亲代第一代第二代第三代15N15N15N15N14N14N14N14N14N14N遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第10页重带15N/15N-DNA轻带14N/14N-DNA亲代DNA中带14N/15N-DNA第一代DNA第二代DNA中带14N/15N-DNA遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第11页世代分子总数DNA分子在离心管中位置不一样DNA分子占全部DNA分子之比15N分子杂种分子14N分子0123n拓展延伸依据上面试验过程,完成以下表格全在下部12482n全在中部½中+½上¼中+¾上2/2n中+(1-2/2n)上11½¼2/2n½¾（1-2/2n）遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第12页DNA解旋酶催化解旋：模板（母链、旧链）

（在DNA聚合酶催化下，利用游离脱氧核苷酸进行碱基配对）复制:以母链为模板进行碱基配对母链（旧链）子链（新链）复制后子代DNA:边解旋边复制组成复制过程(消耗能量)遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第13页复制过程:遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第14页边解旋复制半保留复制多起点复制遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第15页1、概念：2、场所：3、时期：4、条件5、复制过程：6、复制特点7、准确复制原因8、复制生物学意义：有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂间期模板：

原料：

能量：

酶：

DNA两条母链游离脱氧核苷酸（A、G、C、T）

ATPDNA解旋酶、DNA聚合酶等

①DNA双链提供准确模板（1）边解旋边复制（多复制起点）（2）半保留复制细胞核（主要）、线粒体、叶绿体解旋→合成互补子链→形成子代DNA②碱基互补配对标准三、DNA分子复制过程DNA复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA过程保持了遗传信息稳定性遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第16页关键点二DNA分子复制相关计算假设将1个全部被15N标识DNA分子(0代)转移到含14N培养基中培养n代，结果以下：1．DNA分子数(1)子代DNA分子总数＝2n个(2)含15NDNA分子数＝2个(3)只含15NDNA分子数＝0个(4)只含14NDNA分子数＝(2n－2)个遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第17页2．脱氧核苷酸链数(1)子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条(2)含15N脱氧核苷酸链数＝2条(3)含14N脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条3．消耗脱氧核苷酸数设亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个,则：(1)经过n次复制，共需消耗游离该种脱氧核苷酸m·(2n－1)个。(2)在第n次复制时，共需消耗游离该脱氧核苷酸m·2n－1个。遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第18页含有100个碱基正确1个DNA分子片断，内含40个胸腺嘧啶，假如连续复制两次，则需要游离胞嘧啶脱氧核苷酸数目为（）个。180

某DNA分子共含有含氮碱基1400个，其中一条链上A+T/C+G=2:5，问该DNA分子连续复制2次，共需游离胸腺嘧啶脱氧核苷酸数目是（）个。600遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第19页关键关键点突破关键点一DNA复制了解1.场所：主要是在细胞核(凡是细胞内有DNA地方均可复制)。遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第20页遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第21页4．特点：半保留复制。新合成每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中一条链(模板链)。5．结果：一个DNA分子形成了两个DNA分子。新复制出2个子代DNA分子经过细胞分裂分配到2个子细胞中去。6．复制简记：“1个主要场所(细胞核)，2种时期，3步过程，4个条件”。遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第22页【尤其提醒】

①半保留复制使全部子代DNA与原DNA所携带信息完全相同(变异除外)。②复制准确性并不意味着复制时毫无差错,复制过程中可能会出现错误，造成变异发生。遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第23页【尤其提醒】

①利用DNA半保留复制特点,分析被标识DNA分子百分比时，应注意求是DNA分子数，还是脱氧核苷酸链数；还应注意培养液中化学元素转换。②利用DNA半保留复制特点，处理消耗某种脱氧核苷酸数量问题时，应注意亲代DNA分子两条母链被保留下来，不需消耗原料。③在计算消耗脱氧核苷酸数时要明确是经过n次复制还是第n次复制。遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第24页练习★以下关于DNA复制说法，其中不正确（）A.DNA复制过程中需要酶催化B.DNA复制过程中需要能量直接由糖类提供C.DNA分子是边解旋边复制D.DNA复制过程中两条母链均可作模板★以DNA一条链“－A－T－C－”为模板，经复制后子链是（）A.“－T－A－G－”B.“－U－A－G－”C.“－T－A－C－”D.“－T－U－G－”BA遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第25页2．DNA分子半保留复制方式使[]A．分子结构含有相对稳定性B．能准确进行自我复制，确保亲代与子代之间连续性C．能够准确地指导蛋白质合成D．产生可遗传变异机会B

——课堂练习——遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第26页3．以下关于DNA复制过程中，正确次序是（）①互补碱基对间氢键断裂②互补碱基对之间形成氢键③DNA分子在解旋酶作用下解旋④以母链为模板进行碱基互补配对⑤子链与母链盘旋成双螺旋结构A．③①②④⑤B．③④②⑤①C．③①④②⑤D．①③④②⑤C——课堂练习——遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第27页4、DNA复制不可能发生在（）A、细胞核中B、叶绿体中C、线粒体中D、核糖体中D5、一条染色体含有一个双链DNA分子，经复制后，一条染色单体含有（）A、两条双链DNA分子B、一条双链DNA分子C、一条单链DNA分子D、四条双链DNA分子B——课堂练习——遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第28页基础自主梳理一、概念以亲代DNA为模板合成_________过程。二、发生时期有丝分裂_____和减数第一次分裂_____。三、过程1．解旋：需要细胞提供能量，在_______作用下，两条螺旋双链解开。子代DNA间期间期DNA解旋酶遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第29页2．合成子链：以解开每一段母链为模板，在___________等酶作用下，利用细胞中游离4种脱氧核苷酸为原料，按照_____________标准，合成与母链互补子链。3．形成子代DNA：延伸子链，母子链盘绕成双螺旋结构。结果，1个DNA分子形成______子代DNA分子。四、特点1．边解旋边_____。2．复制方式：_______复制。DNA聚合酶碱基互补配对两个复制半保留遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第30页五、条件模板、原料、_____和酶等。六、准确复制原因1．DNA分子独特___________提供准确模板。2.经过_____________确保了复制准确进行。七、意义将遗传信息从亲代传给了子代，保持了_________连续性。双螺旋结构能量碱基互补配对遗传信息遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第31页1、一个DNA分子中，有腺嘌呤1500个，腺嘌呤与鸟嘌呤之比为3：1，则这个DNA分子中脱氧核糖分子数目为______个。2、甲DNA分子一条链上A+C/G+T=0.8，乙DNA分子一条链上A+T/G+C=1.25,那么甲、乙DNA分子中互补链上对应碱基百分比分别是________和_________。课堂训练：40001.251.25遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第32页3、某DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和为46%，该DNA一条链（a链）中腺嘌呤占28%，a链互补链（b链）中腺嘌呤占该链全部碱基百分比是_________。4、某DNA分子中含有30%腺嘌呤，该DNA分子一条链上鸟嘌呤最多可占此链碱基总数__________。26%40%遗传信息的传递浙科整合版专家讲座第33页5、将32P标识DNA分子放在31P培养基上培养，经过3次复制，在所形成子代DNA中，含32PDNA占总数是A．1/