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第三章 基因的本质,DNA分子的复制,最早提出的DNA复制模型有三种:,一、对DNA复制的推测,1、全保留复制:新复制出的分子直接形成,完全没有旧的部分;,2、半保留复制:形成的分子一半是新的,一半是旧的;,3、分散复制:新复制的分子中新旧都有,但分配是随机组合的,沃森和克里克推测是半保留复制模型,2、如果要你来设计实验,你认为最基本的思路是什么?,把复制的单链和原来的链做上标记,然后观察它 在新DNA中出现的情况。,1、这些观点各有不同,如何来证明那个观点是正确的?,只能用实验来证明。,实验结论:DNA的复制是以半保留的方式进行的,二、DNA半保留复制的实验证据,因DNA复制采用半保留的方式,所以一个DNA分子经几代复制后的所有DNA中,只有两个DNA分子含有原DNA链。但所有DNA与原DNA所带的信息(脱氧核苷酸的排列序)完全相同。(变异除外),根据上面实验过程,完成下列表格,n,3,2,1,0,14N分子,杂种分子,15N分子,不同DNA分子占全部DNA分子之比,DNA分子在离心管中位置,分子总数,世代,全在下部,1,2,4,8,2n,全在中部,中+ 上,中+ 上,2/2n中+(1- 2/2n)上,1,1,2/2n,(1-2/2n),三、DNA复制的过程,1.DNA分子复制的概念? 2.DNA分子复制过程怎么进行? 3.DNA分子复制过程需要哪些条件? 4.DNA分子复制过程有何特点? 5.DNA分子复制有何生物学意义?,1.概念:,2.时间:,是指以亲代DNA为模板,合成子代DNA的过程。,细胞有丝分裂的间期、无丝分裂之前和减数第一次分裂的间期,3.场所:,细胞核(主要场所),4、DNA分子复制时需何条件?,模板:亲代DNA的两条母链; 原料:4种脱氧核苷酸: 能量:ATP; 酶 :DNA解旋酶,DNA聚合酶等。,5.DNA分子复制的特点:,边解旋边复制,半保留复制,6.DNA准确复制的原因?,DNA具有独特的双螺旋结构,能为复制提供模板。 碱基具有互补配对的能力,能够使复制准确无误。,7、DNA分子的复制实质(意义)?,DNA通过复制,使遗传信息从亲代传 给了子代,从而保证了物种的相对稳性,保持了遗传信息的连续性,使得种族得以延续。,课堂练习,1、1个DNA分子经过4次复制,形成16个DNA分子,其中含有最初DNA分子长链的DNA分子有( ) A. 2个 B. 8个 C. 16个 D. 32个 2、DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的( ) A、分裂前期 B. 分裂中期 C. 分裂后期 D. 分裂间期,减数第一次分裂前的间期,3、下列关于DNA复制的说法,其中不正确的是( ) A. DNA复制过程中需要酶的催化 B. DNA复制过程中需要的能量直接由糖类提供 C. DNA 分子是边解旋复制的 D. DNA 复制过程中两条母链均可作模板 4、以DNA的一条链“ATC”为模板,经复制后的子链是( ) A. “TAG” B. “UAG” C. “TAC” D. “TUG”,5、由15N标记细菌的DNA,然后又将14N来供给这种细菌,于是该细菌便用14N来合成DNA,假设细菌连续分裂三次产生了八个新个体,它们DNA中的含14N的链与15N的链的比例是( ) A、4:1 B、2:1 C、1:1 D、3:1,A,6、在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为14N-DNA(对照);在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为15N-DNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,再连续繁殖两代(I和II),用离心的方法分离得到的结果如下表所示,请分析:,(1)由实验结果可以推出第一代(I)细菌DNA分子中一条链是 ,另一条链是 。 (2)中链含有氮元素是 。 (3)将第一代(I)转移到含15N的培养基上繁殖一代,将所得到的细菌的DNA用同样方法分离。那么得到的轻中重链情况是 (4)上述实验表明DNA分子复制的特点是,15N母链,14N新链,15N和14N,1/2中链,1/2重链,半保留复制,7下列关于DNA复制过程的正确顺序是 ( ) 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 以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋状结构 A. B. C. D.,D,8DNA分子的双链在复制时解旋,这时下述哪一对碱基从氢键连接处分开( ) AG与C BA与C CG与A DG与T,A,9DNA复制的基本条件是( ) A模板,原料,能量和酶 B模板,温度,能量和酶 C模板,原料,温度和酶 D模板,原料,温度和能量,A,10DNA分子复制能准确无误地进行原因是( ) A碱基之间由氢键相连 BDNA分子独特的双螺旋结构 CDNA的半保留复制 DDNA的边解旋边复制特点,B,11、DNA的复制是在细胞的 分裂和 第一次分裂前的 期进行的。复制是指以 为模板来合成 的过程。复制特点是 复制过程必需以 为模板、 为原料、 提供能量、 的催化等条件, 为DNA的复制提供精确的模板、并有 能力保证复制能够准确无误地完成。一个亲代DNA分子通过复制形成了两个 ,新形成的DNA分子都是既含一条 链、又含一条 链,因此,称DNA的复制为“ ”。,有丝,减数,间,亲代DNA分子,子代DNA分子,边解旋边复制,亲代DNA分子一条链,脱氧核苷酸,ATP,酶,DNA分子双螺旋结构,碱基互补配对,结构完全相同的子代DNA分子,母,子,半保留复制,根据半保留复制和碱基互补配对原则,与复制有关的碱基计算,一个DNA连续复制n次后,共有多少个DNA?多少条脱氧核苷酸链?母链多少条?子链多少条?,DNA分子数=,2n,脱氧核苷酸链数=,2n+1,母链数=,子链数=,2,2n+1 2,解析:所用知识为“半保留复制”和“碱基互补配对原则”,并图示分析。,连续第一次复制,连续第二次复制,连续第n次复制,解:,答:一个DNA连续复制n次后,共有2n个DNA,2n+1条脱氧核苷酸链,母链2条,子链2n+1 2条,一个DNA的碱基A(T、G、C)占碱基总数的a%,碱基总数为m,连续复制n次后,共需要G(C、A、T)多少个?,因为A=ma%,A=T、G=C, A+T= 2ma%,,DNA复制n代后子链数=2n+1 2,DNA连续复制n代后需要 鸟嘌呤=(2n+1 2 )/2 m (1/2 a%) = m (2n 1)(1/2 a%),解析:先求出亲代DNA中G=C=?每两条新链所必需的鸟嘌呤(G)数等于亲代DNA胞嘧啶(C)数,再求出DNA复制n代后子链数;最后求出DNA连续复制n代后需要鸟嘌呤数。,解:,所以G=C=m(1/2 a%),每形成两条新链所必需的鸟嘌呤数等于亲代DNA胞嘧啶数= m (1/2 a%),答:,DNA连续复制n代后需要鸟嘌呤数是m (2n 1)(1/2 a%)。,
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