遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座

第三節(jié)遺傳信息傳遞

DNA復制遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第1頁一、概念：二、場所：細胞核（主要）、線粒體、葉綠體

三、時期：①有絲分裂間期②減I（減數(shù)第一次分裂）間期細胞分裂間期以親代DNA分子為模板合成子代DNA分子過程。四、過程：遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第2頁一、對DNA分子復制推測

半保留復制全保留復制母鏈子鏈母鏈親代DNA兩條鏈在同一個DNA分子內(nèi)親代DNA兩條鏈各進入一個子代DNA遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第3頁二、怎樣設計試驗探究DNA分子復制方式？1、要確定DNA分子按哪種方式復制，要以什么為判斷依據(jù)？要以子代DNA分子兩條鏈起源為判斷依據(jù)。若子代DNA兩條鏈_________________，則說明DNA是全保留復制；若子代DNA兩條鏈_______________________，則說明DNA是半保留復制。都是子鏈或都是母鏈一條是子鏈，一條是母鏈2、怎樣區(qū)分子鏈和母鏈呢？同位素示蹤技術密度梯度離心技術若以15N標識母鏈，14N標識子鏈，復制一代后提取DNA進行密度梯度離心。_____________________DNA分子位于最上層，__________________DNA分子位于最下層____________________________DNA分子位于中層。雙鏈都是14N雙鏈都是15N一條鏈是14N，一條鏈是15N14N/14N—DNA15N/14N—DNA15N/15N—DNA輕鏈中鏈重鏈遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第4頁3、若以大腸桿菌為試驗材料，怎樣取得被15N標識親代DNA呢？用含有15N標識培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，讓大腸桿菌繁殖幾代，子代大腸桿菌DNA就被15N標識了。4、怎樣才能使子鏈是14N標識呢？將已經(jīng)取得被15N標識子代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到14N普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)，子鏈就是14N了。遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第5頁1958年,Meselson和Stahl利用15N標識大腸桿菌DNA.試驗過程：

（a）大腸桿菌在以15NH4Cl為唯一氮源培養(yǎng)基中連續(xù)培養(yǎng)12代，使全部DNA分子標識上15N；

（b）將標識大腸桿菌轉(zhuǎn)移到普通培養(yǎng)基（14N）中培養(yǎng)；

（c）分別取完成一次細胞分裂細菌和完成兩次細胞分裂細菌，將細菌中DNA分離出來，進行密度梯度離心并分析（含15NDNA與含14NDNA密度不一樣，離心后分層）。

遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第6頁1、雙鏈均含15N分子密度大，離心后條帶應分布于離心管底部；2、雙鏈均含14NDNA密度較小，離心后條帶應距離心管底部最遠；3、兩條鏈分別含15N和14NDNA分子密度應該介于雙鏈均含15NDNA和雙鏈均含14NDNA之間，離心后條帶應介于前兩種條帶之間。密度梯度分離原理遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第7頁重帶15N/15N-DNA輕帶14N/14N-DNA

親代DNA中帶14N/15N-DNA

第一代DNA

第二代DNA中帶14N/15N-DNA遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第8頁討論、分析：

DNA分子復制特點遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第9頁親代第一代第二代第三代15N15N15N15N14N14N14N14N14N14N遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第10頁重帶15N/15N-DNA輕帶14N/14N-DNA親代DNA中帶14N/15N-DNA第一代DNA第二代DNA中帶14N/15N-DNA遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第11頁世代分子總數(shù)DNA分子在離心管中位置不一樣DNA分子占全部DNA分子之比15N分子雜種分子14N分子0123n拓展延伸依據(jù)上面試驗過程,完成以下表格全在下部12482n全在中部?中+?上?中+?上2/2n中+(1-2/2n)上11??2/2n??（1-2/2n）遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第12頁DNA解旋酶催化解旋：模板（母鏈、舊鏈）

（在DNA聚合酶催化下，利用游離脫氧核苷酸進行堿基配對）復制:以母鏈為模板進行堿基配對母鏈（舊鏈）子鏈（新鏈）復制后子代DNA:邊解旋邊復制組成復制過程(消耗能量)遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第13頁復制過程:遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第14頁邊解旋復制半保留復制多起點復制遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第15頁1、概念：2、場所：3、時期：4、條件5、復制過程：6、復制特點7、準確復制原因8、復制生物學意義：有絲分裂間期、減數(shù)分裂第一次分裂間期模板：

原料：

能量：

酶：

DNA兩條母鏈游離脫氧核苷酸（A、G、C、T）

ATPDNA解旋酶、DNA聚合酶等

①DNA雙鏈提供準確模板（1）邊解旋邊復制（多復制起點）（2）半保留復制細胞核（主要）、線粒體、葉綠體解旋→合成互補子鏈→形成子代DNA②堿基互補配對標準三、DNA分子復制過程DNA復制就是指以親代DNA為模板合成子代DNA過程保持了遺傳信息穩(wěn)定性遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第16頁關鍵點二DNA分子復制相關計算假設將1個全部被15N標識DNA分子(0代)轉(zhuǎn)移到含14N培養(yǎng)基中培養(yǎng)n代，結果以下：1．DNA分子數(shù)(1)子代DNA分子總數(shù)＝2n個(2)含15NDNA分子數(shù)＝2個(3)只含15NDNA分子數(shù)＝0個(4)只含14NDNA分子數(shù)＝(2n－2)個遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第17頁2．脫氧核苷酸鏈數(shù)(1)子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2n＋1條(2)含15N脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2條(3)含14N脫氧核苷酸鏈數(shù)＝(2n＋1－2)條3．消耗脫氧核苷酸數(shù)設親代DNA分子中含有某種脫氧核苷酸m個,則：(1)經(jīng)過n次復制，共需消耗游離該種脫氧核苷酸m·(2n－1)個。(2)在第n次復制時，共需消耗游離該脫氧核苷酸m·2n－1個。遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第18頁含有100個堿基正確1個DNA分子片斷，內(nèi)含40個胸腺嘧啶，假如連續(xù)復制兩次，則需要游離胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)目為（）個。180

某DNA分子共含有含氮堿基1400個，其中一條鏈上A+T/C+G=2:5，問該DNA分子連續(xù)復制2次，共需游離胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)目是（）個。600遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第19頁關鍵關鍵點突破關鍵點一DNA復制了解1.場所：主要是在細胞核(凡是細胞內(nèi)有DNA地方均可復制)。遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第20頁遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第21頁4．特點：半保留復制。新合成每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中一條鏈(模板鏈)。5．結果：一個DNA分子形成了兩個DNA分子。新復制出2個子代DNA分子經(jīng)過細胞分裂分配到2個子細胞中去。6．復制簡記：“1個主要場所(細胞核)，2種時期，3步過程，4個條件”。遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第22頁【尤其提醒】

①半保留復制使全部子代DNA與原DNA所攜帶信息完全相同(變異除外)。②復制準確性并不意味著復制時毫無差錯,復制過程中可能會出現(xiàn)錯誤，造成變異發(fā)生。遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第23頁【尤其提醒】

①利用DNA半保留復制特點,分析被標識DNA分子百分比時，應注意求是DNA分子數(shù)，還是脫氧核苷酸鏈數(shù)；還應注意培養(yǎng)液中化學元素轉(zhuǎn)換。②利用DNA半保留復制特點，處理消耗某種脫氧核苷酸數(shù)量問題時，應注意親代DNA分子兩條母鏈被保留下來，不需消耗原料。③在計算消耗脫氧核苷酸數(shù)時要明確是經(jīng)過n次復制還是第n次復制。遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第24頁練習★以下關于DNA復制說法，其中不正確（）A.DNA復制過程中需要酶催化B.DNA復制過程中需要能量直接由糖類提供C.DNA分子是邊解旋邊復制D.DNA復制過程中兩條母鏈均可作模板★以DNA一條鏈“－A－T－C－”為模板，經(jīng)復制后子鏈是（）A.“－T－A－G－”B.“－U－A－G－”C.“－T－A－C－”D.“－T－U－G－”BA遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第25頁2．DNA分子半保留復制方式使[]A．分子結構含有相對穩(wěn)定性B．能準確進行自我復制，確保親代與子代之間連續(xù)性C．能夠準確地指導蛋白質(zhì)合成D．產(chǎn)生可遺傳變異機會B

——課堂練習——遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第26頁3．以下關于DNA復制過程中，正確次序是（）①互補堿基對間氫鍵斷裂②互補堿基對之間形成氫鍵③DNA分子在解旋酶作用下解旋④以母鏈為模板進行堿基互補配對⑤子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋結構A．③①②④⑤B．③④②⑤①C．③①④②⑤D．①③④②⑤C——課堂練習——遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第27頁4、DNA復制不可能發(fā)生在（）A、細胞核中B、葉綠體中C、線粒體中D、核糖體中D5、一條染色體含有一個雙鏈DNA分子，經(jīng)復制后，一條染色單體含有（）A、兩條雙鏈DNA分子B、一條雙鏈DNA分子C、一條單鏈DNA分子D、四條雙鏈DNA分子B——課堂練習——遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第28頁基礎自主梳理一、概念以親代DNA為模板合成_________過程。二、發(fā)生時期有絲分裂_____和減數(shù)第一次分裂_____。三、過程1．解旋：需要細胞提供能量，在_______作用下，兩條螺旋雙鏈解開。子代DNA間期間期DNA解旋酶遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第29頁2．合成子鏈：以解開每一段母鏈為模板，在___________等酶作用下，利用細胞中游離4種脫氧核苷酸為原料，按照_____________標準，合成與母鏈互補子鏈。3．形成子代DNA：延伸子鏈，母子鏈盤繞成雙螺旋結構。結果，1個DNA分子形成______子代DNA分子。四、特點1．邊解旋邊_____。2．復制方式：_______復制。DNA聚合酶堿基互補配對兩個復制半保留遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第30頁五、條件模板、原料、_____和酶等。六、準確復制原因1．DNA分子獨特___________提供準確模板。2.經(jīng)過_____________確保了復制準確進行。七、意義將遺傳信息從親代傳給了子代，保持了_________連續(xù)性。雙螺旋結構能量堿基互補配對遺傳信息遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第31頁1、一個DNA分子中，有腺嘌呤1500個，腺嘌呤與鳥嘌呤之比為3：1，則這個DNA分子中脫氧核糖分子數(shù)目為______個。2、甲DNA分子一條鏈上A+C/G+T=0.8，乙DNA分子一條鏈上A+T/G+C=1.25,那么甲、乙DNA分子中互補鏈上對應堿基百分比分別是________和_________。課堂訓練：40001.251.25遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第32頁3、某DNA分子中，鳥嘌呤與胞嘧啶之和為46%，該DNA一條鏈（a鏈）中腺嘌呤占28%，a鏈互補鏈（b鏈）中腺嘌呤占該鏈全部堿基百分比是_________。4、某DNA分子中含有30%腺嘌呤，該DNA分子一條鏈上鳥嘌呤最多可占此鏈堿基總數(shù)__________。26%40%遺傳信息的傳遞浙科整合版專家講座第33頁5、將32P標識DNA分子放在31P培養(yǎng)基上培養(yǎng)，經(jīng)過3次復制，在所形成子代DNA中，含32PDNA占總數(shù)是A．1/