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1、DNA真 神 奇 ,除 了 C、 H、 O, 還 有 N和 P堿 基 +糖 +磷 酸 , 構(gòu) 成 脫 氧 核 苷 酸核 苷 酸 手 牽 手A與 T, C與 G, 堿 基 互 補(bǔ) 配 對(duì) 不 分 手兩 條 鏈 , 靠 氫 鍵化 成 美 麗 雙 螺 旋 DNA分 子的 結(jié) 構(gòu)模 式 圖平 面 結(jié) 構(gòu) 立 體 結(jié) 構(gòu) DNA分 子 雙 螺 旋 結(jié) 構(gòu) 的 主 要 特 點(diǎn) 是 :( 3) 兩 條 鏈 上 的 堿 基 通 過(guò) 連 接 成 堿基 對(duì) , 并 且 堿 基 的 配 對(duì) 遵 循 原則 。 即 A一 定 跟 配 對(duì) , C一 定 跟 配 對(duì) 。( 2) DNA分 子 中 的 和 交替 連 接 ,
2、排 列 在 , 構(gòu) 成 基 本 骨 架 ; 排 列 在 ; ( 1) DNA分 子 是 由 反 向 平 行 的 脫氧 核 苷 酸 鏈 盤(pán) 旋 而 成 的 結(jié) 構(gòu) ; 雙 螺 旋脫 氧 核 糖 磷 酸外 側(cè)堿 基 內(nèi) 側(cè) 堿 基 互 補(bǔ) 配 對(duì)氫 鍵T G兩 條 思 考 : 生 物 親 子 代 之 間 是 通 過(guò) 遺 傳 物 質(zhì) 傳遞 遺 傳 信 息 的 , 那 么 親 代 的 遺 傳 物 質(zhì) 如何 來(lái) 傳 遞 給 子 代 ? 第 三 節(jié) :DNA的 復(fù) 制第 三 章 基 因 的 本 質(zhì) vDNA如 何 復(fù) 制 自 己 以 保 證 子 代 得 到 親代 的 全 部 遺 傳 信 息 呢 ? 最 早
3、 提 出 的 DNA復(fù) 制 模 型 主 要 有 兩 種 :一 、 對(duì) DNA復(fù) 制 的 推 測(cè)1、 全 保 留 復(fù) 制 : 新 復(fù) 制 出 的 分 子 直 接 形 成 , 完 全 沒(méi) 有 舊 的 部 分 ;2、 半 保 留 復(fù) 制 : 形 成 的 分 子 一 半 是 新 的 , 一 半 是 舊 的 ; 復(fù) 制 一 次復(fù) 制 一 次親 代 DNA 子 代 DNA 沃 森 和 克 里 克 推 測(cè) 是 半 保 留 復(fù) 制 模 型復(fù) 制 一 次 探 究 DNA分 子 復(fù) 制 方 式實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)關(guān) 鍵 區(qū) 別 親 子 代 DNA實(shí) 驗(yàn) 方 法 同 位 素 標(biāo) 記 法15N 14N密 度 大 密 度 小實(shí) 驗(yàn)
4、 材 料 大 腸 桿 菌將 大 腸 桿 菌 先 放 在 15NH4Cl培 養(yǎng) 液 培 養(yǎng) ,再 移 置 14NH4Cl培 養(yǎng) 液 培 養(yǎng) 生 長(zhǎng) 。密 度 梯 度 離 心 法 輕 帶 (上 部 )14N/14N重 帶 (下 部 )15N/15N 中 帶 (中 間 )15N/14N經(jīng) 過(guò) 密 度 梯 度 離 心 , 溶 液 中 的 溶 質(zhì) 會(huì) 因 為 密 度不 同 在 試 管 的 溶 劑 中 形 成 不 同 位 置 的 沉 降 帶 。 全 保 留 復(fù) 制 :半 保 留 復(fù) 制 :細(xì) 胞 分 裂 一 次 , 提 取 DNA, 離 心 , DNA處 于 試管 的 什 么 部 位 ? 半 保 留 復(fù)
5、制 :細(xì) 胞 分 裂 兩 次 , 提 取 DNA, 離 心 , DNA處 于試 管 的 什 么 部 位 ? 親 代第 一 代 15N/ 15N-DNA15N/ 14N-DNA 15N/ 14N-DNA第 二 代 15N/ 14N 15N/ 14N14N/ 14N 14N/ 14N 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 論 : DNA的 復(fù) 制 是 以 半 保 留 的 方 式 進(jìn) 行 的重 帶 (下 部 )15N/ 15N中 帶 (中 間 )15N/ 14N輕 帶 (上 部 )14N/ 14N中 帶 (中 間 )15N/ 14N 一個(gè)DNA分子復(fù)制幾代后的情況如何?拓 展 延 伸 親 代 DNA分 子復(fù) 制 1次復(fù) 制
6、2次復(fù) 制 3次一 個(gè) DNA分 子 復(fù) 制 n代 后 , 能 形 成 個(gè) DNA分 子 ,這 些 DNA分 子 中 只 有 DNA分 子 含 有 親 代 DNA的 鏈 。 2n兩 個(gè)復(fù) 制 次復(fù) 制 次復(fù) 制 次 1、 概 念 : 是 指 以 親 代 DNA為 模 板 , 合 成 子 代DNA的 過(guò) 程 。2、 發(fā) 生 時(shí) 期 :有 絲 分 裂 _和 減 數(shù) 第 一 次 分 裂 前 的 _。間 期 間 期3、 場(chǎng) 所 :真 核 生 物 : 細(xì) 胞 核 (主 要 )、 線 粒 體 、 葉 綠 體 等 。 原 核 生 物 : 擬 核 解 旋 酶 催 化 ( 氫 鍵 斷 裂 )解 旋 :模 板(
7、在 DNA聚 合 酶 等 酶 的 催 化 下 ,利 用 游 離 的 脫 氧 核 苷 酸 進(jìn) 行 )復(fù) 制 :以 母 鏈 為 模 板 進(jìn) 行 堿 基 配 對(duì)母 鏈 ( 舊 鏈 )子 鏈 ( 新 鏈 )子 代 DNA:同 時(shí) 進(jìn) 行 (邊 解 旋 邊 復(fù) 制 )組 成 : 需 要 細(xì) 胞 提 供 能 量 , 在 _的 作 用 下 , 兩 條 螺 旋 的 雙 鏈 解 開(kāi) 。: 延 伸 子 鏈 , 母 子 鏈 盤(pán)繞 成 雙 螺 旋 結(jié) 構(gòu) 。 結(jié) 果 , 1個(gè) DNA分 子 形 成_完 全 相 同 的 子 代 DNA分 子 。: 以 解 開(kāi) 的 每 一 段 母 鏈 為 模 板 ,在 _等 酶 的 作
8、用 下 , 利 用 細(xì) 胞 中游 離 的 4種 脫 氧 核 苷 酸 為 原 料 , 按 照_原 則 , 合 成 與 母 鏈 互 補(bǔ) 的 子鏈 。 DNA聚 合 酶 解 旋 酶堿 基 互 補(bǔ) 配 對(duì)兩 個(gè)4、 過(guò) 程 5、 特 點(diǎn)( 1) 邊 解 旋 邊 _。( 2) _復(fù) 制 。復(fù) 制半 保 留6、 條 件 模 板 : 原 料 : 能 量 : 酶 : 親 代 DNA的 兩 條 母 鏈4種 游 離 的 脫 氧 核 苷 酸ATPDNA解 旋 酶 , DNA聚 合 酶 等 。 7、 準(zhǔn) 確 復(fù) 制 的 原 因( 1) DNA分 子 獨(dú) 特 的 _提 供 精確 模 板 。( 2) 通 過(guò) _, 保 證
9、 了 復(fù) 制 準(zhǔn)確 進(jìn) 行 。8、 意 義 將 遺 傳 信 息 從 親 代 傳 給 了 子 代 , 保 持 了_的 連 續(xù) 性 。 雙 螺 旋 結(jié) 構(gòu)堿 基 互 補(bǔ) 配 對(duì)遺 傳 信 息 時(shí) 間場(chǎng) 所條 件 原 料模 板酶能 量原 則過(guò) 程特 點(diǎn) 結(jié) 果意 義 有 絲 分 裂 的 間 期 , 減 數(shù) 第 一 次 分 裂 前 的 間 期主 要 在 細(xì) 胞 核 ( 線 粒 體 、 葉 綠 體 )堿 基 互 補(bǔ) 配 對(duì) 原 則半 保 留 復(fù) 制 , 邊 解 旋 邊 復(fù) 制子 鏈 與 母 鏈 結(jié) 合 , 構(gòu) 成 兩 個(gè) 新 的 DNA分 子保 持 了 遺 傳 信 息 的 連 續(xù) 性解 旋 合 成 子
10、鏈 形 成 子 代 DNADNA分 子 的 復(fù) 制 小 結(jié) :四 種 游 離 的 脫 氧 核 苷 酸DNA的 兩 條 母 鏈解 旋 酶 , DNA聚 合 酶 等ATP 1、 下 列 關(guān) 于 DNA復(fù) 制 的 說(shuō) 法 , 其 中 不 正 確 的 是( )A. DNA復(fù) 制 過(guò) 程 中 需 要 酶 的 催 化B. DNA復(fù) 制 過(guò) 程 中 需 要 的 能 量 直 接 由 糖 類 提 供C. DNA 分 子 是 邊 解 旋 復(fù) 制 的D. DNA 復(fù) 制 過(guò) 程 中 兩 條 母 鏈 均 可 作 模 板2、 以 DNA的 一 條 鏈 “ A T C ” 為 模 板 , 經(jīng) 復(fù) 制后 的 子 鏈 是 (
11、 )A. “ T A G ” B. “ U A G ”C. “ T A C ” D. “ T U G ”B A 3、 1個(gè) DNA分 子 經(jīng) 過(guò) 4次 復(fù) 制 , 形 成 16個(gè) DNA分 子 ,其 中 含 有 最 初 DNA分 子 長(zhǎng) 鏈 的 DNA分 子 有 ( ) A. 2個(gè) B. 8個(gè) C. 16個(gè) D. 32個(gè) A 4、 由 15N標(biāo) 記 細(xì) 菌 的 DNA, 然 后 又 將 14N來(lái) 供 給 這 種 細(xì)菌 , 于 是 該 細(xì) 菌 便 用 14N來(lái) 合 成 DNA, 假 設(shè) 細(xì) 菌 連 續(xù) 分裂 三 次 產(chǎn) 生 了 八 個(gè) 新 個(gè) 體 , 它 們 含 14N的 鏈 與 15N的 鏈的
12、 DNA比 例 是 ( ) A、 4: 1 B、 2: 1 C、 1: 1 D、 3: 1 A 5.圖 中 一 、 二 、 三 表 示 DNA復(fù) 制 的 過(guò) 程 一 表 示 _, 這 一 過(guò) 程 中 , DNA分 子 在 _的 作 用 下 , 兩 條 扭 成 螺 旋 的長(zhǎng) 鏈 開(kāi) 始 _。 二 表 示 _ 。 每 條母 鏈 在 _等 的 作 用 下 , 鏈 上 的堿 基 按 照 _與 周 圍 環(huán)境 中 游 離 的 _來(lái) 配 對(duì) . 三 表 示 _。解 旋解 旋 酶 以 母 鏈 為 模 板 進(jìn) 行 堿 基 配 對(duì)解 開(kāi)DNA聚 合 酶堿 基 互 補(bǔ) 配 對(duì) 原 則脫 氧 核 苷 酸形 成 兩 個(gè)
13、 新 的 DNA分 子 DNA分 子 復(fù) 制 的 有 關(guān) 計(jì) 算 規(guī) 律拓 展 延 伸 規(guī) 律 一 :DNA不 論 復(fù) 制 多 少 次 ,產(chǎn) 生 的 子 代 DNA分 子 中 含 母 鏈 的 DNA分 子 數(shù) 總 是 2個(gè) ,含 母 鏈 也總 是 2條 。規(guī) 律 二 :復(fù) 制 n次 產(chǎn) 生 的 子 代 DNA分 子 數(shù) 為 2n,產(chǎn)生 的 DNA單 鏈 為 2n2=2n+1。 故 復(fù) 制 n次 后 ,含 親代 DNA鏈 的 DNA分 子 數(shù) 占 子 代 DNA分 子 總 數(shù)的 比 例 為 。親 代 DNA鏈 占 子 代 DNA鏈 總 數(shù) 的 比 例 為 122n DNA分 子 復(fù) 制 的 有
14、關(guān) 計(jì) 算 規(guī) 律 22n 假 設(shè) 將 1個(gè) 全 部 被 15N標(biāo) 記 的 DNA分 子 (0代 )轉(zhuǎn) 移 到 含14N的 培 養(yǎng) 基 中 培 養(yǎng) n代 , 結(jié) 果 如 下 :1.DNA分 子 數(shù)(1)子 代 DNA分 子 總 數(shù) (2)含 15N的 DNA分 子 數(shù) (3)含 14N的 DNA分 子 數(shù) (4)只 含 15N的 DNA分 子 數(shù) (5)只 含 14N的 DNA分 子 數(shù) 2n個(gè)2個(gè)2n個(gè)0個(gè)(2n 2)個(gè)2 脫 氧 核 苷 酸 鏈 數(shù)(1)子 代 DNA分 子 中 脫 氧 核 苷 酸 鏈 數(shù) (2)含 15N的 脫 氧 核 苷 酸 鏈 數(shù) (3)含 14N的 脫 氧 核 苷
15、酸 鏈 數(shù) 2 n+1條2條(2n+1 2)條 3設(shè) 親 代 DNA分 子 中 含 有 某 種 脫 氧 核 苷 酸 m個(gè) , 則 :經(jīng) 過(guò) n次 復(fù) 制 , 共 需 消 耗 游 離 的 該 種 脫 氧核 苷 酸 m(2n 1)個(gè) 。計(jì) 算 復(fù) 制 所 需 消 耗 的 脫 氧 核 苷 酸 數(shù)練 習(xí) : 具 有 100個(gè) 堿 基 對(duì) 的 一 個(gè) DNA分 子 區(qū) 段 ,內(nèi) 含40個(gè) 胸 腺 嘧 啶 ,如 果 連 續(xù) 復(fù) 制 兩 次 ,需 要 游 離 的 胞 嘧 啶脫 氧 核 苷 酸 為 ( ) A. 30個(gè) B. 60個(gè) C. 180個(gè) D. 240個(gè)C 已 知 某 DNA分 子 含 有 1000
16、個(gè) 堿 基 對(duì) ,其 中 一 條 鏈 上 A G T C 1 2 3 4。該 DNA分 子 連 續(xù) 復(fù) 制 兩 次 , 共 需 要 鳥(niǎo) 嘌 呤 脫氧 核 苷 酸 分 子 數(shù) 是 ( )A 600個(gè) B 900個(gè)C 1200個(gè) D 1800個(gè)D 【 解 析 】 DNA分 子 中 含 有 2000個(gè) 堿 基 , 又知 其 中 一 條 鏈 中 A G T C 1 2 3 4。該 DNA分 子 中 A T, C G , 則 求 出 該 DNA分子 中 鳥(niǎo) 嘌 呤 脫 氧 核 苷 酸 分 子 數(shù) 為 600, 該 DNA分 子 連 續(xù) 復(fù) 制 兩 次 , 共 需 要 鳥(niǎo) 嘌 呤 脫 氧 核 苷 酸分 子
17、 數(shù) 為 (22 1) 600 1800個(gè) 。 如 果 把 細(xì) 胞 中 的 一 個(gè) DNA分 子 用 32P進(jìn) 行標(biāo) 記 , 此 細(xì) 胞 經(jīng) 過(guò) 4次 有 絲 分 裂 , 則 含 有的 標(biāo) 記 鏈 數(shù) 和 含 有 標(biāo) 記 鏈 的 DNA分 子 數(shù)分 別 占 總 數(shù) 的 ( ) A 1/30, 1/32 B 1/16, 1/15 C 1/16, 1/8 D 1/8, 1/4C 、 G 0、 G 1、 G 2三 代 DNA離 心 后 的 試 管 分 別 是圖 中 的 : G 0 、 G 1 、 G 2 。 A B D 、 G 2代 在 、 、 三 條 帶 中 DNA數(shù)的 比 例 是 。 、 圖 中 、 兩 條 帶 中 DNA分 子 所 含 的同 位 素 磷 分 別 是 : , 。 、 上 述 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 證 明 了 DNA的 復(fù) 制 方 式是 。0:1:1 31P 31P 和 32P半 保 留 復(fù) 制以 含 有 31P標(biāo) 志 的 大 腸 桿 菌放 入 32P的 培 養(yǎng) 液 中 , 培 養(yǎng)2代 。 離 心 結(jié) 果 如 右 :