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磐石二中刘艳艳第三章《基因的本质》一、知识点串联：•1、DNA分子的基本单位？（）•包括几种？（）•2、DNA的立体结构？（）•3、DNA分子双螺旋结构的主要特点？•⑴DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构•⑵DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。•⑶两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：A与T配对；G一定与C配对。碱基之间这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。脱氧核苷酸鸟嘌呤、腺嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶脱氧核苷酸双螺旋结构思考：生物亲子代之间是通过遗传物质传递遗传信息的，那么亲子代的遗传物质如何“多出一份”来传递给子代？---DNA分子的复制最早提出的DNA复制模型有三种:问题探讨：一、对DNA分子复制的推测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复制一次复制一次复制一次沃森和克里克推测是-----半保留复制模型3、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。复制一次2、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。1、假说内容：教材P52【阅读与思考】P52-53①DNA是肉眼看不到的如何才能分辨DNA？②实验的基本思路是什么？③实验是如何区分亲子代的DNA分子的？④用密度梯度离心后重带、中带、轻带表示的DNA分子的双链构成是怎样的？⑤在整个实验的亲代、子一代、子二代细胞中提取的DNA离心的结果说明了什么？二、DNA半保留复制的实验证据1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料。运用技术：怎样把不一样的DNA分开呢？NＰ想一想：可以用什么同位素去标记DNA？密度梯度离心技术14N/14N—DNA15N/14N—DNA15N/15N—DNA轻链中链重链同位素示踪技术实验结论：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重带(下部)15N/15N中带(中间)15N/14N轻带(上部)14N/14N中带(中间)15N/14N一个DNA分子复制几代后的情况如何？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）三、DNA分子复制的过程1.DNA分子复制的概念?场所？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、减数第一次分裂的间期3.场所：细胞核(主要场所)、线粒体、叶绿体拟核（原核细胞）4、DNA分子复制时需何条件？①模板：亲代DNA的两条母链；②原料：4种脱氧核苷酸：③能量：ATP;④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解旋酶催化（氢键断裂）解旋：模板（在DNA聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行）以母链为模板进行碱基配对母链（旧链）子链（新链）形成两个子代DNA:同时进行(边解旋边复制）组成6.DNA准确复制的原因?①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板。②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定，保持了遗传信息的连续性，使得种族得以延续。亲代第一代第二代第三代15N15N类推第五代时在离心管中，上中下层的比例如何？15N15N14N14N14N14N14N14N【智慧眼——寻找规律】规律1：亲代DNA复制n代后，DNA分子数为＿＿＿，含亲代母链的DNA分子数为＿＿＿，不含亲代母链的DNA分子数为＿＿＿•变通：亲代母链与子代DNA链数之比为：____•含亲代母链的DNA分子数与子代DNA分子数之比为：_____2n2个2n－21/2n2/2n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①一个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=22n+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。ATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT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AD3、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分子是边解旋边复制的D.DNA复制过程中两条母链均可作模板4、以DNA的一条链“－A－T－C－”为模板，经复制后的子链是（）A.“－T－A－G－”B.“－U－A－G－”C.“－T－A－C－”D.“－T－U－G－”BC5、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，它们中含14N链的DNA与15N链的DNA比例是（）A、4：1B、2：1C、1：1D、3：1A6．下列关于DNA复制过程的正确顺序是（）①互补碱基对之间氢键断裂②互补碱基对之间形成氢键③DNA分子在解旋酶的作用下解旋④以解旋后的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状结构A.①③④②⑤B.①④②⑤③C.①③⑤④②D.③①④②⑤D7．DNA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8．某生物的双链DNA分子共含有碱基700个，其中一条链上（A+T）：（C+G）=2.5，问该DNA分子复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是（）A、300个B、400个C、750个D、600个AC9、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：对照亲代III轻链14N-DNA全轻链1/2轻链中链全中链1/2中链重链15N-DNA全重链（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14N1/2中链，1/2重链半保留复制课堂小结：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分子每一条链脱氧核苷酸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②一个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+1﹣2DNA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%）。半保留复制DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。由于新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式被称做半保留复制。边解旋复制半保留复制多起点复制具有100个碱基对的1个DNA分子片断，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制两次，则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为（）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，共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是（）个。600图中一、二、三表示DNA复制的过程①一表示______，这一过程中，DNA分子在的作用下，两条扭成螺旋的长链开始______。②二表示。每条母链在一些____________的作用下，链上的碱基按照______________________与周围环境中游离的__________________来配对.③三表示____________________________。解旋解旋酶以母链为模板进行碱基配对解开DNA聚合酶碱基互补配对原则脱氧核苷酸形成两个新的DNA分子——练习——