第3、4節(jié)DNA的復(fù)制·基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段

1、第3節(jié) DNA的復(fù)制（一）一）最早提出的最早提出的DNADNA復(fù)制模型有三種復(fù)制模型有三種1 1、全保留復(fù)制：、全保留復(fù)制：新復(fù)制出的分子直接形新復(fù)制出的分子直接形成，完全沒有舊的部分。成，完全沒有舊的部分。復(fù)制一次復(fù)制一次親代親代DNA子代子代DNA一、對一、對DNADNA復(fù)制的推測復(fù)制的推測2 2、半保留復(fù)制：、半保留復(fù)制：形成的分子一半是新的，形成的分子一半是新的，一半是舊的。一半是舊的。復(fù)制一次復(fù)制一次親代親代DNA子代子代DNA 3 3、分散復(fù)制（彌散復(fù)制）：、分散復(fù)制（彌散復(fù)制）：新復(fù)制的分新復(fù)制的分子中新舊都有，但分配是隨機組合的。子中新舊都有，但分配是隨機組合的。復(fù)制一次復(fù)制一

2、次親代親代DNA子代子代DNA1.1.概念：概念：2.2.時間：時間：二、二、DNADNA分子復(fù)制的過程分子復(fù)制的過程是指以親代是指以親代DNADNA為模板合成子代為模板合成子代DNADNA的過的過程。程。細胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一細胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期次分裂前的間期3.3.場所：場所： 細胞核細胞核( (主要場所主要場所) ) DNADNA的復(fù)制過程的復(fù)制過程 解旋解旋合成子鏈（配對、聚合）合成子鏈（配對、聚合）形成子代形成子代DNADNA閱讀閱讀P54P54，思考：，思考：DNADNA的復(fù)制過程包括哪幾個的復(fù)制過程包括哪幾個主要環(huán)節(jié)？主要環(huán)節(jié)？ 解旋：解旋：堿基配對堿

3、基配對: :( (復(fù)制復(fù)制) )螺旋化螺旋化: :DNADNA利用細胞提供的能量利用細胞提供的能量, ,在解旋酶的作用在解旋酶的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開。下，把兩條螺旋的雙鏈解開。以解開的每一段以解開的每一段母鏈為模板母鏈為模板，在，在DNADNA聚合聚合酶酶等酶的作用下等酶的作用下, ,利用細胞中利用細胞中游離的游離的4 4種脫種脫氧核苷酸氧核苷酸為原料為原料, ,按堿基互補配對原則按堿基互補配對原則，各，各自合成與母鏈互補的一段子鏈自合成與母鏈互補的一段子鏈。一個一個DNADNA分子形成兩個分子形成兩個完全相同完全相同的子代的子代DNADNA分子。分子。結(jié)果：結(jié)果：隨著模板鏈的解旋隨著

4、模板鏈的解旋, ,新合成的子鏈不斷延伸。新合成的子鏈不斷延伸。同時，每條新鏈與對應(yīng)的模板鏈盤繞形成雙同時，每條新鏈與對應(yīng)的模板鏈盤繞形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。螺旋結(jié)構(gòu)。解旋酶催化（氫鍵斷裂）解旋酶催化（氫鍵斷裂）解旋：解旋：模板模板（在（在DNADNA聚合酶的催化下，利用聚合酶的催化下，利用游離的脫氧核苷酸進行）游離的脫氧核苷酸進行）以母鏈為模板進行堿基配對以母鏈為模板進行堿基配對母鏈（舊鏈）母鏈（舊鏈）子鏈（新鏈）子鏈（新鏈）形成兩個子代形成兩個子代DNA:DNA:同時進行同時進行( (邊解旋邊復(fù)制）邊解旋邊復(fù)制）組成組成 模板：模板：6.6.條件條件（親代（親代DNADNA分子的）兩條母鏈。分子的）

5、兩條母鏈。細胞中游離的細胞中游離的4 4種種脫氧核苷酸。脫氧核苷酸。ATPATP。DNADNA解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合聚合酶等。酶等。能量：能量：酶：酶：原料：原料：邊解旋邊復(fù)制；半保留復(fù)制邊解旋邊復(fù)制；半保留復(fù)制5.5.特點：特點：7.7.意義：意義：將遺傳信息從親代傳給了子代，從將遺傳信息從親代傳給了子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。而保持了遺傳信息的連續(xù)性。DNADNA復(fù)制復(fù)制 時間時間場所場所條件條件原則原則特點特點 結(jié)果結(jié)果意義意義有絲分裂的間期有絲分裂的間期 減數(shù)第一次分裂前的間期減數(shù)第一次分裂前的間期主要在細胞核主要在細胞核模板、酶、原料、能量等模板、酶、原料、能量等堿基

6、互補配對原則堿基互補配對原則半保留復(fù)制半保留復(fù)制子鏈與母鏈結(jié)合，構(gòu)成兩個新的子鏈與母鏈結(jié)合，構(gòu)成兩個新的DNADNA分子分子保持了遺傳信息的連續(xù)性保持了遺傳信息的連續(xù)性邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制親代親代DNA分子分子復(fù)制復(fù)制1次次復(fù)制復(fù)制2次次復(fù)制復(fù)制3次次482=21=22=23【分析分析】無論無論DNA復(fù)制多少次，含有原來母鏈的復(fù)制多少次，含有原來母鏈的DNA分子分子永遠只有兩條永遠只有兩條DNADNA復(fù)制中的有關(guān)計算復(fù)制中的有關(guān)計算思維拓展思維拓展) )復(fù)制復(fù)制n n次后次后DNADNA個數(shù)個數(shù): :2n（n=復(fù)制次數(shù)）復(fù)制次數(shù)）2 2）含母鏈的）含母鏈的DNADNA數(shù)量及比例數(shù)量及比例2

7、2)DNA)DNA個數(shù)個數(shù): :2n（n=復(fù)制次數(shù)）復(fù)制次數(shù)）2 2）含母鏈的）含母鏈的DNADNA數(shù)量及比例數(shù)量及比例22 22n23 3）含母鏈的脫氧核苷酸鏈數(shù)）含母鏈的脫氧核苷酸鏈數(shù)占總鏈數(shù)比占總鏈數(shù)比4 4）復(fù)制）復(fù)制n n次次消耗原料的量：消耗原料的量： m（）5 5）復(fù)制）復(fù)制第第n n次次消耗原料的量：消耗原料的量：m思維拓展思維拓展3 34 4第三章 基因的本質(zhì)第第4 4節(jié)節(jié) 基因是有遺傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNADNA片段片段v預(yù)習(xí)提示：預(yù)習(xí)提示：1、P55-P56每則資料中，基因數(shù)目與每則資料中，基因數(shù)目與DNA分子數(shù)分子數(shù)目是否相同？生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)與目是否

8、相同？生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)與DNA分子堿基總數(shù)是否相同？說明什么問題？分子堿基總數(shù)是否相同？說明什么問題？2、通過這幾則資料給基因下一個定義。、通過這幾則資料給基因下一個定義。3、p56-57DNA片段中的遺傳信息儲存在哪里？是片段中的遺傳信息儲存在哪里？是外側(cè)的磷酸外側(cè)的磷酸-脫氧核糖的基本骨架？還是內(nèi)側(cè)的堿基？脫氧核糖的基本骨架？還是內(nèi)側(cè)的堿基？堿基對？堿基對的排列順序？堿基對？堿基對的排列順序？4、DNA分子有哪些特性？分子有哪些特性？5、基因與、基因與DNA、染色體的關(guān)系是怎樣的？、染色體的關(guān)系是怎樣的？（1 1）豌豆有哪些性狀？）豌豆有哪些性狀？（2 2）孟德爾認為性狀是受什么

9、控制的？）孟德爾認為性狀是受什么控制的？（3 3）艾弗里的研究認為，肺炎雙球菌有）艾弗里的研究認為，肺炎雙球菌有無莢膜的性狀是受什么控制的？無莢膜的性狀是受什么控制的？高莖、矮莖、圓粒、皺粒高莖、矮莖、圓粒、皺粒受遺傳因子即基因控制。受遺傳因子即基因控制。受受DNA DNA 控制?？刂?。那么，基因那么，基因=DNA=DNA嗎？嗎？復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧1.1.大腸桿菌細胞的擬核有大腸桿菌細胞的擬核有1 1個個DNADNA分子，長度約為分子，長度約為4 700 0004 700 000個堿基對，在個堿基對，在DNADNA分子上分布著分子上分布著4 4004 400個基個基因，每個基因的平均長度約為因，

10、每個基因的平均長度約為1 0001 000個堿基對。個堿基對。資料分析：資料分析：結(jié)論：結(jié)論：大腸桿菌一個大腸桿菌一個DNADNA上含有多個基因。上含有多個基因。大腸桿大腸桿菌所有基因的堿基總數(shù)小于菌所有基因的堿基總數(shù)小于DNADNA分子的堿基總數(shù)分子的堿基總數(shù)，基因是基因是DNADNA片段片段，基因不是連續(xù)分布在，基因不是連續(xù)分布在DNADNA上，而是上，而是由堿基序列將其分隔開的。由堿基序列將其分隔開的?；蚴腔蚴荄NADNA片段，但片段，但DNADNA片片段不一定是基因；基因是段不一定是基因；基因是DNADNA中的雙鏈片段，不是中的雙鏈片段，不是其中的某一條鏈。其中的某一條鏈。一、說明

11、基因與一、說明基因與DNA關(guān)系的實例關(guān)系的實例3.3.人類基因組計劃測定的是人類基因組計劃測定的是2424條染色體（條染色體（2222條常染色條常染色體體+X+Y+X+Y）上的）上的DNADNA的堿基序列。其中，每條染色體上有的堿基序列。其中，每條染色體上有一個一個DNADNA分子。這分子。這2424個個DNADNA分子大約有分子大約有31.631.6億個堿基對，億個堿基對，其中，構(gòu)成基因的堿基數(shù)占堿基總數(shù)的比例不超過其中，構(gòu)成基因的堿基數(shù)占堿基總數(shù)的比例不超過2%2%。 分析：分析：人體中構(gòu)成基因的堿基對組成比較少，占人體中構(gòu)成基因的堿基對組成比較少，占全部堿基總數(shù)不超過全部堿基總數(shù)不超過2

12、%2%。這說明并不是隨便一段。這說明并不是隨便一段DNADNA就稱為基因?；蚴且欢尉头Q為基因?；蚴且欢蜠NADNA，但是一段，但是一段DNADNA不一定是不一定是基因?；?。結(jié)論：結(jié)論：基因是基因是DNADNA的片段（明確基因的堿基數(shù)占的片段（明確基因的堿基數(shù)占DNADNA堿堿基數(shù)很小的一部分）?；鶖?shù)很小的一部分）。比較兩則資料，你還能得出什么結(jié)論？比較兩則資料，你還能得出什么結(jié)論？ 大腸桿菌的大腸桿菌的DNADNA分子，其中，構(gòu)成基因的分子，其中，構(gòu)成基因的堿基數(shù)占堿基總數(shù)的比例為：堿基數(shù)占堿基總數(shù)的比例為： 4 4004 4001000/4 700 000=94%1000/4 700

13、000=94%。 人類人類DNADNA中，構(gòu)成基因的堿基數(shù)占堿基中，構(gòu)成基因的堿基數(shù)占堿基總數(shù)的比例不超過總數(shù)的比例不超過2%2%。生物越高等生物越高等DNADNA中存中存在的非基因片段的比例越高在的非基因片段的比例越高。什么樣的什么樣的DNADNA片段就是基因？片段就是基因？2、生長在太平洋西北部的一種、生長在太平洋西北部的一種海蟄海蟄能發(fā)能發(fā)出綠色熒光，這是因為海蟄的出綠色熒光，這是因為海蟄的DNA分子分子上有一段長度為上有一段長度為5170個堿基對的片段個堿基對的片段綠色熒光蛋白基因綠色熒光蛋白基因。轉(zhuǎn)基因?qū)嶒灡砻?，。轉(zhuǎn)基因?qū)嶒灡砻?，轉(zhuǎn)入了海蟄的綠色熒光蛋白基因的轉(zhuǎn)入了海蟄的綠色熒光蛋白

14、基因的轉(zhuǎn)基轉(zhuǎn)基因鼠因鼠，在紫外線的照射下，也能象海蟄，在紫外線的照射下，也能象海蟄一樣發(fā)光。一樣發(fā)光。資料資料2 2說明了什么？說明了什么？把海蜇的綠色熒光基因轉(zhuǎn)入鼠的體內(nèi)，鼠體內(nèi)把海蜇的綠色熒光基因轉(zhuǎn)入鼠的體內(nèi)，鼠體內(nèi)出現(xiàn)了以前沒有的熒光。說明出現(xiàn)了以前沒有的熒光。說明基因能控制生物基因能控制生物性狀，基因有遺傳效應(yīng)。它可以獨立起作用。性狀，基因有遺傳效應(yīng)。它可以獨立起作用。4.4.近年來的科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，小鼠體內(nèi)近年來的科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，小鼠體內(nèi)HMGICHMGIC基因與基因與肥胖直接相關(guān)。小鼠沒有肥胖直接相關(guān)。小鼠沒有HMGICHMGIC基因，就沒有肥胖基因，就沒有肥胖的表現(xiàn)，有的表現(xiàn)，有HM

15、GICHMGIC基因就有肥胖表現(xiàn)?；蚓陀蟹逝直憩F(xiàn)。結(jié)論：沒有結(jié)論：沒有HMGICHMGIC基因，就沒有肥胖的表現(xiàn)，有基因，就沒有肥胖的表現(xiàn)，有HMGICHMGIC基因就有肥胖表現(xiàn)。說明基因能控制生物的性狀。人基因就有肥胖表現(xiàn)。說明基因能控制生物的性狀。人和動物的胖瘦是受基因控制的。和動物的胖瘦是受基因控制的。結(jié)合上述資料，從結(jié)合上述資料，從DNADNA水平上給基因下一個完整的水平上給基因下一個完整的定義定義?；蚴怯羞z傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNADNA片段片段?；蚴巧矬w遺傳的基因是生物體遺傳的功能單位功能單位和和結(jié)構(gòu)單位結(jié)構(gòu)單位。 基因是基因是DNADNA片段，不是連續(xù)分布在片段，不

16、是連續(xù)分布在DNADNA上，而上，而是由堿基序列將其分隔開；它能控制性狀，具有是由堿基序列將其分隔開；它能控制性狀，具有特定的遺傳效應(yīng)。特定的遺傳效應(yīng)。二、二、DNADNA片段中的遺傳信息片段中的遺傳信息 遺傳信息是指構(gòu)成遺傳信息是指構(gòu)成DNADNA分子的脫氧核苷酸的排列分子的脫氧核苷酸的排列順序順序( (也可說也可說DNADNA分子中堿基對的排列順序分子中堿基對的排列順序) )，DNADNA分分子能夠儲存足夠量的遺傳信息。子能夠儲存足夠量的遺傳信息。1 1遺傳信息的概念遺傳信息的概念2 2遺傳信息的遺傳信息的多樣性多樣性 構(gòu)成構(gòu)成DNADNA分子的堿基只有分子的堿基只有4 4種，配對方式只有

17、種，配對方式只有2 2種，種，但是堿基對的數(shù)目卻可以成千上萬，形成的堿基對的但是堿基對的數(shù)目卻可以成千上萬，形成的堿基對的排列順序也可以千變?nèi)f化排列順序也可以千變?nèi)f化(4(4n n種，種，n n表示堿基對數(shù)表示堿基對數(shù)) )，從而構(gòu)成了從而構(gòu)成了DNADNA分子的多樣性，也決定了遺傳信息的分子的多樣性，也決定了遺傳信息的多樣性。多樣性。3 3遺傳信息的遺傳信息的特異性特異性 每個特定的每個特定的DNADNA分子中都具有特定的堿基對排分子中都具有特定的堿基對排列順序，而特定的堿基對排列順序中有遺傳效應(yīng)列順序，而特定的堿基對排列順序中有遺傳效應(yīng)的片段代表遺傳信息，所以每個特定的的片段代表遺傳信息，

18、所以每個特定的DNADNA分子中分子中都儲存著特定的遺傳信息，這種特定的堿基對排都儲存著特定的遺傳信息，這種特定的堿基對排列順序就構(gòu)成了列順序就構(gòu)成了DNADNA分子的特異性。分子的特異性。嘗試對以下概念的聯(lián)系進行描述嘗試對以下概念的聯(lián)系進行描述:染色體染色體DNA基因基因脫氧核苷酸脫氧核苷酸堿基堿基模型建構(gòu)模型建構(gòu)概念圖概念圖1染色體染色體DNA基因基因脫氧核苷酸脫氧核苷酸堿基堿基有遺傳效應(yīng)的有遺傳效應(yīng)的DNA片段片段構(gòu)成構(gòu)成+脫氧核糖脫氧核糖+磷酸磷酸（A、T、C、G四種）四種）+蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)形成雙鏈形成雙鏈染色體染色體DNA基因基因脫氧核苷酸脫氧核苷酸染色體是染色體是DNADNA的的主要載體主要載體每個染色體上每個染