浙科版高中生物必修2第三章遺傳的分子基礎(chǔ)第三節(jié)DNA通過復(fù)制傳遞遺傳信息課件

1.概念:產(chǎn)生兩個跟親代DNA完全相同的新DNA分子的過程。2.時間:主要在細(xì)胞有絲分裂前的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。3.場所:主要在細(xì)胞核。另外在擬核、線粒體、葉綠體中也可進(jìn)行DNA復(fù)制。4.條件(1)模板:親代DNA分子的兩條鏈。(2)原料:4種游離的脫氧核苷酸。(3)能量:ATP提供的能量。(4)酶:解旋酶、DNA聚合酶等。第三節(jié)DNA通過復(fù)制傳遞遺傳信息1|

DNA復(fù)制的概念、過程和意義5.過程

6.特點:邊解旋邊復(fù)制,半保留復(fù)制。7.精確復(fù)制原因:DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)為DNA分子的復(fù)制提供了精確的模板;通過

堿基互補配對,保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。8.意義:使親代的遺傳信息傳遞給子代,從而保持了前后代遺傳信息的連續(xù)性。因

此,子代能夠繼承親代的性狀。1.實驗方法:同位素示蹤技術(shù)、密度梯度離心技術(shù)。2.實驗過程(1)培養(yǎng)含15N的大腸桿菌:用15NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌若干代,使

大腸桿菌的DNA的兩條鏈都被15N標(biāo)記。(2)轉(zhuǎn)入只含14N的培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng):用14NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)液培養(yǎng)被15N標(biāo)

記的大腸桿菌。(3)離心:分別取完成一次細(xì)胞分裂和完成兩次細(xì)胞分裂的大腸桿菌,并將大腸桿

菌中的DNA分離出來,做密度梯度超速離心和分析。2

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探究DNA的復(fù)制過程

3.實驗結(jié)果:Ⅰ代離心后得到1條中帶;Ⅱ代離心后得到1條中帶、1條輕帶。4.實驗結(jié)論:DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制。判斷正誤,正確的畫“√”,錯誤的畫“?”。1.DNA之所以能夠準(zhǔn)確無誤地自我復(fù)制,根本原因之一是不同DNA分子具有不同

的堿基排列順序。

(

)提示：DNA之所以能夠準(zhǔn)確無誤地自我復(fù)制,原因之一是兩條鏈上的堿基嚴(yán)格按

堿基互補配對原則配對。2.DNA復(fù)制時,以DNA分子的一條鏈作為模板,先解旋后復(fù)制。

(

)提示：DNA分子復(fù)制時兩條脫氧核苷酸鏈都作為模板,邊解旋邊復(fù)制。3.將含14N-14N-DNA的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到以15NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)液中培養(yǎng)若干

代,所獲得的大腸桿菌的DNA中都含有15N。

(

)知識辨析??√4.體外進(jìn)行DNA復(fù)制的實驗,向試管中加入有關(guān)的酶、四種脫氧核苷酸和ATP,37℃下保溫能生成DNA。

(

)提示：DNA復(fù)制的四個基本條件是模板、酶、能量、原料。該實驗沒有加入模

板DNA,所以沒有DNA生成。5.DNA復(fù)制過程需要解旋酶和DNA聚合酶等參與。

(

)6.DNA復(fù)制是按堿基互補配對原則進(jìn)行的,所以不會出現(xiàn)錯誤。

(

)提示：DNA復(fù)制是按堿基互補配對原則進(jìn)行的,一般子代DNA與親代DNA是完

全一樣的,但有時也會出現(xiàn)配對錯誤,從而導(dǎo)致DNA復(fù)制出現(xiàn)錯誤。

√??DNA復(fù)制中的相關(guān)計算規(guī)律將一個全部被15N標(biāo)記的DNA分子(親代)轉(zhuǎn)移到只含14N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)n代,結(jié)果

如下:(1)DNA分子數(shù)①第n代DNA分子總數(shù)=2n②第n代含15N的DNA分子數(shù)=2③第n代含14N的DNA分子數(shù)=2n④第n代只含15N的DNA分子數(shù)=0⑤第n代只含14N的DNA分子數(shù)=2n-21DNA復(fù)制過程中的相關(guān)計算(2)脫氧核苷酸鏈數(shù)①第n代DNA分子中脫氧核苷酸鏈總數(shù)=2n+1②第n代含15N的脫氧核苷酸鏈數(shù)=2③第n代含14N的脫氧核苷酸鏈數(shù)=2n+1-2(3)DNA復(fù)制消耗脫氧核苷酸數(shù)(設(shè)親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個)①復(fù)制n次需要的該脫氧核苷酸數(shù)=m·(2n-1)②第n次復(fù)制需要的該脫氧核苷酸數(shù)=m·2n-1

1.在雙鏈DNA分子中,每一條鏈都有5'端和3'端,5'端是磷酸基團那一端,3'端是羥

基那一端。DNA分子中一條鏈的走向是5'→3',另一條鏈的走向是3'→5',而且生

物體內(nèi)的DNA聚合酶只能催化DNA從5'→3'的方向合成,因此兩條子鏈的合成方

向是相反的。

2DNA復(fù)制的方向和多起點復(fù)制2.多起點復(fù)制真核生物的DNA復(fù)制是有多個起點的,以復(fù)制起點為中心,向兩個方向進(jìn)行復(fù)制,縮短DNA復(fù)制的時間。

典例DNA復(fù)制開始時,將大腸桿菌放在含低劑量3H標(biāo)記的脫氧胸苷(3H-dT)的培養(yǎng)基中,3H-dT可摻入正在復(fù)制的DNA分子間,使其帶有放射性標(biāo)記。幾分鐘

后,將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含高劑量3H-dT的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間。收集、裂解細(xì)

胞,抽取其中的DNA進(jìn)行放射性自顯影檢測,結(jié)果如圖所示(a、b、c表示DNA

上不同的位置)。據(jù)圖可以推測的是

(

)A.復(fù)制起點在高放射性區(qū)域B.DNA復(fù)制為半保留復(fù)制C.DNA復(fù)制從起始點向兩個方向延伸D.DNA復(fù)制方向為a→cC解析

DNA復(fù)制開始時,將大腸桿菌放在含低劑量3H標(biāo)記的脫氧胸苷(3H-dT)的

培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng),故復(fù)制起點在低放射性區(qū)域,A不符合題意;圖示放射性自顯

影檢測結(jié)果無法得出DNA復(fù)制為半保留復(fù)制,B不符合題意;由圖可知,中間為低

放射性區(qū)域,兩邊為高放射性區(qū)域,說明DNA復(fù)制從起始點向兩個方向延伸,即

DNA復(fù)制方向為a←b→c,C符合題意,D不符合題意。1.減數(shù)分裂中染色體標(biāo)記情況分析將核DNA被15N充分標(biāo)記的細(xì)胞放到含14N的培養(yǎng)液中進(jìn)行正常減數(shù)分裂,情況如

圖所示(只展示細(xì)胞中的一對同源染色體):

3DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂過程中的染色體標(biāo)記問題由圖可以看出,減數(shù)分裂過程中雖然細(xì)胞分裂兩次,但DNA只復(fù)制一次,所以形成

的4個子細(xì)胞中所有的核DNA分子都呈“雜合”狀態(tài),即15N-14N-DNA,所有染色

體都含15N。2.有絲分裂中染色體標(biāo)記情況分析將核DNA被15N充分標(biāo)記的細(xì)胞放到只含14N的培養(yǎng)液中進(jìn)行兩次有絲分裂,情況

如圖所示(只展示細(xì)胞中的一對同源染色體):

由圖可以看出,第一次有絲分裂形成的2個細(xì)胞中所有的核DNA分子都呈“雜

合”狀態(tài),即15N-14N-DNA,第二次有絲分裂形成的子細(xì)胞有多種可能性,可能子細(xì)胞的所有染色體都含15N,也可能子細(xì)胞的所有染色體都