高中生物浙科必修二第三章第三节遗传信息的传递.ppt

第三节第三节 遗传信息的传递遗传信息的传递（1 1）半保留复制：形成的两）半保留复制：形成的两个个DNADNA分子各有一条链来自分子各有一条链来自亲代，另一条链是新形成的亲代，另一条链是新形成的（2 2）全保留复制：形成的两）全保留复制：形成的两个个DNADNA分子，一个是亲代的，分子，一个是亲代的，另一个是新形成的另一个是新形成的（3 3）弥散复制（分散复制）：）弥散复制（分散复制）：形成的两个形成的两个DNADNA分子每条链分子每条链中既有母链片段又有新形成中既有母链片段又有新形成的片段的片段（沃森和克里克的假说）（沃森和克里克的假说）（沃森和克里克的假说）（沃森和克里克的假说）（一）（一）DNADNA复制方式的模型假说复制方式的模型假说全保留复制全保留复制半保留复制半保留复制弥散复制弥散复制一、一、DNA复制方式复制方式2.提出假设提出假设1.提出问题提出问题DNADNADNADNA的复制方式是三种方式中的哪一种的复制方式是三种方式中的哪一种的复制方式是三种方式中的哪一种的复制方式是三种方式中的哪一种?（二）（二）DNADNA复制方式的探究复制方式的探究全保留复制全保留复制全保留复制全保留复制半保留复制半保留复制半保留复制半保留复制弥散复制弥散复制弥散复制弥散复制一、一、DNA复制方式复制方式3.演绎推理演绎推理可以利用同位素标记的方法可以利用同位素标记的方法可以利用同位素标记的方法可以利用同位素标记的方法问题：但实验中问题：但实验中问题：但实验中问题：但实验中DNADNADNADNA是肉眼看不见的，如何才能分辨是肉眼看不见的，如何才能分辨是肉眼看不见的，如何才能分辨是肉眼看不见的，如何才能分辨子代子代子代子代DNADNADNADNA分子呢？分子呢？分子呢？分子呢？科学家梅塞尔森和斯塔尔的实验思路：科学家梅塞尔森和斯塔尔的实验思路：（1 1）培养）培养1515N N标记的细菌，放置在以标记的细菌，放置在以1414N N为唯一氮为唯一氮源的培养基中连续培养，已知细菌源的培养基中连续培养，已知细菌20min20min分裂一次，分裂一次，分别在分别在2020、4040分钟分钟取样，然后破碎细胞，分离取样，然后破碎细胞，分离出出DNADNA，就可准确地获得各代的，就可准确地获得各代的DNADNA。（2 2）通过离心处理，完全含）通过离心处理，完全含1515N N的的DNADNA密度最大，密度最大，位于离心管的最下端，称作重带；完全含位于离心管的最下端，称作重带；完全含1414N N的的DNADNA密度最小，位于离心管的最上端，称作轻带；既密度最小，位于离心管的最上端，称作轻带；既含含1515N N也含也含1414N N的的DNADNA密度居于中间，构成中带。密度居于中间，构成中带。中带中带中带中带15N/14N-DNA重带重带重带重带15N/15N-DNA14N/14N-DNA轻带轻带轻带轻带思考思考 你们认为演绎推理时，让你们认为演绎推理时，让DNA复制几代比较好复制几代比较好？小资料：弥散复制小资料：弥散复制全保留复制全保留复制全保留复制全保留复制半保留复制半保留复制半保留复制半保留复制弥散复制弥散复制弥散复制弥散复制【三种复制方式子代三种复制方式子代DNADNA的情况及预期实验结果】的情况及预期实验结果】中带中带中带中带中带中带中带中带重带重带重带重带轻带轻带轻带轻带轻带与轻带与轻带与轻带与中带之中带之中带之中带之间间间间中带中带中带中带轻带轻带轻带轻带重重重重带带带带轻轻轻轻带带带带重带重带子一代：子一代：中带中带子二代：子二代：轻、中带轻、中带4.科学家梅塞尔森和科学家梅塞尔森和斯塔尔实验验证斯塔尔实验验证材料：材料：方法：方法：过程与结果过程与结果:大肠杆菌大肠杆菌同位素示踪法同位素示踪法（密度梯度离心）（密度梯度离心）结果验证了：结果验证了：DNADNA半保留复制半保留复制在美国生物科学杂志2003年组织的评选中，被公认为有史以来生物学领域“最美妙”的实验。作出假设作出假设作出假设作出假设演绎推理演绎推理演绎推理演绎推理实验验证实验验证实验验证实验验证得出结论得出结论得出结论得出结论假假说说演演绎绎法法【小结】【小结】（二）（二）DNADNA的复制是三种复制方的复制是三种复制方式中的一种式中的一种（三）子代（三）子代DNADNA可能的情况及可能的情况及如何设计实验验证这种现象如何设计实验验证这种现象（四）通过实验进行验证（四）通过实验进行验证（一）（一）DNADNA的复制方式的复制方式?提出问题提出问题提出问题提出问题【材料一】步骤1：1956年美国生物化学家科恩伯格将从大肠杆菌中提取出的DNA聚合酶加入到具有一定比例的四种脱氧核苷酸和适量的Mg2+的人工合成体系中，四种脱氧核苷酸并不能聚合成DNA分子。步骤2：当加入了少量单链DNA和ATP，经保温孵育后，测定其中DNA的含量。发现其中DNA的含量增加了，并且这些DNA的（AT）：（CG）的比值不是随意的，与所加入的单链DNA相同，与人工合成体系中四种脱氧核苷酸原来的比例没有关系。人类首次试管中合成人类首次试管中合成人类首次试管中合成人类首次试管中合成DNADNADNADNA二、二、DNA复制过程初探复制过程初探复制的基本条件：复制的基本条件：解旋酶、聚合酶等解旋酶、聚合酶等四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸模板：模板：原料：原料：能量：能量：酶：酶：两条链均可作为模板两条链均可作为模板复制的过程复制的过程模板链的形成（解旋）模板链的形成（解旋）模板链的形成（解旋）模板链的形成（解旋）利用细胞提供的利用细胞提供的能量能量，在，在解旋酶解旋酶的的作用下，把两条螺旋的双链解开。作用下，把两条螺旋的双链解开。合成子链合成子链合成子链合成子链以解开的每段链为以解开的每段链为以解开的每段链为以解开的每段链为模板模板，以细胞中，以细胞中，以细胞中，以细胞中游离的脱氧核苷酸游离的脱氧核苷酸为原料为原料为原料为原料,细胞提细胞提细胞提细胞提供供供供能量能量及及及及DNADNA聚合酶聚合酶的作用下，按的作用下，按的作用下，按的作用下，按照碱基互补配对原则，合成与母链照碱基互补配对原则，合成与母链照碱基互补配对原则，合成与母链照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链。互补的子链。互补的子链。互补的子链。新新新新DNADNADNADNA的形成的形成的形成的形成重新生成两个双螺旋结构的重新生成两个双螺旋结构的重新生成两个双螺旋结构的重新生成两个双螺旋结构的DNADNADNADNA分子。分子。分子。分子。精确的模板和碱基互补配对原则精确的模板和碱基互补配对原则是准确复制的保证是准确复制的保证复制的过程复制的过程复制的过程复制的过程新新新新DNADNADNADNA的形成的形成的形成的形成复制的过程复制的过程问题：女性子宫肌瘤细胞中最长的问题：女性子宫肌瘤细胞中最长的DNADNA分子达分子达36mm36mm，DNADNA复制速度约复制速度约4m/min4m/min(1mm=1000m)(1mm=1000m)，但复，但复制过程仅需制过程仅需40min40min左右即完成。试分析其可能的原左右即完成。试分析其可能的原因？因？多起点复制多起点复制 变式训练：变式训练：变式训练：变式训练：多聚酶链式反应（PCR）是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。PCR过程一般经历下述三十多次循环：95下使模板DNA变性(解旋)55下复性（引物与DNA模板链结合）72下引物链延伸（形成子链）。下列有关PCR过程的叙述中不正确的是()A变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢键 B子链与DNA模板链依靠碱基互补配对原则结合 C延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸 DPCR与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度较高C边边解解旋旋复复制制半半保保留留复复制制多多起起点点复复制制时间时间场所场所过程过程特点特点模板模板原料原料能量能量酶酶产物产物意义意义有丝分裂间期、有丝分裂间期、减数第一次分裂的间期减数第一次分裂的间期细胞核（主要）、线粒体、叶绿体细胞核（主要）、线粒体、叶绿体DNADNA的两条母链的两条母链游离的脱氧核苷酸（游离的脱氧核苷酸（A A、G G、C C、T T）解旋解旋合成子链合成子链形成子代形成子代DNADNA边解旋边复制、边解旋边复制、半保留复制半保留复制ATPATPDNADNA解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶等聚合酶等 子代子代DNADNADNA复制小结复制小结使遗传信息稳定地从亲代传给了子代使遗传信息稳定地从亲代传给了子代1、实战演练：带有、实战演练：带有14N标记的标记的DNA分子（第分子（第0代），代），以以15N标记的脱氧核苷酸为原料连续复制到标记的脱氧核苷酸为原料连续复制到第第3代，则第代，则第3代分子中，代分子中，含含14N DNA分子有几个？占多少？分子有几个？占多少？含含15N的的DNA分子有几个？占多少？分子有几个？占多少？含含14N的脱氧核苷酸链有几条？占多少？的脱氧核苷酸链有几条？占多少？含含15N的脱氧核苷酸链有几条？占多少？的脱氧核苷酸链有几条？占多少？既含既含14N又含又含15N的的DNA分子有几个？占多少？分子有几个？占多少？复制复制n次后，含次后，含14N的的DNA分子有几个？占多少？分子有几个？占多少？2、1/48、100%2、1/814、7/82、1/42、1/2n-12.2.用用3232P P标记某一个噬菌体的标记某一个噬菌体的DNADNA分子分子,然后去侵染不被然后去侵染不被标记的大肠杆菌标记的大肠杆菌,释放出释放出6464个子代噬菌体个子代噬菌体,问问:该噬菌该噬菌体体DNADNA复制的次数以及子代噬菌体中被标记的噬菌体复制的次数以及子代噬菌体中被标记的噬菌体占总数的比例占总数的比例()()A.6 A.6次次,1/64 B.6,1/64 B.6次次,1/32 ,1/32 C.8 C.8次次,1/64 D.8,1/64 D.8次次,1/32,1/32B3.3.下列关于下列关于DNADNA复制的叙述，正确的是复制的叙述，正确的是()()A.A.单个脱氧核苷酸在单个脱氧核苷酸在DNADNA酶的作用下连接合成新的子链酶的作用下连接合成新的子链B.B.有丝分裂、无丝分裂和减数分裂都要发生有丝分裂、无丝分裂和减数分裂都要发生DNADNA复制复制C.DNAC.DNA双螺旋结构全部解旋后，开始双螺旋结构全部解旋后，开始DNADNA的复制的复制D.DNAD.DNA复制时发生染色体的加倍复制时发生染色体的加倍B B4.4.一个不含放射性元素的噬菌体，在脱氧核苷酸被一个不含放射性元素的噬菌体，在脱氧核苷酸被3232P P标标记及氨基酸被记及氨基酸被1515N N标记的细菌内，连续繁殖三代，子代标记的细菌内，连续繁殖三代，子代噬菌体中含有噬菌体中含有3232P P和和1515N N的噬菌体分别占子代噬菌体总的噬菌体分别占子代噬菌体总数的百分数为数的百分数为()A.100%A.100%、100%B.25%100%B.25%、50%50%C.50%C.50%、50%D.25%50%D.25%、0 0A A 5.5.某某DNADNA分分子子中中含含有有1 1 000000个个碱碱基基对对(P(P元元素素只只含含3232P)P)。若若将将DNADNA分分子子放放在在只只含含3131P P的的脱脱氧氧核核苷苷酸酸的的培培养养液液中中让让其其复复制制两两次次，则则子代子代DNADNA的相对分子质量平均比原来的相对分子质量平均比原来()()A.A.减少减少1 500 B.1 500 B.增加增加1 500 1 500 C.C.增加增加1 000 D.1 000 D.减少减少1 0001 000A A6.6.如果将含有一对同源染色体的精原细胞的两个如果将含有一对同源染色体的精原细胞的两个DNADNA分子都用分子都用1515N N标记，并只供给精原细胞含标记，并只供给精原细胞含1414N N的原料，的原料，则该细胞进行减数分裂产生的四个精子中，含则该细胞进行减数分裂产生的四个精子中，含1515N N、1414N N标记的标记的DNADNA分子的精子所占比例依次为分子的精子所占比例依次为()()A.100%A.100%、0 B.50%0 B.50%、50%50%C.50%C.50%、100%D.100%100%D.100%、100%100%D D