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*,*,*,第,8,课时遗传信息的复制,第,3,章遗传信息的复制与表达,1,目标导读,1.,阅读教材,P,32,内容，了解,DNA,分子半保留复制的概念。,2.,结合教材,P,33,“,阅读与分析,”,，了解,DNA,半保留复制的实验证据。,3.,分析教材图,3,3,，归纳,DNA,分子的复制过程和特点。,4.,总结有关,DNA,复制的计算规律，并探讨,DNA,复制的生物学意义。,重难点击,DNA,分子的复制过程和特点。,2,一,DNA,分子半保留复制的证据,三有关,DNA,分子复制的计算,二,DNA,分子复制的过程,内容索引,四遗传信息复制的重大意义,当堂检测,3,一,DNA,分子半保留复制的证据,4,对,DNA,分子的复制机理，人们做过几种假设，请结合教材内容讨论以下问题。,1.,对,DNA,分子复制的推测,取出上次课制作的,DNA,分子结构模型，把,DNA,的两条多核苷酸链,(,如图,),从碱基的配对处分开。每个小组各负责一条链，根据碱基配对原则，做出现有,DNA,链的互补链。然后再把两个小组制作好的两个,DNA,分子放在一起，进行比较。,(1),上述过程模拟了,DNA,分子复制的过程：将,DNA,分子的,解开，使互补的碱基之间,_,断裂，以解开的两条单链作为复制的,，以游离的脱氧核糖核苷酸为原料，依据,原则，通过形成,，结合到作为模板的单链上。,双螺旋,氢键,碱基互补配对,氢键,模板,5,那么这样的,DNA,分子质量大，离心时应该在试,管的,部；两条链中都含有,14,N,，那么这样的,DNA,分子质量小，离心时应该在试管的,_,部；两条链中一条含有,15,N,，另一条含有,14,N,，那么这样的,DNA,分子质量,_,，离心时应该在试管的,_,部。,(2),从上述比较可以发现，两个,DNA,分子和原,DNA,分子的碱基序列,_,，每个新,DNA,分子中都保留了原来,DNA,分子中的,_,条链，这种方式称做,_,复制。,2.DNA,分子复制的实验证据,(1),实验方法：,_,法和离心技术。,(2),实验原理：如果,DNA,的两条链都用,15,N,标记，,完全相同,一,半保留,放射性同位素标记,上,居中,中,底,6,(3),实验过程,7,(4),在下图中画出预期的实验结果,答案,(5),实验结果和预期的一致，说明,DNA,的复制是以,的方式进行的。,半保留,8,归纳提炼,DNA,分子在复制时，以解旋形成的两条链,(,旧链,),为模板，按照碱基互补配对原则吸收脱氧核糖核苷酸与之配对，形成两条子链,(,新链,),，新链与旧链螺旋成一个新的,DNA,分子，所以称之为半保留复制。,9,1.,以,DNA,的一条链,“,ATC,”,为模板，推测经复制后的子链是,A.,“,TAG,”,B.,“,UAG,”,C.,“,TAC,”,D.,“,TUC,”,答案,解析,问题导析,活学活用,10,问题导析,(1)DNA,复制中碱基互补配对原则为,配对，,配对。,(2)DNA,分子中不含碱基,，这种碱基只在,中含有。,RNA,A,与,T,G,与,C,返回上页,答案,U,11,解析,DNA,复制按照碱基互补配对原则进行。,返回上页,12,二,DNA,分子复制的过程,13,通过以上实验我们了解了,DNA,分子复制具有半保留复制的特点，如图为,DNA,分子复制的过程，结合该图，思考下列内容。,1.,概念：,是指以亲代,DNA,为,合成子代,DNA,的过程。,2.,时间：,DNA,分子复制是在,伴随着,的复制而完成的。,3.,场所：,在真核生物的细胞中，,DNA,复制发生的场所有,。主要场所是,。,模板,细胞分裂间期,染色体,细胞核,细胞核、线粒体和叶绿体,14,4.,条件：,(1),模板：亲代,DNA,的,_,链,。,(2),原料：四种,_,。,(3),能量：,ATP,等。,(4),酶：,解旋酶，其作用是,_,_,。实质是破坏了碱基对之间的,键。,，其作用是,_,。,两条,脱氧核糖核苷酸,将两条螺旋状,DNA,聚合酶,的长链解开形成单链,成和母链互补的子链,将四种脱氧核糖核苷酸按照一定的顺序连接,氢,15,5.,过程,(1),解旋：,DNA,分子首先利用细胞提供的能量，在,_,酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。,(2),合成子链：分别以解开的,_,为模板，以细胞中游离的四种,_,为原料，按照,_,原则，在,_,_,和其他大分子蛋白质的作用下，各自合成与母链,_,的一段子链,DNA,。,(3),形成子代,DNA,：每条新链与其互补的母链盘旋成新的,DNA_,结构，从而形成两个与亲代,DNA_,的新的,DNA,分子。,解旋,每一条,DNA,链,脱氧核糖核苷酸,DNA,聚,碱基互补配对,互补,合酶,完全相同,双螺旋,16,6.,思考以下问题,(1)DNA,复制的起点在碱基组成上有什么特点？,答案,答案,DNA,复制起点处，一般,AT,的含量较高。,(2),怎样保证复制产生的两个子代,DNA,分子和亲代,DNA,分子完全相同？,答案,DNA,分子独特的双螺旋结构提供精确模板。,通过碱基互补配对原则保证了复制准确进行。,(3),两条子链延伸的方向不同，可能的原因是什么？,答案,DNA,分子中的两条链是反向平行的，因此子链的延伸方向也是相反的。,17,一般来讲，原核生物的,DNA,只有一个复制起点，而真核生物的,DNA,有多个复制起点。,小贴士,18,归纳提炼,19,2.,判断下列说法的正误。,(1)DNA,复制只发生在有丝分裂间期,(,),(2)DNA,双螺旋全部解链后，开始,DNA,复制,(,),(3),单个脱氧核糖核苷酸在,DNA,酶的作用下连接成子链，并且,2,条子链形成子代,DNA,分子,(,),(4)DNA,的复制需要消耗能量,(,),(5),单个脱氧核糖核苷酸借助,DNA,聚合酶通过氢键彼此连接成,DNA,链,(,),答案,解析,问题导析,活学活用,20,问题导析,(1)DNA,复制发生在,期，不只是有丝分裂间期。,(2)DNA,复制为边解旋边,。,(3)DNA,复制为一条母链与,的子链结合形成一个新的,DNA,分子。,(4)DNA,复制过程中,和形成,键都需要消耗能量。,(5),脱氧核糖核苷酸链是在,酶的作用下通过形成磷酸二酯键而连接起来的。,解旋,细胞分裂间,复制,返回上页,答案,一条新合成,DNA,聚合,磷酸二酯,21,解析,(1),减数分裂,前的间期也发生,DNA,复制。,(2)DNA,边解旋边复制。,(3)DNA,半保留复制。,(5),单个脱氧核糖核苷酸通过磷酸二酯键连接，不是氢键。,返回上页,22,三有关,DNA,分子复制的计算,23,如果用,15,N,标记,DNA,分子的两条链，让其在含有,14,N,的环境中复制。结合,DNA,分子半保留复制的特点，完成下面表格：,世,代,DNA,分子结构特点,DNA,中多核苷酸链的特点,分,子,总,数,细胞中的,DNA,分子在离心管中的位置,不同,DNA,分子占全部,DNA,分子之比,链,的,总,数,含,14,N,、,15,N,的链所占的比例,含,15,N,含,14,N,和,15,N,只含,14,N,含,15,N,含,14,N,24,0,_,_,_,_,_,_,_,_,1,_,_,_,_,_,_,_,_,2,_,_,_,_,_,_,_,_,3,_,_,_,_,_,_,_,_,2,1,8,4,全部在中部,全部在下部,1/4,中部，,3/4,上部,1,/2,中部，,1/,2,上部,0,1,0,0,1,0,1/4,1/2,0,2,3/4,4,16,0,8,1/2,1,1/2,1/8,1/4,7/8,3/4,0,1/2,根据上表归纳：若培养,n,代，结果是：,1.DNA,分子数,(1),子代,DNA,分子总数,个；,2,n,25,(2),含,15,N,的,DNA,分子数,个；,(3),含,14,N,的,DNA,分子数,个；,(4),只含,15,N,的,DNA,分子数,个；,(5),只含,14,N,的,DNA,分子数,个。,2,n,2,2,2,n,0,2.,多核苷酸链数,(1),子代,DNA,分子中多核苷酸链数,条；,(2),含,15,N,的多核苷酸链,条；,(3),含,14,N,的多核苷酸链,条。,2,n,1,2,2,n,1,2,26,3.,消耗的脱氧核糖核苷酸数,若某,DNA,分子碱基总数为,m,个，含某碱基,x,个。,(1),该,DNA,分子进行,n,次复制：,需含该碱基的脱氧核糖核苷酸分子数需含互补的碱基的脱氧核糖核苷酸分子数,个。,需含不互补的碱基的脱氧核糖核苷酸分子数,个。,(2),该,DNA,分子进行第,n,次复制：,需含该碱基的脱氧核糖核苷酸分子数需含互补的碱基的脱氧核糖核苷酸分子数,个。,需含不互补的碱基的脱氧核苷酸分子数,个。,(2,n,1)x,2,n,1,(m/2,x),(2,n,1)(m/2,x),2,n,1,x,27,归纳提炼,1.,子代,DNA,分子中，含,14,N,的有,2,n,个，只含,14,N,的有,(2,n,2),个，做题时应看准是,“,含,”,还是,“,只含,”,。,2.,无论复制多少次，含,15,N,的,DNA,分子始终是,2,个，占总数比例为,。,3.,子代,DNA,分子中，总链数为,2,n,2,2,n,1,条；含,15,N,的链始终是,2,条，占总数比例为,做题时，应看准是,“,DNA,分子数,”,还是,“,链数,”,。,28,3.,某一个,DNA,分子中，,A,为,200,个，复制数次后，消耗周围环境中含,A,的脱氧核糖核苷酸,3 000,个，该,DNA,分子已经复制了几次,A.4,次,B.3,次,C.5,次,D.6,次,答案,解析,活学活用,解析,利用,DNA,复制规律得知，经过,n,次复制利用腺嘌呤脱氧核糖核苷酸数目应为,3 000,(2,n,1)200,，得,n,4,。,29,四遗传信息复制的重大意义,30,DNA,复制保证了子代能得到亲代的全部遗传信息。阅读教材,P,34,P,35,内容，试归纳遗传信息复制的重大意义。,1.DNA,复制的意义,(1),由于,DNA,分子在结构上的,和复制的,，所以能够准确地将亲代,DNA,的遗传信息传递给后代，保证了亲子代遗传信息的,，使子代的性状与亲代相同或相近。,(2),由于,DNA,分子复制过程可能会,，所以可以产生新的变异，该变异遗传下来，对于生物的多样性和进化具有重要的意义。,稳定性,忠实性,出现差错,一致性,31,2.DNA,体外复制,PCR,技术,(1),原理：模板双链,DNA,分子在,左右的条件下分离成单链,DNA,在,左右条件下引物与单链的模板,DNA,结合,在,的作用下，在,左右条件下合成,DNA,新链，并与模板链螺旋成子代,DNA,重复以上循环过程。,(2),用途,用来扩增目的基因片段，进行,操作。,在临床医疗诊断、癌症监控、基因突变的检测、法医鉴定等领域有着重要的用途。,94,55,72,耐高热的,DNA,聚合酶,基因工程,32,归纳提炼,细胞内,DNA,复制与,PCR,技术的比较,比较项目,细胞内,DNA,复制,PCR,技术,不同点,解旋,在解旋酶作用下边解旋边复制,94,高温解旋，双链分开,酶,解旋酶、,DNA,聚合酶,耐高热的,DNA,聚合酶,温度,体内温和条件,高温,相同点,需提供,DNA,复制的模板；,以四种脱氧核糖核苷酸为原料；,都需要酶的催化,33,4.PCR,技术扩增,DNA,所需要的条件是,目的基因,(,或模板,DNA,分子,),引物,四种脱氧核糖核苷酸,DNA,聚合酶,mRNA,核糖体,A.,B.,C.,D.,答案,活学活用,34,课堂小结,边解旋边复制,半保留复制,35,当堂检测,36,解析,DNA,复制的基本过程是：解旋,合成子链,双链螺旋化，在解旋时互补碱基对之间的氢键断裂，在合成子链时重新形成新的氢键。,1.,下列关于,DNA,复制过程的顺序，正确的叙述是,互补碱基对之间氢键断裂,互补碱基对之间氢键合成,DNA,分子在解旋酶的作用下解旋,以解旋后的母链为模板
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