第三章第3-4节DNA的复制基因是有遗传效应的DNA片段

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2001,年,2,月,2,日，杭州西湖区西溪路某公司附近发生一起杀人分尸案。现场只发现了两块非常细小的尸块，此外并未留下任何痕迹。由于获得的,DNA,片段过少,未能证实这两块尸块到底是不是同一人的。,在本案中,PCR,仪器起到了什么作用？,技术人员,DNA,片段送到刑侦支队利用一种叫,PCR,的仪器获得了大量的,DNA,系列。这为后来的鉴定和同一认定开启了大门。,8,天后，凶犯杨某被抓获归案。,使,DNA,进行大量复制,第三节,DNA,的复制,沃森和克里克假设，,DNA,复制是一种,复制,一,、,对,DNA,复制方式的探究,全保留复制,半保留复制,弥散复制,（一）提出问题,DNA,的复制方式怎样,?,（二）作出假设,半保留,问题,1,:DNA,肉眼看不见,在实验中应该怎样直观地区分母链和新合成的子链？,预测,1:,如果,DNA,是半保留复制，复制后得到的子一代,DNA,和子二代,DNA,的组成是怎样的,?,亲代,DNA,分子,可以利用同位素,(,具放射性,),标记的方法,（三）,演绎推理,亲代,DNA,分子,预测,2:,如果亲代,DNA,是,15,N,的，放在,14,N,的环境中进行培养，试分析亲代、子一代、子二代,DNA,中,N,元素的分布。,（含,15,N,的链请用红色表示,，,含,14,N,的链请用蓝色表示）,预测,1:,如果,DNA,是半保留复制，复制后得到的子一代,DNA,和子二代,DNA,的组成是怎样的,?,（三）,演绎推理,15,N,/,14,N,-DNA,(,全部,),15,N,/,14,N,-DNA,(1/2),14,N/,14,N,-DNA,(1/2),子一代：,子二代：,亲 代：,15,N/,15,N,-DNA,(,全部,),预测,2:,如果亲代,DNA,是含,15,N,的，放在含,14,N,的环境中进行培养，试分析亲代、子一代、子二代,DNA,中,N,元素的分布。,（含,15,N,的链,请用红色表示,，,含,14,N,的链请用蓝色表示）,子代,DNA,分子,1,母链,1,子链,（三）,演绎推理,问题,2:,事实上,复制后的,DNA,分子通常是随机混合在一起的，怎样才能验证上面的推测是否正确？,15,N,/,14,N,-DNA,(,全部,),15,N,/,14,N,-DNA,(1/2),14,N/,14,N,-DNA,(1/2),子一代：,子二代：,亲 代：,15,N/,15,N,-DNA,(,全部,),可以通过离心使其发生分层,(,同位素质量不同,15,N,质量大于,14,N),亲代,DNA,分子,复制前,复制后,预测,3:,如果对亲代、子一代、子二代的,DNA,都分别进行离心，会分别出现什么结果？,（三）,演绎推理,【,学生活动：用阴影带表示离心的结果,】,子一代：,子二代：,亲 代：,15,N/,15,N,-DNA,(,全部,),15,N,/,14,N,-DNA,(,全部,),15,N,/,14,N,-DNA,(1/2),14,N,/,14,N,-DNA,(1/2),预测,3:,如果对亲代、子一代、子二代的,DNA,都分别进行离心，其结果有什么不同？,15,N/,15,N,-DNA,重带,亲代,DNA,分子,预测,3:,如果对亲代、子一代、子二代的,DNA,都分别进行离心，其结果有什么不同？,15,N/,15,N,-DNA,重带,15,N,/,14,N,-DNA,中带,15,N,/,14,N,-DNA,中带,14,N,/,14,N,-DNA,轻带,（三）,演绎推理,重带,子一代：,中带,子二代：,轻、中带,（四）,验证推理,材料：,方法：,过程与结果,:,大肠杆菌,同位素示踪法,（密度梯度离心）,培,养,提取，离心,培,养,逐代,提取，,离心,结果验证了：,DNA,半保留复制,作出假设,演绎推理,验证推理,得出结论,假说演绎,【,小结,】,（二）,DNA,的复制是半保留复制,（三）子代,DNA,可能的情况及如何设计实验验证这种现象,（四）通过实验进行验证,（一）,DNA,的复制方式怎样,?,提出问题,二、,DNA,复制的过程,（一）,DNA,复制的概念,步骤,1,：,1956,年，美国生物化学家康贝格在试管中，将大肠杆菌中提取出的解旋酶、,DNA,聚合酶等酶加入到具有四种丰富的脱氧核苷酸的人工合成体系中。,结果：,不能合成,DNA,分子,步骤,2,：,康贝格在上述试管中加入了少量,DNA,分子作为引子,并加入,ATP,，培养在适宜温度条件下，一段时间后，测定其中,DNA,的含量。,结果：,试管中的,DNA,的含量增加。,由此可以推测,:DNA,的复制至少需要哪些条件,?,、原料（,游离的种脱氧核苷酸）,、模板（亲代,DNA,两条,解开的单链）（母,链）,、酶（,解旋酶、,DNA,聚合酶等有关的酶）,、能量,（二）,DNA,半保留复制的条件,（三）,DNA,半保留复制的过程,思考,:,(1),复制开始时，,DNA,的结构会发生什么变化？,(2),先解螺旋再复制,还是边解旋边复制,?,(3),子链形成后，与相同的还是互补的母链形成新的,DNA,分子？,（三）,DNA,半保留复制的过程,解旋,以,_,为,模板进行,_,配对,形成,_,母链,碱基互补,两个新,DNA,盘绕螺旋,_,链,_,链,子,母,（四）,DNA,半保留复制的特点,1,、,解旋,复制,2,、,保留复制,（子链与,的母链形成新,DNA,分子）,边 边,半,互补,盘绕螺旋,问题,2,：为了获知细胞复制的时期，科学家通过生化分析得知，细胞分裂间期细胞中脱氧核苷酸含量开始时很低，不久急剧增加，以后又逐渐降低到初始水平。随着脱氧核苷酸含量的动态变化，,DNA,聚合酶的活性显著增高。这说明什么问题？,（五）,DNA,半保留复制过程的再探究,2,、,DNA,复制发生在细胞分裂,期,问题,1,：为了获知细胞复制的场所，将变形虫放在有标记过的脱氧核苷酸培养液中,一段时间后,在细胞核中首先发现有标记的,DNA,分子。这说明什么问题？,1,、,DNA,复制的场所主要在,_,间,细胞核,问题,3,：研究表明，,DNA,的复制总能准确无误地进行，其复制过程中出错的概率仅为,1/20000,。你认为,DNA,能够准确复制最关键的因素是什么？,问题,4,：女性子宫肌瘤细胞中最长的,DNA,分子达,36mm,，,DNA,复制速度约为,4,m/min,(1mm=1000,m),，但复制过程仅需,40min,左右即完成。试分析其可能的原因。,4,、,复制,（五）,DNA,半保留复制过程的再探究,多起点,（六）,DNA,复制过程的意义,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：,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,1/2,n,2/,2,n,2,n,2,个,2,n,2,【,典例训练,】,(2012,威海模拟,),用,15,N,标记含有,100,个碱基对的,DNA,分子，其中有胞嘧啶,60,个，该,DNA,分子在含,14,N,的培养基中连续复制四次。其结果不可能是,(),A.,含有,15,N,的,DNA,分子占,1/8,B.,含有,14,N,的,DNA,分子占,7/8,C.,消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸,600,个,D.,产生了,16,个,DNA,分子,【,变式备选,】,在一个密闭的容器里，用含有同位素,13,C,的脱氧核苷酸合成一个,DNA,分子，然后加入普通的含,12,C,的脱氧核苷酸，经,n,次复制后，所得,DNA,分子中含,12,C,的脱氧核苷酸链数与含,13,C,的脱氧核苷酸链数之比是,(),A.2,n,1 B.(2,n,-2)n,C.(2,n,-1)1 D.(2,n,-2)2,3.,某一,DNA,片段由,500,对碱基组成，,G+C,占碱基总数的,44%,，若该,DNA,片段连续复制,3,次，第三次复制时，需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为,(),A.1120 B.840 C.560 D.1960,4.,一个用,15,N,标记的,DNA,分子含,100,个碱基对，其中腺嘌呤,40,个，在不含,15,N,的培养基中经过,n,次复制后，不含,15,N,的,DNA,分子总数与含,15,N,的,DNA,分子总数之比为,71,，复制过程共需游离的胞嘧啶为,m,个，则,n,、,m,分别是,(),A.3,、,900 B.3,、,420 C.4,、,420 D.4,、,900,共,第四次复制时，需要,胞嘧啶？,480,实验一：,实验二：,实验三：,实验一：,实验二：,(1),实验一、实验二的作用是,_,。,对照作用,实验三：,(2),从实验三结果,C,、,D,看,DNA,复制,_(,是，不是,),半保留复制。,(3),如果实验三的结果都为,F,，据此可判断,DNA,分子的复制,方式,_(,是，不是,),半保留复制。,是,不是,实验三：,(4),如果,DNA,的复制方式是半保留复制，若某次实验的结果中，结,果,C,比以往实验结果所呈现的带略宽，可能的原因是新合成,DNA,单链中的,N,尚有少部分为,_,。,(5),如果,DNA,的复制方式是半保留复制，与结果,D,相比，结果,E,密度,带的数量和位置,_,，宽度不同的是,_,带。,15,N,相同,轻,第四节 基因是有遗传效应的,DNA,片段,1,条染色体,1,个,DNA,1,条染色体,2,个,DNA,DNA,是染色体的组成成分,染色体是,DNA,的载体,DNA,与染色体的关系,黄身,白眼,红宝石眼,截翅,朱红眼,深红眼,棒眼,短硬毛,果蝇某一条染色体上的几个基因,基因与染色体的关系,基因在染色体上，,一条染色体上有多个基因,基因、染色体、,DNA,、性状的关系,1,条,染色体,1,或,2,个,DNA,基因,？,多个,？,性状,资料分析,资料一：,大肠杆菌,DNA,碱基对：,4.710,6,基因碱基对：,4.410,6,基因碱基总数,小于,DNA,碱基总数,结论,人类基因组计划测定的是,24,条染色体（,22,条常染色体,+X+Y,）上,DNA,的碱基序列。其中，每条染色体上有一个,DNA,分子，,24,个,DNA,分子大约有,31.6,亿个碱基对,，共有,基因数约为,3,万个,，其中，,构成基因的碱基数,占碱基总数的比例不超过,2%,。,资料三,结论,:,一个,DNA,上含有多个基因，,基因是,DNA,的片断。,图,B,：正常光线（左）及紫外线照射下（右）的,4,只小鼠，其中,3,号小鼠为对照组，,第,1,、,2,、,4,号小鼠转入了绿色荧光基因,图,A,：发出绿色荧光的海蜇,海蜇的,DNA,分子上有一段长度为,5170,个碱基对的片段,绿色荧光基因,资料二,结论,:,海蛰中的绿色荧光基因在小鼠中表达,近来科学研究发现,小鼠体内,HMGIC,基因与肥胖直接相关,具有,HMGIC,基因缺陷,的实验鼠与作为,对照的小鼠,吃同样多的高脂肪食物,一段时间后,对照组的小鼠变得十分肥胖,而实验鼠体重维持正常。,结论,:,基因控制性状的表达,资料四,上述资料分析总结,基因与,DNA,的关系,基因的定义：是有遗传效应的,DNA,片段。,基因,A,基因,B,基因,C,含有,3,个基因的,DNA,片段的模式图,遗传效应,:,对蛋白质的合成有直接或间接的影响。,基因,遗传信息,DNA,分子为什么能储存大量的遗传信息？,DNA,探究思路,1,、假设,17,个碱基对的脱氧核苷酸组成一个基因，那么,17,个碱基对可以排列出多少种基因？,4,17,思考书本,P57,讨论,遗传信息,蕴藏在,4,种碱基的,排列顺序,中；指,基因,的脱氧核苷酸,