内容正文:
第三章 第三节 DNA通过复制传递遗传信息
北京时间 2022 年 10 月 3 日 17 时 30 分,2022 年诺贝尔生理学或医学奖公布结果。今年,Svante Pääbo(帕博教授)因在已灭绝原始人类基因组(从已灭绝的原始人类骨骼标本中提取 DNA)和人类进化方面的发现而获奖。
开创性研究产生了一门全新的科学学科:古基因组(paleogenomics)。他的研究通过揭示所有现存人类与已灭绝原始人类之间的基因差异,为探索是什么使我们成为独一无二的人类提供了基础。
开创性研究完成了一件看似不可能的事情:对已经灭绝的尼安德特人(Neanderthal)的基因组进行测序。他还发现了一种此前不为人知的原始人类:丹尼索瓦人(Denisova)。重要的是,Pääbo 还发现,在大约 7 万年前人类离开非洲后,基因从这些现已灭绝的原始人类身上转移到了智人身上。这种古老的基因流动在今天仍与人类存在生理上的关联,例如影响我们的免疫系统对感染的反应。
那些基因是如何传递给下一代的呢?
DNA复制
科学家在研究DNA分子复制方式时提出了三种假说
探究DNA复制过程(假说—演绎法)
梅塞尔森(M. Meselson)和斯塔尔(F.stahl)实验
方法:
材料:
可能的结果?
同位素示踪法和密度梯度离心技术
大肠杆菌、含15NH4Cl,14NH4Cl培养液
https://www.bilibili.com/video/av719248476/
一定条件下,15N标记的某双链DNA分子在含14N的原料中连续复制两次,利用离心技术对提取的DNA进行离心,离心后试管中DNA的位置是( )
A
实验结论
DNA复制方式为半保留复制
:解旋酶催化
解旋
模板
(DNA聚合酶的催化下,利用游离的脱氧核苷酸进行)
复制
:以母链为模板进行碱基配对
母链(旧链)
子链(新链)
复制后的DNA
边解旋边复制
DNA复制的过程:
1、概念:
2、场所:
3、时期:
4、条件:
5、方向:5’→3’
6、原则:
7、复制特点:
8、意义:
DNA分子的复制
以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程。
细胞核(主要)、拟核、线粒体、叶绿体
有丝分裂间期、减I前间期
模板:
原料:
能量:
酶:
DNA的两条链
游离的4种脱氧核苷酸
ATP
DNA解旋酶(打开氢键)DNA聚合酶(形成磷酸二酯键)等
碱基互补配对原则
(1)边解旋边复制
(2)半保留复制
使遗传信息在传递过程中保持了连续性
方向问题:
一、 当一个亲代DNA复制n次后
1、DNA数:
2、含母链的DNA数:
3、含子链的DNA数:
4、只含母链的DNA数:
5、不含母链的DNA数:
6、DNA链数:
7、子链数及所占的比例:
DNA复制相关计算
2n
2
2n
0
2n-2
2n+1
(2n-1)/2n
具有100个碱基对的一个DNA片段,内含40个胸腺嘧啶,如果连续复制2次,需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸_________个。
180
推导公式:(2n﹣1)·C
二、游离核苷酸计算:
DNA复制的过程也是染色体形成两条染色单体的过程
A
1、用32P标记了玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链。再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养,在第二次细胞分裂的中期、后期,一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是( )
A.中期20和20、后期40和20
B.中期20和10、后期40和20
C.中期20和20、后期40和10
D.中期20和10、后期40和10
DNA复制与染色体复制、细胞分裂的关系
2、如果某 DNA 分子共有a个碱基,其中含胞嘧啶 m个,那么该 DNA 分子复制3次,需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为( )
A.7(a-m) B.8(a-m) C.7(0.5a-m) D.8(2a-m)
C
3、如图所示为 DNA 的复制图解。请据图回答下列问题:
(1)DNA 复制发生在_________期。
(2)②过程称为__________________ 。
(3)③中的子链是_____________(用图中标号回答)。
(4)③过程必须遵循________________原则。
(5)子代DNA分子中只有一条链来自亲代 DNA分子,
由此说明DNA的复制具有_______________的特点。
间
解旋
Ⅱ、Ⅲ
碱基互补配对
半保留复制
课后习题处理
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