基因的本質(zhì)教案

1、第3章 基因的本質(zhì)第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)【課標(biāo)定位】1.闡述肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的過程及結(jié)論。2.闡述噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的方法、過程及結(jié)論，理解DNA是主要的遺傳物質(zhì)?！窘滩幕貧w】一、DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（一）肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1.兩種肺炎雙球菌的特點(diǎn)主要特點(diǎn)種類菌落菌體毒性S型細(xì)菌表面光滑有多糖類的莢膜有毒性，可使人患肺炎或使小鼠患敗血癥死亡R型細(xì)菌表面粗糙無多糖類的莢膜無毒性2.格里菲思的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)原理S型細(xì)菌可使小鼠患敗血癥死亡。（2）實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)結(jié)果將R型活細(xì)菌注入小鼠體內(nèi)小鼠不死亡將S型活細(xì)菌注入小鼠體內(nèi)小鼠死亡，并從小鼠體內(nèi)分離出S型

2、活細(xì)菌將加熱殺死的S型細(xì)菌注入小鼠體內(nèi)小鼠不死亡將R型活細(xì)菌與加熱殺死的S型細(xì)菌混合后注入小鼠體內(nèi)小鼠死亡，并從小鼠體內(nèi)分離出S型活細(xì)菌（3）實(shí)驗(yàn)推論加熱殺死的S型細(xì)菌中含有某種促成R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子。3.艾弗里的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)計思路設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)（如多糖、蛋白質(zhì)等）分開，單獨(dú)研究它們各自的功能。（2）實(shí)驗(yàn)過程、結(jié)果及結(jié)論實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)論分離 提純分別加入已培養(yǎng)有R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中莢膜多糖 蛋白質(zhì) DNA DNA + DNA酶S型活細(xì)菌R型 R型 R型 S型 R型R型R型S型只有加入S型細(xì)菌完整的DNA，R型細(xì)菌才能轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，并且DNA

3、的純度越高，轉(zhuǎn)化就越有效DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，即DNA才是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)（二）噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)1.噬菌體（1）噬菌體的結(jié)構(gòu)由頭部和尾部兩部分組成。頭部和尾部的外殼由蛋白質(zhì)構(gòu)成，頭部內(nèi)含有DNA。（2）噬菌體的增殖T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒，在侵染大腸桿菌后就會在其自身遺傳物質(zhì)的作用下，利用大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)合成自身的組成成分而進(jìn)行大量增殖，當(dāng)增殖到一定數(shù)量后大腸桿菌裂解并釋放出大量的子代噬菌體。2.實(shí)驗(yàn)方法放射性同位素標(biāo)記法。3.實(shí)驗(yàn)過程、結(jié)果及結(jié)論標(biāo)記：在分別含有35S和32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌，以獲得分別含有

4、35S和32P的大腸桿菌；然后用上述大腸桿菌分別培養(yǎng)T2噬菌體，以獲得蛋白質(zhì)含有35S標(biāo)記或DNA含有32P標(biāo)記的噬菌體侵染：用35S標(biāo)記的T2噬菌體侵染一部分未被標(biāo)記的大腸桿菌，用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染另一部分未被標(biāo)記的大腸桿菌攪拌、離心：經(jīng)過短時間的保溫后，用攪拌器攪伴、離心。攪拌的目的是使吸附在細(xì)菌表面的噬菌體與細(xì)菌分離；離心的目的是讓上清液中析出重量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌結(jié)論：由于噬菌體侵染細(xì)菌時，DNA進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)外殼仍留在外面。因此，子代噬菌體的各種性狀是通過親代噬菌體的DNA傳遞下來的，即DNA才是真正的遺傳物質(zhì)對象：上清液和

5、沉淀物中的放射性同位素目的：測知T2噬菌體DNA和蛋白質(zhì)的去向結(jié)果：用35S標(biāo)記的感染實(shí)驗(yàn)，放射性同位素主要分布在上清液中；用32P標(biāo)記的感染實(shí)驗(yàn)，放射性同位素主要分布在沉淀物中。該結(jié)果表明：噬菌體的蛋白質(zhì)外殼主要分布在上清液中，而DNA主要分布在沉淀物中。細(xì)菌裂解釋放出的噬菌體中，可以檢測到32P標(biāo)記的DNA，但卻檢測不到35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)。該結(jié)果表明：噬菌體侵染細(xì)菌時，DNA進(jìn)入了細(xì)菌體內(nèi)，而蛋白質(zhì)外殼留在外面檢測二、RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)煙草花葉病毒感染煙草實(shí)驗(yàn)（一）煙草花葉病毒的組成由蛋白質(zhì)和RNA組成。（二）實(shí)驗(yàn)過程正常煙葉 病態(tài)煙葉煙草花葉病毒甲：病毒的蛋白質(zhì)乙：正常煙葉 正常

6、煙葉病毒的RNA丙：正常煙葉 病態(tài)煙葉（三）實(shí)驗(yàn)結(jié)論在RNA病毒中，RNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。三、DNA是主要的遺傳物質(zhì)生物類型所含核酸遺傳物質(zhì)舉例細(xì)胞生物真核生物DNA和RNADNA人、動物、植物、酵母菌等原核生物細(xì)菌、藍(lán)藻、乳酸菌、硝化細(xì)菌等非細(xì)胞生物大多數(shù)病毒只含有DNADNAT2噬菌體極少數(shù)病毒只含有RNARNAHIV、SARS病毒、煙草花葉病毒等備注由于絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)【要點(diǎn)突破】一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)分析 實(shí)驗(yàn)比較項(xiàng)目體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（格里菲思實(shí)驗(yàn)）體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（艾弗里實(shí)驗(yàn)）培養(yǎng)細(xì)菌用小鼠（體內(nèi)）用培養(yǎng)基（體外）實(shí)驗(yàn)對照R型細(xì)

7、菌與S型細(xì)菌的毒性比較S型細(xì)菌各成分作用的相互對照實(shí)驗(yàn)結(jié)果加熱殺死的S型細(xì)菌能夠使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌S型細(xì)菌完整的DNA才能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌實(shí)驗(yàn)結(jié)論S型細(xì)菌體內(nèi)有轉(zhuǎn)化因子S型細(xì)菌的DNA是遺傳物質(zhì)聯(lián)系所用材料相同，都是肺炎雙球菌（R型和S型）；體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)，僅說明S型細(xì)菌體內(nèi)有轉(zhuǎn)化因子，體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明了轉(zhuǎn)化因子是DNA；兩實(shí)驗(yàn)都遵循對照原則、單一變量原則特別提示：由于DNA的變性溫度較蛋白質(zhì)的變性溫度高，因此，加熱殺死的S型細(xì)菌因蛋白質(zhì)變性而失活，但DNA仍具有活性。由R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化成的S型活細(xì)菌的后代也是有毒性的S型細(xì)菌，這表明這種性狀的轉(zhuǎn)化是可以遺傳的。格里菲思當(dāng)

8、時并不知道轉(zhuǎn)化因子是什么物質(zhì)，其實(shí)驗(yàn)未能證明DNA是遺傳物質(zhì)。肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化作用的實(shí)質(zhì)：S型細(xì)菌的DNA與R型細(xì)菌的DNA進(jìn)行重組，R型細(xì)菌獲得S型細(xì)菌的遺傳信息而轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)分析1.噬菌體侵染細(xì)菌的過程吸附：用尾部的末端吸附在細(xì)菌表面注入：釋放溶菌酶，向細(xì)菌內(nèi)注入DNA，蛋白質(zhì)外殼留在外面合成：以細(xì)菌內(nèi)的脫氧核苷酸為原料合成噬菌體DNA，以細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的氨基酸為原料合成噬菌體的蛋白質(zhì)外殼組裝：一個蛋白質(zhì)外殼裝入一個DNA分子，組成一個新的噬菌體釋放：細(xì)菌細(xì)胞破裂，釋放出幾個至幾十個子代噬菌體2.實(shí)驗(yàn)誤差分析（1）用32P標(biāo)記的感染實(shí)驗(yàn)，上清液中含有少量放射性的原因：

9、保溫時間過短，部分噬菌體還未侵染大腸桿菌，經(jīng)離心后分布于上清液中；保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)增殖后釋放出子代噬菌體，經(jīng)離心后分布于上清液中。（2）用35S標(biāo)記的感染實(shí)驗(yàn)，沉淀物中含有少量放射性的原因：攪拌不充分，少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼仍吸附在大腸桿菌表面，隨大腸桿菌離心到沉淀物中。3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（1）噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，除了證明DNA分子是遺傳物質(zhì)以外，還說明DNA分子能夠進(jìn)行自我復(fù)制（使前后代保持一定的連續(xù)性）并指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。（2）肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)都只能證明DNA是遺傳物質(zhì)，而不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。特別提示：用35S和32P能夠分別標(biāo)

10、記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA的原因：硫僅存在于T2噬菌體的蛋白質(zhì)中（氨基酸的R基中），而磷幾乎都存在于DNA中（脫氧核苷酸的磷酸中）。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計思路證明DNA分子是遺傳物質(zhì)時，科學(xué)家們最關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)設(shè)計思路是：設(shè)法把DNA分子與蛋白質(zhì)分子區(qū)分開，然后直接地、單獨(dú)地去觀察DNA分子和蛋白質(zhì)分子的作用。四、生物的遺傳物質(zhì)1.準(zhǔn)確地說，細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)是DNA，病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA，生物的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA。2.在真核生物中，DNA主要存在于細(xì)胞核中的染色體上，少量存在于細(xì)胞質(zhì)中的線粒體和葉綠體中，因此它們都是遺傳物質(zhì)的載體，但染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體。達(dá)標(biāo)自測1. 某校生物興趣

11、小組在培養(yǎng)有R型活細(xì)菌的A、B、C、D四支試管中，分別加入S型細(xì)菌的DNA、DNA和DNA酶、蛋白質(zhì)、多糖，經(jīng)培養(yǎng)后可檢測到S型細(xì)菌的試管是（ A ）A.試管A B.試管BC.試管C D.試管D2. 下列有關(guān)肺炎雙球菌和T2噬菌體的敘述中，正確的是（ B ）A.T2噬菌體可寄生在乳酸菌體內(nèi)B.T2噬菌體頭部和尾部的外殼是蛋白質(zhì)C.S型細(xì)菌可使人和小鼠患肺炎死亡D.R型細(xì)菌在培養(yǎng)基上形成的菌落表面光滑3. 若用3H、15N、32P、35S標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌，則在產(chǎn)生的子代噬菌體中能夠檢測到的放射性同位素是（ B ）A.可在外殼中檢測到3H、15N、35SB.可在DNA中檢測到3H、1

12、5N、32PC.可在外殼中檢測到15N、35S、32PD.可在DNA中檢測到15N、32P、35S【自我校對】一、（一）1.光滑 有 有 粗糙 無 無 2.（1）S型細(xì)菌 （2）不死亡 死亡 S 不死亡 死亡S （3）轉(zhuǎn)化因子 3.（1）DNA （2）DNA 越高 DNA DNA （二）1.（1）蛋白質(zhì) DNA （2）自身遺傳物質(zhì) 大腸桿菌 大量 2.同位素 3.蛋白質(zhì) DNA 短時間 分離 上清液 沉淀物 去向 上清液 沉淀物 蛋白質(zhì) DNA DNA 蛋白質(zhì) DNA二、（一）蛋白質(zhì) RNA （三）RNA 蛋白質(zhì)三、DNA和RNA DNA 只含有DNA DNA 只含有RNA RNA 絕大多數(shù)

13、主要 第2節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu)【課標(biāo)定位】理解DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)以及DNA分子的多樣性和特異性?！窘滩幕貧w】一、DNA分子的結(jié)構(gòu)（一）結(jié)構(gòu)層次15 4DNA分子：由兩條脫氧核苷酸鏈構(gòu)成規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)基本組成單位4種脫氧核苷酸：基本組成元素：C、H、O、N、P聚合組成物質(zhì)：磷酸、脫氧核糖、含氮堿基脫氧核苷酸鏈：由幾百個乃至上億個脫氧核苷酸互相連接而成A腺嘌呤脫氧核苷酸G鳥嘌呤脫氧核苷酸T胸腺嘧啶脫氧核苷酸C胞嘧啶脫氧核苷酸P含氮堿基脫氧核糖3 2（二）空間結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)兩條脫氧核苷酸鏈按反向平行方式盤旋成規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成DNA

14、的基本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。兩條脫氧核苷酸鏈之間的堿基按照堿基互補(bǔ)配對原則通過氫鍵形成堿基對，將兩條脫氧核苷酸長鏈連接起來堿基互補(bǔ)配對原則DNA兩條鏈之間的堿基只能是：A與T配對（A=T）、G與C配對（GC）二、DNA分子的特性穩(wěn)定性由于構(gòu)成DNA分子的脫氧核糖與磷酸交替連接的順序是穩(wěn)定不變的，兩條鏈之間的堿基互補(bǔ)配對的關(guān)系是穩(wěn)定不變的，這就構(gòu)成了DNA分子的穩(wěn)定性多樣性組成DNA分子的堿基雖然只有4種，而且配對的方式只有2種，但是構(gòu)成DNA分子堿基對的排列順序、數(shù)量、A-T與G-C的比例是千變?nèi)f化的，如由N個堿基對構(gòu)成的DNA分子可有4N種堿基排列順序，這就構(gòu)成了DNA分子的多樣性特異性每個

15、特定的DNA分子具有其特定的堿基對排列順序、數(shù)量和比例，這就構(gòu)成了DNA分子的特異性【要點(diǎn)突破】一、DNA分子的結(jié)構(gòu)1.脫氧核苷酸結(jié)構(gòu)圖A腺嘌呤G鳥嘌呤T胸腺嘧啶C胞嘧啶P含氮堿基脫氧核糖3 215 4（圖中數(shù)字標(biāo)記的是脫氧核糖中5個碳原子的位置）磷酸一分子脫氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子含氮堿基組成，構(gòu)成脫氧核苷酸的含氮堿基有4種，因而構(gòu)成DNA的脫氧核苷酸共有4種：腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸。2.平面結(jié)構(gòu)（1）一條脫氧核苷酸鏈在一條脫氧核苷酸鏈中，一個脫氧核苷酸分子中的脫氧核糖上的3號碳原子與另一個脫氧核苷酸分子中的磷酸通過形成化

16、學(xué)鍵（3´，5´磷酸二酯鍵）而連接起來。如下圖所示：5 45 413 213 2（2）兩條鏈之間的連接兩條脫氧核苷酸鏈之間通過堿基對之間的氫鍵連接起來：A一定與T相互配對，兩堿基之間形成兩個氫鍵；G一定與C相互配對，兩堿基之間形成三個氫鍵。如下圖所示：A TT AC G3.空間結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)（1）由兩條脫氧核苷酸鏈按反向平行方式盤旋成規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。（2）脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成DNA的基本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。（3）兩條脫氧核苷酸鏈之間的堿基按照堿基互補(bǔ)配對原則通過氫鍵形成堿基對。螺旋化二、DNA分子中各堿基之間的數(shù)量關(guān)系1.在一個雙鏈DNA分子中

17、各堿基之間的基本數(shù)量關(guān)系：（1）在整個DNA分子中，A與T等量，G與C等量，即嘌呤與嘧啶等量且各占50%。（2）在整個DNA分子中，任意兩個不互補(bǔ)的堿基之和恒等，并為堿基總數(shù)的50%。（3）一條DNA分子單鏈上的任意一個堿基與另一條DNA分子單鏈上互補(bǔ)的堿基等量。2.在雙鏈DNA分子中，一條DNA鏈上的各堿基之間沒有必然的數(shù)量關(guān)系。特別提示：在一個DNA分子中，堿基對GC所占的比例越大，則該DNA分子的結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。三、堿基比例在雙鏈DNA中的共性與特異性1.堿基比例在雙鏈DNA中的共性A/T、T/A、G/C、C/G、（A+C）/（T+G）、（A+G）/（T+C），在任何一個雙鏈DNA分子中均相

18、等且等于1，并且不會因?yàn)樯锓N類的不同而不同。2.堿基比例在雙鏈DNA中的特異性（A+T）/（G+C）或（G+C）/（A+T）的比值在不同DNA分子中不同，是DNA分子具有多樣性和特異性的具體表現(xiàn)。達(dá)標(biāo)自測1. 已知某DNA分子中鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數(shù)的46%，其中一條鏈（H鏈）所含的堿基中28%是腺嘌呤、24%是胞嘧啶，則與H鏈對應(yīng)的另一條鏈上腺嘌呤、胞嘧啶分別占該鏈全部堿基數(shù)的（ A ）A.26%、22% B.24%、28%C.14%、11% D.11%、14%2. 某雙鏈DNA中的鳥嘌呤占整個DNA堿基的27%，并測得該DNA一條鏈上的腺嘌呤占該鏈堿基的18%，則與其對應(yīng)鏈上的腺

19、嘌呤占該鏈堿基的比例是（ C ）A.9% B.27%C.28% D.46%3. 假若某DNA分子的一條單鏈中（A+G）/（T+C）=0.4，則上述比例在其互補(bǔ)鏈和整個DNA分子中分別為（ B ）A.0.4、0.6 B.2.5、1.0C.0.4、0.4 D.0.6、1.0【自我校對】一、（一）C、H、O、N、P 磷酸 含氮堿基 脫氧核苷酸 兩 雙螺旋 （二）兩 反向平行 脫氧核糖 磷酸 外 堿基 氫鍵 堿基對 A T G C二、交替 互補(bǔ)配對 排列順序 數(shù)量 比例 4N 排列順序 數(shù)量 比例第3節(jié) DNA的復(fù)制【課標(biāo)定位】簡述科學(xué)家對DNA分子復(fù)制的推測，分析DNA分子復(fù)制的過程及特點(diǎn)?！窘滩幕?/p>

20、歸】一、對DNA復(fù)制的推測美國生物學(xué)家沃森和英國物理學(xué)家克里克，在提出DNA堿基特異性配對以后，又提出了DNA是通過半保留方式進(jìn)行復(fù)制的假說。二、DNA分子的復(fù)制（一）復(fù)制的概念以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。（二）復(fù)制的時間細(xì)胞分裂間期（包括有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期）。（三）復(fù)制的場所真核生物主要發(fā)生在細(xì)胞核中，此外還可發(fā)生在線粒體和葉綠體中。原核生物主要發(fā)生在擬核中，此外還有細(xì)胞質(zhì)（如質(zhì)粒的復(fù)制）。（四）復(fù)制的過程AATCGTGGCCCTTAGCACCGGGCCCTTAGCACCGGGCCCAATCGTGGCCCTTAGCACCGGGCCCAATCGTGGCCC螺旋化堿

21、基配對解旋形成子代DNA合成子鏈解旋1.DNA解旋DNA利用細(xì)胞提供的能量，在解旋酶的作用下，使堿基對之間的氫鍵斷裂，兩條螺旋的雙鏈解開形成兩條單鏈（母鏈）。2.合成DNA子鏈當(dāng)DNA雙鏈部分解開時，便以解開的兩條母鏈為模板，在DNA聚合酶作用下，利用細(xì)胞中游離的4種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補(bǔ)配對原則各自合成與母鏈互補(bǔ)的一段子鏈。3.形成子代DNA隨著DNA解旋過程的進(jìn)行，新合成的子鏈不斷地延伸。同時，每條新鏈與其對應(yīng)的模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)，最后形成兩個完全相同的DNA分子。（五）復(fù)制的特點(diǎn)1.邊解旋邊復(fù)制局部解旋合成一段子鏈子鏈與母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)新的DNA分子。2.半保留復(fù)制新合成

22、的每個DNA分子中都保留了親代DNA分子中的一條模板鏈，即子代DNA=親代DNA模板鏈+DNA子鏈。（六）復(fù)制的意義DNA分子通過復(fù)制，將遺傳信息從親代傳遞給子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性?！疽c(diǎn)突破】一、DNA分子的復(fù)制場所真核生物主要發(fā)生在細(xì)胞核中，此外還可發(fā)生在線粒體和葉綠體中。原核生物發(fā)生在擬核和細(xì)胞質(zhì)中（如質(zhì)粒的復(fù)制）。病毒發(fā)生在宿主細(xì)胞中過程（邊解旋邊復(fù)制）解旋復(fù)制開始時，DNA分子首先利用細(xì)胞提供的能量，在DNA解旋酶的作用下，使堿基對之間的氫鍵斷裂，從而把兩條螺旋的雙鏈解開復(fù)制當(dāng)DNA分子的雙鏈部分解開時，便以解開的每一段母鏈為模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用細(xì)胞中游離

23、的4種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補(bǔ)配對原則，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一段子鏈螺旋隨著模板鏈解旋過程的進(jìn)行，新合成的子鏈不斷地延伸。同時，每條新鏈與其對應(yīng)的模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)，最后各自形成一個新的DNA分子結(jié)果一個DNA分子形成兩個完全與親代DNA分子相同的子代DNA分子基本條件模板（親代DNA解旋后的兩條鏈）、原料（游離的4種脫氧核苷酸）、能量（ATP）和酶（解旋酶和DNA聚合酶等）特點(diǎn)邊解旋邊復(fù)制（局部解旋復(fù)制）；半保留復(fù)制（新合成的DNA都保留了親代DNA的一條模板鏈，即子代DNA=親代DNA模板鏈+DNA子鏈）特別提示：DNA復(fù)制的前提：DNA病毒在宿主細(xì)胞中繁殖時才復(fù)制，細(xì)胞生物（包

24、括真核生物和原核生物）在細(xì)胞分裂時才復(fù)制（細(xì)胞不分裂DNA就不會復(fù)制）。DNA分子能夠準(zhǔn)確進(jìn)行自我復(fù)制的原因：DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板；通過堿基互補(bǔ)配對原則，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行。真核細(xì)胞中一個核DNA復(fù)制形成的兩個DNA分別位于兩條姐妹染色單體上，彼此分開于著絲點(diǎn)分裂時有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期，并分別進(jìn)入兩個子細(xì)胞中。二、DNA分子復(fù)制的有關(guān)計算一個DNA分子復(fù)制n代后，能形成2n個DNA分子，在這些DNA分子中，只有兩個DNA分子含有第一代DNA的鏈。一條鏈全部N原子被15N標(biāo)記的DNA分子（0代），轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)（復(fù)制）若干代，其結(jié)

25、果分析如下表：世代DNA分子的特點(diǎn)DNA中脫氧核苷酸的特點(diǎn)分子總數(shù)DNA在離心管中的位置不同DNA分子占全部DNA分子之比鏈總數(shù)不同脫氧核苷酸鏈占全部鏈之比15N-15N14N-15N14N-14N15N鏈14N鏈01全在下部10021012全在中部01041/21/2241/2中部1/2上部01/21/281/43/4381/4中部3/4上部01/43/4161/87/8n2n2/2n中部1-2/2n上部02/2n1-2/2n2n+11/2n1-1/2n特別提示：在運(yùn)用DNA半保留復(fù)制特點(diǎn)，分析被標(biāo)記DNA分子的比例時，應(yīng)特別注意要求計算的是DNA分子數(shù)還是脫氧核苷酸鏈數(shù)。運(yùn)用DNA半保留復(fù)

26、制特點(diǎn)，解決消耗某種脫氧核苷酸數(shù)量的問題時，應(yīng)注意親代DNA分子的兩條母鏈被保留下來，不需消耗原料。在計算消耗脫氧核苷酸數(shù)時要明確是經(jīng)過n次復(fù)制還是第n次復(fù)制。達(dá)標(biāo)自測1. 將DNA被15N完全標(biāo)記的大腸桿菌作為親代，轉(zhuǎn)移到只含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，使其繁殖兩代形成4個新個體，則它們的DNA中含14N的鏈與含15N的鏈之比是（ A ）A.3：1 B.2：1C.1：1 D.7：12. 蠶豆根尖細(xì)胞在含3H-胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中完成一個細(xì)胞周期后，在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期，其染色體的放射性標(biāo)記情況是（ B ）A.每條染色體的兩條單體都被標(biāo)記B.每條染色體都只有一條單體被標(biāo)記C.只有半

27、數(shù)的染色體中一條單體被標(biāo)記D.每條染色體的兩條單體都未被標(biāo)記3. 用15N標(biāo)記含有100個堿基對（胞嘧啶60個）的某DNA分子后，讓其在含有14N的培養(yǎng)液中復(fù)制4次。下列有關(guān)敘述中不正確的是（ B ）A.含15N的DNA占全部DNA的l/8B.含14N的DNA占全部DNA的7/8C.共需消耗腺嘌呤脫氧核苷酸600個D.復(fù)制結(jié)果共產(chǎn)生16個雙鏈DNA分子4. 一個雙鏈DNA分子為第一代，經(jīng)過三次自我復(fù)制，在第四代DNA分子中含有第一代脫氧核苷酸長鏈的DNA分子有幾個（ B ）A.1個 B.2個C.4個 D.8個5. 將某細(xì)菌在含有15N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)后，再轉(zhuǎn)移到含有14N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，8小時后

28、提取DNA分析得知，含15N的DNA所占比例為1/16，則該細(xì)菌的分裂周期是（ C ）A.2小時 B.4小時C.1.6小時 D.1小時6. 若具有A個堿基對的某DNA片段中含有m個腺嘌呤，則該DNA片段完成第n次復(fù)制共需消耗多少個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸 （ B ）A.2n（A-m） B.2n-1（A-m）C.2n-1（A/2-m） D.1/2n-17. 假若某DNA分子共有a個堿基，其中胞嘧啶m個，則該DNA分子復(fù)制3次共需消耗游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸（ C ）A.7（a-m）個 B.8（a-m）個C.7（a/2-m）個 D.8（2a-m）個【自我校對】一、沃森 克里克 半保留二、（一）模板

29、（二）間 間 間 （三）細(xì)胞核 線粒體 葉綠體 擬核 質(zhì)粒 （四）1.能量 解旋 堿基對 氫鍵 2.部分 母鏈 DNA聚合 堿基互補(bǔ)配對 互補(bǔ) 3.解旋 對應(yīng) 完全相同 （五）1.局部 一段 2.模板 （六）遺傳信息第4節(jié) 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段【課標(biāo)定位】1.舉例說明基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。2.掌握基因與DNA、染色體、遺傳信息和性狀之間的關(guān)系?！窘滩幕貧w】一、基因與DNA的關(guān)系（一）從數(shù)量上看1.一個DNA分子上有許多個基因；2.一個DNA分子上所有基因的堿基總數(shù)小于DNA分子中的堿基總數(shù)，即DNA分子上有的堿基序列是沒有遺傳效應(yīng)的（DNA分子上只有部分堿基參與了基因的組成）。

30、（二）從功能上看基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。二、DNA片段中的遺傳信息（一）遺傳信息的概念DNA分子中脫氧核苷酸（堿基對）的排列順序代表著遺傳信息。（二）遺傳信息的特點(diǎn)1.多樣性DNA分子的多樣性決定著遺傳信息的多樣性，從而使得DNA分子能夠儲存足夠數(shù)量的遺傳信息。2.特異性DNA分子的特異性決定著每個特定的DNA分子儲存著特定的遺傳信息，控制著生物特定的遺傳性狀，不同的DNA分子儲存著不同的遺傳信息。（三）遺傳信息與生物體多樣性和特異性的關(guān)系DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。【要點(diǎn)突破】一、基因的概念1.基因與脫氧核苷酸的關(guān)系基因的基本組成單位是脫氧核苷酸，基因中脫氧核苷酸排列順序的多樣性和特異性決定了基因的多樣性和特異性。2.基因與DNA的關(guān)系基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，每個DNA分子上有許多個基因。一個DNA分子上的堿基總數(shù)大于該DNA分子上所有基因的堿基總數(shù)。非基因片段 DNA片段 基因無遺傳效應(yīng) 有遺傳效應(yīng)一個DNA分子有多個基因基因被非基因區(qū)段分隔開3.基因與染色體的關(guān)