第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段課件

第2、3、4節(jié)DNA分子的結構DNA的復制基因是有遺傳效應的DNA片段第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段考點一：DNA分子的結構

基礎回顧

1．模型構建者：沃森和克里克。第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段考點一：DNA分子的結構第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段要點突破一、DNA分子結構分析(1)每個DNA片段中，游離的磷酸基團有2個(2)兩個核苷酸之間的化學鍵為磷酸二酯鍵，用限制酶處理可切斷，用DNA連接酶處理可連接，還可用DNA聚合酶連接。(3)堿基對之間的化學鍵為氫鍵，可用解旋酶斷裂，也可加熱斷裂，A與T之間有2個氫鍵，G與C之間有3個氫鍵，DNA分子中G與C堿基占的比例越高，分子穩(wěn)定性越強。(4)每個脫氧核糖連接著2個磷酸，每條單鏈上相鄰堿基不直接相連。考點一：DNA分子的結構第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段二、DNA分子中堿基數(shù)量的計算

解題時先畫出簡圖，根據堿基互補配對原則推知規(guī)律規(guī)律1：在雙鏈DNA分子中，互補堿基兩兩相等，A＝T，C＝G，A＋G＝C＋T，即嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)。規(guī)律2：在雙鏈DNA分子中，互補的兩堿基之和(如A＋T或C＋G)占全部堿基的比例等于其任何一條單鏈中這兩種堿基之和占該單鏈中堿基數(shù)的比例。規(guī)律3：DNA分子一條鏈中(A＋G)/(C＋T)的比值的倒數(shù)等于互補鏈中(A＋G)/(C＋T)的比值，在整個DNA分子中該比值等于1?？键c一：DNA分子的結構第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段【例】【自主解答】(2010年西城區(qū)模擬)某DNA分子中A＋T占整個DNA分子堿基總數(shù)的44%，其中一條鏈(a)上的G占該鏈堿基總數(shù)的21%，那么，對應的另一條互補鏈(b)上的G占該鏈堿基總數(shù)的比例是(

)A．35%B．29%C．28%D．21%解析：整個DNA中的A＋T占整個DNA堿基總數(shù)的44%，則G＋C占整個DNA堿基總數(shù)的56%，故每條鏈中G＋C占該鏈堿基總數(shù)的56%。又因為a鏈上G占該鏈堿基總數(shù)的21%，則a鏈上C占該鏈堿基總數(shù)的35%，則a鏈的互補鏈(b鏈)上的G占該鏈堿基總數(shù)的35%。答案：A。第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段堿基互補配對雙螺旋結構間期減數(shù)分裂第一次分裂兩條母鏈ATPDNA解旋酶考點二：DNA分子的復制

基礎回顧第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段邊解旋邊復制雙螺旋結構堿基互補配對原則考點二：DNA分子的復制第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段1．有關DNA復制的幾個問題(1)復制的場所：主要場所是細胞核，但在擬核、線粒體、葉綠體、細胞質基質(如質粒)中也可進行DNA復制。(2)外界條件對DNA復制的影響：在DNA復制的過程中，需要酶的催化和ATP供能，凡是影響酶活性的因素和影響細胞呼吸的因素，都會影響DNA的復制。(3)DNA復制的準確性①一般情況下，DNA能準確地進行復制。②特殊情況下，在外界因素和生物內部因素的作用下，可能造成堿基配對發(fā)生差錯，引起基因突變。(4)DNA的半保留復制特點：新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈(模板鏈)。要點突破考點二：DNA分子的復制第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段2.DNA分子復制的有關計算假設將1個全部被15N標記的DNA分子(親代)轉移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)n代，結果如下：(1)DNA分子數(shù)①子代DNA分子總數(shù)＝2n個②含15N的DNA分子數(shù)＝2個③含14N的DNA分子數(shù)＝2n個④只含15N的DNA分子數(shù)＝0個⑤只含14N的DNA分子數(shù)＝(2n－2)個考點二：DNA分子的復制第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段

(2)脫氧核苷酸鏈數(shù)①子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2n＋1條②含15N的脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2條③含14N的脫氧核苷酸鏈數(shù)＝(2n＋1－2)條(3)消耗的脫氧核苷酸數(shù)設親代DNA分子中含有某種脫氧核苷酸a個，則：①經過n次復制，共需消耗游離的該種脫氧核苷酸a·(2n－1)個。②在第n次復制時，共需消耗游離的該脫氧核苷酸a·2n－1

個?？键c二：DNA分子的復制第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段考點二：DNA分子的復制【2010·廣東質檢】如果將含有一對同源染色體的精原細胞的DNA分子用15N標記，并供給14N原料。那么，該細胞進行減數(shù)分裂產生的4個精子中，含15N標記的精子所占的比例為(

)

A．25%B．50%C．75%D．100%D[解析]在一次減數(shù)分裂過程中，DNA復制1次，根據DNA半保留復制的特點，每個新的DNA分子都有1條鏈含15N標記，故含15N標記的精子所占的比例為100%。第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段[2011·青浦期末假]設某大腸桿菌含14N(N的質量數(shù)為14，下同)的DNA的相對分子質量為a，若將其長期培養(yǎng)在含15N的培養(yǎng)基中便得到含15N的DNA，相對分子質量為b，現(xiàn)將含15N的DNA大腸桿菌再培養(yǎng)在14N的培養(yǎng)基中，子二代DNA的相對分子質量平均為(

)

A．(a＋b)/2B．(a＋b)/4C．(3a＋b)/4D．(3b＋a)/4[解析]C親代DNA分子為含15N的DNA，相對分子質量為b，放在含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)兩代，根據DNA半保留復制特點，子二代中的DNA分子為兩個只含14N的DNA，兩個含一條15N和一條14N的DNA分子，所以四個DNA分子的總分子質量為2a＋2(a/2＋b/2)＝3a＋b，則平均相對分子質量為(3a＋b)/4，答案為C?？键c二：DNA分子的復制C第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段(2010年山東理綜卷)蠶豆根尖細胞在含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷培養(yǎng)基中完成一個細胞周期，然后在不含放射性標記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期，其染色體的放射性標記分布情況是(

)A．每條染色體的兩條單體都被標記B．每條染色體中都只有一條單體被標記C．只有半數(shù)的染色體中一條單體被標記D．每條染色體的兩條單體都不被標記解析：蠶豆的根尖細胞完成一個細胞周期后，根據DNA半保留復制的特點，形成的子細胞中染色體上的DNA都只有一條鏈具有放射性，另一條鏈不具有放射性，即每條染色體都具有放射性。當在不具有放射性標記的培養(yǎng)基中接著進行下一個細胞周期時，完成DNA復制后，有絲分裂前期以及中期每條染色體都含有兩條染色單體，每條染色單體含有一個DNA分子，這兩個DNA分子一個具有放射性，一個沒有放射性，即細胞中每條染色體含有的兩條染色單體(兩個DNA分子)都是一條染色單體(一個DNA分子)被標記，另一條染色單體(另一個DNA分子)不被標記。考點二：DNA分子的復制

B第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段(2009年江蘇卷)如圖為真核生物染色體上DNA分子復制過程示意圖，有關敘述錯誤的是(

)A．圖中DNA分子復制是從多個起點同時開始的B．圖中DNA分子復制是邊解旋邊雙向復制的C．真核生物DNA分子復制過程需要解旋酶D．真核生物的這種復制方式提高了復制速率解析：由該DNA分子復制過程示意圖可看出：DNA分子復制有多個起點，且邊解旋邊雙向復制(箭頭代表DNA復制方向)，解旋時需要解旋酶參與。這種多起點復制可有效地提高復制速率。由圖示不同復制起點復制出的DNA片段長度不同可知：DNA分子的多個復制起點并不是同時開始復制的?？键c二：DNA分子的復制A第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段考點三：探究DNA的復制方式理論歸納：關于DNA復制方式的探究，充分體現(xiàn)了假說——演繹法，即在克里克假說的基礎上，通過演繹推理，最終通過實驗得以驗證。1．實驗材料：大腸桿菌。2．實驗方法：放射性同位素標記技術和離心技術。3．實驗假設：DNA以半保留的方式復制。4．實驗過程：(見圖)第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段(1)大腸桿菌在含15N標記的NH4Cl培養(yǎng)基中繁殖幾代，使DNA雙鏈充分標記15N。(2)將含15N的大腸桿菌轉移到14N標記的普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)。(3)在不同時刻收集大腸桿菌并提取DNA(間隔的時間為大腸桿菌繁殖一代所需時間)。(4)將提取的DNA進行離心，記錄離心后試管中DNA位置。5．實驗步驟：考點三：探究DNA的復制方式第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段考點三：探究DNA的復制方式6．實驗預期：離心后應出現(xiàn)3條DNA帶。(見圖)(1)重帶(密度最大)：15N標記的親代雙鏈DNA(15N/15N)(2)中帶(密度居中)：一條鏈為15N，另一條鏈為14N標記的子代雙鏈DNA(15N/14N)(3)輕帶(密度最小)：兩條鏈都為14N標記的子代雙鏈DNA(14N/14N)。7．實驗結果：與預期的相符。(見圖)(1)立即取出提取DNA→離心→全部重帶(15N/15N)。(2)繁殖一代后取出提取DNA→離心→全部雜交帶(14N/15N)。(3)繁殖兩代后取出提取DNA→離心→1/2輕帶、1/2中帶。8．實驗結論：DNA的復制是以半保留方式進行的。第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段DNA的復制方式，還可以通過設想來進行預測，可能的情況是：全保留復制、半保留復制、分散復制。(1)根據圖中的示例對三種復制作出可能的假設：考點三：探究DNA的復制方式第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段①如果是全保留復制，則1個DNA分子形成2個DNA分子，其中一個是________，而另一個是________。②如果是半保留復制，則新形成的兩個DNA分子，各有______。③如果是分散復制，則新形成的DNA分子中________________。(2)究竟是哪種復制方式？進行實驗設計證明DNA的復制方式。實驗步驟：①在氮源為14N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N—DNA(對照)。②在氮源為15N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N—DNA(親代)。③將親代15N大腸桿菌轉移到含14N的培養(yǎng)基中，再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度離心方法分離。實驗結果符合DNA是半保留復制的假設和預期，請用圖示表示實驗結果?？键c三：探究DNA的復制方式第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段分析：(1)若DNA為全保留復制，應該在新形成的2個DNA分子中，一個是原DNA分子，一個是新形成的DNA分子；若為半保留復制，則新形成的兩個DNA分子中分別具有親代的一條鏈，新形成的一條鏈；若為分散復制，則新形成的兩個DNA分子中每一條鏈中一些片段是親代的，另一些片段是子代的。考點：三探究DNA的復制方式第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段

(2010年高考北京理綜)科學家以大腸桿菌為實驗對象，運用同位素示蹤技術及密度梯度離心方法進行了DNA復制方式的探索實驗，實驗內容及結果見下表。考點三：探究DNA的復制方式第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段請分析并回答：(1)要得到DNA中的N全部被放射性標記的大腸桿菌B，必須經過________代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的________是唯一氮源。(2)綜合分析本實驗的DNA離心結果，第________組結果對得到結論起到了關鍵作用，但需把它與第__________組和第________組的結果進行比較，才能說明DNA分子的復制方式是________。(3)分析討論：①若子Ⅰ代DNA的離心結果為“輕”和“重”兩條密度帶，則“重帶”DNA來自于________，據此可判斷DNA分子的復制方式不是________復制。②若將子Ⅰ代DNA雙鏈分開后再離心，其結果________(選填“能”或“不能”)判斷DNA的復制方式。③若在同等條件下將子Ⅱ代繼續(xù)培養(yǎng)，子n代DNA離心的結果是：密度帶的數(shù)量和位置________，放射性強度發(fā)生變化的是________帶。④若某次實驗的結果中，子Ⅰ代DNA的“中帶”比以往實驗結果的“中帶”略寬，可能的原因是新合成DNA單鏈中的N尚有少部分為________?？键c三：探究DNA的復制方式第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段【解析】

科學家以大腸桿菌為實驗材料，運用同位素示蹤技術，設計了一個巧妙的實驗，證實了DNA分子的確是以半保留的方式復制的。本題通過幾組實驗對這一過程進行了演繹，結合所學知識和題干的要求解答即可?！敬鸢浮?/p>

(1)多15N/15NH4Cl

(2)3

1

2半保留復制(3)①B半保留②不能③沒有變化輕④15N考點三：探究DNA的復制方式第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段三、基因是有遺傳效應的DNA片段1．基因與DNA的關系(1)每個DNA分子含有許多個基因。(2)基因是有遺傳效應的DNA片段。(3)DNA分子中存在著不是基因的片段。2．DNA片段中的遺傳信息(1)遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序之中。(2)DNA分子能夠儲存足夠量的遺傳信息。(3)DNA分子的多樣性源于堿基排列順序的多樣性。(4)DNA分子的特異性源于每個DNA分子的堿基的特定的排列順序?？键c四：基因與DNA、染色體的關系

基礎回顧第2、3、4節(jié)-DNA的復制-基因是有遺傳效應的DNA片段要點突破考點四：基因與DNA、染色體的關系[知識拓展](1)對于真核細胞來說，染色體是基因的主要載體；線粒體和葉綠體也是基因的載體。(2)對于原核細胞來說，擬核中的DNA分子或者質粒DNA均是裸露的，沒有與蛋白質一起構成染色體。關系內容基因與脫氧核苷酸

基因的基本組成單位是脫氧核苷酸，每個基因含有成百上千個脫氧核苷酸?；蛑忻撗鹾塑账?/p>