DNA的復(fù)制和3.4基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段 課件-高一下學(xué)期生物人教版必修2

3.3

DNA的復(fù)制3.4基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段1.全保留復(fù)制：新復(fù)制出的DNA分子是新形成的，

完全沒有來自親代DNA的部分；復(fù)制一次親代DNA子代DNA一、對DNA復(fù)制的推測2.半保留復(fù)制：新形成的DNA分子一條鏈來自親

代DNA，另一條鏈?zhǔn)切滦纬傻?；?fù)制一次3.分散復(fù)制（彌散復(fù)制）：新復(fù)制的分子中有部分來自親代DNA，有部分是新形成的；復(fù)制一次1958年，科學(xué)家用假說演繹法進(jìn)行實驗，證實了DNA以半保留的方式復(fù)制。一、DNA復(fù)制的過程１、概念：2、時間：有絲分裂的_______和減數(shù)第一次分裂前的_______，3、場所：主要在細(xì)胞核以親代DNA為模板合成子代DNA的過程間期間期除細(xì)胞核外，在其他場所能否進(jìn)行DNA復(fù)制？葉綠體和線粒體判斷：DNA的復(fù)制只發(fā)生于有絲分裂和減數(shù)

第一次分裂前的間期。()×

解旋酶催化，氫鍵斷裂，DNA雙鏈解開解旋：模板(親代DNA)（在DNA聚合酶的催化下，利用游離的脫氧核苷酸合成脫氧核苷酸鏈）合成子鏈:以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對母鏈（舊鏈）子鏈（新鏈）形成子代DNA:邊解旋邊復(fù)制組成

一、DNA分子復(fù)制的過程（P54）

：方式：半保留復(fù)制A問題：圖1中的a、b、c、d四條脫氧核苷酸鏈中，哪些鏈的堿基排列順序是相同的？(b、c是母鏈)a和c的堿基排列順序相同，b和d的堿基排列順序相同。優(yōu)化探究P47探究主體1CTGCCTTACTGCCTTAGACCGAATGACCGAATa

b

c

d動畫過程一、DNA復(fù)制的過程

4、分析并歸納DNA復(fù)制需要哪些條件?5.分析DNA復(fù)制過程及結(jié)果，總結(jié)DNA復(fù)制的特點。6.結(jié)合DNA的結(jié)構(gòu)特點，嘗試說出DNA復(fù)制準(zhǔn)確進(jìn)行的

原因?①能量：ATP②模板：親代DNA的兩條母鏈③原料：4種脫氧核苷酸④酶：解旋酶、DNA聚合酶邊解旋邊復(fù)制半保留復(fù)制①DNA具有獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu),能為復(fù)制提供

精確的模板。②堿基互補(bǔ)配對原則,能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無誤。[易錯警示]有關(guān)DNA復(fù)制的三點提醒(1)親代DNA分子的兩條鏈都可作為模板，以脫氧核苷酸為原料，在DNA聚合酶的催化下合成新的子鏈。(2)解旋與復(fù)制同時進(jìn)行，并非雙螺旋全部解開后復(fù)制。(3)一般情況下，DNA分子可準(zhǔn)確復(fù)制，但也可能發(fā)生差錯，如發(fā)生基因突變。ACGTTCGA12ACGT1TCGA2TCGA3ACGT4同位素標(biāo)記法問題1:如果要在實驗中直觀地區(qū)別、“標(biāo)識”母鏈或子鏈,可以采取什么辦法？問題2:可以用什么元素的同位素(放射性)進(jìn)行標(biāo)記?C、H、O、N、PACGTTCGA12ACGT1TCGA2TCGA3ACGT4推理1:如果親代DNA是15N作標(biāo)記的，放在14N的環(huán)境中進(jìn)行培養(yǎng)，則親代、子一代、子二代DNA分別含有哪種N元素？15N/14N-DNA15N/

15N-DNA14N/14N-DNA15N/14N-DNA復(fù)制1次復(fù)制2次15N14N親代ＤＮＡ子一代ＤＮＡ子二代ＤＮＡ15N15N14N15N15N14N14N14N14N15N14N14N復(fù)制1次復(fù)制2次15N14N親代ＤＮＡ子一代ＤＮＡ子二代ＤＮＡ15N15N14N15N15N14N14N14N14N15N14N14N推理2：連續(xù)復(fù)制n次后，子代DNA共有多少個？其中含母鏈的DNA有多少個？2n個，含母鏈的子代DNA只有2個。復(fù)制次數(shù)1次2次3次n次子代DNA分子總數(shù)含15N的DNA分子數(shù)含14N的DNA分子數(shù)只含15N的DNA分子數(shù)只含14N的DNA分子數(shù)1．DNA分子數(shù)2482n22222482n026（2n-2）0000復(fù)制次數(shù)1次2次3次n次子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)含15N的脫氧核苷酸鏈數(shù)含14N的脫氧核苷酸鏈數(shù)2．脫氧核苷酸鏈數(shù)48162n＋122222614(2n＋1－2)1次2次3次n次共復(fù)制次數(shù)第幾次復(fù)制3．DNA復(fù)制消耗游離的脫氧核苷酸數(shù)

的計算

設(shè)親代DNA分子中含有某種脫氧核苷酸2個，則共需消耗游離該種脫氧核苷酸數(shù)：(1)經(jīng)過n次復(fù)制，共消耗：m·(2n－1)個。(2)第n次復(fù)制時，共消耗：m·2n－1個。26142·(2n－1)2482·2n－1[易錯警示](1)運(yùn)用DNA半保留復(fù)制特點分析被標(biāo)記DNA分子的比例時，應(yīng)注意求的是DNA分子數(shù)，還是脫氧核苷酸鏈數(shù)；還應(yīng)注意培養(yǎng)液中化學(xué)元素的轉(zhuǎn)換。(2)運(yùn)用DNA半保留復(fù)制特點解決消耗某種脫氧核苷酸的數(shù)量問題時，應(yīng)注意親代DNA分子的兩條母鏈被保留下來，不需要消耗原料。[優(yōu)化P48]1．將在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)若干代的某真核細(xì)胞轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，讓細(xì)胞連續(xù)進(jìn)行有絲分裂，并進(jìn)行密度梯度離心，則下列說法中不正確的是(

)A．細(xì)胞經(jīng)過一次分裂和離心后，DNA位于試管的中層B．細(xì)胞經(jīng)過兩次分裂和離心后，一半DNA位于試管的中層，另一半DNA位于上層C．細(xì)胞經(jīng)過三次分裂和離心后，3/4的DNA位于試管的中層，1/4的DNA位于試管的上層D．該實驗可以證明DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制C[優(yōu)化P48]2．一個用15N標(biāo)記的DNA分子片段中含有50個堿基對，其中一條鏈中T＋A占40%。若將該DNA分子放在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制3次，下列相關(guān)敘述正確的是(

)A．該DNA分子的另一條鏈中T＋A占60%B．該DNA分子中含有堿基A的數(shù)目為40個C．該DNA分子中第3次復(fù)制時需要消耗120個游離的GD．經(jīng)3次復(fù)制后，子代DNA分子中含14N的DNA單鏈占全部

DNA單鏈的比例為1/8C[方法技巧]操作如下：第一步：畫出含有染色體的細(xì)胞圖，并畫出相應(yīng)染色體上的DNA分子。第二步：用不同顏色區(qū)分特殊鏈或?qū)⒂嘘P(guān)信息標(biāo)在線段上。如圖：

第三步：與題結(jié)合，處理問題，必須分清含有同位素標(biāo)記的是DNA的單鏈還是雙鏈。[優(yōu)化P49]3．將全部DNA分子雙鏈經(jīng)32P標(biāo)記的雄性動物細(xì)胞(染色體數(shù)為2N)置于不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。經(jīng)過連續(xù)兩次細(xì)胞分裂后產(chǎn)生4個子細(xì)胞，檢測子細(xì)胞中的標(biāo)記情況。下列推斷正確的是(

)A．若進(jìn)行有絲分裂，則含32P染色體的子細(xì)胞比例一定為1/2B．若進(jìn)行減數(shù)分裂，則含32P染色體的子細(xì)胞比例一定為1C．若子細(xì)胞中的染色體都含32P，則一定進(jìn)行有絲分裂D．若子細(xì)胞中的染色體不都含32P，則一定進(jìn)行減數(shù)分裂B1.概念：2.特點：

時間：

模板：原料：能量：酶：場所：以親代DNA分子為模板合成子代DNA分子的過程。3.結(jié)果：4.意義：條件：總結(jié)半保留復(fù)制、邊解旋邊復(fù)制有絲分裂間期和減數(shù)分裂間期親代DNA分子的兩條鏈4種脫氧核苷酸ATP解旋酶和DNA聚合酶主要在細(xì)胞核產(chǎn)生兩個完全一樣的DNA分子保持了遺傳信息的連續(xù)性巧記DNA的復(fù)制——“一所，兩期，三步，四條件”“一所”是指復(fù)制的場所主要是細(xì)胞核；“兩期”是指復(fù)制的時期主要是有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期；“三步”是指“三個步驟”即解旋、形成子鏈、母鏈與子鏈形成新的DNA分子；“四條件”是指原料、模板、能量和酶。

第4節(jié)

基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段

大腸桿菌細(xì)胞的擬核有1個DNA分子，長度約為4700000個堿基對，在DNA分子上分布著4400個基因，每個基因的平均長度約為1000個堿基對。一個DNA上含有

基因?；蛑皇且欢蜠NA。

資料1多個

人類基因組計劃測定的是24條染色體（22條常染色體+X+Y）上的DNA的堿基序列。其中，每條染色體上有一個DNA分子。這24個DNA分子大約有31.6億個堿基對，其中，構(gòu)成基因的堿基數(shù)占堿基總數(shù)的比例不超過2%。并不是隨便一段DNA就稱為基因?；蚴且欢蜠NA，但是一段DNA不一定是基因?！瑼TGT…CGAGTC…ACAGCTAC…AGTGCAGTGCGCA…TGCCGACC…TGAG……TACA…GCTCAG…TGTCGATG…TCACGTCACGCGT…ACGGCTGG…ACTC…RSN

資料2基因基因基因非基因片段非基因片段非基因片段基因在DNA上是

分布的不連續(xù)近來的科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，小鼠體內(nèi)的HMGIC基因與肥胖直接相關(guān)。說明基因能控制生物的性狀。資料3有肥胖基因的小鼠+高脂肪食物→小鼠肥胖肥胖基因缺陷的小鼠+高脂肪食物→小鼠體重正常

生長在太平洋西北部的一種海蟄能發(fā)出綠色熒光，這是因為海蟄的DNA分子上有一段長度為5170個堿基對的片段——綠色熒光蛋白基因。轉(zhuǎn)基因?qū)嶒灡砻?，轉(zhuǎn)入了海蟄的綠色熒光蛋白基因的轉(zhuǎn)基因鼠，在紫外線的照射下，也能象海蟄一樣發(fā)光。說明控制生物性狀的基因可以重組到其他生物的DNA上，獨立起作用。資料4[優(yōu)化P49]1．理解“基因”概念(1)從本質(zhì)上看，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。(2)從結(jié)構(gòu)上看，基因是含有特定遺傳信息的脫氧核苷酸序列。(3)從功能上看，基因是遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。(4)從位置上看，基因在染色體上呈線性排列。遺傳效應(yīng)：指具有復(fù)制、控制生物性狀（轉(zhuǎn)錄、翻譯）、

重組等功能[易錯警示]

(1)基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，一個DNA分子上有許多個基因，但這些基因只占DNA的一小部分，其余為大量的“空白”區(qū)域。(2)如果將一個DNA分成若干段，這些DNA片段中，有的能控制生物的性狀，即能控制蛋白質(zhì)的合成，能控制生物性狀的DNA片段就是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，即基因。有的不能控制生物的性狀，即不能控制蛋白質(zhì)的合成，不能控制生物性狀的DNA片段沒有遺傳效應(yīng)，不能稱為基因。多個基因1個基因含有成百上千個脫氧核苷酸1個DNA1條染色體基因沒有遺傳效應(yīng)的片段二、基因、DNA、染色體的關(guān)系遺傳信息是指？堿基對的排列順序基因都是在染色體上嗎？[優(yōu)化P49]2．脫氧核苷酸、基因、DNA和染色體的關(guān)系隨堂練習(xí)

磷酸A糖

BC基因DE+

染色體

(1)圖中A是

，B是

，C是

，

D是

，E是

。(2)D的基本組成單位是圖中的

，共有

種。D與染色體

的關(guān)系是

。脫氧核糖含氮堿基脫氧核苷酸DNA蛋白質(zhì)C4染色體是D的主要載體隨堂練習(xí)

磷酸A糖

BC基因DE+

染色體(3)圖中基因和D的關(guān)系是