高中生物 3.3遗传信息的传递课件 浙科版必修21.ppt

第三节遗传信息的传递 1 概述dna分子的复制 重点 2 通过 探究dna复制的过程 加深对dna复制过程的理解 难点 一 dna分子的复制过程探究1 dna复制的概念产生 跟亲代dna完全相同的 的过程 2 dna复制的探究过程 新dna分子 两个 同位素示踪法 大 小 15n 一次 两次 半保留复制 思考 新合成的dna分子中的两条链全是子链吗 提示 不是 是一条母链和一条子链 dna复制所形成的子代dna分子是否是亲代dna链和子代dna链随机结合的 提示 不是 是亲代dna链与其相应的子链结合形成的子代dna分子 二 dna复制的过程和意义1 复制过程 能量 解旋酶 母链 脱氧核苷酸 dna聚合酶 碱基互补配对 双螺旋结构 2 意义将遗传信息传递给子代 保持了前后代 的连续性 遗传信息 点拨 新合成的双链dna分子中 一条链来自亲代dna 另一条链则是新合成的 复制出的dna分子与亲代dna分子完全相同 不考虑变异 dna分子复制遵循碱基互补配对原则 一 有关dna复制的理解dna分子复制的场所 时期 特点及结果 dna复制的场所 主要场所是细胞核 但在拟核 线粒体 叶绿体 细胞溶胶 如质粒 中也进行dna复制 规则的双螺旋结构为复制提供精确的模板 碱基互补配对原则保证了复制的准确进行 一切以dna为遗传物质的生物 在体细胞中发生在有丝分裂间期 在有性生殖过程中发生在减数第一次分裂前的间期 真核生物细胞核中dna复制发生的时间 能够进行dna复制的生物 dna精确复制的原因 dna分子复制进行的基本条件 模板 原料 能量 酶 亲代dna分子的两条链 四种游离的脱氧核苷酸 atp 解旋酶 dna聚合酶等 dna复制的特点 边解旋边复制 半保留复制 dna复制的结果 一个dna分子形成两个完全相同的子代dna分子 两个子代dna的位置及分开时间 复制产生的两个子代dna分子位于一对姐妹染色单体上 由着丝粒连在一起 在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝粒分裂时分开 分别进入两个子细胞中 警示钟 dna分子复制过程中的三点认识误区 1 在分析被标记dna分子所占的比例时 要注意是dna分子数 还是脱氧核苷酸链数 二者之间的关系不是1 1 2 在解答消耗某种脱氧核苷酸数量时 要除去亲代dna分子中所含有的相应脱氧核苷酸数量 3 不能将经过n次复制和第n次复制混为一谈 二者之间不是等同关系 典例训练1 科学家以大肠杆菌为实验对象 运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了dna复制方式的探究实验 实验内容及结果见下表 请分析并回答 1 要使大肠杆菌b中的dna中的n全部被标记 必须经过 代培养 且培养液中的 是唯一氮源 2 综合分析本实验的dna离心结果 第 组结果对得到的结论起到了关键作用 但需把它与第 组和第 组的结果进行比较 才能说明dna分子的复制方式是 3 分析讨论 若子一代dna的离心结果为 轻 和 重 两条密度带 则 重带 dna来自于 据此可判断dna分子的复制方式不是 复制 若双链分开后再离心 其结果是 选填 能 或 不能 判断dna的复制方式 若在同等条件下将子二代继续培养 子n代dna离心的结果是 密度带的数量和位置 有无变化 放射性强度发生变化的是 带 若某次实验的结果中 子一代dna的 中带 比以往实验结果的 中带 略宽 可能的原因是新合成的dna单链中的n尚有少部分为 思路点拨 解答本题的关键是 理解 轻 中 重 的含义 正确分析复制后的dna分子中及每条链中n元素的标记情况和培养液中氮源的关系 解析 1 根据表中的第1组和第2组实验结果 将大肠杆菌培养在15nh4cl为唯一氮源的培养液中培养多代 可得到大肠杆菌b 2 若证明dna的复制为半保留复制 需要证明后代dna的两条链一条是原来的 另一条是新合成的 第3组的实验展示了将dna被15n标记的大肠杆菌放在14n的培养基中培养 子一代的dna仅有15n 14n 再结合第1组和第2组的实验可以说明dna的复制为半保留复制 3 轻 dna为14n 14n dna 重 dna为15n 15n dna 根据表中信息 重带 dna来自于b代 出现 的结果只能是后代dna的两条链或全是原来的 或全是新合成的 说明dna分子的复制方式不是半保留复制 若将子一代dna双链分开后再离心 则无法判断后代dna的两条链的来源 不能判断dna的复制方式 因为dna是半保留复制 不管复制多少代 两条母链始终存在 所以在同等条件下将子二代继续培养 子n代dna的情况为有两个为14n 15n dna 其余全为14n 14n dna 所以子n代dna离心结果是 密度带的数量始终是一条中带 一条轻带 位置也没有变化 中带的放射性强度不变 发生变化的是轻带 中带 为15n 14n dna 中带 略宽 说明新合成的dna单链中尚有少部分15n 答案 1 多15nh4cl 2 312半保留复制 3 b半保留 不能 无变化轻 15n 变式训练 2012 杭州高二检测 用含32p的培养基培养玉米体细胞 2n 20 若干代后 再将这些细胞转入不含放射性的培养基中培养 在细胞第二次分裂中期和后期时 每个细胞中被32p标记的染色体条数分别是 a 10 20b 20 20c 20 40d 10 20 解析 选b 依据dna分子的半保留复制特点 细胞第一次分裂后每条染色体中的每一个dna分子中有一条链含有32p 第二次分裂的中期 20条染色体中每条染色体中有一条染色单体含有32p 第二次分裂的后期 40条染色体中有20条染色体含有32p 变式备选1 沃森和克里克在发表了dna分子双螺旋结构的论文后 又提出了dna自我复制的假说 下列有关假说内容的叙述不正确的是 a dna复制时 双螺旋将解开 互补的碱基之间的氢键断裂b 以解开的两条单链为模板 以游离的脱氧核苷酸为原料 依据碱基互补配对原则 通过氢键结合到作为模板的单链上c 形成的dna分子包括一条模板链和一条新链d 形成的两个dna分子是由两条母链 两条子链分别结合而成的 解析 选d 沃森和克里克提出的dna自我复制的假说为半保留复制 即新形成的dna分子包括一条模板链和一条新链 二 dna分子复制过程中的数量变化规律1 已知某一dna分子用15n标记 0代 将含有该标记dna分子的细胞 或某种细菌 转移到只含14n的培养基中培养若干代后 其dna分子数 脱氧核苷酸链数及相关比例如表 世代 dna分子的特点 分子总数 细胞中的dna分子离心后在管中的位置 不同dna分子占全部dna分子之比 仅含15n 含14n 15n 仅含14n dna中脱氧核苷酸链的特点 链的总数 含14n 15n链占全部链数之比 含15n 含14n 亲代 1 2 3 n 1 全部在下部 1 0 0 2 1 0 2 全部在中部 0 1 0 4 1 2 1 2 4 1 2中部 1 2上部 0 1 2 1 2 8 1 4 3 4 8 1 4中部 3 4上部 0 1 4 3 4 16 1 8 7 8 2n 1 2n 1中部 1 1 2n 1上部 0 1 2n 1 2n 1 1 2n 1 1 2n 2 dna的复制为半保留复制 一个dna分子复制n次 则有 1 dna分子数 子代dna分子数 2n个 含有亲代dna链的子代dna分子数 2个 不含亲代dna链的子代dna分子数 2n 2 个 2 脱氧核苷酸链数 子代dna分子中脱氧核苷酸链数 2n 1条 亲代脱氧核苷酸链数 2条 新合成的脱氧核苷酸链数 2n 1 2 条 3 消耗的脱氧核苷酸数 若一亲代dna分子含有某种脱氧核苷酸m个 经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸 2n 1 m个 方法台 认识dna分子复制的本质 1 无论1个dna分子复制几次 含母链的子代dna分子只有2个 2 dna分子复制并非一定准确无误 在复制过程中 也可能发生差错 它是生物遗传和变异的物质基础和根本原因 典例训练2 用15n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14n的培养基中连续复制四次 其结果错误的是 a 含有15n的dna分子占1 8b 复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸600个c 含有14n的dna分子占7 8d 复制结果共产生16个dna分子 思路点拨 解答本题的关键是区分复制4次和第四次复制之间的关系 解析 选c dna分子连续复制4次 形成16个dna分子 其中有2个含有15n 只含有14n的dna分子有14个 全部dna都含有14n 最初的dna分子中含有腺嘌呤脱氧核苷酸为 100 2 60 2 2 40 个 复制4次 共需要40 24 1 600个腺嘌呤脱氧核苷酸 互动探究 复制4次 含有14n的脱氧核苷酸链占多少 提示 15 16 变式备选2 某一dna分子 设为第一代 含有800个碱基对 其中含有腺嘌呤600个 该dna分子连续复制数次后 总共消耗了周围环境中的鸟嘌呤脱氧核苷酸6200个 那么 该dna分子已经复制了 a 4次b 5次c 6次d 7次 解析 选b 该dna分子含有碱基a600个 则含有碱基g的数量为 800 2 600 2 2 200 个 复制n次后消耗周围环境中的碱基g 2n 1 200 6200 n 5 即已复制了5次 探究点 探究性实验结果及结论预测规律 探究某物质对dna复制的影响 案例 2011 浙江高考 为了探究某物质 x 的作用 研究者提出了以下实验思路 1 实验分组 甲组 培养液 y细胞 3h tdr 3h标记的胸腺嘧啶脱氧核苷 生理盐水乙组 培养液 y细胞 3h tdr x 用生理盐水配制 每组设置若干个重复样品 2 分别测定两组的crd 细胞内的放射性强度 求每组的平均值 3 将各样品在适宜条件下培养合适时间后 测定其crd 求每组平均值并进行统计分析 提示与说明 答题时用x crd 3h tdr表示相关名词 y细胞是能增殖的高等动物体细胞 请回答 1 实验目的 2 预测实验结果及结论 如果乙组crd明显高于甲组 说明x对y细胞增殖 dna合成 无影响 如果乙组crd明显低于甲组 3 实验中采用3h tdr的原因 关键点突破 解答本题的关键点 1 题干中提示信息的利用 根据提示 3h tdr是3h标记的胸腺嘧啶脱氧核苷 推知3h tdr是合成dna的原料 根据提示 y细胞是能增殖的高等动物体细胞 推知该实验中y细胞进行dna复制 2 自变量和因变量的确定 比较两组实验可知 自变量是加不加x 因变量是y细胞增殖 dna合成 的速率 所以 该实验的目的就是探究x对y细胞增殖 dna合成 的影响 3 预测实验结果及结论 明确实验的观察现象 该实验观察到的实验现象是y细胞的增殖速率 预测实验可能出现的几种情况 标准答案 1 探究x对y细胞增殖 dna合成 的影响 2 说明x对y细胞增殖 dna合成 有促进作用 如果乙组crd与甲组基本相同 说明x对y细胞增殖 dna合成 有抑制作用 3 3h tdr是合成dna的原料之一 可根据crd的变化来判断细胞增殖 dna合成 的情况 失分点警示 得分要点 1 必须体现自变量 x 与因变量 细胞增殖 dna合成 2 必须体现 甲组和乙组的比较 及 促进 抑制 无影响 3 必须体现 合成dna的原料 失分案例 1 答为 探究x的作用 错误原因是没有写明因变量 2 只答出预测的实验结果而没有写出结论 或只写了结论而无结果预测 没有认识到结果与结论是两个不同的问题 1 dna复制的结果是形成两个携带完全相同遗传信息的dna分子 这两个相同的dna分子形成在 a 有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期b 有丝分裂前期和减数第一次分裂中期c 减数第二次分裂前期d 有丝分裂后期和减数第二次分裂后期 解析 选a 两个相同dna分子是dna复制的结果 dna复制的时期是有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 2 某个dna片段由500对碱基组成 g c占碱基总数的34 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 1155b 1320c 2310d 2640 解析 选b 由于g c 34 所以a t 66 a t 33 整个dna片段中含有500对碱基 该dna片段中腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为33 1000 330个 在第三次复制时需新合成8条dna单链 相当于4个dna分子 因此需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为330 4 1320 个 3 dna分子片段复制的情况如图所示 图中a b c d表示脱氧核苷酸链的片段 如果没有发生变异 下列说法不正确的是 a b和c的碱基序列可以互补b a和c的碱基序列可以互补c a中 a t g c 的比值与b中 a t g c 的比值相同d a中 a g t c 的比值与d中 a g t c 的比值一般不相同 解析 选b a和d互补 b和c互补 如果不发生变异 a和c b和d的碱基组成相同 a正确 b错误 某条脱氧核苷酸链上 a t g c 的比值与其互补链上的比值相同 而 a g t c 的比值与其互补链上的比值一般不相同 所以c项和d项中的说法均正确 4 dna的复制保持了亲子代间遗传的连续性 dna的复制不可能发生在 a 细胞核b 叶绿体c 线粒体d 核糖体 解析 选d 细胞核 叶绿体 线粒体中都有dna 均可发生复制 而核糖体中无dna 5 已知dna分子的一条母链上的部分碱基排列顺序为 a c g t 那么 以另一条母链为模板 经复制后得到的对应子链的碱基排列顺序是 a t g c a b a c g t c u g c a d a c g u 解析 选b 注意题中的信息 模板为另一条母链 所以复制后得到的碱基排列顺序应该和这条母链相同 6 2012 金华高二检测 下列