高中生物 第3章 第3、4节基因是有遗传效应的DNA片段名师课件 新人教版必修2 .ppt

第3节dna的复制第4节基因是有遗传效应的dna片段 一 对dna分子复制的推测1 提出者 沃森和克里克 2 假说内容 1 解旋 dna分子复制时 dna分子的双螺旋解开 互补碱基之间的 断裂 2 复制 3 特点 每个新合成的dna分子中 都保留了原来dna分子中的一条链 这种复制方式称做 氢键 模板 dna分子解开的 原料 游离的4种 原则 依据 原则 两条单链 脱氧核苷酸 碱基互补配对 半保留复制 二 dna半保留复制的实验证据1 实验材料 2 实验方法 运用 技术 3 实验过程 用放射性 标记细菌的dna转入以含14n物质为唯一氮源的培养基中一段时间取细菌 分离 进行密度梯度超速离心 大肠杆菌 同位素示踪 15n dna 4 实验结果 1 复制一次产生的dna分子中 一条链含14n 另一条链含15n dna分子密度居中 2 复制两次产生的dna分子中 有两个dna分子双链均含 另两个dna分子中一条链含 另一条链含14n 5 实验结论 dna的复制方式为 14n 15n 半保留复制 三 dna分子复制的过程1 概念 以 为模板合成 的过程 2 时期 在细胞 和减数第一次分裂前的 3 场所 主要在 亲代dna 子代dna 有丝分裂的间期 间期 细胞核 4 图解dna分子复制过程 1 解旋 2 合成子链 条件 原则 3 重新螺旋 每一条新链与其对应的模板链盘绕成 所需条件 需图中酶 a 和能量结果 把两条螺旋的双链 模板 模板是图中的链 b 原料 四种 酶 图中酶 b 能量 解旋酶 解开 母链 脱氧核苷酸 dna聚合酶 atp 碱基互补配对 双螺旋结构 5 结果 形成两个 的dna分子 6 特点 1 2 复制 7 准确复制的原因 1 dna分子独特的 结构提供了精确的模板 2 通过 保证了复制的准确进行 8 意义 将 从亲代传给子代 保持了遗传信息的 完全相同 边解旋边复制 半保留 双螺旋 碱基互补配对 遗传信息 连续性 四 基因是有遗传效应的dna片段1 说明基因与dna关系的实例 通过以上资料说明基因与dna的关系 资料1 3说明一个dna分子上有 资料2 4说明每一个基因都是 片段 基因具有特定的 许多基因 特定的dna 遗传效应 2 dna片段中的遗传信息 1 遗传信息 蕴藏在4种碱基的 之中 2 特点 多样性 碱基 的千变万化 特异性 每一个dna分子有特定的碱基 3 与生物体多样性和特异性的关系 排列顺序 排列顺序 排列顺序 思考辨析 1 判断正误 1 dna复制过程中需要atp和尿嘧啶核糖核苷酸 分析 dna的复制过程不需要尿嘧啶核糖核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸是合成rna的原料 2 经过dna复制得到的子代dna是由亲代dna链和复制的新链随机结合而成的 分析 dna复制是严格按照碱基互补配对原则进行的半保留复制 并不是随机结合 3 dna解旋酶破坏的是氢键 不能将dna分解成脱氧核苷酸 4 基因是有遗传效应的脱氧核苷酸序列 2 问题思考 1 dna复制除了在细胞核中进行外 还能发生在哪些场所 提示 真核生物的dna复制还在叶绿体 线粒体 原核生物的dna复制主要在拟核 病毒的dna复制在宿主细胞中 2 dna复制过程中碱基互补配对方式有哪些 提示 a与t t与a g与c c与g 3 dna分子为什么能够携带丰富的遗传信息 提示 由于组成dna分子的碱基数量多及碱基的排列顺序千变万化 4 由20个碱基对组成的脱氧核苷酸链 共有几种排列方式 提示 420 一 有关dna复制的理解1 dna复制的场所 主要场所是细胞核 但在拟核 线粒体 叶绿体中也能进行dna复制 2 能够进行dna复制的生物 一切以dna为遗传物质的生物 3 真核生物细胞核中dna复制发生的时间 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 4 复制所需的酶是指一个酶系统 不仅仅是指解旋酶和dna聚合酶 还包括dna连接酶等 1 解旋酶作用是破坏碱基间的氢键 2 dna聚合酶的作用是连接游离的脱氧核苷酸 3 dna连接酶的作用是连接dna片段 5 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 由着丝点连在一起 在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点分裂时分开 分别进入两个子细胞中 警示钟 脱氧核苷酸链数 dna分子数 每个dna分子含有2条脱氧核苷酸链 二者之间的比例为2 1 学而后思 1 某动物一dna复制时 若从一端开始复制 理论上完成复制约需30s 而实际上只需12s左右 为什么 提示 dna分子的复制是多起点复制 2 dna复制是否可在细胞外进行 提示 可以 满足有模板 原料 酶 atp 温度 ph等条件 可以在细胞外复制 典例训练1 2011 安徽高考改编 如图表示真核细胞内某物质的合成过程 请回答以下问题 1 图示表示过程 主要在进行 需要的原料是 2 dna分子解旋时 需要和 破坏碱基对之间的氢键 3 一个细胞周期中 所示过程在每个起点起始次 解题关键 明确图中起点的含义 即dna开始复制 还要注意dna复制的条件 解析 1 2 dna分子复制时 首先在解旋酶作用下 由atp提供能量使碱基对之间的氢键断裂 需要脱氧核苷酸作为原料 还需要dna聚合酶参与 形成新的dna分子 3 在一个细胞周期中 dna分子只在分裂间期复制一次 答案 1 dna复制细胞核脱氧核苷酸 2 解旋酶能量 3 一 方法规律 判断dna复制要三看一看模板是否为dna 二看原料是否为脱氧核苷酸 三看产物是否为dna 变式备选1 如图为真核细胞dna复制过程的模式图 据图分析 下列相关叙述不正确的是 a 由图示得知 dna分子复制的方式是半保留复制b dna解旋酶能使双链dna解开 且需要消耗atpc 从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的d dna在复制过程中先全部解旋 后半保留复制 解析 选d dna复制过程是边解旋边复制 并非是先全部解旋后再进行复制 所以d错误 二 有关dna复制的计算dna的复制方式为半保留复制 一个被15n标记的dna分子在含有14n脱氧核苷酸的培养基中复制n次 1 合成子代dna分析 2 消耗的脱氧核苷酸数 1 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数为m 2n 1 个 2 第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m 2n 1个 警示钟 解决dna分子复制相关计算的两点注意事项 1 分析被标记dna分子所占的比例时 应注意求的是dna分子数 还是脱氧核苷酸链数 看准是 含 还是 只含 还应注意培养液中化学元素的不同 2 在计算消耗脱氧核苷酸数时要明确是经过n次复制还是第n次复制 学而后思 1 用15n标记的dna分子 放入含14n的培养基中进行复制 当测得含有15n的dna分子数为12 5 时 该dna分子复制了几次 提示 4次 含15n的dna分子在含14n培养基中复制n次 则形成2n个dna分子 其中含15n的dna分子占2 2n 已知2 2n 12 5 则n 4 2 dna复制n次与第n次复制各形成多少个dna分子 提示 dna复制n次形成2n个dna分子 第n次复制形成2n 1个dna分子 典例训练2 2013 潍坊高一检测 下列有关计算中 错误的是 a 用32p标记的噬菌体在大肠杆菌内增殖3代 具有放射性的噬菌体占总数为1 4b 某dna片段有300个碱基对 其中1条链上a t比例为35 则第3次复制该dna片段时 需要780个胞嘧啶脱氧核苷酸c 细胞内全部dna被32p标记后在不含32p的环境中进行连续有丝分裂 第2次分裂产生的每个子细胞染色体均有一半有标记d dna双链被32p标记后 复制n次 子代dna中有标记的占2 2n 解题关键 解答本题应注意两点 1 dna复制是半保留复制 2 dna无论复制多少次 产生的子代dna中总有2个dna含有亲代模板链 解析 选c 复制3次 含32p的噬菌体占2 8 1 4 该片段中c 195 第3次复制需c 195 23 1 780 细胞内全部dna被32p标记后 在不含32p的环境中进行连续有丝分裂 第2次分裂时 细胞复制后的每条染色体中都有1条姐妹染色单体被32p标记 在有丝分裂后期 着丝点分开后 有一半dna带有标记 两条姐妹染色单体分开后向两极运动是随机的 所以进入某1个子细胞的dna不一定有一半带有标记 dna双链被32p标记后 不管复制多少次 都只有2个dna带有标记 所以复制n次 子代dna中有标记的占2 2n 变式备选2 如图为某dna分子片段 假设该dna分子中有碱基5000对 a t占碱基总数的34 若该dna分子在14n的培养基中连续复制2次 下列叙述正确的是 a 复制时作用于 处的酶为解旋酶b 复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9900个c 处指的是腺嘌呤核糖核苷酸d 子代中含15n的dna分子占3 4 解析 选b 复制时作用于 处的酶为dna聚合酶 该dna分子中有碱基5000对 总碱基数为10000个 a t占碱基总数的34 结合题图可知 g c占碱基总数的66 则g c 3300 个 复制2次 需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸3300 4 3300 9900 个 处是腺嘌呤脱氧核苷酸 结合题图可知 子代中含15n的dna分子只有1个 应占dna分子总数的1 4 变式备选3 已知某dna分子含有1000个碱基对 其中一条链上a g t c 1 2 3 4 该dna分子连续复制2次 共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是 a 600个b 900个c 1200个d 1800个 解析 选d 根据题意 可计算出此dna分子含有g600个 复制2次 形成4个dna分子 共有g2400个 减去原dna分子中600个 剩余1800个 即为所求 三 对基因的理解基因是控制生物性状的基本结构和功能单位 基因结构被破坏后 将不能控制生物性状 1 基因与脱氧核苷酸的关系 1 基因的基本组成单位是脱氧核苷酸 2 基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息 脱氧核苷酸的排列顺序的多样性决定了基因的多样性 2 基因与dna的关系 基因是具有遗传效应的dna片段 每个dna分子上有许多个基因 3 基因与染色体的关系 1 基因在染色体上呈线性排列 2 染色体是基因的主要载体 4 脱氧核苷酸 基因 dna和染色体关系 1 图解 2 范围大小 警示钟 基因概念理解的两个误区 1 并不是所有的dna片段都是基因 必须是有遗传效应的dna片段 2 并不是所有的基因都位于染色体上 叶绿体和线粒体也是基因的载体 学而后思 1 基因是怎样复制的 提示 基因随着dna的复制而复制 2 基因是4种碱基对的随机排列吗 提示 不是 每种基因中的碱基对都有一定的排列顺序 体现基因的特异性 典例训练3 2013 金陵高一检测 如图是果蝇某条染色体上的一段dna分子的示意图 下列说法正确的是 a 白眼基因含有多个核糖核苷酸b 白眼基因是有遗传效应的dna片段c 白眼基因位于细胞质内d 白眼基因基本组成单位是4种碱基 解题关键 解答本题的关键有以下两点 1 理解基因的含义 2 明确基因与dna的关系 解析 选b 基因是有遗传效应的dna片段 其基本组成单位与dna相同 即为脱氧核苷酸 脱氧核苷酸共有4种 故b正确 d错误 每个dna分子上含有很多个基因 每个基因中含有许多个脱氧核苷酸 故a错误 染色体是dna的主要载体 白眼基因位于染色体上 是细胞核基因 故c错误 变式备选4 2013 烟台高一检测 关于下面概念图的叙述不正确的是 a a是脱氧核糖b g是蛋白质c d在e中的排列顺序代表遗传信息d f的基本组成单位是图中的e 解析 选d e是f中有遗传效应的片段 f和e的基本组成单位都是d 备选要点 有关dna复制的其他问题1 外界条件对dna复制的影响 在dna复制的过程中 需要酶的催化和atp供能 凡是影响酶活性的因素和影响细胞呼吸的因素 都会影响dna的复制 2 dna复制的准确性 1 一般情况下 dna能准确地进行复制 2 特殊情况下 在外界因素和生物内部因素的作用下 可能造成碱基配对发生差错 引起dna在复制过程中出现差错 3 dna复制的起点数目和方向 dna在进行复制的时候 起点可能不仅仅为一个 有时候为多起点复制 复制的方向也不是单一的 既可以单向进行 也可以双向进行 课题 关于dna分子复制的相关计算类题目 案例 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4次 其结果不可能是 a 含有15n的dna分子占1 8b 含有14n的dna分子占7 8c 消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个d 产生了16个dna分子 审题 抓准信息 快速推断 答题 规范答案 警示失误 正确答案 b 错答 a 错因 不能正确理解dna分子半保留复制的含义 误认为母链中的两条dna链在同一个dna分子中 错答 c 错因 误认为所有子链均需要重新合成 忽视了子代dna中的两条模板链 1 基础理论辨析题 下列属于dna分子复制的特点的是 下列属于dna分子复制的条件的是 a 解旋酶和dna聚合酶b 边解旋边复制c 4种游离的脱氧核苷酸d 亲代的dna分子的两条链e 半保留复制f 能量的供应 解析 选b e a c d f dna分子复制的特点是边解旋边复制 同时遵循半保留复制原则 dna分子复制的条件包括酶 能量 原料和模板 2 某些药物可以抑制肿瘤细胞dna的复制 从而达到控制癌症的目的 这些药物作用的细胞正处在细胞周期的 a 间期b 前期c 中期d 后期 解析 选a 本题考查dna的复制 变化之处是以控制癌细胞增殖为背景考查dna复制的时间 因dna复制发生于分裂间期 所以抑制药物作用于间期 通过抑制dna复制达到癌细胞不分裂的目的 3 如图所示dna分子复制的片段 下列各项正确的是 a 复制出四条dna分子b a和c的碱基序列互补c b和c的碱基序列相同d b和d的碱基序列相同 解析 选d 由题图可知 dna复制了一次 形成两条dna分子 以a为模板合成由a b链构成的子代dna 以d为模板合成由c d链构成的子代dna 两个子代dna分子中 a和c链相同 b和d链相同 4 dna是以半保留方式进行复制的 如果让放射性完全标记的1个双链dna分子在无放射性标记的溶液中复制两次 那么所产生的4个dna分子的特点是 a 部分dna分子含有放射性b 全部dna分子含有放射性c 所有分子的一条链含有放射性d 所有分子的两条链都没有放射性 解析 选a 由于含有放射性的只有2条链 同时它们是半保留复制的 所以复制两次后有2个dna分子含有放射性 其他的dna分子不含有放射性 5 在1个密闭的容器里 用含有同位素13c的脱氧核苷酸合成1个dna分子 然后加入普通的含12c的脱氧核苷酸 经n次复制后 所得dna分子中含12c的脱氧核苷酸链数与含13c的脱氧核苷酸链数之比是 a 2n 1b 2n 2 nc 2n 1 1d 2n 2 2 解析 选c 亲代dna分子是两条链都含13c的dna分子 新形成的脱氧核苷酸链中含12c 1个双链dna分子复制n次形成2n个dna分子 2 2n条脱氧核苷酸链 其中只有2条原来的母链 含13c