人教版必修2 3.3DNA的复制 基因是有遗传效应的DNA片段 课件（28张）.ppt

第3节dna的复制 1 说出科学家对dna分子复制作出的推测 2 简述dna分子的复制过程并说明dna分子的半保留复制 3 说出dna分子携带遗传信息的方式并说明dna携带丰富遗传信息的原因 4 总结基因与dna的关系和基因的概念 5 简述dna半保留复制的实验证据 一 二 三 四 一 dna的复制1 概念dna的复制是以亲代dna为模板合成子代dna的过程 2 时间dna分子的复制是在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期 随着染色体的复制而完成的 细菌的增殖速度很快 细菌的分裂一定要进行什么生理活动 提示 dna复制 3 场所和过程 1 场所 主要在细胞核 细胞质中也有 2 过程 解旋 合成子链 形成子代dna 一 二 三 四 4 特点 1 dna复制是一个边解旋边复制的过程 2 由于新合成的每个dna分子中 都保留了原来dna分子中的一条链 因此 这种复制方式叫半保留复制 5 条件dna分子复制需要的模板是两条已解开的dna单链 原料是游离的4种脱氧核苷酸 提供能量的物质是atp 还需要酶等 dna是规则的双螺旋结构 复制时首先打开碱基对间的什么结构 需要的条件是什么 提示 氢键 需要解旋酶和atp 一 二 三 四 6 意义dna分子通过复制 使亲代的遗传信息传递给子代 从而保证了遗传信息的连续性 一 二 三 四 二 准确复制的原因1 dna分子独特的双螺旋结构提供精确的模板 2 通过碱基互补配对 保证了复制准确进行 一 二 三 四 三 基因与dna 染色体的关系1 每个dna分子上有多个基因 基因是有遗传效应的dna片段 2 每条染色体上有多个基因 基因在染色体上呈线性排列 一 二 三 四 四 dna片段中的遗传信息1 遗传信息 dna分子中4种碱基的排列顺序 2 特点 1 多样性 碱基排列顺序的千变万化 2 特异性 每一个dna分子有特定的碱基排列顺序 3 稳定性 dna分子的结构较稳定 3 与生物体多样性和特异性的关系dna分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础 一 二 一 dna的复制1 理解dna复制 1 复制的场所dna复制的主要场所是细胞核 在拟核 线粒体 叶绿体中也能进行dna的复制 2 外界条件对dna复制的影响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的复制过程 一 二 3 复制的过程 一 二 解旋 在解旋酶的作用下 把两条螺旋的双链解开 合成子链 以解开的每一条母链为模板 以游离的4种脱氧核苷酸为原料 遵循碱基互补配对原则 在有关酶的作用下 各自合成与母链互补的子链 形成子代dna 每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构 从而形成2个与亲代dna完全相同的子代dna分子 特别提醒 真核生物中一般是多起点双向复制 从多个起点开始的复制不一定是同步的 每个起点的复制方向均为双向复制 即从起点向两侧按相反方向复制 一 二 一 二 2 半保留复制的验证 应用放射性同位素示踪技术和密度梯度离心技术为了证明dna分子的复制方式 1958年科学家运用同位素示踪技术 设计了一个非常精巧的实验 一 二 1 实验材料 大肠杆菌 大约每20min分裂一次 产生子代 2 实验方法 放射性同位素标记法和离心技术 3 实验过程 用15n标记的nh4cl培养大肠杆菌 获得15n 15n dna 将大肠杆菌转移到含14n的普通培养液中培养 在不同时刻收集大肠杆菌并提取dna 将提取的dna进行离心 记录离心后试管中dna的位置 一 二 4 实验预期 离心后出现3条dna带 重带 密度最大 最靠近试管底部 两条链都为15n标记的亲代双链dna 15n 15n 杂交带 密度居中 位置也居中 也称中带 一条链为15n 另一条链为14n标记的子代双链dna 15n 14n 轻带 密度最小 离试管底部最远 两条链都为14n标记的子代双链dna 14n 14n 5 结论 实验证明 在新合成的每个dna分子中 都保留了原来dna分子中的一条链 因此 这种复制方式又称为半保留复制 一 二 二 基因与脱氧核苷酸 dna 染色体和生物性状之间的关系 一 二 题型一 题型二 题型三 题型一dna复制的特点 例1 下图为真核生物染色体上dna分子复制过程示意图 下列有关叙述错误的是 a 图中dna分子复制是从多个起点同时开始的b 图中dna分子复制是边解旋边双向复制的c 真核生物dna分子复制过程需要解旋酶d 真核生物的这种复制方式提高了复制速率 题型一 题型二 题型三 解析 从题图中可以看出有多个复制起点 但不是同时开始复制 所以a项错误 图中dna分子复制是边解旋边双向复制的 真核生物dna分子复制过程需要解旋酶 dna聚合酶等参与 这种多起点 半保留复制的模式不仅能保持前后代的稳定性 还提高了dna复制的速率 答案 a反思领悟dna复制具有半保留复制 边解旋边复制 多起点复制 真核生物 双向复制等特点 其中 边解旋边复制 多起点复制 真核生物 双向复制三个特点提高了dna复制的速率 题型一 题型二 题型三 题型二dna复制的有关计算 例2 假设一个双链均被32p标记的噬菌体dna由5000个碱基对组成 其中腺嘌呤占全部碱基的20 用这个噬菌体侵染只含31p的大肠杆菌 共释放出100个子代噬菌体 下列叙述正确的是 a 该过程至少需要3 105个鸟嘌呤脱氧核苷酸b 噬菌体增殖需要细菌提供模板 原料和酶等c 含32p与只含31p的子代噬菌体的比例为1 49d 该噬菌体dna分子中含有的胞嘧啶脱氧核苷酸的数量是2000个 题型一 题型二 题型三 解析 dna分子中含有的鸟嘌呤脱氧核苷酸 g 的数量是 5000 2 5000 2 20 2 2 3000 个 复制过程至少需要鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量为3000 100 1 2 97 105 a项错误 噬菌体增殖过程中的模板来自噬菌体本身 b项错误 经过多次复制后 含32p的子代噬菌体为2个 所以含32p与只含31p的子代噬菌体的比例为2 100 2 1 49 c项正确 在双链dna分子中 胞嘧啶脱氧核苷酸的数量等于鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量 即为3000个 答案 c 题型一 题型二 题型三 反思领悟与dna复制有关的计算规律 dna不论复制多少次 产生的子代dna分子中含有亲代脱氧核苷酸链的总是2个 复制n次产生的子代dna分子数为2n 产生的dna单链为2n 2 2n 1 故复制n次后 含亲代dna链的dna分子数占子代dna分子总数的比例为 复制所需的脱氧核苷酸数 a 2n 1 其中的a为所求的脱氧核苷酸在原来dna 即作模板的亲代dna 分子中的数量 n为复制次数 一定数量的碱基对所能构成的dna分子种类数或所携带的遗传信息的种类数 4n n为碱基对数 题型一 题型二 题型三 题型三基因 染色体和遗传信息的关系 例3 下列关于基因的叙述 正确的是 a dna分子上任意一个片段都是基因b 人体细胞中染色体是基因的唯一载体c 基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息d 基因的多样性决定了dna分子的多样性解析 基因是有遗传效应的dna片段 而不是dna分子中任意一个片段 人体细胞中染色体是基因的主要载体 线粒体中也分布着一定数量的基因 构成基因的基本组成单位是脱氧核苷酸 基因的多样性和dna分子的多样性均与脱氧核苷酸的数量和排列顺序有关 答案 c 题型一 题型二 题型三 反思领悟基因的内涵 功能上 是遗传物质的结构和功能的基本单位 本质上 是有遗传效应的dna片段 结构上 是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列 位置上 核dna在染色体上有特定的位置 呈线性排列 实验设计 能力展示 用同位素标记法证明dna半保留复制 1 含15n的dna在含14n的培养基中复制一次后形成的dna分子在密度梯度离心后形成的带位于重带和轻带中间 2 从在含14n的培养基中生长一代的细胞 原来含15n 中提取dna 通过热变性 使dna双链分开 然后离心 结果观察到两条带 其中一条位于重带位置 一条位于轻带位置 这就有力地证实了dna的半保留复制 实验设计 能力展示 实例分析 含有32p或31p的磷酸 两者化学性质几乎相同 都可参与dna分子的组成 但32p比31p相对分子质量大 现将某哺乳动物的细胞放在含有31p磷酸的培养基中 连续培养数代后得到g0代细胞 然后将g0代细胞移至含32p的培养基中培养 经过第1 第2次细胞分裂后 分别得到g1 g2代细胞 再从g0 g1 g2代细胞中提取dna 经密度梯度离心后得到的结果如下图所示 由于dna相对分子质量不同 因此在离心管内的分布不同 若 分别表示轻 中 重三种dna的位置 请回答下面的问题 实验设计 能力展示 1 g0 g1 g2三代dna离心后的试管分别是图中的 2 g2代 三条带中的dna分子数的比例是 3 图中 两条带中的dna分子所含的同位素分别是 4 上述实验结果证明dna的复制方式为 实验设计 能力展示 解析 首先应理解轻 中 重三种dna的含义 由两条都含31p的脱氧核苷酸链组成的是轻dna 由一条含31p的脱氧核苷酸链与另一条含32p的脱氧核苷酸链形成的是中dna 由两条都含32p的脱氧核苷酸链组成的是重dna 根据dna半保留复制的特点 g0代细胞中的dna全部是轻dna g1代是以g0代