第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段课件

第2、3、4节DNA分子的结构DNA的复制基因是有遗传效应的DNA片段第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段考点一：DNA分子的结构

基础回顾

1．模型构建者：沃森和克里克。第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段考点一：DNA分子的结构第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段要点突破一、DNA分子结构分析(1)每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个(2)两个核苷酸之间的化学键为磷酸二酯键，用限制酶处理可切断，用DNA连接酶处理可连接，还可用DNA聚合酶连接。(3)碱基对之间的化学键为氢键，可用解旋酶断裂，也可加热断裂，A与T之间有2个氢键，G与C之间有3个氢键，DNA分子中G与C碱基占的比例越高，分子稳定性越强。(4)每个脱氧核糖连接着2个磷酸，每条单链上相邻碱基不直接相连。考点一：DNA分子的结构第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段二、DNA分子中碱基数量的计算

解题时先画出简图，根据碱基互补配对原则推知规律规律1：在双链DNA分子中，互补碱基两两相等，A＝T，C＝G，A＋G＝C＋T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。规律2：在双链DNA分子中，互补的两碱基之和(如A＋T或C＋G)占全部碱基的比例等于其任何一条单链中这两种碱基之和占该单链中碱基数的比例。规律3：DNA分子一条链中(A＋G)/(C＋T)的比值的倒数等于互补链中(A＋G)/(C＋T)的比值，在整个DNA分子中该比值等于1。考点一：DNA分子的结构第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段【例】【自主解答】(2010年西城区模拟)某DNA分子中A＋T占整个DNA分子碱基总数的44%，其中一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链(b)上的G占该链碱基总数的比例是(

)A．35%B．29%C．28%D．21%解析：整个DNA中的A＋T占整个DNA碱基总数的44%，则G＋C占整个DNA碱基总数的56%，故每条链中G＋C占该链碱基总数的56%。又因为a链上G占该链碱基总数的21%，则a链上C占该链碱基总数的35%，则a链的互补链(b链)上的G占该链碱基总数的35%。答案：A。第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段碱基互补配对双螺旋结构间期减数分裂第一次分裂两条母链ATPDNA解旋酶考点二：DNA分子的复制

基础回顾第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段边解旋边复制双螺旋结构碱基互补配对原则考点二：DNA分子的复制第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段1．有关DNA复制的几个问题(1)复制的场所：主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、叶绿体、细胞质基质(如质粒)中也可进行DNA复制。(2)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。(3)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，引起基因突变。(4)DNA的半保留复制特点：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链(模板链)。要点突破考点二：DNA分子的复制第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段2.DNA分子复制的有关计算假设将1个全部被15N标记的DNA分子(亲代)转移到含14N的培养基中培养n代，结果如下：(1)DNA分子数①子代DNA分子总数＝2n个②含15N的DNA分子数＝2个③含14N的DNA分子数＝2n个④只含15N的DNA分子数＝0个⑤只含14N的DNA分子数＝(2n－2)个考点二：DNA分子的复制第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段

(2)脱氧核苷酸链数①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条②含15N的脱氧核苷酸链数＝2条③含14N的脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条(3)消耗的脱氧核苷酸数设亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸a个，则：①经过n次复制，共需消耗游离的该种脱氧核苷酸a·(2n－1)个。②在第n次复制时，共需消耗游离的该脱氧核苷酸a·2n－1

个。考点二：DNA分子的复制第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段考点二：DNA分子的复制【2010·广东质检】如果将含有一对同源染色体的精原细胞的DNA分子用15N标记，并供给14N原料。那么，该细胞进行减数分裂产生的4个精子中，含15N标记的精子所占的比例为(

)

A．25%B．50%C．75%D．100%D[解析]在一次减数分裂过程中，DNA复制1次，根据DNA半保留复制的特点，每个新的DNA分子都有1条链含15N标记，故含15N标记的精子所占的比例为100%。第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段[2011·青浦期末假]设某大肠杆菌含14N(N的质量数为14，下同)的DNA的相对分子质量为a，若将其长期培养在含15N的培养基中便得到含15N的DNA，相对分子质量为b，现将含15N的DNA大肠杆菌再培养在14N的培养基中，子二代DNA的相对分子质量平均为(

)

A．(a＋b)/2B．(a＋b)/4C．(3a＋b)/4D．(3b＋a)/4[解析]C亲代DNA分子为含15N的DNA，相对分子质量为b，放在含14N的培养基中培养两代，根据DNA半保留复制特点，子二代中的DNA分子为两个只含14N的DNA，两个含一条15N和一条14N的DNA分子，所以四个DNA分子的总分子质量为2a＋2(a/2＋b/2)＝3a＋b，则平均相对分子质量为(3a＋b)/4，答案为C。考点二：DNA分子的复制C第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段(2010年山东理综卷)蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是(

)A．每条染色体的两条单体都被标记B．每条染色体中都只有一条单体被标记C．只有半数的染色体中一条单体被标记D．每条染色体的两条单体都不被标记解析：蚕豆的根尖细胞完成一个细胞周期后，根据DNA半保留复制的特点，形成的子细胞中染色体上的DNA都只有一条链具有放射性，另一条链不具有放射性，即每条染色体都具有放射性。当在不具有放射性标记的培养基中接着进行下一个细胞周期时，完成DNA复制后，有丝分裂前期以及中期每条染色体都含有两条染色单体，每条染色单体含有一个DNA分子，这两个DNA分子一个具有放射性，一个没有放射性，即细胞中每条染色体含有的两条染色单体(两个DNA分子)都是一条染色单体(一个DNA分子)被标记，另一条染色单体(另一个DNA分子)不被标记。考点二：DNA分子的复制

B第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段(2009年江苏卷)如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，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解析：由该DNA分子复制过程示意图可看出：DNA分子复制有多个起点，且边解旋边双向复制(箭头代表DNA复制方向)，解旋时需要解旋酶参与。这种多起点复制可有效地提高复制速率。由图示不同复制起点复制出的DNA片段长度不同可知：DNA分子的多个复制起点并不是同时开始复制的。考点二：DNA分子的复制A第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段考点三：探究DNA的复制方式理论归纳：关于DNA复制方式的探究，充分体现了假说——演绎法，即在克里克假说的基础上，通过演绎推理，最终通过实验得以验证。1．实验材料：大肠杆菌。2．实验方法：放射性同位素标记技术和离心技术。3．实验假设：DNA以半保留的方式复制。4．实验过程：(见图)第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段(1)大肠杆菌在含15N标记的NH4Cl培养基中繁殖几代，使DNA双链充分标记15N。(2)将含15N的大肠杆菌转移到14N标记的普通培养基中培养。(3)在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA(间隔的时间为大肠杆菌繁殖一代所需时间)。(4)将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA位置。5．实验步骤：考点三：探究DNA的复制方式第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段考点三：探究DNA的复制方式6．实验预期：离心后应出现3条DNA带。(见图)(1)重带(密度最大)：15N标记的亲代双链DNA(15N/15N)(2)中带(密度居中)：一条链为15N，另一条链为14N标记的子代双链DNA(15N/14N)(3)轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA(14N/14N)。7．实验结果：与预期的相符。(见图)(1)立即取出提取DNA→离心→全部重带(15N/15N)。(2)繁殖一代后取出提取DNA→离心→全部杂交带(14N/15N)。(3)繁殖两代后取出提取DNA→离心→1/2轻带、1/2中带。8．实验结论：DNA的复制是以半保留方式进行的。第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段DNA的复制方式，还可以通过设想来进行预测，可能的情况是：全保留复制、半保留复制、分散复制。(1)根据图中的示例对三种复制作出可能的假设：考点三：探究DNA的复制方式第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段①如果是全保留复制，则1个DNA分子形成2个DNA分子，其中一个是________，而另一个是________。②如果是半保留复制，则新形成的两个DNA分子，各有______。③如果是分散复制，则新形成的DNA分子中________________。(2)究竟是哪种复制方式？进行实验设计证明DNA的复制方式。实验步骤：①在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N—DNA(对照)。②在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N—DNA(亲代)。③将亲代15N大肠杆菌转移到含14N的培养基中，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度离心方法分离。实验结果符合DNA是半保留复制的假设和预期，请用图示表示实验结果。考点三：探究DNA的复制方式第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段分析：(1)若DNA为全保留复制，应该在新形成的2个DNA分子中，一个是原DNA分子，一个是新形成的DNA分子；若为半保留复制，则新形成的两个DNA分子中分别具有亲代的一条链，新形成的一条链；若为分散复制，则新形成的两个DNA分子中每一条链中一些片段是亲代的，另一些片段是子代的。考点：三探究DNA的复制方式第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段

(2010年高考北京理综)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复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。考点三：探究DNA的复制方式第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段请分析并回答：(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，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：①若子Ⅰ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。②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果________(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置________，放射性强度发生变化的是________带。④若某次实验的结果中，子Ⅰ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DNA单链中的N尚有少部分为________。考点三：探究DNA的复制方式第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段【解析】

科学家以大肠杆菌为实验材料，运用同位素示踪技术，设计了一个巧妙的实验，证实了DNA分子的确是以半保留的方式复制的。本题通过几组实验对这一过程进行了演绎，结合所学知识和题干的要求解答即可。【答案】

(1)多15N/15NH4Cl

(2)3

1

2半保留复制(3)①B半保留②不能③没有变化轻④15N考点三：探究DNA的复制方式第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段三、基因是有遗传效应的DNA片段1．基因与DNA的关系(1)每个DNA分子含有许多个基因。(2)基因是有遗传效应的DNA片段。(3)DNA分子中存在着不是基因的片段。2．DNA片段中的遗传信息(1)遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。(2)DNA分子能够储存足够量的遗传信息。(3)DNA分子的多样性源于碱基排列顺序的多样性。(4)DNA分子的特异性源于每个DNA分子的碱基的特定的排列顺序。考点四：基因与DNA、染色体的关系

基础回顾第2、3、4节-DNA的复制-基因是有遗传效应的DNA片段要点突破考点四：基因与DNA、染色体的关系[知识拓展](1)对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体；线粒体和叶绿体也是基因的载体。(2)对于原核细胞来说，拟核中的DNA分子或者质粒DNA均是裸露的，没有与蛋白质一起构成染色体。关系内容基因与脱氧核苷酸

基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。基因中脱氧核苷酸