《第三章 基因的本质》课件

第三章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质第2节DNA的结构第3节DNA的复制第4节

基因通常是有遗传效应的DNA片段学习目标1.阐述噬菌体侵染细菌实验的方法和过程，理解DNA是主要遗传物质的结论。2.概述DNA结构的主要特点，通过对DNA双螺旋结构模型构建过程的交流和讨论，认同交流合作、多学科交叉在科学发展中的作用；学会按照碱基互补配对原则进行碱基计算。3.概述DNA通过半保留的方式进行复制，理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。4.用数学方法说出DNA分子的多样性和特异性，举例说明基因通常是有遗传效应的DNA片段。01第1节

DNA是主要的遗传物质

1对遗传物质的早期推测由于对DNA分子的结构没有清晰的了解，人们认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。20世纪20年代氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。没发现其他大分子有类似的结构特点蛋白质是生物体的遗传物质。20世纪30年代知识梳理2格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验实验材料：肺炎链球菌项目S型细菌R型细菌菌落菌体毒性表面光滑Smooth表面粗糙rough小鼠不致死可使小鼠致死多糖类的荚膜知识梳理3艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验任务二：自主阅读教材并思考下列问题该实验的设计遵循哪些原理?实验中自变量控制的方法是什么?实验结论是什么?组别S型细菌细胞提取物的处理方法实验结果第一组第二组第三组第四组第五组加人有R型活细菌的培养基中S型细菌细胞提取物知识梳理该实验的设计遵循哪些原理?运用“减法原理”。遵循单一变量原则和对照原则。实验结论是什么?组别S型细菌细胞提取物的处理方法实验结果第一组第二组第三组第四组第五组不作处理蛋白酶RNA酶脂酶DNA酶加人有R型活细菌的培养基中S型细菌细胞提取物R型细菌S型细菌R型细菌实验中自变量控制的方法是什么?DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，而蛋白质不是。知识梳理科学方法与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？例如：“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理。例如：艾弗里的肺炎链球菌转化实验。知识梳理基因重组R型细菌转化为S型细菌的本质是什么？S型菌荚膜控制荚膜形成的X基因加热杀死被破坏的S型菌X基因吸附在R型菌表面X基因进入R型菌重组R型菌转化成S型菌实现转化时遗传物质来自S型细菌，原料和能量均来自R型细菌。知识梳理1.格里菲思在小鼠身上进行了著名的肺炎链球菌转化实验，下列关于该实验的结论，错误的是

A.说明肺炎链球菌的遗传物质是DNAB.说明R型活细菌在一定条件下能够转化为S型细菌C.说明R型活细菌是无毒性的D.说明加热致死的S型细菌是无致病性的√同步习题2.(2023·北京丰台区高一期中)肺炎链球菌的转化实验中，能够使小鼠死亡的是A.S型细菌的蛋白质＋蛋白酶＋R型细菌B.S型细菌的DNA＋R型细菌C.S型细菌的RNA＋RNA酶＋R型细菌D.S型细菌的DNA＋DNA酶＋R型细菌√同步习题1实验材料:主要组成元素C、H、O、N、P主要组成元素C、H、O、N、S

T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部含有DNA。T2噬菌体、大肠杆菌讨论：噬菌体侵染细菌的过程是怎样的？观察视频并总结噬菌体侵染细菌的过程？细菌为噬菌体繁殖提供了什么?知识梳理同位素标记法哪一种物质进入了大肠杆菌体内？DNA和蛋白质不能直接看到，怎么办？放射性分别标记DNA和蛋白质选择什么元素进行放射性标记同位素标记法32P标记的噬菌体35S标记的噬菌体主要组成元素C、H、O、N、P主要组成元素C、H、O、N、S2实验方法:知识梳理3噬菌体侵染细菌过程（赫尔希和蔡斯）思考：能否用含35S、32P的培养基分别直接培养噬菌体的蛋白质和DNA？

若不能，请写出培养的过程？+培养培养35S标记的

_______32P标记的

_______T2噬菌体T2噬菌体T2噬菌体+培养含32P的_________大肠杆菌含32P的细菌培养基大肠杆菌含35S的_________大肠杆菌含35S的细菌培养基+培养大肠杆菌甲组乙组知识梳理使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离使噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分层(1)甲组35S标记的噬菌体用35S标记的噬菌体与大肠杆菌混合经短时间保温后用搅拌器搅拌离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性沉淀物放射性很低

子代噬菌体中无35S上清液放射性很高实验分析上清液放射性很高说明？T2噬菌体中的蛋白质没有进入大肠杆菌。沉淀物出现放射性原因？搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面。3噬菌体侵染细菌过程（赫尔希和蔡斯）知识梳理(2)乙组3噬菌体侵染细菌过程（赫尔希和蔡斯）32P标记的噬菌体子代噬菌体中含32P用32P标记的噬菌体与大肠杆菌混合经短时间保温后用搅拌器搅拌离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性上清液放射性很低沉淀物放射性很高T2噬菌体中的DNA进入了大肠杆菌。沉淀物放射性很高说明？上清液出现放射性原因？培养（保温）时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌；培养（保温）时间过长，部分子代噬菌体已经释放。实验分析知识梳理35S标记的实验32P标记的实验标记部位放射性情况上清液沉淀物有无放射性原因子代噬菌体蛋白质很高DNA很低蛋白质未进入细菌中DNA进入细菌中很高很低（3）实验结果：（4）实验结论：DNA才是真正的遗传物质。想一想：这一结果说明了什么？

有32P标记的DNA无35S标记的蛋白质子代噬菌体体内有亲代噬菌体的DNA，但没有其蛋白质。补充：同时还能证明DNA能够指导蛋白质的合成。知识梳理4两个经典实验的比较艾弗里实验噬菌体侵染细菌实验处理方式对照原则实验结论设计思路直接分离同位素标记法S型细菌的分离物质分别与R型细菌混合培养相互对照分别标记噬菌体DNA和蛋白质的两组实验相互对照设法将DNA与其他物质分开，单独地直接研究各自不同的遗传功能证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质证明DNA是遗传物质，但不能有效证明蛋白质不是遗传物质（蛋白质没有进入细菌体内）知识梳理3.某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验，过程如图所示。下列有关分析正确的是A.理论上，b和c中不应具有放

射性B.实验中b含少量放射性与过程

①中培养时间过长或过短有关C.实验中c含有放射性与过程④

中搅拌不充分有关D.该实验证明了RNA是遗传物质√同步习题4.用不同标记的噬菌体侵染不同标记的细菌，经短时间的保温培养、充分搅拌和离心处理后，下列预期的实验结果中，错误的是A.用含3H标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，上清液和沉淀物中均有放

射性B.用未标记的噬菌体侵染14C标记的细菌，上清液和沉淀物中均有放射性C.用含32P标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，上清液和沉淀物中可能均有

放射性D.用含35S标记的噬菌体侵染32P标记的细菌，上清液和沉淀物中均有放射性√同步习题5.某科研小组搅拌、离心后的实验数据如图所示，则：①图中被侵染的细菌的存活率基本保持在100%，本组数据的意义是____________________________。②细胞外的32P含量有30%，原因是__________________________________。③上清液中的35S先增大后保持在80%左右，原因是____________________________________。作为对照组，以证明细菌未裂解有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌大约有20%的噬菌体没有与细菌分离同步习题1烟草花叶病毒感染烟草的实验蛋白质RNA分别侵染健康烟草植株患病不患病得到全新病毒不能得到病毒烟草花叶病毒组分单独侵染烟草实验(1)实验过程及现象RNA蛋白质(2)实验结论：

是烟草花叶病毒的遗传物质，

不是烟草花叶病毒的遗传物质。RNA蛋白质知识梳理2烟草花叶病毒（TMV）重建实验结论：TMV的遗传物质是RNA。知识梳理任务三：判别生物体内核酸的种类及遗传物质生物类型所含核酸遗传物质举例细胞生物真核生物动物、植物、真菌原核生物细菌、蓝细菌非细胞生物DNA病毒T2噬菌体RNA数病毒艾滋病病毒、新型冠状病毒DNA和RNADNARNADNARNADNADNA是主要的遗传物质：绝大多数生物的遗传物质是_____，只有极少数生物的遗传物质是_____。因此，_____是主要的遗传物质。DNARNADNA知识梳理6.下列关于生物的遗传物质的说法，正确的是A.同时含有DNA和RNA的生物的遗传物质是DNAB.DNA是主要的遗传物质是指一种生物的遗传物质主要是DNAC.真核生物的遗传物质都是DNA，病毒的遗传物质都是RNAD.艾弗里的肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是

主要的遗传物质√同步习题7.科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离出a、b两个毒株，它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验中，实验过程与实验结果不对应的是实验编号实验过程实验结果病斑类型病斑中分离出的病毒类型①a型TMV→感染植物a型a型②b型TMV→感染植物b型b型③组合病毒(a型TMV的蛋白质＋b型TMV的RNA)→感染植物b型a型④组合病毒(b型TMV的蛋白质＋a型TMV的RNA)→感染植物a型a型√同步习题DNA是主要的遗传物质格里菲斯的体内转化实验艾弗里的体外转化实验转化因子是什么加热杀死的S型细菌中含有转化因子肺炎链球菌的转化实验T2噬菌体侵染大肠杆菌实验DNA是肺炎链球菌、T2噬菌体的遗传物质RNA是TMV的遗传物质DNA是细胞结构的生物和DNA病毒的遗传物质RNA是RNA病毒的遗传物质更多实验证据更多实验证据知识梳理02第2节

DNA的结构资料一：DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C4种碱基。

1951年，英国化学家托德提出核苷酸分子间的化学连接方式。他认为核苷酸与核苷酸之间通过磷酸二酯键(脱氧核糖的3位碳原子与相邻核苷酸的磷酸发生化学反应形成的化学键)连接。活动一：请根据上述信息，用四种脱氧核苷酸构建一条脱氧核苷酸长链知识梳理…PAPTPGPCPGPC脱氧核苷酸长链知识梳理资料二：组成DNA分子的脱氧核糖和磷酸基团具有亲水性，而碱基具有疏水性，细胞中的DNA分子总是处于一个液体环境中，据此分析脱氧核糖和磷酸基团与碱基的位置排布？脱氧核糖和磷酸基团排列在双链DNA分子的外侧，碱基排列在内侧。富兰克林1951年，富兰克林发现提高空气的湿度，发现DNA易吸收水分。知识梳理资料三：嘌呤碱基是双环化合物，嘧啶碱基是单环化合物（如图所示），而DNA分子两条链之间的距离是固定的，直径约为2nm，据此推测位于DNA内部的碱基如何配对？并作出假说。嘌呤与嘧啶配对。假说一：A与T配对，G与C配对；假说二：A与C配对，G与T配对。知识梳理资料四：20世纪50年代初，查哥夫应用紫外分光光度法和纸层析等技术，对多种生物的DNA做碱基定量分析，发现了DNA中碱基的规律，请根据碱基数据表推测，上述哪种假说是正确的？假说一查哥夫2个氢键3个氢键知识梳理活动二：小组成员一只手模拟磷酸搭在另一个人的肩膀上连接成单链，另一只手侧平举掌心向前模拟碱基，尝试两条链上的碱基进行牵手配对，探究两条链相连的方向。反向平行相连知识梳理威尔金斯和富兰克林提供____________DNA是以4种__________为单位连接而成的长链，分别含有_____________4种碱基沃森和克里克推算出DNA分子呈_____结构脱氧核苷酸A、T、G、CDNA衍射图谱螺旋尝试建立多种不同的模型：双螺旋、三螺旋被否定查哥夫提出DNA分子中A的量等于

,C的量等于

。修正、重建

构建DNA

模型验证DNA具有恒定的直径；能解释4种碱基的数量关系；制作的模型与DNA的X射线衍射照片推算出的DNA双螺旋结构相符。沃森和克里克双螺旋结构

TG知识梳理1.下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在DNA结构模型构建方面的突出贡献的说法，正确的是A.威尔金斯和富兰克林提供了DNA的电子显微镜图像B.沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构模型C.查哥夫提出了A与T配对、C与G配对的正确关系D.富兰克林和查哥夫发现DNA分子中A的量等于T的量、C的量等于G的量√同步习题2.1953年，沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于①证明DNA是遗传物质②确定DNA是染色体的组成成分③发现DNA如何储存遗传信息④为DNA复制机制的阐明奠定基础A.①③ B.②③ C.②④ D.③④√同步习题1结构特点活动三、结合DNA的平面结构和立体结构总结DNA分子特点①由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。P41352oP413520PPP41352oP413520PP5’5’3’3’②外侧:脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架；磷酸二酯键ACCA碱基互补配对原则：A=TG≡CTTGG③内侧:碱基通过氢键连接成碱基对知识梳理尝试说出图中1～10的名称。胞嘧啶腺嘌呤鸟嘌呤胸腺嘧啶脱氧核糖磷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸一条脱氧核苷酸链的片段碱基对氢键知识梳理2DNA碱基数目的相关计算规律根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。请据此完成以下推论：1.A1＋A2＝________________；G1＋G2＝________________。即：双链中A＝___，G＝___，

A＋G＝______＝______＝______＝__________________。T1＋T2C1＋C2A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链2链TCT＋CA＋CT＋G1/2(A＋G＋T＋C)规律一：双链DNA分子中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。知识梳理2DNA碱基数目的相关计算规律2.A1＋T1＝__________；G1＋C1＝__________。A2＋T2G2＋C2规律二：互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等，简记为“补则等”。=A1+T1N1A2+T2=N2A+TN=C1+G1N1C2+G2=N2C+GNN1N2NA1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链2链根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。请据此完成以下推论：知识梳理即两者的关系是_____________。3.若

，则

=T1+G1=m

A1+C1T2+G2

A2+C2m1互为倒数根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。请据此完成以下推论：N1N2NA1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链2链规律三：非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，简记为“不补则倒”。2DNA碱基数目的相关计算规律知识梳理A+TA+T+G+C=A2+T2+G2+C2A2+T2=A1+T1+G1+C1A1+T1=m%m%m%A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链12（A1+T1）%=(A2+T2）%=(A+T)%2DNA碱基数目的相关计算规律规律四：双链DNA中互补碱基和与碱基总数之比，与任意一条链的这种比值相等。知识梳理3.(2023·湖北黄石高一联考)如图为DNA分子部分片段的示意图，下列有关叙述正确的是A.①为3′－端，⑥为5′－端B.DNA的基本骨架中所含化学元素包括C、

H、O、N、PC.一条链中相邻的两个脱氧核苷酸之间通

过氢键相连D.若该分子中G—C碱基对比例高，则热稳定性较高√同步习题4.已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的40%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的40%和15%。下列有关叙述正确的是A.在它的互补链中，T与C之和占该链碱基总数的55%B.在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的20%和25%C.若该DNA分子含有1000个碱基对，则碱基之间的氢键数为2600个√同步习题含氮碱基脱氧核糖磷酸基团核苷酸的结构：磷酸基团、脱氧核糖和含氮碱基如何连接？请注意示意图上脱氧核糖碳原子的位置O1’2’3’4’5’模型搭建需要注意的问题知识梳理5.(2023·河南许昌高一期末)下列学生小组制作的DNA结构模型片段中，正确的是√同步习题6.用卡片构建DNA平面结构模型，所提供的卡片类型和数量如表所示，下列说法正确的是卡片类型脱氧核糖磷酸碱基ATGC卡片数量10102332A.最多可构建4种脱氧核苷酸，5个脱氧核苷酸对B.构成的双链DNA片段最多有10个氢键C.搭建的DNA模型中有4个游离的磷酸基团D.最多可构建44种不同碱基序列的DNA片段√同步习题知识梳理03第3节

DNA的复制1科学的研究方法（二）推测可能的复制方式（三）推理、探究几种复制模式下得到子代DNA的可能情况，预测可能实验结果（四）完成实验（一）DNA的是如何复制的?半保留复制全保留复制假说—演绎法提出问题作出假说演绎推理实验验证得出结论知识梳理2对DNA复制的推测(2)全保留复制新复制出的分子直接形成，完全没有旧的复制一次亲代DNA子代DNA(1)半保留复制(沃森和克里克提出）形成的分子一半是新的，一半是旧的复制一次亲代DNA子代DNA—作出假设知识梳理密度低高

(1)用什么技术区分来自模板DNA的母链与新合成的DNA子链？同位素标记法任务一：探究DNA的复制方式(2)要分别观察亲代和子代的DNA情况,但实验中形成的不同密度的

DNA分子是随机混合在一起的，

应如何区分？密度梯度离心(3)如果亲代DNA是被15N作标记的，放在含14N的

环境中进行培养，

密度梯度离心后，亲代、子一代、子二代应该会出现怎样的条带？（

表示15N链，表示14N链，分别按照半保留复制、全保留复制的方式画出复制两次的示意图）知识梳理2对DNA复制的推测—演绎推理半保留复制15N14N14N14N15N14NP:F1:15N15N14N复制全保留复制15N15N15N15N14N14N14N复制14N复制14N复制14N14N15N15NF2:知识梳理15N14N14N14N15N14NP:F1:F2:细胞再

分裂一次15N15N转移到含14NH4Cl的培养液中细胞分裂一次提出DNA离心提出DNA离心提出DNA离心排除DNA的复制是全保留复制排除DNA的复制是分散复制14N复制14N复制：DNA的复制方式是半保留复制实验结论知识梳理(3)分散复制P:细胞再

分裂一次15N15N转移到含14NH4Cl的培养液中细胞分裂一次提出DNA离心提出DNA离心提出DNA离心高密度带中密度带中密度带15N14N15N14N知识梳理1.某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是√因为DNA的复制为半保留复制，因此亲本DNA的两条链将分别进入不同的子代DNA分子中，A、B错误；第二次复制时得到的4个DNA分子中，都有一条DNA子链是在第二次复制时形成的，而C中只有两个DNA分子中含第二次复制出的子链(黑色表示)，C错误，D正确。同步习题2.将在含15NH4Cl的培养液中培养了若干代的某真核细胞转移到含14NH4Cl的培养液中培养，让细胞连续进行有丝分裂，并进行密度梯度离心。下列相关说法中，不正确的是A.细胞经过一次分裂和离心后，DNA位于试管的中层B.细胞经过两次分裂和离心后，一半DNA位于试管的中层，另一半DNA

位于上层C.细胞经过三次分裂和离心后，3/4的DNA位于试管的中层，1/4的DNA

位于试管的上层D.该实验可以证明DNA的复制方式是半保留复制√同步习题真核细胞：

DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。主要在细胞核中，但在线粒体、叶绿体也有DNA的复制；原核细胞：主要在拟核中，在质粒处也

有DNA的复制。细胞分裂前的间期(有丝分裂前的间期、减数分裂前的间期)，随着染色体的复制而完成。1概念：2DNA复制场所3发生时期(真核生物)知识梳理4过程与条件新合成的子链DNA聚合酶DNA聚合酶DNA解旋酶游离的脱氧核苷酸解旋需要细胞提供能量需要解旋酶的作用结果：氢键断裂，双链打开合成子链模板：原料：酶：能量：原则：方向：解开的每一条母链四种脱氧核苷酸DNA聚合酶等细胞提供ATP碱基互补配对原则5‘-端至3’-端知识梳理任务二：DNA分子复制的过程分析1．如图为DNA分子复制的两个模型，请据图回答下列问题。(1)图1中的酶1和酶2分别是什么酶？分别作用于图2中哪个部位？(2)图1中的a、b、c、d四条脱氧核苷酸链中，哪些链的碱基排列顺序是相同的？a和c，b和d的碱基排列顺序相同。解旋酶DNA聚合酶磷酸二酯键氢键知识梳理2．已知果蝇的基因组大小为1.8×108bp(bp表示碱基对)，真核细胞中DNA复制的效率一般为50～100bp/s。下图为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分。由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。半保留复制边解旋边复制多个复制起点请你推测果蝇DNA形成多个复制泡的原因是什么？说明什么？特点(P56)知识梳理DNA复制的起点和方向(1)原核生物：单起点双向复制(2)真核生物：多起点双向复制在复制速率相同的前提下，图中DNA是从其最右边开始复制的，这种复制方式提高了DNA复制的效率。知识梳理【资料】DNA平均每复制109个碱基对才会产生一个错误。①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板。②碱基具有互补配对的能力，保证了复制能够准确地进行。使遗传信息从亲代传递给子代，保持遗传信息的连续性，使本物种保持相对稳定和延续。1.如何保证复制具有如此高的准确性？2.DNA进行高精确性的自我复制有何意义？知识梳理3.如图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图，下列叙述正确的是A.DNA分子在酶①的作用下水解

成脱氧核苷酸，酶②催化碱基

对之间的连接B.在复制过程中解旋和复制是同时进行的C.解旋酶能使双链DNA解开，该过程不需要消耗ATPD.两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子√同步习题4.女性子宫肌瘤细胞中最长的DNA分子可达36mm，DNA复制速度约为4μm/min，但复制过程仅需40min左右即可完成。这是因为DNA分子A.边解旋边复制B.复制起点多，分段进行复制C.以半保留方式复制D.一个复制点双向复制，使子链迅速延伸解析

由题意可知，长为36mm的DNA分子进行复制，如果只从一个位点开始，需要的时间是36000/4＝9000(min)，而实际仅需40min就可完成，由此可推测该DNA分子复制时有多个起点，即多个起点同时分段进行复制，B正确。√同步习题①子代DNA共2n个含15N的DNA分子：

个只含15N的DNA分子：

个含14N的DNA分子：

个只含14N的DNA分子：

个②脱氧核苷酸链共2n＋1条含15N的脱氧核苷酸链：

条含14N的脱氧核苷酸链：

条202n(2n－2)2(2n＋1－2)假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下：知识梳理(3)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次复制需消耗游离的该脱氧核苷酸数为________________个。②若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，在第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸数为________________个。不消耗m·(2n－1)m·2n－1“DNA复制了n次”PK“第n次复制”碱基是“对”PK“个”“DNA分子数”PK“链数”，“含”PK“只含”①包括所有的复制，②只包括最后一次复制。易错点拔知识梳理5.未被32P标记的某DNA分子中含有1000个碱基对，其中鸟嘌呤300个，以含32P的化合物为原料，DNA分子连续复制三次。下列有关叙述错误的是A.所有子代DNA分子都含有32PB.子代DNA分子中，可能出现只有一条链含32PC.第三次复制过程中需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸4900个D.子代DNA分子中不含32P的脱氧核苷酸链占总链数的1/8√在DNA分子中，G＝C＝300(个)，则A＝T＝700(个)，则第三次复制过程中需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸数＝700×(23－22)＝2800(个)，C错误。同步习题5.一个带有同位素15N标记的DNA分子，以含14N的脱氧核苷酸为原料，连续复制三次，在合成的DNA分子中，带有15N标记的DNA分子占A.12.5% B.25% C.50% D.100%√解析

同位素15N标记的DNA分子，以含14N的脱氧核苷酸为原料，连续复制三次，合成的子代DNA分子共有23＝8(个)，DNA复制具有半保留复制的特点，其中带有15N标记的DNA分子只有2个，故在合成的DNA分子中，带有15N标记的DNA分子占2/8＝1/4＝25%。同步习题知识梳理04第4节

基因通常是有遗传效应的DNA片段资料1.

大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4.7

×106个碱基对，在DNA分子上分布着大约4.4×103个基因，每个基因的平均长度约为1×103个碱基对。资料3.人类基因组计划测定的是24条染色体（22条染色体+X+Y）上的DNA的碱基序列。其中，每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约有31.6亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。1.大肠杆菌体内的DNA分子数目与基因数目不相同，说明了什么？2.它的所有基因的碱基总数与DNA分子碱基总数相等吗，说明了什么？不相同，基因在DNA上的分布可能是不连续的说明了一个DNA分子上含有多个基因（基因是DNA分子上的一段）同：基因的碱基数远远少于DNA的碱基数，说明基因在DNA上的分布是不连续的。异：人类的非基因序列占DNA总碱基数的比例远大于酵母菌。3.与资料1相比，得出的结论有何异同？任务一：辨析基因知识梳理资料2.生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光，这是因为水母的DNA上有一段长度为5.17×103个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了水母绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像水母一样发光。3.资料2、4说明了基因有怎样的作用？基因能控制生物的性状，即基因具有遗传效应。资料4.不少人认为，人和动物体的胖瘦是由遗传决定的。近来的科学研究发现，小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组的小鼠变得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常。人和动物的胖瘦是受基因控制的。知识梳理分析基因与DNA的关系基因A基因B基因C非基因片段非基因片段非基因片段非基因片段含有3个基因的DNA片段的模式图：4.根据以上实例，请从DNA水平上给基因下一个定义，要求既能反映基因与DNA的关系，又能体现基因的作用。实例1大肠杆菌DNA；实例3人的DNA。实例2转基因实验。基因是一个DNA片段基因可以控制某种性状基因具有遗传效应基因是具有遗传效应的DNA片段。注：有些病毒的遗传物质是RNA，其基因就是有遗传效应的RNA片段。知识梳理5.请完善基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸之间关系的概念模型。染色体是______的主要载体每个染色体上有_______个DNA基因通常是有_________的DNA片段；每个DNA分子上含有_____基因是控制生物性状的结构功能单位DNA是主要的遗传物质每个基因有许多脱氧核苷酸1或2DNA许多遗传效应基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息DNA基因染色体脱氧核苷酸知识梳理1.“人类基因组计划”研究表明，人类基因组计划测定的24条染色体上有2～2.5万个基因，这一事实说明A.基因是DNA上有遗传效应的片段B.基因是染色体的片段C.一个DNA分子上有许多个基因D.基因只存在于染色体上√同步习题2.如图表示脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体间的关系。下列有关叙述不正确的是A.d是脱氧核苷酸，其种类取决于c的种类B.基因通常是具有遗传效应的f片段C.e含有的碱基总数等于fD.e在h上呈线性排列基因DNA染色体√同步习题TGAATCTGAATCDNA分子结构：基本骨架，由脱氧核糖和磷酸交替连接（固定不变）。4种碱基对的排列（可变）。外侧：内侧：遗传信息就蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。哪部分可以代表遗传信息？DNA分子中碱基（或碱基对、脱氧核苷酸）的排列顺序。遗传信息：知识梳理任务二：基因的多样性和特异性1．如果是100个碱基对组成1个基因，可能组合成多少种基因？这说明了基因的什么特点？基因的多样性若1个碱基对组成1个基因若2个碱基对组成1个基因若3个碱基对组成1个基因4种4116种4x4（42）64种4x4x4（43）若n个碱基对组成1个基因4n…………4100种基因n指对数TCGATAGCTA知识梳理2．基因是碱基随机排列成的DNA片段吗？为什么？资料1.前面的探究是建立在所有碱基对都随机排列这一假设上的。实际上，基因组测序结果表明大部分随机排列的碱基序列从来不曾出现在生物体内，而有些序列却重复千百次。（GATA)n不同人的短序列重复知识梳理资料3.人与黑猩猩血红蛋白ß链部分基因序列比较资料2.两个健康人CFTR基因的碱基对差异不变区单碱基差异(Genetics,McGraw-Hill,

2004)碱基特定的排列顺序DNA的特异性2．基因是碱基随机排列成的DNA片段吗？为什么？不是；基因的碱基排列顺序是特定的，具有特异性；如果把碱基随机排列，不一定具有遗传效应，则构不成基因。知识梳理1DNA分子的特性DNA的多样性和特异性生物体多样性和特异性的物质基础遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中知识梳理3.决定DNA分子的多样性和特异性的是A.脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特点B.嘌呤总数与嘧啶总数的比值C.碱基互补配对原则D.碱基排列顺序√DNA分子的多样性主要表现为碱基排列顺序的千变万化；特异性主要表现为每个特定的DNA分子的碱基都有特定的排列顺序。同步习题4.下列关于DNA和基因的叙述，不正确的是A.基因是有遗传效应的核酸分子片段B.遗传信息能够由亲代传递到子代C.亲代DNA通过复制向子代传递遗传信息D.一个DNA片段上有一个基因√基因是有遗传效应的核酸分子片段，而核酸包括DNA和RNA，A正确；一个DNA片段上可以有多个基因，D错误。同步习题知识梳理练习与应用(P59)一、概念检测1.科学研究发现，未经人工转基因操作的番薯都含有农杆菌的部分基因，而这些基因的遗传效应促使番薯根部发生膨大产生了可食用的部分，因此番薯被人类选育并种植。下列相关叙述错误的是（

）A.农杆菌这些特定的基因可以在番薯细胞内复制B.农杆菌和番薯的基因都是4种碱基对的随机排列C.农杆菌和番薯的基因都是有遗传效应的DNA片段D.农杆菌这些特定的基因可能在自然条件下转入了番薯细胞B

同步习题2.

整理总结染色体、DNA和基因三者之间的关系，并以你认为最简明的形式表示出来。（1）如下图所示：（2）文字：基因是染色体上具有遗传效应的DNA片段。染色体DNA基因同步习题A级必备知识基础练1234567891011121314151.(2023四川成都高一期末)如图表示脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体间的关系。下列有关叙述不正确的是(

)A.d是脱氧核苷酸,其种类取决于c的种类B.基因通常是具有遗传效应的f片段C.e含有的碱基数与f含有的碱基数相同D.e在h上呈线性排列C123456789101112131415解析

d是脱氧核苷酸,是由磷酸、五碳糖和碱基组成的,其种类取决于c碱基的种类,A项正确;基因通常是具有遗传效应的DNA(f)片段,B项正确;基因(e)通常是有遗传效应的DNA(f)片段,故e含有的碱基数小于f含有的碱基数,C项错误;基因的主要载体是染色体,并在其上呈线性排列,D项正确。1234567891011121314152.下列有关基因的说法,错误的是(

)A.基因通常是有遗传效应的DNA片段B.真核生物的核基因在染色体上呈线性排列C.DNA的两条互补的链上存在等位基因D.基因中的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中C123456789101112131415解析

基因通常是具有遗传效应的DNA片段,是决定生物性状的基本单位,A项正确;真核生物的一条染色体上含有多个基因,基因在染色体上呈线性排列,B项正确;等位基因是指位于同源染色体相同位置上,控制同一性状的不同表现类型的一对基因,DNA的两条互补的链上不存在等位基因,C项错误;基因中的脱氧核苷酸(碱基)排列顺序代表遗传信息,因此基因中的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中,D项正确。1234567891011121314153.下列有关真核生物中基因的叙述,错误的是(

)A.每个基因都是DNA分子上的一个片段B.DNA分子上的每一个片段都是基因C.DNA分子的结构发生改变,基因的结构不一定发生改变D.真核细胞的核基因位于染色体上B解析

基因通常是有遗传效应的DNA片段,B项错误。

1234567891011121314154.由80个碱基组成的DNA片段,可由其碱基对组成不同的序列而携带不同的遗传信息,其种类数最多可达(

)A.4120

B.404C.440

D.260C解析

因为1个DNA分子两条链上的碱基遵循碱基互补配对原则,所以一条链的碱基序列决定了另一条链的碱基序列。根据数学的排列知识,n个不同碱基对的排列有4n种,80个碱基构成40个碱基对,排列的种类数最多为440。1234567891011121314155.“DNA指纹技术”在刑事侦破、亲子鉴定等方面作用巨大,这主要是根据DNA具有(

)A.稳定性 B.特异性C.多样性 D.可变性B解析

每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序,即DNA具有特异性,根据这一特性可辅助进行刑事侦破、亲子鉴定等。1234567891011121314156.等位基因A与a最本质的区别是(

)A.A控制显性性状,a控制隐性性状B.在减数分裂时,A与a分离C.两者的脱氧核苷酸的排列顺序不同D.A对a起显性作用C1234567891011121314157.(2023广东肇庆高一期末)亲子鉴定、犯罪嫌疑人的确定、器官移植的配型实验,甚至查找被拐卖儿童和确定不明尸体身份都与DNA的结构息息相关。下列有关说法错误的是(

)A.通过从犯罪现场残留的血迹、头发等材料中提取的DNA锁定犯罪嫌疑人,运用了DNA的特异性B.DNA分子中碱基的排列顺序蕴藏着遗传信息C.DNA分子一条链上的相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连D.某DNA分子中一条链上A∶T=1∶2,则该DNA分子中A∶T=2∶1D123456789101112131415解析

每一个DNA分子的碱基都有其特定的排列顺序,所以可以通过从犯罪现场残留的血迹、头发等材料中提取的DNA锁定犯罪嫌疑人,A项正确;每一个DNA分子的碱基的特定排列顺序包含着特定的遗传信息,B项正确;DNA分子一条链上的相邻碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”相连,C项正确;某DNA分子中一条链上A∶T=1∶2,另一条链上A∶T=2∶1,整个该DNA分子中A∶T=1∶1,D项错误。1234567891011121314158.决定DNA分子特异性的因素是(

)A.两条长链上的脱氧核糖与磷酸的交替排列顺序是稳定不变的B.构成DNA分子的脱氧核苷酸只有四种C.严格的碱基互补配对原则D.每个特定的DNA分子都有特定的碱基排列顺序D1234567891011121314159.下列有关DNA分子多样性的叙述,正确的是(

)A.DNA分子多样性的原因是DNA分子的空间结构千变万化B.含有200个碱基的DNA分子,碱基对可能的排列方式有4200种C.DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础D.DNA的多样性是指一个DNA分子上有许多个基因C解析

DNA的多样性是指DNA分子中碱基排列顺序的千变万化;含有200个碱基的DNA分子中,碱基对可能的排列方式有4100种。12345678910111213141510.如图表示细胞内与基因有关的物质或结构,请仔细阅读并回答问题。

(1)细胞内的遗传物质是[

]

,基因和g的关系是

。

(2)e和g的关系是

,g被彻底水解后的产物可用图中字母

表示。

gDNA基因通常是具有遗传效应的DNA(g)片段e是组成g的基本单位b、c、d123456789101112131415(3)遗传物质的主要载体是[

]

,基因和i的关系是

。

(4)g的成分与RNA的成分相比,主要差异在于

。

五碳糖的种类不同、碱基的种类不完全相同(g的五碳糖为脱氧核糖,RNA的五碳糖为核糖;g的含氮碱基为A、T、C、G,而RNA的含氮碱基为A、U、C、G)(5)基因中的遗传信息蕴藏在

中,不同基因的遗传信息不同是因为

不同。

i染色体基因在染色体上呈线性排列4种碱基的排列顺序碱基的排列顺序123456789101112131415B级关键能力提升练11.(2023山东济南高一期中)下列关于DNA的叙述,正确的是(

)A.不同类型肺炎链球菌致病性有差异的原因是DNA空间结构不同B.DNA分子中碱基A+T的比例不同,体现了DNA分子的特异性C.DNA分子中每个磷酸基团都与两个脱氧核糖相连接D.双链DNA分子中配对的两个碱基之间通过“磷酸—脱氧核糖—磷酸”连接B123456789101112131415解析

不同类型肺炎链球菌致病性有差异的原因是DNA中碱基排列顺序的不同,而DNA空间结构都是双螺旋结构,A项错误;DNA分子的特异性主要表现为每个DNA分子都有特定的碱基序列,不同DNA分子中碱基(A+T)/(G+C)的值不同,体现了DNA分子的特异性,B项正确;DNA分子中,大多数的磷酸基团与两个脱氧核糖相连,位于两条链末端的2个磷酸各与一个脱氧核糖相连,C项错误;双链DNA分子中配对的两个碱基之间通过氢键连接,D项错误。12345678910111213141512.[多选](2023辽宁大连高一期中)2018年,我国科学家成功将正常单倍体酿酒酵母细胞中的16条染色体全部融合,创建了只有1条线型染色体的酵母菌株SY14,成为国际首