第节DNA的复制基因是有遗传效应的DNA片段.ppt

1、,思考：为什么照片中的两头鹿、两个女孩长得如此相像呢？,一、对DNA分子复制的推测 1.提出者 _。 2.内容 (1)解旋：DNA分子复制时，DNA分子的_解开，互补碱基之 间的_断裂。,沃森和克里克,双螺旋,氢键,模板：DNA分子解开的_ 原料：游离的4种_ 原则：_原则，重新形成_ (3)复制结果：每个新合成的DNA分子中，都保留了原来DNA分子 中的_。 (4)复制方式：_复制。,(2)复制,两条单链,脱氧核苷酸,碱基互补配对,氢键,一条链,半保留,半保留复制,全保留复制,半保留复制时，子代DNA分子含有一条母链和一条新合成的子链。,1.实验方法 放射性同位素标记技术和离心技术。 2.实

2、验原理 含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA分子密度居中。 3.实验假设 DNA以半保留的方式复制。,二、DNA半保留复制的实验证据分析(选学）,4.实验预期 离心后应出现3条DNA带。 (1)重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA。 (2)中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA。 (3)轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。,5.实验过程,(a),(b),(c),转入14N培养基中,(a)立即 取出,(b)繁殖一 代后取出,(c)繁殖两 代后取出,轻带 中带 重

3、带,大肠杆菌在含有15N的培养基中生 长若干代，使DNA双链充分标记,提取DNA，进行 密度梯度离心,6.过程分析 (1)立即取出，提取DNA离心全部重带。 (2)繁殖一代后取出，提取DNA离心全部中带。 (3)繁殖两代后取出，提取DNA离心1/2轻带、1/2中带。 7.实验结论 DNA的复制是以半保留方式进行的。 8.重带(15N/15N)中带(15N/14N)轻带(14N/14N)(比例关系为02(2n-2)(注：n代表DNA复制次数),三、DNA分子复制的过程 1.概念 以_为模板合成_的过程。 2.时间 细胞有丝分裂_和减数第一次分裂前的_。 3.实质 随着_的复制而完成。,亲代DNA

4、,子代DNA,间期,间期,染色体,4.过程,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：_ 原则：_ 重新螺旋：每一条新链与其对应的模板链盘绕成_,解旋,合成子链,条件,解旋酶,解开,母链,脱氧核苷酸,DNA聚合酶,碱基互补配对,双螺旋结构,ATP,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_的连续性。,完全相同,边解旋边复制,半保留,双螺旋,碱基互补配

5、对,遗传信息,遗传信息,模板：,6.条件,（亲代DNA分子的）两条母链。,细胞中游离的4种脱氧核苷酸。,ATP。,DNA解旋酶，DNA聚合酶等。,能量：,酶：,原料：,边解旋边复制；半保留复制,5.特点：,模板,原料,能量,酶,双螺旋,碱基互补配对,D,B,DNA分子中碱基的计算规律 1.DNA分子数、DNA链数与染色体和细胞的相关计算,复制n代，总DNA分子数为2n,总DNA单链数为2n+1,(1)通过上图总结DNA分子数、DNA链数所占比例：,大肠杆菌在含有15N的培养基中生长若干代，使DNA双链充分标记，再转入含14N培养基中，繁殖3代。 (1)则含有15N的DNA分子所占的比例为( )

6、 A.1/4 B.1/3 C. 1/2 D.1/8 (2)含有14N的DNA单链所占的比例为（ ） A.13/14 B.6/7 C. 7/8 D.1/8,A,C,练一练,【变式备选1】把培养在含轻氮(14N)环境中的细菌，转移到含重氮(15N)的环境中，培养相当于复制一轮的时间，然后放回原环境中培养相当于连续复制两轮的时间后，细菌DNA组成分析为( ) A.3/4轻氮型、1/4中间型 B.1/4轻氮型、3/4中间型 C.1/2轻氮型、1/2中间型 D.3/4重氮型、1/4中间型,1 (14N) 11 1 (15N) 11 11 11 11 11 11,A,【变式备选2】 1.细菌在15N培养基

7、中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入14N培养基中培养，抽取其子代的DNA经高速离心分离，下图为可能的结果，下列叙述错误的是( ),A.第一次分裂的子代DNA应为 B.第二次分裂的子代DNA应为 C.第三次分裂的子代DNA应为 D.亲代的DNA应为,A,(2)与染色体、细胞数目相关的计算： 研究DNA分子的半保留复制时，常涉及到计算后代带放射性标记的DNA、染色体或细胞所占比例的问题，此时要注意： 一个DNA分子含两条DNA链，只要有一条DNA链带标记该DNA分子便带标记，如上图中a、b、c均含有15N的标记。 每条染色体含一个(两条链中一条如图d)或两个DNA分子(四

8、条链中有一条如图e)，只要有一条DNA链带标记便带标记。 每个细胞含多条染色体，每条染色体的情况是一样的，只需分析一条染色体(减数分裂时只需分析一对同源染色体)即可。,2.所需脱氧核苷酸数的计算 (1)不管复制多少次原来的DNA分子链都是两条。 (2)复制后的DNA分子中和原DNA分子中各种碱基的含量是相同的。 (3)经过n次复制后所得到的新DNA分子数为2n-1，经过n次复制，共需消耗游离的该脱氧核苷酸 m(2n-1)个。 (4)每次复制后DNA分子数都是前一次的两倍，有一半是新增加的，所以第n次复制所增加的DNA分子数为2n-1，第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸 m2n-1个。,所需

9、某种脱氧核苷酸数=增加的DNA分子数每个DNA分子所含该脱氧核苷酸数,【典例训练1】如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有碱基5 000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9 900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,B,【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分子在含有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1/8 B.第四次复制过程

10、中需要腺嘌呤脱氧核苷酸600个 C.仅含有14N的DNA分子占7/8 D.复制结果共产生16个DNA分子,B,1.大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4 700 000个碱基对，在DNA分子上分布着4 400个基因，每个基因的平均长度约为1 000个碱基对。,资料分析：,结论：说明基因是DNA的片段。基因不是连续分布在DNA上，而是由碱基序列将其分隔开的。,基因是DNA片段，但DNA片段不一定是基因；基因是DNA中的双链片段，不是其中的某一条链。,2.把海蜇的绿色荧光基因转入鼠的体内，鼠体内出现了以前没有的荧光。,结论：说明基因能控制生物的性状，即具有特定的遗传效应。,3.人类基因组计

11、划测定的是24条染色体（22条常染色体+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%。,结论：进一步明确基因是DNA的片段（明确基因的碱基数占DNA碱基数很小的一部分）。,5.(2012巴彦淖尔高一检测)“人类基因组计划”最新研究表明人类24条染色体上含有3万4万多个蛋白质编码基因，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 C.一个DNA分子上有许多个基因 D.基因只存在于染色体上 【解析】选C。24条染色体上含有3万4万个基因说明一条染色体含有许多

12、个基因；由于材料内容有限而不能说明基因只存在于染色体上。,4.近年来的科学研究发现，小鼠体内HMGIC基因与肥胖直接相关。小鼠没有HMGIC基因，就没有肥胖的表现，有HMGIC基因就有肥胖表现。,结论：进一步明确基因具有特定的遗传效应。,基因是具有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位。,小结：,三、说明基因与DNA分子关系的实例 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,（二）资料分析 讨论,1.生物体的DNA分子数目小于基因数目。生物体内

13、所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。这说明基因是DNA的片段，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的。 2.提示：如能使生物体发出绿色荧光、控制人和动物体的胖瘦，等等。 3.基因是有遗传效应的DNA片段。,四、对基因的理解,脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体关系图解,6.下列物质或结构从简单到复杂的顺序是( ) A.基因脱氧核苷酸染色体DNA B.基因DNA脱氧核苷酸染色体 C.脱氧核苷酸基因染色体DNA D.脱氧核苷酸基因DNA染色体 【解析】选D。脱氧核苷酸是组成DNA和基因的基本单位；基因是具有遗传效应的DNA片段；染色体是由DNA和蛋白质构成的，所以它们由简单到

14、复杂的顺序是脱氧核苷酸基因DNA染色体。,探究,五、DNA片段中的遗传信息,1.碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。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。 2.在人类的DNA分子中，核苷酸序列多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。 3.可以从进化的角度来分析基因为什么不能是碱基的随机排列。,五、DNA片段中的遗传信息,1遗传信息的概念 遗传信息是指构成DNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序(也可说DNA分子中碱基对的排列顺序)，DNA分子能够储存足够量的遗传信息

15、。 2遗传信息的多样性 构成DNA分子的碱基只有4种，配对方式只有2种，但是碱基对的数目却可以成千上万，形成的碱基对的排列顺序也可以千变万化(4n种，n表示碱基对数)，从而构成了DNA分子的多样性，也决定了遗传信息的多样性。,3遗传信息的特异性 每个特定的DNA分子中都具有特定的碱基对排列顺序，而特定的碱基对排列顺序中有遗传效应的片段代表遗传信息，所以每个特定的DNA分子中都储存着特定的遗传信息，这种特定的碱基对排列顺序就构成了DNA分子的特异性。,模板：,（亲代DNA分子的）两条母链。,细胞中游离的4种脱氧核苷酸。,ATP。,DNA解旋酶，DNA聚合酶等。,能量：,酶：,原料：,碱基互补配对

16、原则,原则：,1.DNA 复制,2.遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性；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。DNA分子上分布着多个基因。 3.基因是有遗传效应的DNA片段。,基础题 1.（1） ；（2）。2.C。 3.提示：从遗传物质必须具备的条件来分析：（1）在细胞增殖过程中能够精确地进行复制；（2）能够控制生物体的性状；（3）能够贮存足够量的遗传信息；（4）结构比较稳定。 拓展题 1.提示：并非任何一个DNA片段都是基因，只有具有遗传效应的DNA片段才是基因

17、。 2.提示：DNA包括基因与非基因的碱基序列。 3.提示：这一观点是有道理的。但在日常生活中，如报刊、杂志、广播等传播媒体常将基因与DNA这两个概念等同使用，因此在具体情况中，要留意区分。,（四）练习,自我检测的答案和提示,一、概念检测 判断题 1.。2.。3.。4.。 选择题 A。 识图作答题 1. 2；4；2。 2. 反向平行；互补 3. 磷酸基团；脱氧核糖；碱基；脱氧核糖。 二、知识迁移 A。 三、思维拓展 提示：形成杂合双链区的部位越多，DNA碱基序列的一致性越高，说明在生物进化过程中，DNA碱基序列发生的变化越小，因此亲缘关系越近。,1.(2012杭州高一检测)细菌在15N培养基中

18、繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入14N培养基中培养，抽取其子代的DNA经高速离心分离，下图为可能的结果，下列叙述错误的是( ),A.第一次分裂的子代DNA应为 B.第二次分裂的子代DNA应为 C.第三次分裂的子代DNA应为 D.亲代的DNA应为,【解析】选A。DNA分子的复制是半保留复制，根据题干信息可知，亲代DNA的两条链都含15N，应为图；一个亲代DNA分子第一次复制后产生的两个子代DNA分子，均是一条链含15N，另一条链含14N即全为15N/14N-DNA分子，经离心后，应为图；经过第二次复制后，共得到4个DNA分子，其中2个为15N/14N-DNA分子，另外2个DNA分子两条链均为14N，离心后应为图；经过第三次复制后，共得到8个DNA分子，15N/14N-DNA分子有2个，两条链均为14N的DNA分子有6个，离心后应为图。,2下列关于DNA复制过程的正确顺序是（ ） 互补碱基对之间氢键断裂 互补碱基对之间形成氢键 DNA分子在解旋酶的作用下解旋 以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋结构 A. B. C. D.,D,3.一个DNA分子中有1000个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的