高中生物 第3章 第3、4節(jié) DNA的復制基因是有遺傳效應的DNA片段課件 新人教版必修2

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1、第第3 3章章第第3 3、4 4節(jié)節(jié) 課前預習課前預習巧設計巧設計 設計設計1 1 設計設計2 2 名師課堂名師課堂一點通一點通 創(chuàng)新演練創(chuàng)新演練大沖關大沖關通要點通要點通高考通高考課堂練課堂練課下練課下練DNA的復制基因是有遺傳效應的DNA片段了解了解1.對對DNA復制的推測依據(jù)復制的推測依據(jù)2.DNA半保留復制的實驗依據(jù)半保留復制的實驗依據(jù)3.基因是有遺傳效應的基因是有遺傳效應的DNA片段片段理解理解1.DNA分子復制的過程分子復制的過程2.DNA復制的特點和生物學意義復制的特點和生物學意義應用應用運用數(shù)學方法說明運用數(shù)學方法說明DNA分子的多樣性和特異性分子的多樣性和特異性1.DNA復制

2、的條件、過程和特點復制的條件、過程和特點2.DNA分子的特異性和多樣性分子的特異性和多樣性 一、對一、對DNA分子復制的推測分子復制的推測 (1)提出者：提出者： 。 (2)內容：內容： 解旋：解旋：DNA分子復制時，分子復制時，DNA分子的分子的 解解開，互補的堿基之間的開，互補的堿基之間的 斷裂。斷裂。雙螺旋雙螺旋沃森和克里克沃森和克里克氫鍵氫鍵 二、二、DNA分子復制分子復制 (1)概念：以概念：以 為模板合成為模板合成 的過程。的過程。 (2)時間：細胞有絲分裂的時間：細胞有絲分裂的 和減數(shù)第一次分裂前和減數(shù)第一次分裂前的的 。 (3)場所：主要是場所：主要是 。親代親代DNA子代子代

3、DNA間期間期間期間期細胞核細胞核母鏈母鏈 脫氧核苷酸脫氧核苷酸 DNA聚合酶聚合酶 堿基互補配對堿基互補配對雙螺旋雙螺旋能量能量解旋解旋把兩條螺旋的雙鏈解開把兩條螺旋的雙鏈解開 (5)結果：形成兩個與結果：形成兩個與 完全相同的子代完全相同的子代DNA分子。分子。 (6)特點：特點： ； 。 (7)準確復制的原因：準確復制的原因： DNA分子獨特的分子獨特的 提供了精確的模板。提供了精確的模板。 通過通過 保證了復制準確無誤。保證了復制準確無誤。 (8)意義：使意義：使 從親代傳給子代，從而保持了從親代傳給子代，從而保持了 的連續(xù)性。的連續(xù)性。親代親代DNA分子分子邊解旋邊復制邊解旋邊復制半

4、保留復制半保留復制雙螺旋結構雙螺旋結構堿基互補配對堿基互補配對遺傳信息遺傳信息遺傳信息遺傳信息 三、基因與三、基因與DNA的關系的關系 1從數(shù)量上看從數(shù)量上看 (1)每個每個DNA分子上有分子上有 個基因。個基因。 (2)所有基因的堿基總數(shù)所有基因的堿基總數(shù) (填填“大于大于”、“等于等于”或或“小于小于”)DNA分子的堿基總數(shù)，即分子的堿基總數(shù)，即DNA分子上只有部分堿基分子上只有部分堿基參與基因的組成。參與基因的組成。 2從功能上看從功能上看 基因是有基因是有 的的DNA片段，能控制生物的性狀。片段，能控制生物的性狀。多多小于小于遺傳效應遺傳效應 四、四、DNA片段中的遺傳信息片段中的遺傳

5、信息 (1)遺傳信息：遺傳信息：DNA分子中分子中 的排列順序。的排列順序。 (2)特點：特點： 多樣性：多樣性： 的千變萬化。的千變萬化。 特異性：每一個特異性：每一個DNA分子有分子有 。 (3)與生物體多樣性和特異性的關系：與生物體多樣性和特異性的關系：DNA分子的多樣性分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的和特異性是生物體多樣性和特異性的 。4種堿基種堿基堿基排列順序堿基排列順序特定的堿基排列順序特定的堿基排列順序物質基礎物質基礎一、一、DNA的復制的復制1結合教材結合教材P53圖圖312右圖、右圖、P54圖圖313 DNA復制的過程復制的過程和結果，探究下列問題：和結果，探究下

6、列問題：(1)DNA復制時有幾條模板鏈？新合成的復制時有幾條模板鏈？新合成的DNA分子中的兩條分子中的兩條鏈全是子鏈嗎？鏈全是子鏈嗎？提示：提示：兩條模板鏈兩條模板鏈(親代親代DNA分子解開螺旋的兩條鏈分子解開螺旋的兩條鏈)。不是。而是一條母鏈和一條子鏈。不是。而是一條母鏈和一條子鏈。(2)DNA復制時，用什么方法識別復制時，用什么方法識別DNA中哪一條鏈是母鏈，中哪一條鏈是母鏈，哪一條鏈是子鏈？哪一條鏈是子鏈？DNA復制所形成的子代復制所形成的子代DNA分子是分子是否是親代否是親代DNA鏈和子代鏈和子代DNA鏈隨機結合的？鏈隨機結合的？提示：提示：同位素標記法。不是，而是親代同位素標記法。不

7、是，而是親代DNA鏈與鏈與其相應的子鏈結合形成的子代其相應的子鏈結合形成的子代DNA分子。分子。(3)若將某一試管中加入緩沖液、若將某一試管中加入緩沖液、ATP、解旋酶、解旋酶、DNA模板模板和四種脫氧核苷酸，并置于適宜的溫度下，能否完成和四種脫氧核苷酸，并置于適宜的溫度下，能否完成DNA復制？分析原因。復制？分析原因。提示：提示：不能。復制條件不完全，缺少不能。復制條件不完全，缺少DNA聚合酶。聚合酶。(4)若若1個個DNA分子含有分子含有m個腺嘌呤，則復制個腺嘌呤，則復制n次需要多少次需要多少游離的腺嘌呤脫氧核苷酸？游離的腺嘌呤脫氧核苷酸？提示：提示：需需(2n1)m個。因為個。因為1個個

8、DNA分子復制分子復制n次，共次，共形成形成2n個個DNA分子，其中有兩條脫氧核苷酸鏈為母鏈，分子，其中有兩條脫氧核苷酸鏈為母鏈，不需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸。不需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸。(5)DNA分子復制具有準確性。那么在任何情況下，分子復制具有準確性。那么在任何情況下，DNA分子復制產生的子代分子復制產生的子代DNA分子與親代分子與親代DNA分子都完全分子都完全相同嗎？相同嗎？提示：提示：不一定。不一定。DNA復制時，受到各種因素的干擾，復制時，受到各種因素的干擾，堿基序列可能會發(fā)生改變，從而使后代堿基序列可能會發(fā)生改變，從而使后代DNA與親代與親代DNA堿基序列不同，導致遺傳信息發(fā)生

9、改變。堿基序列不同，導致遺傳信息發(fā)生改變。2判斷下列說法的正誤：判斷下列說法的正誤：(1)DNA分子復制時總是先解旋后復制，而且每個子代分子復制時總是先解旋后復制，而且每個子代DNA中都保留了一條母鏈。中都保留了一條母鏈。 ( )(2)真核細胞真核細胞DNA分子的復制不一定發(fā)生在細胞核中。分子的復制不一定發(fā)生在細胞核中。( )二、基因是有遺傳效應的二、基因是有遺傳效應的DNA片段片段1閱讀教材閱讀教材P55資料分析，討論下列問題：資料分析，討論下列問題：(1)生物體內的生物體內的DNA分子數(shù)與基因數(shù)目相同嗎？分子數(shù)與基因數(shù)目相同嗎？提示：提示：不相同。生物體內的不相同。生物體內的DNA分子數(shù)少

10、于基因數(shù)目。分子數(shù)少于基因數(shù)目。(2)生物體內所有基因的堿基總數(shù)與生物體內所有基因的堿基總數(shù)與DNA分子的堿基總數(shù)相分子的堿基總數(shù)相同嗎？同嗎？提示：提示：不相同。生物體內所有基因的堿基總數(shù)小于不相同。生物體內所有基因的堿基總數(shù)小于DNA分子的堿基總數(shù)。分子的堿基總數(shù)。(3)由由(1)(2)你能得出什么結論？你能得出什么結論？提示：提示：基因是基因是DNA的片段，基因不是連續(xù)地分布在的片段，基因不是連續(xù)地分布在DNA上的，而是由堿基序列分隔開的。上的，而是由堿基序列分隔開的。2基因是具有遺傳效應的基因是具有遺傳效應的DNA片段，對于不含片段，對于不含DNA的的RNA病毒而言，該定義準確嗎？試完

11、善基因的定義。病毒而言，該定義準確嗎？試完善基因的定義。提示：提示：不準確。對于不準確。對于RNA病毒而言，基因是指具有遺病毒而言，基因是指具有遺傳效應的傳效應的RNA片段。準確地說，基因是有遺傳效應的片段。準確地說，基因是有遺傳效應的核酸片段。核酸片段。3判斷正誤：判斷正誤：(1)基因是有遺傳效應的基因是有遺傳效應的DNA片段，一條片段，一條DNA中所有構成基中所有構成基因的堿基總數(shù)等于構成因的堿基總數(shù)等于構成DNA分子的堿基總數(shù)。分子的堿基總數(shù)。( )(2)若某若某DNA分子中有分子中有n個堿基對，則排列順序有個堿基對，則排列順序有4n種，其種，其中中n代表堿基對數(shù)。代表堿基對數(shù)。 ( )

12、1DNA分子復制過程中相關計算分子復制過程中相關計算(1)DNA分子數(shù)、分子數(shù)、DNA鏈數(shù)及所占比例的計算：鏈數(shù)及所占比例的計算：世世代代DNA分子的特點分子的特點分分子子總總數(shù)數(shù)鏈鏈總總數(shù)數(shù)細胞中的細胞中的DNA分子分子在離心在離心a管中的位管中的位置置不同不同DNA分子占全部分子占全部DNA分子之比分子之比只含只含15N分子分子含含14N、15N雜交分雜交分子子只含只含14N分子分子含含15N的鏈的鏈含含14N的鏈的鏈012全在下部全在下部10010世世代代DNA分子的特點分子的特點分分子子總總數(shù)數(shù)鏈鏈總總數(shù)數(shù)細胞中的細胞中的DNA分子分子在離心管在離心管中的位置中的位置不同不同DNA分子

13、占全部分子占全部DNA分子之比分子之比只含只含15N分子分子含含14N、15N雜交分雜交分子子只含只含14N分子分子含含15N的鏈的鏈含含14N的鏈的鏈124全在中部全在中部0101/21/22481/2中部，中部，1/2上部上部01/21/21/43/4世世代代DNA分子的特點分子的特點分分子子總總數(shù)數(shù)鏈鏈總總數(shù)數(shù)細胞中的細胞中的DNA分子在分子在離心管中的離心管中的位置位置不同不同DNA分子占全部分子占全部DNA分子之比分子之比只含只含15N分子分子含含14N、15N雜交分子雜交分子只含只含14N分子分子含含15N的鏈的鏈含含14N的鏈的鏈38161/4中部，中部，3/4上部上部01/43

14、/41/87/8n2n2n12/2n中部，中部，12/2n上上部部02/2n或或1/2n112/2n1/2n11/2n(2)脫氧核苷酸鏈數(shù)的計算：脫氧核苷酸鏈數(shù)的計算：子代子代DNA分子中脫氧核苷酸總鏈數(shù)分子中脫氧核苷酸總鏈數(shù)2n1條；條；親代脫氧核苷酸鏈數(shù)親代脫氧核苷酸鏈數(shù)2條；條；新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)(2n12)條。條。(3)所需脫氧核苷酸數(shù)的計算：所需脫氧核苷酸數(shù)的計算：若一親代若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸分子含有某種脫氧核苷酸m個，則：個，則：經過經過n次復制，共需消耗游離的該脫氧核苷酸次復制，共需消耗游離的該脫氧核苷酸m(2n1)個。個。第第n次復制時

15、，需消耗游離的該脫氧核苷酸次復制時，需消耗游離的該脫氧核苷酸m2n1個。個。 (4)與染色體、細胞數(shù)目相關的計算：與染色體、細胞數(shù)目相關的計算： 研究研究DNA分子的半保留復制時，常涉及計算后代帶放射分子的半保留復制時，常涉及計算后代帶放射性標記的性標記的DNA、染色體或細胞所占比例的問題，此時要注意：、染色體或細胞所占比例的問題，此時要注意： 一個一個DNA分子含兩條分子含兩條DNA鏈，只要有一條鏈，只要有一條DNA鏈帶標鏈帶標記該記該DNA分子便帶標記。分子便帶標記。 每條染色體含一個或兩個每條染色體含一個或兩個DNA分子，只要有一條分子，只要有一條DNA鏈帶標記，該染色體便帶標記。鏈帶標

16、記，該染色體便帶標記。 每個細胞含多條染色體，每條染色體的情況是一樣的，每個細胞含多條染色體，每條染色體的情況是一樣的，只需分析一條染色體只需分析一條染色體(減數(shù)分裂時只需分析一對同源染色體減數(shù)分裂時只需分析一對同源染色體)即即可?？?。2對基因概念的理解對基因概念的理解(1)脫氧核苷酸、基因、脫氧核苷酸、基因、DNA和染色體關系：和染色體關系：(2)基因、染色體、蛋白質、性狀的關系：基因、染色體、蛋白質、性狀的關系： 例例1(2012福建高考福建高考)雙脫氧核苷酸常用于雙脫氧核苷酸常用于DNA測序，其測序，其結構與脫氧核苷酸相似，能參與結構與脫氧核苷酸相似，能參與DNA的合成，且遵循堿基互補的

17、合成，且遵循堿基互補配對原則。配對原則。DNA合成時，在合成時，在DNA聚合酶作用下，若連接上的是聚合酶作用下，若連接上的是雙脫氧核苷酸，子鏈延伸終止；若連接上的是脫氧核苷酸，子雙脫氧核苷酸，子鏈延伸終止；若連接上的是脫氧核苷酸，子鏈延伸繼續(xù)。在人工合成體系中，有適量的序列為鏈延伸繼續(xù)。在人工合成體系中，有適量的序列為GTACATACATG的單鏈模板、胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸和的單鏈模板、胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸和4種脫氧核苷酸。種脫氧核苷酸。則以該單鏈為模板合成出的不同長度的子鏈最多有則以該單鏈為模板合成出的不同長度的子鏈最多有 () A2種種B3種種 C4種種 D5種種 解析解析由題干分析可知，題

18、中所給的單鏈模板中含有由題干分析可知，題中所給的單鏈模板中含有4個個“A”，其中每個，其中每個“A”均可能與胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸配均可能與胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸配對，當單鏈模板上的對，當單鏈模板上的“A”與胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸配對時與胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸配對時子鏈延伸終止，因此當單鏈模板上的子鏈延伸終止，因此當單鏈模板上的“A”與胸腺嘧啶雙脫與胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸配對會有氧核苷酸配對會有4種不同長度的子鏈；若單鏈模板上的種不同長度的子鏈；若單鏈模板上的“A”只與脫氧核苷酸結合，以該單鏈為模板合成出的子鏈只與脫氧核苷酸結合，以該單鏈為模板合成出的子鏈只有只有1種，綜上所述，以該單鏈為模板合成出的不

19、同長度的種，綜上所述，以該單鏈為模板合成出的不同長度的子鏈最多有子鏈最多有5種。種。 答案答案D 例例2下列有關基因的敘述，正確的是下列有關基因的敘述，正確的是 () A基因是控制生物性狀的遺傳物質的結構和功能單位基因是控制生物性狀的遺傳物質的結構和功能單位 B經測定一個由經測定一個由n個脫氧核苷酸構成的個脫氧核苷酸構成的DNA分子中，分子中，包含了包含了m個基因，則每個基因的平均長度為個基因，則每個基因的平均長度為n/2m個脫氧核苷個脫氧核苷酸對酸對 C人體細胞內的基因全部位于染色體上人體細胞內的基因全部位于染色體上 D基因中脫氧核苷酸的排列順序就是遺傳信息，只能基因中脫氧核苷酸的排列順序就

20、是遺傳信息，只能通過減數(shù)分裂傳遞給后代通過減數(shù)分裂傳遞給后代 解析解析基因是控制生物性狀的結構和功能單位；一基因是控制生物性狀的結構和功能單位；一個個DNA上有很多基因，基因被不具有遺傳效應的上有很多基因，基因被不具有遺傳效應的DNA片片段隔開，所以段隔開，所以B中的每個基因的平均長度為中的每個基因的平均長度為n/2m個脫氧核個脫氧核苷酸對是錯誤的；人體細胞內基因的主要載體是染色體，苷酸對是錯誤的；人體細胞內基因的主要載體是染色體，線粒體線粒體DNA上也有少量基因；基因的傳遞對有性生殖的上也有少量基因；基因的傳遞對有性生殖的生物通過減數(shù)分裂傳遞給后代，無性生殖的生物通過有絲生物通過減數(shù)分裂傳遞

21、給后代，無性生殖的生物通過有絲分裂傳遞給后代。分裂傳遞給后代。 答案答案A對基因概念的理解對基因概念的理解 (1)結構上：結構上： 基因是基因是DNA分子上一個個特定的片段，一個分子上一個個特定的片段，一個DNA分分子上有很多個基因。子上有很多個基因。 基因與基因與DNA結構一樣，也是由結構一樣，也是由4種脫氧核苷酸按一種脫氧核苷酸按一定順序排列而成的序列。定順序排列而成的序列。 每個基因的脫氧核苷酸數(shù)目及排列順序是特定的。每個基因的脫氧核苷酸數(shù)目及排列順序是特定的。 不同基因，差別在于堿基數(shù)目及排列順序不同。不同基因，差別在于堿基數(shù)目及排列順序不同。 基因中堿基的排列順序代表遺傳信息。基因中堿基的排列順序代表遺傳信息。 (2)功能上：基因有遺傳效應，即基因能控制生物的功能上：基因有遺傳效應，即基因能控制生物的性狀，基因是控制生物性狀的基本單位，特定的基因決性狀，基因是控制生物性狀的基本單位，特定的基因決定特定的性狀。定特定的性狀。