第3、4节DNA的复制·基因是有遗传效应的DNA片段.ppt

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1、第3、4节 DNA的复制基因是有遗传效应的DNA片段1.1.概述概述DNADNA分子的复制。分子的复制。2.2.探讨探讨DNADNA复制的生物学意义。复制的生物学意义。3.3.举例说明基因是有遗传效应的举例说明基因是有遗传效应的DNADNA片段。片段。4.4.运用数学方法说明运用数学方法说明DNADNA分子的多样性和特异性。分子的多样性和特异性。5.5.说明基因和遗传信息的关系。说明基因和遗传信息的关系。思考：为什么照片中的两头鹿、两个女孩长得如此相像呢？思考：为什么照片中的两头鹿、两个女孩长得如此相像呢？一、对一、对DNADNA分子复制的推测分子复制的推测 沃森和克里克发现了沃森和克里克发现

2、了DNADNA规则规则的的双螺旋结构后又提出了双螺旋结构后又提出了遗传物质遗传物质自我自我复制的详细假说复制的详细假说半保留复制。半保留复制。 DNA DNA能够将遗传信息准确无误的从亲代传递到子代，其复能够将遗传信息准确无误的从亲代传递到子代，其复制过程肯定是很精确的。制过程肯定是很精确的。半保留复制半保留复制全保留复制全保留复制复制复制复制复制复制复制子一代子一代子二代子二代复制复制复制复制复制复制子一代子一代子二代子二代 半保留复制时，子代半保留复制时，子代DNADNA分子含有一条母链和一条新合分子含有一条母链和一条新合成的子链。成的子链。1.1.概念：概念：2.2.时间：时间：二、二、

3、DNADNA分子复制的过程分子复制的过程是指以亲代是指以亲代DNADNA为模板合成子代为模板合成子代DNADNA的过程。的过程。细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期3.3.场所：场所：细胞核细胞核( (主要场所主要场所) )4.DNA4.DNA分子复制的过程分子复制的过程解旋：解旋：碱基配对碱基配对: :( (复制复制) )螺旋化螺旋化: :DNADNA利用细胞提供的能量利用细胞提供的能量, ,在解旋酶的作用下，在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。把两条螺旋的双链解开。以以解开的每一段解开的每一段母链为模板母链为模板，在，在DNADNA聚合聚

4、合酶等酶等酶酶的作用下的作用下, ,利用细胞中利用细胞中游离的游离的4 4种脱氧核种脱氧核苷酸为原料苷酸为原料, ,按按碱基碱基互补互补配对配对原则，各自合成与原则，各自合成与母链互补的一段子链母链互补的一段子链。随着模板链的解旋随着模板链的解旋, ,新合成的子链不断延伸。新合成的子链不断延伸。同时，每条新链与对应的模板链盘绕形成双螺同时，每条新链与对应的模板链盘绕形成双螺旋结构。旋结构。一个一个DNADNA分子形成两个完全相同的子代分子形成两个完全相同的子代DNADNA分子。分子。结果：结果： 模板：模板：6.6.条件条件（亲代（亲代DNADNA分子的）两条母链。分子的）两条母链。细胞中游离

5、的细胞中游离的4 4种种脱氧核苷酸。脱氧核苷酸。ATPATP。DNADNA解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合聚合酶等。酶等。能量：能量：酶：酶：原料：原料：边解旋边复制；半保留复制边解旋边复制；半保留复制5.5.特点：特点：三、说明基因与三、说明基因与DNADNA关系的实例关系的实例思考：思考：基因等同于基因等同于DNADNA吗？吗？基因和基因和DNADNA有什么关系呢？有什么关系呢？1.1.大肠杆菌细胞的拟核有大肠杆菌细胞的拟核有1 1个个DNADNA分子，长度约为分子，长度约为4 700 0004 700 000个个碱基对，在碱基对，在DNADNA分子上分布着分子上分布着4 4004 400

6、个基因，每个基因的平均长个基因，每个基因的平均长度约为度约为1 0001 000个碱基对。个碱基对。资料分析：资料分析：结论：结论：说明说明基因是基因是DNADNA的片段。基因不是连续分布在的片段。基因不是连续分布在DNADNA上，上，而是由碱基序列将其分隔开的。而是由碱基序列将其分隔开的。基因是基因是DNADNA片段，但片段，但DNADNA片片段不一定是基因；基因是段不一定是基因；基因是DNADNA中的双链片段，不是中的双链片段，不是其中的某一条链。其中的某一条链。2.2.把海蜇的绿色荧光基因转入鼠的体内，鼠体内出现了以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。前没有的荧

7、光。结论：结论：说明基因说明基因能控制生物的性状，即能控制生物的性状，即具具有有特定的特定的遗传效遗传效应应。3.3.人类基因组计划测定的是人类基因组计划测定的是2424条染色体（条染色体（2222条常染色体条常染色体+X+Y+X+Y）上的上的DNADNA的碱基序列。其中，每条染色体上有一个的碱基序列。其中，每条染色体上有一个DNADNA分子。分子。这这2424个个DNADNA分子大约有分子大约有31.631.6亿个碱基对，其中，构成基因的亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过碱基数占碱基总数的比例不超过2%2%。结论：结论：进一步明确基因是进一步明确基因是DNADNA的片段

8、（明确基因的碱基数占的片段（明确基因的碱基数占DNADNA碱基数很小的一部分）。碱基数很小的一部分）。4.4.近年来的科学研究发现，小鼠体内近年来的科学研究发现，小鼠体内HMGICHMGIC基因与肥胖直接基因与肥胖直接相关。小鼠没有相关。小鼠没有HMGICHMGIC基因，就没有肥胖的表现，有基因，就没有肥胖的表现，有HMGICHMGIC基因就有肥胖表现。基因就有肥胖表现。结论：结论：进一步明确进一步明确基因基因具具有有特定的特定的遗传效应遗传效应。基因是具有遗传效应的基因是具有遗传效应的DNADNA片段，是控制生物性状的遗传物片段，是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位。质的结构单位和功

9、能单位。小结：小结：四、四、DNADNA片段中的遗传信息片段中的遗传信息1 1遗传信息的概念遗传信息的概念 遗传信息是指构成遗传信息是指构成DNADNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序分子的脱氧核苷酸的排列顺序( (也可说也可说DNADNA分子中碱基对的排列顺序分子中碱基对的排列顺序) )，DNADNA分子能够储存分子能够储存足够量的遗传信息。足够量的遗传信息。2 2遗传信息的遗传信息的多样性多样性 构成构成DNADNA分子的碱基只有分子的碱基只有4 4种，配对方式只有种，配对方式只有2 2种，但种，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是碱基对的数目却可以成千上万，形成的碱基对的排列

10、顺序也可以千变万化序也可以千变万化(4(4n n种，种，n n表示碱基对数表示碱基对数) )，从而构成了，从而构成了DNADNA分子的多样性，也决定了遗传信息的多样性。分子的多样性，也决定了遗传信息的多样性。3 3遗传信息的遗传信息的特异性特异性 每个特定的每个特定的DNADNA分子中都具有特定的碱基对排列顺序，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，所以每个特定的息，所以每个特定的DNADNA分子中都储存着特定的遗传信息，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这种特定的碱

11、基对排列顺序就构成了DNADNA分子的特异性。分子的特异性。1.(20121.(2012杭州高一检测杭州高一检测) )细菌在细菌在1515N N培养基中繁殖数代后，使培养基中繁殖数代后，使细菌细菌DNADNA的含氮碱基皆含有的含氮碱基皆含有1515N N，然后再移入，然后再移入1414N N培养基中培养，培养基中培养，抽取其子代的抽取其子代的DNADNA经高速离心分离，下图经高速离心分离，下图为可能的结为可能的结果，下列叙述错误的是果，下列叙述错误的是( )( )A.A.第一次分裂的子代第一次分裂的子代DNADNA应为应为B.B.第二次分裂的子代第二次分裂的子代DNADNA应为应为C.C.第三

12、次分裂的子代第三次分裂的子代DNADNA应为应为D.D.亲代的亲代的DNADNA应为应为 【解析【解析】选选A A。DNADNA分子的复制是半保留复制，根据题干信息分子的复制是半保留复制，根据题干信息可知，亲代可知，亲代DNADNA的两条链都含的两条链都含1515N N，应为图，应为图；一个亲代；一个亲代DNADNA分子第一次复制后产生的两个子代分子第一次复制后产生的两个子代DNADNA分子，均是一条链含分子，均是一条链含1515N N，另一条链含，另一条链含1414N N即全为即全为1515N/N/1414N-DNAN-DNA分子，经离心后，应分子，经离心后，应为图为图；经过第二次复制后，共

13、得到；经过第二次复制后，共得到4 4个个DNADNA分子，其中分子，其中2 2个个为为1515N/N/1414N-DNAN-DNA分子，另外分子，另外2 2个个DNADNA分子两条链均为分子两条链均为1414N N，离心后，离心后应为图应为图；经过第三次复制后，共得到；经过第三次复制后，共得到8 8个个DNADNA分子，分子，1515N/N/1414N-DNAN-DNA分子有分子有2 2个，两条链均为个，两条链均为1414N N的的DNADNA分子有分子有6 6个，离个，离心后应为图心后应为图。 2 2下列关于下列关于DNADNA复制过程的正确顺序是（复制过程的正确顺序是（ ）互补碱基对之间氢

14、键断裂互补碱基对之间氢键断裂 互补碱基对之间形成氢键互补碱基对之间形成氢键 DNADNA分子在解旋酶的作用下解旋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子链与母链盘旋成双螺旋结构A.A. B. B.C.C. D. D.D D3.3.一个一个DNADNA分子中有分子中有10001000个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的的2020，如果连续复制两次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸，如果连续复制两次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的总数是（的总数是（ ）A. 600 B. 1 200 C. 1

15、800 D. 2 400A. 600 B. 1 200 C. 1 800 D. 2 400【解析【解析】选选C C。由题干得知。由题干得知: :腺嘌呤占碱基总数的腺嘌呤占碱基总数的2020，由，由A=TA=T可知可知C=2 000C=2 000（1 140%40%）/2=600/2=600，连续复制两次，需要，连续复制两次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的总数游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的总数=600=600（2 2n n1 1）=1 800=1 800。 4.4.下列关于下列关于DNADNA、基因、染色体的叙述错误的是（、基因、染色体的叙述错误的是（ ）A. A. 基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的

16、DNADNA片段片段B. DNAB. DNA是遗传信息的主要载体是遗传信息的主要载体C. DNAC. DNA分子在染色体上成念珠状排列分子在染色体上成念珠状排列D. DNAD. DNA的相对稳定性决定染色体的相对稳定性的相对稳定性决定染色体的相对稳定性C C5. 5. 下列有关与基因的关系的叙述正确的是下列有关与基因的关系的叙述正确的是( )( )A. A. 一个一个DNADNA分子上有许多个基因分子上有许多个基因B. DNAB. DNA的碱基排列顺序就代表基因的碱基排列顺序就代表基因C. C. 组成不同的基因的碱基数量一定不同组成不同的基因的碱基数量一定不同D. D. 基因是碱基对随机排列而

17、成的基因是碱基对随机排列而成的DNADNA片段片段A A6.6.如图是如图是DNADNA分子复制的图解，请据图回答：分子复制的图解，请据图回答：(1)(1)图中的图中的1 1表示表示_过程，需要过程，需要_酶的作酶的作用。用。(2)(2)图中的图中的2 2过程表示以母链为模板进行碱基的过程表示以母链为模板进行碱基的_。(3)(3)图中的图中的3 3过程包括子链中相邻脱氧核苷酸的过程包括子链中相邻脱氧核苷酸的_与与_交替连接以及子链与母链在空间结构上交替连接以及子链与母链在空间结构上的的_化。参与此过程的酶有化。参与此过程的酶有_等。等。(4)(4)分析分析DNADNA复制过程所需条件：模板是复

18、制过程所需条件：模板是_；原料；原料是是_；酶有；酶有_、_等；能量由等；能量由_提供。提供。(5)DNA(5)DNA分子被分子被1515N N标记的大肠杆菌，放在没有标记的培标记的大肠杆菌，放在没有标记的培养基上培养，繁殖三次后所有大肠杆菌体内，标记的养基上培养，繁殖三次后所有大肠杆菌体内，标记的DNADNA分子占分子占DNADNA分子总数的分子总数的_，标记的链占全部，标记的链占全部DNADNA单链的单链的_。【解析【解析】分析题图可知：分析题图可知：1 1过程表示解旋，需要解旋酶过程表示解旋，需要解旋酶的参与；的参与；2 2过程表示以过程表示以DNADNA的单链为模板，复制子代的单链为模

19、板，复制子代DNADNA分子的过程，此过程需要四种游离的脱氧核苷酸的参与，脱分子的过程，此过程需要四种游离的脱氧核苷酸的参与，脱氧核苷酸之间通过磷酸基团和脱氧核糖交替连接，两条链之氧核苷酸之间通过磷酸基团和脱氧核糖交替连接，两条链之间通过氢键相连；间通过氢键相连；3 3过程表示形成两个新的过程表示形成两个新的DNADNA分子，此分子，此过程需要过程需要DNADNA聚合酶的参与。不论复制几次，含聚合酶的参与。不论复制几次，含1515N N的的DNADNA分分子和子和DNADNA单链都是单链都是2 2，经复制三次后，经复制三次后DNADNA分子数为分子数为8 8，DNADNA单链单链总数为总数为1

20、616，因此标记的，因此标记的DNADNA分子占分子占DNADNA分子总数的分子总数的1/41/4，标记，标记的链占全部的链占全部DNADNA单链的单链的1/81/8。答案：答案：(1)(1)解旋解旋 解旋解旋 (2)(2)互补配对互补配对(3)(3)脱氧核糖脱氧核糖 磷酸基团磷酸基团 螺旋螺旋 DNADNA聚合酶聚合酶(4)DNA(4)DNA的两条母链的两条母链 四种游离的脱氧核苷酸四种游离的脱氧核苷酸解旋酶解旋酶 DNADNA聚合酶聚合酶 ATPATP(5)1/4 1/8 (5)1/4 1/8 模板：模板：（亲代（亲代DNADNA分子的）两条母链。分子的）两条母链。细胞中游离的细胞中游离的

21、4 4种种脱氧核苷酸。脱氧核苷酸。ATPATP。DNADNA解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合聚合酶等。酶等。能量：能量：酶：酶：原料：原料：碱基互补配对原则碱基互补配对原则原则：原则：1.DNA1.DNA复制复制2.2.遗传信息蕴藏在遗传信息蕴藏在4 4种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成了的千变万化，构成了DNADNA分子的多样性，而碱基的特定的排分子的多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个列顺序，又构成了每一个DNADNA分子的特异性；分子的特异性；DNADNA分子的多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。样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。DNADNA分分子上分布着多个基因。子上分布着多个基因。3.3.基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段。片段。不应该追求一切种类的快乐，应该只追求高尚的快乐。