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1、课题48:DNA分子的复制【课标要求】基因的概念;DNA分子的复制。【考向瞭望】DNA分子结构、复制特点及碱基计算;基因与脱氧核苷酸、DNA、染色体、遗传信息、生物性状之间关系的考查。【知识梳理】一、DNA分子的复制:(一)概念:以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。(二)发生时期:有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。(三)过程:1、解旋:需要细胞提供能量,在解旋酶的作用下,两条螺旋的双链解开。2、合成子链:以解开的每一段母链为模板,在DNA聚合酶等酶的作用下,利用游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,合成与母链互补的子链。3、形成子代DNA分子:延伸子链,母子链盘绕成双螺旋结构。
2、结果,一个DNA分子形成两个完全相同的子代DNA分子。(四)特点:1、边解旋边复制。2、复制方式:半保留复制。(五)条件:1、模板:亲代DNA分子的两条链。2、原料:脱氧核苷酸。3、能量:ATP。4、酶:解旋酶、DNA聚合酶。(六)准确复制的原因:1、DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板。2、通过碱基互补配对原则保证了复制准确进行。二、基因是有遗传效应的DNA片段:(一)一个DNA上有许多个基因。构成基因的碱基数小于(填“大于”、“小于”“等于”)DNA分子的碱基总数。(二)基因是有遗传效应的DNA片段。(三)遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。(四)DNA分子具有多样性和特异性,这是生物
3、体多样性和特异性的物质基础。三、DNA分子复制问题的有关计算若取一个全部N原子被15N标记的DNA分子(0代),转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代,其结果分析如下表:世代DNA分子的特点DNA中脱氧核苷酸的特点分子总数细胞中的DNA分子离心后在管中的位置不同DNA分子占全部DNA分子之比链总数不同脱氧核苷酸链占全部链之比只含15N的分子含14N、15N的杂种分子只含14N的分子含15N的链含14N的链01全在下部10021012全在中部01041/21/2241/2中部,1/2上部01/21/281/43/4381/4中部,3/4上部01/43/4161/87/8n2n2/2n中部,1
4、2/2n上部02/2n(或1/2n1)12/2n2n11/2n11/2n四、基因、脱氧核苷酸、遗传信息、DNA、染色体、蛋白质、生物性状之间的关系(一)染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系(二)基因、染色体、蛋白质、性状的关系五、基因概念的理解:(一)从结构上看:1、基因是DNA上一个个特定的片段,一个DNA分子上有许多个基因。2、基因与DNA结构一样,也是由四种脱氧核苷酸按一定顺序排列而成的,也是双螺旋结构。3、每个基因的脱氧核苷酸数目及排序是特定的。4、基因中的碱基排列顺序(或脱氧核苷酸的排列顺序)代表遗传信息。(二)从功能上看:基因具有遗传效应,即基因能控制生物的性状,基因是控制生物性
5、状的基本单位,特定的基因决定特定的性状。【思考感悟】生物体中DNA分子复制的具体场所有哪些?若复制出错,会产生什么影响?真核生物:细胞核、线粒体、叶绿体。原核生物:拟核、细胞质(质粒复制)。发生基因突变。【基础训练】1、某一DNA分子中,A为200个,复制数次后消耗周围环境中含A的脱氧核苷酸3000个,该DNA分子已经复制了几次( A )A、4次B、3次C、5次D、6次2、下列关于染色体和DNA的关系说法正确的是( A )DNA均位于染色体上;染色体就是DNA;DNA是染色体的主要成分;染色体和DNA都是遗传物质;每条染色体上总是只含一个DNA分子;染色体的基本组成单位是脱氧核苷酸;染色体和D
6、NA都是在间期复制并加倍;有丝分裂中,染色体和DNA都是在间期复制、后期加倍;基因都位于DNA上,也都位于染色体上。A、B、C、D、3、在正常情况下,细胞内完全可自主合成组成核酸的核糖和脱氧核糖。现在细胞系由于发生基因突变而不能自主合成核糖和脱氧核糖,必须从培养基中摄取。为验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸,而不是核糖核苷酸,现提供如下实验材料,请你完成实验方案。(1)实验目的:验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸,而不是核糖核苷酸。(2)实验材料:突变细胞系、基本培养基、12C核糖核苷酸、14C核糖核苷酸、12C脱氧核苷酸、14C脱氧核苷酸、放射性探测显微仪等。(3)实验原理:DNA主要分
7、布在细胞核,其基本组成单位是脱氧核苷酸;RNA主要分布在细胞质,其基本组成单位是核糖核苷酸。(4)实验步骤:第一步:编号。取基本培养基两个,编号为甲、乙。第二步:设置对比实验。在培养基甲中加入适量的12C核糖核苷酸和14C脱氧核苷酸;在培养基乙中加入等量的14C核糖核苷酸和12C脱氧核苷酸。第三步:培养。在甲、乙培养基中分别接种等量的突变细胞系,放到适宜的相同环境中培养一段时间,让细胞增殖。第四步:观察。分别取出培养基甲、乙中的细胞,用放射性探测显微仪观察细胞核和细胞质的放射性强弱。(5)预期结果:培养基甲中细胞的放射性部位主要在细胞核;培养基乙中细胞的放射性部位主要在细胞质。(6)实验结论:DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸。【高考模拟】4、(2007广东生物10)下列关于DNA复制的叙述,正确的是( A )A、在细胞有丝分裂间期,发生DNA复制B、DNA通过一次复制后产生四个DNA分子C、DNA双螺旋结构全部解链后,开始DNA的复制D、单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链5、(2008上海生物26)某个DNA片段由500对碱基组成,AT占碱基总数的34%,若该DNA片段复制2次,共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为( C )A、330B、660C、990D、1320
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