第34節(jié)DNA的復(fù)制與基因

1、掘港高級(jí)中學(xué)真學(xué)課堂高一生物必修二導(dǎo)學(xué)案班級(jí):姓名:第3章第3、4節(jié)DNA分子的復(fù)制基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段【學(xué)習(xí)目標(biāo)】分子的復(fù)制復(fù)制的生物學(xué)意義 與基因的關(guān)系1概述DNA 2探究DNA 3概述DNA【學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)】1重點(diǎn)：DNA分子復(fù)制的條件、過(guò)程和特點(diǎn) 2難點(diǎn)：對(duì)DNA分子復(fù)制過(guò)程的理解學(xué)習(xí)活動(dòng)一 DNA分子復(fù)制的推測(cè)和實(shí)驗(yàn)證據(jù)【自主學(xué)習(xí)】閱讀課本 P52-53，結(jié)合圖3-12一、對(duì)DNA分子復(fù)制的推測(cè)沃森、克里克提出遺傳物質(zhì)自我復(fù)制的假說(shuō)：復(fù)制方式為 假說(shuō)的具體內(nèi)容為：DNA分子復(fù)制時(shí)，DNA分子的將解開(kāi)，互補(bǔ)的 之間的將斷裂，解開(kāi)的兩條單鏈作為復(fù)制的 ，游離的依據(jù)原則，通過(guò)形成

2、，結(jié)合到 上。這樣，新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來(lái)DNA分子中的一條鏈，所以，這種復(fù)制方式被稱(chēng)為二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（選學(xué)）_為實(shí)驗(yàn)材料，運(yùn)用. 假設(shè)DNA是半保留復(fù)制 復(fù)制后得到的子一代 DNA和子二代DNA的組成是怎樣的？（如下圖），設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)。1、 實(shí)驗(yàn)材料：要分析DNA是全保留還是半保留的，就要 區(qū)分親代與子代的 DNA 1958年, 科學(xué)家以_2、實(shí)驗(yàn)假設(shè)：3、分析假說(shuō)：IIII親彳ED忖兒坊子-IIII IIDNA呢？II4、實(shí)驗(yàn)過(guò)程：DNA是肉眼看不見(jiàn)的，如何才能分辨方法：首先在含_ 15N標(biāo)記的NHCI培養(yǎng)液中培養(yǎng)大腸桿菌，讓大腸桿菌繁殖幾代后 ， 得到含15

3、n的大腸桿菌， 再將這大腸桿菌轉(zhuǎn)移到 _含_空_培養(yǎng)液中。 然后，在不同時(shí) 刻收集大腸桿菌并 提取DNA，再將提取的DNA進(jìn)行_密度梯度離心 ，并記錄 離心后 試管中DNA的位置O如果DNA是以半保留的方式復(fù)制的，預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表（請(qǐng)完成）世代DNA分子中N兀素密度在離心管中的位置比例親代15n15n （全部）最大（重帶）第1代第2代第3代5、實(shí)驗(yàn)結(jié)果全中10驗(yàn)證。這種復(fù)制方式結(jié)論：上述實(shí)DNA分子中，都保留了明，在新合成的每個(gè)是： _【合作探究】1. 已知某一被15N標(biāo)記的DNA分子（親代），轉(zhuǎn)移到含有14N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)（復(fù)制），其 結(jié)果分析如下：世代DNA分子的特點(diǎn)DNA中脫氧核苷酸鏈

4、的特 點(diǎn)分 子 總 數(shù)細(xì)胞中的DNA分子離心后 在管中的位置不冋DNA分子與全部 DNA分子 之比鏈總 數(shù)不冋脫氧核苷酸 鏈與全部鏈之比只含15n的分子含14n 和15n 的雜種 分子只含14n的分子含15n的鏈含14n的鏈親代123N2、DNA分子復(fù)制的有關(guān)計(jì)算假設(shè)將1個(gè)全部被15N標(biāo)記的DNA分子（0代）轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng) n代，結(jié)果個(gè)個(gè)個(gè)個(gè) 個(gè)如下：1. DNA分子數(shù)（1）子代DNA分子總數(shù)=含15N的DNA分子數(shù)=_含14N的DNA分子數(shù)=_只含15N的DNA分子數(shù)=只含14N的DNA分子數(shù)=2. 消耗的脫氧核苷酸數(shù)設(shè)親代DNA分子中含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，則：（1）經(jīng)過(guò)n次

5、復(fù)制，共需消耗游離的該種脫氧核苷酸 個(gè)。（2）在第n次復(fù)制時(shí)，共需消耗游離的該脫氧核苷酸 個(gè)?！咎貏e提醒】運(yùn)用DNA半保留復(fù)制特點(diǎn)，分析被標(biāo)記DNA分子的比例時(shí)，應(yīng)注意求的是DNA分子數(shù)，還是脫氧核苷酸鏈數(shù)；還應(yīng)注意培養(yǎng)液中化學(xué)元素的轉(zhuǎn)換。 半保留復(fù)制特點(diǎn)，解決消耗某種脫氧核苷酸數(shù)量問(wèn)題時(shí)，應(yīng)注意親代DNA鏈被保留下來(lái)，不需消耗原料。在計(jì)算消耗脫氧核苷酸數(shù)時(shí)要明確是經(jīng)過(guò) 第n次復(fù)制。【典例訓(xùn)練】DNA分子中，有幾條第3次自我復(fù)制，在第四代1、一個(gè)雙鏈 DNA分子為第一代，經(jīng)過(guò)代脫氧核苷酸的長(zhǎng)鏈A、2 B 、4則后代 DNA分子中只2、將15N標(biāo)記的一個(gè)運(yùn)用DNA分子的兩條母n次復(fù)制還是（ ）C

6、 、8DNA分子放入15N的DNA分子之比為（C.8:1D 、1614n培養(yǎng)基中連續(xù)培養(yǎng)四代,）含14N的DNA分子與含有A.1:1B.7:1C.8:1D.5:13、某DNA分子中有2000個(gè)脫氧核苷酸，已知它的一條單鏈上堿基分子復(fù)制一次，則需要腺嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)量是（）A.200 個(gè) B.300 個(gè) C.400 個(gè) D.800 個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)二概述DNA分子的復(fù)制【自主學(xué)習(xí)】閱讀課本P54，結(jié)合圖3-13（一）DNA復(fù)制的時(shí)間與場(chǎng)所以親代DNA為模板合成的過(guò)程。定義：時(shí)間：:主要場(chǎng)所場(chǎng)所有（二）DNA復(fù)制的過(guò)程（見(jiàn)右圖）I過(guò)程稱(chēng)為 。該過(guò)程需要 酶，并且在ATP供能的前提下，使兩條螺旋的鏈解開(kāi)

7、，解開(kāi)的實(shí)質(zhì)是，堿基對(duì)中的斷裂。A:G:T:C=1:2:3:4,若該嚴(yán)1還，若母鏈上是n過(guò)程是以解開(kāi)的母鏈為模板進(jìn)行A、T、G、C,則按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則依次配上的是含的脫氧核苷酸。配上去的脫氧核苷酸之間 酶，將它們連接起來(lái)形成與模板母鏈互補(bǔ)的 O川隨著不斷解旋，形成中的子鏈不斷延伸，最后解旋完全結(jié)束后 就形成了兩個(gè)新的與原來(lái)完全相同的（三）DNA復(fù)制的四個(gè)基本條件是 1模板是 2原料是提供。等。為復(fù)制提供了原則，保證了 DNA復(fù)制能 O進(jìn)行。32 C砧P的32 C砧P的在含31P的培養(yǎng)基上復(fù)制n次后共獲得 個(gè)DNA ,其中含占全部 DNA的;含31P的DNA 有個(gè)。只含只含31P的DNA有個(gè)

8、O在含31P的培養(yǎng)基上復(fù)制 n次后所獲得的全部 DNA中含* 32P的DNA 條，占全部DNA總脫氧核苷酸鏈數(shù)的 OM個(gè)，則該DNA復(fù)制n次，需要3能量由A. DNA分子在解旋酶的作用下，水解成脫氧核苷酸B. 在全部解旋之后才開(kāi)始?jí)A基配對(duì)C.解旋后以一條母鏈為模板合成兩條新的子鏈D.復(fù)制后，每個(gè)新 DNA分子中含有一條母鏈和一條子鏈2. DNA分子能自我復(fù)制的根本原因DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)磷酸和脫氧核糖交互排列（分子基礎(chǔ)）是（）連接兩條鏈的堿基有互補(bǔ)配對(duì)能力DNA有特異性和多樣性A.B.4. 一個(gè)被放射性元素32P標(biāo)記的雙鏈DNA噬菌體侵染細(xì)菌，若此細(xì)菌破裂后釋放出n個(gè)噬菌體，則其中具有放

9、射性元素32P的噬菌體占總數(shù)的（C.D.A.1/ nB.1/2 nC.2/nD.1/2學(xué)習(xí)活動(dòng)三概述DNA分子與基因的關(guān)系【自主學(xué)習(xí)】閱讀課本 P 55-57一.說(shuō)明基因與 DNA關(guān)系的實(shí)例【小組討論】1.由資料1、閱讀書(shū)本 P553可知：P56資料分析：生物體的 DNA數(shù)目基因數(shù)目。生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)DNA分子的堿基總數(shù)。這說(shuō)明一個(gè)DNA上有基因，基因是DNA的，基因不是連續(xù)分布在 DNA上的，而是由堿基序列將其分隔開(kāi)的?；蚓哂谢蚴蔷哂?. 由資料2、3. 由上述資料可得出：注意：人類(lèi)基因組計(jì)劃測(cè)定 條染色體上的堿基序列。二 .DNA片段中的遺傳信息【探究】脫氧核苷酸序列與遺傳信

10、息的多樣性情景1:17個(gè)堿基對(duì)可以排列出 種基因；n個(gè)堿基對(duì)可以排列出 _由此可得出：堿基排列順序的 滿(mǎn)足了遺傳信息的多樣性。情景2:人類(lèi)基因組中第1號(hào)染色體的第1個(gè)基因由17個(gè)堿基對(duì)隨機(jī)排列構(gòu)成，你與你的 同桌相比，這個(gè)基因的脫氧核苷酸序列完全一樣的可能性有 由此可得出：在人類(lèi)的 DNA分子中，核苷酸序列多樣性表現(xiàn)為每個(gè)人的 不可能完全相同，而特定的人堿基排列順序是特定的。情景3: DNA分子脫氧核苷酸序列的多樣性和特異性（DNA旨紋技術(shù)）在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用有： 案件的;親子結(jié)論：1.DNA分子能夠儲(chǔ)存足夠量的4可知:_效應(yīng)。的 DNA。條染色體上的堿基序列。果蠅基因組計(jì)劃測(cè)定;孑遺物種的

11、保存和孑遺動(dòng)物的繁殖等。種基因。 ODNA幾乎之中。2. 遺傳信息蘊(yùn)藏在4種堿基的3. DNA分子的多樣性源于_O的多樣性和特異性。的DNA片段。4. DNA分子的特異性源于每個(gè) DNA分子的堿基的5. 生物體的多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)是 6. DNA分子上分布著 個(gè)基因，基因是有【總結(jié)】：1.DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：交替連接而成的,1）穩(wěn)定性：位于側(cè)基本骨架一定是由 不會(huì)改變兩條鏈間的堿基互補(bǔ)配對(duì)方式穩(wěn)定不變，總是配對(duì)。堿基2）多樣性：3）特異性： 【合作探究關(guān)于基因與對(duì)及其側(cè)鏈基團(tuán)對(duì)維持 DNA分子的空間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定有重要作用。 不同的 DNA分子中脫氧核苷酸的數(shù)目有差異，排列順序多種多樣。

12、每種 DNA分子都有特定的堿基對(duì)排列順序，代表了特定的遺傳信息。1DNA及染色體的關(guān)系：個(gè) DNA ,1未復(fù)制過(guò)的一條染色體上有 個(gè)DNA，復(fù)制過(guò)的一條染色體上有著絲點(diǎn)分裂后形成的每條染色體上有 個(gè)DNA。染色體的主要成分是 o由于真核細(xì)胞中 DNA主要分布在細(xì)胞核的染色體上，所以細(xì)胞中遺傳物質(zhì) DNA的主要載 體是2基因是有DNA片段。一個(gè)DNA分子上的所有片段都是基因嗎?個(gè)基因，基因在染色體一個(gè)DNA分子上有個(gè)基因，一個(gè)染色體上有上呈排列?；虻幕窘M成單位是 構(gòu)成了3基因中的 代表了遺傳信息； 堿基排列順序的千變?nèi)f化,DNA分子的,而堿基的特定的排列順序，又構(gòu)成了每一個(gè)DNA分子的_DN

13、A分子的和是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。概念圖：掘港高級(jí)中學(xué)真學(xué)課堂高一生物必修二導(dǎo)學(xué)案班級(jí):姓名:60%,12DXa是DXA的,毎個(gè)染隹 悴上有 27亠分 ZZ.【正誤判斷】是主雯的，含有訐多基因是具有隹悻效應(yīng) 的DXA 段，是 遺傳的功能結(jié)構(gòu) 單位，其中的 排序 代表遺傳信息脫氧核有酸是基因閔 結(jié)構(gòu)單位， 每個(gè)單位由、和堿基銀成1.構(gòu)成基因的堿基總數(shù)與 DNA分子的堿基總數(shù)相等2100 種2. 某DNA片段中有100個(gè)脫氧核苷酸，則可能的排列順序?yàn)?. 基因是DNA片段4. 不同DNA分子攜帶的遺傳信息不同的根本原因在于堿基排列順序不同5. 遺傳信息是指 DNA中的全部堿基排列順序【典

14、例訓(xùn)練】1、揭示基因化學(xué)本質(zhì)的表述是A、基因是遺傳物質(zhì)的功能單位C、基因是蘊(yùn)含遺傳信息的核苷酸序列2、DNA具有多樣性的原因是A、組成基因的堿基數(shù)目龐大C、堿基種類(lèi)有許多種3、細(xì)胞內(nèi)與遺傳有關(guān)的物質(zhì)，B、基因是有遺傳效應(yīng)的 DNA片段D、基因在染色體上呈直線(xiàn)排列B、空間結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化 D、堿基排列順序的千變?nèi)f化從復(fù)雜到簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)層次是B.染色體7脫氧核苷酸 7 DNA7D.染色體7，這是因?yàn)锽.每個(gè)人的DNA指紋圖是特有的A.DNA7 染色體7脫氧核苷酸 7基因 C.DNA7染色體7基因7脫氧核苷酸 4、DNA指紋術(shù)可以幫助人們確認(rèn)親子關(guān)系 A.每個(gè)人的DNA大都相同 C.不同個(gè)體的相同組織中的

15、【鞏固訓(xùn)練】1. 下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是A. 在細(xì)胞有絲分裂間期，發(fā)生DNA復(fù)制B. DNA通過(guò)1次復(fù)制后產(chǎn)生4個(gè)DNA分子C. DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)全部解鏈后，開(kāi)始DNAM制D. 單個(gè)脫氧核苷酸在 DNA酶的作用下連接合成新的子鏈2. 某DNA分子中有脫氧核苷酸 4000個(gè)，已知腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占?jí)A基總數(shù)的 那么該DNA分子連續(xù)復(fù)制2次所需要的游離鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸分子數(shù)是基因DNA基因7脫氧核苷酸DNA指紋圖相同 D.DNA指紋術(shù)是檢測(cè)DNA上的堿基種類(lèi)掘港高級(jí)中學(xué)真學(xué)課堂高一生物必修二導(dǎo)學(xué)案班級(jí):姓名:A. 800 個(gè) B. 1600 個(gè) C. 2400 個(gè) D. 3200 個(gè)

16、3. 如果把細(xì)胞中的一個(gè) DNA分子進(jìn)行標(biāo)記，然后放在沒(méi)有標(biāo)記的培養(yǎng)基中連續(xù)進(jìn)行6次有絲分裂，含有標(biāo)記的細(xì)胞占所有細(xì)胞的比例為A. 1/4 B. 1/8 C. 1/16 D. 1/324. 將基因定位于染色體上的科學(xué)家是A.沃森和克里克B. 孟德?tīng)?C. 摩爾根D.薛定諤5. DNA分子復(fù)制的根本原因(即分子基礎(chǔ))是連接兩鏈之間的相應(yīng)堿基具有互補(bǔ)配對(duì)能力DNA具有特異性和多樣性 D. DNA噬菌體侵染細(xì)菌后不斷復(fù)制繁殖，最后若此細(xì)菌32P的噬菌體占總數(shù)的DNA分子具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)磷酸和脫氧核糖交互連接A. B. C.326. 一個(gè)被放射性元素P標(biāo)記的雙鏈 (它本身含31P)破裂后釋放出n個(gè)

17、噬菌體，則其中具有放射性元素D.1/ 2DNA分子，經(jīng)復(fù)制后，一條染色單體含有B、一條雙鏈DNA分子D、四條雙鏈DNA分子DNA可以形成多少種1000D.1000P 的 DNA在含A.1 / n B.1/ 2n C.2/ n7. 一條染色體含有一個(gè)雙鏈A、兩條雙鏈DNA分子C、一條單鏈DNA分子8. 一個(gè)由2000個(gè)堿基構(gòu)成的A. 42000 B.20004 C.431P的培養(yǎng)基上復(fù)制一次形成的兩個(gè)子代DNA每9. 一個(gè)含1000個(gè)堿基對(duì)的32增加了 2000 C.14N的DNA相對(duì)分子質(zhì)量為a,若將其長(zhǎng)期培養(yǎng)在含15N的DNA相對(duì) 15N的DNA大腸桿菌再培養(yǎng)在14N的培養(yǎng)基種，子二代 DN

18、A的相對(duì)分個(gè)子代DNA比親代DNA的分子質(zhì)量減少了 1000 D. 增加了 1000A.減少了 2000 B.10 .假設(shè)某大腸桿菌含 分子質(zhì)量為b?，F(xiàn)將含 子質(zhì)量平均為.(a+b)/4 C . (3a+b)/4 D . (a+3b)/4DNA的敘述正確的是DNA具有相同的堿基組成A+G=C+T 或 A+C=G+TDNA的堿基組成A. (a+b) /2 B11 (多選).下列有關(guān)A. 同一生物體各種體細(xì)胞核中的B. 雙鏈DNA分子的堿基含量是C. 細(xì)胞缺水和營(yíng)養(yǎng)不足將影響D. DNA只存在于細(xì)胞核中12 (多選).下列屬于DNA復(fù)制需要的基本條件的是A.模板B . ATP C .氨基酸 D .游離的脫氧核苷酸13.含有32P或31P的磷酸，兩者化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，都可參與DNA分子的組成，但32P比31P質(zhì)量大?，F(xiàn)將某哺乳動(dòng)物的細(xì)胞放在含有31P磷酸的培養(yǎng)基中，連續(xù)培養(yǎng)數(shù)代后得到G代細(xì)胞。然后將 G代細(xì)胞移至