高中生物 第3章 第3、4节DNA的复制 基因是有遗传效应的DNA片段课件 新人教版必修2

第第3 3章章理解理解教材教材新知新知把握把握热点热点考向考向知识点一知识点一知识点二知识点二考向一考向一应用创新演练应用创新演练随堂基础巩固随堂基础巩固课时跟踪训练课时跟踪训练第第3 3、4 4节节考向二考向二 1DNA复制发生在细胞分裂的间期。复制发生在细胞分裂的间期。2DNA复制需要复制需要DNA模板、模板、4种脱氧核苷酸作种脱氧核苷酸作原料以及酶和能量。原料以及酶和能量。3DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制的特点是边解旋边复制和半保留复制。复制。4基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段。片段。5DNA中碱基对的排列顺序表示遗传信息。中碱基对的排列顺序表示遗传信息。6DNA分子具有多样性和特异性。分子具有多样性和特异性。自读教材自读教材夯基础夯基础1概念、时间和场所概念、时间和场所填空填空2过程过程填图填图 3特点特点填空填空 (1)过程：过程： 。 (2)方式：方式： 。 4准确复制的原因和意义准确复制的原因和意义判断正误判断正误 (1)DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板。分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板。 ( ) (2)通过碱基互补配对原则，保证了复制的准确进行。通过碱基互补配对原则，保证了复制的准确进行。 ( ) (3)通过通过DNA复制，将遗传信息从亲代传给了子代，保持了复制，将遗传信息从亲代传给了子代，保持了遗传信息的连续性。遗传信息的连续性。 ( )边解旋边复制边解旋边复制半保留复制半保留复制 1DNA复制是否只在有丝分裂和减数分裂过程中进复制是否只在有丝分裂和减数分裂过程中进行？是否只发生于细胞核中？行？是否只发生于细胞核中？ 提示：提示：不是，无丝分裂过程中也发生不是，无丝分裂过程中也发生DNA复制；线复制；线粒体和叶绿体中也有粒体和叶绿体中也有DNA，也进行，也进行DNA复制。复制。 2如果将如果将DNA分子的两条链用分子的两条链用15N标记，转移到含标记，转移到含14N的培养基中培养，试分析子代的培养基中培养，试分析子代DNA被标记的情况。被标记的情况。 3若用若用15N标记一个标记一个DNA分子的两条链，用含分子的两条链，用含14N标记的标记的脱氧核苷酸为原料复制一次。那么，半保留复制和全保留复制脱氧核苷酸为原料复制一次。那么，半保留复制和全保留复制两种情况下产生的子代两种情况下产生的子代DNA有什么不同？有什么不同？ 提示：提示：半保留复制：两个子代半保留复制：两个子代DNA分子都为一条链含分子都为一条链含15N，一条链含一条链含14N。 全保留复制：子代全保留复制：子代DNA分子中有一个两条链都为分子中有一个两条链都为14N，一个，一个两条链都为两条链都为15N。跟随名师跟随名师解疑难解疑难1DNA半保留复制的实验分析半保留复制的实验分析 (4)实验结论：实验结果与实验预期相同，由此证明实验结论：实验结果与实验预期相同，由此证明 DNA复制方式为半保留复制复制方式为半保留复制 2DNA复制的有关计算复制的有关计算 将含有将含有15N的的DNA分子放在含有分子放在含有14N的培养基上培养，的培养基上培养，复制复制n次，则：次，则： 特别提醒特别提醒解答此类问题时，应看准解答此类问题时，应看准“含含”还是还是“只含只含”，是是“DNA分子数分子数”还是还是“链数链数”。自读教材自读教材夯基础夯基础1基因与基因与DNA分子的关系分子的关系填空填空2DNA片段中的遗传信息片段中的遗传信息填空填空(1)遗传信息：遗传信息：DNA分子中分子中 的排列顺序。的排列顺序。(2)DNA分子的特点：分子的特点：4种碱基种碱基 1请分析基因、请分析基因、DNA和染色体三者之间的关系。和染色体三者之间的关系。 提示：提示：基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段，染色体是片段，染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有许多基因。的主要载体，一条染色体上含有许多基因。 2在刑侦领域，在刑侦领域，DNA分子能够像指纹一样用来鉴定个分子能够像指纹一样用来鉴定个人的身份，你能解释其中的生物学原理吗？人的身份，你能解释其中的生物学原理吗？ 提示：提示：DNA分子具有多样性和特异性，每个人的分子具有多样性和特异性，每个人的DNA分子中脱氧核苷酸序列是不同的，且每个人的分子中脱氧核苷酸序列是不同的，且每个人的DNA分子的脱分子的脱氧核苷酸序列是特定的。氧核苷酸序列是特定的。 3结合蛋白质多样性的原因分析，结合蛋白质多样性的原因分析， DNA分子多样分子多样性的原因有哪些？性的原因有哪些？ 提示：提示：脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序不同是脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序不同是造成造成DNA分子多种多样的原因。分子多种多样的原因。跟随名师跟随名师解疑难解疑难脱氧核苷酸、基因、脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系图解和染色体的关系图解 例例1用用15N标记含有标记含有100个碱基对的个碱基对的DNA分子，其中分子，其中有胞嘧啶有胞嘧啶60个，该个，该DNA分子在含分子在含14N的培养基中连续复制的培养基中连续复制4次。其结果不可能是次。其结果不可能是 () A含有含有15N的的DNA分子占分子占1/8 B含有含有14N的的DNA分子占分子占7/8 C消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个个 D产生了产生了16个个DNA分子分子思路点拨思路点拨 (1)方法：方法： 若一亲代若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸分子含有某种脱氧核苷酸m个，经个，经过过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m(2n1)个。个。 第第n次复制所需该脱氧核苷酸数为次复制所需该脱氧核苷酸数为m2n1。(2)步骤：步骤：1某双链某双链DNA分子含分子含m对碱基，其中腺嘌呤有对碱基，其中腺嘌呤有a个。该个。该DNA在在连续复制时，对所需要的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述，连续复制时，对所需要的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述，不正确的是不正确的是 () A在第一次复制时，需要在第一次复制时，需要(ma)个个B在第二次复制时，需要在第二次复制时，需要2(ma)个个C在第在第n次复制时，需要次复制时，需要2n1(ma)个个D不论复制多少次，需要胞嘧啶脱氧核苷酸的数目等不论复制多少次，需要胞嘧啶脱氧核苷酸的数目等于于DNA分子中的脱氧核糖数目分子中的脱氧核糖数目解析：解析：DNA每次复制时，需要胞嘧啶脱氧核苷酸的数目每次复制时，需要胞嘧啶脱氧核苷酸的数目等于原有等于原有DNA分子中的胞嘧啶脱氧核苷酸的数目。分子中的胞嘧啶脱氧核苷酸的数目。答案：答案：D 例例2下列有关基因的叙述，正确的是下列有关基因的叙述，正确的是 () A基因是控制生物性状的结构单位和功能单位基因是控制生物性状的结构单位和功能单位 B经测定一个由经测定一个由n个脱氧核苷酸构成的个脱氧核苷酸构成的DNA分子中，包分子中，包含了含了m个基因，则每个基因的平均长度为个脱氧核苷酸对个基因，则每个基因的平均长度为个脱氧核苷酸对 C人体细胞内的基因全部位于染色体上人体细胞内的基因全部位于染色体上 D基因中脱氧核苷酸的排列顺序就是遗传信息，只能基因中脱氧核苷酸的排列顺序就是遗传信息，只能通过减数分裂传递给后代通过减数分裂传递给后代思路点拨思路点拨 答案答案 A A2下列关于基因的叙述，正确的是下列关于基因的叙述，正确的是 ()ADNA分子上任意一个片段都是基因分子上任意一个片段都是基因B人体细胞中染色体是基因的唯一载体人体细胞中染色体是基因的唯一载体C等位基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同等位基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同D基因的多样性决定了基因的多样性决定了DNA分子的多样性分子的多样性解析：解析：基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段，而不是片段，而不是DNA分子分子中任意一片段。人体细胞中染色体是基因的主要载体，线中任意一片段。人体细胞中染色体是基因的主要载体，线粒体中也分布着一定数量的基因；构成基因基本组成单位粒体中也分布着一定数量的基因；构成基因基本组成单位的是脱氧核苷酸，基因的多样性和的是脱氧核苷酸，基因的多样性和DNA分子的多样性均分子的多样性均与脱氧核苷酸的数量和排列顺序有关。与脱氧核苷酸的数量和排列顺序有关。答案：答案：C1探究探究DNA分子复制的方式。分子复制的方式。2探究探究DNA分子复制所需的条件及影响因素。分子复制所需的条件及影响因素。典例剖析典例剖析 (2010北京高考北京高考)科学家以大肠杆菌为实验对象，运科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。方式的探索实验，实验内容及结果见下表。组别组别1组组2组组3组组4组组培养液中培养液中唯一氮源唯一氮源14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl繁殖代数繁殖代数多代多代多代多代一代一代两代两代培养产物培养产物ABB的子一代的子一代B的子二代的子二代组别组别1组组2组组3组组4组组操作操作提取提取DNA并离心并离心离心结果离心结果仅为轻带仅为轻带(14N/14N)仅为重带仅为重带(15N/15N)仅为中带仅为中带(15N/14N)1/2轻带轻带(14N/14N)1/2中带中带(15N/14N) 请分析并回答：请分析并回答： (1)要得到要得到DNA中的中的N全部被放射性标记的大肠杆菌全部被放射性标记的大肠杆菌B，必，必须经过须经过_代培养，且培养液中的代培养，且培养液中的_是唯一氮源。是唯一氮源。 (2)综合分析本实验的综合分析本实验的DNA离心结果，第离心结果，第_组结果组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与第对得到结论起到了关键作用，但需把它与第_组和第组和第_组的结果进行比较，才能说明组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是分子的复制方式是_。 (3)分析讨论：分析讨论： 若子一代若子一代DNA的离心结果为的离心结果为“轻轻”和和“重重”两条密度带，两条密度带，则则“重带重带”DNA来自来自_，据此可判断，据此可判断DNA分子的复制分子的复制方式不是方式不是_复制。复制。 若将子一代若将子一代DNA双链分开后再离心，其结果双链分开后再离心，其结果_(填填“能能”或或“不能不能”)判断判断DNA的复制方式。的复制方式。 若在同等条件下将子二代继续培养，子若在同等条件下将子二代继续培养，子n代代DNA离心离心的结果是：密度带的数量和位置的结果是：密度带的数量和位置_，放射性强度发生，放射性强度发生变化的是变化的是_带。带。 若某次实验的结果中，子一代若某次实验的结果中，子一代DNA的的“中带中带”比以往实比以往实验结果的验结果的“中带中带”略宽，可能的原因是新合成略宽，可能的原因是新合成DNA单链中的单链中的N尚有少部分为尚有少部分为_。 解析解析本题主要考查本题主要考查DNA分子复制的相关知识，意在分子复制的相关知识，意在考查学生对同位素示踪技术与密度梯度离心方法的掌握情况。考查学生对同位素示踪技术与密度梯度离心方法的掌握情况。经过一代培养后，只能是标记经过一代培养后，只能是标记DNA分子的一条单链，所以要分子的一条单链，所以要想对所有的想对所有的DNA分子全部标记，要进行多代培养；在探究分子全部标记，要进行多代培养；在探究DNA分子的复制方式为半保留复制的实验中，分子的复制方式为半保留复制的实验中，“重带重带”应为应为两条单链均被两条单链均被15N标记；标记；“轻带轻带”为两条单链均被为两条单链均被14N标记，标记，“中中带带”为一条单链被为一条单链被14N标记，另一条单链被标记，另一条单链被15N标记。标记。答案答案(1)多多15N/15NH4Cl(2)312半保留复制半保留复制(3)B半保留半保留不能不能没有变化轻没有变化轻15N归纳拓展归纳拓展 同位素示踪法及其应用同位素示踪法及其应用 (2) (2)同位素示踪法的含义同位素示踪法的含义 同位素示踪法是利用放射性示踪剂，对研究对象进行同位素示踪法是利用放射性示踪剂，对研究对象进行标记的微量分析方法。标记的微量分析方法。 (2)方法应用方法应用 标记某元素，追踪其转移途径。如研究光合作用过标记某元素，追踪其转移途径。如研究光合作用过程中原子的转移轨迹。程中原子的转移轨迹。 标记化合物：标记化合物： a标记特征元素，探究化合物的作用。如用标记特征元素，探究化合物的作用。如用32P和和35S分分别标记别标记T2噬菌体中的噬菌体中的DNA和蛋白质，探究生物的遗传物质。和蛋白质，探究生物的遗传物质。 b 标记特征化合物，探究详细的生理过程。如研究标记特征化合物，探究详细的生理过程。如研究分泌蛋白的合成和分泌过程。分泌蛋白的合成和分泌过程。