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1、第第3 3节节 DNADNA的复制的复制第第4 4节节 基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段第三章第三章 基因的本质基因的本质第一篇第一篇 教材同步导学篇教材同步导学篇一、知识准备一、知识准备1DNA分子的分子的结构构(1)DNA分分子子由由两两条条链组成成，这两两条条链按按反反向向平平行行的的方方式式盘旋旋成双螺旋成双螺旋结构。构。(2)DNA分分子子中中的的脱脱氧氧核核糖糖和和磷磷酸酸交交替替连接接，排排列列在在外外侧，构构成基本骨架；碱基排列在内成基本骨架；碱基排列在内侧。(3)两两条条链上上的的碱碱基基通通过氢键连接接成成碱碱基基对，并并且且碱碱基基配配对有有一一定
2、定的的规律律：A(腺腺嘌嘌呤呤)一一定定与与T(胸胸腺腺嘧啶)配配对；G(鸟嘌嘌呤呤)一一定定与与C(胞胞嘧啶)配配对。碱碱基基之之间这种种一一一一对应的的关关系系，叫叫做做碱碱基基互互补配配对原原则。2在在真真核核细胞胞中中，DNA存存在在于于细胞胞核核、线粒粒体体和和叶叶绿体中，有体中，有丝分裂分裂间期的期的DNA含量加倍是由于含量加倍是由于DNA的复制。的复制。二、课标要求二、课标要求1理解理解DNA分子复制的分子复制的过程。程。2掌握掌握DNA分子复制的特点、分子复制的特点、结果。果。3会会进行有关行有关DNA复制的复制的计算。算。4掌握基因的概念。掌握基因的概念。5理解理解DNA分子
3、的多分子的多样性和特异性。性和特异性。6说明基因和明基因和遗传信息的关系。信息的关系。一、自主初探一、自主初探1DNA分子复制方式的推分子复制方式的推测和和实验证据据(阅读P5253)(1)提出者：提出者：_。(2)遗传物物质自我复制的假自我复制的假说解解旋旋：DNA分分子子复复制制时，DNA分分子子的的_解解开开，互互补碱基之碱基之间的的_断裂。断裂。沃森和克里克沃森和克里克双螺旋双螺旋氢键复制复制复复制制结果果：每每个个新新合合成成的的DNA分分子子中中，都都保保留留了了原原来来DNA分子中的分子中的_。复制方式：复制方式：_复制。复制。(3)实验证据据1958年年，科科学学家家以以_为实
4、验材材料料，运运用用_技技术，证实了了DNA复复制制方方式式的的确确是是以以_的方式复制的。的方式复制的。一条一条链半保留半保留大大肠杆菌杆菌同位素示踪同位素示踪半保留半保留2DNA分子复制的分子复制的过程程(阅读P54)(1)DNA复制的概念、复制的概念、时间、场所所概念概念以以DNA分子分子为模板合成子代模板合成子代DNA的的过程程时间细胞分裂胞分裂间期期场所所主要是主要是细胞核胞核(2)过程程(3)结果：形成果：形成_的的DNA分子。分子。(4)特点：特点：边解旋解旋边复制；复制；_复制。复制。(5)准确复制的原因准确复制的原因_提供了精确的模板。提供了精确的模板。通通过_保保证了复制的
5、准确了复制的准确进行。行。(6)意意义：将将_从从亲代代传给子子代代，保保持持了了_的的连续性。性。两个完全相同两个完全相同半保留半保留DNA分子独特的双螺旋分子独特的双螺旋结构构碱基互碱基互补配配对遗传信息信息遗传信息信息3基因与基因与DNA关系的关系的实例例(阅读P5556)4DNA片段中的片段中的遗传信息信息(阅读P5657)(1)遗传信息：由信息：由4种碱基排列而成的种碱基排列而成的_。(2)DNA分子的特性分子的特性多多样性：性：_的千的千变万化。万化。特异性：每一个特异性：每一个DNA分子有分子有_。(3)生物体多生物体多样性和特异性的物性和特异性的物质基基础生物体多生物体多样性和
6、特异性的物性和特异性的物质基基础是是_。脱氧核苷酸序列脱氧核苷酸序列碱基排列碱基排列顺序序特定的碱基排列特定的碱基排列顺序序DNA分子的多分子的多样性和特异性性和特异性探究一探究一DNA的复制的复制二、疑问探究二、疑问探究1对真真核核生生物物来来说，DNA复复制制只只发生生在在有有丝分分裂裂间期期和和减减数数分分裂裂间期期吗？真真核核生生物物DNA复复制制的的场所所只只有有细胞胞核核吗？提提示示不不是是，例例如如无无丝丝分分裂裂也也有有DNA复复制制。线线粒粒体体和和叶叶绿体中也有绿体中也有DNA，也进行，也进行DNA复制。复制。2原核生物原核生物DNA复制的复制的场所是什么？所是什么？提示提
7、示原核生物原核生物DNA复制的场所主要是拟核。复制的场所主要是拟核。3如如果果将将DNA分分子子的的两两条条链用用15N标记，转移移到到含含14N的培养基中培养，的培养基中培养，试分析子代分析子代DNA被被标记的情况。的情况。提示提示2；2；2；2；2；4；2；6DNA复复制次数制次数含含15N的的DNA含含14N的的DNA含含15N的的DNA链含含14N的的DNA链复制复制1次次_复制复制2次次_三、新知破解三、新知破解1DNA半保留复制的半保留复制的实验证据据(1)实验方法：放射性同位素方法：放射性同位素标记技技术和离心技和离心技术。(2)实验原原理理：含含15N的的双双链DNA密密度度大
8、大，含含14N的的双双链DNA密密度小，一条度小，一条链含含14N、一条、一条链含含15N的双的双链DNA分子密度居中。分子密度居中。(3)实验假假设：DNA以半保留的方式复制。以半保留的方式复制。(4)实验预期：离心后期：离心后应出出现3条条DNA带。重重带(密度最大密度最大)：两条：两条链都都为15N标记的的亲代双代双链DNA。中中带(密密度度居居中中)：一一条条链为14N标记，另另一一条条链为15N标记的的子代双子代双链DNA。轻带(密度最小密度最小)：两条：两条链都都为14N标记的子代双的子代双链DNA。(5)实验过程程(6)子子代代DNA离离心心后后重重带中中带轻带比比例例关关系系为
9、02(2n2)(注：注：n代表代表DNA复制次数复制次数)。(7)实验结论：DNA的复制是以半保留方式的复制是以半保留方式进行的。行的。2DNA复制复制(1)DNA复复制制的的场所所：主主要要场所所是是细胞胞核核，但但在在拟核核、线粒体、叶粒体、叶绿体中也能体中也能进行行DNA复制。复制。(2)能能够进行行DNA复复制制的的生生物物：一一切切以以DNA为遗传物物质的生物。的生物。(3)真真核核生生物物细胞胞核核中中DNA复复制制发生生的的时间：在在体体细胞胞中中发生生在在有有丝分分裂裂间期期；在在有有性性生生殖殖过程程中中发生生在在减减数数第第一次分裂前的一次分裂前的间期。期。(4)复复制制所
10、所需需的的酶酶是是指指一一个个酶酶系系统，不不仅仅是是指指解解旋旋酶酶和和DNA聚合聚合酶酶，还包括包括DNA连接接酶酶等。等。解旋解旋酶酶的作用是破坏碱基的作用是破坏碱基间的的氢键。DNA聚合聚合酶酶的作用是的作用是连接游离的脱氧核苷酸。接游离的脱氧核苷酸。DNA连接接酶酶的作用是的作用是连接接DNA片段。片段。(5)两两个个子子代代DNA的的位位置置及及分分开开时间：复复制制产生生的的两两个个子子代代DNA分分子子位位于于一一对姐姐妹妹染染色色单体体上上，由由着着丝点点连在在一一起起，在在有有丝分分裂裂后后期期或或减减数数第第二二次次分分裂裂后后期期着着丝点点分分裂裂时分开，分分开，分别进
11、入两个子入两个子细胞中。胞中。(6)DNA分分子子的的复复制制往往往往是是从从多多个个起起点点同同时进行行的的，如如下下图：探究二基因是有探究二基因是有遗传效效应的的DNA片段片段二、疑问探究二、疑问探究1基因、基因、DNA和染色体三者之和染色体三者之间有怎有怎样的关系？的关系？提提示示基基因因是是有有遗遗传传效效应应的的DNA 片片段段，染染色色体体是是DNA的的主主要要载载体体，一一条条染染色色体体上上含含有有1个个或或2个个DNA分分子子，每每个个DNA上上含含有许多个基因。有许多个基因。2能能说基因的基因的载体是染色体体是染色体吗？请简要分析。要分析。提提示示： 不不能能。对对于于真真
12、核核细细胞胞来来说说，基基因因(核核基基因因)在在染染色色体体上上呈呈线线性性排排列列，染染色色体体是是基基因因的的主主要要载载体体，但但细细胞胞质质基基因因存存在在于于线线粒粒体体、叶叶绿绿体体中中的的DNA分分子子上上；对对于于原原核核细细胞胞来来说说，基基因因则则存在于拟核中的存在于拟核中的DNA分子上，没有染色体这一载体。分子上，没有染色体这一载体。3在在刑刑侦领域域，DNA分分子子能能够像像指指纹一一样用用来来鉴定定个个人的身份，你能解人的身份，你能解释其中的生物学原理其中的生物学原理吗？提提示示DNA分分子子具具有有多多样样性性和和特特异异性性，每每个个人人的的DNA分分子子中中脱
13、脱氧氧核核苷苷酸酸序序列列是是不不同同的的，但但每每个个人人的的DNA分分子子中中脱氧核苷酸序列是特定的。脱氧核苷酸序列是特定的。三、新知破解三、新知破解1脱氧核苷酸、基因、脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系和染色体的关系图解解2“基因基因”的理解的理解(1)本本质上，基因是有上，基因是有遗传效效应的的DNA片段。片段。(2)结构上，基因是含有特定构上，基因是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列。信息的脱氧核苷酸序列。(3)功能上，基因是功能上，基因是遗传物物质的的结构和功能的基本构和功能的基本单位。位。(4)位置上，基因在染色体上呈位置上，基因在染色体上呈线性排列。性排列。考向一考向一DNA
14、的复制的复制例例1细菌菌在在15N培培养养基基中中繁繁殖殖数数代代后后，使使细菌菌DNA的的含含氮氮碱碱基基皆皆含含有有15N，然然后后再再移移入入14N培培养养基基中中培培养养，抽抽取取其其子子代代的的DNA经高高速速离离心心分分离离，下下图为可可能能的的结果果，下下列列叙叙述述错误的是的是()A第一次分裂的子代第一次分裂的子代DNA应为B第二次分裂的子代第二次分裂的子代DNA应为C第三次分裂的子代第三次分裂的子代DNA应为D亲代的代的DNA应为思路点拨思路点拨解解析析亲亲代代DNA为为15N15N，经经第第一一次次复复制制所所形形成成的的子子代代DNA应均为应均为15N14N，即中，即中D
15、NA应如图应如图所示。所示。答案答案A【方法规律方法规律】(1)并并不不是是两两条条链完完全全解解开开后后才才合合成成新新的的子子链，而而是是边解解旋旋边复制。复制。(2)各各种种酶酶的的作作用用：解解旋旋酶酶作作用用于于氢键，使使氢键断断裂裂，双双螺螺旋旋解解开开；DNA聚聚合合酶酶使使脱脱氧氧核核苷苷酸酸连接接成成脱脱氧氧核核苷苷酸酸子子链；DNA连接接酶酶的的作作用用是是将将双双螺螺旋旋中中的的扶扶手手中中的的“断断口口”修复。修复。考向二基因是有考向二基因是有遗传效效应的的DNA片段片段例例2科科学学研研究究发现，小小鼠鼠体体内内HMIGIC基基因因与与肥肥胖胖直直接接相相关关。具具有
16、有HMIGIC基基因因缺缺陷陷的的实验小小鼠鼠与与作作为对照照的的正正常常小小鼠鼠，吃吃同同样多多的的高高脂脂肪肪食食物物，一一段段时间后后，对照照组小小鼠鼠变得得十十分分肥肥胖胖，而而具具有有HMIGIC基基因因缺缺陷陷的的实验小小鼠鼠体重仍然保持正常，体重仍然保持正常，这说明明()A基因在基因在DNA上上B基因在染色体上基因在染色体上C基因具有基因具有遗传效效应 DDNA具有具有遗传效效应思路点拨思路点拨解解析析根根据据对对照照实实验验，正正常常小小鼠鼠吃吃高高脂脂肪肪食食物物则则肥肥胖胖，具具有有HMIGIC基基因因缺缺陷陷的的小小鼠鼠吃吃同同样样多多的的高高脂脂肪肪食食物物体体重重仍仍
17、保保持持正正常常，说说明明肥肥胖胖由由基基因因控控制制，从从而而得得出出基基因因能能够够控控制性状，具有遗传效应。制性状，具有遗传效应。答案答案C【方法规律方法规律】(1)基基因因是是有有遗传效效应的的DNA片片段段，而而不不是是DNA分分子子中中任意一片段；任意一片段；(2)人人体体细胞胞中中染染色色体体是是基基因因的的主主要要载体体，线粒粒体体中中也也分分布着一定数量的基因。布着一定数量的基因。1DNA的的复复制制是是指指以以亲代代DNA为模模板板合合成成子子代代DNA的的过程。程。DNA复制复制发生在分裂生在分裂间期。期。2DNA的的复复制制是是以以DNA的的两两条条链为模模板板，4种种
18、脱脱氧氧核核苷酸苷酸为原料，原料，还需要需要酶酶和能量。和能量。3DNA复复制制的的特特点点是是边解解旋旋边复复制制：复复制制方方式式为半半保保留复制。留复制。4复复制制n次次形形成成2n个个DNA分分子子，含含有有母母链的的DNA只只有有2个。个。5基因是有基因是有遗传效效应的的DNA片段。片段。6DNA分分子子中中脱脱氧氧核核苷苷酸酸(或或碱碱基基对)的的排排列列顺序序代代表表遗传信息。信息。7DNA分分子子的的结构构特特点点：多多样性性、特特异异性性。碱碱基基排排列列顺序序千千变万万化化，构构成成了了DNA分分子子的的多多样性性，碱碱基基特特定定的的排排列列顺序，构成了序，构成了DNA分
19、子的特异性。分子的特异性。8人人类基基因因组计划划测定定的的是是24条条染染色色体体(22条条常常染染色色体体XY)，果，果蝇的基因的基因组计划划测定的是定的是5条。条。1关于关于DNA复制的叙述，正确的是复制的叙述，正确的是()A复制均在复制均在细胞核内胞核内进行行B复制复制仅发生在有生在有丝分裂的分裂的间期期C复制复制过程先解旋后复制程先解旋后复制D碱基互碱基互补配配对保保证了复制的准确性了复制的准确性D只只要要细细胞胞分分裂裂，DNA就就复复制制，DNA不不只只存存于于细细胞胞核核内内，细细胞胞分分裂裂方方式式亦亦不不只只是是有有丝丝分分裂裂；DNA是是边边解解旋旋边边复制，不分先后。复
20、制，不分先后。2一一个个不不含含放放射射性性元元素素的的噬噬菌菌体体，在在脱脱氧氧核核苷苷酸酸被被32P标记及及氨氨基基酸酸被被15N标记的的细菌菌体体内内，连续繁繁殖殖三三代代，含含有有32P和和15N标记的噬菌体分的噬菌体分别占子代噬菌体占子代噬菌体总数的比例数的比例为()A100%、100% B25%、50%C50%、50% D25%、0A噬噬菌菌体体侵侵染染细细菌菌后后在在亲亲代代噬噬菌菌体体的的DNA的的作作用用下下，以以细细菌菌细细胞胞内内的的脱脱氧氧核核苷苷酸酸和和氨氨基基酸酸为为原原料料合合成成子子代代噬噬菌菌体体的的DNA和和蛋蛋白白质质外外壳壳。细细菌菌细细胞胞内内脱脱氧氧
21、核核苷苷酸酸被被32P标标记记，氨氨基基酸酸被被15N标记，则后代每个噬菌体都含有标记，则后代每个噬菌体都含有32P和和15N。3下列关于下列关于遗传信息的信息的说法，不确切的是法，不确切的是()A基因的脱氧核苷酸的排列基因的脱氧核苷酸的排列顺序代表序代表遗传信息信息B遗传信息的信息的传递主要是通主要是通过染色体上的基因染色体上的基因传递的的C生物体内的生物体内的遗传信息主要信息主要储存在存在DNA分子上分子上D遗传信息即生物表信息即生物表现出来的性状出来的性状D生生物物体体的的所所有有性性状状，都都以以一一种种特特定定的的脱脱氧氧核核苷苷酸酸排排列顺序来代表，这种排列顺序就是遗传信息。列顺序
22、来代表，这种排列顺序就是遗传信息。4设一一个个基基因因平平均均由由103个个核核苷苷酸酸构构成成，玉玉米米体体细胞胞中中有有20条条染染色色体体，生生殖殖细胞胞里里的的DNA合合计含含7109个个核核苷苷酸酸，那那么么每条染色体上平均最多有基因每条染色体上平均最多有基因()A3.5105个个 B7105个个C7106个个 D1.4107个个B玉玉米米体体细细胞胞中中有有20条条染染色色体体，那那么么生生殖殖细细胞胞里里有有10条条染染色色体体，1条条染染色色体体上上有有1个个DNA，则则每每个个DNA上上有有7108个个核核苷苷酸酸，最最多多有有基基因因71081037105(个个)。这这说说
23、明明一一个个DNA上有很多基因。选上有很多基因。选B。5如如图为高高等等植植物物细胞胞中中DNA复复制制过程程模模式式图，请根根据据图示示过程，回答程，回答问题。(1)由由图示示可可知知，1个个DNA分分子子复复制制出出乙乙、丙丙2个个DNA分分子的方式是子的方式是_。(2)细胞胞中中DNA复复制制的的场所所为_；在在复复制制完成后，乙、丙分开的完成后，乙、丙分开的时期期为_。(3)把把乙乙(只只含含14N)放放在在含含15N的的培培养养液液中中培培养养，复复制制2次次后后子代子代DNA单链中含中含15N的的DNA单链所占的比例是所占的比例是_。答答案案(1)半半保保留留复复制制(2)细胞胞核核、线粒粒体体和和叶叶绿体体有有丝分裂后期和减数第二次分裂后期分裂后期和减数第二次分裂后期(3) 3/4谢谢观看！
