第3、4節(jié)DNA的復(fù)制·基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段

1、第3、4節(jié) DNA的復(fù)制基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段思考：思考：為什么照片中的兩個女孩長得如此相像呢？為什么照片中的兩個女孩長得如此相像呢？1.DNA1.DNA分子的復(fù)制、過程和特點。分子的復(fù)制、過程和特點。（重點）（重點）2.2.基因是有遺傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNADNA片段。片段。（重點）（重點）3.DNA3.DNA分子具有多樣性和特異性。分子具有多樣性和特異性。（重點）（重點） 4.4.脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性。脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性。（難點）（難點）一、對一、對DNADNA分子復(fù)制的推測分子復(fù)制的推測 沃森和克里克發(fā)現(xiàn)了沃森和克里克發(fā)現(xiàn)了DNADNA規(guī)則規(guī)則的的

2、雙螺旋結(jié)構(gòu)后雙螺旋結(jié)構(gòu)后又提出了遺傳物質(zhì)又提出了遺傳物質(zhì)自我自我復(fù)制的詳細(xì)假說復(fù)制的詳細(xì)假說半保留半保留復(fù)制。復(fù)制。 DNADNA能夠?qū)⑦z傳信息準(zhǔn)確無誤的從親代傳遞到子能夠?qū)⑦z傳信息準(zhǔn)確無誤的從親代傳遞到子代，其復(fù)制過程肯定是很精確的。代，其復(fù)制過程肯定是很精確的。半保留復(fù)制半保留復(fù)制全保留復(fù)制全保留復(fù)制復(fù)制復(fù)制復(fù)制復(fù)制復(fù)制復(fù)制子一代子一代子二代子二代復(fù)制復(fù)制復(fù)制復(fù)制復(fù)制復(fù)制子一代子一代子二代子二代思考：思考：半保留復(fù)制時，子代半保留復(fù)制時，子代DNADNA分子含有的兩條鏈分子含有的兩條鏈?zhǔn)鞘裁礃拥?？是什么樣的?.1.概念：概念：2.2.時間：時間：二、二、DNADNA分子復(fù)制的過程分子復(fù)制

3、的過程是指以親代是指以親代DNADNA為模板合成子代為模板合成子代DNADNA的過程。的過程。細(xì)胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期細(xì)胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期3.3.場所：場所： 細(xì)胞核細(xì)胞核( (主要場所主要場所) )4.4.過程：過程：解旋：解旋：堿基配對堿基配對: :( (復(fù)制復(fù)制) )螺旋化螺旋化: :DNADNA利用細(xì)胞提供的能量利用細(xì)胞提供的能量, ,在解旋酶的作用在解旋酶的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開。下，把兩條螺旋的雙鏈解開。以解開的每一段以解開的每一段母鏈為模板母鏈為模板，在，在DNADNA聚合聚合酶酶等酶的作用下等酶的作用下, ,利用細(xì)胞中利用細(xì)胞中游離

4、的游離的4 4種脫種脫氧核苷酸氧核苷酸為原料為原料, ,按堿基互補(bǔ)配對原則按堿基互補(bǔ)配對原則，各，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一段子鏈自合成與母鏈互補(bǔ)的一段子鏈。一個一個DNADNA分子形成兩個分子形成兩個完全相同完全相同的子代的子代DNADNA分子。分子。結(jié)果：結(jié)果：隨著模板鏈的解旋隨著模板鏈的解旋, ,新合成的子鏈不斷延伸。新合成的子鏈不斷延伸。同時，每條新鏈與對應(yīng)的模板鏈盤繞形成雙同時，每條新鏈與對應(yīng)的模板鏈盤繞形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。螺旋結(jié)構(gòu)。解旋酶催化（氫鍵斷裂）解旋酶催化（氫鍵斷裂）解旋：解旋：模板模板（在（在DNADNA聚合酶的催化下，利用聚合酶的催化下，利用游離的脫氧核苷酸進(jìn)行）游離的脫氧核苷

5、酸進(jìn)行）以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對母鏈（舊鏈）母鏈（舊鏈）子鏈（新鏈）子鏈（新鏈）形成兩個子代形成兩個子代DNA:DNA:同時進(jìn)行同時進(jìn)行( (邊解旋邊復(fù)制）邊解旋邊復(fù)制）組成組成 模板：模板：6.6.條件條件（親代（親代DNADNA分子的）兩條母鏈。分子的）兩條母鏈。細(xì)胞中游離的細(xì)胞中游離的4 4種種脫氧核苷酸。脫氧核苷酸。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：邊解旋邊復(fù)制；半保留復(fù)制邊解旋邊復(fù)制；半保留復(fù)制5.5.特點：特點：7.7.意義：意義：將遺傳信息從親代傳給了子代，從而保將遺傳信息從親代傳給了

6、子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。持了遺傳信息的連續(xù)性?！揪尽揪尽浚? 1）子代）子代DNADNA分子中模板鏈與另一分子中模板鏈與另一DNADNA分子分子中新合成的子鏈堿基序列完全相同。中新合成的子鏈堿基序列完全相同。（2 2）生物體中）生物體中DNADNA分子復(fù)制的場所分子復(fù)制的場所: :凡是細(xì)胞內(nèi)有凡是細(xì)胞內(nèi)有DNADNA的地方均可復(fù)制的地方均可復(fù)制, ,總結(jié)如下總結(jié)如下: :真核生物：細(xì)胞核真核生物：細(xì)胞核( (主要場所主要場所) )、葉綠體、線粒體、葉綠體、線粒體原核生物：擬核、細(xì)胞質(zhì)原核生物：擬核、細(xì)胞質(zhì)( (如質(zhì)粒的復(fù)制如質(zhì)粒的復(fù)制) )DNADNA病毒：宿主細(xì)胞內(nèi)病毒：宿主細(xì)

7、胞內(nèi) （3 3）影響細(xì)胞呼吸）影響細(xì)胞呼吸(ATP(ATP供給供給) )的所有因素都可能影的所有因素都可能影響響DNADNA復(fù)制。復(fù)制。（4 4）體外也可進(jìn)行，即）體外也可進(jìn)行，即PCRPCR擴(kuò)增技術(shù)，除滿足上述擴(kuò)增技術(shù)，除滿足上述條件外，還應(yīng)注意溫度、條件外，還應(yīng)注意溫度、pHpH的控制及引物的加入。的控制及引物的加入。D D【例【例1 1】如圖為真核細(xì)胞如圖為真核細(xì)胞DNADNA復(fù)制過程的模式圖，據(jù)復(fù)制過程的模式圖，據(jù)圖分析，下列相關(guān)敘述錯誤的是圖分析，下列相關(guān)敘述錯誤的是( () )A A由圖示得知，由圖示得知，DNADNA分子復(fù)制的方式是半保留復(fù)制分子復(fù)制的方式是半保留復(fù)制B B解旋酶

8、能使雙鏈解旋酶能使雙鏈DNADNA解開，但需要消耗解開，但需要消耗ATPATPC C從圖中可以看出合成兩條子鏈的方向是相反的從圖中可以看出合成兩條子鏈的方向是相反的D DDNADNA在復(fù)制過程中是先進(jìn)行解旋，后半保留復(fù)制在復(fù)制過程中是先進(jìn)行解旋，后半保留復(fù)制【解題關(guān)鍵【解題關(guān)鍵】正確識圖，分析得出正確識圖，分析得出DNADNA復(fù)制的特點。復(fù)制的特點。 【解析【解析】由圖可知，由圖可知，DNADNA分子復(fù)制的方式是半保留復(fù)制，分子復(fù)制的方式是半保留復(fù)制，而且是邊解旋邊復(fù)制；而且是邊解旋邊復(fù)制；DNADNA解旋酶能使雙鏈解旋酶能使雙鏈DNADNA解開，解開，且需要消耗且需要消耗ATPATP；從圖中

9、可以看出合成兩條子鏈的方向；從圖中可以看出合成兩條子鏈的方向是相反的。是相反的。三、說明基因與三、說明基因與DNADNA關(guān)系的實例關(guān)系的實例思考與討論：思考與討論：基因等同于基因等同于DNADNA嗎？嗎？基因和基因和DNADNA有什么關(guān)系呢？有什么關(guān)系呢？1.1.大腸桿菌細(xì)胞的擬核有大腸桿菌細(xì)胞的擬核有1 1個個DNADNA分子，長度約為分子，長度約為4 700 0004 700 000個堿基對，在個堿基對，在DNADNA分子上分布著分子上分布著4 4004 400個基個基因，每個基因的平均長度約為因，每個基因的平均長度約為1 0001 000個堿基對。個堿基對。資料分析：資料分析：結(jié)論：結(jié)論

10、：說明說明基因是基因是DNADNA的片段?；虿皇沁B續(xù)分布的片段?；虿皇沁B續(xù)分布在在DNADNA上，而是由堿基序列將其分隔開的。上，而是由堿基序列將其分隔開的?；蚴腔蚴荄NADNA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中的雙鏈片段，不是中的雙鏈片段，不是其中的某一條鏈。其中的某一條鏈。2.2.把海蜇的綠色熒光基因轉(zhuǎn)入鼠的體內(nèi)，鼠體內(nèi)把海蜇的綠色熒光基因轉(zhuǎn)入鼠的體內(nèi)，鼠體內(nèi)出現(xiàn)了以前沒有的熒光。出現(xiàn)了以前沒有的熒光。結(jié)論：結(jié)論：說明基因說明基因能控制生物的性狀，即能控制生物的性狀，即具具有有特定特定的的遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng)。3.3.人類基因組計

11、劃測定的是人類基因組計劃測定的是2424條染色體（條染色體（2222條常染條常染色體色體+X+Y+X+Y）上的）上的DNADNA的堿基序列。其中，每條染色的堿基序列。其中，每條染色體上有一個體上有一個DNADNA分子。這分子。這2424個個DNADNA分子大約有分子大約有31.631.6億億個堿基對，其中，構(gòu)成基因的堿基數(shù)占堿基總數(shù)的個堿基對，其中，構(gòu)成基因的堿基數(shù)占堿基總數(shù)的比例不超過比例不超過2%2%。結(jié)論：結(jié)論：進(jìn)一步明確基因是進(jìn)一步明確基因是DNADNA的片段（明確基因的的片段（明確基因的堿基數(shù)占堿基數(shù)占DNADNA堿基數(shù)很小的一部分）。堿基數(shù)很小的一部分）。4.4.近年來的科學(xué)研究發(fā)

12、現(xiàn)，小鼠體內(nèi)近年來的科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，小鼠體內(nèi)HMGICHMGIC基因與基因與肥胖直接相關(guān)。小鼠沒有肥胖直接相關(guān)。小鼠沒有HMGICHMGIC基因，就沒有肥胖基因，就沒有肥胖的表現(xiàn)，有的表現(xiàn)，有HMGICHMGIC基因就有肥胖表現(xiàn)?；蚓陀蟹逝直憩F(xiàn)。結(jié)論：結(jié)論：進(jìn)一步明確進(jìn)一步明確基因基因具具有有特定的特定的遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng)?；蚴蔷哂羞z傳效應(yīng)的基因是具有遺傳效應(yīng)的DNADNA片段，是控制生物性狀片段，是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位和功能單位。的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位和功能單位。小結(jié)：小結(jié)：【例【例2 2】對一個基因的正確描述是（對一個基因的正確描述是（ ）它是它是DNADNA分子上特定的片段分子

13、上特定的片段 它是由沃森和克里克共同提出的它是由沃森和克里克共同提出的它決定著某一遺傳性狀或功能它決定著某一遺傳性狀或功能 DNADNA上的一段就是基因上的一段就是基因A.A. B. B. C. C. D. D. 【解析【解析】基因是有遺傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNADNA片段，是片段，是DNADNA上特定上特定的片段；沃森和克里克共同提出了的片段；沃森和克里克共同提出了DNADNA的結(jié)構(gòu)，但沒能的結(jié)構(gòu)，但沒能進(jìn)一步提出基因?qū)W說；每一個基因控制一個性狀，沒進(jìn)一步提出基因?qū)W說；每一個基因控制一個性狀，沒有控制性狀（無遺傳效應(yīng)）的有控制性狀（無遺傳效應(yīng)）的DNADNA片段，不是基因。片段，不是基

14、因。B B【解題關(guān)鍵【解題關(guān)鍵】正確理解基因、正確理解基因、DNADNA、性狀的關(guān)系。、性狀的關(guān)系。四、四、DNADNA片段中的遺傳信息片段中的遺傳信息遺傳信息是指構(gòu)成遺傳信息是指構(gòu)成DNADNA分子的脫氧核苷酸的排列順序分子的脫氧核苷酸的排列順序( (也可說也可說DNADNA分子中堿基對的排列順序分子中堿基對的排列順序) )，DNADNA分子能分子能夠儲存足夠量的遺傳信息。夠儲存足夠量的遺傳信息。1 1遺傳信息的概念遺傳信息的概念2 2遺傳信息的遺傳信息的多樣性多樣性構(gòu)成構(gòu)成DNADNA分子的堿基只有分子的堿基只有4 4種，配對方式只有種，配對方式只有2 2種，但種，但是堿基對的數(shù)目卻可以成

15、千上萬，形成的堿基對的排是堿基對的數(shù)目卻可以成千上萬，形成的堿基對的排列順序也可以千變?nèi)f化列順序也可以千變?nèi)f化(4(4n n種，種，n n表示堿基對數(shù)表示堿基對數(shù)) )，從，從而構(gòu)成了而構(gòu)成了DNADNA分子的多樣性，也決定了遺傳信息的多分子的多樣性，也決定了遺傳信息的多樣性。樣性。3 3遺傳信息的遺傳信息的特異性特異性每個特定的每個特定的DNADNA分子中都具有特定的堿基對排列順分子中都具有特定的堿基對排列順序，而特定的堿基對排列順序中有遺傳效應(yīng)的片序，而特定的堿基對排列順序中有遺傳效應(yīng)的片段代表遺傳信息，所以每個特定的段代表遺傳信息，所以每個特定的DNADNA分子中都儲分子中都儲存著特定的

16、遺傳信息，這種特定的堿基對排列順存著特定的遺傳信息，這種特定的堿基對排列順序就構(gòu)成了序就構(gòu)成了DNADNA分子的特異性。分子的特異性。【例【例3 3】下列關(guān)于遺傳信息的說法，不確切的是（下列關(guān)于遺傳信息的說法，不確切的是（ ）A A基因的脫氧核苷酸的排列順序代表遺傳信息基因的脫氧核苷酸的排列順序代表遺傳信息B B遺傳信息的傳遞是通過染色體上的基因傳遞的遺傳信息的傳遞是通過染色體上的基因傳遞的C C生物體內(nèi)的遺傳信息主要儲存在生物體內(nèi)的遺傳信息主要儲存在DNADNA分子上分子上D D遺傳信息即生物表現(xiàn)出來的性狀遺傳信息即生物表現(xiàn)出來的性狀【解題關(guān)鍵【解題關(guān)鍵】正確理解遺傳信息和性狀的概念。正確理

17、解遺傳信息和性狀的概念。 【解析【解析】生物的性狀是指生物體表現(xiàn)出來的形態(tài)結(jié)構(gòu)生物的性狀是指生物體表現(xiàn)出來的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理特性；遺傳信息是指基因中脫氧核苷酸的排列和生理特性；遺傳信息是指基因中脫氧核苷酸的排列順序；遺傳信息和性狀是兩個層面的內(nèi)容。順序；遺傳信息和性狀是兩個層面的內(nèi)容。D D 模板：模板：（親代（親代DNADNA分子的）兩條母鏈。分子的）兩條母鏈。細(xì)胞中游離的細(xì)胞中游離的4 4種種脫氧核苷酸。脫氧核苷酸。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：堿基互補(bǔ)配對原則堿基互補(bǔ)配對原則原則：原則：1.DNA1.DNA復(fù)制復(fù)制

18、2.2.遺傳信息蘊(yùn)藏在遺傳信息蘊(yùn)藏在4 4種堿基的排列順序之中；堿基排列順序種堿基的排列順序之中；堿基排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNADNA分子的多樣性，而堿基的特定的排分子的多樣性，而堿基的特定的排列順序，又構(gòu)成了每一個列順序，又構(gòu)成了每一個DNADNA分子的特異性；分子的特異性；DNADNA分子的多分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。DNADNA分分子上分布著多個基因。子上分布著多個基因。3.3.基因是有遺傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNADNA片段。片段。1 1下列關(guān)于下列關(guān)于DNADNA復(fù)制過程的正確順序是

19、（復(fù)制過程的正確順序是（ ）互補(bǔ)堿基對之間氫鍵斷裂互補(bǔ)堿基對之間氫鍵斷裂 互補(bǔ)堿基對之間形成氫鍵互補(bǔ)堿基對之間形成氫鍵 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 以解旋后的母鏈為模板進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對以解旋后的母鏈為模板進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對 子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)A.A. B. B.C.C. D. D.D D2 2下列有關(guān)下列有關(guān)DNADNA與基因關(guān)系的敘述中，正確的是與基因關(guān)系的敘述中，正確的是（ ）A.A.基因是堿基對隨機(jī)排列而成的基因是堿基對隨機(jī)排列而成的DNADNA片段片段 B.B.一個一個DNADNA分子上有許多個基因分子上有許多個基因C.

20、DNAC.DNA的堿基排列順序就代表基因的堿基排列順序就代表基因D.D.組成不同的基因的堿基數(shù)量一定不同組成不同的基因的堿基數(shù)量一定不同3 3DNADNA分子結(jié)構(gòu)多樣性的原因是（分子結(jié)構(gòu)多樣性的原因是（ ）A.A.堿基配對方式的多樣性堿基配對方式的多樣性 B.B.磷酸和脫氧核糖排列順序的多樣性磷酸和脫氧核糖排列順序的多樣性C.C.螺旋方向的多樣性螺旋方向的多樣性 D.D.堿基對排列順序的多樣性堿基對排列順序的多樣性B BD D4.4.一個一個DNADNA分子中有分子中有10001000個堿基對，其中腺嘌呤占堿基個堿基對，其中腺嘌呤占堿基總數(shù)的總數(shù)的2020，如果連續(xù)復(fù)制兩次，需要游離的胞嘧啶，

21、如果連續(xù)復(fù)制兩次，需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸的總數(shù)是（脫氧核苷酸的總數(shù)是（ ）A. 600 B. 1 200 C. 1 800 D. 2 400A. 600 B. 1 200 C. 1 800 D. 2 400【解析【解析】由題干得知由題干得知: :腺嘌呤占堿基總數(shù)的腺嘌呤占堿基總數(shù)的2020，由，由A=TA=T可知可知C=2 000C=2 000（1 140%40%）/2=600/2=600，連續(xù)復(fù)制兩次，連續(xù)復(fù)制兩次，需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸的總數(shù)需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸的總數(shù)=600=600（2 2n n1 1）=1 800=1 800。 C C5.5.如圖是如圖是DNADNA分子復(fù)

22、制的圖解，請據(jù)圖回答：分子復(fù)制的圖解，請據(jù)圖回答：(1)(1)圖中的圖中的1 1表示表示_過程，需要過程，需要_酶酶的作用。的作用。(2)(2)圖中的圖中的2 2過程表示以母鏈為模板進(jìn)行堿基的過程表示以母鏈為模板進(jìn)行堿基的_。(3)(3)圖中的圖中的3 3過程包括子鏈中相鄰脫氧核苷酸的過程包括子鏈中相鄰脫氧核苷酸的_與與_交替連接以及子鏈與母鏈在空間結(jié)交替連接以及子鏈與母鏈在空間結(jié)構(gòu)上的構(gòu)上的_化。參與此過程的酶有化。參與此過程的酶有_等。等。(4)(4)分析分析DNADNA復(fù)制過程所需條件：模板是復(fù)制過程所需條件：模板是_；原；原料是料是_；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標(biāo)記的大腸桿菌，放在沒有標(biāo)記的標(biāo)記的大腸桿菌，放在沒有標(biāo)記的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，繁殖三次后所有大腸桿菌體內(nèi)，標(biāo)記培養(yǎng)基上培養(yǎng)，繁殖