3.2DNA結(jié)構(gòu)及復制復習課件高一下學期生物人教版必修2

2-3.2DNA結(jié)構(gòu)及復制1.理解基因的本質(zhì)，DNA/RNA作為遺傳物質(zhì)的優(yōu)勢。2.DNA半保留復制過程及實驗證明。3.基因通常是有遺傳效應的DNA片段。限時15分鐘，快速閱讀課本，找出以下問題的答案并盡量背誦：DNA螺旋結(jié)構(gòu)以什么為基礎推算出來的DNA中堿基配對方式有哪些？什么決定了DNA分子的多樣性？DNA的空間結(jié)構(gòu)能導致DNA分子多樣性嗎？DNA雙鏈中相鄰兩堿基以什么相連？一條單鏈中相鄰兩堿基以什么相連？被限制酶切割一次的目的基因和質(zhì)粒分別有幾個游離的磷酸基團？應用DNA指紋技術的核心操作是什么？證明半保留復制的實驗運用了哪些技術？離心時DNA是雙鏈還是單鏈？若離心單鏈需要如何處理？兩種方式均能證明半保留復制嗎？為什么？為什么說DNA復制是隨著染色體的復制而完成的？二者數(shù)目同時加倍嗎？能解旋的方法你知道哪些？如何證明邊解旋邊復制？如何證明多起點復制？如何證明雙向復制？DNA如何實現(xiàn)準確復制？DNA復制體現(xiàn)了遺傳物質(zhì)的什么功能？課本56頁果蠅DNA形成多個復制泡的原因？轉(zhuǎn)基因時只需要獲取目的基因的理論基礎是什么？堿基排列順序千變?nèi)f化構(gòu)成了DNA分子的特異性嗎？依據(jù)DNA的特異性的知識如何區(qū)分“山羊”和“斑羚”？人臉識別技術的可行性在哪里？課本60頁科技進展中，檢測的是卵細胞的基因組測序嗎？利用所學知識簡述其核心操作。不互補的兩堿基之和之比在雙鏈中和每一條單鏈中的規(guī)律是什么？互補的呢？在一個DNA分子中若總堿基數(shù)為a，G=b，則復制N代后，共需要游離的A多少個？第N代需要多少個？一、DNA的結(jié)構(gòu)1.閱讀科學發(fā)展史，找到證據(jù)。2.DNA雙鏈中相鄰兩堿基以什么相連？一條單鏈中相鄰兩堿基以什么相連？被限制酶切割一次的目的基因和質(zhì)粒分別有幾個游離的磷酸基團？分別找到兩條鏈的5’和3’端。3.DNA中堿基配對方式有哪些？什么決定了DNA分子的多樣性？DNA的空間結(jié)構(gòu)能導致DNA分子多樣性嗎？思考：1.反向平行如何識別？2.化學鍵（氫鍵、磷酸二酯鍵）3.相鄰堿基的連接4.哪種堿基對多，DNA穩(wěn)定？5.遺傳信息（儲存部位、最大量）P597.構(gòu)建者8.DNA分子的特點①脫氧核糖的形態(tài)②游離的磷酸基團GC堿基對（與溫泉生物、PCR有何關聯(lián)？）①氫鍵：破壞：解旋酶、高溫②磷酸二酯鍵：形成：DNA聚合酶、DNA連接酶

破壞：限制酶、DNA酶2條鏈：氫鍵1條鏈：脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖堿基對的排列順序沃森克里克P49、P53、P694．DNA中的堿基數(shù)量的計算規(guī)律(1)A1＋A2＝T1＋T2；G1＋G2＝C1＋C2。即：雙鏈中A＝T，G＝C，A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝1/2(A＋G＋T＋C)。規(guī)律一：雙鏈DNA中嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)，任意兩個不互補堿基之和為堿基總數(shù)的一半。(2)A1＋T1＝A2＋T2；G1＋C1＝G2＋C2。A1＋T1/N1＝A2＋T2/N2＝A＋T/N(N為相應的堿基總數(shù))，C1＋G1/N1＝C2＋G2/N2＝C＋G/N。規(guī)律二：互補堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相等，簡記為“補則等”。(3)A1＋C1T1＋G1與A2＋C2T2＋G2的關系是互為倒數(shù)。規(guī)律三：非互補堿基之和的比值在兩條互補鏈中互為倒數(shù)，簡記為“不補則倒”。(4)若A1/N1＝a，A2/N2＝b，則A/N＝1/2(a＋b)。規(guī)律四：某種堿基在雙鏈中所占的比例等于它在每一條單鏈中所占比例和的一半。1.基因等同于DNA嗎？1條染色體上有多少個DNA，多少個基因？2.一個DNA分子的堿基總數(shù)與其所有基因的堿基總數(shù)相同嗎?你的結(jié)論說明了什么？二、DNA通常是有遺傳效應的DNA片段非基因的堿基序列基因DNA判斷：一個含n個堿基的DNA分子，轉(zhuǎn)錄的mRNA分子的堿基數(shù)是n/2說明基因是DNA片段，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的?；蚴寝D(zhuǎn)錄的基本單位，基因是有遺傳效應的DNA片段。3.如何理解基因的遺傳效應？遺傳效應是指具備某種性狀的信息，能夠控制某種性狀的發(fā)育和遺傳，反映出來的效果是控制蛋白質(zhì)的合成從而表現(xiàn)出性狀（基因是控制生物性狀的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位）4.基因是堿基對隨機排列成的DNA片段嗎？P59資料2

不是，大部分隨機排列的脫氧核苷酸序列從來不曾出現(xiàn)在生物體內(nèi)，而有些序列卻會在生物體內(nèi)重復數(shù)千次甚至數(shù)百萬次，理論上所有堿基對的隨機排列都可構(gòu)成基因，但事實上基因要有特定的遺傳效應，其控制的性狀要適應環(huán)境，經(jīng)受自然環(huán)境的選擇、進化。二、DNA通常是有遺傳效應的DNA片段染色體DNA基因脫氧核苷酸數(shù)量關系每個染色體上有一個或兩個DNA分子位置關系功能關系每個DNA分子上有許多基因每個基因由許多脫氧核苷酸組成基因通常是有遺傳效應的DNA片段基因在染色體上，呈線性排列染色體是DNA的主要載體基因中脫氧核苷酸的排列順序代表遺傳信息DNA是主要的遺傳物質(zhì)基因是遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的基本單位5.染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸之間的關系1．在刑偵領域，DNA能像指紋一樣用來鑒定個人身份。結(jié)合脫氧核苷酸序列的多樣性和特異性，你能分析這一方法的科學依據(jù)嗎？提示在人類的DNA分子中，核苷酸序列多樣性表現(xiàn)為每個人的DNA幾乎不可能完全相同。因此，DNA可以像指紋一樣用來鑒別身份。2．外源基因如果隨機整合到受體細胞的DNA上，染色體上原有基因被破壞的概率大還是不被破壞的概率大？請說明理由。提示不被破壞的概率大。染色體DNA分子中的絕大多數(shù)堿基并不構(gòu)成基因。三、DNA的半保留復制1.你能夠根據(jù)DNA的結(jié)構(gòu)特點，設想DNA的復制機制可能是怎樣的？堿基互補配對原則是指DNA兩條鏈的堿基之間有準確的一一對應關系，暗示DNA的復制可能需要先解開DNA雙螺旋的兩條鏈，然后通過堿基互補配對合成互補鏈。2.

DNA半保留復制方式假說的提出者是？內(nèi)容是？--P53梅塞爾森、斯塔爾探究過程中采用的研究方法是什么？采用了哪些實驗技術？假說—演繹法同位素標記技術、密度梯度離心技術3.該實驗方法的具體步驟是什么？--P54結(jié)果是？--P55若要單鏈離心會出現(xiàn)什么結(jié)果？

不同DNA條帶標記情況和分布。實驗步驟：a.在氮源為14N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N-DNA（對照）；b.在氮源為15N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N-DNA（親代）；c.將親代15N大腸桿菌轉(zhuǎn)移到氮源為含14N的培養(yǎng)基中，再連續(xù)繁殖兩代（Ⅰ和Ⅱ），收集大腸桿菌并提取DNA，并進行離心，記錄離心后試管中DNA的位置。注意審題思考：第一代只出現(xiàn)一條居中的DNA條帶，這個結(jié)果排除了哪種復制方式？四、DNA的復制過程1.時間：有絲分裂前間期或減數(shù)分裂前間期2.場所：主要：細胞核；其次：線粒體、葉綠體（原核：擬核、質(zhì)粒）3.過程：解旋-合成子鏈-重新螺旋（P55最后一段）4.條件：模板：DNA分子的兩條母鏈

原料：4種游離的脫氧核苷酸

能量：

復制起點：復制原點

酶：解旋酶、DNA聚合酶等四、DNA的復制過程5.特點：邊解旋邊復制、半保留復制方式、半不連續(xù)復制6.復制方向：多為雙向7.子鏈延伸方向：5’-3’8.結(jié)果：一個DNA形成兩個完全相同的DNA。P56第1段9.DNA復制的意義：將遺傳信息從親代傳給了子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。P56第3段10.DNA準確復制的原因（DNA復制的2個結(jié)構(gòu)基礎）：P56第二段

①DNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供精確的模板

②堿基互補配對原則保證復制準確進行DNA聚合酶作用？將單個脫氧核苷酸連接到已有的脫氧核苷酸單鏈上，形成磷酸二酯鍵DNA的兩條子鏈合成方向相反，原因？（1）DNA的兩條鏈反向平行（2）DNA聚合酶只能催化子鏈5’——3’方向的延伸。1.該過程需要幾種酶？其作用是什么？2.復制過程有什么特點？3.為什么兩條子鏈合成方向相反？4.與體外合成有什么區(qū)別？5.如何證明雙向復制？邊解旋邊復制？6.思考如何提高復制效率？如何證明半保留復制？如何證明雙向復制？如何證明多起點復制？如何證明邊解旋邊復制？1.復制泡說明果蠅的DNA有多個復制起點，可同時從不同起點開始DNA的復制，由此加快DNA復制的速率，為細胞分裂做好物質(zhì)準備。雙向復制研究思路低放射性3H-脫氧胸苷、高放射性3H-脫氧胸苷、放射自顯影技術1963年，凱恩斯（JohnCairns）用放射自顯影技術直接觀察到了復制中DNA的圖像，進一步證實了半保留復制機制。

Cairns用放射自顯影技術將3H-脫氧胸苷標記大腸桿菌DNA，然后用溶菌酶消化掉細胞壁，釋放出完整DNA，鋪在一張透析膜上，在暗處用感光乳膠覆蓋于干燥的表面上幾星期。

期間3H由于放射性衰變而放出β粒子，使乳膠曝光生成銀粒。顯影后銀粒黑點軌跡勾畫出DNA分子的形狀，黑點數(shù)目代表了3H在DNA分子中的密度。把顯影后的片子放在顯微鏡下即可觀察到大腸桿菌DNA全貌。因為觀察到的環(huán)狀染色體的DNA呈θ狀，所以后來對環(huán)狀DNA的半保留復制稱為θ型復制。2.復制方式θ型復制滾環(huán)復制（噬菌體DNA、質(zhì)粒復制）D環(huán)復制（動物細胞線粒體）五、半保留復制在解題中的應用（二）第一次有絲分裂：中期：

后期：子細胞含放射性標記的細胞數(shù)：

子細胞中含放射