节DNA的复制基因是有遗传效应的DNA片段.ppt

,思考：为什么照片中的两头鹿、两个女孩长得如此相像呢？,一、对,DNA,分子复制的推测,1.,提出者,_,。,2.,内容,(1),解旋：,DNA,分子复制时，,DNA,分子的,_,解开，互补碱基之,间的,_,断裂。,沃森和克里克,双螺旋,氢键,模板：,DNA,分子解开的,_,原料：游离的,4,种,_,原则：,_,原则，重新形成,_,(3),复制结果：每个新合成的,DNA,分子中，都保留了原来,DNA,分子,中的,_,。,(4),复制方式：,_,复制。,(2),复制,两条单链,脱氧核苷酸,碱基互补配对,氢键,一条链,半保留,半保留复制,全保留复制,复制,复制,复制,子一代,子二代,复制,复制,复制,子一代,子二代,半保留复制时，子代,DNA,分子含有一条母链和一条新合成的子链。,1.,实验方法,放射性同位素标记技术和离心技术。,2.,实验原理,含,15,N,的双链,DNA,密度大，含,14,N,的双链,DNA,密度小，一条链含,14,N,、一条链含,15,N,的双链,DNA,分子密度居中。,3.,实验假设,DNA,以半保留的方式复制。,二、,DNA,半保留复制的实验证据分析,(,选学）,4.,实验预期,离心后应出现,3,条,DNA,带。,(1),重带,(,密度最大,),：两条链都为,15,N,标记的亲代双链,DNA,。,(2),中带,(,密度居中,),：一条链为,14,N,标记，另一条链为,15,N,标记的子代双链,DNA,。,(3),轻带,(,密度最小,),：两条链都为,14,N,标记的子代双链,DNA,。,5.,实验过程,(a),(b),(c),转入,14,N,培养基中,(a),立即,取出,(b),繁殖一,代后取出,(c),繁殖两,代后取出,轻带,中带,重带,大肠杆菌在含有,15,N,的培养基中生,长若干代，使,DNA,双链充分标记,提取,DNA,，进行,密度梯度离心,6.,过程分析,(1),立即取出，提取,DNA,离心全部重带。,(2),繁殖一代后取出，提取,DNA,离心全部中带。,(3),繁殖两代后取出，提取,DNA,离心,1/2,轻带、,1/2,中带。,7.,实验结论,DNA,的复制是以半保留方式进行的。,8.,重带,(,15,N/,15,N),中带,(,15,N/,14,N),轻带,(,14,N/,14,N)(,比例关系为,02(2,n,-2)(,注：,n,代表,DNA,复制次数,),三、,DNA,分子复制的过程,1.,概念,以,_,为模板合成,_,的过程。,2.,时间,细胞有丝分裂,_,和减数第一次分裂前的,_,。,3.,实质,随着,_,的复制而完成。,亲代,DNA,子代,DNA,间期,间期,染色体,4.,过程,所需条件：需图中酶,a,_,和能量,结果：把两条螺旋的双链,_,模板：模板是图中的链,b,_,原料：四种,_,酶：图中酶,b,_,能量：,_,原则：,_,重新螺旋：每一条新链与其对应的模板链盘绕成,_,解旋,合成子链,条件,解旋酶,解开,母链,脱氧核苷酸,DNA,聚合酶,碱基互补配对,双螺旋结构,ATP,5.,结果,形成两个,_,的,DNA,分子。,6.,特点,(1)_,；,(2)_,复制。,7.,准确复制的原因,(1)DNA,分子独特的,_,结构提供了精确的模板。,(2),通过,_,保证了复制的准确进行。,8.,意义,将,_,从亲代传给子代，保持了,_,的连续性。,完全相同,边解旋边复制,半保留,双螺旋,碱基互补配对,遗传信息,遗传信息,模板：,6.,条件,（亲代,DNA,分子的）两条母链。,细胞中游离的,4,种,脱氧核苷酸。,ATP,。,DNA,解旋酶，,DNA,聚合,酶等。,能量：,酶：,原料：,边解旋边复制；半保留复制,5.,特点：,模板,原料,能量,酶,双螺旋,碱基互补配对,D,B,DNA,分子中碱基的计算规律,1.DNA,分子数、,DNA,链数与染色体和细胞的相关计算,复制,n,代，总,DNA,分子数为,2,n,总,DNA,单链数为,2,n+1,(1),通过上图总结,DNA,分子数、,DNA,链数所占比例：,世代,(,所,占比例,),只含,15,N,分子,含,14,N,、,15,N,杂交分子,只含,14,N,分子,含,15,N,的链,含,14,N,的链,0,1,0,0,1,0,第一代,(,结合图中,c),0,1,0,1/2,1/2,第二代,(,结合图中,f),0,1/2,1/2,1/4,3/4,第,n,代,0,2/2,n,1-2/2,n,1/2,n,1-1/2,n,大肠杆菌在含有,15,N,的培养基中生长若干代，使,DNA,双链充分标记，再转入含,14,N,培养基中，繁殖,3,代。,(1),则含有,15,N,的,DNA,分子所占的比例为,(),A.1/4 B.1/3 C.1/2 D.1/8,(2),含有,14,N,的,DNA,单链所占的比例为（）,A.13/14 B.6/7 C.7/8 D.1/8,A,C,练一练,【,变式备选,1】,把培养在含轻氮,(,14,N),环境中的细菌，转移到含重氮,(,15,N),的环境中，培养相当于复制一轮的时间，然后放回原环境中培养相当于连续复制两轮的时间后，细菌,DNA,组成分析为,(),A.3/4,轻氮型、,1/4,中间型,B.1/4,轻氮型、,3/4,中间型,C.1/2,轻氮型、,1/2,中间型,D.3/4,重氮型、,1/4,中间型,1(,14,N)11,1,(,15,N),1,1 1,1,1,1 11 11 1,1,A,【,变式备选,2】,1.,细菌在,15,N,培养基中繁殖数代后，使细菌,DNA,的含氮碱基皆含有,15,N,，然后再移入,14,N,培养基中培养，抽取其子代的,DNA,经高速离心分离，下图为可能的结果，下列叙述错误的是,(),A.,第一次分裂的子代,DNA,应为,B.,第二次分裂的子代,DNA,应为,C.,第三次分裂的子代,DNA,应为,D.,亲代的,DNA,应为,A,(2),与染色体、细胞数目相关的计算：,研究,DNA,分子的半保留复制时，常涉及到计算后代带放射性标记的,DNA,、染色体或细胞所占比例的问题，此时要注意：,一个,DNA,分子含两条,DNA,链，只要有一条,DNA,链带标记该,DNA,分子便带标记，如上图中,a,、,b,、,c,均含有,15,N,的标记。,每条染色体含一个,(,两条链中一条如图,d),或两个,DNA,分子,(,四条链中有一条如图,e),，只要有一条,DNA,链带标记便带标记。,每个细胞含多条染色体，每条染色体的情况是一样的，只需分析一条染色体,(,减数分裂时只需分析一对同源染色体,),即可。,2.,所需脱氧核苷酸数的计算,(1),不管复制多少次原来的,DNA,分子链都是两条。,(2),复制后的,DNA,分子中和原,DNA,分子中各种碱基的含量是相同的。,(3),经过,n,次复制,后所得到的新,DNA,分子数为,2,n,-1,，经过,n,次复制，共需消耗游离的该脱氧核苷酸,m,(2,n,-1),个。,(4),每次复制后,DNA,分子数都是前一次的两倍，有一半是新增加的，所以,第,n,次复制,所增加的,DNA,分子数为,2,n-1,，第,n,次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸,m,2,n-1,个。,所需某种脱氧核苷酸数,=,增加的,DNA,分子数,每个,DNA,分子所含该脱氧核苷酸数,【,典例训练,1】,如图为某,DNA,分子片段，假设该,DNA,分子中有碱基,5 000,对，,A+T,占碱基总数的,34%,，若该,DNA,分子在,14,N,的培养基中连续复制,2,次，下列叙述正确的是,(),A.,复制时作用于处的酶为解旋酶,B.,复制,2,次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸,9 900,个,C.,处指的是腺嘌呤核糖核苷酸,D.,子代中含,15,N,的,DNA,分子占,3/4,B,【,典例训练,2】,用,15,N,标记含有,100,个碱基对的,DNA,分子，其中有胞嘧啶,60,个，该,DNA,分子在含有,14,N,的培养基中连续复制四次，其结果错误的是（）,A.,含有,15,N,的,DNA,分子占,1/8,B.,第四次复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸,600,个,C.,仅含有,14,N,的,DNA,分子占,7/8,D.,复制结果共产生,16,个,DNA,分子,B,1.,大肠杆菌细胞的拟核有,1,个,DNA,分子，长度约为,4 700 000,个碱基对，在,DNA,分子上分布着,4 400,个基因，每个基因的平均长度约为,1 000,个碱基对。,资料分析：,结论：,说明基因是,DNA,的片段。基因不是连续分布在,DNA,上，而是由碱基序列将其分隔开的。,基因是,DNA,片段，但,DNA,片段不一定是基因；基因是,DNA,中的双链片段，不是其中的某一条链。,2.,把海蜇的绿色荧光基因转入鼠的体内，鼠体内出现了以前没有的荧光。,结论：,说明基因能控制生物的性状，即具有特定的遗传效应。,THANK YOU,SUCCESS,2024/12/15 周日,27,可编辑,3.,人类基因组计划测定的是,24,条染色体（,22,条常染色体,+X+Y,）上的,DNA,的碱基序列。其中，每条染色体上有一个,DNA,分子。这,24,个,DNA,分子大约有,31.6,亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过,2%,。,结论：,进一步明确基因是,DNA,的片段（明确基因的碱基数占,DNA,碱基数很小的一部分）。,5.(2012,巴彦淖尔高一检测,),“,人类基因组计划,”,最新研究表明人类,24,条染色体上含有,3,万,4,万多个蛋白质编码基因，这一事实说明,(),A.,基因是,DNA,上有遗传效应的片段,B.,基因是染色体,C.,一个,DNA,分子上有许多个基因,D.,基因只存在于染色体上,【,解析,】,选,C,。,24,条染色体上含有,3,万,4,万个基因说明一条染色体含有许多个基因；由于材料内容有限而不能说明基因只存在于染色体上。,4.,近年来的科学研究发现，小鼠体内,HMGIC,基因与肥胖直接相关。小鼠没有,HMGIC,基因，就没有肥胖的表现，有,HMGIC,基因就有肥胖表现。,结论：,进一步明确基因具有特定的遗传效应。,基因是具有遗传效应的,DNA,片段，是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位。,小结：,三、说明基因与,DNA,分子关系的实例,通过以上资料说明基因与,DNA,的关系：,资料,1,、,3,说明一个,DNA,分子上有,_,。,资料,2,、,4,说明每一个基因都是,_,片段，基因具有特,定的,_,。,许多基因,特定的,DNA,遗传效应,（二）资料分析,讨论,1.,生物体的,DNA,分子数目小于基因数目。生物体内所有基因的碱基总数小于,DNA,分子的碱基总数。这说明基因是,DNA,的片段，基因不是连续分布在,DNA,上的，而是由碱基序列将其分隔开的。,2.,提示：如能使生物体发出绿色荧光、控制人和动物体的胖瘦，等等。,3.,基因是有遗传效应的,DNA,片段。,四、对基因的理解,脱氧核苷酸、基因、,DNA,和染色体关系图解,6.,下列物质或结构从简单到复杂的顺序是,(),A.,基因脱氧核苷酸染色体,DNA,B.,基因,DNA,脱氧核苷酸染色体,C.,脱氧核苷酸基因染色体,DNA,D.,脱氧核苷酸基因,DNA,染色体,【,解析,】,选,D,。脱氧核苷酸是组成,DNA,和基因的基本单位；基因是具有遗传效应的,DNA,片段；染色体是由,DNA,和蛋白质构成的，所以它们由简单到复杂的顺序是脱氧核苷酸基因,DNA,染色体。,探究,五、,DNA,片段中的遗传信息,1.,碱基排列顺序的千变万化,，构成了,DNA,分子的,多样性,，而,碱基特定的排列顺序,，又构成了每一个,DNA,分子的,特异性,。,DNA,分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。,2.,在人类的,DNA,分子中，,核苷酸序列多样性表现为每个人的,DNA,几乎不可能完全相同,，因此，,DNA,可以像指纹一样用来鉴别身份。,3.,可以从进化的角度来分析基因为什么不能是碱基的随机排列。,五、,DNA,片段中的遗传信息,1,遗传信息的概念,遗传信息是指构成,DNA,分子的脱氧核苷酸的排列顺序,(,也可说,DNA,分子中碱基对的排列顺序,),，,DNA,分子能够储存足够量的遗传信息。,2,遗传信息的,多样性,构成,DNA,分子的碱基只有,4,种，配对方式只有,2,种，但是碱基对的数目却可以成千上万，形成的碱基对的排列顺序也可以千变万化,(4,n,种，,n,表示碱基对数,),，从而构成了,DNA,分子的多样性，也决定了遗传信息的多样性。,3,遗传信息的,特异性,每个特定的,DNA,分子中都具有特定的碱基对排列顺序，而特定的碱基对排列顺序中有遗传效应的片段代表遗传信息，所以每个特定的,DNA,分子中都储存着特定的遗传信息，这种特定的碱基对排列顺序就构成了,DNA,分子的特异性。,模板：,（亲代,DNA,分子的）两条母链。,细胞中游离的,4,种,脱氧核苷酸。,ATP,。,DNA,解旋酶，,DNA,聚合,酶等。,能量：,酶：,原料：,碱基互补配对原则,原则：,1.DNA,复制,2.,遗传信息蕴藏在,4,种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成了,DNA,分子的多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个,DNA,分子的特异性；,DNA,分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。,DNA,分子上分布着多个基因。,3.,基因是有遗传效应的,DNA,片段。,基础题,1.,（,1,）；（,2,）,。,2.C,。,3.,提示：从遗传物质必须具备的条件来分析：（,1,）在细胞增殖过程中能够精确地进行复制；（,2,）能够控制生物体的性状；（,3,）能够贮存足够量的遗传信息；（,4,）结构比较稳定。,拓展题,1.,提示：并非任何一个,DNA,片段都是基因，只有具有遗传效应的,DNA,片段才是基因。,2.,提示：,DNA,包括基因与非基因的碱基序列。,3.,提示：这一观点是有道理的。但在日常生活中，如报刊、杂志、广播等传播媒体常将基因与,DNA,这两个概念等同使用，因此在具体情况中，要留意区分。,（四）练习,自我检测的答案和提示,一、概念检测,判断题,1.,。,2.,。,3.,。,4.,。,选择题,A,。,识图作答题,1.2,；,4,；,2,。,2.,反向平行；互补,3.,磷酸基团；脱氧核糖；碱基；脱氧核糖。,二、知识迁移,A,。,三、思维拓展,提示：形成杂合双链区的部位越多，,DNA,碱基序列的一致性越高，说明在生物进化过程中，,DNA,碱基序列发生的变化越小，因此亲缘关系越近。,1.(2012,杭州高一检测,),细菌在,15,N,培养基中繁殖数代后，使细菌,DNA,的含氮碱基皆含有,15,N,，然后再移入,14,N,培养基中培养，抽取其子代的,DNA,经高速离心分离，下图为可能的结果，下列叙述错误的是,(),A.,第一次分裂的子代,DNA,应为,B.,第二次分裂的子代,DNA,应为,C.,第三次分裂的子代,DNA,应为,D.,亲代的,DNA,应为,【,解析,】,选,A,。,DNA,分子的复制是半保留复制，根据题干信息可知，亲代,DNA,的两条链都含,15,N,，应为图；一个亲代,DNA,分子第一次复制后产生的两个子代,DNA,分子，均是一条链含,15,N,，另一条链含,14,N,即全为,15,N/,14,N-DNA,分子，经离心后，应为图；经过第二次复制后，共得到,4,个,DNA,分子，其中,2,个为,15,N/,14,N-DNA,分子，另外,2,个,DNA,分子两条链均为,14,N,，离心后应为图；经过第三次复制后，共得到,8,个,DNA,分子，,15,N/,14,N-DNA,分子有,2,个，两条链均为,14,N,的,DNA,分子有,6,个，离心后应为图。,2,下列关于,DNA,复制过程的正确顺序是（）,互补碱基对之间氢键断裂,互补碱基对之间形成氢键,DNA,分子在解旋酶的作用下解旋,以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对,子链与母链盘旋成双螺旋结构,A.B.,C.D.,D,3.,一个,DNA,分子中有,1000,个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的,20,，如果连续复制两次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的总数是（）,A.600 B.1 200 C.1 800 D.2 400,【,解析,】,选,C,。由题干得知,:,腺嘌呤占碱基总数的,20,，由,A=T,可知,C=2 000,（,1,40%,）,/2=600,，连续复制两次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的总数,=600,（,2,n,1,）,=1 800,。,4.,下列关于,DNA,、基因、染色体的叙述错误的是（）,A.,基因是有遗传效应的,DNA,片段,B.DNA,是遗传信息的主要载体,C.DNA,分子在染色体上成念珠状排列,D.DNA,的相对稳定性决定染色体的相对稳定性,C,5.,下列有关与基因的关系的叙述正确的是,(),A.,一个,DNA,分子上有许多个基因,B.DNA,的碱基排列顺序就代表基因,C.,组成不同的基因的碱基数量一定不同,D.,基因是碱基对随机排列而成的,DNA,片段,A,6.,如图是,DNA,分子复制的图解，请据图回答：,(1),图中的,1,表示,_,过程，需要,_,酶的作用。,(2),图中的,2,过程表示以母链为模板进行碱基的,_,。,(3),图中的,3,过程包括子链中相邻脱氧核苷酸的,_,与,_,交替连接以及子链与母链在空间结构上的,_,化。参与此过程的酶有,_,等。,(4),分析,DNA,复制过程所需条件：模板是,_,；原料是,_,；酶有,_,、,_,等；能量由,_,提供。,(5)DNA,分子被,15,N,标记的大肠杆菌，放在没有标记的培养基上培养，繁殖三次后所有大肠杆菌体内，标记的,DNA,分子占,DNA,分子总数的,_,，标记的链占全部,DNA,单链的,_,。,THANK YOU,SUCCESS,2024/12/15 周日,53,可编辑,