2018-2019学年高中人教版生物必修二课件：3.3 DNA的复制&3.4 基因是有遗传效应的DNA片段（课件42张）

课件42张PPT。第3、4节 DNA的复制?基因是有遗传效应的DNA片段细胞减数分裂和受精作用使生物的亲代与子代之间保持遗传性状的稳定
性，这是为什么?
DNA分子是怎样进行复制的呢? 1.DNA分子的复制过程和特点。（重点）
2.基因是有遗传效应的DNA片段。（重点）
3.DNA分子具有多样性和特异性。（重点）
4.脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。（难点）1.全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；一、对DNA复制的推测2.半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；3.分散复制（弥散复制）：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的；【作出假设】
DNA复制是一种半保留
式的复制。对DNA复制方式的探究 全保留复制半保留复制弥散复制假说-演绎法每个子代DNA均由1条母链和1条子链组成。问题２:如果要在实验中直观地区别、“标识”母链或子链,可以采取什么办法？ 问题1:如果DNA是半保留复制，复制后得到的子一代DNA和子二代DNA的组成是怎样的?同位素标记的方法。【演绎推理】问题３:如果用同位素进行标记,用什么元素? 可用C、H、O、N、P元素。15N/14N-DNA (全部)15N/14N-DNA(1/2) 14N/14N-DNA(1/2) 15N/15N-DNA (全部)问题４:如果亲代DNA是15N的，放在14N的环境中进行培养，则亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？ 通过离心使其发生分层(15N质量大于14N)。问题５: 要验证上述预测,就要分别观察亲代和子代的情况,但实验中,复制后的DNA分子混合在一起，不易分离。怎么解决这个问题？ 问题６:如果对亲代、子一代、子二代的DNA都分别进行离心，结果会怎样分布？【验证假设】思考：改用32P、35S标记可以吗？作出假设演绎推理验证假设【小结】 （2）子代DNA可能的情况及如何设计实验验证这种现象（3）通过实验进行验证得出结论有人认为DNA复制就和复印材料一样，
一张材料复印一次也可以得到两张相同
的材料。这种说法对不对，为什么？1DNA
→2DNA单链（母）
→（母十子）＋（母十子）
→ 子 DNA ＋ 子DNA
→2DNA 与复印材料不同，因为DNA分子的复制结果并没有形成一个完整的新的DNA分子，而是形成了一半新、一半旧的两个DNA分子，并且原来旧的DNA也不存在了。二、 DNA的复制过程 ①解旋
②合成子链（配对、聚合）
③形成子代DNA阅读P54，思考：
DNA的复制过程包括哪几个主要环节？ 【讨论】
①二条母链的碱基顺序是否相同？

②二条子链的碱基顺序是否相同？

③新合成的二个DNA碱基顺序是否相同？不同，互补相同不同，互补有丝分裂的间期 　减数第一次分裂前的间期主要在细胞核模板、酶、原料、能量等碱基互补配对原则半保留复制子链与母链结合，构成两个新的DNA分子保持了遗传信息的连续性边解旋边复制条件：
(1) 模板：亲代DNA的两条链(两条母链)
(2) 原料：四种脱氧核苷酸
(3) 酶：解旋酶、 DNA聚合酶等
(4) 能量：ATPDNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；
通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。DNA准确复制的原因：规律：
若亲代DNA分子中某脱氧核苷酸数为a，经 n 次复制后，所需游离的某脱氧核苷酸数为：
R =a (2n-1)
复制第n次所需的某脱氧核苷酸数？
R =a·2n-1A【例1】对DNA分子复制的叙述中，错误的是（ ）
A．复制发生在细胞分裂的中期
B．复制是一个边解旋边复制的过程
C．复制遵循碱基互补配对原则
D．复制过程需要能量、酶、原料和模板【例2】(2016·全国卷Ⅰ)在有关DNA分子的研究中,常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A-Pα～Pβ～Pγ或dA-Pα～Pβ～Pγ)。回答下列问题:将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记,并使其感染大肠杆菌,在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放,则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n,原因是　　 。一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后,标记的2条单链只能被分配到2个噬菌体的双链DNA分子中,因此在得到的n个噬菌体中有2个带有标记【例3】 某一个DNA分子的碱基总数中，腺嘌呤为200
个，复制n次后，消耗周围环境中含腺嘌呤的脱氧核苷
酸3000个，该DNA分子已经复制了几次（是第几代）
（ ）
A．三次（第四代） B．四次（第五代）
C．五次（第六代） D．六次（第七代）B三、说明基因与DNA关系的实例思考与讨论：
★基因等同于DNA吗？
★基因和DNA有什么关系呢？1.大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4700000个碱基对，在DNA分子上分布着4400个基因，每个基因的平均长度约为1000个碱基对。问题：计算所有基因的碱基对总数的比例。推理：全部基因的碱基对总数只是DNA碱基对总数的一部分，因此，基因是DNA的片段。资料分析：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。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）。4.近年来的科学研究发现，小鼠体内的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：基因是有遗传效应的DNA片段总结：基因与DNA 的关系一、基因的化学组成是什么？二、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸、
性状之间的关系染色体DNA基因脱氧核苷酸染色体是DNA的主要载体DNA是主要的
遗传物质基因是有遗传效应的DNA片段基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息每个染色体上有一个DNA分子每个DNA分子上有许多个基因每个基因由许多脱氧核苷酸组成【例4】下列结构或物质的层次关系由大到小的是( )
A．染色体→DNA→基因→脱氧核苷酸
B．染色体→DNA→脱氧核苷酸→基因
C．染色体→脱氧核苷酸→DNA→基因
D．基因→染色体→脱氧核苷酸→DNAA四、DNA片段中的遗传信息遗传信息是指构成DNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序(也可以说是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。1．遗传信息的概念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(4n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。【例5】下列关于遗传信息的说法，不确切的是（ ）
A．基因的脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息
B．遗传信息的传递是通过染色体上的基因传递的
C．生物体内的遗传信息主要储存在DNA分子上
D．遗传信息即生物表现出来的性状生物的性状是指生物体表现出来的形态结构和生理特性；遗传信息是指基因中脱氧核苷酸的排列顺序；遗传信息和性状是两个层面的内容。D 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。1．下列关于DNA复制过程的正确顺序是（ ）
①互补碱基对之间氢键断裂
②互补碱基对之间形成氢键
③DNA分子在解旋酶的作用下解旋
④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对
⑤子链与母链盘旋成双螺旋结构
A.①③④②⑤ B.①④②⑤③
C.①③⑤④② D.③①④②⑤D2．DNA分子结构多样性的原因是（ ）
A.碱基配对方式的多样性
B.磷酸和脱氧核糖排列顺序的多样性
C.螺旋方向的多样性
D.碱基对排列顺序的多样性D3.一个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×（2n－1）=
1 800。 C⑴G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的：G0 、
G1 、G2 。ABD⑵G2代在①②③三条带中DNA数的比例是 。0:1:14.以含有31P的大肠杆菌放入32P的培养液中，培养两代。离心
结果如图：⑷上述实验结果证明了DNA的复制方式是 。31P31P 和32P⑶图中① ②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是：
， 。半保留复制