2019-2020学年高中生物 第三章 遗传的分子基础 第三节 遗传信息的传递课件 浙科版必修2

第三章遗传的分子基础第三节遗传信息的传递第三章遗传的分子基础1.概述DNA分子的复制。2.通过“活动：探究DNA的复制过程”，感悟科学实验中蕴含的理性精神与求真意识、批判精神与创新意识，逐步领悟科学的本质特征。一、DNA复制的概念产生两个跟______________完全相同的新DNA分子的过程。亲代DNA二、DNA复制的过程1．形成“模板链”：在有关酶的作用下，两条链的配对碱基之间的_________断开，碱基暴露出来，形成了两条__________。2．合成子链：每一条母链按照______________的原则，吸引含有互补碱基的核苷酸，最后相邻核苷酸的脱氧核糖和磷酸基团间形成______________，产生一条新链(子链)。氢键模板链碱基互补配对磷酸二酯键3．形成新的DNA分子：一条“模板链”(母链)与一条新链(子链)形成一个新的DNA分子，即一个双螺旋DNA分子变成了_________双螺旋分子，并且新形成的DNA分子与亲代DNA分子_________。两个相同三、DNA复制的特点DNA复制的特点是______________，即新合成的双链DNA分子中，一条链是来自亲代的DNA，另一条链则是新合成的。半保留复制四、DNA复制的意义DNA复制是遗传物质______________传递的基础。生殖细胞形成过程中进行DNA的复制，使亲代的遗传信息传递给了子代，从而保持了前后代______________的连续性。从亲代向子代遗传信息完成DNA复制的基本条件是什么？提示：模板、原料、能量和酶等。以DNA的一条链“—A—T—C—”为模板，经复制后的子链是什么？提示：DNA复制合成子链时，每一条母链按照互补配对的原则，吸引含有互补碱基的核苷酸，最后相邻核苷酸的脱氧核糖和磷酸基团间形成磷酸二酯键，产生一条新链(子链)。所以根据碱基互补配对原则，在DNA分子中A与T配对，C与G配对，模板链为“—A—T—C—”，经复制后的子链为“—T—A—G—”。DNA复制的探究1．探究方法：同位素示踪法。2．探究过程3．结果世代DNA分子离心后在管中的位置不同DNA分子占全部DNA分子之比不同脱氧核苷酸链占全部链之比只含15N的DNA分子含14N、15N的DNA分子只含14N的DNA分子含15N的链含14N的链亲代全在下部10010第二代全在中部0101/21/2第三代1/2中部，1/2上部01/21/21/43/44.结论(1)新合成的子代双链DNA分子中，一条链是来自亲代的DNA，另一条链则是新合成的。(2)DNA的复制是以亲代的一条DNA链为模板，按照碱基互补配对原则，合成另一条具有互补碱基的新链。(3)复制出的DNA分子与亲代DNA分子完全相同。5．特点：DNA的复制方式为半保留复制。1．细菌在15N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入14N培养基中培养，抽取亲代及子代的DNA经高速离心分离，图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是()A．子一代DNA应为②B．子二代DNA应为①C．子三代DNA应为④D．亲代的DNA应为⑤解析：选C。由于DNA分子的复制是半保留复制，因此依据这一特点来分析，⑤为亲代DNA，②为子一代DNA，①为子二代DNA，③为子三代DNA。不可能出现④中的情形。2．在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N­DNA(对照)；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N­DNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基中，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用某种离心方法分离得到的结果如图所示，请分析回答下列问题：(1)由实验结果可以推测第一代(Ⅰ)细菌DNA分子中一条链是________，另一条链是________。(2)将第一代(Ⅰ)细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得的细菌的DNA用同样的方法分离。请参照A图将DNA分子可能出现在试管中的位置在B图中标出。解析：DNA复制为半保留复制，亲代15N­DNA在14N的培养基中连续复制两次的图示为：答案：(1)15N母链14N新链(2)见图DNA复制的理解1．DNA复制相关知识归纳场所真核细胞：细胞核(主要)、线粒体、叶绿体；原核细胞：拟核、细胞质(细胞溶胶)时间细胞分裂间期模板亲代DNA的两条链原料4种游离的脱氧核苷酸能量ATP酶DNA聚合酶等特点半保留复制，多个复制起点结果一个DNA分子形成了两个DNA分子。新复制出的2个子代DNA分子通过细胞分裂分配到2个子细胞中去(1)DNA复制的场所：主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、叶绿体中也能进行DNA复制。(2)能够进行DNA复制的生物：一切以DNA为遗传物质的生物。(3)真核生物细胞核中DNA复制发生的时间：在体细胞中发生在有丝分裂间期；在有性生殖过程中发生在减数第一次分裂前的间期。(4)复制所需的酶是指一个酶系统，不仅仅是指解旋酶和DNA聚合酶，还包括DNA连接酶等。①解旋酶的作用是破坏碱基间的氢键。②DNA聚合酶的作用是连接游离的脱氧核苷酸。③DNA连接酶的作用是连接DNA片断。(5)两个子代DNA的位置及分开时间：复制产生的两个子代DNA分子位于一对姐妹染色单体上，由着丝粒连在一起，在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝粒分裂时分开，分别进入两个子细胞中。(6)DNA分子的复制往往是从多个起点进行的，如图：2．DNA准确复制的原因DNA分子之所以能自我复制，取决于DNA的双螺旋结构，它为复制提供了模板；同时，由于碱基具有互补配对的特性，因此能确保复制的准确。在复制过程中，脱氧核苷酸序列具有相对的稳定性，但也可能发生差错，这种稳定性和可变性的统一，是生物遗传和变异的物质基础和根本原因。3．下列关于DNA复制的叙述，正确的是()A．在细胞有丝分裂前的间期，发生DNA复制B．DNA通过一次复制后产生四个DNA分子C．DNA双螺旋结构全部解链后，开始DNA的复制D．单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链解析：选A。DNA通过一次复制后产生两个DNA分子，复制两次才能产生四个DNA分子。DNA复制过程应该是边解开螺旋边复制。单个脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接合成新的子链。4．如图为真核细胞DNA分子复制过程模式图。据图分析，下列相关叙述中错误的是()A．由图示可知，DNA分子复制的方式是半保留复制B．从图中可以看出合成两条子链时，DNA聚合酶移动的方向是相反的C．子链合成的方向是一定的D．解旋需解旋酶及DNA聚合酶的催化，且需要消耗ATP解析：选D。由图示可以看出，新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，DNA分子复制的方式为半保留复制；由图中的箭头可知，两条链上DNA聚合酶移动的方向是相反的；子链合成的方向是一定的，即只能从5′端向3′端延伸；图示解旋的过程中只有解旋酶的作用，而没有DNA聚合酶的参与。判断DNA复制要三看一看模板是否为DNA；二看原料是否为脱氧核苷酸；三看产物是否为DNA。DNA复制的相关计算DNA的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，则有：1．DNA分子数(1)子代DNA分子数＝2n个。(2)含有亲代链的子代DNA分子＝2个。(3)不含亲代链的子代DNA分子数＝(2n－2)个。2．脱氧核苷酸链数(1)亲代脱氧核苷酸链数＝2条。(2)子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条。(3)新合成的脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条。3．消耗的脱氧核苷酸数若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸(2n－1)m个。5．(2017·浙江4月选考)若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，培养至第2次分裂中期。下列叙述正确的是()A．每条染色体中的两条染色单体均含3HB．每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3HC．每个DNA分子中均只有一条脱氧核苷酸链含3HD．每条染色单体均只有一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链含3H解析：选A。第2次分裂中期时有一半DNA分子只有一条脱氧核苷酸链含3H，另一半DNA分子两条脱氧核苷酸链均含3H，故B、C、D均错。巧借模式图解答与DNA复制有关问题学会画DNA分子半保留复制图解有助于理解DNA的相关计算规律，如图所示：6．用15N标记含有100个碱基对的双链DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含有14N的培养基中连续复制4次。其结果不可能是()A．含有15N的DNA分子占1/8B．复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸600个C．含有14N的DNA分子占7/8D．复制结果共产生16个DNA分子解析：选C。该DNA分子在14N培养基中连续复制4次，可得到24个DNA分子，其中含有14N的DNA分子占100%，C错误；含有15N的DNA分子占2/16，因为DNA分子复制为半保留复制，亲代DNA分子的两条链只可能进入两个子代DNA分子中，A正确；1个DNA分子经过4次复制，共产生24＝16个DNA分子，D正确；在含有100个碱基对的DNA分子中，若有胞嘧啶60个，则含有腺嘌呤个数为(100×2－60×2)/2＝40个，则连续复制4次所需腺嘌呤脱氧核苷酸的数目为40×(24－1)＝600个，B正确。与DNA复制过程相关计算的误区辨析(1)在一个含有n个碱基对的DNA分子中，双链中碱基对的排列和单链中碱基的排列最多均为4n种。(2)运用DNA半保留复制特点，分析被标记DNA分子所占的比例时，应注意求的是DNA分子数，还是脱氧核苷酸链数；看准是“含”还是“只含”；还应注意培养液中化学元素的不同。(3)运用DNA半保留复制特点，解决消耗某种脱氧核苷酸数量问题时，应注意亲代DNA分子的两条母链被保留下来，不需消耗原料。(4)在计算消耗脱氧核苷酸数时要明确是经过n次复制还是第n次复制。核心知识小结[要点回眸]核心知识小结[规范答题]1.DNA复制发生在细胞分裂的间期．．．．．。2.DNA复制需要DNA．．．模板、．．．4．种脱氧核苷酸做原料以及酶和．．．．．．．．．．．．．能量．．。3.DNA复制的特点是边解旋边复制．．．．．．和半保留复制．．．．．。4.DNA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。本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放