2018-2019學年高中生物 第三章 遺傳的分子基礎 第三節(jié) 遺傳信息的傳遞課件 浙科版必修2.ppt

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第三章遺傳的分子基礎,第三節(jié)遺傳信息的傳遞,[學習目標]1.了解對DNA分子復制的推測及實驗證據。2.歸納DNA分子的復制過程，并探討DNA復制的生物學意義。,,,內容索引,新知導學,達標檢測,新知導學,一、探究DNA的復制過程,1.實驗方法：。2.實驗原理(1)含15N的雙鏈DNA密度較大，離心后的條帶應分布于離心管的。(2)含14N的雙鏈DNA密度較小，離心后的條帶應分布于離心管的。(3)兩條鏈分別含15N和14N的雙鏈DNA密度介于雙鏈均含15N的DNA和雙鏈均含14N的DNA之間，離心后的條帶應分布于離心管的。,同位素示蹤法,下部,上部,中部,3.實驗過程(1)大腸桿菌在以15NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)液中繁殖若干代。(2)將上述大腸桿菌轉到以為唯一氮源的培養(yǎng)液中培養(yǎng)。(3)在不同時刻收集大腸桿菌并提取DNA，即分別取完成細胞分裂和細胞分裂的大腸桿菌，并將其中的DNA分子分離出來。(4)將提取的DNA進行和分析，記錄離心后離心管中DNA的位置。,14NH4Cl,一次,兩次,密度梯度超速離心,4.實驗結果(如圖示),(1)離心管a：立即取出提取DNA→離心→離心管底部。(2)離心管b：繁殖一代后取出提取DNA→離心→離心管中部(___________)。(3)離心管c：繁殖二代后取出提取DNA→離心→離心管上部和離心管中部(和)。5.實驗結論：DNA的復制方式為復制。,(15N－15N－DNA),15N－14N－,DNA,14N－14N－DNA,15N－14N－DNA,半保留,例1在氮源為14N和15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子分別為14N－DNA(相對分子質量為a)和15N－DNA(相對分子質量為b)。將親代大腸桿菌轉移到含14N的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)，用某種離心方法分離得到的結果如圖所示。下列對此實驗的敘述不正確的是A.Ⅰ代細菌DNA分子中一條鏈是14N，另一條鏈是15NB.Ⅱ代細菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的C.預計Ⅲ代細菌DNA分子的平均相對分子質量為D.上述實驗結果證明DNA復制方式為半保留復制,答案,解析,√,解析15N－DNA在14N的培養(yǎng)基上進行第一次復制后，產生的兩個子代DNA分子均含有一條15N的DNA鏈和一條14N的DNA鏈。這樣的DNA用離心法分離后，應該全部處在試管的中部。Ⅰ代的兩個DNA分子再分別進行復制，它們所產生的兩個子代DNA分別為全14N－DNA分子和14N、15N—DNA分子。此時，將該DNA作離心處理，產生的DNA沉淀應該分別位于試管的上部和中部。含15N的DNA分子占全部DNA分子的。培養(yǎng)一個大腸桿菌，則其Ⅲ代細菌DNA分子共有8個，各條鏈的相對分子質量之和為(7a＋b)，平均相對分子質量為。,例2(2018杭州模擬)如圖為科學家設計的DNA合成的同位素示蹤實驗，利用大腸桿菌來探究DNA的復制過程，下列說法正確的是,答案,解析,A.從獲得試管①到試管③，細胞內的染色體復制了兩次B.用噬菌體代替大腸桿菌進行實驗，提取DNA更方便C.試管③中含有14N的DNA占D.本實驗是科學家對DNA復制方式假設的驗證,√,解析大腸桿菌細胞內沒有染色體，A錯誤；噬菌體是營寄生生活的，不能在培養(yǎng)液中繁殖，不能代替大腸桿菌進行實驗，B錯誤；試管③中含有14N的DNA占100%，C錯誤；本實驗是對DNA半保留復制的驗證實驗，D正確。,二、DNA分子復制的過程,1.概念：產生跟親代DNA相同的新DNA分子的過程。2.DNA復制的過程(1)解旋：在作用下，DNA分子兩條鏈的配對堿基之間的鍵斷裂，堿基暴露出來，形成兩條“模板鏈”(母鏈)。(2)合成子鏈：以為模板，在作用下，利用游離的4種為原料，按照原則，合成與母鏈____的子鏈。(3)形成子代DNA：延伸子鏈，母子鏈盤繞成結構。結果，一個DNA分子形成兩個的子代DNA分子。,兩個,解旋酶,氫,每一條母鏈,DNA聚合酶,脫氧核苷酸,堿基互補配對,互補,雙螺旋,完全相同,完全,3.復制的條件模板：。原料：。酶：。能量：。4.復制的特點：，即子代DNA雙鏈＝一條母鏈＋一條新子鏈。5.意義：將從親代傳給子代，保持了的連續(xù)性。,親代DNA解旋產生的兩條母鏈,游離的四種脫氧核苷酸,DNA解旋酶、DNA聚合酶,ATP,半保留復制,遺傳信息,遺傳信息,歸納總結,對DNA復制的理解(1)DNA復制的場所：主要場所是細胞核，但在擬核、線粒體、葉綠體中也能進行DNA復制。(2)能夠進行DNA復制的生物：一切以DNA為遺傳物質的生物。(3)真核生物細胞核中DNA復制發(fā)生的時間：在體細胞中發(fā)生在有絲分裂間期；在有性生殖過程中發(fā)生在減數第一次分裂前的間期。(4)復制所需的酶是指一個酶系統。①解旋酶的作用是破壞堿基間的氫鍵。②DNA聚合酶的作用是連接游離的脫氧核苷酸。,例3下列關于DNA復制條件的敘述，不正確的是A.DNA復制時只有DNA的一條鏈作模板B.以4種游離的脫氧核苷酸為原料C.DNA復制過程需要消耗能量D.沒有酶的催化，細胞DNA復制無法進行解析DNA復制是指DNA分子利用細胞提供的能量，在解旋酶的作用下將雙鏈解開，以解開的兩條鏈為模板，在DNA聚合酶作用下，利用細胞中游離的4種脫氧核苷酸為原料，合成與母鏈互補的子鏈，每條子鏈與其對應的模板鏈盤繞成雙螺旋結構，最終形成與親代DNA分子相同的子代DNA的過程。,答案,解析,√,例4(2017浙江4月選考)若將處于G1期的胡蘿卜愈傷組織細胞置于含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)液中，培養(yǎng)至第二次分裂中期。下列敘述正確的是A.每條染色體中的兩條染色單體均含3HB.每個DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈均含3HC.每個DNA分子中均只有一條脫氧核苷酸鏈含3HD.每條染色單體均只有一個DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈含3H,答案,解析,√,解析若將處于G1期的胡蘿卜愈傷組織細胞置于含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)液中，在間期的S期時DNA復制1次，所以第一次細胞分裂完成后得到的2個子細胞都是每一條染色體的DNA都只有1條鏈被標記，培養(yǎng)至第二次分裂中期，每條染色體中的兩條染色單體均含3H標記。,特別提醒,DNA分子復制特點及子代DNA存在位置與去向(1)復制特點——半保留復制，即新DNA分子總有一條鏈來自親代DNA(即模板鏈)，另一條鏈(子鏈)由新鏈構建而成。(2)2個子代DNA位置：當一個DNA分子復制后形成兩個新DNA分子后，這兩個新DNA恰位于兩條姐妹染色單體上，且由著絲粒連在一起，即：,(3)2個子代DNA去向：在有絲分裂后期或減數第二次分裂后期著絲粒分開，分別進入兩個子細胞中。,例5(2018杭州五校聯考)下列關于DNA的相關計算，正確的是A.具有1000個堿基對的DNA，腺嘌呤有600個，則每一條鏈上都具有胞嘧啶200個B.具有m個胸腺嘧啶的DNA片段，復制n次后共需2nm個胸腺嘧啶C.具有m個胸腺嘧啶的DNA片段，第n次復制需要2n－1m個胸腺嘧啶D.無論是雙鏈DNA還是單鏈DNA，(A＋G)所占的比例均是,答案,解析,√,解析具有1000個堿基對的DNA，腺嘌呤有600個，則DNA中含胞嘧啶400個，因此一條鏈上的胞嘧啶數可為0～400個，A項錯誤；具有m個胸腺嘧啶的DNA片段，復制n次后DNA數由1個變?yōu)?n個，因此需要(2n－1)m個胸腺嘧啶，其第n次復制DNA數由2n－1個變?yōu)?n個，這一過程需要(2n－2n－1)m＝2n－1m個胸腺嘧啶，B項錯誤，C項正確；只有在雙鏈DNA中才遵循卡伽夫法則，即A＝T、G＝C，在單鏈DNA中不存在這一關系，因此只有雙鏈DNA中(A＋G)所占的比例為，單鏈DNA中該比值不一定為，D項錯誤。,學習小結,間,一,間,邊解旋邊復制,半保留復制,達標檢測,1.保證準確無誤地進行DNA復制的關鍵步驟是A.解旋酶促使DNA的兩條鏈分離B.游離的脫氧核苷酸與母鏈堿基進行互補配對C.配對的脫氧核苷酸之間連接成與母鏈互補的子鏈D.模板母鏈與互補子鏈盤繞成雙鏈結構解析DNA具有獨特的雙螺旋結構，能為復制提供模板；堿基具有互補配對的能力，能夠使復制準確無誤。,√,1,2,3,4,5,答案,解析,2.用15N標記細菌的DNA分子，再將它們放入含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)繁殖四代，a、b、c為三種DNA分子；a只含15N，b同時含14N和15N，c只含14N，如下圖，這三種DNA分子的比例正確的是,答案,1,2,3,4,5,√,3.DNA分子復制時，解旋酶作用的部位應該是A.腺嘌呤與鳥嘌呤之間的氫鍵B.腺嘌呤與胸腺嘧啶之間的氫鍵C.脫氧核糖與含氮堿基之間的化學鍵D.脫氧核糖與磷酸之間的化學鍵解析DNA復制過程中用到解旋酶和DNA聚合酶，其中解旋酶的作用是把兩條螺旋的雙鏈解開，破壞的是A與T、G與C之間的氫鍵。,√,答案,解析,1,2,3,4,5,4.細菌在15N培養(yǎng)基中繁殖數代后，使細菌DNA的含氮堿基皆含有15N，然后再移入14N培養(yǎng)基中培養(yǎng)，抽取其子代的DNA經高速離心分離，如圖①～⑤為可能的結果，下列敘述錯誤的是,A.第一次分裂的子代DNA應為⑤B.第二次分裂的子代DNA應為①C.第三次分裂的子代DNA應為③D.親代的DNA應為⑤,答案,解析,1,2,3,4,5,√,解析親代DNA為15N－15N，經第一次復制所形成的子代DNA應均為15N－14N，應如圖②所示。,1,2,3,4,5,5.科學家以大腸桿菌為實驗對象，運用同位素示蹤技術及密度梯度離心方法進行了DNA復制方式的探索實驗，實驗內容及結果見下表。,答案,1,2,3,4,5,解析,請分析并回答：(1)要得到DNA中的N全部被15N標記的大腸桿菌B，必須經過____代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的____________是唯一氮源。(2)綜合分析本實驗的DNA離心結果，第___組結果對得到結論起到了關鍵作用，但需把它與第___組和第____組的結果進行比較，才能說明DNA分子的復制方式是____________。解析在探究DNA分子的復制方式為半保留復制的實驗中，“重帶”應為兩條單鏈均被15N標記，“輕帶”為兩條單鏈均被14N標記，“中帶”為一條單鏈被14N標記，另一條單鏈被15N標記。,多,15N(15NH4Cl),3,1,2,半保留復制,(3)分析討論：①若B的子Ⅰ代DNA的離心結果為“輕”和“重”兩條密度帶，則“重帶”DNA來自于___，據此可判斷DNA分子的復制方式不是________復制。②若將B的子Ⅰ代DNA雙鏈分開后再離心，其結果______(填“能”或“不能”)判斷DNA的復制方式。③若在同等條件下將B的子Ⅱ代繼續(xù)培養(yǎng)，子n代DNA離心的結果是：密度帶的數量和位置__________。④若某次實驗的結果中，B的子Ⅰ代DNA的“中帶”比以往實驗結果的“中帶”略寬，可能的原因是新合成DNA單鏈中的N中有少部分含____。,1,2,3,4,5,B,半保留,不能,沒有變化,15N,答案,