高中生物第3章第34节DNA的复制基因是有遗传效应的DNA片段教案新人教版必修2Word格式文档下载.docx
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4.过程
解旋
合成子链
形成子代DNA:
每一条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构
5.结果:
形成两个与亲代DNA分子完全相同的子代DNA分子。
6.特点:
(1)边解旋边复制;
(2)半保留复制。
7.准确复制的原因
(1)DNA分子独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板。
(2)通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。
8.意义:
将遗传信息从亲代传给了子代,从而保持了遗传信息的连续性。
三、基因与DNA的关系
1.从数量上看
(1)每个DNA分子上有多个基因。
(2)所有基因的碱基总数小于(选填“大于”“等于”或“小于”)DNA分子的碱基总数,即DNA分子上只有部分碱基参与基因的组成。
2.从功能上看
基因是有遗传效应的DNA片段,能控制生物的性状。
四、DNA片段中的遗传信息
1.遗传信息:
DNA分子中4种碱基的排列顺序。
2.特点
(1)多样性:
碱基排列顺序的千变万化。
(2)特异性:
每一个DNA分子有特定的碱基排列顺序。
3.与生物体多样性和特异性的关系:
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。
一、DNA的复制
1.阅读教材P52~54,结合图3-12、3-13,探究下列问题:
(1)DNA复制时有几条模板链?
新合成的DNA分子中的两条链全是子链吗?
提示:
①两条模板链(亲代DNA分子解开螺旋的两条链)。
②不是,而是一条母链和一条子链。
(2)DNA复制时,用什么方法识别DNA中哪一条链是母链,哪一条链是子链?
DNA复制所形成的子代DNA分子是否是亲代DNA链和子代DNA链随机结合的?
①同位素标记法。
②不是,而是亲代DNA链与其相应的子链结合形成的子代DNA分子。
(3)若将某一试管中加入缓冲液、ATP、解旋酶、DNA模板和四种脱氧核苷酸,并置于适宜的温度下,能否完成DNA复制?
分析原因。
不能。
复制条件不完全,缺少DNA聚合酶。
(4)若1个DNA分子含有m个腺嘌呤,则复制n次需要多少游离的腺嘌呤脱氧核苷酸?
需(2n-1)·
m个。
因为1个DNA分子复制n次,共形成2n个DNA分子,其中有两条脱氧核苷酸链为母链,不需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸。
(5)DNA分子复制具有准确性,那么在任何情况下,DNA分子复制产生的子代DNA分子与亲代DNA分子都完全相同吗?
不一定。
DNA分子复制时,受到各种因素的干扰,碱基序列可能会发生改变,从而使后代DNA分子与亲代DNA分子碱基序列不同,导致遗传信息发生改变。
2.判断正误
(1)DNA分子复制时总是先解旋后复制,而且每个子代DNA分子中都保留了一条母链。
(×
)
(2)真核细胞DNA分子的复制不一定发生在细胞核中。
(√)
二、基因是有遗传效应的DNA片段
1.阅读教材P55~56资料分析,讨论下列问题:
(1)生物体内的DNA分子数与基因数目相同吗?
不相同。
生物体内的DNA分子数少于基因数目。
(2)生物体内所有基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相同吗?
生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。
(3)由
(1)
(2)你能得出什么结论?
基因是DNA的片段,基因不是连续地分布在DNA上的,而是由碱基序列分隔开的。
2.基因是有遗传效应的DNA片段,对于不含DNA的RNA病毒而言,该定义准确吗?
试完善基因的定义。
不准确。
对于RNA病毒而言,基因是有遗传效应的RNA片段。
准确地说,基因是有遗传效应的核酸片段。
1.DNA分子复制过程中相关计算
(1)DNA分子数、DNA链数及所占比例的计算
(2)脱氧核苷酸链数的计算
①子代DNA分子中脱氧核苷酸总链数=2n+1条;
②亲代脱氧核苷酸链数=2条;
③新合成的脱氧核苷酸链数=(2n+1-2)条。
(3)所需脱氧核苷酸数的计算
若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,则:
①经过n次复制,共需消耗游离的该脱氧核苷酸m·
(2n-1)个。
②第n次复制时,需消耗游离的该脱氧核苷酸m·
2n-1个。
(4)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:
①一个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。
②每条染色体含一个或两个DNA分子,只要有一条DNA链带标记,该染色体便带标记。
③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.对基因概念的理解
(1)脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系
(2)基因、染色体、蛋白质、性状的关系
控制呈线性排列
A.2种 B.3种C.4种D.5种
[研析] 本题考查DNA复制过程中碱基的互补配对。
具体解题过程如下:
[审]——提取信息
信息a:
双脱氧核苷酸能参与DNA合成,且遵循碱基互补配对原则。
信息b:
DNA合成时,连接上双脱氧核苷酸,子链延伸终止。
信息c:
DNA合成时,连接上脱氧核苷酸,子链延伸继续。
信息d:
DNA合成的单链模板碱基序列为GTACATACATG,原料是胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸。
[判]——研判选项
根据碱基互补配对原则,单链模板链中A与胸腺嘧啶配对。
单链模板链中含有4个“A”,其中每个“A”均可能与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对,当单链模板上的“A”与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对会有4种不同长度的子链;
若单链模板链上的“A”只与脱氧核苷酸结合,形成1种子链,所以最多会产生5种子链。
[答案] D
[例2] 下列有关基因的叙述,正确的是( )
A.基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位
B.经测定一个由n个脱氧核苷酸构成的DNA分子中,包含了m个基因,则每个基因的平均长度为n/2m个脱氧核苷酸对
C.人体细胞内的基因全部位于染色体上
D.基因中脱氧核苷酸的排列顺序就是遗传信息,只能通过减数分裂传递给后代
[解析] 基因是控制生物性状的结构和功能单位;
一个DNA上有很多基因,基因被不具有遗传效应的DNA片段隔开,所以B中的每个基因的平均长度为n/2m个脱氧核苷酸对是错误的;
人体细胞内基因的主要载体是染色体,线粒体DNA上也有少量基因;
基因的传递对有性生殖的生物通过减数分裂传递给后代,无性生殖的生物通过有丝分裂传递给后代。
[答案] A
对基因概念的理解
(1)结构上:
①基因是DNA分子上一个个特定的片段,一个DNA分子上有很多个基因。
②基因与DNA结构一样,也是由4种脱氧核苷酸按一定顺序排列而成的序列。
③每个基因的脱氧核苷酸数目及排列顺序是特定的。
④不同基因,差别在于碱基数目及排列顺序不同。
⑤基因中碱基的排列顺序代表遗传信息。
(2)功能上:
基因有遗传效应,即基因能控制生物的性状,基因是控制生物性状的基本单位,特定的基因决定特定的性状。
—————————————————[课堂归纳]——————————————————
[网络构建]
填充:
①边解旋边复制 ②半保留复制 ③解旋④合成子链 ⑤基因
[关键语句]
1.DNA复制发生在细胞分裂的间期。
2.DNA复制需要DNA模板、4种脱氧核苷酸作原料以及酶和能量。
3.DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制。
4.基因是有遗传效应的DNA片段。
5.DNA中碱基对的排列顺序表示遗传信息。
6.DNA分子具有多样性和特异性。
知识点一、DNA分子的复制
1.(上海高考)在一个细胞周期中,DNA复制过程中的解旋发生在( )
A.两条DNA母链之间
B.DNA子链与其互补的母链之间
C.两条DNA子链之间
D.DNA子链与其非互补母链之间
解析:
选A 在DNA复制时,首先是构成DNA的两条母链解旋,然后以分开的两条母链为模板,按照碱基互补配对原则合成子链。
2.下列关于DNA复制的叙述,正确的是( )
A.在细胞有丝分裂间期,发生DNA复制
B.DNA通过一次复制后产生四个子代DNA分子
C.真核生物DNA复制的场所只有细胞核
D.单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链
选A DNA复制发生在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期,是以亲代DNA的两条链为模板,合成两个子代DNA的过程。
DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶,不需要DNA(水解)酶。
真核生物DNA复制的主要场所是细胞核,线粒体、叶绿体内也可进行。
3.(上海高考)某亲本DNA分子双链均以白色表示,以灰色表示第一次复制出的DNA子链,以黑色表示第二次复制出的DNA子链,该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是( )
选D DNA的复制方式为半保留复制,第一次复制时,由1个DNA复制成的2个DNA都是一条链白色,一条链灰色;
第二次复制时,2个DNA复制成4个DNA,有8条链,新产生4条链为黑色,分别与原来的链结合。
知识点二、基因是有遗传效应的DNA片段
4.下列关于基因的叙述中,不正确的是( )
A.同种生物不同个体之间DNA完全相同
B.一个DNA分子可以控制许多性状
C.基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息
D.基因中的脱氧核苷酸共有4种
选A DNA分子具有多样性,不同种生物、同种生物的不同个体之间DNA分子不同;
每一个体的DNA分子又具有特异性,基因能控制性状,一个DNA分子上有多个基因,可以控制多种性状;
遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序;
脱氧核苷酸是构成基因的基本组成单位,有4种。
5.最新研究表明,人类24条染色体上含有3万~4万个蛋白质编码基因。
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.1条染色体上有许多个基因
D.基因只存在于染色体上
选C 24条染色体上含有3万~4万个基因,说明1条染色体上含有许多个基因;
线粒体内的基因就不在染色体上。
6.用a表示DNA,b表示基因,c表示脱氧核苷酸,d表示碱基,则四者的关系是( )
选D 基因是有遗传效应的DNA片段,二者的基本组成单位均为脱氧核苷酸,每一分子脱氧核苷酸又是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖,一分子含氮碱基组成的。
知识点三、DNA分子复制及其碱基计算
7.如图为细胞内DNA分子的复制简图,请据图回答:
(1)图示过程表示____________,需要______________(酶)的作用。
(2)该过程发生的时间为细胞周期的__________________。
(3)DNA分子复制时,在有关酶的作用下,以母链为模板,以游离的________为原料,按照______________原则,合成与母链互补的子链。
(4)若亲代DNA分子中A+T占60%,则子代DNA分子中A+T占________%。
(5)若将含14N的细胞放在只含15N的环境中培养,使细胞连续分裂n次,则最终获得的子代DNA分子中,含14N的占________,含15N的占______
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