高三生物一輪復(fù)習(xí)課件DNA分子結(jié)構(gòu)復(fù)制及基因是有遺傳效應(yīng)DNA片段福建

1、高三生物一輪復(fù)習(xí)課件DNA分子結(jié)構(gòu)復(fù)制及基因是有遺傳效應(yīng)DNA片段福建2知識內(nèi)容要求DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點基因的概念DNA分子的復(fù)制3的化學(xué)組成：組成DNA分子的基本單位是 ，如圖所示：圖中圓代表 、五邊形代表 、方形代表 。 脫氧核苷酸脫氧核苷酸磷酸磷酸 脫氧核糖脫氧核糖 含氮堿基含氮堿基4的空間結(jié)構(gòu)：由兩條平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋成規(guī)則的 結(jié)構(gòu)。DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)特點如下：（1）DNA分子是由 鏈組成的。這兩條鏈按 方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。（2）DNA分子中的相鄰的兩個脫氧核苷酸的脫氧核糖和磷酸 連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成 ；堿基排列在內(nèi)側(cè)。 雙螺旋雙螺旋兩條兩條 反向平行反向平行交替交替

2、基本骨架基本骨架5（3）兩條鏈上的堿基通過 連接成堿基對，并且堿基配對有一定規(guī)律：A（ ）與T（ ）配對；G（ ）與C（ ）配對。堿基之間的這種一一對應(yīng)關(guān)系，叫 做 。氫鍵氫鍵 腺嘌呤腺嘌呤 胸腺嘧啶胸腺嘧啶 鳥嘌呤鳥嘌呤 胞嘧啶胞嘧啶 堿基互補配對原則堿基互補配對原則6的復(fù)制（1）復(fù)制的概念：以親代DNA分子為模板合成 的過程。（2）復(fù)制的時間：體細胞發(fā)生在有絲分裂 ，原始生殖細胞發(fā)生在 的間期。 子代子代DNA間期間期 減數(shù)第一次分裂減數(shù)第一次分裂7模板模板 脫氧核苷酸脫氧核苷酸ATP 解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶 溫度、溫度、pH 雙螺旋鏈雙螺旋鏈 親代親代DNA 分子的兩條鏈分子

3、的兩條鏈 堿基互補配對原則堿基互補配對原則雙螺旋的雙螺旋的DNA8（5）復(fù)制的特點:邊 邊 。新合成的每個DNA分子的組成為一條 ,一條 。（6）復(fù)制的結(jié)果：1個DNA分子形成了2個完全相同的DNA分子。（7）復(fù)制的意義:保持了 的連續(xù)性（使遺傳信息從親代傳給子代）。解旋解旋 復(fù)制復(fù)制 母鏈母鏈 子鏈子鏈 遺傳信息遺傳信息9 雙螺旋雙螺旋 堿基互補配對堿基互補配對 堿基對堿基對 遺傳和變異遺傳和變異104.基因與DNA的關(guān)系：（1）基因的概念：基因是有 的DNA片段；每個DNA分子含有 基因，DNA分子中存在不是基因的片段，如許多重復(fù)的序列。 遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng)多個多個 11（2）遺傳信息：DN

4、A分子的多樣性：DNA分子由于堿基對的數(shù)量不同，堿基對的 千變?nèi)f化，因而構(gòu)成了DNA分子的多樣性。DNA分子的特異性：DNA分子的特異性是指控制特定性狀的特定DNA分子的堿基排列順序是 的。這種特定的順序包含著特定的 ，從而使DNA分子具有特異性。 排列順序排列順序不同不同 遺傳信息遺傳信息12DNA分子中四種堿基的排列順序千變?nèi)f化，遺傳信息蘊藏在四種堿基的排列順序中，DNA分子能夠儲存足夠量的 ，DNA分子的多樣性和特異性就是生物多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。5.基因與性狀的關(guān)系：基因是控制 的基本單位。6.基因與染色體的關(guān)系：基因在染色體上呈 排列。 遺傳信息遺傳信息 遺傳性狀遺傳性狀線性線性

5、 演 示 文 稿1 23 后 等街拍街拍街拍 見曱夻14一、DNA分子結(jié)構(gòu)主要特點1.分子組成DNA是由成百上千的四種脫氧核苷酸聚合而成的兩條長鏈化學(xué)組成單位脫氧核苷酸=1分子脫氧核糖+1分子磷酸+1分子含氮堿基 15含氮堿基有四種脫氧核苷酸有四種腺嘌呤(A)腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤(G)鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶(C)胞嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶(T)胸腺嘧啶脫氧核苷酸種種類類和和結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)162.結(jié)構(gòu)由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈組成雙螺旋結(jié)構(gòu)外側(cè)：脫氧核糖和磷酸交替排列，構(gòu)成基本骨架內(nèi)側(cè)：雙鏈間堿基通過氫鍵配對而成堿基對AT，CG173.特點DNA中脫氧核糖和磷酸交替連接的方式不變兩條鏈間堿基互補配

6、對的方式不變多樣性：DNA分子中堿基對排列順序多種多樣特異性：每種DNA有區(qū)別于其他DNA的特定的堿基序列穩(wěn)穩(wěn)定定性性18作為遺傳物質(zhì)應(yīng)該具備的特點(1)能夠復(fù)制，并能將復(fù)制的一份傳給子代。(2)能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，進而控制新陳代謝及性狀。(3)結(jié)構(gòu)應(yīng)具有相對的穩(wěn)定性。(4)具有儲存大量遺傳信息的潛能。19例1、 下列關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)的描述錯誤的是（ ）A.每一個DNA分子由一條多核苷酸鏈盤繞而成螺旋結(jié)構(gòu)B.外側(cè)是由磷酸與脫氧核糖交替連接構(gòu)成的骨架，內(nèi)側(cè)是堿基兩條鏈上的堿基間以氫鍵相連，且A與T配對、G與C配對的兩條鏈等長，但是反向平行20 解析： DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)具有如下特點：一個DNA分子

7、是由兩條脫氧核苷酸鏈構(gòu)成的雙螺旋結(jié)構(gòu)，兩條鏈等長且是反向平行的。DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)構(gòu)成了基本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。DNA分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，且有一定規(guī)律：A與T配對，G與C配對。 A21二、 DNA中堿基數(shù)量的計算解題時先畫出簡圖，根據(jù)堿基互補配對原則推知規(guī)律規(guī)律一：DNA雙鏈中的AT，GC，兩條互補鏈的堿基總數(shù)相等，任意兩個不互補的堿基之和恒等，占堿基總數(shù)的50%，即：AGTCACTG。22規(guī)律二：非互補堿基之和的比例在整個DNA分子中為1，在兩條互補鏈中互為倒數(shù)。如在一條鏈中A+G/T+Ca，則在互補鏈A+G/T+C =1/a，而在整個DNA

8、分子中A+G/T+C 1。規(guī)律三：互補堿基之和的比例在整個DNA分子中以及任何一條鏈中都相等。如在一條鏈中A+T/A+Gm，在互補鏈及整個DNA分子中A+T/A+G m。23規(guī)律四：在雙鏈DNA及其轉(zhuǎn)錄的RNA之間，有下列關(guān)系：設(shè)雙鏈DNA中a鏈的堿基為A1、T1、C1、G1，b鏈的堿基為A2、T2、C2、G2，則A1T1A2T2RNA分子中(AU)1/2DNA雙鏈中的(AT)；G1C1G2C2RNA分子中(GC)1/2DNA雙鏈中的(GC)。規(guī)律五：不同生物的DNA分子中互補配對的堿基之和的比值不同，即(AT)/(CG)的值不同。該比值體現(xiàn)了不同生物DNA分子的特異性。24 規(guī)律六：若A1/

9、單鏈b%，則A1 / 雙鏈b/2%例例2、 從某生物組織提取從某生物組織提取DNA進行分析，其進行分析，其四種堿基數(shù)的比例為鳥嘌呤與胞嘧啶之和四種堿基數(shù)的比例為鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數(shù)的占全部堿基數(shù)的46%，又知該，又知該DNA的一條的一條鏈鏈(H鏈鏈)所含的堿基中所含的堿基中28%是腺嘌呤，問與是腺嘌呤，問與H鏈相對應(yīng)的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部鏈相對應(yīng)的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數(shù)的堿基數(shù)的() A26% B24% C14% D11%25解析： 通過分析題干條件可知，GC占DNA中全部堿基數(shù)的46%，這一比例關(guān)系在一條鏈上也是存在的。因此H鏈中GCA46%28%74%，T占26%

10、，該比例與另一條鏈中腺嘌呤的比例相等。 A26三、DNA復(fù)制的研究方法、過程和條件1.研究DNA復(fù)制的常用方法同位素標記法和離心法，常標記3H、15N、32P，通過離心在試管中形成不同位置。2DNA復(fù)制的過程27可以人工進行復(fù)制，條件是需要一條DNA鏈作模板，以含有A、T、G、C的四種堿基的脫氧核苷酸為原料、ATP為能源，加上DNA聚合酶和少量的Mg2+(主要考點之一)。1973年，日本岡琦等人發(fā)現(xiàn)還要加一些引物RNA，具備了這些條件，才能完成復(fù)制。28 (1)解旋：利用細胞提供的能量，在解旋酶的作用下，兩條螺旋的雙鏈解開。 (2)合成子鏈：以DNA分子的兩條母鏈為模板，在DNA聚合酶的作用下

11、，利用細胞中游離的4種脫氧核苷酸為原料，按堿基互補配對原則合成互補的子鏈。 (3)形成子代DNA：每條新鏈(子鏈)與其對應(yīng)的模板鏈(母鏈)盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。29 【友情提醒】 子代DNA分子中模板鏈與另一DNA分子中新合成的子鏈堿基序列完全相同。 特殊情況下，在外界因素和生物內(nèi)部因素的作用下，可能造成堿基配對發(fā)生差錯，引起基因突變。30例3、 (2010.山東)蠶豆根尖細胞在含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個細胞周期，然后在不含放射性標記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期，其染色體的放射性標記分布情況是() A每條染色體的兩條單體都被標記 B每條染色體中都只有一條單體被標記 C只有半數(shù)的染色

12、體中一條單體被標記 D每條染色體的兩條單體都不被標記31解析：由于DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，在有放射性標記的培養(yǎng)基中完成一個細胞周期后，每個DNA分子中有一條鏈含放射性。繼續(xù)在無放射性的培養(yǎng)基中培養(yǎng)時，由于DNA的半保留復(fù)制，所以子代DNA分子一半含放射性，一半不含放射性。每條染色單體含一個DNA分子，所以一半的染色單體含放射性。 B323.關(guān)于DNA復(fù)制的相關(guān)計算歸納如下：(1)DNA分子復(fù)制前后某種堿基數(shù)量的計算：若某DNA分子含某堿基x個，則該DNA分子進行n次復(fù)制，需提供含該堿基的脫氧核苷酸分子數(shù)互補的堿基的脫氧核苷酸分子數(shù)：x(2n1)個；第n次復(fù)制時需提供含該堿基的脫氧核苷

13、酸分子數(shù)x2n1個。33(2)一個DNA分子連續(xù)復(fù)制n次后，DNA分子總數(shù)為2n，含原DNA母鏈的有2個，占1/2n1。34例4、某DNA分子中胸腺嘧啶的數(shù)量為m，占該DNA分子總堿基數(shù)的比例為q，若此DNA分子連續(xù)復(fù)制n次，需游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸數(shù)為()A(2n1)m Bm(1/2q1)C(2n1)m/2nq D(2n1)m(12q)/2q35解析： 某DNA分子中胸腺嘧啶的數(shù)量為m，占該DNA分子總堿基數(shù)的比例為q，可得出鳥嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目(m/q2m)/2；因此，此DNA分子連續(xù)復(fù)制n次，需游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸數(shù)為(2n1)m(12q)/2q。 D36四、基因與脫氧核苷酸、遺傳信息

14、、DNA、染色體、蛋白質(zhì)、生物性狀之間的關(guān)系1.染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系37(1)基因與DNA的關(guān)系：基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，一個DNA上有許多個基因。(2)基因與染色體的關(guān)系：染色體是基因的主要載體，基因在染色體上呈線性排列，并隨染色體移動而移動。38(3)基因與遺傳信息的關(guān)系：遺傳信息是基因(或DNA)中堿基(脫氧核苷酸)的排列順序，并不是DNA分子上所有的脫氧核苷酸排列順序。2.基因、染色體、蛋白質(zhì)、性狀的關(guān)系39(1)基因與性狀的關(guān)系:基因是控制性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能單位，不同的基因控制不同的性狀。(2)基因與蛋白質(zhì)的關(guān)系:基因控制生物的性狀是通過控制蛋白質(zhì)的

15、合成來實現(xiàn)的。40例5、 在生物體內(nèi)性狀的表達遵循“DNARNA蛋白質(zhì)”的表達原則，下面是幾種與此有關(guān)的說法，你認為不正確的是()41A.在細胞的一生中，DNA不變，RNA和蛋白質(zhì)分子是變化的B.“DNARNA”一般是在細胞核中完成的,“RNA蛋白質(zhì)”是在細胞質(zhì)中完成的C.在同一個體不同的體細胞中，DNA相同，RNA和蛋白質(zhì)有可能不同D.在細胞的一生中，DNA、RNA和蛋白質(zhì)種類和數(shù)量是不變的42解析： 在同一生物體內(nèi)，不同體細胞核中的DNA是相同的，由于基因的選擇性表達，不同細胞內(nèi)的RNA和蛋白質(zhì)種類和數(shù)量是不同的。 D關(guān)于關(guān)于DNA復(fù)制方式的探究，充分體現(xiàn)了復(fù)制方式的探究，充分體現(xiàn)了假說假

16、說演繹法，即在克里克假說的基礎(chǔ)上，演繹法，即在克里克假說的基礎(chǔ)上，通過演繹推理，最終通過實驗得以驗證。通過演繹推理，最終通過實驗得以驗證。1實驗材料：大腸桿菌實驗材料：大腸桿菌探究課題探究課題 有關(guān)有關(guān)DNADNA復(fù)制方式的實驗探究復(fù)制方式的實驗探究 一、理論歸納一、理論歸納442實驗方法：放射性同位素標記技術(shù)實驗方法：放射性同位素標記技術(shù)和離心技術(shù)。和離心技術(shù)。3實驗假設(shè)：實驗假設(shè)：DNA以半保留的方式復(fù)以半保留的方式復(fù)制。制。4實驗過程：實驗過程：(見圖見圖)4546 (1)大腸桿菌在含大腸桿菌在含15N標記的標記的NH4Cl培養(yǎng)培養(yǎng)基中繁殖幾代，使基中繁殖幾代，使DNA雙鏈充分標記雙鏈充

17、分標記15N。 (2)將含將含15N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到14N標記標記的普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)。的普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)。 (3)在不同時刻收集大腸桿菌并提取在不同時刻收集大腸桿菌并提取DNA(間隔的時間為大腸桿菌繁殖一代所間隔的時間為大腸桿菌繁殖一代所需時間需時間)。 (4)將提取的將提取的DNA進行離心，記錄離心進行離心，記錄離心后試管中后試管中DNA位置。位置。475實驗預(yù)期：離心后應(yīng)出現(xiàn)實驗預(yù)期：離心后應(yīng)出現(xiàn)3 3條條DNADNA帶。帶。( (見圖見圖) )(1)(1)重帶重帶( (密度最大密度最大) )：1515N N標記的親代雙標記的親代雙鏈鏈DNA(DNA(1515N/N/151

18、5N)N)(2)(2)中帶中帶( (密度居中密度居中) )：一條鏈為：一條鏈為15N15N，另一條鏈為另一條鏈為14N14N標記的子代雙鏈標記的子代雙鏈DNA(15N/14N)DNA(15N/14N)(3)(3)輕帶輕帶( (密度最小密度最小) )：兩條鏈都為：兩條鏈都為14N14N標記的子代雙鏈標記的子代雙鏈DNA(14N/14N)DNA(14N/14N)。486實驗結(jié)果：與預(yù)期的相符。實驗結(jié)果：與預(yù)期的相符。(見圖見圖)(a)立即取出提取立即取出提取DNA離心離心全部重全部重帶帶(15N/15N)。(b)繁殖一代后取出提取繁殖一代后取出提取DNA離心離心全部中帶全部中帶(14N/15N)。(c)繁殖兩代后取出提取繁殖兩代