高三生物一輪必修2第9章第二講DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段教材第2-4節(jié)共58張

1、第九章,第二講,高考成功方案 第1步,高考成功方案 第2步,高考成功方案 第3步,高考成功方案 第4步,一、DNA分子的結(jié)構(gòu)與復(fù)制,1DNA分子的結(jié)構(gòu) (1)圖中表示 ，表示 ，的名稱是 。 (2)圖中和的名稱分別是 。 (3)從主鏈上看，兩條單鏈 平行；從堿基關(guān)系看， 兩條單鏈 。 (4)該圖表示的是DNA分子的平面結(jié)構(gòu)，其空間結(jié)構(gòu)是 。,磷酸,脫氧核糖,胞嘧啶脫氧核苷酸,腺嘌呤、鳥(niǎo)嘌呤,反向,互補(bǔ)配對(duì),雙螺旋結(jié)構(gòu),2DNA分子的復(fù)制 (1)DNA分子復(fù)制時(shí)，圖中被破壞的化學(xué)鍵是 。 (2)DNA復(fù)制的方式是 。 (3)DNA復(fù)制的時(shí)間是 。 (4)DNA復(fù)制時(shí)需要哪些基本條件？ 。,氫鍵,

2、半保留復(fù)制,有絲分裂間期和減數(shù)第一次分 裂前的間期,DNA的復(fù)制需模板、原料、能量和酶等基本條件,二、基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 1DNA分子特性 (1)多樣性：主要取決于 。 (2)特異性：決定于 。 (3)穩(wěn)定性：主要取決于 。,堿基排列順序的多樣性,DNA分子中特定的堿基排列順序,DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu),2對(duì)基因本質(zhì)的理解 (1)DNA分子上所有的堿基序列都是遺傳信息嗎？ 。 (2)基因和DNA有何關(guān)系？ 。,不是,1個(gè)DNA上有許多基因，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,做一題 例1(2010山東高考)蠶豆根尖細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷培養(yǎng)基中完成一個(gè)細(xì)胞周期，然后在不含放射性標(biāo)

3、記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期，其染色體的放射性標(biāo)記分布情況是 () A每條染色體的兩條單體都被標(biāo)記 B每條染色體中都只有一條單體被標(biāo)記 C只有半數(shù)的染色體中一條單體被標(biāo)記 D每條染色體的兩條單體都不被標(biāo)記,解析蠶豆根尖細(xì)胞的染色體上的DNA分子原來(lái)不含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷，在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷培養(yǎng)基中完成一個(gè)細(xì)胞周期后，復(fù)制形成的所有DNA分子中一條鏈含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷，一條鏈不含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷；在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)至分裂中期，每條染色體上的兩個(gè)DNA分子中只有一個(gè)DNA分子含放射性。 答案 B,鏈一串 1DNA分子結(jié)構(gòu)分析 (1) 每個(gè)DNA

4、片段中，游離的磷酸基團(tuán)有2個(gè)。 (2) 磷酸基團(tuán)、脫氧核糖與含氮堿基之間的數(shù)量關(guān)系為 111。 (3) 脫氧核苷酸之間的化學(xué)鍵為磷酸二酯鍵，用限制酶處理 可切斷，用DNA連接酶處理可連接，還可用DNA聚合酶連接。,(4) 連接兩條脫氧核苷酸鏈堿基之間的化學(xué)鍵為氫鍵，可用 解旋酶斷裂，也可加熱斷裂，A與T之間有2個(gè)氫鍵，G與C之間有3個(gè)氫鍵。 (5) 每個(gè)脫氧核糖一般連接著2個(gè)磷酸，每條單鏈上相鄰堿 基不直接相連。 (6) 若堿基對(duì)為n，則氫鍵數(shù)為2n3n，若已知A有m個(gè)，則 氫鍵數(shù)為3nm。,關(guān)鍵一點(diǎn) (1) GC堿基對(duì)含量越高，DNA越穩(wěn)定，耐高溫的能 力越強(qiáng)。 (2) DNA在高溫下解旋后

5、，逐漸降低溫度又可恢復(fù)螺 旋狀態(tài)，其遺傳信息仍存在，這可以在肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中得到體現(xiàn)。,2DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性 (1)一般情況下，DNA能準(zhǔn)確地進(jìn)行復(fù)制，其原因有： DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供精確的模板。 DNA具有堿基互補(bǔ)配對(duì)的能力，能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無(wú)誤地進(jìn)行。 (2)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(duì)發(fā)生差錯(cuò)，引起基因突變。,關(guān)鍵一點(diǎn)在分析DNA分子復(fù)制問(wèn)題時(shí)，一定要從DNA分子兩條單鏈的角度考慮，故復(fù)制后的一條染色體上的兩條染色單體(或DNA分子)都含有原來(lái)的單鏈。,通一類 1有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是 () ADNA分子由4種脫氧核苷

6、酸組成 BDNA單鏈上相鄰堿基以氫鍵連接 C單鏈DNA中A與T的數(shù)量相同 D磷酸與核糖交替連接構(gòu)成DNA鏈的基本骨架,解析： DNA雙鏈中兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鏈連接成堿基對(duì)。雙鏈DNA中A與T數(shù)量一定相等，單鏈DNA中不一定。DNA中磷酸與脫氧核糖交替連接構(gòu)成DNA鏈的基本骨架。 答案： A,2有關(guān)DNA復(fù)制的敘述，不正確的是 () ADNA在復(fù)制過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生差錯(cuò)，但這種差錯(cuò)不一定改變生物的性狀 BDNA的復(fù)制過(guò)程是先解旋后復(fù)制 CDNA的復(fù)制通常發(fā)生在細(xì)胞分裂間期 DDNA復(fù)制過(guò)程需要DNA聚合酶,.,解析： DNA的復(fù)制過(guò)程是邊解旋邊復(fù)制。 答案： B,3(2012冀州一模)將某一經(jīng)3

7、H標(biāo)記DNA的雄性動(dòng)物細(xì) 胞(染色體數(shù)為2N)置于不含3H的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，該細(xì)胞經(jīng)過(guò)兩次連續(xù)分裂后形成4個(gè)大小相等的子細(xì)胞。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 () A若子細(xì)胞中染色體數(shù)為2N，則其中含3H的染色體 數(shù)一定為N B若子細(xì)胞中染色體數(shù)為N，則其中含3H的DNA分 子數(shù)為N/2,C若子細(xì)胞中的染色體都含3H，則細(xì)胞分裂過(guò)程中 會(huì)發(fā)生基因重組 D若子細(xì)胞中有的染色體不含3H，則是同源染色體 彼此分離的結(jié)果,解析：若子細(xì)胞中染色體數(shù)為2N，則該細(xì)胞進(jìn)行的是有絲分裂，細(xì)胞分裂兩次，DNA復(fù)制兩次；第一次分裂形成的細(xì)胞中的DNA都含3H，第二次分裂間期經(jīng)復(fù)制形成的姐妹染色單體的DNA中只有一條DNA含有

8、3H，在分裂后期姐妹染色單體分開(kāi)，但非姐妹染色單體間隨機(jī)結(jié)合，子細(xì)胞的染色體中含3H的染色體數(shù)為02N之間，A項(xiàng)錯(cuò)誤。若子細(xì)胞中染色體數(shù)為N，則該細(xì)胞進(jìn)行的是減數(shù)分,裂，DNA只復(fù)制一次，形成的DNA都含3H，B項(xiàng)錯(cuò)誤。若子細(xì)胞中的染色體都含3H，可判斷該細(xì)胞進(jìn)行的是減數(shù)分裂，會(huì)發(fā)生基因重組，C項(xiàng)正確。若子細(xì)胞中有的染色體不含3H，可判斷該細(xì)胞進(jìn)行的是有絲分裂，無(wú)同源染色體彼此分離，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案： C,做一題 例2(2011上海高考改編)某雙鏈DNA分子含有400個(gè)堿基，其中一條鏈上ATGC1234。下列表述錯(cuò)誤的是 () A該DNA分子的一個(gè)堿基改變，不一定會(huì)引起子代性狀 的改變 B該D

9、NA分子連續(xù)復(fù)制兩次，需要游離的腺嘌呤脫氧核 苷酸120個(gè),C該DNA分子中4種堿基的比例為ATGC 3377 D該DNA分子中的堿基排列方式少于4200種,解析DNA分子中腺嘌呤脫氧核苷酸有2003/1060個(gè)。該DNA分子連續(xù)復(fù)制2次，需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸為：360180個(gè)；DNA分子另一條鏈中ATGC2143，故該DNA分子中4種堿基比例為ATGC3377；DNA雙鏈間堿基互補(bǔ)配對(duì)，即DNA分子中有200個(gè)堿基對(duì)，因各種堿基個(gè)數(shù)已定，故該DNA分子中的堿基排列方式少于4200種。 答案B,鏈一串 1雙鏈DNA分子中堿基間的關(guān)系,2DNA復(fù)制的有關(guān)計(jì)算 (1)1個(gè)DNA分子復(fù)制n代后

10、，能形成2n個(gè)DNA分子，這些 DNA分子中，只有兩個(gè)含有第一代DNA分子的單鏈。 (2)已知1個(gè)DNA分子中的P全部為32P標(biāo)記，然后轉(zhuǎn)移到31P 的培養(yǎng)基中復(fù)制n代，其計(jì)算規(guī)律為：,通一類 4已知某DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的35.8%， 其中一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%，則在它的互補(bǔ)鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的 () A32.9%和17.1%B31.3%和18.7% C18.7%和31.3% D17.1%和32.9%,解析：由題干DNA雙鏈GC35.8%，可推出CG17.9%，AT32.1%；設(shè)它的互補(bǔ)鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的比例為x、

11、y；則有(x32.9%)/232.1%、(y17.1%)/217.9%，解得：x31.3%，y18.7%。 答案：B,5(2012濰坊質(zhì)檢)真核細(xì)胞內(nèi)某基因由1 000對(duì)脫氧核苷酸 組成，其中堿基A占20%。下列說(shuō)法正確的是 () A該基因一定存在于染色體上 B該基因的一條脫氧核苷酸鏈中(CG)/(AT)為32 CDNA解旋酶能催化該基因水解為多個(gè)脫氧核苷酸 D該基因復(fù)制3次，需游離的鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸2 800個(gè),解析：真核細(xì)胞內(nèi)的基因包括核基因和質(zhì)基因，若是質(zhì)基因則不會(huì)存在于染色體上。真核細(xì)胞的細(xì)胞器線粒體或葉綠體中也含有基因，但不存在于染色體上；根據(jù)已知條件可知：在該基因中，AT400個(gè)，

12、GC600個(gè)。解旋酶只能將DNA分子解旋，DNA酶才能將基因水解成脫氧核苷酸。該基因復(fù)制3次，需游離的鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸600(231)4 200。 答案：B,做一題 例3某校一個(gè)生物活動(dòng)小組借助某大學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，對(duì)有關(guān)DNA復(fù)制的方式進(jìn)行探究，有人認(rèn)為DNA是全保留復(fù)制，也有人認(rèn)為DNA是半保留復(fù)制。為了證明這兩種假設(shè)，這個(gè)小組設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)程序，請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)并對(duì)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)。,(1)實(shí)驗(yàn)步驟： 第一步：在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為14N14N；在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為15N15N。用某種離心方法分離得到的結(jié)果如上圖所示，其DNA分別分

13、布在輕帶和重帶上。,第二步：將親代大腸桿菌(含15N)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上 繁殖一代()，請(qǐng)分析： 如果DNA位于_帶位置，則是全保留復(fù)制；如果DNA位于_帶位置，則是半保留復(fù)制。 第三步：為了進(jìn)一步驗(yàn)證第二步的推測(cè)結(jié)果，將親代大腸桿菌(含15N)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上連續(xù)繁殖兩代()，請(qǐng)分析： 如果DNA位于_帶位置，則是全保留復(fù)制；如果DNA位于_帶位置，則是半保留復(fù)制。,(2)有人提出：第一代()的DNA用解旋酶處理后再離心， 就能直接判斷DNA的復(fù)制方式，如果輕帶和重帶各占1/2，則一定為半保留復(fù)制。你認(rèn)為此人說(shuō)法是否正確？_。原因是_。,解析如果DNA的復(fù)制方式為全保留復(fù)制，則

14、一個(gè)親代(15N15N)的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上繁殖一代，子代兩個(gè)DNA分子是：一個(gè)15N15N，一個(gè)14N14N，其在離心管中分布的位置是一半在輕帶、一半在重帶；如果DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，則一個(gè)親代(15N15N)的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上繁殖一代，子代兩個(gè)DNA分子都是15N14N，其在離心管中分布的位置全部在中帶。,答案 (1)1/2重和1/2輕全中1/4重和3/4輕1/2中和1/2輕 (2)不正確無(wú)論是半保留復(fù)制還是全保留復(fù)制，離心后的結(jié)果是一致的，無(wú)法區(qū)分,學(xué)一技 1實(shí)驗(yàn)方法 探究DNA復(fù)制的方式，采用的是同位素示蹤技術(shù)和離心處理，根據(jù)試管中DNA的分布位置

15、確定復(fù)制方式。 2有關(guān)DNA復(fù)制方式的推測(cè) (1)全保留復(fù)制模型：作為模板的DNA的兩條母鏈分開(kāi)，分 別復(fù)制形成兩條DNA子鏈，此后兩條母鏈彼此結(jié)合，恢復(fù)原狀，新合成的兩條子鏈彼此互補(bǔ)結(jié)合形成一條新的雙鏈DNA分子。,(2)彌散復(fù)制模型：親代DNA雙鏈被切成雙鏈片段，而這些 片段又可以作為新合成雙鏈片段的模板，新、老雙鏈又以某種方式聚集成“雜種鏈”。 (3)半保留復(fù)制：在復(fù)制過(guò)程中，原來(lái)雙螺旋的兩條鏈并沒(méi) 有被破壞，它們分成單獨(dú)的鏈，每一條舊鏈作為模板再合成一條新鏈，這樣在新合成的兩個(gè)雙螺旋分子中，每個(gè)分子中都有一條舊鏈和一條新鏈。,3實(shí)驗(yàn)過(guò)程(見(jiàn)下圖),第一步：將大腸桿菌放在含有15N的培養(yǎng)

16、基中生長(zhǎng)，獲得實(shí)驗(yàn)用的親代細(xì)菌，使親代的DNA雙鏈都標(biāo)記上15N(兩條鏈均為重鏈)，提取DNA進(jìn)行CsCl梯度離心，結(jié)果只有一條重帶。 第二步：將雙鏈均被15N標(biāo)記的親代DNA放在含14N的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)，讓其再繁殖一代，取子代的DNA進(jìn)行CsCl梯度離心，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示離心管中出現(xiàn)一條中帶(一條鏈含15N，另一條鏈含14N)。,第三步：將第二步所得到的大腸桿菌放入含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，得到子二代，然后提取DNA進(jìn)行CsCl梯度離心，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是離心管中有2條帶，即一條輕帶(兩條鏈都含14N)，另一條為中帶。,做一題 例4(2012濟(jì)南調(diào)研)在生命科學(xué)研究中，“放射性同位素示蹤法”是常用的研究手段

17、。請(qǐng)分析下列幾個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，回答有關(guān)問(wèn)題： (1)將大腸桿菌的DNA分子用3H標(biāo)記后，放在普通培養(yǎng)基上繁 殖兩代，如下圖所示。該實(shí)驗(yàn)有力地證明了DNA分子的復(fù) 制方式是_。若在此過(guò)程中，共消耗了游離的胸腺 嘧啶脫氧核苷酸183個(gè)，則親代DNA分子中含腺嘌呤脫氧 核苷酸_個(gè)。,(2)魯賓和卡門用放射性18O分別標(biāo)記H2O和CO2分子，證明 了光合作用過(guò)程中產(chǎn)生的O2來(lái)自_；卡爾文用 14C標(biāo)記的CO2研究光合作用暗反應(yīng)過(guò)程中C的轉(zhuǎn)移途 徑，14C在化合物中的出現(xiàn)順序依次是： 14CO2_(化合物)_。,(3)用含放射性元素的氨基酸培養(yǎng)豚鼠的胰腺細(xì)胞，研究豚 鼠分泌蛋白的合成和分泌過(guò)程，放射性在核糖

18、體出現(xiàn) 后，依次經(jīng)過(guò)_、_和_，最后出 現(xiàn)在細(xì)胞外。,解析用放射性同位素示蹤法可以有力地證明DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制。DNA分子復(fù)制兩次，凈增加3個(gè)DNA分子，此過(guò)程共消耗胸腺嘧啶脫氧核苷酸183個(gè)，則每個(gè)DNA分子中含胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為183361(個(gè))，雙鏈DNA分子中，腺嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目與胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)目相等。卡爾文用14C標(biāo)記的CO2研究光合作用暗反應(yīng)過(guò)程中C的轉(zhuǎn)移途徑，含有14C的CO2先,與C5形成C3，然后在ATP供能和H作為還原劑的作用下生成了(CH2O)。分泌蛋白形成的過(guò)程是：先在核糖體中將氨基酸合成多肽鏈，然后進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中加工，再運(yùn)輸?shù)礁郀柣w中進(jìn)一步加工、包裝，最后分泌到細(xì)胞膜外。