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文檔簡介

1、名校名 推薦第六章遺傳和變異考點要求:( 1)遺傳的物質基礎DNA是主要的遺傳物質:3 個經典實驗的設計原理、過程DNA的分子結構:規(guī)則的雙螺旋結構結構特點:多樣性與特異性DNA復制:時期、場所、條件(原料、模板、酶、能量)、特點基因的概念原核細胞和真核細胞的基因結構:編碼區(qū)(區(qū)別)與非編碼區(qū)基因控制蛋白質的合成:轉錄和翻譯基因對性狀的控制:直接控制(合成蛋白質),間接控制(合成酶控制代謝)人類基因組研究: 22 條常染色體 DNA +XY染色體 DNA( XY 染色體上的基因與堿基序列有所不同)( 2)遺傳的基本規(guī)律孟德爾的豌豆雜交試驗:去雄授粉套袋觀察統(tǒng)計一對和兩對相對性狀的遺傳試驗對分離

2、現(xiàn)象和自由組合現(xiàn)象的解釋對分離現(xiàn)象和自由組合現(xiàn)象解釋的驗證:測交實驗基因分離定律和自由組合定律的實質基因型和表現(xiàn)型關系:表現(xiàn)型 =基因型 +環(huán)境影響基因分離定律和自由組合定律在實踐中的應用:醫(yī)學、育種孟德爾獲得成功的原因: 選材正確; 單因素到多因素研究; 運用統(tǒng)計學方法對實驗數(shù)據(jù)進行分析( 3)性別決定與伴性遺傳性別決定( XY型)伴性遺傳:常見種類、遺傳特點(色盲遺傳特點:交叉遺傳、男性發(fā)病率高于女性)、應用( 4)生物的變異基因突變:概念、時期、特點、結果、意義(變異的根本來源)、應用(人工誘變)基因重組:概念、時期、意義、應用(育種)染色體結構的變異:倒位、易位、重復、缺失染色體數(shù)目的

3、變異:染色體個別增加或減少;染色體成倍增加或減少(單倍體、 多倍體)人工獲得單倍體常用方法;人工誘導多倍體常用藥劑、作用機理。雜交育種:原理、優(yōu)點、缺點、過程(雜交自交選擇自交至純合)單倍體育種:原理、優(yōu)點、過程(雜交雜種一代花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理單倍體植株幼苗選擇符合性狀要求的類型)誘變育種(作物空間育種):原理、優(yōu)點、缺點、過程( 5)人類遺傳病與優(yōu)生人類遺傳病、遺傳病對人類的危害優(yōu)生的概念和措施(最簡單有效方法:防止近親結婚)1名校名 推薦第一節(jié)遺傳的物質基礎核酸一 DNA 是主要的遺傳物質一、間接證據(jù): (非實驗證據(jù))1、染色體在生物傳種接代過程中保持一定的穩(wěn)定性和連續(xù)性2、染色體由

4、DNA 和蛋白質組成,其中DNA 含量穩(wěn)定,且與染色體數(shù)目存在著平行關系。在同一種生物的細胞中,體細胞核內DNA 含量是生殖細胞核內的DNA 的 2 倍,體細胞染色體數(shù)目正好是生殖細胞的2 倍。3、DNA 分子具有相對的穩(wěn)定性,不易受營養(yǎng)條件等因素影響,但作用于DNA 的一些物理、化學因素(如x 射線、紫外線、有毒化學物質等),都可以引起生物遺傳特性的改變。二、直接證據(jù): (實驗證據(jù):實驗設計的思路:設法將DNA和蛋白質分開,單獨地、直接到觀察它們作用)(一)肺炎雙球菌轉化實驗1、材料:肺炎雙球菌、小鼠介紹: S 菌: 菌落表面光滑,菌體有多糖類莢膜,有毒性R 菌: 菌落表面粗糙,菌體無多糖類

5、莢膜,無毒性莢膜是某些細菌向細胞壁表面分泌的一層厚度不定的膠狀物質,它猶如穿在菌體表面一件外套,用顯微鏡觀察,中心部位是細菌菌體,在暗色背景下,莢膜呈透明狀環(huán)繞菌體,具有抗干旱,抗吞噬和附著作用2、原理: S 菌可使小鼠患敗血癥死亡敗血癥癥狀:感染中毒癥狀大多起病急驟,先有畏寒或寒戰(zhàn),繼之高熱,熱型不定,弛張熱或稽留熱;體弱、重癥營養(yǎng)不良和小嬰兒可無發(fā)熱,甚至體溫低于正常。精神萎靡或煩躁不安, 嚴重者可出現(xiàn)面色蒼白或青灰,神志不清。 四肢末梢厥冷, 呼吸急促, 心率加快,血壓下降,嬰幼兒還可出現(xiàn)黃疸。3、格里菲思體內轉化實驗:1928 英 格里菲思( 1)過程:無毒性的R 型活細菌注射到鼠體內

6、,現(xiàn)象是小鼠健康 。有毒性的S 型活細菌注射到鼠體內,現(xiàn)象是小鼠死亡 。加熱殺死的S 型細菌注射到鼠體內,現(xiàn)象是小鼠健康 。無毒性的R 型活細菌與加熱殺死的S 細菌混合后注射到小鼠體內,現(xiàn)象是小鼠死亡 。思考:1、對比分析第一、二組說明什么?R 菌無毒性, S 菌有毒性2、對比分析第二、三組說明什么?加熱殺死的S 菌無毒性3、第四組小鼠體內能分離出S 型活細菌,它是開始注射進去的,還是混合后重新出現(xiàn)的?混合后重新出現(xiàn)的4、對比分析第三、四組又說明什么?加熱滅活的S 菌里面肯定含有某種特定的物質,這種特定的物質能夠使滅活的R 菌轉化為活的S 菌5、實驗先進行第一、二組,與第三、四組相比,起對照作

7、用。6、該實驗能否證明DNA是遺傳物質?該實驗的結論是什么?不能;結論是:加熱殺死的S 菌中有一種“轉化因子”,能使R菌轉化 S 菌,使小鼠死亡7、 S 菌中的 DNA和 R 菌的 DNA重組,表現(xiàn)出S菌的性狀,此變異屬于:基因重組2名校名 推薦附: DNA加熱到沸點,可使其氫鍵斷裂,雙螺旋解體,但如將其緩慢冷卻,分離的單鏈又可部分得以重聚,回復其螺旋結構,因此,在一定溫度范圍內加熱不會導致DNA變性。但蛋白質變性失活,且蛋白質是生命活動的體現(xiàn)著和只要承擔著,因此蛋白質變性導致S 菌死亡。4、艾弗里體外轉化實驗:1944 年 美 艾弗里( 1)設計思路:對 S 菌中的物質進行提取、分離,分別單

8、獨觀察各種物質的作用( 2)過程S 型活細菌多糖脂質蛋白質RNADNADNA+DNA水解酶分 別 與 R 型 活 細 菌 混 合 培 養(yǎng)RRRRRSSR說明: S 菌的 DNA使 R 菌發(fā)生轉化,S 菌其他物質不能使R 菌發(fā)生轉化( 3)結論:轉化因子就是DNA, DNA是遺傳物質另: DNA只有在保持結構的完整,未被破壞的條件下,才能具有促成轉化的功能5、實驗技術手段:物質分離、提取、鑒定、細菌培養(yǎng)(二)噬菌體侵染細菌實驗1、材料: T 2 噬菌體( 1)噬菌體的結構噬菌體是一種專門侵染和在細菌體內寄生并增殖的病毒例題見金榜結構:蛋白質外殼DNA核心( 2)選材原因:染色體在遺傳中起重要作用

9、, 其成分重要由 DNA 和蛋白質組成, 而噬菌體與染色體的結構成分相似, 所以選噬菌體為實驗材料2、原理: T2 噬菌體侵染細菌后,在自身遺傳物質的作用下,利用細菌體內的物質合成 T2 噬菌體自身的組成成分,從DNA以宿主細胞內的脫氧核復制苷酸為原料新的 DNA以 宿 主 細 胞內 的 核 苷 酸轉錄為原料、 ATPmRNA以 宿 主 細 胞內的AA為翻譯原料、 ATP、酶、 tRNA蛋白質3名校名 推薦而進行大量繁殖。( 1)吸附:( 2)注入: 核酸注入細胞內;衣殼留在外面( 3)合成: 利用宿主細胞內的物質復制出子代噬菌體的核酸,并合成構成子代噬菌體的衣殼蛋白質( 4)組裝:( 5)釋

10、放:( 102 105 個)3、過程:為什么選擇 S、 P 這兩種元素分別對蛋白質和DNA進行標記因為只有蛋白質中含有S,而 P 幾乎都存在于DNA分子中標記細菌細菌 +含 35 S 的培養(yǎng)基含 35S 的細菌細菌 +含 32 P 的培養(yǎng)基含 32P 的細菌標記噬菌體35S 細菌噬菌體35 S 標記的子代噬菌體32P 細菌噬菌體32 P 標記的子代噬菌體35S 噬菌體32P 噬菌體噬菌體侵染未標記的細菌細菌細菌細菌體內無 35S細菌體內無 32 P測試放射性體外有 35 S體外有 32P攪拌、離心上清液(蛋白質和噬菌體)放射性高含 35S 的噬菌體 +細菌沉淀物(細菌)放射性低(沉淀物中有標記

11、的噬菌體, 噬菌體在細菌表面還沒有侵入)原因: 離心不徹底;攪拌、離心上清液(蛋白質和噬菌體)放射性低噬菌體在大腸桿含 32P 的噬菌體 +細菌菌中釋放出來沉淀物(細菌)放射性高有部分32P 的噬4、結論:菌體沒有侵染到大腸桿菌( 1) DNA能夠自我復制,使前后代保持一定的連續(xù)性證明 DNA是遺傳物質, 但不能證明蛋白質不是遺傳物質( 2) DNA能控制蛋白質的生物合成例題:結合肺炎雙球菌的轉化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗,分析DNA 作為遺傳物質所具備的特點。提示:肺炎雙球菌轉化實驗和噬菌體感染大腸桿菌的實驗證明,作為遺傳物質至少要具備以下幾個條件: 能夠精確地復制自己, 能夠指導蛋白質合成

12、,從而控制生物的性狀和新陳代謝;具有貯存遺傳信息的能力;結構比較穩(wěn)定等。5、實驗技術手段:細菌培養(yǎng)、病毒培養(yǎng)、物質分離、同位素標記與檢測等4名校名 推薦三、 RNA也是遺傳物質1、煙草花葉病毒感染煙草的實驗( 1)材料:煙草花葉病毒( TMV)( 2) TMV的結構: RNA蛋白質( 3)過程:正感染病毒(煙草發(fā)生花葉病)RNA石碳酸感染常TMV煙未感染病毒(煙草正常)蛋白質草( 4)結論:在 RNA病毒( HIV、 HRV、SARS等)中, RNA是遺傳物質2、“雜種”病毒侵染細菌的實驗例如:車前草病毒 (HRV)和煙草花葉病毒 (TMV)都是以 RNA為遺傳物質的病毒, 由于所含 RNA不

13、同,因而侵染后導致的植物癥狀不同,如圖 (a) 、(b) 所示:將病毒的 RNA和蛋白質分離, 使其單獨感染植物;或使不同病毒的RNA與蛋白質之間重新組合形成“雜種”病毒,然后使其感染植物(感染圖示如下)。(1)圖 (a) 、圖 (b) 表現(xiàn)癥狀不同,其根本原因是IMV 和HRV具有不同的RNA 。(2) 畫出葉片、葉片、葉片表現(xiàn)出的感染癥狀。無癥狀(3) 從以上感染實驗可知,起感染作用的是病毒的 RNA。(4) 畫出葉片中繁殖產生的子代病毒的圖示。( 5) 以上實驗證明TMV和 HRV的遺傳物質是 RNA( 6) 該實驗的設計思路是將病毒的RNA和蛋白質分離,單獨研究它們各自的遺傳功能。四、

14、結論全部真核生物、原核生物(即所有的細胞生物)的遺傳物質是DNA生物的遺傳物質絕大多數(shù)是DNA病毒(非細胞生物)的遺傳物質少數(shù)是 RNA說明DNA是主要的遺傳物質(任何生物的遺傳物質都只有一種)5名校名 推薦例外:朊病毒的遺傳物質是蛋白質(用DNA酶或 RNA酶處理后,仍有感染性)五、區(qū)別:遺傳物質、主要的遺傳物質、遺傳物質的主要載體、遺傳信息遺傳物質:核酸( DNA或 RNA)主要的遺傳物質:DNA遺傳物質的主要載體: 染色體(細胞核或擬核) ,還有部分在線粒體和葉綠體、質粒中,所以生物的遺傳是細胞核和細胞質內遺傳物質共同作用的結果遺傳信息: DNA或 RNA中核苷酸或堿基的排列順序,主要載

15、體是DNA實驗九 DNA的粗提取與鑒定1實驗原理(1) 根據(jù) DNA在 NaCl 溶液中的溶解度,是隨著 NaCl 的濃度變化而改變進行提取。鳥類血液中紅細胞有細胞核,細胞核內DNA與蛋白質結合成染色質。利用DNA在 0. 14 molL 的 NaCl 溶液中溶解度最低,而蛋白質此時的溶解度高的特點,可以使DNA與蛋白質分離,形成沉淀析出,通過過濾,得到初提取的濾出物DNA。(2) 利用 DNA不溶于酒精而細胞中的某些物質能溶于酒精進行提純,獲取含雜質較少的DNA。(3) 利用 DNA遇二苯胺 ( 沸水浴 ) 會染成藍色進行鑒定。2實驗材料雞血細胞液:先配備10%的檸檬酸鈉溶液,按180 mL

16、 新鮮雞血混合100 mL10%檸檬酸鈉溶液的比例,立即將血液與檸檬酸鈉充分混合,同時用玻璃棒攪拌以免凝血。然后,用離心機以1000 轉 min 的速度離心 2 min 后,用吸管除去離心管上清液,就可獲得所需的雞血細胞懸液。每組大約需要5 10 mL雞血細胞懸液。如果無離心機,可將與檸檬酸鈉充分混合的血液置于冰箱內,靜置一天,使血細胞自行沉淀后,也可獲得所需的雞血細胞懸液。但使用離心機效果更好。實驗材料選擇依據(jù):( 1)血細胞中有細胞核,含有大量的DNA( 2)既經濟又易得( 3)選用雞血為材料,依據(jù)是雞血紅細胞、白細胞中都有細胞核,含有大量DNA;哺乳動物成熟的紅細胞內沒有細胞核,Dna含

17、量很低,不宜做實驗材料3試劑與儀器(1)2mol/L 的 NaCl 溶液:稱取117 g 的 NaCl,加蒸餾水至1000 mL,使之完全溶解,即可獲得2 mol/L的 NaCl,須按此配方配備大量的2 mol/L的 NaCl。(2) 二苯胺試劑: A 液 1. 5 g 二苯胺溶于100 mL 冰醋酸中,再加1. 5 mL 濃硫酸,用棕色瓶保存。B液體積分數(shù)為0. 2%的乙醛溶液。實驗前,將0. 1 mL 的 B 液加入到10 mL 的 A 液中,現(xiàn)用現(xiàn)配。(3)0 . 015 mol/L的 NaCl 溶液:稱取0. 88 g NaCl加蒸餾水至1000 mL,使之完全溶解。(4) 塑料杯和試

18、管:DNA易吸附在玻璃器皿上,用塑料杯和試管可減少提取過程中DNA的損失。4實驗方法與步驟為方便理解和記憶,將方法步驟歸納如下表。6名校名 推薦實驗內容方法步驟(1) 提取細胞核物質: 取 5 10 mL 雞血原理: 血細胞的細胞膜、核膜吸收脹破,玻細胞懸液注入 50 mL燒杯中,加蒸餾水20 mL,璃棒快速攪拌加速血細胞破裂同時,用玻璃棒沿 一個方向快速充分攪拌 ,實驗中應抓住關鍵并注意以下幾點:(1)制備使血細胞過度吸水破裂,細胞核內物質釋放雞血細胞液時,雞血要在180 mL左右,并且出來 ,然后用 紗布過濾 取其 濾液 于 500 mL在取新鮮雞血的同時加入抗凝劑,使血液分燒杯中層,取下

19、層血細胞沉淀。一、(2) 溶解核內的 DNA:(2) 獲取較多 DNA的關鍵之一是向雞血細胞液在濾液中加入 2 mol提取 DNAL 的 NaCl40 mL,并用玻璃棒 沿一個方向攪加入足量的蒸餾水,以便使細胞膜和核膜破拌 1 min ,核中 DNA游離并充分溶解,染色裂,核內物質釋放出來。質中的 DNA和蛋白質分離(3) 實驗中共有 3 次過濾 。過濾時使用的紗布(3) 析出含 DNA黏稠物: 沿燒杯內壁緩慢層數(shù)與取其濾液或黏稠物有關。第1、3 次要加入蒸餾水 ,同時用玻璃棒沿 一個方向不停收集其濾液,使用的紗布為12 層,第 2 次地輕輕攪拌 。由于溶液濃度的下降, 使得 DNA是要收集其

20、濾出的黏稠物,使用的紗布為多溶解度下降,蛋白質溶解度上升,DNA 析出層。成白色絲狀黏稠物,當黏稠物不再增加時,(4) 實驗中有 6 次攪拌 ,除最后一次攪拌外,停止加入蒸餾水。 (這時溶液中NaCl 的物質前 5 次攪拌均要朝向一個方向,并且在析出的量濃度相當于 0. 14 mol L)DNA、 DNA再溶解和提取中,各步攪拌都要輕(4) 濾取含 DNA黏稠物:緩,玻璃棒不要直插燒杯底部,以防止DNA用多層紗布 過濾,取紗布上 DNA的黏稠物分子斷裂。(5)DNA 黏稠物再溶解: 取含 DNA黏稠物(5) 實驗中有 兩次使用蒸餾水。一次在第 1于 50 mL燒杯內,加入 2 mol/L的 N

21、aCl 溶液步,加水是為了使血細胞吸水膨脹破裂,加20 mL,用玻璃棒沿一個方向不停攪拌3min, 水后必須充分攪拌,不應少于5 min,使血細二、使黏稠物盡可能多地溶解胞充分破裂;第二次加蒸餾水是在第3步,提純 DNA(6) 過濾含 DNA的 NaCl 溶液: 用兩層紗加水是為了稀釋 NaCl 溶液。布過濾 DNA的 NaCl 溶液,取其 濾液(6) 實驗中有 三次加 NaCl 溶液 。在步驟2 中,(7) 提取含雜質較少的 DNA:在濾液中加入冷卻的95%無水乙醇,并用玻璃棒沿一個方向輕輕攪拌 ,由于 DNA不溶于酒精,會出現(xiàn)乳白色絲狀物 ,用玻璃棒將絲狀物卷起,并用濾紙吸去表面的水分當加

22、入 NaCl 后,必須充分晃動燒杯,使二者混合均勻, 加速染色質中DNA與蛋白質分離,使 DNA充分游離并溶解在NaCl 溶液中。 在步驟 5 中,加 NaCl 溶液也是為了 DNA的再溶解,不過這時溶液中蛋白質含量已很少。 在步驟 8 中,加的 NaCl 溶液的濃度比前兩次低得多,但還是為溶解 DNA。(8)DNA 的鑒定: 兩支試管中各加入 0. 015(7) 在步驟 7 中,沉淀 DNA必須使用冷酒精 ( 至少在 5以下存放24 h) ,并且將 1 份含 DNA三、mol/L 的 NaCl 溶液 5 mL,將絲狀物放入其中的 NaCl 溶液加入到2 份的冷酒精中。 如果懸鑒定 DNA一支

23、試管中,攪拌使其充分溶解后,向兩支浮在溶液中的 DNA絲狀物較少,可將混合液試管中分別加入 4 mL二苯胺試劑, 混勻后沸水浴中加熱 5 min ,待試管冷卻后,比較兩放入冰箱中再冷卻幾分鐘。試管的顏色變化,將發(fā)現(xiàn)加入DNA的試管中(8) 盛放雞血細胞液的容器和實驗中的燒杯溶液呈藍色,從而鑒定DNA的存在和試管最好是塑料制的,因為玻璃制品表面帶電荷, DNA中的磷酸基帶相反的電荷,會被吸附于玻璃表面,減少 DNA含量。實驗原理的補充介紹7名校名 推薦1DNA的釋放: DNA位于雞血細胞的細胞核中,正常情況下不會釋放出來。為了使DNA從細胞核中釋放出來,實驗中采用了向雞血細胞液中加入蒸餾水并且攪

24、拌的方法。蒸餾水對于雞血細胞來說,是一種低滲液體,水分可以大量進入血細胞內,使血細胞破裂。同時,再加上攪拌的機械作用,就加速了雞血細胞的破裂( 細胞膜和核膜的破裂) ,于是釋放出DNA,當然也有RNA。但是,釋放出來的大量DNA和 RNA往往與蛋白質結合在一起。2將 DNA與蛋白質分離:根據(jù)二者的特性,即在濃度較高的NaCl 溶液 ( 物質的量濃度為 2 mol/L)中,核蛋白容易解聚,游離出DNA,而 DNA在濃度較高的NaCl 溶液中的溶解度+很高, Na與帶負電的DNA結合成 DNA鈉鹽。這時DNA在溶液中呈溶解狀態(tài)。3DNA的析出與獲取: 利用 DNA在濃度較低的NaCl 溶液中溶解度

25、小的原理,向含有 DNA的濃度較高的NaCl 溶液中加入大量(300 mL)蒸餾水,稀釋 NaCl 溶液,使 DNA的溶解度下降,而蛋白質的溶解度增高( 這就是蛋白質的鹽溶現(xiàn)象) ,從而使二者分離。這時, 加上不停地攪拌,溶解度下降的DNA逐漸呈絲狀物。再通過過濾,濾去蛋白質,就可以獲取DNA的黏稠物了。如果采用離心法則更好。用4000 轉 /min 的旋轉頻率,離心15 min ,除去上清液( 含有蛋白質 ) ,留下的沉淀物中含DNA。4 DNA的再溶解:再用較高濃度的NaCl 溶液去溶解DNA黏稠物。5 DNA 的沉淀和濃縮除去了蛋白質的核酸溶液,必須再進一步沉淀和濃縮。最常用的方法是酒精

26、沉淀法。就是將含有Na+的 DNA溶液,加入到相當于其兩倍體積的體積分數(shù)為95%冷酒精溶液中,混勻以后可以使DNA沉淀、濃縮,形成含雜質較少的DNA絲狀物,懸浮于溶液中。如果出現(xiàn)的絲狀物較少,可以將此混合液再放入冰箱中冷卻幾分鐘。濃縮后的DNA絲狀物,可以用緩緩旋轉玻璃棒的方法卷起( 因為玻璃棒有吸附DNA的作用 ) 。例題:關于“DNA 的粗提取和物理性狀觀察”實驗:( 1)實驗材料選用雞血球液,而不用雞全血,主要原因是雞血球液中含有較高含量的 DNA( 2)在圖 A 所示的實驗步驟中加蒸餾水的目的是_使血球破裂 _ ,通過圖B 所示的步驟取得濾液,再在溶液中加入2mol/LNaCl 溶液的

27、目的是 _使濾液中的DNA溶入濃鹽溶液 ;圖C 所示實驗步驟中加蒸餾水的目的是_使 DNA析出 _。( 3)為鑒定實驗所得絲狀物的主要成分是DNA,可滴加 _甲基綠 _溶液,結果絲狀物被染成藍綠色。( 4)DNA的粗提取與鑒定實驗”中有三次過濾:過濾用蒸餾水稀釋過的雞血細胞液。過濾含粘稠物的0.14mol/L NaCl .過濾溶解有DNA 的 2mol/LNaCl. 以上三次過濾分別為了獲得(A)A含核物質的濾液、紗布上的粘稠物、含DNA的濾液B含核物質的濾液、濾液中DNA粘稠物、含DNA的濾液C含核物質的濾液、濾液中DNA粘稠物、紗布中DNAD含較純的DNA濾液、紗布上粘稠物、含DNA的濾液

28、( 5)與析出 DNA粘稠物有關的敘述,不正確的是(C )A操作時緩緩滴加蒸餾水,降低DNA的溶解度B在操作A 時,用玻璃棒輕緩攪拌,以保證DNA分子完整C加蒸餾水可同時降低DNA和蛋白質的溶解度,兩者均可析出D當絲狀粘稠物不再增加時,此時NaCl 的濃度約為0.14mol/L.8名校名 推薦二 DNA 分子的結構和復制一、結構1、結構層次:組成組成聚合C、 H、 O、N、P3種化合物4種基本單位DNA分子的一級結構(平面按一定的形式構成結構) : 一般為 2 條脫氧核苷酸鏈,少數(shù)為單鏈。(編碼并儲存遺傳信息)DNA分子的空間結構(立體結構):多為規(guī)則的向右的雙螺旋結構。解析:( 1)元素組成

29、( 2)基本單位( 3)連接方式2、空間結構規(guī)則的雙螺旋結構( 1)提出:沃森和克里克( 2)特點:兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成基本骨架:磷酸和脫氧核糖交替連接而成(通過磷酸二酯鍵)堿基排列在內側,堿基之間通過氫鍵按照堿基互補配對原則形成堿基對如圖:解析:A、 DNA連接酶、限制性內切酶的作用位點磷酸二酯鍵B、 失去的水分子數(shù)C、 堿基配對的原則D、 氫鍵數(shù)目( A、 T 之間 2 個;G、C 之間 3 個,所有含 G、C多的DNA相對來說更穩(wěn)定)( 3)堿基互補配對規(guī)律的有關計算問題堿基互補配對原則: A T; G C9名校名 推薦堿基計算的一般規(guī)律規(guī)律一:在雙鏈DNA分子中, A+

30、T+G+C=1A+G=T+C=50%A=T, G=CA+C=G+T=50%A1=T2, G1=C2A+G/C+T=1A+C/G+T=1A2=T1, G2=C1,簡記:雙鏈中,不配對的堿基和占總數(shù)一半,不配對的堿基之和的比值為1規(guī)律二:在雙鏈DNA分子中 AGTC,TCAGATATATRNA中 AUn(不同 DNA分子中的 n 不同,決定了GCGCGCGCDNA分子的特異性)簡記:互補鏈中,不配對的兩堿基和的比值乘積為1規(guī)律三:在雙鏈DNA分子中,互補的兩堿基和(A T 或 C G)占全部堿基的比等于其任何一條單鏈中該種堿基比例的比值,且等于其轉錄形成的mRNA中該種比例的比值ATn%, 則 A

31、T n%mRNA中 UA簡記 : 配對的兩堿基之和在雙鏈、單鏈中所占比例相等規(guī)律四:在雙鏈DNA分子中,某堿基占堿基總量的百分數(shù)等于兩條鏈中的平均值Am%, AAAm% n%n%, 則A22例題分析:1、假設一個 DNA分子片段中有堿基T 156個,占該片段堿基的24,則堿基 C 的個數(shù)是:A、156 個 B 、 600 個 C 、 300 個 D 、169 個解:T%C%50%C%50%24% 26%C15626% 169 ( 個)24%2、假如信使 RNA分子上有 100 個堿基,其中 A30 個, G 25 個,那么轉錄成信使 RNA分子的DNA片段中, C 和 T 的個數(shù)共有:A、30

32、B 、45C 、 55D 、 100解: mRNA有 100 個堿基轉錄成它的 DNA片段中,共有堿基200 個 T% + C% = 50% T + C =200 50 100( 個 )3、某生物一個DNA分子中含有30的腺嘌呤,那么它轉錄的信使RNA中 C+G的含量是:A、80B、 60C、 40D、20解: DNA分子中 A 30 DNA分子中 T 30 A% + T% = A 甲鏈 % + T 甲鏈 % = A 乙鏈 % + T 乙鏈 % 60 C% + G% = C 甲鏈 % + G 甲鏈 % = C 乙鏈 % + G 乙鏈 % 100 -60%=40%10名校名 推薦 mRNA中,

33、C+G含量是 40。因此答案為 C。4、若 DNA分子一條鏈上的胞嘧啶占 22,鳥嘌呤占 16,那么整個 DNA分子中的腺嘌上占:A、31B、 38C、 50D、62解: C% + G% = C 甲鏈 % + G 甲鏈 % C% + G% 22 16 38 C 38 1/2 19 A C 50 A 50 19 315、在一個 DNA分子中,腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基總數(shù)的 42,若其中一條鏈中胞嘧啶占該鏈堿基總數(shù)的24 ,那么其互補鏈上胞嘧啶應占:A 、12 B 、 24 C 、 34 D 、 58解: DNA分子中, A T42 DNA分子中, C G100 42 58 C 1/2 58

34、 29 2 C C甲鏈 % + C 乙鏈 % C乙鏈 %2 C C 甲鏈 % 2 29 24 346、某 DNA 分子中, A 20,其中一條鏈中A 10,以這條鏈為模板合成RNA分子中 A 占:A 、10 B 、 20 C 、 30 D 、 40解: 2 A A甲鏈 % + A 乙鏈 % A 乙鏈 %2 A A 甲鏈 % 2 20 10 30這條鏈(甲鏈)中 T 的含量為 30。 RNA分子中 A 占 30。7、在一個 DNA分子中,腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基數(shù)目的54,其中一條鏈中鳥嘌呤與胸腺嘧啶分別占該鏈堿基總數(shù)的26和 24。則由該鏈轉錄的信使RNA中,鳥嘌呤與胞嘧啶分別占堿基總數(shù)

35、的A 20, 26B 26, 24C 24, 26D 26, 203、特點:( 1)穩(wěn)定性(空間結構穩(wěn)定):原因:、 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對及形成氫鍵的方式不變( 2)多樣性:原因: DNA分子中堿基的數(shù)目及排列順序多種多樣例如: n 個堿基對能形成4n 種 DNA在生物體內,一個最短的DNA分子大約有4000 堿基對( 3)特異性:每種生物的 DNA分子都有特定的堿基數(shù)目及特定的堿基排列順序,因而具特定的生理功能二、 DNA分子的復制1、定義:以親代DNA分子的兩條鏈為模板合成子代DNA分子的過程 , 即 1DNA2個 DNA11名校名 推薦2、時期:

36、有絲分裂間期(S 期)、減數(shù)分裂間期(S 期)、無絲分裂3、場所:真核生物細胞核線粒體、葉綠體原核生物擬核4、條件:質粒模板:親代DNA分子的兩條脫氧核苷酸單鏈原料: 4 種游離的脫氧核苷酸能量: ATP酶:解旋酶、DNA聚合酶另:還需要相對穩(wěn)定的細胞內部條件:一定的溫度、PH等,以保證酶的活性5、過程:邊解旋邊復制( 1)解旋:細胞提供能量,解旋酶作用下,氫鍵斷裂,部分雙螺旋鏈解旋為 2 條平行雙鏈,不是兩條母鏈完全解開后才合成新的子鏈( 2)合成子鏈:以解開的母鏈為模板,以周圍環(huán)境中的脫氧核苷酸為原料,按照堿基互補配對原則,合成子鏈( 3)延伸:隨著解旋的進行,新合成的子鏈不斷進行延伸(

37、4)形成子代DNA分子:每一條子鏈與對應的母鏈盤旋成雙螺旋結構,形成兩個新的DNA分子 ( 與親代 DNA分子完全相同 )圖示過程6、復制的機理:堿基互補配對原則;邊解旋便復制7、復制后存在的位置:位于兩條姐妹染色單體上例如: 用 35P 標記了玉米體細胞(含20 條染色體)的DNA分子雙鏈, 再將這些細胞轉入不含35 P 的培養(yǎng)基中培養(yǎng), 在第二次細胞分裂的中期、 后期、,一個細胞中的染色體總條數(shù)和被35P標記的染色體條數(shù)分別是 AA. 中期 20 和 20、后期40 和 20B.中期 20和 10、后期 40 和 20C. 中期 20 和 20、后期40 和 10D.中期 20和 10、后

38、期 40 和 10復制后分開的時間:著絲點分裂時(有絲分裂后期,減數(shù)分裂后期)8、特點:( 1)邊解旋變復制:( 2)半保留復制:新合成的每個 DNA分子中都保留了原來 DNA分子中的一條鏈實驗證據(jù): CsCl 密度梯度離心實驗過程:大腸桿菌( DNA ,含14N)直接提取其在只含15N 的培養(yǎng)DNA 作對照基中培養(yǎng),使其只分裂 12 次15在只含N 的培養(yǎng)基中培養(yǎng),并進行多次進行 CsCl 密度梯度離心用紫外燈照射離心管,在照相底版上獲取DNA 帶位置12名校名 推薦結果:(見右圖)分子的特點世分DNA 分 子只含含代子在 離 心 管14N的 的 雜數(shù)中的位置分子種分子全在輕帶1中脫氧核苷酸

39、鏈的特點含 鏈含 14的鏈含 15N 的鏈的分子總數(shù)21全在中帶141/21/21/2中1/21/281/43/41/2重1/4中1/43/4161/87/83/4重 n2/2 n 中2/2 n1-2/2 n2n+11/2 n1-1/2 n1-2/2 n 重(3) 多起點真核生物的 DNA分子是線狀,它的復制我們不要認為是從一端開始依次復制下去。線狀DNA分子的復制,具有多個復制起點,而且從每個復制起點開始都是雙向復制。如下圖:( a) DNA分子上具有多個復制起點 ( b)復制開始 (c)形成崗畸片段( d)復制進行( e)復制完成9、意義:精確性:保持了遺傳信息的穩(wěn)定性和連續(xù)性DNA分子之

40、所以能自我復制取決于:這種穩(wěn)定性與可變性的統(tǒng)一,(1) DNA分子的雙螺旋結構,為復制提供了模板是生物遺傳與變異的物質基礎( 2)堿基具有互補配對的特性,能確保復制的完成和根本原因差錯:為進化提供了原始選擇材料在復制過程中。脫氧核苷酸序列具有相對的穩(wěn)定性,但也可能發(fā)生差錯,即發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變基因突變。10、有關計算:13名校名 推薦( 1) DNA分子復制 n 次,產生 2n 個子代 DNA分子,含母鏈的 DNA分子總是2 個,含母鏈也總是兩條,產生單鏈 2n+1 條,含親代 DNA鏈的 DNA分子數(shù)占子代 DNA分子數(shù)的比例為 1/2 n-1 ,子代 DNA分子所含有的親代 DN

41、A鏈占子代 DNA中脫氧核苷酸鏈的比例為1/2 n.( 2)DNA雙鏈中,含某堿基x 個,復制 n 次,則需要含該堿基的脫氧核苷酸分子數(shù)=互補堿基的脫氧核苷酸分子數(shù)=( 2n-1 ) x 個例題分析:1、DNA 復制方式,可以通過設想來進行預測,可能的情況是:全保留復制、半保留復制、分散復制。(1) 根據(jù)圖 3 6 中的示例對三種復制作出可能的假設:如果是全保留復制,則 1 個 DNA 分子形成 2 個 DNA 分子,其中一個是 _親代的 _而另一個是 _新形成的 ;如果是半保留復制, 則新形成的兩個 DNA 分子,各有 _一條鏈來自親代DNA分子,另一條鏈是新形成的;如果是分散復制,則新形成的DNA分子中 _每一條鏈中一些段是母鏈而另一些則是子鏈片段。(2) 究竟是哪種復制方式呢?請同學們設計實驗來證明DNA 的復制方式。實驗步驟:在氮源為 14N 的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌,其DNA 分子均為14N-DNA( 對照 )在氮源為 15N 的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌,其DNA 分子均為15N-DNA( 親代 ) 。將親代 15N 大腸桿菌轉移到含14N 的培養(yǎng)基上,再連續(xù)繁殖兩代(和 ),用密度梯度離心方法分離實驗預測:如果與對照 ( 14N/ 14N) 相比,子代 I 能分辯出兩條帶 _一條輕帶

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