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(shí)內(nèi)容要求DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)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(zhǎng)鏈盤旋成規(guī)則的 結(jié)構(gòu)。DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(gè)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(guò) 連接成堿基對(duì)，并且堿基配對(duì)有一定規(guī)律：A（ ）與T（ ）配對(duì)；G（ ）與C（ ）配對(duì)。堿基之間的這種一一對(duì)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(bǔ)配對(duì)原則堿基互補(bǔ)配對(duì)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(guò)程。（2）復(fù)制的時(shí)間：體細(xì)胞發(fā)生在有絲分裂 ，原始生殖細(xì)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(bǔ)配對(duì)原則堿基互補(bǔ)配對(duì)原則雙螺旋的雙螺旋的DNA8（5）復(fù)制的特點(diǎn):邊 邊 。新合成的每個(gè)DNA分子的組成為一條 ,一條 。（6）復(fù)制的結(jié)果：1個(gè)DNA分子形成了2個(gè)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(bǔ)配對(duì)堿基互補(bǔ)配對(duì) 堿基對(duì)堿基對(duì) 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(gè)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(gè)多個(gè) 11（2）遺傳信息：DN

4、A分子的多樣性：DNA分子由于堿基對(duì)的數(shù)量不同，堿基對(duì)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(yùn)藏在四種堿基的排列順序中，DNA分子能夠儲(chǔ)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(diǎn)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(zhǎng)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(zhǎng)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(guò)氫鍵配對(duì)而成堿基對(duì)AT，CG173.特點(diǎn)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(bǔ)配

6、對(duì)的方式不變多樣性：DNA分子中堿基對(duì)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(diǎn)(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(jìn)而控制新陳代謝及性狀。(3)結(jié)構(gòu)應(yīng)具有相對(duì)的穩(wěn)定性。(4)具有儲(chǔ)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(cuò)誤的是（ ）A.每一個(gè)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(duì)、G與C配對(duì)的兩條鏈等長(zhǎng)，但是反向平行20 解析： DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)具有如下特點(diǎn)：一個(gè)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(zhǎng)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(guò)氫鍵連接成堿基對(duì)，且有一定規(guī)律：A與T配對(duì)，G與C配對(duì)。 A21二、 DNA中堿基數(shù)量的計(jì)算解題時(shí)先畫出簡(jiǎn)圖，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則推知規(guī)律規(guī)律一：DNA雙鏈中的AT，GC，兩條互補(bǔ)鏈的堿基總數(shù)相等，任意兩個(gè)不互補(bǔ)的堿基之和恒等，占?jí)A基總數(shù)的50%，即：AGTCACTG。22規(guī)律二：非互補(bǔ)堿基之和的比例在整個(gè)DNA分子中為1，在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)。如在一條鏈中A+G/T+Ca，則在互補(bǔ)鏈A+G/T+C =1/a，而在整個(gè)DNA

8、分子中A+G/T+C 1。規(guī)律三：互補(bǔ)堿基之和的比例在整個(gè)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(bǔ)鏈及整個(gè)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(bǔ)配對(duì)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(jìn)行分析，其進(jìn)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(duì)應(yīng)的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部鏈相對(duì)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(guò)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(guò)程和條件1.研究DNA復(fù)制的常用方法同位素標(biāo)記法和離心法，常標(biāo)記3H、15N、32P，通過(guò)離心在試管中形成不同位置。2DNA復(fù)制的過(guò)程27可以人工進(jìn)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(diǎn)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(xì)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(xì)胞中游離的4種脫氧核苷酸為原料，按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成互補(bǔ)的子鏈。 (3)形成子代DNA：每條新鏈(子鏈)與其對(duì)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(duì)發(fā)生差錯(cuò)，引起基因突變。30例3、 (2010.山東)蠶豆根尖細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個(gè)細(xì)胞周期，然后在不含放射性標(biāo)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

12、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(biāo)記的培養(yǎng)基中完成一個(gè)細(xì)胞周期后，每個(gè)DNA分子中有一條鏈含放射性。繼續(xù)在無(wú)放射性的培養(yǎng)基中培養(yǎng)時(shí)，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(gè)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(jì)算歸納如下：(1)DNA分子復(fù)制前后某種堿基數(shù)量的計(jì)算：若某DNA分子含某堿基x個(gè)，則該DNA分子進(jìn)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(bǔ)的堿基的脫氧核苷酸分子數(shù)：x(2n1)個(gè)；第n次復(fù)制時(shí)需提供含該堿基的脫氧核苷

13、酸分子數(shù)x2n1個(gè)。33(2)一個(gè)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(gè)，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(gè)DNA上有許多個(gè)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(dòng)而移動(dòng)。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(guò)控制蛋白質(zhì)的

15、合成來(lái)實(shí)現(xiàn)的。40例5、 在生物體內(nèi)性狀的表達(dá)遵循“DNARNA蛋白質(zhì)”的表達(dá)原則，下面是幾種與此有關(guān)的說(shuō)法，你認(rèn)為不正確的是()41A.在細(xì)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(xì)胞核中完成的,“RNA蛋白質(zhì)”是在細(xì)胞質(zhì)中完成的C.在同一個(gè)體不同的體細(xì)胞中，DNA相同，RNA和蛋白質(zhì)有可能不同D.在細(xì)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(xì)胞核中的DNA是相同的，由于基因的選擇性表達(dá)，不同細(xì)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(shuō)假

16、說(shuō)演繹法，即在克里克假說(shuō)的基礎(chǔ)上，演繹法，即在克里克假說(shuō)的基礎(chǔ)上，通過(guò)演繹推理，最終通過(guò)實(shí)驗(yàn)得以驗(yàn)證。通過(guò)演繹推理，最終通過(guò)實(shí)驗(yàn)得以驗(yàn)證。1實(shí)驗(yàn)材料：大腸桿菌實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)探究復(fù)制方式的實(shí)驗(yàn)探究 一、理論歸納一、理論歸納442實(shí)驗(yàn)方法：放射性同位素標(biāo)記技術(shù)實(shí)驗(yàn)方法：放射性同位素標(biāo)記技術(shù)和離心技術(shù)。和離心技術(shù)。3實(shí)驗(yàn)假設(shè)：實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)過(guò)程：實(shí)驗(yàn)過(guò)程：(見圖見圖)4546 (1)大腸桿菌在含大腸桿菌在含15N標(biāo)記的標(biāo)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(biāo)記雙鏈充

17、分標(biāo)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(biāo)記標(biāo)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(shí)刻收集大腸桿菌并提取在不同時(shí)刻收集大腸桿菌并提取DNA(間隔的時(shí)間為大腸桿菌繁殖一代所間隔的時(shí)間為大腸桿菌繁殖一代所需時(shí)間需時(shí)間)。 (4)將提取的將提取的DNA進(jìn)行離心，記錄離心進(jìn)行離心，記錄離心后試管中后試管中DNA位置。位置。475實(shí)驗(yàn)預(yù)期：離心后應(yīng)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)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(biāo)記的親代雙標(biāo)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(biāo)記的子代雙鏈標(biāo)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(biāo)記的子代雙鏈標(biāo)記的子代雙鏈DNA(14N/14N)DNA(14N/14N)。486實(shí)驗(yàn)結(jié)果：與預(yù)期的相符。實(shí)驗(yàn)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