高考生物一輪復(fù)習(xí)課件:必修2 第3章 基因的本質(zhì) 第2、3、4節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu) 復(fù)制基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段課件 新人教版必修3

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高考生物一輪復(fù)習(xí)課件:必修2 第3章 基因的本質(zhì) 第2、3、4節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu) 復(fù)制基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段課件 新人教版必修3_第1頁
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《高考生物一輪復(fù)習(xí)課件:必修2 第3章 基因的本質(zhì) 第2、3、4節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu) 復(fù)制基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段課件 新人教版必修3》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考生物一輪復(fù)習(xí)課件:必修2 第3章 基因的本質(zhì) 第2、3、4節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu) 復(fù)制基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段課件 新人教版必修3(54頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第2、3、4節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu)復(fù)制 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段答案:答案: 沃沃森和克里克森和克里克 脫氧核苷酸脫氧核苷酸 A、T、C、G 答案: 反向平行 脫氧核糖 磷酸 堿基 氫鍵 堿基互補配對原則 答案:DNA初步水解的產(chǎn)物是4種脫氧核苷酸,徹底水解的產(chǎn)物有磷酸、脫氧核糖和堿基(A、T、G、C 4種)答案: 堿基互補配對 堿基互補配對 雙螺旋結(jié)構(gòu) 間期 減數(shù)第一次分裂 DNA分子的兩條鏈 4種游離的脫氧核苷酸 解旋酶、DNA聚合酶 答案: 2個 邊解旋邊復(fù)制 雙螺旋結(jié)構(gòu) 堿基互補配對原則 連續(xù)性 基因突變 議一議:DNA復(fù)制的場所有哪些?如何證明DNA分子的半保留復(fù)制?答案:(1)

2、DNA復(fù)制的場所:真核細胞:細胞核、線粒體、葉綠體。原核細胞:擬核、細胞質(zhì)(如質(zhì)粒的復(fù)制)。(2)用同位素示蹤法和離心技術(shù)可證明DNA分子的半保留復(fù)制。 答案: 遺傳效應(yīng) 多 遺傳信息 排列順序 堿基排列順序 特定的排列 DNA歸納:你是否能用圖解的形式表示染色體、DNA、基因、蛋白質(zhì)及性狀的關(guān)系。答案: 1DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)(選學(xué))(人民教育版) 2基因的現(xiàn)代含義(中國地圖版)在認識基因功能的同時,人們還在不斷地探索基因的化學(xué)本質(zhì)和結(jié)構(gòu)特點。傳統(tǒng)觀點認為每一個結(jié)構(gòu)基因是一段連續(xù)的DNA序列,一定的DNA序列對應(yīng)著一定的氨基酸序列。后來人們發(fā)現(xiàn)大多數(shù)真核生物的基因的編碼序列在DNA分子

3、上不是連續(xù)排列的,而是被不編碼的序列隔開,稱為斷裂基因。其中的編碼序列稱為外顯子,非編碼序列稱為內(nèi)含子。斷裂基因往往有一些交替存在的內(nèi)含子和外顯子結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的基因概念認為基因是互不沾染、單個分離的實體。但是,在許多原核生物和一些真核生物中卻發(fā)現(xiàn)有兩個基因共用一段重疊的核苷酸序列的現(xiàn)象,這就是重疊基因。絕大多數(shù)基因在染色體上的位置是固定的,但有些基因在染色體上的位置可以移動,這類基因稱為可動基因,也叫做轉(zhuǎn)座因子??梢酝ㄟ^某種方式從一個位置轉(zhuǎn)移到另外一個位置。 1. 某一個被15N標(biāo)記的DNA分子(0代)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)(復(fù)制)n代后,請進行結(jié)果分析。【提示】 結(jié)果如下表:DNA的分子

4、總數(shù):2n2原核細胞的基因結(jié)構(gòu)和真核細胞的基因結(jié)構(gòu)有何不同?【提示】 基因都是由編碼區(qū)(編碼氨基酸)和非編碼區(qū)(調(diào)控編碼區(qū)表達的核苷酸序列)組成,在編碼區(qū)上游的非編碼區(qū)中最重要的部位是與RNA聚合酶的結(jié)合位點。原核基因的編碼區(qū)是連續(xù)的,而真核基因的編碼區(qū)是間隔的、不連續(xù)的,由編碼氨基酸的外顯子和不具編碼作用的內(nèi)含子組成,因此在基因結(jié)構(gòu)中直接編碼氨基酸的核苷酸序列占的比例很小。 1DNA分子的結(jié)構(gòu)DNA分子的組成 2平面結(jié)構(gòu)與空間結(jié)構(gòu)(1)配對的堿基,A與T之間形成兩個氫鍵,G與C之間形成三個氫鍵。CG比例越大,DNA結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定;(2)脫氧核苷酸聚合形成長鏈的過程中產(chǎn)生水,即脫氧核苷酸DNAH2

5、O;(3)DNA分子結(jié)構(gòu)可簡記為5種元素,4種堿基(脫氧核苷酸),3種小分子,2條長鏈,1個雙螺旋;(4)每個DNA片段中,游離的磷酸基團有2個;(5) 之間的數(shù)量關(guān)系1 1 1;(6)和之間的化學(xué)鍵為磷酸二酯鍵,用限制性內(nèi)切酶處理可切斷,用DNA連接酶處理可連接;(7)之間的化學(xué)鍵為氫鍵,可用解旋酶斷裂,也可加熱斷裂;(8)每個脫氧核糖連接著2個磷酸,分別在3號、5號碳原子上相連接;(9)若堿基對為n,則氫鍵數(shù)為2n3n之間,若已知A有m個,則氫鍵數(shù)為3nm。 3堿基互補配對原則及其推論 (1)堿基互補配對原則是指在DNA分子形成堿基對時, A一定與T配對,G一定與C配對的一一對應(yīng)關(guān)系。 (

6、2)推論: 規(guī)律一:一個雙鏈DNA分子中,AT、CG、AG CT,即嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)。 規(guī)律二:在雙鏈DNA分子中,互補的兩堿基和(如AT或 CG)占全部堿基的比值等于其任何一條單鏈中該種堿基比例的比值,且等于其轉(zhuǎn)錄形成的mRNA中該種比例的比值。規(guī)律三:在DNA雙鏈中一條單鏈的 的值與另一條互補單鏈的 的值互為倒數(shù)關(guān)系。規(guī)律四:DNA雙鏈中,一條單鏈的 的值,與另一條互補鏈的 的值是相等的,也與整個DNA分子中的的值是相等的。綜合規(guī)律三四可簡記為“補則等,不補則倒”4DNA分子的特性(1)穩(wěn)定性:空間結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定。位于外側(cè)的基本骨架一定是由磷酸和脫氧核糖交替連接形成的,不會改變;

7、兩條鏈間的堿基互補配對方式穩(wěn)定不變,總是A與T、G與C配對。堿基對及其側(cè)鏈基團對維持DNA分子的空間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定有著重要的作用。(2)多樣性:不同的DNA分子中脫氧核苷酸的數(shù)目有差異,排列順序多種多樣。若某一個DNA分子由n個堿基對構(gòu)成,則可代表的遺傳信息就有4n種。(3)特異性:每一種DNA分子都有特定的堿基對排列順序,代表了特定的遺傳信息。 1在DNA分子的一條單鏈中,相鄰的堿基A與T是通過下列哪種結(jié)構(gòu)連接起來的()A氫鍵B脫氧核糖磷酸脫氧核糖C肽鍵D磷酸脫氧核糖磷酸解析:組成DNA分子的基本單位是脫氧核苷酸,1分子脫氧核苷酸由1分子磷酸,1分子含氮堿基和1分子脫氧核糖組成,其連接方式如圖所

8、示:含氮堿基連接在脫氧核糖的“1”號碳原子上,因此DNA單鏈中,相鄰堿基的連接應(yīng)含有兩個脫氧核糖,應(yīng)選B。答案:B 2下列對雙鏈DNA分子的敘述,哪項是不正確的()A若一條鏈G的數(shù)目為C的2倍,則另一條鏈G的數(shù)目為C 的0.5倍B若一條鏈A和T的數(shù)目相等,則另一條鏈A和T的數(shù)目也相等C若一條鏈的A T G C1 2 3 4,則另一條鏈相應(yīng)堿基比為2 1 4 3D若一條鏈的G T1 2,另一條鏈的C A2 1解析:根據(jù)堿基互補配對原則,在DNA雙鏈分子中,A1T2,T1A2,G1C2,C1G2,所以A、B、C項都是正確的。而D項中,若一條鏈的G T1 2,另一條鏈C A2 1是錯誤的,C A1

9、2才是正確的。答案:D 1DNA分子的復(fù)制概念以親代DNA分子為模板合成子代DNA的過程時期體細胞:有絲分裂的間期原始生殖細胞:減數(shù)第一次分裂的間期條件模板:親代DNA分子的2條鏈原料:4種游離的脫氧核苷酸能量:ATP酶:解旋酶、DNA聚合酶等合成子鏈合成子鏈母鏈、子鏈組成雙螺旋結(jié)構(gòu)過程邊解旋邊復(fù)制:解旋合成子鏈 母鏈、子鏈組成雙螺旋結(jié)構(gòu)特點半保留復(fù)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(模板鏈)結(jié)果一個DNA分子形成了兩個DNA分子意義保持了遺傳信息的連續(xù)性特別提醒:復(fù)制的準(zhǔn)確性取決于DNA獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供精確模板。堿基互補配對原則保證復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進行。復(fù)

10、制簡記:“1個主要場所(細胞核),2種時期,3步過程,4個條件”。單鏈上的磷酸二酯鍵,可以被限制性內(nèi)切酶切斷,也可用DNA連接酶復(fù)原。堿基對之間的氫鍵,可用解旋酶斷開,也可升溫斷裂,適宜條件下可自動復(fù)原。2DNA分子復(fù)制問題的有關(guān)計算若取一個全部被15N標(biāo)記的DNA分子(0代)。轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)(復(fù)制)若干代,其結(jié)果分析如下表:世代DNA分子的特點DNA中脫氧核苷酸的特點分子總數(shù)細胞中的DNA分子離心后在試管中的位置不同DNA分子占全部DNA分子之比鏈總數(shù)不同脫氧核苷酸鏈占全部鏈之比只含15N的分子含14N、15N的雜種分子只含14N的分子含15N的鏈含14N的鏈01全在下部100

11、21012全在中部010424中部,上部0838中部,上部016n2n 中部,1 上部0(或 )1 2n11子代DNA分子中,含14N的有2n個,只含14N的有(2n2)個,做題時應(yīng)看準(zhǔn)是“含”還是“只含”。無論復(fù)制多少次,含15N的DNA分子始終是2個,占總數(shù)比例為 子代DNA分子的鏈中:總鏈數(shù)2n22n1條。含15N的鏈?zhǔn)冀K是2條,占總數(shù)比例 。做題時,應(yīng)看準(zhǔn)是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”。若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個,經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗游離的該脫氧核苷酸m(2n1)個。3在進行基因工程時,已經(jīng)得到一個目的基因 要人工復(fù)制,使數(shù)量增多,需要的復(fù)制條件是()CTAGGGC或GA

12、TCCCG模板鏈含A、U、C、G堿基的核苷酸含A、T、C、G堿基的核苷酸核糖脫氧核糖酶ATP磷酸蛋白質(zhì)A BC D解析:DNA復(fù)制需要模板、原料、能量和酶等基本條件。答案:D 4(2010濱州模擬)某DNA分子共有a個堿基,其中含胞嘧啶m個,則該DNA分子復(fù)制3次需要游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為()A7(am) B8(am)C D8(2am)解析:本題考查DNA分子中堿基計算和DNA復(fù)制特點,即半保留復(fù)制。第一步計算出該DNA分子中胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)目:CT ,Cm,所以T m;第二步計算出連續(xù)復(fù)制3次所需的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目:(231) 7 。答案:C關(guān)系內(nèi)容基因與脫氧核苷酸基因的基

13、本組成單位是脫氧核苷酸,基因中脫氧核苷酸的排列順序稱為遺傳信息基因與DNA基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,每個DNA分子上有很多個基因基因與染色體基因在染色體上呈線性排列,染色體是基因的主要載體圖示特別提醒:對于真核細胞來說,染色體是基因的主要載體;線粒體和葉綠體也是基因的載體。對于原核細胞來說,擬核中的DNA分子或者質(zhì)粒DNA均是裸露的,沒有與蛋白質(zhì)一起構(gòu)成染色體。 5對染色體、DNA、基因三者關(guān)系的敘述中,錯誤的是()A每條染色體上含有一個或兩個DNA,DNA分子上含有 多個基因B都能復(fù)制、分離和傳遞,且三者行為一致C三者都是生物細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)D在生物的傳宗接代中,染色體的行為決定著DNA

14、和基因的行為解析:染色體中的蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。答案:C 【例1】根據(jù)DNA分子結(jié)構(gòu)模式圖,回答下列問題:(1)分析這種結(jié)構(gòu)的主要特點:DNA分子的基本骨架是由_和_交替連接而成。DNA分子兩條鏈上的堿基通過_連接成堿基對,并且遵循_原則。而且_堿基對越多,DNA分子結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。(2)_決定了該DNA分子的特異性,DNA分子中堿基對的排列順序的千變?nèi)f化,決定了DNA分子結(jié)構(gòu)的_。本題考查對DNA分子結(jié)構(gòu)及其特性的理解。答案:(1)磷酸脫氧核糖氫鍵堿基互補配對C與G(2)堿基對的特定的排列順序多樣性【例2】(2009江蘇卷,12)如圖為真核生物染色體上DNA分子復(fù)制過程示意圖,有關(guān)敘述錯誤的是(

15、)A圖中DNA分子復(fù)制是從多個起點同時開始的B圖中DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的C真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶D真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制速率思路點撥:本題以DNA的復(fù)制知識為背景,主要考查考生獲取信息的能力。由圖可看出,此段DNA有三個復(fù)制起點,但多個復(fù)制起點并不是同時開始復(fù)制的;由圖中的箭頭方向可知,DNA分子是雙向復(fù)制的;半保留復(fù)制的模式可以保持前后代的遺傳穩(wěn)定性,多起點復(fù)制可以大大提高了復(fù)制效率;DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶、DNA聚合酶等的催化。自主解答:自主解答:_答案:答案:A命題探新:DNA復(fù)制起始點問題,在中學(xué)教材中并沒有涉及。本題背景來源于高校教材,旨在考

16、查考生獲取信息的能力。命題的新穎之處,在于巧妙地在中學(xué)教材和大學(xué)教材中成功地鋪架起一座橋梁,使考生應(yīng)用已有的知識,結(jié)合圖示信息就可以正確作答,可謂題在書外,又在書內(nèi)。【例3】某雙鏈DNA分子含有400個堿基,其中一條鏈上A T G C1 2 3 4。則有關(guān)該DNA分子的敘述,錯誤的是()A該DNA分子的一個堿基改變,不一定會引起子代性狀的改變B該DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次,需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸 180個C該DNA分子中4種含氮堿基A T G C3 3 7 7D該DNA分子中的堿基排列方式共有4200種思路點撥:由于密碼子具有簡并性,該DNA分子的一個堿基改變,不一定會引起子代性狀的改變。該D

17、NA分子中一條鏈上A T G C1 2 3 4,因此整個DNA分子中AT的比例是3/10,根據(jù)堿基互補配對原則,A和T所占的比例均是15%,整個DNA分子共有A60個,該DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次,得到4個DNA分子,其中共需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸180個。同理可推,整個DNA分子中G和C所占比例均是35%,該DNA分子中4種含氮堿基A T G C3 3 7 7。含400個堿基的DNA在不考慮每種堿基比例關(guān)系的情況下,可能的堿基排列式共有4200種,但因該DNA堿基數(shù)是比例已確定,故堿基排列方式肯定少于4200種。自主解答:自主解答:_答案:答案:DDNA復(fù)制方式的探究探究DNA復(fù)制是半保留復(fù)制

18、還是全保留復(fù)制,可用同位素標(biāo)記技術(shù)和離心處理技術(shù),根據(jù)復(fù)制后DNA分子在試管中的位置即可確定復(fù)制方式。 【例】(實驗設(shè)計)某校一個生物活動小組要進行研究性學(xué)習(xí)。對生 物學(xué)史上的經(jīng)典實驗進行驗證,也是研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容之一。 這個小組借助某大學(xué)的實驗設(shè)備,對有關(guān)DNA復(fù)制的方式進行探索,有人認為DNA是全保留復(fù)制,也有人認為DNA是半保 留復(fù)制。為了證明這兩種假設(shè),這個小組設(shè)計了下列實驗程 序,請完成實驗并對結(jié)果進行預(yù)測。(1)實驗步驟:第一步:在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌,其DNA分子均為14NDNA;在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌,其DNA分子均為15NDNA。用某種離心方法

19、分離得到的結(jié)果如上圖所示,其DNA分別分布在輕帶和重帶上。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:為了進一步驗證第二步的推測結(jié)果,將親代大腸桿菌(含15N)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上再連續(xù)繁殖一代()。請分析: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 ,則一定為半保留復(fù)制。你認為這同學(xué)說法是否正確?_。原因是_。思路點撥:如果DNA的復(fù)制方式為全保留復(fù)制,則一個親代15N15N的DNA分子的兩個子代DNA分子是:一個15N15N,一個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,則一個親代15N15N的DNA分子的兩個子代DNA分子都是15N14N,其在離心管中分布的位置全部在中帶。自主解答:_ 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)不正確無論半保留復(fù)制還是全保留復(fù)制,如果研究DNA鏈的情況,結(jié)果是一致的,無法區(qū)分

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