高考生物一轮复习 第17讲 DNA的分子结构和特点、遗传信息的传递课件 浙科版.ppt

第17讲dna的分子结构和特点 遗传信息的传递 一 dna的分子结构1 dna分子的基本单位 2 脱氧核苷酸的分子组成 一分子脱氧核苷酸由一分子磷酸 一分子 一分子含氮碱基组成 脱氧核苷酸 脱氧核糖 3 含氮碱基的种类 有 种 分别是 a g c t 4 腺嘌呤 鸟嘌呤 胞嘧啶 胸腺嘧啶 二 dna分子的结构特点1 dna分子的立体结构 结构 2 主要特点 1 dna分子由 条链组成 并按 平行方式盘旋成双螺旋结构 每条链上 和 交替连接 排列在外侧 构成基本骨架 规则的双螺旋 两 反向 脱氧核糖 磷酸基团 碱基排列在内侧 2 两条链上的碱基通过 连接形成碱基对 碱基之间连接符合 原则 3 dna中碱基含量符合卡伽夫法则 即 t g 氢键 碱基互补配对 a c 三 dna的复制1 概念 是指产生两个跟 完全相同的新dna分子的过程 2 发生时期 有丝分裂 和减数 亲代dna 间期 第一次分裂前的间期 3 过程 1 解旋 需要细胞提供能量 在解旋酶的作用下 两条螺旋的双链解开 2 合成子链 以母链为模板 在 等酶的作用下 以游离的4种 为原料 按照 原则 相邻核苷酸的脱氧核糖和磷酸基团间形成 dna聚合酶 脱氧核苷酸 碱基互补配对 磷酸二酯键 从而合成与母链互补的子链 3 形成子代dna分子 延伸子链 母子链盘绕成双螺旋结构 4 特点 复制方式为 半保留复制 5 条件 脱氧核苷酸 dna聚合酶 6 意义 使亲代的遗传信息传递给子代 从而保持了前后代遗传信息的 连续性 思考感悟dna分子复制还可以发生在什么场所 若复制出现差错 会出现什么结果 提示 线粒体 叶绿体 基因突变 1 dna的分子组成 2 dna的结构 3 dna分子的结构特性 1 稳定性 dna中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变 两条链间碱基互补配对的方式不变 2 多样性 dna分子中碱基对排列顺序多种多样 3 特异性 每种dna有别于其他dna的特定的碱基排列顺序 即时应用1 人们对遗传物质和基因的认识经历了一个发展的过程 下列关于遗传物质和基因的叙述正确的是 a 科学家利用肺炎双球菌为实验材料进行了活体细菌转化实验 证明dna是遗传物质 b 基因的本质是一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片断c 科学家根据同位素示踪实验的结果证实了dna的半保留复制 生物体通过dna的复制实现了遗传信息的表达d 根据沃森和克里克构建的dna分子模型 每个磷酸基团上连接1个脱氧核糖 解析 选b 肺炎双球菌体内转化实验证明了s型菌中含有转化因子 基因是dna上具有遗传效应的dna片段 科学家通过放射性同位素标记法证明了dna分子的半保留复制特点 但未证明基因的表达过程 遗传信息的表达包括转录和翻译过程 dna分子双螺旋 结构中 两个游离的磷酸基团分别连接1个脱氧核糖 其他磷酸基团都连接2个脱氧核糖 2 下图为dna分子结构示意图 对该图的描述正确的是 a 和 相间排列 构成了dna分子的基本骨架b 的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸c 当dna复制时 的形成需要连接酶d dna分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息 解析 选d 和 相间排列 构成了dna分子的基本骨架 的结构并不是胞嘧啶脱氧核苷酸 是属于上一个脱氧核苷酸的磷酸 由 和 及下面的磷酸才可以构成胞嘧啶脱氧核苷酸 的形成不需要连接酶 1 dna分子中 脱氧核苷酸的数目 脱氧核糖的数目 含氮碱基的数目 磷酸的数目 2 dna分子中碱基间的关系 3 dna分子复制的有关计算假设将1个全部被15n标记的dna分子 亲代 转移到含14n的培养基中培养n代 结果如下 1 dna分子数 子代dna分子总数 2n个 含15n的dna分子数 2个 含14n的dna分子数 2n个 只含15n的dna分子数 0个 只含14n的dna分子数 2n 2 个 2 脱氧核苷酸链数 子代dna分子中脱氧核苷酸链数 2n 1条 含15n的脱氧核苷酸链数 2条 含14n的脱氧核苷酸链数 2n 1 2 条 3 消耗的脱氧核苷酸数设亲代dna分子中含有某种脱氧核苷酸m个 则 经过n次复制 共需消耗游离的该种脱氧核苷酸m 2n 1 个 在第n次复制时 共需消耗游离的该脱氧核苷酸m 2n 1个 即时应用3 某双链dna分子含有200个碱基 一条链上a t g c 1 2 3 4 则该dna分子 a 含有4个游离的磷酸基b 连续复制2次 需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸210个c 4种碱基a t g c 3 3 7 7 d 碱基排列方式共有4100种解析 选c 一个双链dna分子中含有2个游离的磷酸基 由一条链上a t g c 1 2 3 4 计算得出一条链上100个碱基中a t g c的数量依次是10 20 30 40 另一条链上 a t g c的数量则依次是20 10 40 30 故该dna中腺嘌呤脱氧核苷酸数为10 20 30个 连续复制2次 需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数为 22 1 30 90个 4种碱基的比例是a t g c 10 20 20 10 30 40 40 30 30 30 70 70 3 3 7 7 含200个碱基的dna在不考虑每种碱基比例关系的情况下 可能的碱基排列方式共有4100种 但因碱基数量比例已确定 故碱基排列方式肯定少于4100种 4 将完全含有15n标记的大肠杆菌转移到含有14n的普通培养液中培养 8h后提取dna进行分析 得出含15n的dna占总dna的比例为1 16 则大肠杆菌的分裂周期是 a 1 6hb 3 2hc 2hd 4h 解析 选a 设dna分子共复制n代 由dna分子的半保留复制特点应有2 2n 1 16 解得n 5 则大肠杆菌分裂周期所需时间为8 5 1 6h 探究dna复制方式的方法1 实验方法探究dna复制的方式 采用的是同位素示踪技术和离心处理 根据试管中dna的分布位置确定复制方式 2 实验过程 见下图 第一步 将大肠杆菌放在含有15n的培养基中生长 获得实验用的亲代细菌 使亲代的dna双链都标记上15n 两条链均为重链 提取dna进行cscl梯度离心 结果只有一条重带 第二步 将双链均被15n标记的亲代dna放在含14n的培养基中生长 让其再繁殖一代 取子代的dna进行cscl梯度离心 实验结果显示离心管中出现一条中带 一条链含15n 另一条链含14n 第三步 将第二步所得到的大肠杆菌放入含14n的培养基中培养 得到子二代 然后提取dna进行cscl梯度离心 实验的结果是离心管中有2条带 即一条轻带 两条链都含14n 另一条为中带 3 实验预期 离心后应出现3条dna带 如上图 1 重带 密度最大 15n标记的亲代双链dna 15n 15n 2 中带 密度居中 一条链为15n 另一条链为14n标记的子代双链dna 15n 14n 3 轻带 密度最小 两条链都为14n标记的子代双链dna 14n 14n 4 实验结果 与预期的相符 如上图 1 立即取出提取dna 离心 全部重带 15n 15n 2 繁殖一代后取出提取dna 离心 全部中带 14n 15n 3 繁殖两代后取出提取dna 离心 1 2轻带 1 2中带 实验结论 dna的复制是以半保留方式进行的 dna的复制方式 可以通过设想来进行预测 可能的情况是全保留复制 半保留复制 分散 弥散 复制三种 究竟是哪种复制方式呢 下面设计实验来证明dna的复制方式 实验步骤 a 在氮源为14n的培养基中生长的大肠杆菌 其dna分子均为14n dna 对照 b 在氮源为15n的培养基中生长的大肠杆菌 其dna分子均为15n dna 亲代 c 将亲代15n大肠杆菌转移到氮源为含14n的培养基中 再连续繁殖两代 和 用密度梯度离心法分离 不同分子量的dna分子将分布在试管中的不同位置上 实验预测 1 如果与对照 14n 14n 相比 子代 能分辨出两条dna带 一条 带和一条 带 则可以排除 2 如果子代 只有一条中密度带 则可以排除 但不能肯定是 3 如果子代 只有一条中密度带 再继续做子代 dna密度鉴定 若子代 可以分出 和 则可以排除分散复制 同时肯定半保留复制 如果子代 不能分出 密度两条带 则排除 同时确定为 解析 从题目中的图示可知 深色为亲代dna的脱氧核苷酸链 母链 浅色为新形成的子代dna的脱氧核苷酸链 子链 因此全保留复制后得到的两个dna分子 一个是原来的两条母链重新形成的亲代dna分子 一个是两条子链形成的子代dna分子 半保留复制后得到的每个子代dna分子的一条链为母链 一条链为子链 分散复制后得到的每个子代dna分子的单链都是由母链片段和子链片段间隔连接而成的 答案 1 轻 14n 14n 重 15n 15n 半保留复制和分散复制 2 全保留复制半保留复制或分散复制 3 一条中密度带一条轻密度带中 轻半保留复制分散复制 几种酶的作用部位易于混淆如图为dna分子的某一片段 其中 分别表示某种酶的作用部位 则相应的酶依次是 a dna连接酶 限制酶 解旋酶b 限制酶 解旋酶 dna连接酶c 解旋酶 限制酶 dna连接酶d 限制酶 dna连接酶 解旋酶 解析 作用于氢键 为解旋酶 作用于磷酸二酯键 由图知 作用于切割时 作用于缝合时 故 为限制酶 为dna连接酶 答案 c 纠错笔记易混淆的几种酶 对dna复制过程不清晰将大肠杆菌置于含15n的培养基中培养 这样 后代大肠杆菌细胞中的dna双链均被15n标记 然后将被15n标记的大肠杆菌作为亲代转到普通培养基中 繁殖两代 亲代 第一代 第二代大肠杆菌dna的状况如图所示 1 如果将第二代大肠杆菌的dna分子总量作为整体1 其中 带有15n的第二代大肠杆菌dna分子约占总量的 如果将第二代大肠杆菌的dna含量 dna单链总量 作为整体1 其中第二代大肠杆菌的dna中被15n标记的dna含量 脱氧核苷酸单链 约占总量的 2 若dna在复制过程中 一条链上的碱基发生改变 由a t 该dna分子经3次复制后所产生的异常dna分子所占的比例为 常见错误 第 1 问易误答为25和50 第 2 问易误答为25 错因分析 第