高考生物一轮复习课件：必修2 第3章 基因的本质 第2、3、4节 DNA分子的结构 复制基因是有遗传效应的DNA片段课件 新人教版必修3 .ppt

第2 3 4节dna分子的结构复制基因是有遗传效应的dna片段 答案 沃森和克里克 脱氧核苷酸 a t c g 答案 反向平行 脱氧核糖 磷酸 碱基 氢键 碱基互补配对原则 答案 dna初步水解的产物是4种脱氧核苷酸 彻底水解的产物有磷酸 脱氧核糖和碱基 a t g c4种 答案 碱基互补配对碱基互补配对双螺旋结构间期减数第一次分裂dna分子的两条链4种游离的脱氧核苷酸解旋酶 dna聚合酶 答案 2个边解旋边复制双螺旋结构碱基互补配对原则连续性基因突变 议一议 dna复制的场所有哪些 如何证明dna分子的半保留复制 答案 1 dna复制的场所 真核细胞 细胞核 线粒体 叶绿体 原核细胞 拟核 细胞质 如质粒的复制 2 用同位素示踪法和离心技术可证明dna分子的半保留复制 答案 遗传效应多遗传信息排列顺序碱基排列顺序特定的排列dna 归纳 你是否能用图解的形式表示染色体 dna 基因 蛋白质及性状的关系 答案 1 dna半保留复制的实验证据 选学 人民教育版 2 基因的现代含义 中国地图版 在认识基因功能的同时 人们还在不断地探索基因的化学本质和结构特点 传统观点认为每一个结构基因是一段连续的dna序列 一定的dna序列对应着一定的氨基酸序列 后来人们发现大多数真核生物的基因的编码序列在dna分子上不是连续排列的 而是被不编码的序列隔开 称为断裂基因 其中的编码序列称为外显子 非编码序列称为内含子 断裂基因往往有一些交替存在的内含子和外显子结构 传统的基因概念认为基因是互不沾染 单个分离的实体 但是 在许多原核生物和一些真核生物中却发现有两个基因共用一段重叠的核苷酸序列的现象 这就是重叠基因 绝大多数基因在染色体上的位置是固定的 但有些基因在染色体上的位置可以移动 这类基因称为可动基因 也叫做转座因子 可以通过某种方式从一个位置转移到另外一个位置 1 某一个被15n标记的dna分子 0代 转移到含14n的培养基中培养 复制 n代后 请进行结果分析 提示 结果如下表 dna的分子总数 2n 2 原核细胞的基因结构和真核细胞的基因结构有何不同 提示 基因都是由编码区 编码氨基酸 和非编码区 调控编码区表达的核苷酸序列 组成 在编码区上游的非编码区中最重要的部位是与rna聚合酶的结合位点 原核基因的编码区是连续的 而真核基因的编码区是间隔的 不连续的 由编码氨基酸的外显子和不具编码作用的内含子组成 因此在基因结构中直接编码氨基酸的核苷酸序列占的比例很小 1 dna分子的结构dna分子的组成 2 平面结构与空间结构 配对的碱基 a与t之间形成两个氢键 g与c之间形成三个氢键 c g比例越大 dna结构越稳定 2 脱氧核苷酸聚合形成长链的过程中产生水 即脱氧核苷酸 dna h2o 3 dna分子结构可简记为5种元素 4种碱基 脱氧核苷酸 3种小分子 2条长链 1个双螺旋 4 每个dna片段中 游离的磷酸基团有2个 5 之间的数量关系1 1 1 6 和 之间的化学键为磷酸二酯键 用限制性内切酶处理可切断 用dna连接酶处理可连接 7 之间的化学键为氢键 可用解旋酶断裂 也可加热断裂 8 每个脱氧核糖连接着2个磷酸 分别在3号 5号碳原子上相连接 9 若碱基对为n 则氢键数为2n 3n之间 若已知a有m个 则氢键数为3n m 3 碱基互补配对原则及其推论 1 碱基互补配对原则是指在dna分子形成碱基对时 a一定与t配对 g一定与c配对的一一对应关系 2 推论 规律一 一个双链dna分子中 a t c g a g c t 即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数 规律二 在双链dna分子中 互补的两碱基和 如a t或c g 占全部碱基的比值等于其任何一条单链中该种碱基比例的比值 且等于其转录形成的mrna中该种比例的比值 规律三 在dna双链中一条单链的的值与另一条互补单链的的值互为倒数关系 规律四 dna双链中 一条单链的的值 与另一条互补链的的值是相等的 也与整个dna分子中的的值是相等的 综合规律三四可简记为 补则等 不补则倒 4 dna分子的特性 1 稳定性 空间结构相对稳定 位于外侧的基本骨架一定是由磷酸和脱氧核糖交替连接形成的 不会改变 两条链间的碱基互补配对方式稳定不变 总是a与t g与c配对 碱基对及其侧链基团对维持dna分子的空间结构的稳定有着重要的作用 2 多样性 不同的dna分子中脱氧核苷酸的数目有差异 排列顺序多种多样 若某一个dna分子由n个碱基对构成 则可代表的遗传信息就有4n种 3 特异性 每一种dna分子都有特定的碱基对排列顺序 代表了特定的遗传信息 1 在dna分子的一条单链中 相邻的碱基a与t是通过下列哪种结构连接起来的 a 氢键b 脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖c 肽键d 磷酸 脱氧核糖 磷酸 解析 组成dna分子的基本单位是脱氧核苷酸 1分子脱氧核苷酸由1分子磷酸 1分子含氮碱基和1分子脱氧核糖组成 其连接方式如图所示 含氮碱基连接在脱氧核糖的 1 号碳原子上 因此dna单链中 相邻碱基的连接应含有两个脱氧核糖 应选b 答案 b 2 下列对双链dna分子的叙述 哪项是不正确的 a 若一条链g的数目为c的2倍 则另一条链g的数目为c的0 5倍b 若一条链a和t的数目相等 则另一条链a和t的数目也相等c 若一条链的a t g c 1 2 3 4 则另一条链相应碱基比为2 1 4 3d 若一条链的g t 1 2 另一条链的c a 2 1 解析 根据碱基互补配对原则 在dna双链分子中 a1 t2 t1 a2 g1 c2 c1 g2 所以a b c项都是正确的 而d项中 若一条链的g t 1 2 另一条链c a 2 1是错误的 c a 1 2才是正确的 答案 d 1 dna分子的复制 特别提醒 复制的准确性取决于 dna独特的双螺旋结构为复制提供精确模板 碱基互补配对原则保证复制能够准确地进行 复制简记 1个主要场所 细胞核 2种时期 3步过程 4个条件 单链上的磷酸二酯键 可以被限制性内切酶切断 也可用dna连接酶复原 碱基对之间的氢键 可用解旋酶断开 也可升温断裂 适宜条件下可自动复原 2 dna分子复制问题的有关计算若取一个全部被15n标记的dna分子 0代 转移到含14n的培养基中培养 复制 若干代 其结果分析如下表 子代dna分子中 含14n的有2n个 只含14n的有 2n 2 个 做题时应看准是 含 还是 只含 无论复制多少次 含15n的dna分子始终是2个 占总数比例为 子代dna分子的链中 总链数2n 2 2n 1条 含15n的链始终是2条 占总数比例 做题时 应看准是 dna分子数 还是 链数 若一亲代dna分子含有某种脱氧核苷酸m个 经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸m 2n 1 个 3 在进行基因工程时 已经得到一个目的基因要人工复制 使数量增多 需要的复制条件是 ctagggc或gatcccg模板链 含a u c g碱基的核苷酸 含a t c g碱基的核苷酸 核糖 脱氧核糖 酶 atp 磷酸 蛋白质a b c d 解析 dna复制需要模板 原料 能量和酶等基本条件 答案 d 4 2010 滨州模拟 某dna分子共有a个碱基 其中含胞嘧啶m个 则该dna分子复制3次需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为 a 7 a m b 8 a m c d 8 2a m 解析 本题考查dna分子中碱基计算和dna复制特点 即半保留复制 第一步计算出该dna分子中胸腺嘧啶脱氧核苷酸数目 c t c m 所以t m 第二步计算出连续复制3次所需的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目 23 1 7 答案 c 特别提醒 对于真核细胞来说 染色体是基因的主要载体 线粒体和叶绿体也是基因的载体 对于原核细胞来说 拟核中的dna分子或者质粒dna均是裸露的 没有与蛋白质一起构成染色体 5 对染色体 dna 基因三者关系的叙述中 错误的是 a 每条染色体上含有一个或两个dna dna分子上含有多个基因b 都能复制 分离和传递 且三者行为一致c 三者都是生物细胞内的遗传物质d 在生物的传宗接代中 染色体的行为决定着dna和基因的行为解析 染色体中的蛋白质不是遗传物质 答案 c 例1 根据dna分子结构模式图 回答下列问题 1 分析这种结构的主要特点 dna分子的基本骨架是由 和 交替连接而成 dna分子两条链上的碱基通过 连接成碱基对 并且遵循 原则 而且 碱基对越多 dna分子结构越稳定 2 决定了该dna分子的特异性 dna分子中碱基对的排列顺序的千变万化 决定了dna分子结构的 本题考查对dna分子结构及其特性的理解 答案 1 磷酸脱氧核糖 氢键碱基互补配对c与g 2 碱基对的特定的排列顺序多样性 例2 2009 江苏卷 12 如图为真核生物染色体上dna分子复制过程示意图 有关叙述错误的是 a 图中dna分子复制是从多个起点同时开始的b 图中dna分子复制是边解旋边双向复制的c 真核生物dna分子复制过程需要解旋酶d 真核生物的这种复制方式提高了复制速率 思路点拨 本题以dna的复制知识为背景 主要考查考生获取信息的能力 由图可看出 此段dna有三个复制起点 但多个复制起点并不是同时开始复制的 由图中的箭头方向可知 dna分子是双向复制的 半保留复制的模式可以保持前后代的遗传稳定性 多起点复制可以大大提高了复制效率 dna分子复制过程需要解旋酶 dna聚合酶等的催化 自主解答 答案 a 命题探新 dna复制起始点问题 在中学教材中并没有涉及 本题背景来源于高校教材 旨在考查考生获取信息的能力 命题的新颖之处 在于巧妙地在中学教材和大学教材中成功地铺架起一座桥梁 使考生应用已有的知识 结合图示信息就可以正确作答 可谓题在书外 又在书内 例3 某双链dna分子含有400个碱基 其中一条链上a t g c 1 2 3 4 则有关该dna分子的叙述 错误的是 a 该dna分子的一个碱基改变 不一定会引起子代性状的改变b 该dna分子连续复制两次 需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸180个c 该dna分子中4种含氮碱基a t g c 3 3 7 7d 该dna分子中的碱基排列方式共有4200种 思路点拨 由于密码子具有简并性 该dna分子的一个碱基改变 不一定会引起子代性状的改变 该dna分子中一条链上a t g c 1 2 3 4 因此整个dna分子中a t的比例是3 10 根据碱基互补配对原则 a和t所占的比例均是15 整个dna分子共有a60个 该dna分子连续复制两次 得到4个dna分子 其中共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸180个 同理可推 整个dna分子中g和c所占比例均是35 该dna分子中4种含氮碱基a t g c 3 3 7 7 含400个碱基的dna在不考虑每种碱基比例关系的情况下 可能的碱基排列式共有4200种 但因该dna碱基数是比例已确定 故碱基排列方式肯定少于4200种 自主解答 答案 d dna复制方式的探究探究dna复制是半保留复制还是全保留复制 可用同位素标记技术和离心处理技术 根据复制后dna分子在试管中的位置即可确定复制方式 例 实验设计 某校一个生物活动小组要进行研究性学习 对生物学史上的经典实验进行验证 也是研究性学习的内容之一 这个小组借助某大学的实验设备 对有关dna复制的方式进行探索 有人认为dna是全保留复制 也有人认为dna是半保留复制 为了证明这两种假设 这个小组设计了下列实验程序 请完成实验并对结果进行预测 1 实验步骤 第一步 在氮源为14n的培养基上生长的大肠杆菌 其dna分子均为14n dna 在氮源为15n的培养基上生长的大肠杆菌 其dna分子均为15n dna 用某种离心方法分离得到的结果如上图所示 其dna分别分布在轻带和重带上 第二步 将亲代大肠杆菌 含15n 转移到含14n的培养基上繁殖一代 请分析 如果dna位于 带位置 则是全保留复制 如果dna位于 带位置 则是半保留复制 第三步 为了进一步验证第二步的推测结果 将亲代大肠杆菌 含15n 转移到含14n的培养基上再连续繁殖一代 请分析 如果dna位于 带位置 则是全保留复制 如果dna位于 带位置 则是半保留复制 2 有人提出 第一代 的dna用解旋酶处理后再离心 就能直接判断dna的复制方式 如果轻带和重带各占 则一定为半保留复制