高考生物一輪復(fù)習(xí) 第17講 DNA的分子結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)、遺傳信息的傳遞課件 浙科版.ppt

第17講dna的分子結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 遺傳信息的傳遞 一 dna的分子結(jié)構(gòu)1 dna分子的基本單位 2 脫氧核苷酸的分子組成 一分子脫氧核苷酸由一分子磷酸 一分子 一分子含氮堿基組成 脫氧核苷酸 脫氧核糖 3 含氮堿基的種類 有 種 分別是 a g c t 4 腺嘌呤 鳥嘌呤 胞嘧啶 胸腺嘧啶 二 dna分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1 dna分子的立體結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu) 2 主要特點(diǎn) 1 dna分子由 條鏈組成 并按 平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu) 每條鏈上 和 交替連接 排列在外側(cè) 構(gòu)成基本骨架 規(guī)則的雙螺旋 兩 反向 脫氧核糖 磷酸基團(tuán) 堿基排列在內(nèi)側(cè) 2 兩條鏈上的堿基通過 連接形成堿基對 堿基之間連接符合 原則 3 dna中堿基含量符合卡伽夫法則 即 t g 氫鍵 堿基互補(bǔ)配對 a c 三 dna的復(fù)制1 概念 是指產(chǎn)生兩個跟 完全相同的新dna分子的過程 2 發(fā)生時期 有絲分裂 和減數(shù) 親代dna 間期 第一次分裂前的間期 3 過程 1 解旋 需要細(xì)胞提供能量 在解旋酶的作用下 兩條螺旋的雙鏈解開 2 合成子鏈 以母鏈為模板 在 等酶的作用下 以游離的4種 為原料 按照 原則 相鄰核苷酸的脫氧核糖和磷酸基團(tuán)間形成 dna聚合酶 脫氧核苷酸 堿基互補(bǔ)配對 磷酸二酯鍵 從而合成與母鏈互補(bǔ)的子鏈 3 形成子代dna分子 延伸子鏈 母子鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu) 4 特點(diǎn) 復(fù)制方式為 半保留復(fù)制 5 條件 脫氧核苷酸 dna聚合酶 6 意義 使親代的遺傳信息傳遞給子代 從而保持了前后代遺傳信息的 連續(xù)性 思考感悟dna分子復(fù)制還可以發(fā)生在什么場所 若復(fù)制出現(xiàn)差錯 會出現(xiàn)什么結(jié)果 提示 線粒體 葉綠體 基因突變 1 dna的分子組成 2 dna的結(jié)構(gòu) 3 dna分子的結(jié)構(gòu)特性 1 穩(wěn)定性 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)配對的方式不變 2 多樣性 dna分子中堿基對排列順序多種多樣 3 特異性 每種dna有別于其他dna的特定的堿基排列順序 即時應(yīng)用1 人們對遺傳物質(zhì)和基因的認(rèn)識經(jīng)歷了一個發(fā)展的過程 下列關(guān)于遺傳物質(zhì)和基因的敘述正確的是 a 科學(xué)家利用肺炎雙球菌為實驗材料進(jìn)行了活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗 證明dna是遺傳物質(zhì) b 基因的本質(zhì)是一段包含一個完整的遺傳信息單位的有功能的核酸分子片斷c 科學(xué)家根據(jù)同位素示蹤實驗的結(jié)果證實了dna的半保留復(fù)制 生物體通過dna的復(fù)制實現(xiàn)了遺傳信息的表達(dá)d 根據(jù)沃森和克里克構(gòu)建的dna分子模型 每個磷酸基團(tuán)上連接1個脫氧核糖 解析 選b 肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗證明了s型菌中含有轉(zhuǎn)化因子 基因是dna上具有遺傳效應(yīng)的dna片段 科學(xué)家通過放射性同位素標(biāo)記法證明了dna分子的半保留復(fù)制特點(diǎn) 但未證明基因的表達(dá)過程 遺傳信息的表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯過程 dna分子雙螺旋 結(jié)構(gòu)中 兩個游離的磷酸基團(tuán)分別連接1個脫氧核糖 其他磷酸基團(tuán)都連接2個脫氧核糖 2 下圖為dna分子結(jié)構(gòu)示意圖 對該圖的描述正確的是 a 和 相間排列 構(gòu)成了dna分子的基本骨架b 的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸c 當(dāng)dna復(fù)制時 的形成需要連接酶d dna分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息 解析 選d 和 相間排列 構(gòu)成了dna分子的基本骨架 的結(jié)構(gòu)并不是胞嘧啶脫氧核苷酸 是屬于上一個脫氧核苷酸的磷酸 由 和 及下面的磷酸才可以構(gòu)成胞嘧啶脫氧核苷酸 的形成不需要連接酶 1 dna分子中 脫氧核苷酸的數(shù)目 脫氧核糖的數(shù)目 含氮堿基的數(shù)目 磷酸的數(shù)目 2 dna分子中堿基間的關(guān)系 3 dna分子復(fù)制的有關(guān)計算假設(shè)將1個全部被15n標(biāo)記的dna分子 親代 轉(zhuǎn)移到含14n的培養(yǎng)基中培養(yǎng)n代 結(jié)果如下 1 dna分子數(shù) 子代dna分子總數(shù) 2n個 含15n的dna分子數(shù) 2個 含14n的dna分子數(shù) 2n個 只含15n的dna分子數(shù) 0個 只含14n的dna分子數(shù) 2n 2 個 2 脫氧核苷酸鏈數(shù) 子代dna分子中脫氧核苷酸鏈數(shù) 2n 1條 含15n的脫氧核苷酸鏈數(shù) 2條 含14n的脫氧核苷酸鏈數(shù) 2n 1 2 條 3 消耗的脫氧核苷酸數(shù)設(shè)親代dna分子中含有某種脫氧核苷酸m個 則 經(jīng)過n次復(fù)制 共需消耗游離的該種脫氧核苷酸m 2n 1 個 在第n次復(fù)制時 共需消耗游離的該脫氧核苷酸m 2n 1個 即時應(yīng)用3 某雙鏈dna分子含有200個堿基 一條鏈上a t g c 1 2 3 4 則該dna分子 a 含有4個游離的磷酸基b 連續(xù)復(fù)制2次 需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸210個c 4種堿基a t g c 3 3 7 7 d 堿基排列方式共有4100種解析 選c 一個雙鏈dna分子中含有2個游離的磷酸基 由一條鏈上a t g c 1 2 3 4 計算得出一條鏈上100個堿基中a t g c的數(shù)量依次是10 20 30 40 另一條鏈上 a t g c的數(shù)量則依次是20 10 40 30 故該dna中腺嘌呤脫氧核苷酸數(shù)為10 20 30個 連續(xù)復(fù)制2次 需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸數(shù)為 22 1 30 90個 4種堿基的比例是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 可能的堿基排列方式共有4100種 但因堿基數(shù)量比例已確定 故堿基排列方式肯定少于4100種 4 將完全含有15n標(biāo)記的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含有14n的普通培養(yǎng)液中培養(yǎng) 8h后提取dna進(jìn)行分析 得出含15n的dna占總dna的比例為1 16 則大腸桿菌的分裂周期是 a 1 6hb 3 2hc 2hd 4h 解析 選a 設(shè)dna分子共復(fù)制n代 由dna分子的半保留復(fù)制特點(diǎn)應(yīng)有2 2n 1 16 解得n 5 則大腸桿菌分裂周期所需時間為8 5 1 6h 探究dna復(fù)制方式的方法1 實驗方法探究dna復(fù)制的方式 采用的是同位素示蹤技術(shù)和離心處理 根據(jù)試管中dna的分布位置確定復(fù)制方式 2 實驗過程 見下圖 第一步 將大腸桿菌放在含有15n的培養(yǎng)基中生長 獲得實驗用的親代細(xì)菌 使親代的dna雙鏈都標(biāo)記上15n 兩條鏈均為重鏈 提取dna進(jìn)行cscl梯度離心 結(jié)果只有一條重帶 第二步 將雙鏈均被15n標(biāo)記的親代dna放在含14n的培養(yǎng)基中生長 讓其再繁殖一代 取子代的dna進(jìn)行cscl梯度離心 實驗結(jié)果顯示離心管中出現(xiàn)一條中帶 一條鏈含15n 另一條鏈含14n 第三步 將第二步所得到的大腸桿菌放入含14n的培養(yǎng)基中培養(yǎng) 得到子二代 然后提取dna進(jìn)行cscl梯度離心 實驗的結(jié)果是離心管中有2條帶 即一條輕帶 兩條鏈都含14n 另一條為中帶 3 實驗預(yù)期 離心后應(yīng)出現(xiàn)3條dna帶 如上圖 1 重帶 密度最大 15n標(biāo)記的親代雙鏈dna 15n 15n 2 中帶 密度居中 一條鏈為15n 另一條鏈為14n標(biāo)記的子代雙鏈dna 15n 14n 3 輕帶 密度最小 兩條鏈都為14n標(biāo)記的子代雙鏈dna 14n 14n 4 實驗結(jié)果 與預(yù)期的相符 如上圖 1 立即取出提取dna 離心 全部重帶 15n 15n 2 繁殖一代后取出提取dna 離心 全部中帶 14n 15n 3 繁殖兩代后取出提取dna 離心 1 2輕帶 1 2中帶 實驗結(jié)論 dna的復(fù)制是以半保留方式進(jìn)行的 dna的復(fù)制方式 可以通過設(shè)想來進(jìn)行預(yù)測 可能的情況是全保留復(fù)制 半保留復(fù)制 分散 彌散 復(fù)制三種 究竟是哪種復(fù)制方式呢 下面設(shè)計實驗來證明dna的復(fù)制方式 實驗步驟 a 在氮源為14n的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌 其dna分子均為14n dna 對照 b 在氮源為15n的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌 其dna分子均為15n dna 親代 c 將親代15n大腸桿菌轉(zhuǎn)移到氮源為含14n的培養(yǎng)基中 再連續(xù)繁殖兩代 和 用密度梯度離心法分離 不同分子量的dna分子將分布在試管中的不同位置上 實驗預(yù)測 1 如果與對照 14n 14n 相比 子代 能分辨出兩條dna帶 一條 帶和一條 帶 則可以排除 2 如果子代 只有一條中密度帶 則可以排除 但不能肯定是 3 如果子代 只有一條中密度帶 再繼續(xù)做子代 dna密度鑒定 若子代 可以分出 和 則可以排除分散復(fù)制 同時肯定半保留復(fù)制 如果子代 不能分出 密度兩條帶 則排除 同時確定為 解析 從題目中的圖示可知 深色為親代dna的脫氧核苷酸鏈 母鏈 淺色為新形成的子代dna的脫氧核苷酸鏈 子鏈 因此全保留復(fù)制后得到的兩個dna分子 一個是原來的兩條母鏈重新形成的親代dna分子 一個是兩條子鏈形成的子代dna分子 半保留復(fù)制后得到的每個子代dna分子的一條鏈為母鏈 一條鏈為子鏈 分散復(fù)制后得到的每個子代dna分子的單鏈都是由母鏈片段和子鏈片段間隔連接而成的 答案 1 輕 14n 14n 重 15n 15n 半保留復(fù)制和分散復(fù)制 2 全保留復(fù)制半保留復(fù)制或分散復(fù)制 3 一條中密度帶一條輕密度帶中 輕半保留復(fù)制分散復(fù)制 幾種酶的作用部位易于混淆如圖為dna分子的某一片段 其中 分別表示某種酶的作用部位 則相應(yīng)的酶依次是 a dna連接酶 限制酶 解旋酶b 限制酶 解旋酶 dna連接酶c 解旋酶 限制酶 dna連接酶d 限制酶 dna連接酶 解旋酶 解析 作用于氫鍵 為解旋酶 作用于磷酸二酯鍵 由圖知 作用于切割時 作用于縫合時 故 為限制酶 為dna連接酶 答案 c 糾錯筆記易混淆的幾種酶 對dna復(fù)制過程不清晰將大腸桿菌置于含15n的培養(yǎng)基中培養(yǎng) 這樣 后代大腸桿菌細(xì)胞中的dna雙鏈均被15n標(biāo)記 然后將被15n標(biāo)記的大腸桿菌作為親代轉(zhuǎn)到普通培養(yǎng)基中 繁殖兩代 親代 第一代 第二代大腸桿菌dna的狀況如圖所示 1 如果將第二代大腸桿菌的dna分子總量作為整體1 其中 帶有15n的第二代大腸桿菌dna分子約占總量的 如果將第二代大腸桿菌的dna含量 dna單鏈總量 作為整體1 其中第二代大腸桿菌的dna中被15n標(biāo)記的dna含量 脫氧核苷酸單鏈 約占總量的 2 若dna在復(fù)制過程中 一條鏈上的堿基發(fā)生改變 由a t 該dna分子經(jīng)3次復(fù)制后所產(chǎn)生的異常dna分子所占的比例為 常見錯誤 第 1 問易誤答為25和50 第 2 問易誤答為25 錯因分析 第