《高三生物基礎(chǔ)復習 第三單元 DNA分子的結(jié)構(gòu)、復制和與基因的關(guān)系課件 新人教版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高三生物基礎(chǔ)復習 第三單元 DNA分子的結(jié)構(gòu)、復制和與基因的關(guān)系課件 新人教版必修2（58頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022-4-192022-4-19第第1919講講 考點整合考點整合脫氧核苷酸脫氧核苷酸 五碳糖五碳糖( (脫氧核糖脫氧核糖) ) 含氮堿基含氮堿基 2022-4-19雙螺旋結(jié)構(gòu)模型雙螺旋結(jié)構(gòu)模型 2022-4-19氫鍵形成堿基對氫鍵形成堿基對 具有穩(wěn)定的直徑具有穩(wěn)定的直徑 A A、T T、G G、C C 2022-4-19反向平行反向平行 堿基堿基 2022-4-19大腸桿菌大腸桿菌 同位素示蹤法同位素示蹤法 半保留復制半保留復制 2022-4-19堿基互補配對堿基互補配對 雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu) 間期間期 減數(shù)分裂第一次分裂減數(shù)分裂第一次分裂 兩條母鏈兩條母鏈 ATP ATP 解旋酶解旋酶
2、 2022-4-19邊解旋邊復制邊解旋邊復制 雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu) 堿基互補配對原則堿基互補配對原則2022-4-19遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng) 遺傳信息遺傳信息 特定的排列特定的排列 DNA DNA 2022-4-19 探究點一探究點一DNA分子的結(jié)構(gòu)分子的結(jié)構(gòu)第第1919講講 要點探究要點探究1 1DNADNA分子的化學組成分子的化學組成(1)(1)組成元素：組成元素：C C、H H、O O、N N、P P(2)(2)基本組成單位：脫氧核苷酸。每個脫氧核苷酸分子均含一分子磷酸、一分子基本組成單位：脫氧核苷酸。每個脫氧核苷酸分子均含一分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子含氮堿基。不同的脫氧核苷酸分子只有含
3、氮堿基不同，含氮堿基的脫氧核糖和一分子含氮堿基。不同的脫氧核苷酸分子只有含氮堿基不同，含氮堿基的種類是四種：種類是四種：A(A(腺嘌呤腺嘌呤) )、G(G(鳥嘌呤鳥嘌呤) )、C(C(胞嘧啶胞嘧啶) )、T(T(胸腺嘧啶胸腺嘧啶) )；據(jù)此脫氧核苷酸分；據(jù)此脫氧核苷酸分為腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸為腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸四種。脫氧核苷酸結(jié)構(gòu)如圖：四種。脫氧核苷酸結(jié)構(gòu)如圖：2022-4-19(3)DNA(3)DNA分子是由許多個脫氧核苷酸通過聚合方式相互連接分子是由許多個脫氧核苷酸通過聚合方式相互連接
4、形成脫氧核苷酸長鏈形成脫氧核苷酸長鏈( (脫氧核苷酸之間通過形成磷酸二酯鍵連脫氧核苷酸之間通過形成磷酸二酯鍵連接接) )，每個，每個DNADNA分子含兩條脫氧核苷酸長鏈。分子含兩條脫氧核苷酸長鏈。2022-4-192 2DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型雙螺旋結(jié)構(gòu)模型( (見圖見圖19193)3)19531953年，美國生物學家沃森和英國物理學家克里克提出年，美國生物學家沃森和英國物理學家克里克提出DNADNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)學分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)學說，其主要內(nèi)容是：說，其主要內(nèi)容是：(1)DNA(1)DNA分子是由兩條鏈組成的。這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。分子是由兩條鏈組成的。這兩條鏈按反向
5、平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。2022-4-19(2)DNA(2)DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接。排列在外側(cè)，構(gòu)分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接。排列在外側(cè)，構(gòu)成骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。成骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。(3)(3)兩條長鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，按堿基互補兩條長鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，按堿基互補配對原則形成堿基對，即配對原則形成堿基對，即A A與與T T配對，配對，G G與與C C配對。配對。3 3堿基互補配對原則堿基互補配對原則2022-4-192022-4-192022-4-194 4DNADNA分子的結(jié)構(gòu)特點分子的結(jié)構(gòu)特點(1)(1)穩(wěn)定性：穩(wěn)定性：DNADNA分子的
6、穩(wěn)定型主要表現(xiàn)在兩個方面，一是分子的穩(wěn)定型主要表現(xiàn)在兩個方面，一是基本骨架基本骨架( (外側(cè)的磷酸和脫氧核糖相間排列外側(cè)的磷酸和脫氧核糖相間排列) )比較穩(wěn)定；二是內(nèi)比較穩(wěn)定；二是內(nèi)側(cè)的堿基對通過氫鍵連接；側(cè)的堿基對通過氫鍵連接；(2)(2)多樣性：多樣性：DNADNA分子的多樣性是由堿基對的排列順序的多分子的多樣性是由堿基對的排列順序的多樣性決定的；樣性決定的；n n個堿基對可以構(gòu)成個堿基對可以構(gòu)成4n4n種種DNADNA分子。分子。2022-4-19(3)(3)特異性：特異性：DNADNA分子的特異性是指每一個特定的分子的特異性是指每一個特定的DNADNA分子都分子都有自己特定的堿基對排列
7、順序，控制特定性狀的有自己特定的堿基對排列順序，控制特定性狀的DNADNA分子中堿基分子中堿基排列順序是穩(wěn)定不變的。如控制合成唾液淀粉酶的基因中，不論排列順序是穩(wěn)定不變的。如控制合成唾液淀粉酶的基因中，不論是哪個人，這段是哪個人，這段DNADNA分子中堿基排列順序是穩(wěn)定不變的。分子中堿基排列順序是穩(wěn)定不變的。 說明說明 (1)(1)從堿基對比例的角度看，決定從堿基對比例的角度看，決定DNADNA分子特異性的是分子特異性的是A AT/GT/GC C。(2)AT(2)AT間有兩個氫鍵，間有兩個氫鍵，GCGC間有三個氫鍵，所以間有三個氫鍵，所以GCGC的比的比例越高，例越高，DNADNA分子越穩(wěn)定。
8、分子越穩(wěn)定。2022-4-19(3)(3)核苷酸形成核苷酸形成DNADNA或者或者RNARNA時要脫去水分子，時要脫去水分子，n n個核苷酸形成個核苷酸形成DNADNA雙鏈時脫去雙鏈時脫去(n(n2)2)個水，在形成單鏈個水，在形成單鏈RNARNA時，脫去時，脫去(n(n1)1)個水。個水。(4)DNA(4)DNA分子多樣性和差異性主要表現(xiàn)在堿基的排列順序千變分子多樣性和差異性主要表現(xiàn)在堿基的排列順序千變?nèi)f化上，而不是核苷酸和堿基的種類。若一萬化上，而不是核苷酸和堿基的種類。若一DNADNA分子由分子由n n個堿基對個堿基對構(gòu)成，則可代表的遺傳信息有構(gòu)成，則可代表的遺傳信息有4n4n種種( (
9、注：注：n n是堿基對的數(shù)量是堿基對的數(shù)量) )。2022-4-19例例1 1【20102010長沙模擬長沙模擬】圖圖19194 4是四位同學制作的是四位同學制作的DNADNA分分子結(jié)構(gòu)模型，其中正確的是子結(jié)構(gòu)模型，其中正確的是( () ) B B 2022-4-19 解析解析 構(gòu)成構(gòu)成DNADNA分子的基本結(jié)構(gòu)單位是脫氧核苷酸，每分子的基本結(jié)構(gòu)單位是脫氧核苷酸，每分子的脫氧核苷酸由一分子磷酸、一分子的脫氧核糖和一分分子的脫氧核苷酸由一分子磷酸、一分子的脫氧核糖和一分子的含氮堿基組成，磷酸是連接在脫氧核糖的第五位碳原子子的含氮堿基組成，磷酸是連接在脫氧核糖的第五位碳原子上，堿基是連接在第一位碳
10、原子上，上，堿基是連接在第一位碳原子上，D D錯。脫氧核苷酸之間是錯。脫氧核苷酸之間是通過磷酸二酯鍵相聯(lián)系的，一個分子的脫氧核苷酸的磷酸基通過磷酸二酯鍵相聯(lián)系的，一個分子的脫氧核苷酸的磷酸基與另一個脫氧核苷酸分子的脫氧核糖與另一個脫氧核苷酸分子的脫氧核糖( (第三個碳原子上基團第三個碳原子上基團) )形成磷酸二酯鍵，形成磷酸二酯鍵，A A、C C錯。錯。2022-4-19點評點評 本題要求學生掌握本題要求學生掌握DNA分子中磷酸和脫氧核糖的分子中磷酸和脫氧核糖的連接方式，幫助學生理解連接方式，幫助學生理解DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。下面的變式雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。下面的變式題主要考查題主要考查DNA、基因
11、、染色體之間的關(guān)系。、基因、染色體之間的關(guān)系。2022-4-19變式題下列有關(guān)染色體、變式題下列有關(guān)染色體、DNADNA、基因、脫氧核苷酸的說法，、基因、脫氧核苷酸的說法，不正確的是不正確的是( () ) A A在在DNADNA分子結(jié)構(gòu)中，與脫氧核糖直接相連的一般是一個磷分子結(jié)構(gòu)中，與脫氧核糖直接相連的一般是一個磷酸基和一個堿基酸基和一個堿基B B基因是具有遺傳效應(yīng)的基因是具有遺傳效應(yīng)的DNADNA片段，一個片段，一個DNADNA分子上可含有分子上可含有成百上千個基因成百上千個基因C C一個基因含有許多個脫氧核苷酸，基因的特異性是由脫一個基因含有許多個脫氧核苷酸，基因的特異性是由脫氧核苷酸的排
12、列順序決定的氧核苷酸的排列順序決定的D D染色體是染色體是DNADNA的主要載體，一條染色體上含有的主要載體，一條染色體上含有1 1個或個或2 2個個DNADNA分子分子 A A 2022-4-19解析解析 在單獨存在的脫氧核苷酸中，與脫氧核糖直接相在單獨存在的脫氧核苷酸中，與脫氧核糖直接相連的一個磷酸基和一個堿基，但是在連的一個磷酸基和一個堿基，但是在DNA分子中與脫氧核糖分子中與脫氧核糖相連的是一個堿基和兩個磷酸基，所以相連的是一個堿基和兩個磷酸基，所以A錯。錯。2022-4-19 探究點二有關(guān)探究點二有關(guān)DNA分子的復制和計算分子的復制和計算 1 1DNADNA分子復制的概念分子復制的概
13、念DNADNA分子復制指的是以親代分子復制指的是以親代DNADNA分子為模板來合成子代分子為模板來合成子代DNADNA的的過程。過程。DNADNA分子的復制實質(zhì)上是遺傳信息的復制。分子的復制實質(zhì)上是遺傳信息的復制。2 2DNADNA復制的時間、場所復制的時間、場所(1)(1)細胞核中的細胞核中的DNADNA復制復制細胞核中細胞核中DNADNA復制的場所都是在細胞核中，無絲分裂中復制的場所都是在細胞核中，無絲分裂中DNADNA分分子復制發(fā)生在無絲分裂之前；有絲分裂中子復制發(fā)生在無絲分裂之前；有絲分裂中DNADNA復制的時間是有絲復制的時間是有絲分裂間期；減數(shù)分裂中分裂間期；減數(shù)分裂中DNADNA
14、的復制時間是減數(shù)第一次分裂前的間的復制時間是減數(shù)第一次分裂前的間期。期。2022-4-19(2)(2)細胞質(zhì)中的細胞質(zhì)中的DNADNA復制復制細胞質(zhì)中的細胞質(zhì)中的DNADNA復制主要指線粒體和葉綠體中的復制主要指線粒體和葉綠體中的DNADNA分子復制，分子復制，這些這些DNADNA分子復制的時間不固定。分子復制的時間不固定。(3)(3)原核生物：主要在擬核；病毒：在活的宿主細胞內(nèi)。原核生物：主要在擬核；病毒：在活的宿主細胞內(nèi)。3 3DNADNA復制的過程：邊解旋邊復制復制的過程：邊解旋邊復制( (圖圖19195)5)2022-4-192022-4-19(1)(1)解旋提供準確模板：親代解旋提供
15、準確模板：親代DNADNA在解旋酶的作用下，把兩條螺旋的雙鏈在解旋酶的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開，形成兩條母鏈解開，形成兩條母鏈( (模板鏈模板鏈) )。解旋是使兩條鏈之間的氫鍵斷裂，需。解旋是使兩條鏈之間的氫鍵斷裂，需ATPATP提供提供能量。能量。(2)(2)合成互補子鏈：以解開的兩條母鏈為模板，以周圍環(huán)境中游離的脫合成互補子鏈：以解開的兩條母鏈為模板，以周圍環(huán)境中游離的脫氧核苷酸為原料，在氧核苷酸為原料，在DNADNA聚合酶的作用下，按照堿基互補配對原則，合成與母聚合酶的作用下，按照堿基互補配對原則，合成與母鏈互補的兩條子鏈。鏈互補的兩條子鏈。(3)(3)子母鏈結(jié)合形成新子母鏈結(jié)合形成
16、新DNADNA分子：在分子：在DNADNA聚合酶的作用下，隨著解旋過程聚合酶的作用下，隨著解旋過程的進行，新合成的子鏈不斷地延伸，同時每條子鏈與其對應(yīng)的母鏈互相盤繞成的進行，新合成的子鏈不斷地延伸，同時每條子鏈與其對應(yīng)的母鏈互相盤繞成雙螺旋，解旋完即復制完，形成新的雙螺旋，解旋完即復制完，形成新的DNADNA分子，這樣一個分子，這樣一個DNADNA分子就形成了兩個分子就形成了兩個完全相同的完全相同的DNADNA分子。分子。2022-4-194 4DNADNA分子復制的基本條件：分子復制的基本條件：(1)(1)模板：解旋后的模板：解旋后的DNADNA分子的兩條單鏈；分子的兩條單鏈；(2)(2)原
17、料：周圍游離的脫氧核苷酸；原料：周圍游離的脫氧核苷酸；(3)(3)能量：能量：ATPATP水解提供水解提供(4)(4)酶：指一個完整的酶系統(tǒng)，包括很多種酶，如酶：指一個完整的酶系統(tǒng)，包括很多種酶，如DNADNA解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶等。等。除了以上的條件外，還需相對穩(wěn)定的細胞內(nèi)部條件以保證酶的活性，如：除了以上的條件外，還需相對穩(wěn)定的細胞內(nèi)部條件以保證酶的活性，如：一定的溫度、一定的溫度、pHpH等。等。5 5DNADNA復制的特點：復制的特點：(1)(1)邊解旋邊復制；邊解旋邊復制；2022-4-19(2)(2)半保留復制：即在子代雙鏈中，有一條是親代原有的鏈，另一半保留復
18、制：即在子代雙鏈中，有一條是親代原有的鏈，另一條條( (子鏈子鏈) )則是新合成的，保留了親代則是新合成的，保留了親代DNADNA分子的一半分子的一半( (其中一條鏈其中一條鏈) )。6 6DNADNA復制結(jié)果：一個親代復制結(jié)果：一個親代DNADNA分子形成了兩個完全相同的子代分子形成了兩個完全相同的子代DNADNA分子。分子。7 7DNADNA復制的意義：復制的意義：DNADNA分子通過復制，使遺傳信息從親代傳給子代，保持了遺傳信息分子通過復制，使遺傳信息從親代傳給子代，保持了遺傳信息的連續(xù)性。的連續(xù)性。8 8DNADNA分子復制的準確性取決于：分子復制的準確性取決于：(1)DNA(1)DN
19、A獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復制提供了精確的模板；獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復制提供了精確的模板；2022-4-19(2)(2)嚴格按照堿基互補配對原則，因此能確保復制精確的完成。嚴格按照堿基互補配對原則，因此能確保復制精確的完成。9 9與與DNADNA分子復制相關(guān)的計算：分子復制相關(guān)的計算：(1)DNA(1)DNA分子連續(xù)復制分子連續(xù)復制n n次，可以形成次，可以形成2n2n個子代個子代DNADNA分子，且含有親代的分子，且含有親代的DNADNA單鏈的子代單鏈的子代DNADNA分子數(shù)是分子數(shù)是2 2個，占所有個，占所有子代子代DNADNA分子的比例為分子的比例為2/2n2/2n；不含親代；不含親代DNA
20、DNA單鏈的子代單鏈的子代DNADNA數(shù)是數(shù)是2n2n2 2個。個。(2)(2)若若DNADNA分子中含某種堿基分子中含某種堿基a a個時，則：個時，則：復制復制n n次，需要從環(huán)境中獲得合成次，需要從環(huán)境中獲得合成DNADNA的原料，即含該種堿基的的原料，即含該種堿基的脫氧核苷酸脫氧核苷酸( (或堿基或堿基) )的數(shù)目為的數(shù)目為a a(2n(2n1)1)；注意原來的親代；注意原來的親代DNADNA分子是分子是作為模板，不需要合成。作為模板，不需要合成。2022-4-19第第n n次復制時，需要從環(huán)境中獲得合成次復制時，需要從環(huán)境中獲得合成DNADNA的原料，的原料， 含該種堿基含該種堿基的脫
21、氧核苷酸的脫氧核苷酸( (或堿基或堿基) )的數(shù)目為的數(shù)目為a a2n2n1 1。注意第。注意第n n次復制時，模板次復制時，模板DNADNA分分子有子有2n2n1 1個，所以需要新合成的個，所以需要新合成的DNADNA分子數(shù)是分子數(shù)是2n2n2n2n1 12n2n1 1。 說明說明 注意注意DNADNA分子復制與噬菌體侵染細菌實驗的聯(lián)系。例如用分子復制與噬菌體侵染細菌實驗的聯(lián)系。例如用3H3H標記的噬菌體標記的噬菌體n n個，侵染大腸桿菌，在普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間后，統(tǒng)個，侵染大腸桿菌，在普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間后，統(tǒng)計得知培養(yǎng)基中共有噬菌體后代計得知培養(yǎng)基中共有噬菌體后代m m個，則此時
22、培養(yǎng)基中含被標記的噬菌體個，則此時培養(yǎng)基中含被標記的噬菌體比為比為2n/m2n/m。2022-4-19例例2 2圖圖19196 6為真核生物染色體上為真核生物染色體上DNADNA分子復制過程示意圖，分子復制過程示意圖，有關(guān)敘述錯誤的是有關(guān)敘述錯誤的是( () )A A圖中圖中DNADNA分子復制是從多個起點同時開始的分子復制是從多個起點同時開始的B B圖中圖中DNADNA分子復制是邊解旋邊雙向復制的分子復制是邊解旋邊雙向復制的C C真核生物真核生物DNADNA分子復制過程需要解旋酶分子復制過程需要解旋酶D D真核生物的這種復制方式提高了復制速率真核生物的這種復制方式提高了復制速率A 2022-
23、4-19解析解析 本題通過信息考查與本題通過信息考查與DNA復制相關(guān)知識。從圖中能看出各子鏈長短不同，復制相關(guān)知識。從圖中能看出各子鏈長短不同，復制并不同時開始，所以復制并不同時開始，所以A不對。圖中不對。圖中DNA分子復制是邊解旋邊雙向復制的，真核生物分子復制是邊解旋邊雙向復制的，真核生物DNA分子復制過程需要解旋酶，分子復制過程需要解旋酶，DNA聚合酶等參與。這種半保留復制的模式不僅保持聚合酶等參與。這種半保留復制的模式不僅保持前后代的穩(wěn)定性，每次復制都可產(chǎn)生兩個前后代的穩(wěn)定性，每次復制都可產(chǎn)生兩個DNA分子，提高了效率。分子，提高了效率。點評點評 本題通過圖像信息考查學生對本題通過圖像信
24、息考查學生對DNA復制的理解，幫助學生理解復制的理解，幫助學生理解DNA復制過復制過程及特點，而下面的變式題主要從與程及特點，而下面的變式題主要從與DNA分子復制相關(guān)的計算方面設(shè)題。分子復制相關(guān)的計算方面設(shè)題。2022-4-19變式題變式題【20112011宣漢模擬宣漢模擬】用用15N15N標記含有標記含有100100個堿基對個堿基對的的DNADNA分子，其中有胞嘧啶分子，其中有胞嘧啶6060個，該個，該DNADNA分子在分子在14N14N的培養(yǎng)基中連的培養(yǎng)基中連續(xù)復制四次。其結(jié)果不可能是續(xù)復制四次。其結(jié)果不可能是( () )A A含有含有15N15N的的DNADNA分子占分子占1/81/8B
25、 B含有含有14N14N的的DNADNA分子占分子占7/87/8C C復制過程中需游離的腺嘌呤脫氧核苷酸復制過程中需游離的腺嘌呤脫氧核苷酸600600個個D D復制結(jié)果共產(chǎn)生復制結(jié)果共產(chǎn)生1616個個DNADNA分子分子B 2022-4-19解析解析 由于由于DNA的復制是半保留復制，經(jīng)過四次復制形成的復制是半保留復制，經(jīng)過四次復制形成16個個DNA分子，有分子，有2個個DNA分子中一條鏈含有分子中一條鏈含有15N，另一條鏈含有，另一條鏈含有14N，其余，其余14個個DNA分子兩條鏈全部含有分子兩條鏈全部含有14N，該，該DNA分子中含分子中含有胞嘧啶有胞嘧啶60個，由此計算出含有鳥嘌呤個，由
26、此計算出含有鳥嘌呤60個，腺嘌呤和胸腺嘧啶個，腺嘌呤和胸腺嘧啶各有各有40個，復制四次需要腺嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)量為個，復制四次需要腺嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)量為40(241)600個，選項中個，選項中A、C、D正確，正確，B錯誤。錯誤。2022-4-19 探究點探究點三三DNA半保留復制的特點及其應(yīng)用半保留復制的特點及其應(yīng)用1 1對對DNADNA分子復制的推測分子復制的推測 沃森和克里克發(fā)表了沃森和克里克發(fā)表了DNADNA雙螺旋模型之后不久，于同年又緊雙螺旋模型之后不久，于同年又緊接著發(fā)表了接著發(fā)表了DNADNA半保留復制的假說：半保留復制的假說：DNADNA分子復制時，分子復制時，DNADNA分子
27、的分子的雙螺旋將解開，互補的堿基之間的氫鍵斷裂，解開的兩條單鏈作雙螺旋將解開，互補的堿基之間的氫鍵斷裂，解開的兩條單鏈作為復制的模板，游離的脫氧核苷酸依據(jù)堿基互補配對原則，通過為復制的模板，游離的脫氧核苷酸依據(jù)堿基互補配對原則，通過形成氫鍵，結(jié)合到作為模板的單鏈上。由于新合成的每個形成氫鍵，結(jié)合到作為模板的單鏈上。由于新合成的每個DNADNA分分子中，都保留了原來子中，都保留了原來DNADNA分子中的一條鏈，因此，這種復制方式分子中的一條鏈，因此，這種復制方式被稱做半保留復制。被稱做半保留復制。2 2DNADNA半保留復制的實驗證據(jù)半保留復制的實驗證據(jù)2022-4-1919581958年梅賽爾
28、年梅賽爾(Meselson(Meselson) )和斯特爾和斯特爾(Stahl)(Stahl)的實驗的實驗首次有力地支持了半保留復制方式。他們先將大腸桿菌放在首次有力地支持了半保留復制方式。他們先將大腸桿菌放在15NH4C115NH4C1培養(yǎng)基中生長，使幾乎所有的培養(yǎng)基中生長，使幾乎所有的DNADNA都被都被15N15N標記后，再將標記后，再將細菌移到只含有細菌移到只含有14NH4Cl14NH4Cl的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。隨后，離心。由于的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。隨后，離心。由于14N14NDNADNA分子密度較輕，停留在離管口這較近的位置；分子密度較輕，停留在離管口這較近的位置；15N15NDNADNA密密度
29、較大停留在較低的位置上。當含有度較大停留在較低的位置上。當含有15N15NDNADNA的細胞在的細胞在14NH4Cl14NH4Cl培養(yǎng)液中培養(yǎng)一代后，只有一條區(qū)帶介于培養(yǎng)液中培養(yǎng)一代后，只有一條區(qū)帶介于14N14NDNADNA與與15N15NDNADNA之之間，這時在間，這時在15N15NDNADNA區(qū)已沒有區(qū)帶，說明這時的區(qū)已沒有區(qū)帶，說明這時的DNADNA一條鏈來自一條鏈來自15N15NDNADNA，另一條鏈為新合成的含有，另一條鏈為新合成的含有14N14N的新鏈。的新鏈。2022-4-19培養(yǎng)兩代后則在培養(yǎng)兩代后則在14N14NDNADNA區(qū)又出現(xiàn)一條帶。在區(qū)又出現(xiàn)一條帶。在14NH4C
30、114NH4C1中培養(yǎng)的中培養(yǎng)的時間愈久，時間愈久，14N14NDNADNA區(qū)帶愈強，而區(qū)帶愈強，而14N14N15N15NDNADNA區(qū)帶逐漸減弱，區(qū)帶逐漸減弱，但始終未出現(xiàn)其他新的區(qū)帶。按照半保留復制方式培養(yǎng)兩代，只但始終未出現(xiàn)其他新的區(qū)帶。按照半保留復制方式培養(yǎng)兩代，只能出現(xiàn)能出現(xiàn)14N14N15N15NDNADNA兩種分子，而且隨著代數(shù)的增加兩種分子，而且隨著代數(shù)的增加14N14NDNADNA逐漸增加。梅塞爾和斯特爾的實驗完全證實了半保留復制的設(shè)想。逐漸增加。梅塞爾和斯特爾的實驗完全證實了半保留復制的設(shè)想。 過程和離心結(jié)果如圖過程和離心結(jié)果如圖19197 7所示：所示：2022-4-1
31、92022-4-19例例3 3【20102010新田模擬新田模擬】某校一個生物活動小組要進行研究某校一個生物活動小組要進行研究性學習。對生物學史上的經(jīng)典實驗進行驗證，也是研究性學習的性學習。對生物學史上的經(jīng)典實驗進行驗證，也是研究性學習的內(nèi)容之一。這個小組借助某大學的實驗設(shè)備，對有關(guān)內(nèi)容之一。這個小組借助某大學的實驗設(shè)備，對有關(guān)DNADNA復制的方復制的方式進行探索，有人認為式進行探索，有人認為DNADNA是全保留復制，也有人認為是全保留復制，也有人認為DNADNA是半保是半保留復制。為了證明這兩種假設(shè)，這個小組設(shè)計了下列實驗程序，留復制。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
32、實驗并對結(jié)果進行預測。請完成實驗并對結(jié)果進行預測。(1)(1)實驗步驟：第一步：在氮源為實驗步驟：第一步：在氮源為14N14N的培養(yǎng)基上生長的大腸的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其桿菌，其DNADNA分子均為分子均為14NDNA14NDNA；在氮源為；在氮源為15N15N的培養(yǎng)基上生長的的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其大腸桿菌，其DNADNA分子均為分子均為15NDNA15NDNA。用某種離心方法分離得到的。用某種離心方法分離得到的結(jié)果如圖結(jié)果如圖19198 8所示，其所示，其DNADNA分別分布在輕帶和重帶上。分別分布在輕帶和重帶上。2022-4-192022-4-19第二步：將子一代第二步：將子一代
33、()DNA()DNA分子放在含分子放在含14N14N的培養(yǎng)基上繁殖的培養(yǎng)基上繁殖一代一代()()，請分析：，請分析：如果如果DNADNA位于位于_帶位置，則是全保留復制；如帶位置，則是全保留復制；如果果DNADNA位于位于_帶位置，則是半保留復制。帶位置，則是半保留復制。第三步：為了進一步驗證第二步的推測結(jié)果，將子一代第三步：為了進一步驗證第二步的推測結(jié)果，將子一代()DNA()DNA分子放在含分子放在含14N14N的培養(yǎng)基上再連續(xù)繁殖一代的培養(yǎng)基上再連續(xù)繁殖一代()()，請分，請分析：析：如果如果DNADNA位于位于_帶位置，則是全保留復制；如帶位置，則是全保留復制；如果果DNADNA位于位
34、于_帶位置，則是半保留復制。帶位置，則是半保留復制。1/21/2重和重和1/21/2輕輕 全中全中 1/41/4重和重和3/43/4輕輕 1/21/2中和中和1/21/2輕輕 2022-4-19(2)(2)有人提出：第一代有人提出：第一代()()的的DNADNA用解旋酶處理后再離心，用解旋酶處理后再離心，就能直接判斷就能直接判斷DNADNA的復制方式，如果輕帶和重帶各占的復制方式，如果輕帶和重帶各占 1/21/2，則一，則一定為半保留復制。定為半保留復制。你認為這種說法是否正確。你認為這種說法是否正確。_。原因是。原因是_。不正確不正確 無論半保留復制還是全保留復制，解旋后的無論半保留復制還是
35、全保留復制，解旋后的DNADNA單鏈的情況單鏈的情況是一致的，無法區(qū)分是一致的，無法區(qū)分2022-4-19 解析解析 如果如果DNADNA的復制方式為全保留復制，則一個親代的復制方式為全保留復制，則一個親代15N15N15N15N的的DNADNA分子，其子代兩個分子，其子代兩個DNADNA分子是：一個分子是：一個15N15N15N15N，一個，一個14N14N14N14N，在離心管中，在離心管中分布的位置是一半在輕帶、一半在重帶；如果分布的位置是一半在輕帶、一半在重帶；如果DNADNA的復制方式為半保留復制，的復制方式為半保留復制，則一個親代則一個親代15N15N15N15N的的DNADNA分
36、子，其子代兩個分子，其子代兩個DNADNA分子都是分子都是15N15N14N14N，在離心，在離心管中分布的位置全部在中帶。管中分布的位置全部在中帶。2022-4-19點評點評 加強學生對經(jīng)典實驗和加強學生對經(jīng)典實驗和DNA半保留復制的過程的理解，半保留復制的過程的理解，要求學生掌握基本的實驗推理能力，從而加深對要求學生掌握基本的實驗推理能力，從而加深對DNA半保留復制半保留復制特點的理解。下面的變式題主要從特點的理解。下面的變式題主要從DNA分子半保留復制與細胞分分子半保留復制與細胞分裂的關(guān)系設(shè)題。裂的關(guān)系設(shè)題。2022-4-19變式題變式題【20102010廣東質(zhì)檢廣東質(zhì)檢】如果將含有一對
37、同源染色體的如果將含有一對同源染色體的精原細胞的精原細胞的DNADNA分子用分子用15N15N標記，并供給標記，并供給14N14N原料。那么，該細胞原料。那么，該細胞進行減數(shù)分裂產(chǎn)生的進行減數(shù)分裂產(chǎn)生的4 4個精子中，含個精子中，含15N15N標記的精子所占的比例為標記的精子所占的比例為( () )A A25% B25% B50%50%C C75% D75% D100%100%D 2022-4-19解析解析 在一次減數(shù)分裂過程中，在一次減數(shù)分裂過程中，DNA 復制復制1次，根據(jù)次，根據(jù)DNA半半保留復制的特點，每個新的保留復制的特點，每個新的DNA分子都有分子都有1條鏈含條鏈含15N標記，故標
38、記，故含含15N標記的精子所占的比例為標記的精子所占的比例為100% 。2022-4-19 探究點探究點四四DNA與基因的關(guān)系與基因的關(guān)系關(guān)系關(guān)系內(nèi)容內(nèi)容基因與脫氧核苷基因與脫氧核苷酸酸基因的基本組成單位是脫氧核苷酸，每個基因含有成百上千個基因的基本組成單位是脫氧核苷酸，每個基因含有成百上千個脫氧核苷酸。基因中脫氧核苷酸的排列順序稱為遺傳信息脫氧核苷酸?；蛑忻撗鹾塑账岬呐帕许樞蚍Q為遺傳信息基因與基因與DNADNA基因是有遺傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNADNA片段，每個片段，每個DNADNA分子上有很多個基因分子上有很多個基因基因與染色體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
39、要載體，基因基因在染色體上呈線性排列，染色體是基因的主要載體，基因還存在于葉綠體和線粒體中還存在于葉綠體和線粒體中基因與生物性狀基因與生物性狀基因不僅可以通過復制把遺傳信息傳遞給下一代，還可使遺傳基因不僅可以通過復制把遺傳信息傳遞給下一代，還可使遺傳信息以一定的方式反映到蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)上來，從而使后代表信息以一定的方式反映到蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)上來，從而使后代表現(xiàn)出與親代相似的性狀。遺傳學上把該過程叫做基因的表達現(xiàn)出與親代相似的性狀。遺傳學上把該過程叫做基因的表達2022-4-191.1.基因是有遺傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNADNA片段片段其基本單位也是脫氧核苷酸，且脫氧核苷酸的排列順序決定
40、其基本單位也是脫氧核苷酸，且脫氧核苷酸的排列順序決定了基因的多樣性和特異性。了基因的多樣性和特異性。2 2染色體、染色體、DNADNA、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系2022-4-192022-4-19 說明說明 真核細胞中的線粒體、葉綠體上也有基因。真核細胞中的線粒體、葉綠體上也有基因。原核細胞中原核細胞中DNADNA是裸露的，沒有與蛋白質(zhì)一起構(gòu)成染色體。是裸露的，沒有與蛋白質(zhì)一起構(gòu)成染色體。4 4基因的基本功能基因的基本功能(1)(1)遺傳信息的傳遞：發(fā)生在傳種接代過程中，通過復制實遺傳信息的傳遞：發(fā)生在傳種接代過程中，通過復制實現(xiàn)遺傳信息由親代到子代的傳遞?，F(xiàn)遺傳信息由親
41、代到子代的傳遞。(2)(2)遺傳信息的表達：發(fā)生在生物個體發(fā)育過程中，是通過遺傳信息的表達：發(fā)生在生物個體發(fā)育過程中，是通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制蛋白質(zhì)合成的過程，通過遺傳信息的表達控制轉(zhuǎn)錄和翻譯控制蛋白質(zhì)合成的過程，通過遺傳信息的表達控制個體的發(fā)育過程。個體的發(fā)育過程。2022-4-19例例4 4下列關(guān)于基因的說法，錯誤的是下列關(guān)于基因的說法，錯誤的是( () )A A基因是有遺傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNADNA片段片段B B基因的脫氧核苷酸的排列順序就代表遺傳信息基因的脫氧核苷酸的排列順序就代表遺傳信息C C基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的功能單位和結(jié)構(gòu)單位基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的功能單位
42、和結(jié)構(gòu)單位D D基因是染色體上的一段基因是染色體上的一段D 2022-4-19解析解析 真核生物基因的主要載體是染色體，而染色體的主要真核生物基因的主要載體是染色體，而染色體的主要成分是成分是DNA和蛋白質(zhì)，因此可以說基因是染色體上和蛋白質(zhì)，因此可以說基因是染色體上DNA中有遺中有遺傳效應(yīng)的一個片段，不能說基因是染色體上的一段。傳效應(yīng)的一個片段，不能說基因是染色體上的一段。點評點評 幫助學生理解基因的概念以及基因的功能等；下面的幫助學生理解基因的概念以及基因的功能等；下面的變式題從基因與其他物質(zhì)或結(jié)構(gòu)的關(guān)系進行考查。變式題從基因與其他物質(zhì)或結(jié)構(gòu)的關(guān)系進行考查。2022-4-19變式題用變式題用
43、a a表示表示DNADNA，b b表示基因，表示基因，c c表示脫氧核苷酸，表示脫氧核苷酸，d d表示堿基，則四者的關(guān)系是表示堿基，則四者的關(guān)系是( () )C 2022-4-19解析解析 一個一個DNA上有許多個基因，每個基因中含有成百上千上有許多個基因，每個基因中含有成百上千個脫氧核苷酸，每個脫氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脫氧核糖、個脫氧核苷酸，每個脫氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脫氧核糖、一分子含氮的堿基構(gòu)成。一分子含氮的堿基構(gòu)成。 2022-4-19第第1919講講 備用習題備用習題1 120112011青浦期末假青浦期末假 設(shè)某大腸桿菌含設(shè)某大腸桿菌含14N(N14N(N的質(zhì)量數(shù)為的質(zhì)
44、量數(shù)為1414，下同，下同) )的的DNADNA的相對分子質(zhì)量為的相對分子質(zhì)量為a a，若將其長期培養(yǎng)在含，若將其長期培養(yǎng)在含15N15N的培養(yǎng)基中便得到含的培養(yǎng)基中便得到含15N15N的的DNADNA，相對分子質(zhì)量為，相對分子質(zhì)量為b b，現(xiàn)將含，現(xiàn)將含15N15N的的DNADNA大腸桿菌再培養(yǎng)在大腸桿菌再培養(yǎng)在14N14N的培養(yǎng)基中，子二代的培養(yǎng)基中，子二代DNADNA的相對分子的相對分子質(zhì)量平均為質(zhì)量平均為( () )A A(a(ab)/2 Bb)/2 B(a(ab)/4b)/4C C(3a(3ab)/4 Db)/4 D(3b(3ba)/4a)/4C 2022-4-19解析解析 C親代親
45、代DNA分子為含分子為含15N的的DNA，相對分子質(zhì)量為，相對分子質(zhì)量為b，放在含，放在含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)兩代，根據(jù)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)兩代，根據(jù)DNA半保留復制特點，半保留復制特點，子二代中的子二代中的DNA分子為兩個只含分子為兩個只含14N的的DNA，兩個含一條，兩個含一條15N和和一條一條14N的的DNA分子，所以四個分子，所以四個DNA分子的總分子質(zhì)量為分子的總分子質(zhì)量為2a2(a/2b/2)3ab，則平均相對分子質(zhì)量為，則平均相對分子質(zhì)量為(3ab)/4，答案為，答案為C。2022-4-192 220102010銀川月考銀川月考 對綠色植物根尖細胞某細胞器組成對綠色植物根尖細胞某細胞器
46、組成成分進行分析，發(fā)現(xiàn)成分進行分析，發(fā)現(xiàn)A A、T T、C C、G G、U U五種堿基的含量分別為五種堿基的含量分別為35%35%、0 0、30%30%、42%42%、15%15%，則該細胞器中完成的生理活動是，則該細胞器中完成的生理活動是( () )A A光合作用光合作用 B B無氧呼吸無氧呼吸C C翻譯翻譯 D D有氧呼吸有氧呼吸C 解析解析 C C由題中堿基含量由題中堿基含量T T為為0 0可知該細胞器中只含有可知該細胞器中只含有RNARNA分子，在植物根尖細胞中該細胞器應(yīng)該為核糖體，所以能進行的分子，在植物根尖細胞中該細胞器應(yīng)該為核糖體，所以能進行的生理活動是翻譯，答案為生理活動是翻譯，答案為C C。
高三生物基礎(chǔ)復習 第三單元 DNA分子的結(jié)構(gòu)、復制和與基因的關(guān)系課件 新人教版必修2
