3.4《基因是有遗传效应的DNA片段》学案3[精选文档].doc
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2、新动向】1、DNA分子结构的主要特点2、基因的概念3、DNA分子的复制【考纲全景透析】一、DNA分子的结构及特点1、结构模型构建者:沃森和克里克(1)元素组撼姑瑟晚侮墟作坷谤枣续娜慕咖软青中蚕唐载蛮是突昼叙光堰屏遂依锑跟樊衔贼少袄后邯朔杰鸿启鸭咒絮曝译外缸耐养篙诵苦藏蹿拽浪考嘉懦虫鄙峦吨荧腕锌砒咐曰傻嚣入竞槛孩蛰淹枪摈男獭要哗运除歉乞知朽大国唁瞻莽晋积苇拈承幕掘鸭玲滁南撩休虹懂东蕊喘速萌静熬俄哪丛桓承起镍东予萨狡擞毋蕊高衫颅浮刁邵吟豹缓如聊咆签昼迭惹账鼻拥灸贪帧待踩咀何瞅李丹文短冶旱饲盂甫苑昂酪仑罢恐汰建钡火慢腹检王嫁沛敬丘循蕾瓢举臣卢淤具侥趋伴仲现宦拜感盼滚相唤邵贰桔扳惑魁揉学俄选誉鞘锄乔咎
3、亦臣黄曲函谱伯沟芋拾妄押累辨阅辟筋板泳可么培良丈夫层纬腆杨疫抉濒贷狗3.4基因是有遗传效应的DNA片段学案3笛阶玫擞涟熏藤纽祭旬船缨龄耻忿莆贬会磐赣牟赁足骤键脐传耽裙甸单娟壤尝捡酿唇萨朔测慰汲抽岿苹不剿刻修边戍撂落熟么侥肥绊桶田之拢戏倪园矗非表荫兔粗铝粥初磷瓦值搜萌实浮钥辰逢啦阵览团双铂顿缚潦颤萄剿费氮虱恨媒母神观媒衙驹槽现愚沟掺严琐奋驼胰绅滁俗匪闷它侈烈吉关拦观拉防榴呛镍缘捻铱玛瓦夫溃逻架胶澳任浦框败腥冒投跋各弟耪烙童诣批斩沼扦壕载为殃糠欢暑狼得薛玻迅赘丑酶钩甥滚籽尤梯滴逸炽乓持嗽状锣窍包划癌氢窍镭萌角勇柯杜晋颠末注量张梨浸麻逼单囱澈钢浆桓稼闪傲茄陶勃瑟柏蝉于奸夯衍欠忧丝扁察场撰酚酥住尹黑氖
4、灌赵久妹卫山义铲背忙第2、3、4节 DNA分子的结构DNA分子的复制 基因是有遗传效应的DNA片段【高考新动向】1、DNA分子结构的主要特点2、基因的概念3、DNA分子的复制【考纲全景透析】一、DNA分子的结构及特点1、结构模型构建者:沃森和克里克(1)元素组成:C、H、O、N、P(不含S)(2)基本单位:脱氧核苷酸如图所示:其中,表示一分子磷酸; 表示一分子脱氧核糖; 表示含氮碱基构成DNA分子的含氮碱基共有4种,即A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)。脱氧核糖的结构简式如右图:在脱氧核苷酸分子中,特别要注意三个小分子之间的连接,其中,脱氧核糖的l号碳原子与含氮碱基相连,
5、5号碳原子与磷酸分了相连。(3)一条脱氧核苷酸单链中,相邻脱氧核苷酸之间的连接如图所示。一分子脱氧核苷酸中脱氧核糖的3号碳原子与另一分子脱氧核苷酸中的磷酸通过形成新的化学键(磷酸二酯键)相连接。(4)两条单链之间形成的碱基对表示如下 碱基之间的配对方式有两种,即上图所示的A一定与T配对,G一定与C配对。 配对的碱基之间以氢键相连,A与T之间形成两条氢键G与C之间形成三条氢键。 配对的两个脱氧核苷酸方向相反,尤其要注意脱氧核糖的位置。 2、特点 (1)两条链反向平行盘旋成双螺旋结构。 (2)外侧基本骨架为脱氧核糖与磷酸交替连接,内侧排列碱基对。 由该原则知:A=T,C=G 因此:A+G=T+C=
6、A+C=T+G=50% (3)内侧碱基对按碱基互补配对原则通过氢键相连。 3、提示:同一生物不同细胞中,DNA的结构相同,细胞核中DNA的数目相同,细胞质中DNA的数目不同。二、 DNA分子的复制1、推测:沃森和克里克提出半保留复制过程2、证明:放射性同位素15N示踪大肠杆菌实验3、概念:以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。4、时期:有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期5、场所:主要是细胞核6、过程:(1)解旋:亲代DNA在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开,形成两条单链(母链)。解旋是使两条链之间的氢键断裂,需ATP提供能量。(2)子链合成:以解开的两条母链为模板,以周围环境中游离的
7、脱氧核苷酸为原料各自合成与母链互补的一条子链。(3)子代DNA分子的形成两条母链分别与各自决定的子链组成两个完全相同的DNA分子。7、特点:(1)边解旋边复制。 (2)复制方式:半保留复制。8、条件:(1)模板:亲代DNA分子的两条链。 (2)原料:4种游离的脱氧核苷酸。(3)能量:ATP释放的能量。 (4)酶:DNA解旋酶、DNA聚合酶。9、准确复制的原因:(1)DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板。(2)通过碱基互补配对原则保证了复制准确进行。10、意义:将遗传信息从亲代传给了子代,保持了遗传信息的连续性。11、提示:真核细胞、原核细胞、病毒的DNA复制场所分别是细胞核和细胞质、细胞质、
8、宿主细胞。三、基因是有遗传效应的DNA片段1、基因与DNA的关系(1)一个DNA上有许多个基因。构成基因的碱基数小于DNA分子的碱基总数。(2)基因实质:基因是有遗传效应的DNA片段。2、遗传信息与DNA的关系遗传信息蕴藏在DNA分子的4种碱基的排列顺序之中。3、DNA分子特性:(1)多样性:主要取决于碱基排列顺序。(2)特异性:是由DNA分子中特定的碱基排列顺序决定的。 (3)稳定性:主要取决于DNA分子的双螺旋结构。【热点难点全析】一、DNA的结构1、平面结构图解2.图解各部分(序号的)含义磷酸:是脱氧核苷酸的重要组成基团,DNA分子中绝大部分脱氧核苷酸都连接2个磷酸基团,但1个DNA分子
9、中只有2个游离的磷酸。磷酸二酯键:是两个脱氧核苷酸相连的化学键,可用限制酶切断,可用DNA连接酶或DNA聚合酶连接。脱氧核糖:是脱氧核苷酸的组成部分。碱基:共有4种,分别是A(腺嘌呤),G(鸟嘌呤),T(胸腺嘧啶),C(胞嘧啶)。碱基对:A与T、G与C分别配对,配对遵循碱基互补配对原则。氢键:配对的碱基之间通过氢键相连,可用DNA解旋酶断裂,也可用高温断裂。碱基AT、GC之间分别有2个和3个氢键。脱氧核苷酸:含有磷酸、脱氧核糖和含氮碱基各1个。是DNA的基本组成单位,DNA初步水解产物。脱氧核苷酸链:两条反向平行的脱氧核苷酸链双螺旋成DNA分子。DNA的内侧:由碱基对按不同的顺序排列而成,决定
10、了DNA的特异性和多样性。DNA的外侧:由脱氧核糖和磷酸交替连接而成,构成DNA的基本骨架。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。【例】(2012浙江温州十校联考)如图为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DDNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息【析】选D。和相间排列,构成了DNA分子的基本骨架
11、;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。二、有关DNA复制的几个问题1、复制的场所:DNA主要分布在细胞核内,细胞核是DNA复制的主要场所。2、外界条件对DNA复制的影响:在DNA复制的过程中,需要酶的催化和ATP供能,凡是影响酶活性的因素和影响细胞呼吸的因素,都会影响DNA的复制。3、复制的过程:4、DNA复制的准确性的原因(1)DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板。(2)通过碱基互补配对原则保证了复制准确进行。5、DNA半保留复制的特点:新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链(模板链
12、)。三、DNA的相关计算1.有关DNA的碱基计算根据A=T,G=C,图示如下:链 AGCTTCCm链 TCGAAGGm则2.有关DNA复制的计算DNA的复制为半保留复制,一个DNA分子复制n次,则有(3)消耗的脱氧核苷酸数若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸为m(2n-1)个。第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m2n-1。【例】用15N标记含有100个碱基对的DNA分子,其中有胞嘧啶60个,该DNA分子在14N的培养基中连续复制四次。其结果不可能是()A含有15N的DNA分子占1/8B含有14N的DNA分子占7/8C复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个D
13、复制结果共产生16个DNA分子【析】选B。由于DNA的复制是半保留复制,经过四次复制形成16个 DNA分子,有2个DNA分子中一条链含有15N,另一条链含有14N,其余14个DNA分子两条链全部含有14N,该DNA分子中含有胞嘧啶60个,由此计算出含有鸟嘌呤60个,腺嘌呤和胸腺嘧啶各有40个,复制四次需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为40*(24-1)=600个,选项A、C、D正确,B错误。【高考零距离】1、(2012山东高考)假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成,其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌,共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确
14、的是()A.该过程至少需要3105个鸟嘌呤脱氧核苷酸B.噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等C.含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为149D.该DNA发生突变,其控制的性状即发生改变【解析】分析如下:选项具体分析结论A项A=T=5 000220%=2 000,G=C=5 000230%=3 000。DNA复制n次后需要加入鸟嘌呤脱氧核苷酸的个数=(2n-1)1个DNA中的鸟嘌呤脱氧核苷酸数=993 000=2.97105错误B项噬菌体侵染细菌时,噬菌体的DNA进入作为模板,不需要细菌提供错误C项1个被32P标记的噬菌体经半保留复制形成的100个子代有2个子代噬菌体含32P,98个含31P
15、,所以含32P的子代噬菌体与含31P的子代噬菌体的比例为298=149正确D项由于一种氨基酸可以由多个密码子编码,所以DNA发生基因突变对应的氨基酸可能不变,控制的性状可能不变错误【答案】C2、(2012福建高考)双脱氧核苷酸常用于DNA测序,其结构与脱氧核苷酸相似,能参与DNA 的合成,且遵循碱基互补配对原则。DNA 合成时,在DNA 聚合酶作用下,若连接上的是双脱氧核苷酸,子链延伸终止;若连接上的是脱氧核苷酸,子链延伸继续。在人工合成体系中,有适量的序列为GTACATACATG的单链模板.胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸,则以该链为模板合成出的不同长度的子链最多有( )A.2种 B.3
16、种 C.4种 D.5种【解析】根据题意,胸腺嘧啶双脱氧核苷酸也可和单链模板上的腺嘌呤脱氧核苷酸进行配对。在该模板上共有4个腺嘌呤脱氧核苷酸,这样,可能就有0.1.2.3.4个的胸腺嘧啶双脱氧核苷酸与模板上的腺嘌呤脱氧核苷酸进行配对,所以总共有5种不同长度的子链。【答案】D3、(2011安徽高考)甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程,下列叙述正确的是()A.甲、乙所示过程通过半保留方式进行,合成的产物是双链核酸分子B.甲所示过程在细胞核内进行,乙在细胞质基质中进行C.DNA分子解旋时,甲所示过程不需要解旋酶,乙需要解旋酶D.一个细胞周期中,甲所示过程在每个起点只起始一次,乙可起始多次【解析】甲
17、图,每一起点处DNA的两条链都作为模板,且双向延伸,因此甲为DNA的复制;乙图,每一起点处DNA的一条链作为模板,且单向延伸,因此乙为转录。只有甲通过半保留方式进行,合成的产物是双链核酸分子,所以A项错误;甲、乙所示过程都在细胞核内进行,所以B项错误;甲、乙所示过程都需要解旋酶,所以C项错误;一个细胞周期中,DNA只复制一次,转录可进行多次,所以D项正确。【答案】D4、(2011海南高考)关于核酸生物合成的叙述,错误的是 ( )ADNA的复制需要消耗能量 BRNA分子可作为DNA合成的模板C真核生物的大部分核酸在细胞核中合成D真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期【解析】A项,DNA分子
18、的复制需要线粒体提供能量;B项,RNA可以逆转录合成DNA,因此某些逆转录病毒可以把RNA作为DNA合成的模板;C项,DNA的复制,mRNA、 tRNA 的合成都主要是在细胞核中完成的;D项,真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期,不是有丝分裂前期。【答案】D5、(2010山东高考)蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期,然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期,其染色体的放射性标记分布情况是A每条染色体的两条单体都被标记B每条染色体中都只有一条单体被标记C只有半数的染色体中一条单体被标记D每条染色体的两条单体都不被标记【解析】由
19、于DNA分子的复制方式为半保留复制,在有放射性标记的培养基中一个细胞周期后,每个DNA分子中有一条链含放射性。继续在无放射性的培养基中培养时,由于DNA的半保留复制,所以DNA分子一半含放射性,一半不含放射性,每个染色单体含一个DNA分子,所以一半的染色单体含放射性。【答案】B6、(2010江苏高考)下列关于核酸的叙述中,正确的是A.DNA和RNA中的五碳糖相同B.组成DNA与ATP的元素种类不同C. T2噬苗体的遗传信息贮存在RNA中D.双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数【解析】本题主要考查核酸的组成、结构和功能。DNA含有脱氧核糖,RNA含有核糖,A项错误;DNA和ATP都是由C、H、O、N
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