2019-2020年高三生物總復習 第21講 DNA分子的結(jié)構(gòu)和功能教案.doc
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2019-2020年高三生物總復習 第21講 DNA分子的結(jié)構(gòu)和功能教案 【考綱要求】 遺傳的分子基礎(chǔ) 考綱要求 (1)人類對遺傳物質(zhì)的探索過程 (2)DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點 (3)基因的概念 (4)DNA分子的復制 Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ 【考點分析】 知識點 試題 分值 題型 (4)DNA分子的復制 (2)DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點 xx 山東 4 選擇題 xx 上海 2 選擇題 xx 江蘇 2 選擇題 xx 廣東 3 選擇題 【考點預測】 DNA是生物體的主要的遺傳物質(zhì),對于DNA的考察也是每年必考的內(nèi)容,主要考察的是DNA的結(jié)構(gòu)和DNA復制過程,主要是以選擇題的形式出現(xiàn)。 【知識梳理】 一、DNA分子的基本單位——脫氧核糖核苷酸 二、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu) 三、DNA復制 1、概念: 2、發(fā)生時間: 3、復制的條件: 4、復制的過程 5、DNA復制的生物學意義 【重點解析】 DNA復制過程有關(guān)計算: 一、 堿基互補配對的計算 1.應(yīng)用范圍 堿基互補配對原則至少體現(xiàn)在五個方面:①DNA結(jié)構(gòu)的兩條鏈之間;②DNA的復制過程的母鏈與子鏈之間;③轉(zhuǎn)錄過程的DNA鏈與RNA之間;④逆轉(zhuǎn)錄過程的RNA和DNA之間;⑤翻譯過程中的轉(zhuǎn)運RNA與信使RNA之間。DNA復制、轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯和RNA復制過程中均遵循“堿基互補配對”原則,其基本點是A與T或u配對,G與C配對,所以配對的麗個核酸分子中相應(yīng)堿基數(shù)目關(guān)系是A—T(或A=U)和G—C. 2.在轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中,基因中的堿基數(shù)或脫氧核苷酸數(shù)目(指雙鏈)、RNA分子中的堿基數(shù)或核糖核苷酸數(shù)、蛋白質(zhì)分子中的氨基酸數(shù)之比為6:3:1。 3.堿基互補配對原則的一般規(guī)律 (1)一個雙鏈DNA中,A=T,G=C;A+G=C+T,即嘌呤總數(shù)等于嘧啶總數(shù)。 (2)在一個雙鏈DNA中,已知鏈上兩互補堿基之和的比等于其互補鏈上該比例的比值,即 [(A+T)/(C+G)]已知鏈=[(A+T)/(C+G)]互補鏈。 (3)一個雙鏈DNA中,已知鏈上兩不互補堿基之和的比等于其互補鏈上該比值的倒數(shù),即[(A+c)/(T+G)]已知鏈=m,則有[(A+C)/(T+G)]已知鏈=1/m。 (4)一個雙鏈DNA中,互補堿基之和的比值與每一條單鏈上該比值是相等的,即雙鏈中[(A+T)/(C+G)]一任一單鏈上(A+T/C+G)。 在不同生物的DNA分子中,互補堿基之和的比值是不同的。 二、 半保留復制中標記元素的計算 用15N標記的DNA分子,在不含15N的環(huán)境中讓其復制,有下列特點: ①無論復制多少次,總有2個DNA分子含有15N,總有2條脫氧核苷酸鏈含15N (2條鏈分別存在于2個DNA分子中) ②DNA連續(xù)復制n次后:含“N的DNA分子占DNA總數(shù)的z/2n(或1/2n-1);含15N的脫氧核苷酸鏈占總鏈的l/2n[即2/(22n)] 三、 DNA連續(xù)復制N次,所需堿基數(shù)目的計算 若某DNA分子含某堿基m個,則該DNA分子連續(xù)復制n次,需含該堿基的脫氧核苷酸數(shù)=與其配對堿基的脫氧核苷酸數(shù)=(2n一1)m個。 例1.假設(shè)一個DNA分子片段中含堿基T共312個,占全部堿基的26%,則此DNA片段中堿基G所占百分比和數(shù)目分別是 ?。ā 。? 解析:DNA的堿基數(shù)目和比例嚴格遵循堿基互補配對原則,即DNA中有一個A,必須有一個和其互補的T,有一個C,必有一個G,據(jù)這個原理可知G=(1-26%*2)/2=24%,又知T共312個,占26%,則可知DNA中共有堿基312/26%=1200,前面已計算出G占24%,則G的數(shù)目是1200*24%=288個。解此類題關(guān)鍵在于充分運用堿基互補配對原則。運用A=T,G=C的原理,只要告知任何一種堿基的比例,就可求出任意一種或幾種堿基的比例。 答案:24% 288個 例2. 分析一個DNA分子時,發(fā)現(xiàn)30%的脫氧核苷酸含有腺嘌呤,由此可知該分子一條鏈上鳥嘌呤含量的最大值可占此鏈堿基總數(shù)的 A.20% B.30% C.40% D.70% 解析:根據(jù)堿基互補配對原則,可知鳥嘌呤占DNA堿基總數(shù)為(1-30%2)2=20%。雙鏈中G+C=40%,推知單鏈中G+C=40%,一般情況下DNA雙鏈上都應(yīng)有G分布,所以G≤40%,但也有一種極端情況,使G集中分布在一條鏈上(無C),而另一條鏈上沒有G(只有C)。所以該分子一條鏈上鳥嘌呤最大值可占該鏈的40%。 答案:C 例3.一個DNA分子的一條鏈上,腺嘌呤比鳥嘌呤多40%,兩者之和占DNA分子堿基總數(shù)的24%,則該DNA分子的另一條鏈上,胸腺嘧啶占該鏈堿基數(shù)目的 A.44% B.24% C.14% D.28% 解析:畫出DNA簡圖。(如右圖) 依題意,列出等量關(guān)系: →A1=1.4G1……………① 而→A1+G1=48…………② 聯(lián)立①②得:A1 = 28 (3)依“等量代換”有:T2=Al=28,即胸腺嘧啶占該鏈堿基數(shù)目的28%。 答案:D 例4現(xiàn)有從生物體內(nèi)提取的一個DNA分子(稱第一代)和標記放射性同位素3H的四種脫氧核苷酸,要在實驗中合成新的DNA分子。 (1) 除上述幾種物質(zhì)外,還必須有_____,方能合成第二代DNA分子。 (2) 在一個第二代DNA分子中,有______條含3H的鏈。 (3) 在第二代DNA分子中,含3H鏈的堿基序列相同嗎?________。 (4) 在第五代的全部DNA分子中,有幾條不含3H的鏈?________。 解析:解題思路應(yīng)是:①解旋,由一個DNA分子分成兩條母鏈;②以每一條母鏈為模板,按照堿基互補配對的原則,從周圍吸收新的脫氧核苷酸,形成新的子鏈,產(chǎn)生兩個子代DNA分子;③DNA分子復制需要哪些條件?④在分析(2)、(3)、(4)小題時,應(yīng)注意DNA的自我復制是半保留復制,因為兩個子代DNA分子的新鏈必然也是互補的,互補的兩鏈,其堿基有對應(yīng)關(guān)系,但堿基排列順序是不同的。 答案:(1)酶、ATP (2)一條 (3)不同 (4)兩條 【實戰(zhàn)訓練】 (09廣東卷)1.有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述,正確的是 A. DNA分子由4種脫氧核苷酸組成 B. DNA單鏈上相鄰堿基以氫鍵連接 C. 堿基與磷基相連接 D. 磷酸與脫核糖交替連接構(gòu)成DNA 鏈的基本骨架 答案:AD 解析:DNA雙鏈上相對應(yīng)的堿基以氫鍵連接,單鏈上相鄰堿基之間通過脫氧核糖和磷酸二酯鍵聯(lián)系起來,脫氧核糖和磷酸交替排列在外側(cè),構(gòu)成DNA 鏈的基本骨架。堿基排列在內(nèi)側(cè),與脫氧核糖直接相連。 (09江蘇卷)2.下圖為真核生物染色體上DNA分子復制過程示意圖,有關(guān)敘述錯誤的是 A.圖中DNA分子復制是從多個起點同時開始的 B.圖中DNA分子復制是邊解旋邊雙向復制的 C.真核生物DNA分子復制過程需要解旋酶 D.真核生物的這種復制方式提高了復制速率 答案:A 解析:本題通過信息考查DNA的復制相關(guān)知識。從圖中只能看出有一個復制起點,所以A不對。圖中DNA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,DNA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DNA分子,提高了效率。 【名師點撥】 掌握同位素標記法在試驗中的應(yīng)用 1.DNA分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、特異性和多樣性的理解 DNA分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是指DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定性。與這種穩(wěn)定性有關(guān)的因素主要有:①兩條脫氧核苷酸鏈中脫氧核糖和磷酸交替排列的順序穩(wěn)定不變;②兩條脫氧核苷酸鏈間對應(yīng)的堿基嚴格按照堿基互補配對原則,并且堿基之間形成氫鍵,更加維持了雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;③堿基堆積力(每個特定的DNA分子中,堿基對的數(shù)量和排列順序穩(wěn)定不變);④DNA規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 正是每個特定的DNA分子中,堿基對的數(shù)量和排列順序穩(wěn)定不變,從而構(gòu)成了DNA分子的特異性,由于堿基對的排列順序代表遺傳信息,從而使每個特定的DNA分子中都儲藏著特定的遺傳信息。 盡管組成DNA的堿基只有四種,配對方式只有兩種,但是不同DNA的堿基的數(shù)量不同,排列順序千變?nèi)f化,所以才有DNA的多樣性。 2.DNA半保留復制的理解 1958年Meselson和Stahl用放射性同位素與梯度離心法所做的“半保留復制”實驗中,把大腸桿菌培養(yǎng)在含有重同位素(15N)的培養(yǎng)基中,在細菌的生長過程中,重同位素進入含氮堿基,然后摻入新合成的DNA鏈中。經(jīng)過多次細胞分裂,細菌細胞的DNA充分地被“N標記上了。然后把這些標記的細胞移入正常的輕同位素(14N)的培養(yǎng)基中,經(jīng)過一次或兩次細胞分裂,抽取細菌樣本,從每一樣本中提取細菌,再提取DNA,進行氯化銫梯度離心。結(jié)果14N-DNA分子位于重帶位置,15N—DNA在輕帶位置,而第一代DNA分子則位于輕帶和重帶之間的中帶位置,將第一代DNA分子用解旋酶處理后再離心,則一部分在重帶位置,另一部分在輕帶位置,這就證明了DNA的復制是半保留復制,其中一條鏈含15N,另一條鏈含14N。- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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