DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制課件

1、囊性纖維變性是一種常染色體遺傳病。在歐洲的人群中，每2500個人中就有一個患此病。如一對健康的夫婦有一患有此病的孩子；此后，該婦女又與一健康的男子再婚。再婚的雙親生一孩子患該病且是男孩的機(jī)會是A.1/200 B.1/50C.1/100 D.1/625變式訓(xùn)練：在一群人中，64%的人可以卷舌，人的這一能力由一個顯性基因控制的，一個卷舌者與一個非卷舌者結(jié)婚，婚后預(yù)計(jì)這對夫婦生一個卷舌的孩子的概率是（ ）A.1/8 B.1/4 C.3/8 D.5/81、下列有關(guān)生物體遺傳物質(zhì)的敘述，正確的是 A豌豆的遺傳物質(zhì)主要是DNA B酵母菌的遺傳物質(zhì)主要分布在染色體上CT2噬菌體的遺傳物質(zhì)含有硫元素DHIV的

2、遺傳物質(zhì)水解產(chǎn)生4種脫氧核苷酸2、科學(xué)家從煙草花葉病毒(TMV)中分離出a、b兩個不同品系，它們感染植物產(chǎn)生的病斑形態(tài)不同。下列4組實(shí)驗(yàn)(見下表)中，不可能出現(xiàn)的結(jié)果是 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果編號實(shí)驗(yàn)過程病斑 類型病斑中分離出 的病毒類型a型TMV斗感染植物a型a型b型TMV呻感染植物b型b型組合病毒(a型TMV的蛋白質(zhì)+b型TMV的RNA) 感染植物b型a型組合病毒(b型TMV的蛋白質(zhì)+a型TMV的RNA) 感染植物a型a型A實(shí)驗(yàn) B實(shí)驗(yàn) C實(shí)驗(yàn) D實(shí)驗(yàn) 3.噬菌體是一類細(xì)菌病毒。下列關(guān)于噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的相關(guān)敘述中不正確的是：( )A該實(shí)驗(yàn)證明DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)B侵染過程的“合成”階段，噬菌

3、體DNA作為模板，而原料、ATP、酶、場所等條件均由細(xì)菌提供C為確認(rèn)何種物質(zhì)注入細(xì)菌體內(nèi)，可用32P、35S共同標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，而對照組不作任何標(biāo)記D若用32P對噬菌體雙鏈DNA標(biāo)記，再轉(zhuǎn)入普通培養(yǎng)基中讓其連續(xù)復(fù)制n次，則含32P的DNA應(yīng)占子代DNA總數(shù)的1/2n-1C4、有人試圖通過實(shí)驗(yàn)來了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些過程，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下： 此主題相關(guān)圖片如下：一段時間后，檢測子代H5N1病毒的放射性及S、P元素，下表中對結(jié)果的預(yù)測中，最可能發(fā)生的是 選項(xiàng) 放射性 S元素 P元素 A 全部無 全部32S 全部31P B 全部有 全部35S 多數(shù)32P，少數(shù)31P C 少數(shù)有

4、 全部32S 少數(shù)32P，多數(shù)31P D 全部有 全部35S 少數(shù)32P，多數(shù)31P 自主學(xué)習(xí)部分答案：一、沃森和克里克二、1、C H O N P 2、脫氧核苷酸 3、脫氧核糖 磷酸 堿基 4、 5、兩 兩條鏈按反向平行方式 雙螺旋脫氧核糖和磷酸 外側(cè)內(nèi)側(cè)氫鍵 堿基對 堿基互補(bǔ)配對 一一對應(yīng) A與T C與G 注意：2、水注意:1、DNA分子的結(jié)構(gòu)層次？雙螺旋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？2、2個脫氧核苷酸之間連接的鍵為？3、等量關(guān)系4、一個DNA分子片段中游離的磷酸基有幾個？與一個磷酸基團(tuán)相連的脫氧核糖的數(shù)目？5、能在圖中正確表示出一個基本單位。6、DNA初步水解和徹底水解的產(chǎn)物？DNA分子的復(fù)制方式四、1、親代

5、DNA分子 2、有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期 3、細(xì)胞核（主要）、線粒體、葉綠體 4、能量 解旋酶 氫鍵 模板 脫氧核苷酸 DNA聚合酶 模板鏈 雙螺旋 5、模板 原料 能量 解旋酶、DNA聚合酶 6、邊解旋邊復(fù)制（過程特點(diǎn)）；半保留復(fù)制（復(fù)制方式）7、規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu) 堿基互補(bǔ)配對原則 9、遺傳信息 遺傳信息特別提醒1、準(zhǔn)確掌握DNA復(fù)制過程下列關(guān)于DNA復(fù)制過程的敘述，按復(fù)制順序，排列正確的是（ ） 以解開的每段鏈為模板，與四種脫氧核甘酸進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對 在ATP和解旋酶作用下，把兩條螺旋的鏈解開 在有關(guān)酶的作用下，合成與母鏈互補(bǔ)的一段子鏈 子鏈與其對應(yīng)的母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu) A B

6、C D、復(fù)制場所：真核生物、原核生物和病毒存在DNA的部位均可進(jìn)行DNA的復(fù)制，凡是以DNA作為遺傳物質(zhì)的生物均可進(jìn)行DNA的復(fù)制練習(xí)：一雙鏈DNA分子，在復(fù)制解旋時，一條鏈上的G變成C，則DNA分子經(jīng)n次復(fù)制后，發(fā)生差錯的DNA占 ( ) A12 B12 n一l C12n D12n+1A4、DNA分子復(fù)制的“精確性”不是絕對的，也可能發(fā)生差錯，即發(fā)生基因突變。因此DNA分子具有相對穩(wěn)定性。這種穩(wěn)定性和可變性的統(tǒng)一，是生物遺傳、變異的物質(zhì)基礎(chǔ)和根本原因。5、DNA復(fù)制的結(jié)果：1個DNA2個DNA；1條染色體1條染色體，但此時的染色體上含有2條姐妹染色單體，每條染色單體上含有1個雙鏈DNA分子。

7、練習(xí)：一條染色單體含有1個雙鏈的DNA分子，那么四分體時期的1條染色體含有（ ）A 、4個雙鏈的DNA分子 B、 2個雙鏈的DNA分子 C、 2個單鏈的DNA分子 D、 1個雙鏈的DNA分子注意：復(fù)制后兩個DNA分子的位置：位于姐妹染色單體上由一個著絲點(diǎn)連著；分開時間：有絲分裂的后期和減數(shù)第二次分裂的后期，平均分配到兩個子細(xì)胞中。B探究DNA分子復(fù)制方式1、DNA分子復(fù)制方式的假說：實(shí)驗(yàn)分析： ：復(fù)制1次后DNA在離心管中的位置若為半保留復(fù)制，則 離心離心若為全保留復(fù)制，則離心若為分散復(fù)制，則：復(fù)制2次后DNA在離心管中的位置若為半保留復(fù)制，則離心實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論如果與對照(14N/14N)相比

8、，子代I能分辯出兩條帶：一條輕帶(14N/14N)和一條重帶(15N/15N )，則可以排除半保留和分散復(fù)制。如果子代I只有一條中等密度帶，則可以排除全保留復(fù)制，但不能肯定是半保留復(fù)制。如果子代I只有一條中等密度帶，再繼續(xù)做子代II的DNA密度鑒定，若子代II可以分出1/2中等密度帶和1/2輕密度帶，則可以排除分散復(fù)制，同時肯定半保留復(fù)制。如果子代II不能分出中、輕密度兩條帶，則排除半保留復(fù)制。通過以上分析，我們可以看出，DNA復(fù)制方式的驗(yàn)證，遵循了提出假說-演繹推理-驗(yàn)證假說的步驟，運(yùn)用到了假說-演繹法這一科學(xué)的研究方法。實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)材料（根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇實(shí)驗(yàn)材料）：大腸桿菌，選用大腸桿菌的

9、好處在于：材料易得，培養(yǎng)簡單，分裂周期較短，容易標(biāo)記。變量分析：自變量：大腸桿菌分裂次數(shù)，即DNA的復(fù)制次數(shù)?？刂谱宰兞康姆椒ǎ捍竽c桿菌的培養(yǎng)時間，即在不同時刻收集大腸桿菌并提取DNA進(jìn)行離心。因變量：DNA數(shù)目及密度。檢測因變量的方法：DNA在密度梯度離心管中的位置。實(shí)驗(yàn)步驟：第1步：在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N-DNA(對照)第2步：在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N-DNA(親代)。第3步：將親代15N大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代(和)，用密度梯度離心法分離引言：提出問題 摩爾根將基因定位于染色體上，后來證

10、明染色體中只有是遺傳物質(zhì)。那么，基因等同于嗎？資料分析,解決問題資料1、大腸桿菌細(xì)胞的擬核有1個DNA分子，長度約為4700000個堿基對，在DNA分子上分布著4400個基因，每個基因的平均長度約為1000個堿基對。由資料1得到如下信息：大腸桿菌只有一個DNA分子。大腸桿菌DNA分子數(shù)小于基因數(shù)目。大腸桿菌所有基因的堿基總數(shù)小于DNA分子的堿基總數(shù)。由以上信息可推出：基因是DNA片段，DNA中存在非基因片段。資料3、人類基因組計(jì)劃測定的是24條染色體（22條常染色體+X+Y）上的DNA的堿基序列。其中，每條染色體上有一個DNA分子。這24個DNA分子大約有31.6億個堿基對，其中，構(gòu)成基因的堿

11、基數(shù)占堿基總數(shù)的比例不超過2%。由以上信息說明：并不是隨便一段DNA就稱為基因?；蚴且欢蜠NA，但是一段DNA不一定是基因。你從資料1和資料3能得出什么結(jié)論？ 資料1：基因是DNA的片段。資料3：進(jìn)一步明確基因是DNA的片段，但DNA中有些片段不是基因。結(jié)論:基因是DNA的片段大腸桿菌（原核生物）DNA的堿基對總數(shù)比人（真核生物）的DNA堿基對總數(shù)少。大腸桿菌（原核生物）比人（真核生物）的DNA分子數(shù)目少。大腸桿菌（原核生物）基因的堿基數(shù)占堿基總數(shù)的比例多于人（真核生物）的該比例。資料1、大腸桿菌細(xì)胞的擬核有1個DNA分子，長度約為4700000個堿基對，在DNA分子上分布著4400個基因，

12、每個基因的平均長度約為1000個堿基對。資料3、人類基因組計(jì)劃測定的是24條染色體（22條常染色體+X+Y）上的DNA的堿基序列。其中，每條染色體上有一個DNA分子。這24個DNA分子大約有31.6億個堿基對，其中，構(gòu)成基因的堿基數(shù)占堿基總數(shù)的比例不超過2%。仔細(xì)比較資料1和資料3，除得到上述結(jié)論外，你還有哪些發(fā)現(xiàn)？資料2:生長在太平洋西北部的一種海蟄能發(fā)出綠色熒光，這是因?yàn)楹ＯU的DNA分子上有一段綠色熒光蛋白基因。轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)表明：轉(zhuǎn)入了海蟄綠色熒光基因的轉(zhuǎn)基因鼠，在紫外線的照射下也能像海蟄一樣發(fā)光由資料2得到如下信息：生物特定功能（如發(fā)熒光）是由特定基因（綠色熒光Pr基因）決定的。綠色熒光P

13、r基因經(jīng)剪切、拼接到鼠體內(nèi)仍能發(fā)出綠色熒光，說明基因可作為一個獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單位完成其對性狀的控制。由以上信息可推出：基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能單位。資料4:科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，小鼠體內(nèi)的H基因與肥胖直接相關(guān)。具有H基因缺陷的實(shí)驗(yàn)鼠與作為對照的小鼠，吃同樣多的高脂肪食物，一段時間后，對照組的小鼠變得十分肥胖，而沒有H基因的實(shí)驗(yàn)鼠的體重仍保留正常由資料4得到如下信息：通過對照實(shí)驗(yàn)得到：肥胖這種性狀是由基因決定的。進(jìn)一步明確：基因能夠控制生物性狀。由資料2和4可以推出：基因具有特定的遺傳效應(yīng)，即基因具備某性狀的信息，能夠控制某性狀的發(fā)育和遺傳。由上述4則資料我們得出：基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片

14、段。注意：1、基因和DNA都是描述遺傳物質(zhì)的概念，基因側(cè)重描述功能，DNA主要反映化學(xué)組成2、關(guān)于基因的幾個描述基因與性狀的關(guān)系：基因與染色體關(guān)系：基因與DNA的關(guān)系：基因與脫氧核苷酸的關(guān)系：基因的位置：真核生物；原核生物：病毒：區(qū)分兩種單位：遺傳物質(zhì)的組成單位：遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能單位：區(qū)分遺傳物質(zhì)、遺傳信息和遺傳效應(yīng)：基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能單位基因在染色體上成線性排列基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，揭示了基因的化學(xué)本質(zhì)。每個基因含有成百上千個脫氧核苷酸主要位于染色體，也可位于葉綠體和線粒體擬核中的DNA上，質(zhì)粒的DNA上DNA或RNA 上核苷酸基因區(qū)分遺傳物質(zhì)、遺傳信息和遺

15、傳效應(yīng)遺傳物質(zhì)：親代與子代之間傳遞遺傳信息的物質(zhì)。除一部分病毒的遺傳物質(zhì)是RNA外，其余的病毒以及全部具細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物的遺傳物質(zhì)都是DNA。遺傳信息：遺傳信息是基因中的脫氧核苷酸的排列順序。對于RNA病毒來講，遺傳信息是指核糖核苷酸的排列順序。遺傳效應(yīng)：是指基因具備某性狀的信息，能夠控制某性狀的發(fā)育和遺傳。遺傳信息蘊(yùn)藏在種堿基的排列順序之中；堿基排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性，而堿基的特定的排列順序，又構(gòu)成了每一個DNA分子的特異性。DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。思考：你認(rèn)為基因是堿基對隨機(jī)排列成的DNA 片段嗎？為什么？一種解釋：基因不是堿基對隨機(jī)

16、排列而成的DNA片段。理論上所有堿基對排列都可構(gòu)成基因。但事實(shí)上基因要有特定的遺傳效應(yīng)，其控制的性狀要適應(yīng)環(huán)境，經(jīng)受自然環(huán)境的選擇?！按蟛糠蛛S機(jī)排列的脫氧核苷酸序列從來不曾出現(xiàn)在生物體內(nèi)，而有些序列卻在生物體內(nèi)重復(fù)千次甚至萬次”的事實(shí)也證明了基因的堿基順序不是隨機(jī)的。另一種解釋：生物體內(nèi)，DNA或基因通過復(fù)制傳給子代，復(fù)制時嚴(yán)格的堿基互補(bǔ)配對，所以親代DNA分子特定的堿基排列順序決定了子代的堿基排列順序不可能隨機(jī)。一種解釋：基因不是堿基對隨機(jī)排列而成的DNA片段。理論上所有堿基對排列都可構(gòu)成基因。但事實(shí)上基因要有特定的遺傳效應(yīng)，其控制的性狀要適應(yīng)環(huán)境，經(jīng)受自然環(huán)境的選擇。“大部分隨機(jī)排列的脫氧

17、核苷酸序列從來不曾出現(xiàn)在生物體內(nèi)，而有些序列卻在生物體內(nèi)重復(fù)千次甚至萬次”的事實(shí)也證明了基因的堿基順序不是隨機(jī)的。另一種解釋：生物體內(nèi)，DNA或基因通過復(fù)制傳給子代，復(fù)制時嚴(yán)格的堿基互補(bǔ)配對，所以親代DNA分子特定的堿基排列順序決定了子代的堿基排列順序不可能隨機(jī)。在刑偵領(lǐng)域，DNA 分子能像指紋一樣用來鑒定個人的身份，這種方法就是DNA指紋技術(shù)。你能結(jié)合脫氧核苷酸序列的多樣性和特異性，分析這一方法的科學(xué)依據(jù)嗎？ 每個人都有與其他人不同的，典型的性狀特征，這些性狀是受遺傳物質(zhì)DNA控制的，即不同人同一性狀的不同表現(xiàn)類型決定于DNA分子的多樣性，而某人特定的性狀表現(xiàn)取決于DNA分子的特異性，故可用

18、DNA分子鑒別個人身份。 實(shí)際上，DNA指紋特異性主要是由于生物的染色體DNA中不表達(dá)堿基對中存在著的一部分串聯(lián)重復(fù)的短序列，它們在個體之間具有顯著的差異性。 DNA指紋具有下述特點(diǎn)：1高度的特異性：研究表明，兩個隨機(jī)個體具有相同DNA圖形的概率僅31011，因此，除非是同卵雙生子女，否則幾乎不可能有兩個人的DNA指紋的圖形完全相同。2穩(wěn)定的遺傳性：DNA是人的遺傳物質(zhì)，其特征是由父母遺傳的。分析發(fā)現(xiàn)，DNA指紋圖譜中幾乎每一條帶紋都能在其雙親之一的圖譜中找到，這種帶紋符合經(jīng)典的孟德爾遺傳規(guī)律，即雙方的特征平均傳遞50給子代。3體細(xì)胞穩(wěn)定性：即同一個人的不同組織如血液、肌肉、毛發(fā)、精液等產(chǎn)生的

19、DNA指紋圖形完全一致。（原因：同一個體不同組織細(xì)胞都來自受精卵的有絲分裂，核DNA都是相同的。）DNA指紋技術(shù)還可以用于親子鑒定、死者遺骸的鑒定等?？偨Y(jié)歸納畫概念圖，理解染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系 1、某一DNA分子中，胞嘧啶與鳥嘌呤二者共占堿基總量的46%，其中一條鏈上腺嘌呤占此鏈堿基量的28%，則另一條鏈上腺嘌呤占此鏈堿基量的百分比為（）。A.46%B.26%C.54%D.24%2、在噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，如果放射性同位素主要分布在離心管的沉淀物中，則獲得該侵染噬菌體的方法是（ ）A.用含35S的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體；B.用含32P的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體；C. 用含35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌，再用此細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體；D.用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌，再用此細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體.BD3.將N15標(biāo)記的一個DNA分子放入N14培養(yǎng)基中,連續(xù)分裂三次,則含N15的DNA分子占全部DNA分子的比例和含N15的DNA單鏈占全部DNA單鏈比例依次是（ ）4、某雙鏈DNA分子含有200個堿基，其中一條鏈上A：T：