专题06遗传的分子基础电子教案.doc
《专题06遗传的分子基础电子教案.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《专题06遗传的分子基础电子教案.doc(41页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、Good is good, but better carries it.精益求精,善益求善。专题06遗传的分子基础-专题六遗传的分子基础内容说明(1)DNA是主要的遗传物质(2)DNA的结构和复制(3)基因是有遗传效应的DNA片断(4)基因指导蛋白质的合成(5)基因对性状的控制(1)(2)(3)(4)是授课的重点和难点.一、考点解读1.考点盘点2、考点解读本部分内容市近几年高考考查的重点,有关DNA的问题是社会关注的热点,基因工程、基因污染、基因产物等都是高考考察的着手点。从近几年的高考来看,本部分内容的考查题型主要以选择题的形式出现的比较多,主要的是考查考生的能力。同时也包括阅读信息获取信息
2、的能力,并能够运用所学的知识解答相关的问题。在复习过程中,严禁采取死记硬背的方式,要在理解的基础上进行升华。K|S|5U二、知识网络DNA基因K|S|5U存在部位证明实验肺炎双球菌转化噬菌体侵染细菌功能传递表达储存复制特点结构化学组成空间结构结构遗传效应的DNA片段基础过关三、本单元分课时复习方案第一节DNA是主要的遗传物质肺炎双球菌的转化实验1、 体内转化实验研究人1928英格里菲思过程结果无毒R型活菌小鼠不死亡有毒S型活菌小鼠死亡有毒S型活菌有毒S型死菌小鼠不死亡无毒R活菌+加热杀死的S菌小鼠死亡(从体内分离出S型活细菌)分析a组结果说明:R型细菌无毒性b组结果说明:S型细菌有毒性c组结果
3、说明:加热杀死的S型细菌已失活d组结果证明:有R型无毒细菌已转化为S型有毒细菌,说明S型细菌内含有使R型细菌转化为S型细菌的物质结论d组实验中,已加热杀死的S型细菌体内含有“转化因子”,促使R型细菌转化为S型细菌(主要通过d组证明)2、 体外转化实验研究人1944美艾弗里过程结果S型活细菌多糖脂质蛋白质RNADNADNA水解物分别与R型活菌混合培养所得活菌:RRRRS+RR分析S型细菌的DNA使R型细菌发生转化S型细菌的其他物质不能使R型细菌发生转化结论S型细菌体内只有DNA才是转化因子,即DNA是遗传物质噬菌体侵染细菌的实验实验材料T2噬菌体、大肠杆菌过程、结果标记细菌细菌+含35S的培养基
4、含35S的细菌细菌+含32P的培养基含32P的细菌标记噬菌体噬菌体+含35S的细菌含35S的噬菌体噬菌体+含32P的细菌含32P的噬菌体噬茵体侵染细菌含35S的噬菌体细菌宿主细胞内没有35S,35S分布在宿主细胞外含32P的噬菌体+细菌宿主细胞外几乎没有32P,32P主要分布在宿主细胞内实验分析过程3表明,噬菌体的蛋白质外壳并未进入细菌内部,噬菌体的DNA进入了细菌的内部实验结论DNA是遗传物质烟草花叶病毒感染烟草的实验感染烟草1、 实验过程(1) 完整的烟草花叶病毒烟草叶出现病斑感染烟草烟草花叶病毒蛋白质烟草叶不出现病斑感染烟草(2)RNA烟草叶出现病斑2实验结果分析与结论:烟草花叶病毒的R
5、NA能自我复制,控制生物的遗传性状,因此RNA是它的遗传物质。【画龙点睛】病毒中的核酸只有一种或者是DNA,或者是RNA,噬菌体以DNA作为遗传物质烟草花叶病毒以RNA作为遗传物质。第二节、第三节DNA分子的结构和复制DNA分子结构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号碳原子与磷酸分了相连。3
6、、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(1)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。5、DNA分子形成规则的双螺旋结构(1)两条链反向平行,外侧为脱氧核糖与磷酸交替排列;内部为碱基互补配对。【画龙点睛】DNA的分子结构可用数学模型“点线面体”表示即“脱氧核苷酸脱氧核苷酸链二条链连接
7、成的平面规则的双螺旋结构”。DNA分子结构的主要特点1953年,美国生物学家沃森和英国物理学家克里克提出DNA分子双螺旋结构模型,其主要特点是:1、DNA分子是由两条链组成的。这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。2、DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧,构成骨架;碱基排列在内侧。3、两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对A(腺嘌呤)与T(胸腺嘧啶)配对;G(鸟嘌呤)与C(胞嘧啶)配对。碱基之间的这种一一对应关系,叫做碱基互补配对原则。【画龙点睛】DNA分子的双螺旋结构:DNA分子含有两条脱氧核苷酸链,两条链按照反向平行方式向右盘绕成双螺旋螺旋直径2.0nm,螺距为3.4nm,每个螺距
8、有10对碱基两个相邻碱基对平面的垂直距离为0.34nm。双螺旋结构的外侧是脱氧核糖和磷酸通过磷酸二酯键交互连接而成的长链构成DNA分子的骨架。腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)之间通过2个氢键相连鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)之间通过3个氢键相连。DNA分子的复制过程1复制的时间:体细胞的DNA分子复制发生在有丝分裂的间期。生殖细胞的DNA复制发生在减数第一次分裂的间期。2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。3复制的过程(下图)(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
9、:以解开的两条母链为模板,以周围环境中游离的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。4复制的基本条件:模板、原料、能量以及酶等。5复制的方式:一是边解旋边复制二是半保留复制。6复制结果:一个亲代DNA分子形成了两个完全相同的子代DNA分子。7复制的意义保持了遗传信息的连续性。第四节基因是有遗传效应的DNA片段基因与脱氧核苷酸、DNA、染色体和生物性状之间的关系关系内容基因与脱氧核苷酸基因的基本组成单位是脱氧核苷酸,每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息基因与DNA基因是有
10、遗传效应的DNA片段每个DNA分子上有很多个基因基因在染色体上呈线性排列,染色体是基因的主要载体基因与生物性状基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代,还可“使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质的分子结构上来,从而使后代表现出与亲代相似的性状。遗传学上把这过程叫做基因的表达第四章第一节基因指导蛋白质的合成1.RNA与DNA的区别(如下表)项目DNARNA全称脱氧核糖核酸核糖核酸分布主要存在于细胞核中,少量存在于线粒体和叶绿体中主要存在于细胞质中,少量存在于细胞核核仁中基本组成单位脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸碱基嘌呤腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)嘧啶胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)胞嘧啶
11、(C)尿嘧啶(U)五碳糖脱氧核糖核糖无机酸磷酸磷酸空间结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构2.基因控制蛋白质合成的过程转录翻译概念DNA分子首先解开双链以DNA的一条链为模板按照碱基互补配对原则合成RNA的过程以mRNA为模板,以tRNA为运载工具合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程场所细胞核、线粒体、叶绿体细胞质(核糖体)原料4种核糖核苷酸20种氨基酸模板DNA中的一条链mRNA酶解旋酶、聚合酶等聚合酶等能量ATPATP过程DNA解旋以一条链为模板,按碱基互补配对原则,游离的核糖核苷酸与脱氧核苷酸配对,核糖核苷酸间通过化学键连接成mRNA,tRNA,rRNAmRNA从核孔进入细胞质,与核糖体结
12、合,从起始密码子(AUG)开始翻译。tRNA一端携带氨基酸进入核糖体另一端的反密码子与mRNA上的密码子配对,两氨基酸间形成肽键。核糖体继续沿mRNA移动,每次移动一个密码子,至终止密码结束,肽链形成模板去向转录后与非模板链重新形成双螺旋结构分解成核糖核苷酸特点边解旋边转录一条mRNA可与多个核糖体结合翻译成多条相同的多肽链产物三种单链RNA蛋白质(多肽链)第四章第二节基因对性状的控制核心考点整合碱基互补配对原则的应用1在整个DNA分子中DNA双链中的两种互补的碱基相等,任意两个不互补的碱基之和恒等,占碱基总数的50%。ATGC;A+G=T+C;A+C=T+G:(A十G)/(T十C)=1。2在
13、DNA两条互补链之间(1)在DNA双链中的一条单链的(A十G)/(T十C)的值与另一条互补单链的(A十G)/(T十C)的值互为倒数关系。(A。+G。)/(T+C)=m,互补链上(A+G)/(T+C)1/m(2)DNA双链中,一条单链(AT)/GC)的值,与另一条互补链(AT)/GC)的值是相等的,也与整个DNA分子中(AT)/GC)的值是相等的。3整个DNA分子、DNA包含的两条单链、转录的RNA之间:(1)在碱基数量上,在DNA和RNA的单链内,互补碱基的和相等,且等于双链DNA的一半。即a链上的(AT)=b链上的(AT)=RNA分子中(A+U)=1/2DNA双链中的(AT);a链上的(GC
14、)=b链上的(GC)=RNA分子中(G+C)=1/2DNA双链中的(GC);(2)互补碱基的和占各自碱基的总数的比例在有意链、互补链中和DNA双链中是相等的,且等于RNA中与之配对碱基的和所占RNA中的比例。即a链中(AT)占a链总数的百分数=b链中(AT)占b链总数的百分数=RNA中(A+U)占RNA总数的百分数=DNA双链中(AT)占双链中碱基总数的百分比简式为(GC)a=(GC)b=(GC)RNA。(3)在一个双链DNA分子中,某碱基占碱基总量的百分数等于每条链中的平均百分数若在其中一条链中多占n%则在另一条链中廊少占n。4DNA双链中,含某种碱基X个,复制n次,则需加入该碱基的脱氧核苷
15、酸的分子数等于能与该碱基配对碱基的脱氧核苷酸的分子数,等于(2n-1)X个。关于DNA分子复制的有关计算1已知DNA分于中碱基数求复制n次与第n次所需某碱基数量。若DNA分子复制n次则可产生2n个子DNA分子,由于DNA复制为半保留复制,则复制n次时,除第一代DNA(亲代DNA分子)的两条模板链不需新原料构建外,其余所有链无一不是新原料构建的,故所需原料应为:总链数2条模板链即相当于(2n1)个DNA分子中的原料量当只需计算第n次所需原料量时,可据第n次产生2n个DNA分子,本次应需新构建子链2n条(每个子DNA均有一条新子链),这2n条新子链应相当于2n/2个子DNA故本次所需原料也应为2n
16、/2个DNA乘以每个DNA中该原料量。1、 关于半保留复制的有关计算问题已知某一条全部N原子被15N标记的DNA分子(0代),转移到含有14N的培养基中培养(复制)若干代,其结果分析如下表:世代DNA分子的特点DNA中脱氧核苷酸链的特点分子总数细胞中DNA分子在试管中的位置不同DNA分子占全部DNA分子之比母链总数不同脱氧核苷酸链占全部比含15N分子含14N和15N杂种分子含14N分子含15N的链含14N的链01全在下部121012全在中部141/21/2241/2中1/2上1/21/281/43/4381/4中3/4上1/43/4161/87/8n2n1/2n-1中11/2n-1上1/2n-
17、111/2n-12n+11/2n11/2n基因中碱基、RNA中碱基和蛋白质中氨基酸数量关系(1)转录时,组成基因的两条链中只有一条链能转录,另一条链则不能转录。因此,转录形成的RNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的l2。(2)翻译过程中,信使RNA中每3个碱基决定一个氨基酸,所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是mRNA碱基数目的1/3。总之,在转录和翻译过程中,基因中的碱基数(指双链)、RNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之比为6:3:1。参考下面图解:DNA(基因)信使RNA蛋白质GCACGU精氨酸CGT碱基数目碱基数目氨基酸数目6:3:1中心法则及其含义1、图解2、含义(1)
18、DNADNA(或基因基因);以DNA作为遗传物质的生物的DNA自我复制,表示遗传信息的传递。例:绝大多数生物。(2)RNARNA:以RNA作为遗传物质的生物的RNA自我复制。例:以RNA为遗传物质的生物烟草花叶病毒。(3)DNARNA:细胞核中的转录过程。例:绝大多数生物(4)RNA蛋白质:细胞质的核糖体上的翻译过程。以上(3)(4)共同完成遗传信息的表达。(5)RNADNA:少数病毒在其宿主细胞中的逆转录过程。例:某些致癌病毒、爱滋病病毒。3、“中心法则”中的几种碱基互补配对(1)DNA复制:ATGC(2)转录:AUTAGC(3)逆转录:ATUAGC(4)RNA复制:AUGC(5)翻译:AU
19、GC名师点睛1.(09江苏卷)13科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离出a、b两个不同品系,它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验(见下表)中,不可能出现的结果是实验实验结果编号实验过程病斑类型病斑中分离出的病毒类型a型TMV斗感染植物a型a型b型TMV呻感染植物b型b型组合病毒(a型TMV的蛋白质+b型TMV的RNA)感染植物b型a型组合病毒(b型TMV的蛋白质+a型TMV的RNA)感染植物a型a型A实验B实验C实验D实验答案:C解析:本题考查的是病毒遗传物质的特点。烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,而蛋白质不是遗传物质,因此在中,组合病毒的遗传物质是b型的,因此病斑类型是b型,病斑中分
20、离出的病毒类型也应是b型的。2.(09江苏卷)12下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图,有关叙述错误的是A图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的B图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的C真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶D真核生物的这种复制方式提高了复制速率答案:A解析:本题通过信息考查DNA的复制相关知识。从图中只能看出有一个复制起点,所以A不对。图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的,真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶,DNA聚合酶等参与。这种半保留复制的模式不仅保持前后代的稳定性,每次复制都可产生两个DNA分子,提高了效率。3.(09辽宁、宁夏卷)31(12分)多数真核生
21、物基因中编码蛋白质的序列被一些不编码蛋白质的序列隔开,每一个不编码蛋白质的序列称为一个内含子。这类基因经转录、加工形成的mRNA中只含有编码蛋白质的序列。某同学为检测某基因中是否存在内含子,进行了下面的实验:步骤:获取该基因的双链DNA片段及其mRNA;步骤:加热DNA双链使之成为单链,并与步骤所获得的mRNA按照碱基配对原则形成双链分子;步骤:制片、染色、电镜观察,可观察到图中结果。请回答:(1)图中凸环形成的原因是,说明该基因有个内含子。(2)如果现将步骤所获得的mRNA逆转录得到DNA单链,然后该DNA单链与步骤中的单链DNA之一按照碱基配对原则形成双链分子,理论上也能观察到凸环,其原因
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 专题 06 遗传 分子 基础 电子 教案
限制150内