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本講的考綱要求:
1.DNA分子結構的主要特點(Ⅱ)
2.基因的概念(Ⅱ)
上一講我們講到,DNA是由脫氧核苷酸聚合而成的兩條長鏈組成,那麼這兩條鏈在空間上是如何排列的呢?
沃森和克裡克這兩個搭積木的高手搭出來了DNA的空間結構模型。
他們所用的這種研究方法叫模型建構的方法。
模型建構是自然科學研究中一種常用的方法。當研究對象難以直接操作或研究時,可以考慮模型建構的方法。該方法用模型來模擬研究對象,被模擬的對象稱做原型。模型是人們為了某種特定目的而對認識對象所作的一種簡化的概括性的描述。包括物理模型、概念模型、數學模型等。以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象的特徵,這種模型就是物理模型。如沃森和克裡的製作的這個模型,就是物理模型。
教材中還有哪些是物理模型呢?
細胞亞顯微結構三維模型、細胞膜流動鑲嵌模型、用卡片建立血糖調節的模型等。
這是電子顯微鏡下拍的一種硝化細菌的照片,是物理模型嗎?
照片不是模型,是真實的記錄,是原型。你沒看到把明星的照片叫寫真嗎?
學生通過模擬實驗繪製的血糖平衡調節圖解是物理模型嗎?
這不是物理模型而是概念模型。
達爾文自然選擇學說模型是最典型的概念模型。
學生繪製的胰島素和胰高血糖素隨血糖濃度變化的曲線是什麼模型呢?
典型的數學模型還有種群增長的J型、S型曲線。
沃森和克裡克利用他人的經驗或成果,經過不懈的努力,最終構建了DNA雙螺旋結構模型。主要特點如下:
圖中可以得出以下結論:
1. A和T之間形成兩個氫鍵,你C和G之間形成三個氫鍵。所以,DNA分子中G和C含量越高,就越穩定,變性溫度越高。
2. DNA分子的雙鏈是由兩條脫氧核苷酸長鏈以氫鍵連接起來的;DNA分子的主鏈是由磷酸和脫氧核糖交替排列的,使DNA分子具有穩定性;DNA分子的鹼基對的排列順序變化多端,說明DNA分子具有多樣性,可以貯存大量的遺傳信息;n對鹼基可以形成4n種DNA。DNA分子的鹼基對特定的排列順序說明DNA分子具有特異性。這是DNA鑑定的基礎 。
3. 在DNA雙鏈中,任意兩個不互補鹼基之和恆等,並為鹼基總數的50%。
4. 「互補鹼基之和」的比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相同,即若在一條鏈中=m,在互補鏈及整個DNA分子中=m,而且由任一條鏈轉錄來的mRNA分子中(A+U)/(G+C)仍為m(註:不同DNA分子中m值可不同,顯示特異性)。
5.非互補鹼基之和的比例在兩條互補鏈中互為倒數,在整個DNA分子中為1,即若在DNA一條鏈中=a,則在其互補鏈中=,而在整個DNA分子中=1。(註:不同雙鏈DNA分子中互補鹼基之和的比均為1,無特異性)
DNA由基因和基因間區組成。基因是有遺傳效應的DNA片段。細胞質(如線粒體和葉綠體)DNA上也有基因。
如何理解有遺傳效應呢?
能通過指導蛋白質的合成從而控制生物的性狀。
【例1】(2013·廣東,2)1953年Watson和Crick構建了DNA雙螺旋結構模型,其重要意義在於( )
①證明DNA是主要的遺傳物質 ②確定DNA是染色體的組成成分 ③發現DNA如何儲存遺傳信息 ④為DNA複製機制的闡明奠定基礎
A.①③ B.②③ C.②④ D.③④
【例2】(根據高考試題改編)下列敘述正確的是:
A.雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸和核糖是通過氫鍵連接的
B.富蘭克林和威爾金斯對DNA雙螺旋結構模型的建立也作出了巨大的貢獻
C.沃森和克裡克提出在DNA雙螺旋結構中嘧啶數不等於嘌呤數
D.DNA有氫鍵,RNA沒有氫鍵
【例3】(2014·山東理綜,5)某研究小組測定了多個不同雙鏈DNA分子的鹼基組成,根據測定結果繪製了DNA分子的一條單鏈與其互補鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中鹼基數目比值的關係圖,下列正確的是( )
(答案在下方找)
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【本講答案】1.D 2.B 3.C
第12講 核酸
第14講 DNA在細胞內的合成