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高中三年级生物

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  • 读图填空题
    2004年12月,印度洋发生海啸,遇难者达20多万人,中国科学家参与了尸体的辨认工作,主要是从尸体细胞与家属提供的死者生前生活用品中分别提取DNA,然后进行比较确认,请回答:


    (1)人体DNA的主要载体是__________。
    (2)为了保证实验的准确性,需要先用PCR技术克隆出较多的DNA样品,操作时DNA分子受热解旋为单链,然后在____________酶催化下合成新链,如此循环扩增。
    (3)上表所示为分别从尸体和死者生前的生活用品中提取的三条相同染色体上同一区段DNA单链的碱基序列,据此可判断,三组DNA中不是同一人的是____________。
    (4)此方法还可用于判断不同物种之间亲缘关系的远近,科学家分别提取了甲、乙、丙三种生物的DNA分子做鉴定,结果如上图。请问其中亲缘关系最近的是_________,这种方法就是___________。该方法还可以用于______________(举两个例子)。
    本题信息:2011年广东省模拟题生物读图填空题难度极难 来源:马娟
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本试题 “2004年12月,印度洋发生海啸,遇难者达20多万人,中国科学家参与了尸体的辨认工作,主要是从尸体细胞与家属提供的死者生前生活用品中分别提取DNA,然后进行比...” 主要考查您对

基因与染色体的关系

DNA分子的结构

多聚酶链式反应扩增DNA片段

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  • 基因与染色体的关系
  • DNA分子的结构
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基因与染色体的关系:

1、萨顿假说
(1)研究方法:类比推理法。
(2)假说内容:基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的,即基因就在染色体上。
(3)依据:基因和染色体在行为上存在着明显的平行关系。
主要体现在以下几个方面:
基因 染色体
体细胞 成对存在;且一个来自母方,一个来自父方 成对存在;且一条来自母方,一条来自父方,为同源染色体
减数第一次分裂 决定同一性状的成对基因彼此分离,决定不同性状的基因自由组合 同源染色体分离,非同源染色体自由组合
配子 只含成对基因中的一个 只含每对同源染色体中的一条
受精作用 一个来自母方的基因和一个来自父方的基因随雌雄配子两两随机结合 一条来自母方的染色体和一条来自父方的染色体随雌雄配子两两随机结合
前后代传递的特点 互不融合,互不干扰;保持完整性和独立性 维持前后代体细胞染色体数目的恒定,染色体的形态和结构也保持相对稳定


2、基因位于染色体上的实验证据    
(1)实验者:摩尔根。
(2)实验材料:果蝇。果蝇作为遗传学实验材料的优点有:
①易饲养,②繁殖快,③后代多。
(3)实验探究过程
①提出问题

分析:
a、果蝇的红眼与白眼是一对相对性状;
b、F1全为红眼一红眼是显性性状;
c、F2中红眼:白眼=3:1——符合分离定律,红眼和白眼受一对等位基因控制;
d、白眼性状的表现与性别相联系。
②假设与解释假设控制果蝇白眼的基因(用w表示)位于X染色体上,而Y染色体上不含有它的等位基因,其遗传图解可表示为:

③测交验证
亲本中的白眼雄蝇和它的子代红眼雌蝇交配。

④结论:控制果蝇红眼与白眼的基因只位于X染色体上——基因位于染色体上。


类比推理与假说一演绎法比较:

1、假说一演绎法:在观察和分析基础上提出问题 ——通过推理和想像提出解释问题的假说——据假说进行演绎推理——通过实验检验演绎推理的结沦——若实验结果与预期结论相符,证明假说是正确的;反之,假说是错误的。
2、类比推理法:将未知事物同已知事物的性质类比,依据其相似性,提出关于未知事物某些性质的假说——类比推理得出的结论,并不具备逻辑的必然性,其正确与否,有待观察及实验检验。
例  在探索遗传本质的过程中,科学发现写研究方法相一致的是(   )
①1866年孟德尔的豌豆杂交实验,提出遗传定律 ②1903年萨顿研究蝗虫的减数分裂,提出假说“基因在染色体上” ③1910年摩尔根进行果蝇杂交实验,证明基因位于染色体上
A.①假说_演绎法②假说一演绎法③类比推理法
B.①假说一演绎法②类比推理法③类比推理法
C.①假说一演绎法②类比推理法③假说一演绎法
D.①类比推理法②假说一演绎法③类比推理法
思路点拨:孟德尔根据豌豆杂交实验,提出遗传定律,采用的是“假说一演绎法”,萨顿研究蝗虫的减数分裂,提出假说“基因在染色体上”,采用的是“类比推理法”,摩尔根进行果蝇杂交实验,证明基因位于染色体上采用的是“假说一演绎法”。答案C

易错点拨:

1.细胞中的基因都位于染色体上吗?为什么?
不是。①真核生物的核基因都位于染色体上,而质基因位于线粒体等细胞器内;②原核生物的基因有的位于核区DNA分子上,有的位于细胞质的质粒上。
2.孟德尔遗传定律的研究和萨顿假说的提出所使用的方法相同吗?
不相同。孟德尔遗传定律的研究采用的是假说一演绎法;萨顿推理基因和染色体的关系采用的是类比推理法。
例  下列叙述中,不能说明“核基因和染色体行为存在平行关系”的是(   )
A.基因发生突变而染色体没有发生变化
B.非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合
C.二倍体生物形成配子时基因和染色体数目均减半
D.Aa杂合子发生染色体缺失后,可表现a基因的性状
思路点拨:由于染色体是基因(核基因)的载体,因此染色体在细胞分裂(包括有丝分裂、减数分裂)过程中染色体数量的变化和分配规律,均影响相应基因的规律性变化,即说明“核基因与染色体行为存在平行关系”。答案A
3、摩尔根的果蝇杂交实验中F2个体红眼与白眼比例为3:1,说明这对性状符合分离定律;白眼全是雄性说明与性别相联系。
4、基因型书写:常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上;性染色体上的基因需将性染色体及其上基因一同写出,如XwY。
5、XY代表一对同源染色体,不能误解为一对等位基因。Y染色体上没有红眼、白眼基因并不代表其上面没有基因。


知识拓展:

类比推理概念:是根据两个对象或两类事物的一些属性相同或相似,来猜测另一些属性也可能相同或相似的思维方法。

DNA分子的结构:

1、DNA的元素组成:C、H、O、N、P
2、DNA分子的结构:DNA的双螺旋结构,两条反向平行脱氧核苷酸链,外侧磷酸和脱氧核糖交替连结,内侧碱基对(氢键)碱基互补配对原则。
3、模型图解:

4、DNA分子的结构特性
(l)稳定性:DNA分子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分子中碱基时排列顺序多种多样。
(3)特异性:每种DNA有别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。


知识点拨:

碱基互补配对的规律:

知识拓展:

1、两条链之间的脱氧核苷酸数目相等→两条链之间的碱基、脱氧核糖和磷酸数目对应相等。
2、碱基配对的关系是:A(或T)一定与T(或A)配对、G(或C)一定与C(或G)配对,这就是碱基互补配对原则。其中,A与T之间形成2个氢键,G与C之间形成3个氢键。
3、DNA分子彻底水解时得到的产物是脱氧核苷酸的基本组分,即脱氧核糖、磷酸、含氮碱基。
多聚酶链式反应扩增DNA片段:

1、PCR原理:在解旋酶作用下,打开DNA双链,每条DNA单链作为母链,以4中游离脱氧核苷酸为原料,合成子链,在引物作用下,DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链,即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物,其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。
2、PCR反应过程是:变性→复性→延伸
过程 说明 图解
变性 当温度上升到90℃以上时,双链DNA解聚为单链
复性 温度下降到50℃左右,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合
延伸 72℃左右时,TaqDNA聚合酶有最大活性,可使DNA新链由5'端向3'端延伸

3、结果:上述三步反应完成后,一个DNA分子就变成了两个DNA分子,随着重复次数的增多,DNA分子就以2n的形式增加。PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。


细胞被DNA复制与PCR技术的比较:

细胞内DNA复制 体外DNA扩增(PCR)
不同点 解旋 在解旋酶作用下边解旋边复制 80~100℃高温解旋,双链完全分开
DNA解旋酶、DNA聚合酶 TaqDNA聚合酶
引物 RNA DNA、RNA
温度 体内温和条件 高温
相同点 ①需提供DNA模板
②四种脱氧核苷酸为原料
③子链延伸的方向都是从5'端到3'端

知识点拨:

1、DNA分子复制的人工控制
解开螺旋:在80~100℃时,DNA双螺旋打开,形成两条DNA单链,称为变性。
恢复螺旋:在50~60℃左右时,两条DNA单链重新形成双螺旋结构,称为复性。
复制条件:缓冲液,DNA模板、四种脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶、两种引物。
控制仪器:PCR仪(温度周期性自动调节仪)。
2、PCR的含义是多聚酶链式反应。
3、PCR技术反应的条件:①稳定的缓冲溶液环境;②DNA模板;③合成引物;④四种脱氧核甘酸;⑤DNA聚合酶;⑥温控设备
4、PCR技术最突出的优点是快速、高效、灵活、易于操作。
5、TaqDNA聚合酶的特点是:耐高温。
知识拓展:

1、DNA含量的测定——分光光度法
项目 说明
原理 DNA在260nm的紫外线波段有一强烈吸收峰,峰值大小与DNA的含量是正相关
过程 稀释 2μLPCR反应液,加入98μL蒸馏水,即将样品进行50倍稀释
对照调零 以蒸馏水作为空白对照,在波长260nm处,将紫外分光光度计的赌注调节至零
测量 取DNA稀释液100μL至比色杯中,测定260nm处的光吸收值
计算 DNA含量(μg/mL)=50×(260nm的读数)×稀释倍数
2、DNA聚合酶不恩能够从头合成DNA,只能从DNA的3'端开始延伸DNA链,因此DNA复制需要引物。
发现相似题
与“2004年12月,印度洋发生海啸,遇难者达20多万人,中国科学家...”考查相似的试题有: