2019届人教版高三生物一轮复习DNA分子的结构与复制.ppt

第第2 2节节 DNADNA分子的结构分子的结构第第1919讲讲 DNADNA分子的结构、复制以及基因的本质分子的结构、复制以及基因的本质【考纲要求考纲要求】 1.1.理解理解DNADNA分子结构的主要特点（分子结构的主要特点（） 2.DNA分子的复制（分子的复制（）携带遗传信息携带遗传信息能够传递遗传信息能够传递遗传信息能够表达遗传信息能够表达遗传信息DNADNA结构特点结构特点DNADNA的复制的复制DNADNA控制蛋白质的合成控制蛋白质的合成DNADNA作为遗传物质，它有哪些功能？作为遗传物质，它有哪些功能？一 DNA的基本组成单位1. 1. DNA DNA的化学组成的化学组成DNADNA组成元素：组成元素：_五种元素五种元素C C、H H、OO、NN、P P2 2.DNA.DNA分子的基本单位：分子的基本单位：脱氧脱氧核糖核糖碱基碱基磷酸磷酸ATPATP的结构的结构? ?脱氧核苷酸脱氧核苷酸2 2.DNA.DNA分子的基本单位分子的基本单位初步水解初步水解彻底水解彻底水解氧化分解氧化分解DNADNA初步水解产物初步水解产物_种种 DNADNA彻底水解产物彻底水解产物_种种 DNADNA氧化分解产物氧化分解产物_ _ 小鼠体内遗传物质彻底水解的产物？蛋白质呢蛋白质呢二、 DNA双螺旋结构模型的构建发展史发展史P47-P48P47-P48例例1. 1.下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在林、查哥夫等人在DNADNA分子结构模型构建方面分子结构模型构建方面的突出贡献的说法中，正确的是的突出贡献的说法中，正确的是( )( )A.A.威尔金斯和富兰克林提供了威尔金斯和富兰克林提供了DNADNA分子的电子分子的电子显微镜图像显微镜图像B.B.沃森和克里克提出了沃森和克里克提出了DNADNA分子的双螺旋结构分子的双螺旋结构模型模型C.C.查哥夫提出了查哥夫提出了A A与与T T配对、配对、C C与与G G配对的正确关配对的正确关系系D.D.富兰克林和查哥夫发现富兰克林和查哥夫发现A A的量等于的量等于T T的量，的量，C C的量等于的量等于G G的量的量BDNADNA分子是由分子是由 条链组成，条链组成， 的方式的方式盘旋成盘旋成 结构。结构。 交替连接，排列在外侧，构成交替连接，排列在外侧，构成_； 排列在内侧。排列在内侧。碱基通过碱基通过 连接成碱基对，并遵循连接成碱基对，并遵循 原则（原则（A A一定与一定与_配对；配对；G G一定一定与与_配对）配对）反向平行反向平行双螺旋双螺旋脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸碱基碱基氢键氢键碱基互补配对碱基互补配对两两基本骨架基本骨架 三、DNA分子的结构双螺旋结构TC例例2. 1.2. 1.图中的图中的DNADNA只含只含_个个游离游离磷酸磷酸 2. 2. ：_ _键，键， 断开方法：断开方法：_ ：_键，键， 断开：断开：_ _ 酶酶; ; 形成：形成：_ 酶酶 3.3. G G和和C C之间有之间有_个氢键，个氢键， A A和和T T之间有之间有_个氢键个氢键 _碱基对越多，碱基对越多， DNADNA越稳定、越耐热越稳定、越耐热TCAAGT2 2氢氢磷酸二酯磷酸二酯 DNADNA聚合酶聚合酶DNADNA连接酶连接酶加热加热 或或解旋酶（复制）解旋酶（复制）RNARNA聚合酶（转录）聚合酶（转录）C-GC-G限制限制3 32 2TCAAGT三、三、DNADNA分子的结构分子的结构4 4. .在在DNADNA的一条单链上，相邻碱基通过的一条单链上，相邻碱基通过 _ _连接连接 在在DNADNA双链中，相邻碱基通过双链中，相邻碱基通过_连接连接脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖氢键氢键例例3.3.现有四种现有四种DNADNA样品，根据样品中碱基的百分含样品，根据样品中碱基的百分含量判断，最可能来自嗜热菌量判断，最可能来自嗜热菌( (生活在高温环境中生活在高温环境中) )的的是是 A A含胸腺嘧啶含胸腺嘧啶32%32%的样品的样品B B含腺嘌呤含腺嘌呤17%17%的样品的样品C C含腺嘌呤含腺嘌呤30%30%的样品的样品D D含胞嘧啶含胞嘧啶15%15%的样品的样品B B填空：若某双链填空：若某双链DNADNA分子含有分子含有NN个碱基对，腺嘌呤个碱基对，腺嘌呤MM个，则氢键数为个，则氢键数为 . .3N-MA AGGC CT T下图是下图是DNADNA分子结构模式图，用分子结构模式图，用文字文字填出填出110110的名称的名称: :胞嘧啶（胞嘧啶（C C）腺嘌呤（腺嘌呤（A A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G G）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T T）脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸碱基对碱基对氢键氢键一条脱氧核苷酸链的一条脱氧核苷酸链的片段片段3，5，5，3，1. 1.由由2 2条脱氧核苷酸长链盘旋成规则的双螺条脱氧核苷酸长链盘旋成规则的双螺旋结构。旋结构。2.DNA2.DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接排分子中脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架。列在外侧，构成基本骨架。3.DNA3.DNA分子双螺旋结构的中间为碱基对，分子双螺旋结构的中间为碱基对，碱基之间形成氢键，从而维持双螺旋结碱基之间形成氢键，从而维持双螺旋结构的稳定。构的稳定。稳定性稳定性: :特异性特异性: :多样性多样性: : 碱基对碱基对/碱基碱基/脱氧核苷酸脱氧核苷酸的排列顺序千变万化的排列顺序千变万化每个特定的每个特定的DNADNA分子中都是特定的碱基对排分子中都是特定的碱基对排列顺序列顺序四、DNA分子的特性1. 1.由由120120个碱基组成的个碱基组成的DNADNA分子片段，可因其碱分子片段，可因其碱基对组成和序列不同而携带不同的遗传信息（基对组成和序列不同而携带不同的遗传信息（特异性特异性），其种类数量最多可达），其种类数量最多可达A. 4A. 4120120 B. 120 B. 1204 4C. 4C. 46060 D. 60 D. 604 4C C2 2、下列能用来区分不同生物、下列能用来区分不同生物DNADNA分子的是分子的是（A+TA+T）/ /（C+GC+G） （A+CA+C）/ /（C+TC+T）A /T A /T C /G C /G 嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数A+G=T+CA+G=T+C不互补的两个碱基之和的比值为不互补的两个碱基之和的比值为1 1： A+G/T+C=A+C/T+G=1A+G/T+C=A+C/T+G=1计算：碱基互补配对原则的应用计算：碱基互补配对原则的应用任意两个不互补的碱基之和占总碱基数的一半任意两个不互补的碱基之和占总碱基数的一半A+G=T+C=A+C=T+G=50%A+G=T+C=A+C=T+G=50%1. 1.某生物核酸的碱基组成，嘌呤碱基占某生物核酸的碱基组成，嘌呤碱基占52%52%，嘧啶碱基占，嘧啶碱基占45%,45%,此生物一定不是此生物一定不是 A TA T2 2噬菌体噬菌体 B B 大肠杆菌大肠杆菌C C 青霉青霉 D D 烟草花叶病毒烟草花叶病毒 A A2.2.某双链某双链DNADNA分子中，分子中，G G占占23%23%，求，求A A占多少？占多少？27%27%3.3.某双链某双链DNADNA分子一条链上分子一条链上A+T/C+GA+T/C+G碱基比值碱基比值为为0.3,0.3,则在整个则在整个DNADNA分子中分子中 A:T:C:GA:T:C:G的比值是？的比值是？4:4:在在DNADNA的一个单链中的一个单链中,A+G/T+C=0.4,A+G/T+C=0.4，其互补，其互补链中碱基数有链中碱基数有140140个，个，T T有有1010个，则其互补链个，则其互补链C C多多少？少？30303 3 10 10 3 3 10 10 A1T2T1A2G1C2C1G2DNADNA双链双链4 4：某双链：某双链DNADNA分子中，分子中，A A与与T T之和占整个之和占整个DNADNA碱基总数碱基总数的的54%54%，其中一条链上，其中一条链上G G占该链碱基总数的占该链碱基总数的22%22%。求另。求另一条链上一条链上G G占其所在链碱基总数的百分含量。占其所在链碱基总数的百分含量。24%24%（2016新课标新课标）有关）有关DNA分子的研究中，常用分子的研究中，常用32P来标记来标记DNA分子分子用用、和和表示表示ATP或或dATP（d表示表示脱氧脱氧）上）上三个磷酸基团三个磷酸基团所处的位置（所处的位置（APPP或或dAPPP）回答下列问题；）回答下列问题；（1）某种酶可以催化）某种酶可以催化ATP的的一个磷酸基团一个磷酸基团转移到转移到DNA末端上，同时产生末端上，同时产生ADP若要用该酶把若要用该酶把32P标记到标记到DNA末端上，那么带有末端上，那么带有32P的磷酸基团应在的磷酸基团应在ATP的的（填（填“”“”或或”）位上）位上（2）若用带有）若用带有32P标记的标记的dATP作为作为DNA生物合成的生物合成的原原料料，将，将32P标记到新合成的标记到新合成的DNA分子上，则带有分子上，则带有32P的磷的磷酸基团应在酸基团应在dATP的的（填（填“”“”或或”）位上）位上（2016新课标新课标）有关）有关DNA分子的研究中，常用分子的研究中，常用32P来标记来标记DNA分子分子用用、和和表示表示ATP或或dATP（d表示表示脱氧脱氧）上）上三个磷酸基团三个磷酸基团所处的位置（所处的位置（APPP或或dAPPP）回答下列问题；）回答下列问题；（3 3）将一个带有某种）将一个带有某种噬菌体噬菌体DNADNA分子分子的的两条链两条链用用3232P P进行标记，并使其进行标记，并使其感染感染大肠杆菌，在大肠杆菌，在不含有不含有3232P P的培的培养基中培养一段时间若养基中培养一段时间若得到的所有噬菌体得到的所有噬菌体双链双链DNADNA分子都装配成噬菌体（分子都装配成噬菌体（n n个个）并释放，则其中含有）并释放，则其中含有3232P P的噬菌体所占比例为的噬菌体所占比例为2/n2/n，原因是，原因是一个含一个含3232P P标记的标记的噬菌体双链噬菌体双链DNADNA分子经半保留复制后，标记的两条单分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到链只能分配到2 2个噬菌体的双链个噬菌体的双链DNADNA分子中，因此得分子中，因此得到的到的n n个噬菌体中，只有个噬菌体中，只有2 2个带标记个带标记DNA复制过程复制过程DNA复制复制复制时间复制时间复制场所复制场所复制过程复制过程复制条件复制条件复制特点复制特点复制结果复制结果准确复制准确复制 复制意义复制意义有丝分裂间期、减数分裂间期有丝分裂间期、减数分裂间期真核生物：细胞核真核生物：细胞核( (主要）、线粒体、叶绿体主要）、线粒体、叶绿体模板模板 原料原料 ATP ATP 酶酶边解旋边复制边解旋边复制精确的精确的DNADNA模板模板; ; 碱基互补配对原则碱基互补配对原则遗传遗传：确保亲代与子代之间：确保亲代与子代之间遗传信息的连续性遗传信息的连续性以亲代以亲代DNA为模板合成子代为模板合成子代DNA的过程的过程 解旋解旋合成子链合成子链螺旋形成新的螺旋形成新的方式：半保留复制方式：半保留复制一个一个DNA分子形成两个分子形成两个完全相同完全相同的的DNA分子分子 （解旋酶、（解旋酶、DNA聚合酶）聚合酶）（ 4 4种脱氧核苷酸）种脱氧核苷酸）考点识记考点识记【典例典例1】右图为真核细胞右图为真核细胞DNA复制过程示意。据图分析，下列复制过程示意。据图分析，下列相关叙述中错误的是相关叙述中错误的是()A由图示得知，子链是沿着一由图示得知，子链是沿着一定方向延伸的定方向延伸的B合成两条子链时，合成两条子链时，DNA聚合聚合酶移动的方向是相反的酶移动的方向是相反的C细胞内的细胞内的DNA复制场所有细复制场所有细胞核、叶绿体、线粒体胞核、叶绿体、线粒体D解旋需解旋酶及解旋需解旋酶及DNA聚合酶聚合酶的催化，且需要消耗的催化，且需要消耗ATP5 3探究一：探究一：DNA复制过程复制过程【典例典例2】图图1是真核细胞是真核细胞DNA复制过程的模式图，图复制过程的模式图，图2是大肠杆菌是大肠杆菌DNA复制过程模式图，箭头表示复制方向。复制过程模式图，箭头表示复制方向。对此描述错误的是对此描述错误的是()A真核细胞真核细胞DNA有多个复制起点，而大肠杆菌只有一有多个复制起点，而大肠杆菌只有一个个B两者均具有双向复制的特点两者均具有双向复制的特点C真核细胞真核细胞DNA复制时，在起点处不都是同时开始的复制时，在起点处不都是同时开始的D两者的遗传物质均是环状的两者的遗传物质均是环状的具有具有多个复制起点多个复制起点,双向复制双向复制 探究一：探究一：DNA复制过程复制过程跟踪训练跟踪训练探究二：探究二：DNADNA复制的有关计算复制的有关计算相关计算相关计算：已知某一条全部：已知某一条全部N原子被原子被15N标记的标记的DNA分子，转移到含分子，转移到含14N的培养基上培养的培养基上培养n代，其代，其结果如下：分子总数结果如下：分子总数_ 含含15N的分子的分子_ 只含只含15N的分子的分子_ 含含14N的分子的分子 _ 只含只含14N的分子的分子_脱氧核苷酸链总数脱氧核苷酸链总数_含含15N的链为的链为_ 含含14N的链为的链为_2n022n-22n+122n+1-22nDNADNA分子中含有某碱基个，则：分子中含有某碱基个，则：1 1、复制、复制n n次，需要该碱基次，需要该碱基 个个2 2、第、第n n次复制时，需要该碱基次复制时，需要该碱基 个个（2n-1）（2n-1）探究二：探究二：DNADNA复制的有关计算复制的有关计算实验结论：实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的的复制是以半保留的方式进行的探究三、探究三、DNADNA复制复制半保留复制的证明半保留复制的证明重带重带1515N/ N/ 15N中带中带1515N/ N/ 14N轻带轻带1414N/ N/ 14N密度梯度离心法、同位素标记法密度梯度离心法、同位素标记法探究三、探究三、DNADNA复制复制半保留复制的证明半保留复制的证明【典例】（上海卷）某亲本【典例】（上海卷）某亲本DNA分子分子双链均以白色双链均以白色表表示，以灰色表示第一次复制出的示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表子链，以黑色表示第二次复制出的示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链子链，该亲本双链DNA分子连分子连续复制两次后的产物是（续复制两次后的产物是（ ）变式训练变式训练探究三、探究三、DNADNA复制复制半保留复制的证明半保留复制的证明探究四：探究四：DNADNA复制与细胞分裂的关系复制与细胞分裂的关系【典例典例】洋葱洋葱根尖根尖细胞在含细胞在含3H3H标记标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中的培养液中完成一个细胞周期完成一个细胞周期，然后，然后转入不含转入不含3H3H标记标记的的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养第二代，如下图所胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养第二代，如下图所示，则经过两代培养后获得的子细胞内示，则经过两代培养后获得的子细胞内DNADNA分子的标记分子的标记情况不可能为情况不可能为( (只考虑其中一对染色体上的只考虑其中一对染色体上的DNADNA分子分子)()() )探究四：探究四：DNADNA复制与细胞分裂的关系复制与细胞分裂的关系训练训练1、蚕豆根尖细胞在含、蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性的培养养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是（况是（ ）A只有半数的染色体中一条单体被标记只有半数的染色体中一条单体被标记 B每条染色体的两条单体都被标记每条染色体的两条单体都被标记 C每条染色体中都只有一条单体被标记每条染色体中都只有一条单体被标记 D每条染色体的两条单体都不被标记每条染色体的两条单体都不被标记跟踪训练跟踪训练2 2、如果一个精原细胞核的、如果一个精原细胞核的DNA分子都被分子都被15N标记，如标记，如只供给该精原细胞含只供给该精原细胞含14N的原料，则其减数分裂产生的的原料，则其减数分裂产生的四个精子中，含有四个精子中，含有15N、14N标记的标记的DNA分子的精子所分子的精子所占比例依次为（不考虑交叉互换现象）（占比例依次为（不考虑交叉互换现象）（ ） A A100%、0 B50%、50% C50%、100% D100%、100%跟踪训练跟踪训练3、将含有一对同源染色体、其、将含有一对同源染色体、其DNA分子都已用分子都已用32P标记标记的精原细胞，在只供给含的精原细胞，在只供给含31P的原料中先进行一次有丝的原料中先进行一次有丝分裂，产生的两个子细胞再各自进行减数分裂。则最终分裂，产生的两个子细胞再各自进行减数分裂。则最终所产生的八个精子中，含所产生的八个精子中，含31P和和32P标记的精子所占的比标记的精子所占的比例分别是例分别是 （ ）A50、25 B25、25 C100、50 D100、100跟踪训练跟踪训练4将某一用将某一用3H充分标记的染色体数目为充分标记的染色体数目为2N的雄性动物的雄性动物精巢细胞，放置于不含精巢细胞，放置于不含3H的培养基中培养，该细胞经的培养基中培养，该细胞经过连续分裂后形成四个大小相等的子细胞。下列有关说过连续分裂后形成四个大小相等的子细胞。下列有关说法正确的是法正确的是()A若子细胞中染色体数目为若子细胞中染色体数目为N，则其中含，则其中含3H的染色体的染色体数目为数目为N/2B若子细胞中染色体数目为若子细胞中染色体数目为2N，则其中含，则其中含3H的染色体的染色体数目为数目为NC若子细胞中所有染色体都含有若子细胞中所有染色体都含有3H，则细胞分裂过程，则细胞分裂过程中会发生基因重组中会发生基因重组D若子细胞中有的染色体不含若子细胞中有的染色体不含3H，是因为同源染色体，是因为同源染色体彼此分离彼此分离5（海南卷）甲（海南卷）甲（ATGG）是一种单链）是一种单链DNA片段，乙片段，乙是该片段的转录产物，丙（是该片段的转录产物，丙（A-PPP）是转录过程中）是转录过程中的一种底物。下列叙述错误的是的一种底物。下列叙述错误的是 （ ）A A甲、乙、丙的组分中均有糖甲、乙、丙的组分中均有糖 B甲乙共由甲乙共由6种核苷酸组成种核苷酸组成C C丙可作为细胞内的直接能源物质丙可作为细胞内的直接能源物质 D乙的水解产物中含有丙乙的水解产物中含有丙6 6同源染色体上的同源染色体上的DNADNA分子之间最可能相同的是分子之间最可能相同的是( () )A A碱基对的排列顺序碱基对的排列顺序 B B磷酸二酯键的数目磷酸二酯键的数目 C C脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类 D.ATD.AT的比值的比值7 7从分子水平上对生物体具有多样性或特异性的分从分子水平上对生物体具有多样性或特异性的分析，错误的是析，错误的是( () )A A碱基对的排列顺序的千变万化，构成了碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNADNA分子分子的多样性的多样性B B碱基对的特定的排列顺序，又构成了每一个碱基对的特定的排列顺序，又构成了每一个DNADNA分子的特异性分子的特异性C C一个含一个含2 0002 000个碱基的个碱基的DNADNA分子，其碱基对可能分子，其碱基对可能的排列方式就有的排列方式就有4 41 0001 000种种D人体内控制人体内控制-珠蛋白的基因由珠蛋白的基因由1 700个碱基对组个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有成，其碱基对可能的排列方式有41 700种种(1)从结构上看从结构上看基因是基因是DNA上一个个特定的片段，一个上一个个特定的片段，一个DNA分子分子 上有许多个基因。上有许多个基因。基因与基因与DNA结构一样，也是由四种脱氧核苷结构一样，也是由四种脱氧核苷酸按一定顺序排列而成的，也是双螺旋结构。酸按一定顺序排列而成的，也是双螺旋结构。基因中脱氧核苷酸基因中脱氧核苷酸(碱基对碱基对)的排列顺序代表遗的排列顺序代表遗传信息。传信息。基因的本质基因的本质(2)从功能上看从功能上看基因具有遗传效应，即基因能控制生物的性状，基因具有遗传效应，即基因能控制生物的性状，基因是控制生物性状的基本单位，特定的基因决基因是控制生物性状的基本单位，特定的基因决定特定的性状定特定的性状生物体遗传的功能单位和结构单位_总结：总结：染色体、染色体、DNADNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系、基因、脱氧核苷酸之间的关系(3)染色体、染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系、基因和脱氧核苷酸的关系