DNA分子的结构与复制汇报课课件.ppt

课前小练：课前小练：（20132013课标卷课标卷）5.5.在生命科学发展过程中，在生命科学发展过程中，证明证明DNADNA是遗传物质的实验是（是遗传物质的实验是（）（1 1）孟德尔的豌豆杂交实验）孟德尔的豌豆杂交实验（2 2）摩尔根的果蝇杂交实验）摩尔根的果蝇杂交实验（3 3）肺炎双球菌转化实验）肺炎双球菌转化实验（4 4）T2T2噬菌体侵染大肠杆菌实验噬菌体侵染大肠杆菌实验（5 5）DNADNA的的X X光衍射实验光衍射实验 A(1)(2)B(2)(3)C(3)(4)D(4)(5)A(1)(2)B(2)(3)C(3)(4)D(4)(5)C回忆这两个实验的结论分别是什么？回忆这两个实验的结论分别是什么？第第1919讲讲DNADNA分子的结构、复制及基因分子的结构、复制及基因是有遗传效应的是有遗传效应的DNADNA片段片段考纲要求：考纲要求：1 1、DNADNA分子结构的主要分子结构的主要特点特点（）2 2、DNADNA分子的分子的复制复制（）3 3、基因基因的概念（的概念（）核酸的结构和功能核酸的结构和功能1.1.核酸是生物的核酸是生物的遗传物质遗传物质，因主要存在于，因主要存在于细胞核细胞核中中呈酸性呈酸性而而 得名。得名。2.2.包括包括 _和和_两种。两种。3.DNA3.DNA是是绝大多数生物绝大多数生物(主要）主要）的遗传物质，少数不含的遗传物质，少数不含DNADNA的的病毒以病毒以_为遗传物质。为遗传物质。4.4.化学元素组成：化学元素组成：_._.5.5.基本组成单位：基本组成单位：核苷酸核苷酸DNADNA脱氧（核糖）核苷酸脱氧（核糖）核苷酸RNARNA核糖核苷酸核糖核苷酸温故知新：温故知新：DNADNA（脱氧核糖核酸）（脱氧核糖核酸）RNARNA（核糖核酸）（核糖核酸）C C、H H、O O、N N、P PP五碳五碳糖糖含氮碱基含氮碱基核酸知识你知多少核酸知识你知多少?_RNARNA_C C、H H、O O、N N、P PA A、T T、G G、C C脱氧核糖脱氧核糖脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链DNADNA分子双螺旋分子双螺旋完成完成步步步高步高P115P115回扣回扣基础基础一、一、DNADNA的的分子结构分子结构5 5种元素种元素3 3种物质种物质4 4种基本单位种基本单位2 2条链条链1 1种结构种结构 沃森沃森克里克克里克中关村中关村DNADNA双螺旋结双螺旋结构构“生命生命”雕塑，如雕塑，如今已被看作中关村的今已被看作中关村的标志，受到各界好评。标志，受到各界好评。观察图观察图2 2和图和图3 3结合课本结合课本P47-49P47-49，总，总结归纳结归纳DNADNA的结构特点的结构特点，同时完成，同时完成步步高步步高P116P116核心突破核心突破1 1的表格的表格图图1 1图图2 2图图3 31观察观察DNA分子结构模型，分析其空间结构分子结构模型，分析其空间结构分类分类主链主链内侧内侧构成方式构成方式交交替连接，两条主链呈替连接，两条主链呈平行，有规则盘旋平行，有规则盘旋成成_主链上对应碱基以主链上对应碱基以连接连接成对，对应碱基之间互补成对，对应碱基之间互补(A，G)配对，碱基平面之间配对，碱基平面之间平行平行动态变化动态变化相对稳定相对稳定碱基碱基比率比率和碱基和碱基序列序列可变可变(1)空间结构分析空间结构分析磷酸和脱氧核糖磷酸和脱氧核糖 反向反向 双螺旋双螺旋 氢键氢键 TC考点一考点一 聚焦聚焦DNADNA分子的分子的结构及碱基构及碱基计算算 碱基对碱基对A-TA-T（2 2个）个）C-GC-G（3 3个）个）限制酶限制酶DNADNA连接酶；连接酶；DNADNA聚合酶聚合酶思考：碱基对思考：碱基对A-TA-T，C-GC-G的比例和的比例和DNADNA的稳定性有什么关系？的稳定性有什么关系？氢键：氢键：DNADNA解旋酶解旋酶RNARNA聚合酶聚合酶高温高温C-GC-G碱基对比例越高，稳定性越高，解旋时需要的温度高碱基对比例越高，稳定性越高，解旋时需要的温度高构成基构成基本骨架本骨架氢键数目计算：若碱基对为氢键数目计算：若碱基对为n n，则氢键数为，则氢键数为_；若已知若已知A A有有m m个，则氢键数为个，则氢键数为_。P116P116易错警示易错警示2n2n3n3n3n3nm mDNADNA各组成部分的连接规律：各组成部分的连接规律：（1 1）在一个脱氧核苷酸中，）在一个脱氧核苷酸中，_位于中心位于中心（2 2）DNADNA两条链上的碱基，通过两条链上的碱基，通过_连接。连接。（3 3）一条脱氧核苷酸链上的碱基通过）一条脱氧核苷酸链上的碱基通过_相连。相连。（4 4）每个脱氧核糖连接）每个脱氧核糖连接_个磷酸，个磷酸，_个碱基；个碱基；21（5 5）每个）每个DNADNA分子中，碱基数分子中，碱基数_脱氧核苷酸数脱氧核苷酸数_脱氧核糖数脱氧核糖数=（6 6）双链）双链DNADNA分子中含有分子中含有_游离的磷酸基团。游离的磷酸基团。2脱氧核糖脱氧核糖氢键氢键脱氧核糖脱氧核糖-磷磷酸酸-脱氧核糖脱氧核糖P脱氧脱氧核糖核糖ATCG1 1 判断正误判断正误(2)DNA(2)DNA单链上相邻碱基以氢键连接单链上相邻碱基以氢键连接(2009(2009广东，广东，24B)24B)()(3)DNA(3)DNA单链上相邻碱基与磷酸基相连接单链上相邻碱基与磷酸基相连接(2009(2009广东，广东，24C)24C)()(4)DNA(4)DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的过氢键连接的(2011(2011海南，海南，16B)16B)()P118P118题组一题组一DNADNA分子的结构及相关计算分子的结构及相关计算 脱氧核糖脱氧核糖-磷酸磷酸-脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖A 考点一考点一命题探究命题探究技法提炼技法提炼核心突破核心突破磷酸二酯键磷酸二酯键b b是一个完是一个完整的核苷整的核苷酸吗？酸吗？1观察观察DNA分子结构模型，分析其空间结构分子结构模型，分析其空间结构分类分类主链主链内侧内侧构成方式构成方式交交替连接，两条主链呈替连接，两条主链呈平行，有规则盘旋平行，有规则盘旋成成_主链上对应碱基以主链上对应碱基以连接连接成对，对应碱基之间互补成对，对应碱基之间互补(A，G)配对，碱基平面之间配对，碱基平面之间平行平行动态变化动态变化相对稳定相对稳定碱基碱基比率比率和碱基和碱基序列序列可变可变(1)空间结构分析空间结构分析磷酸和脱氧核糖磷酸和脱氧核糖 反向反向 双螺旋双螺旋 氢键氢键 TC考点一考点一 聚焦聚焦DNADNA分子的分子的结构及碱基构及碱基计算算 稳定性稳定性多样性、特异性多样性、特异性 考点一考点一命题探究命题探究技法提炼技法提炼核心突破核心突破脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸碱基互补配对碱基互补配对碱基对排列顺序碱基对排列顺序特定的碱基排列顺序特定的碱基排列顺序1观察观察DNA分子结构模型，分析其空间结构分子结构模型，分析其空间结构由一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明由一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构有一个腺嘌呤，则它的其他组成它的结构有一个腺嘌呤，则它的其他组成应是（应是（）A.3个磷酸、个磷酸、3个脱氧核糖和个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶个胸腺嘧啶B.2个磷酸、个磷酸、2个脱氧核糖和个脱氧核糖和1个胞嘧啶个胞嘧啶C.2个磷酸、个磷酸、2个脱氧核糖和个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶个胸腺嘧啶D.2个磷酸、个磷酸、2个脱氧核糖和个脱氧核糖和1个尿嘧啶个尿嘧啶C 回扣基础回扣基础突破考点突破考点强化审答强化审答集训真题集训真题练出高分练出高分脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链A=TA=T碱基比例的计算和应用碱基比例的计算和应用:注意：注意：DNADNA单单链中，链中，互补互补碱基的数量碱基的数量不一定相等不一定相等(1)(1)互补的两个碱基数量相等，即互补的两个碱基数量相等，即A=TA=T；C=GC=G双链双链DNADNA（2 2）双链）双链DNADNA分子中，任意两个分子中，任意两个不不互补碱基之和互补碱基之和相等，其和占碱基总相等，其和占碱基总数的数的50%50%,即：即：A+G=T+C=A+C=T+G=50%ATTAGCCGDNA双链双链若有若有U U无无T,T,则为则为RNARNA。若有。若有T T无无U,U,则为则为DNADNA。4双链双链DNADNA上，嘌呤数等于嘧啶数，上，嘌呤数等于嘧啶数，等于碱基总数的等于碱基总数的50%50%DNADNA分子？分子？1、2、3（3 3）双链）双链DNADNA分子中，两个分子中，两个互补碱基互补碱基数量和的比值等于数量和的比值等于其中其中任何一条链的这一比值任何一条链的这一比值，即，即A1+T1G1+C1一条链上的一条链上的=另一条链上另一条链上=整个整个DNADNA双链上的双链上的A2+T2G2+C2A+TG+C如：如：ATTAGCCGDNADNA双链双链双链双链(4)(4)双链双链DNADNA分子中，一条链中分子中，一条链中不互补碱基不互补碱基之和的比值与之和的比值与另一条链上另一条链上的这一比值互为倒的这一比值互为倒数数。一条链上的一条链上的则另一条链上则另一条链上T1+C1=n A1+G1A2+G2T2+C2=1n如：如：T+C=1 A+G 整个整个DNADNA双链上的双链上的5、6补则等，补则等，不补则倒不补则倒DNADNA水解产物：初步水解产物是脱氧核苷酸，彻水解产物：初步水解产物是脱氧核苷酸，彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。有关水解产物有关水解产物作业：比较蛋白质、淀粉、脂肪、核酸作业：比较蛋白质、淀粉、脂肪、核酸初步水解产物和彻底水解产物，氧化产初步水解产物和彻底水解产物，氧化产物。（以表格表示）物。（以表格表示）DNA分子的复制分子的复制 二二亲代亲代DNA 有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期解旋后两条母链解旋后两条母链游离的游离的4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸ATPDNA聚合酶聚合酶解旋解旋DNA聚合聚合半保留复制半保留复制边解旋边复制边解旋边复制从亲代传给了子代从亲代传给了子代遗传信息的连遗传信息的连续性续性完成完成P116P116“回扣基础回扣基础”场所：真核细胞：细胞核场所：真核细胞：细胞核(主要主要)、线粒体、叶绿体、线粒体、叶绿体原核细胞：拟核、细胞质原核细胞：拟核、细胞质(细胞质基质细胞质基质)课本课本P54能能“精确精确”复制的原因：复制的原因：1 1、DNADNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板；供精确的模板；2 2、碱基互补配对保证复制的准确性、碱基互补配对保证复制的准确性【训练训练2】如图如图1为真核生物染色体上部分为真核生物染色体上部分DNA分子复分子复制过程示意图，图制过程示意图，图2为拟核或质粒复制过程示意图，据为拟核或质粒复制过程示意图，据图回答下列问题。图回答下列问题。(1)从图从图1可以看出，可以看出，DNA分子复制是分子复制是_。(2)真核生物真核生物DNA分子复制过程需要的条件是分子复制过程需要的条件是_等，等，DNA解旋酶的作用是解旋酶的作用是_。(3)图图1生物的生物的DNA复制方式的意义是复制方式的意义是_。多起点、双向复制、边解旋边复制多起点、双向复制、边解旋边复制模板、能量、脱氧核苷酸、酶模板、能量、脱氧核苷酸、酶打开打开DNA分子碱基对之间的氢键，形成两条单链分子碱基对之间的氢键，形成两条单链提高了复制速率提高了复制速率大肠杆菌大肠杆菌放射性同位素标记技术和离心技术放射性同位素标记技术和离心技术DNA以半保留的方式复制以半保留的方式复制 考点二考点二命题探究命题探究技法提炼技法提炼核心突破核心突破考点二考点二DNA复制的研究方法和条件复制的研究方法和条件 研究方法研究方法(4)实验过程实验过程(如图如图)考点二考点二命题探究命题探究技法提炼技法提炼核心突破核心突破15N标记标记的的亲亲代双代双链链DNA(15N/15N)一条链为一条链为15N，另一条链为，另一条链为14N标记的子代双标记的子代双链链DNA(15N/14N)两条链都为两条链都为14N标记的子代双链标记的子代双链DNA(14N/14N)与预期的相符与预期的相符 考点二考点二命题探究命题探究技法提炼技法提炼核心突破核心突破为了更好理解为了更好理解DNADNA复制复制,请同学们用短直线代表请同学们用短直线代表DNADNA，画出上述实验中画出上述实验中大肠杆菌的一个大肠杆菌的一个15N标记的标记的DNADNA分子分子在在1 14N的培养液中连续复制的培养液中连续复制3 3代代的简图。的简图。（请用不同顔色的笔表示不同同位素）（请用不同顔色的笔表示不同同位素）亲代亲代第一代第一代第二代第二代第三代第三代 无论无论DNADNA复制多少次，含有复制多少次，含有原来母链的原来母链的DNADNA分子分子永永远只有远只有两个两个，原来，原来母链母链也永远也永远只有只有2 2条条。由于由于DNA分子的复制是一种半保留复制方式，一分子的复制是一种半保留复制方式，一个个DNA分子连续进行分子连续进行n次复制，可形成次复制，可形成2n个子代个子代DNA.如图所示：如图所示：1.含亲代含亲代DNA母链的母链的DNA分子数为分子数为2，占比为，占比为1/2n-12.不含亲代不含亲代DNA母链的母链的DNA分子数为分子数为2n-2，占比为，占比为1-1/2n-13.复制所需的某脱氧核苷酸数复制所需的某脱氧核苷酸数a(2n1)，其中的，其中的a为为所求的脱氧核苷酸在原来所求的脱氧核苷酸在原来DNA(即作模板的亲代即作模板的亲代DNA)分子中的数量，分子中的数量，n为复制次数。为复制次数。第第n n次呢次呢？有丝分裂间期和减数第有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期一次分裂前的间期解旋解旋、碱基互补配对碱基互补配对半保留半保留复制复制 考点二考点二命题探究命题探究技法提炼技法提炼核心突破核心突破BAB 考点二考点二命题探究命题探究技法提炼技法提炼核心突破核心突破拓展拓展DNA复制与细胞分裂的关系复制与细胞分裂的关系 复制好的两个复制好的两个DNA总是分别放在姐妹染色单体上总是分别放在姐妹染色单体上 染色体染色体复制复制亲代亲代DNADNA分子分别进分子分别进入两条染色体上入两条染色体上间期间期前、中前、中后期后期 末期进入两个子细胞末期进入两个子细胞中中技法提炼技法提炼以上面第以上面第4题为例，利用图示法理解细胞分题为例，利用图示法理解细胞分裂与裂与DNA复制相结合的知识。复制相结合的知识。考点二考点二命题探究命题探究技法提炼技法提炼核心突破核心突破ACP119 P119 题组三题组三 DNADNA复制复制的实验探究的实验探究 第第5 5题题阅读课本阅读课本P57P57，画出，画出重点重点语句语句，并完成步步高，并完成步步高P116P116“回扣基础回扣基础”基因与染色体、基因与染色体、DNADNA、脱氧核苷酸的关系、脱氧核苷酸的关系_1 1个或个或2 2个个DNADNA主要的主要的 有遗传有遗传效应的效应的DNADNA片段片段很多个很多个线性线性成千上万个脱氧核苷酸成千上万个脱氧核苷酸遗传信息遗传信息_生物性状生物性状线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体提醒提醒对于真核细胞来说，对于真核细胞来说，染色体染色体是基因的主是基因的主要载体；要载体；线粒体和叶绿体线粒体和叶绿体也是基因的载体。也是基因的载体。对于原核细胞来说，拟核中的对于原核细胞来说，拟核中的DNADNA分子或者质分子或者质粒粒DNADNA均是裸露的均是裸露的，无染色体，无染色体。分析下面的概念图，回答有关问题：分析下面的概念图，回答有关问题：A A染色体染色体B B+C CDNADNA DD基因基因 E E脱氧核苷酸脱氧核苷酸 H磷酸磷酸+FG（1）图中）图中B是是 ，F是是 ，G是是 。（2）1个个A与与C有两种比例关系：有两种比例关系：和和 。（3）每个）每个C含有含有 个个D，每个，每个D中可以由中可以由 个个 E 组成。组成。蛋白质蛋白质含含N N碱基碱基脱氧核糖脱氧核糖1 1：1 11 1：2 2很多很多成百上千成百上千蛋白质蛋白质含含N N碱基碱基脱氧核糖脱氧核糖（4 4）D D 和和A A的位置关系：的位置关系：。（5 5）从分子水平看）从分子水平看D D和和C C的关系是的关系是 。（6 6）C C的基本组成单位是图中的的基本组成单位是图中的 。（7 7）在）在E E构成的链中，与一分子构成的链中，与一分子G G相连接的有相连接的有 分子分子F F和和 分子分子H H。（8 8）遗传信息是）遗传信息是D D中中 的排列顺序。的排列顺序。D D位于位于A A上上基因（基因（D D）是有遗传）是有遗传效应的效应的DNADNA（C C）片断）片断E E1 12 2E E（脱氧核苷酸）（脱氧核苷酸）A A染色体染色体B B+C CDNADNA DD基因基因 E E脱氧核苷酸脱氧核苷酸 H磷酸磷酸+FG蛋白质蛋白质含含N N碱基碱基脱氧核糖脱氧核糖回扣基础回扣基础突破考点突破考点强化审答强化审答集训真题集训真题练出高分练出高分提示排列顺序应为提示排列顺序应为4n，n指碱基对数，指碱基对数，100个个50对，即应为对，即应为450种，其中种，其中“4”有特定含义，代表有特定含义，代表4种碱基，不能写成种碱基，不能写成2100。解解惑惑(1)基因是遗传的基本结构和功能单位，其主要载体是基因是遗传的基本结构和功能单位，其主要载体是染色体。线粒体和叶绿体中也存在基因。染色体。线粒体和叶绿体中也存在基因。(2)原核生物体内也存在基因，但不与蛋白质结合。原核生物体内也存在基因，但不与蛋白质结合。网网 络 构构 建建反向反向外侧外侧碱基对碱基对规则双螺规则双螺旋旋转录转录翻译翻译蛋白质蛋白质复制复制沃森沃森和克里克和克里克有丝分裂间期有丝分裂间期和减数第一次和减数第一次分裂前分裂前 模板、原模板、原料、酶、料、酶、ATPATP半保留复制半保留复制和边解旋边和边解旋边合成合成回扣基础回扣基础突破考点突破考点强化审答强化审答集训真题集训真题练出高分练出高分DNADNA分子特异性的应用分子特异性的应用1.1.DNADNA指纹技术指纹技术2.2.DNADNA分子杂交分子杂交(DNA(DNA探针探针)配对的碱基越多，结合的双链区域就越多。配对的碱基越多，结合的双链区域就越多。阅读阅读5858页科学技术社会页科学技术社会3.3.基因诊断基因诊断(DNA(DNA探针探针)阅读阅读6060页思维拓展页思维拓展比较不同种生物比较不同种生物DNADNA分子的差异分子的差异破译天书破译天书 生命昭然生命昭然2000年年6月月26日，科学家公布了人类基因日，科学家公布了人类基因工作草图，这是人类基因组研究的重大成果，工作草图，这是人类基因组研究的重大成果，这一成果被誉为是人类这一成果被誉为是人类“生命天书生命天书”的破译，的破译，是人类科学史上的重要里程碑。继是人类科学史上的重要里程碑。继2000年年6月月26日公布日公布“基因工作草图基因工作草图”以后，经过几个以后，经过几个月的努力，科学家于月的努力，科学家于2001年年2月月12日宣布，日宣布，人类基因组共有人类基因组共有32亿对碱基。包含了亿对碱基。包含了34万万个基因。个基因。这标志着人类基因组研究工作取得这标志着人类基因组研究工作取得了实质进展，为破译生命之谜奠定了坚实的了实质进展，为破译生命之谜奠定了坚实的基础。基础。人类人类“生命天书生命天书”有一有一“套套”，这套书有，这套书有2424“本本”。组成这套书的。组成这套书的“文字文字”有有四种基本四种基本“笔画笔画”，每，每两个两个笔画形成一个笔画形成一个“偏旁部首偏旁部首”，每三个，每三个“偏旁部首偏旁部首”形成一个形成一个“文字文字”。每本每本“生命天书生命天书”中含有几千个关于人类中含有几千个关于人类生命的结构、功能、生老病死的生命的结构、功能、生老病死的“信息信息”，每，每条信息由几千个条信息由几千个“文字文字”组成。人类基因组计组成。人类基因组计划就是首先要破译这套天书中所含有的划就是首先要破译这套天书中所含有的1010亿个亿个文字中的文字中的3030多亿个偏旁部首的排列顺序；然后多亿个偏旁部首的排列顺序；然后再破译书中每条信息的具体含义即具体功能。再破译书中每条信息的具体含义即具体功能。（l l）人类）人类“生命天书生命天书”有有“2424本本”，每，每“本本书书”是指一个是指一个_，这套书为什么是，这套书为什么是“2424本本”？（2 2）“生命天书生命天书”中的中的“信息信息”是指一个是指一个_ _ _。（3 3）“生命天书生命天书”中的四种中的四种“基本笔画基本笔画”是是指指_ _ _。（4 4）“生命天书生命天书”中的每个中的每个“偏旁部首偏旁部首”是是指指_，它们是，它们是_ _ _ _ _ _ _。染色体染色体基因基因分别含分别含A、T、C、G碱基的四种脱氧核苷酸碱基的四种脱氧核苷酸碱基对碱基对AT、TA、CG、GC2222条常染色体条常染色体+XY+XY案例投影案例投影案例投影案例投影回扣基础回扣基础突破考点突破考点强化审答强化审答集训真题集训真题练出高分练出高分回扣基础回扣基础突破考点突破考点强化审答强化审答集训真题集训真题练出高分练出高分规范审答规范审答半保留复制半保留复制对对对对“方式方式方式方式”和和和和“特特特特点点点点”区分不开区分不开区分不开区分不开能量能量(ATP)审题审题审题审题不清，本不清，本不清，本不清，本题题题题考考考考查查查查“解旋条件解旋条件解旋条件解旋条件”答非所问，没有注答非所问，没有注意题干中的意题干中的“还需要还需要DNA连接酶连接酶案例投影案例投影案例投影案例投影强化审答规范解题规范审答规范审答案例投影案例投影案例投影案例投影相反相反忽忽忽忽视题视题视题视题干干干干中的方向中的方向中的方向中的方向考虑问题不全面考虑问题不全面细胞核、线粒细胞核、线粒体和叶绿体体和叶绿体答案不全面答案不全面有丝分裂后期、减有丝分裂后期、减数第二次分裂后期数第二次分裂后期T-T-TA-AA-1/4对对对对减数分裂与减数分裂与减数分裂与减数分裂与DNADNA复制关系理解不清复制关系理解不清复制关系理解不清复制关系理解不清回扣基础回扣基础突破考点突破考点强化审答强化审答集训真题集训真题练出高分练出高分