教师用书配套课件2 (8).ppt
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1、第24节DNA分子的结构DNA的复制基因是有遗传效应的DNA片段,一、DNA分子的结构,1.基本单位_;_;_;_。,磷酸,脱氧核糖,腺嘌呤,腺嘌呤脱氧核苷酸,2.平面结构3.空间结构:规则的_结构。【点拨】碱基A与T之间形成两个氢键,G与C之间形成三个氢键。含氢键越多,结构越稳定,即含G-C(或C-G)碱基对的比例越大,结构越稳定。,磷酸、脱氧核糖,碱基对,碱基互补配对,双螺旋,二、DNA分子的复制,1.概念:以_为模板,合成子代DNA的过程。2.时间:_。3.,亲代DNA,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,游离的4种脱氧核苷酸,ATP,DNA聚合酶,解旋,DNA聚合,5
2、.方式:_。6.特点:_。7.意义:使遗传信息_,保持了_。,半保留复制,边解旋边复制,从亲代传给子代,遗传信息的连续性,三、基因有遗传效应的DNA片段,a,b,c,d,1.据图写出基因与染色体的关系:基因在染色体上呈_排列。2.将代表下列结构的字母填入图中的相应横线上:a.染色体、b.DNA、c.基因、d.脱氧核苷酸。3.基因的实质:具有_的_片段。【点拨】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。原核生物体内也存在基因,但不与蛋白质结合。,线性,遗传效应,DNA,【思维判断】1.DNA的两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构。()【分析】DNA即脱氧
3、核糖核酸,是由两条脱氧核苷酸链反向平行盘绕而成的双螺旋结构。RNA则是由核糖核苷酸组成的。2.DNA双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的。()【分析】脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧形成DNA双螺旋结构的基本骨架,碱基排列在内侧,且遗传信息蕴藏在碱基排列顺序中。,3.DNA上碱基对的形成遵循碱基互补配对原则,即A=U,G=C。()【分析】DNA上碱基对的形成遵循碱基互补配对原则,DNA中的碱基有4种,即A、T、G、C,形成的碱基对为A-T,T-A,C-G,G-C,其中A、T间有2个氢键,G、C间有三个氢键。4.构成基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相等。()【分析】基因是具
4、有遗传效应的DNA片段,DNA中还含有非基因片段,无论基因片段还是非基因片段均是由碱基组成的,因此,DNA分子中的碱基总数多于基因中的碱基总数。,5.经过DNA复制得到的子代DNA是由亲代DNA链和复制的新链随机结合而成的。()【分析】DNA复制的特点是半保留复制,即每一个子代DNA是由新复制的每条新链与其对应的模板链盘绕成的,而不是亲代DNA链和复制的新链随机结合而成的。,DNA的结构模式图解读,1.基本组成单位脱氧核苷酸组成成分:每分子含有磷酸、脱氧核糖和含氮碱基各1个。(1)磷酸:每个DNA片段中,游离的磷酸基团有2个。(2)碱基:共有4种,分别是A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、G(鸟嘌呤
5、)、C(胞嘧啶)。(3)脱氧核糖:属于五碳糖。,2.结构中的化学键(1)氢键:配对的碱基间形成碱基对,通过氢键相连,可用DNA解旋酶断裂,也可用高温断裂。(2)磷酸二酯键:连接磷酸和相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖的化学键,可用限制酶切断,可用DNA连接酶或DNA聚合酶连接。,3.结构特点(1)稳定性:DNA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分子中碱基对排列顺序多种多样。(3)特异性:每种DNA有别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。,4.水解产物及氢键数目计算(1)DNA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。(
6、2)氢键数目计算:若碱基对为n,则氢键数为2n3n,若已知A有m个,则氢键数为3n-m。,【高考警示钟】案例:在DNA分子的一条单链中相邻的碱基A与T通过什么连接?正确答案:-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-错误答案:氢键分析:受思维定势的影响,未注意“一条单链中相邻的碱基A与T”,看到A与T的连接就认为是氢键,实际上DNA分子两条单链上的碱基A与T通过氢键连接,一条单链中的相邻碱基A与T通过“-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-”连接。,【典例训练1】(2012威海模拟)如图为DNA分子的结构示意图,对该图的正确描述是(),A.和相间排列,构成了DNA分子的基本骨架B.构成胞嘧啶脱氧核苷酸C.当DNA复制
7、时,DNA连接酶催化的形成D.DNA分子中依次代表A、G、C、T【解题指南】1.考查实质:DNA分子的组成及结构。2.解题关键:正确识别DNA结构的平面图,明确DNA结构中一个完整基本单位的组成部分,如图中和下方的磷酸基团属于一个基本单位。,【解析】选D。结构图中分别表示磷酸、脱氧核糖、胞嘧啶。磷酸和脱氧核糖的相间排列构成了DNA分子的基本骨架。图中不是同一个脱氧核苷酸分子的成分,其中磷酸是上面一个脱氧核苷酸的组成成分。是氢键,在DNA复制时,当DNA聚合酶把脱氧核苷酸连接在一起后,碱基之间的氢键不需要酶的催化作用就可以形成。根据碱基互补配对原则,DNA分子中依次代表A、G、C、T。,【变式备
8、选】20世纪90年代,Cuenoud等发现DNA也有酶催化活性,他们根据共有序列设计并合成了由47个核苷酸组成的单链DNAE47,它可以催化两个底物DNA片段之间的连接。下列有关叙述正确的是()A.E47中,嘌呤碱基数一定等于嘧啶碱基数B.在E47分子中,碱基数=脱氧核苷酸数=脱氧核糖数C.E47作用的底物和DNA聚合酶作用的底物是相同的D.在E47分子中,每个脱氧核糖上均连有一个磷酸和一个含氮的碱基,【解析】选B。根据题意,由于E47分子是单链的,嘌呤碱基数不一定等于嘧啶碱基数,A错误;无论是单链还是双链DNA分子,其基本单位都是脱氧核苷酸,每个脱氧核苷酸分子由一个碱基、一个脱氧核糖和一分子
9、磷酸组成,故B正确;E47作用的底物和DNA连接酶作用的底物是相同的,C错;在单链DNA分子中,除其中一端外,每个脱氧核糖上均连有两个磷酸和一个含氮的碱基,D错。,【变式备选】在DNA分子双螺旋结构中,腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有2个氢键,胞嘧啶与鸟嘌呤之间有3个氢键。现有四种DNA样品,根据样品中碱基的百分含量判断最有可能来自嗜热菌(生活在高温环境中)的是()A.含胸腺嘧啶32%的样品B.含腺嘌呤17%的样品C.含腺嘌呤30%的样品D.含胞嘧啶15%的样品,【解析】选B。温度过高DNA分子易受到破坏。DNA分子的稳定性强弱与分子中氢键的多少有一定的关系,即在高温环境中的嗜热菌体内的DNA较稳定,与
10、其含较多的氢键有关。选项中只有B项DNA分子中A-T或T-A碱基对较少,因而G-C或C-G碱基对较多,氢键总数也相对较多。,DNA分子及复制过程中的相关计算1.有关DNA的碱基计算根据A=T,G=C,图示如下:简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。,且以链为模板合成的RNA中简记为“DNA两互补链中,不配对两碱基和的比值乘积为1”。(4)在一个双链DNA分子中,某碱基占碱基总数的百分数等于每条链中该碱基所占比例的平均值。(5)DNA分子中,脱氧核苷酸数=脱氧核糖数=磷酸数=含氮碱基数。,2.有关DNA复制的计算DNA的复制为半保留复制,一个DNA分子复制n次,则有(1)子代DNA
11、分子数为:2n个含有亲代链的DNA分子数为:2个。不含有亲代链的DNA分子数为(2n-2)个。(2)子代脱氧核苷酸链数为:2n+1条亲代脱氧核苷酸链为:2条。新合成的脱氧核苷酸链为:(2n+1-2)条。,(3)消耗的脱氧核苷酸数若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m(2n-1)个。第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m2n-1。,【技巧点拨台】DNA分子复制n次后的计算将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养,复制n次,则(1)含14N的DNA有2n个,只含14N的DNA有(2n-2)个,做题时应看准是“含”还是“只含”。(2)复制n次,含15N
12、的DNA始终是2个,占总DNA数的比例是2/2n。(3)子代DNA分子的链中,总链数为2n2=2n+1条。模板链始终是2条。做题时,应看准是“DNA分子数”还是“链数”。,【典例训练2】(2012威海模拟)用15N标记含有100个碱基对的DNA分子,其中有胞嘧啶60个,该DNA分子在含14N的培养基中连续复制四次。其结果不可能是()A.含有15N的DNA分子占1/8B.含有14N的DNA分子占7/8C.消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个D.产生了16个DNA分子,【解题指南】1.知识储备(1)DNA复制过程中产生的含有亲代链和新链的子代DNA的数量计算;(2)DNA复制过程中所需原料的计算。2
13、.解题关键:(1)明确DNA复制过程中,无论复制多少次,产生的子代DNA中总有2个DNA含有亲代模板链;(2)区分所求的数量是指DNA数还是链数。,【解析】选B。由于DNA的复制是半保留复制,经过四次复制形成16个DNA分子,有2个DNA分子中一条链含有15N,另一条链含有14N,其余14个DNA分子两条链全部含有14N,该DNA分子中含有胞嘧啶60个,由此计算出含有鸟嘌呤60个,腺嘌呤和胸腺嘧啶各有40个,复制四次需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为40(24-1)=600个。,【变式训练】已知某DNA分子含有1000个碱基对,其中一条链上AGTC=1234。该DNA分子连续复制2次,共需要鸟嘌呤脱
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