DNA的分子结构与复制与基因的本质.pptx

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1、(对应学生用书P113)知识梳理一、DNA分子的结构1DNA双螺旋结构特点(1)两条链反向平行盘旋成双螺旋结构。(2)脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。2碱基互补配对原则A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对；G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。第1页/共59页问题探究1：DNA分子的热稳定性与什么有关？提示：与碱基对的种类有关，如果DNA分子中GC碱基对含量高，热稳定性就高。因为G、C之间形成三个氢键，而A、T之间只形成两个氢键。第2页/共59页二、DNA分子的复制概念概念以以亲代亲代DNA为模板合成为模板合成子代子代D

2、NA分子的过程分子的过程时间时间有丝分裂有丝分裂的间期和的间期和减数第一次分裂减数第一次分裂间期间期场所场所细胞核细胞核(主要主要)条件条件模板：模板：DNA的两条链的两条链原料：游离的原料：游离的4种种脱氧核苷酸脱氧核苷酸能量：能量：ATP酶：酶：解旋酶解旋酶、DNA聚合酶等聚合酶等原则原则碱基互补配对原则碱基互补配对原则过程过程解旋解旋合成互补子链合成互补子链形成形成子代子代DNA分子分子特点特点边解旋边复制边解旋边复制半保留半保留复制复制结果结果1个个DNA分子分子2个个子代子代DNA分子分子意义意义确保了亲子代之间确保了亲子代之间遗传信息的连续性遗传信息的连续性第3页/共59页问题探究

3、2：为什么在细胞有丝分裂的分裂期，核DNA不能复制？提示：在有丝分裂的分裂期，核DNA存在于高度螺旋化的染色体上，不能解旋。第4页/共59页三、基因的概念1基因与DNA的关系：1个DNA上有多个基因，但不是所有片段都是基因，基因是有遗传效应的DNA片段，基因间存在基因间区。2DNA片段中的遗传信息：碱基排序的多样性决定了DNA分子的多样性，而碱基特定的排列顺序构成了每一个DNA分子的特异性，这也是遗传物质的特性。第5页/共59页问题探究3：基因的载体有哪些？提示：主要是细胞核中的染色体，另外还有线粒体、叶绿体、原核生物的拟核、质粒、病毒的核酸(DNA或RNA)。第6页/共59页自主检测一、判断

4、题1DNA分子一条链上相邻的两个脱氧核苷酸中的碱基通过氢链连接。()【解析】DNA分子两条链之间通过氢键形成碱基对连接，从而形成双螺旋结构，而一条链中的相邻的两个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接，一条链中相邻的两个碱基通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连接。【答案】第7页/共59页2DNA分子结构稳定，其结构不会发生改变。()【解析】DNA分子结构的稳定性是相对的，在某些条件下，也可发生结构的改变，如高温时解旋。【答案】3减数第一次分裂过程中，非姐妹染色单体发生交叉互换，染色体的形态结构没有改变，因此，DNA的结构也没有发生改变。【解析】DNA的空间结构没有改变，但化学结构(脱氧核苷酸的排列顺序)发生

5、了改变。【答案】第8页/共59页4DNA的双螺旋结构为DNA复制提供了精确的模板。()【答案】5DNA复制的原料为四种核苷酸。()【解析】DNA复制的原料为：腺嘌呤脱氧核苷酸，鸟嘌呤脱氧核苷酸，胸腺嘧啶脱氧核苷酸，胞嘧啶脱氧核苷酸，共四种。【答案】6DNA复制是细胞增殖的物质基础，在细胞周期的分裂期，没有DNA的复制。()【解析】在细胞周期的分裂期，没有核DNA复制，但还有细胞质DNA的复制，如线粒体DNA的复制。【答案】第9页/共59页二、选择题7(2011喀什模拟)如图为DNA分子结构示意图，对该图的描述正确的是()A和相间排列，构成了DNA分子的基本骨架B的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸C当DN

6、A复制时，的形成需要DNA连接酶DDNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息第10页/共59页【解析】和相间排列，构成DNA的基本骨架；下方的磷酸基团是一分子核苷酸；的形成需“DNA聚合酶”来催化。【答案】D第11页/共59页8用一个32P标记的噬菌体侵染细菌。若该细菌解体后释放出16个大小、形状一样的噬菌体，则其中含有32P的噬菌体()A1个B2个C15个D16个【解析】标记了一个噬菌体，等于标记了两个DNA链，由于DNA为半保留复制，各进入两个噬菌体内，以后不管复制多少次，最终都只有2个噬菌体被标记。【答案】B第12页/共59页9(2011日照)下列有关DNA的叙述，正确的是()在人的

7、白细胞中，DNA上含有人的全部遗传信息同一物种的个体之间的DNA完全相同DNA是一切生物的遗传物质一个DNA分子可以控制许多性状精子中含有的遗传信息量与卵细胞中的遗传信息量相同ABCD【解析】人的白细胞是体细胞，来自于受精卵，故其含有人的全部遗传信息；一个DNA分子含有多个基因，可以控制许多性状；同一物种的不同个体之间的DNA是不同的；一切生物的遗传物质的核酸，而不是DNA；卵细胞中的遗传信息量包括核中DNA和线粒体中的DNA，故其总量比精子多。【答案】C第13页/共59页三、非选择题10(2011烟台)据下图回答：(1)该图表示的生理过程是_，该过程主要发生在细胞的_(部位)。(2)图中的1

8、、2、3、4、5处碱基分别是_、_、_、_、_。(3)假如经过科学家的测定，A链上的一段(M)中的A：T：C：G为2：1：1：3，能不能说明该科学家的测定是错误的？_，原因是_。第14页/共59页(4)如果以A链的M为模板，复制出的B链碱基比例应该是_。【解析】本题考查DNA的结构、DNA的半保留复制以及碱基互补配对原则。DNA是双螺旋结构，两条脱氧核苷酸链之间的碱基遵循碱基互补配对原则，即A与T、C与G配对，所以DNA分子中AT，GC。DNA复制是半保留复制，即以DNA的两条母链为模板，根据碱基互补配对原则进行碱基互补配对。所以形成的DNA子链必定与DNA中的一条母链完全相同，新形成的两个D

9、NA分子，与亲代DNA分子完全相同。第15页/共59页【答案】(1)DNA复制细胞核(2)ATCCT(3)不能在单链中不一定AT、GC(4)T：A：G：C2：1：1：3第16页/共59页(对应学生用书P114)考点1DNA分子的结构分子的组成和结构(1)基本元素组成：C、H、O、N、P五种元素。(2)基本组成单位4种脱氧核苷酸。第17页/共59页腺嘌呤(A)腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤(G)鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶(C)胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶(T)胸腺嘧啶脱氧核苷酸(3)DNA分子的组成层次第18页/共59页(4)平面结构两条脱氧核苷酸长链反向平行(5)DNA双螺旋结构DNA分子是由两条脱氧核苷酸长

10、链，按反向平行(指一条链的起点为磷酸，另一条链的起点为脱氧核糖)方式盘绕成双螺旋结构。基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接而成。第19页/共59页中间的碱基严格按碱基互补配对原则(A与T配对，G与C配对)形成碱基对。DNA分子的双螺旋结构及其特点使DNA分子具有相对的稳定性。2DNA分子的多样性与特异性(1)多样性：碱基对(或脱氧核苷酸对)排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性。(2)特异性：每个DNA分子的碱基对的排列顺序是特定的。(3)与生物多样性的关系：DNA多样性决定,蛋白质多样性体现,生物多样性。第20页/共59页典例1(2011广东模拟)有关DNA分子结构的叙述，正确的是(双选)()

11、ADNA分子由4种脱氧核苷酸组成BDNA单链上相邻碱基以氢键连接C碱基与磷酸基相连接D磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架【解析】解答本题的关键是准确识记DNA分子双螺旋结构的主要特点，并能用文字进行阐述。DNA双链上相对应的碱基以氢键连接，单链上相邻碱基之间通过脱氧核糖、磷酸和脱氧核糖连接起来；脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧，构成DNA链的基本骨架，碱基排列在内侧，与脱氧核糖直接相连。【答案】AD第21页/共59页DNA分子的结构模式图信息解读 第22页/共59页第23页/共59页化化学学键键切断切断连接连接方法方法说明说明方法方法说明说明磷磷酸酸二二酯酯键键DNA水水解酶解酶使使DN

12、A水解成基本单位水解成基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNA聚聚合酶合酶在在DNA复制时利用复制时利用母链为模板，将脱母链为模板，将脱氧核苷酸连接成单氧核苷酸连接成单链链限制性限制性核酸内核酸内切酶切酶对特定序列的特定位点对特定序列的特定位点进行切割，可得到进行切割，可得到DNA片段，是基因工程的重片段，是基因工程的重要工具酶要工具酶DNA连连接酶接酶连接被限制酶切割连接被限制酶切割形成的黏性末端或形成的黏性末端或平末端，是基因工平末端，是基因工程的重要工具酶程的重要工具酶氢氢键键解旋酶解旋酶DNA复制时将复制时将DNA解旋，解旋，需消耗能量需消耗能量通过碱通过碱基配对基配对自然形自然形成成遵循碱

13、基互补配对遵循碱基互补配对原则原则高温高温高温变性解旋，常温处高温变性解旋，常温处理可复性，在理可复性，在PCR技术技术中用此法解旋中用此法解旋第24页/共59页举一反三1(2011潍坊)嗜热菌能在55以上的高温环境中生活，其DNA分子结构上的碱基对比例最可能为()AGC碱基对含量比例相对比较高BAT碱基对含量比例相对比较高CGC碱基对与AT碱基对的含量比例相等D两种碱基对含量呈任意比例【解析】GC碱基对含3个氢键，结构稳定。若被破坏，需要较多能量。【答案】A第25页/共59页2(2011威海)某DNA分子片段中，胞嘧啶有240个，占全部碱基的30%，则该片段中腺嘌呤有()A240个B48个C

14、800个 D160个【解析】在DNA分子中，由于遵循碱基互补配对原则，即AT，GC，故当胞嘧啶有240个，占全部碱基的30%时，此片段的碱基数为24030%800个，腺嘌呤和胸腺嘧啶各占20%，通过计算可求得其分别含有160个。【答案】D第26页/共59页第27页/共59页【解析】DNA分子复制发生在细胞分裂间期，着丝点的分裂发生在细胞有丝分裂后期或者减数第二次分裂后期，二者同时发生；DNA由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成，磷酸和脱氧核糖交替排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架，碱基排列在内侧，两条链上的碱基遵循碱基互补配对原则；复制时需要DNA聚合酶的作用将单个的脱氧核苷酸连接成DNA分子。

15、【答案】B第28页/共59页考点2DNA的半保留复制1.复制场所：主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、叶绿体、细胞质基质(如质粒)中也进行DNA复制。2复制条件复制除模板、原料、能量、酶外，还需相对稳定的细胞内部条件以保证酶的活性，如：一定的温度、pH等。3同位素示踪法和离心技术证明DNA的半保留复制(或DNA分子连续复制的计算规律)已知某一DNA分子用15N标记(0代)，将含有该标记DNA分子的细胞(或某种细菌)转移到只含14N的培养基中培养(进行DNA复制)若干代后，其DNA分子数、脱氧核苷酸链数及相关比例如下表：第29页/共59页第30页/共59页第31页/共59页典例2(2010南京质

16、检)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复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个D复制结果共产生16个DNA分子第32页/共59页【解析】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，故含15N的为，含14N的为100%；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

17、呤脱氧核苷酸的数量为40(241)600个。【答案】B第33页/共59页 1.复制的“精确性”：DNA分子之所以能自我复制，取决于DNA的双螺旋结构，它为复制提供了模板；同时，由于碱基具有互补配对的特性，因此能确保复制的完成。2复制“差错”：在复制过程中，脱氧核苷酸序列具有相对的稳定性，但也可能发生差错即发生碱基对的增添、缺失或改变基因突变。这种稳定性与可变性的统一，是生物遗传和变异的物质基础和根本原因。3DNA复制中的相关计算DNA的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，则有第34页/共59页(1)子代DNA分(2)子代脱氧核苷酸第35页/共59页(3)消耗的脱氧核苷酸数若一个亲代DNA

18、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为m(2n1)个。复制第n次所需该脱氧核苷酸数为m2n1。第36页/共59页举一反三1(2011广州)用15N标记的DNA分子，放入14N培养基中进行复制，当测得含有15N的DNA分子数为12.5%时，该DNA分子的复制次数是()A1B2C3D4【解析】本题考查DNA的复制特点。DNA复制为半保留复制，含15N的DNA分子在14N培养基中复制n次，则形成2n个DNA，其中含15N的DNA分子占2/2n,已知2/2n12.5%，则n4。【答案】D第37页/共59页2(2011长沙模拟)如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分析，下列

19、相关叙述错误的是()A由图示得知，DNA分子复制的方式是半保留复制BDNA解旋酶能使双链DNA解开，且需要消耗ATPC从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的DDNA在复制过程中先全部解旋，后半保留复制【解析】复制过程中边解旋边复制。【答案】D第38页/共59页3(2010北高考改造)科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。第39页/共59页第40页/共59页请分析并回答：(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过_代培养，且培养液中的_是唯一氮源。(2)综合分析本实验的DNA离心结果，第_组结果

20、对得到的结论起到了关键作用，但需把它与第_组和第_组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是_。(3)分析讨论：若子代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于_，据此可判断DNA分子的复制方式不是_复制。若将子代DNA双链分开后再离心，其结果是_(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。第41页/共59页若在同等条件下将子代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置_，密度带宽度发生变化的是_带。若某次实验的结果中，子代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”位置略低，可能的原因是新合成的DNA单链中的N尚有少部分为_。【答案】(1)多15NH4

21、Cl(2)312半保留复制(3)B半保留不能没有变化轻15N第42页/共59页考点3基因是有遗传效应的DNA片段1.对基因本质的理解(1)从结构上看基因是DNA上一个个特定的片段，一个DNA分子上有许多个基因。基因与DNA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。基因中脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序代表遗传信息。(2)从功能上看基因具有遗传效应，即基因能控制生物的性状，基因是控制生物性状的基本单位，特定的基因决定特定的性状。第43页/共59页2染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系第44页/共59页3基因、染色体、蛋白质、性状的关系4基因的基本功能(1)遗传信息的传递

22、：发生在传种接代过程中，通过复制实现遗传信息由亲代到子代的传递。(2)遗传信息的表达：发生在生物个体发育过程中，是通过转录和翻译控制蛋白质合成过程的，通过遗传信息的表达控制个体发育过程。第45页/共59页典例3(2011江苏南通质检)下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是()A在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸基和一个碱基B基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因C一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的D染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子第46页/共59页【解析】本

23、题难度中等，考查染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸间的关系。DNA分子中，与脱氧核糖直接连接的一般是2个磷酸基和1个碱基；基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA上含有很多基因；一个基因是由许多脱氧核苷酸组成的，基因的特异性是由基因中脱氧核苷酸的排列顺序决定的；染色体是DNA的主要载体，染色体上含有染色单体时，染色体数目：DNA数目1：2，染色体上没有染色单体时，染色体数目：DNA数目1：1。【答案】A第47页/共59页上有很多片段，其中有遗传效应的片段才叫基因，没有遗传效应的片段不叫基因。2对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体；线粒体和叶绿体是基因的次要载体。3对于原核细胞来说，基因在拟

24、核中的DNA分子或质粒上，DNA是裸露的，并没有与蛋白质一起构成染色体，因此，没有染色体这一载体。4位于染色体上的基因随染色体传递给子代，其遗传遵循孟德尔遗传定律。5位于线粒体和叶绿体中的基因随线粒体和叶绿体传给后代，是细胞质遗传的基础。第48页/共59页举一反三1(2010苏州四校联考)关于下面概念图的叙述不正确的是()AA是脱氧核糖BG是蛋白质CD在E中的排列顺序代表遗传信息DF的基本组成单位是图中的E【解析】E是F中有遗传效应的片段，F和E的基本单位都是D。【答案】D第49页/共59页2(2011潍坊质检)基因是具有遗传效应的DNA片段，下列哪项不是“遗传效应”的含义()A能控制一种生物

25、性状的表现B能控制一种蛋白质的合成C能决定一种氨基酸的位置D能转录成一种mRNA【解析】基因概念中“遗传效应”是指控制生物的性状，而基因对性状的控制是通过控制蛋白质的合成来实现的；组成蛋白质的氨基酸约有20种，基因不只是决定一种氨基酸的位置，而是决定组成蛋白质的所有氨基酸的位置。【答案】C第50页/共59页3(2011金陵检测)若下图是果蝇某条染色体上的一段DNA分子的示意图。下列说法正确的是()A白眼基因含有多个核糖核苷酸B白眼基因是有遗传效应的DNA片段C白眼基因位于细胞质内D白眼基因基本组成单位是4种碱基第51页/共59页【解析】基因是有遗传效应的DNA片段，其基本组成单位与DNA相同，

26、即为脱氧核苷酸，脱氧核苷酸共有4种；每个DNA分子上含有很多个基因，每个基因中含有许多个脱氧核苷酸；由题干可知，白眼基因位于染色体上，是细胞核基因。【答案】B第52页/共59页(对应学生用书P117)易错点1：关于DNA复制的计算审题不清典例1 某一个DNA分子的碱基总数中，腺嘌呤为200个，复制数次后，消耗了周围环境中含有腺嘌呤的脱氧核甘酸3000个，问该DNA分子复制了几次(是第几代)()A三次(第三代)B四次(第四代)C三次(第四代)D四次(第五代)【错因分析】审题不清。误认为复制次数与代数相同。【正确解答】若设复制次数为n，则(2n1)2003000；解得n4。复制了四次，是第五代。选

27、D。第53页/共59页(2011山东威海质量检测)某一DNA分子(设为第一代)含有800个碱基对，其中含有腺嘌呤600个。该DNA分子连续复制数次后，共消耗了周围环境中的鸟嘌呤脱氧核苷酸6200个。那么，该DNA分子已经复制到了()A第4代 B第5代C第6代 D第7代【解析】本题主要考查DNA分子的半保留复制和DNA分子中有关碱基的计算。每个DNA分子中的G的个数为：800600200个，用去了6200个，即增加了31个DNA,2n131，得n5，复制了5次，为第6代个体。【答案】C第54页/共59页易错点2：对DNA复制与细胞增殖之间的关系理解不到位典例2 蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶

28、脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记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况是()A每条染色体的两条单体都被标记B每条染色体中都只有一条单体被标记C只有半数的染色体中一条单体被标记D每条染色体的两条单体都不被标记第55页/共59页【错因分析】错选A项或C项的具体分析如下：易错易错选项选项错因分析错因分析A项项审题不清。没有审清审题不清。没有审清“蚕豆根尖细胞在含蚕豆根尖细胞在含3 3H H标标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期周期”的题目条件，误认为的题目条件，误认为DNA两条链都被放两条链都被放射性标记。射性标

29、记。C项项受思维定势的影响。考虑到受思维定势的影响。考虑到DNA半保留复制误半保留复制误认为只有半数染色体中一条单体被标记。没有认为只有半数染色体中一条单体被标记。没有充分挖掘题干中的信息。充分挖掘题干中的信息。第56页/共59页【正确解答】由“蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期”可知，DNA复制第一次，根据半保留复制特点，每个DNA分子中有一条链含放射性；由“在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期”可知，DNA复制第二次，根据半保留复制，一个着丝点连接的两个DNA分子一个含放射性，一个不含放射性，每条染色单体含一个DNA分子，所以每条染色体中都只有一条染色单体含放射性。选B。第57页/共59页(2011潍坊模拟)用15N标记精原细胞的一个DNA分子，并供给含14N的原料。则该细胞产生的4个精子中，含14N的有()A1个B2个C3个D4个【解析】掌握DNA半保留复制及减数分裂的过程和特点是解决本题的关键。精原细胞的一个DNA分子被15N标记，与此DNA所在染色体相配对的另一条染色体上的DNA不含15N，但它们均以14N为原料进行复制，结合DNA半保留复制的特点，子代DNA均含有14N，减数分裂结束后子代DNA均分到4个精子中，形成的4个精子均含14N,2个含15N。【答案】D 第58页/共59页感谢您的观看！第59页/共59页