考点一 DNA双螺旋结构模型的构建 及DNA分子的结构特点.pptx
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1、3DNA分子的结构特点(1)两条链 盘旋成双螺旋结构(2)和 交替连接,排列在外侧,构成 ,碱基排列在内侧。(3)两条链上的碱基通过氢键连接成 ,碱基配对方式为 。反向平行磷酸脱氧核糖基本骨架碱基对A与T,C与G第1页/共49页【知识拓展知识拓展】一、一、DNA分子的结构分子的结构1基本元素组成:基本元素组成:C、H、O、N、P五种元素。五种元素。2基基本本组组成成单单位位:4种种脱脱氧氧核核苷苷酸酸,每每个个脱脱氧氧核核苷苷酸由酸由3种小分子化合物构成,如下图所示。种小分子化合物构成,如下图所示。第2页/共49页3由多个脱氧核苷酸分子聚合形成脱氧核苷酸长链。4配对的碱基,A与T之间形成2个氢
2、键,G与C之间形成3个氢键,CG对在DNA中所占的比例越大,其分子结构越稳定。二、碱基互补配对原则及其推论根据碱基互补配对原则可知:A1T2、T1A2、C1G2、G1C2第3页/共49页1在DNA双链中:AT、GC推导过程:根据碱基互补配对原则A1A2T2T1,即AT;同理可知,GC2在DNA双链中:两个不互补配对的碱基之和相等,且等于碱基总数的一半,即AGCT1/2(AGCT)ACGT1/2(AGCT)第4页/共49页3在DNA双链中还存在如下的等式关系:第5页/共49页【典例精析典例精析】【例例1】分分析析某某生生物物的的双双链链DNA,发发现现腺腺嘌嘌呤呤与与胸胸腺腺嘧嘧啶啶之之和和占占
3、全全部部碱碱基基的的64%,其其中中一一条条链链上上的的腺腺嘌嘌呤呤占占该该链链全全部部碱碱基基的的30%,则则另另一一条条链链中中腺腺嘌嘌呤呤占占整整个个DNA分分子子碱基的比例是碱基的比例是()A17%B32%C34%D50%A第6页/共49页【考查类型考查类型】此题考查此题考查DNA分子结构的碱基运算。分子结构的碱基运算。【解解析析】假假设设DNA中中共共有有2N个个碱碱基基,根根据据题题干干可可知知:(AT)%64%,即即(AT)/2N0.64,则则(A1A2T1T2)/2N0.64,可可推推出出(A1 T1)/N0.64,题题干干还还告告诉诉我我们们:A1/N0.30,则则可可知知T
4、1/N0.34,而而T1A2,所所以以A2/N0.34(即即另另一一条条链链中中的的A占占该该条条链链碱碱基基总总数数的的34%),可可知知:A2/2N0.17(即即另另一一条条链链中中的的A占占整整个个DNA碱碱基总数的基总数的17%)。【方方法法归归纳纳】解解答答此此类类题题目目要要应应用用数数学学知知识识,特特别别要要注注意已知的是碱基数还是碱基对数。意已知的是碱基数还是碱基对数。第7页/共49页考点二DNA分子的复制【基础知识整合基础知识整合】1概念:以为模板合成子代DNA分子的过程。2发生时期:和期,随 的复制而完成。3过程:(1)解旋:需要细胞提供能量,在的作用下,两条螺旋的双链解
5、开螺旋。亲代DNA的两条链有丝分裂的间期减数第一次分裂的间染色体解旋酶第8页/共49页(2)合成子链:以为模板,在等作用下,利用细胞中为原料,按照原则,各自合成与母链互补的一段子链。(3)形成子代DNA分子:子链延伸,母链与子链盘旋成双螺旋结构。结果,一个DNA分子复制形成 子代DNA分子。解开的每一条链DNA聚合酶游离的4种脱氧核苷酸碱基互补配对两个第9页/共49页4特点:DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程,复制需要 等基本条件。,为复制提供了精确的模板,通过 ,保证了复制能准确地进行。5意义:DNA分子通过复制,将 从亲代传给子代,从而保持了 的连续性。模板、原料、能量和酶DNA分子
6、独特的双螺旋结构碱基互补配对遗传信息遗传信息第10页/共49页【知识拓展知识拓展】一、一、DNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据1方法:同位素示踪技术及密度梯度离心法。方法:同位素示踪技术及密度梯度离心法。2实实验验过过程程:以以含含15N的的培培养养液液来来培培养养大大肠肠杆杆菌菌,让让大大肠肠杆杆菌菌繁繁殖殖几几代代,再再将将大大肠肠杆杆菌菌转转移移到到14N的的普普通通培培养养液液中中。然然后后,在在不不同同时时刻刻收收集集大大肠肠杆杆菌菌并并提提取取DNA,进进行行密密度度梯梯度度离离心心,记记录录不不同同质质量量的的DNA在在离离心心管管中中的位置及比例。的位置及比例。第11
7、页/共49页3.结论:DNA分子复制为半保留复制。第12页/共49页二、二、DNA复制相关的计算复制相关的计算相相关关公公式式:一一个个DNA连连续续复复制制n次次后后,根根据据半半保保留留复复制制和和碱碱基基互互补补配对原则可知:配对原则可知:第13页/共49页DNA分子数2n;脱氧核苷酸链数2n1;母链数2;子链数2n12。设亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,则:1经过n次复制,共需消耗游离的该脱氧核苷酸m(2n1)个;2在第n次复制时,需消耗游离的该脱氧核苷酸m2n1个。第14页/共49页公式应用:115N标记DNA的细菌,在14N培养基中连续分裂三次,子代DNA中含14N链与15N
8、链的比例是多少?【解解析析】分分裂裂三三次次后后,DNA共共有有238个个,脱脱氧氧核核苷苷酸酸链链共共有有8216条条,其其中中母母链链(含含15N)2条条,所所以以子子链链(含含14N)总链数母链总链数母链16214条,答案:条,答案:14N 15N7 1。第15页/共49页2一个DNA的碱基总数为m,A占碱基总数的a%,连续复制n次后,共需要G多少个?【解解析析】先先求求亲亲代代DNA中中GC?每每两两条条新新链链所所必必需需的的鸟鸟嘌嘌呤呤(G)数数等等于于亲亲代代DNA胞胞嘧嘧啶啶(C)数数,再再求求出出DNA复复制制n代代后子链数;最后求出后子链数;最后求出DNA连续复制连续复制n
9、代后需要的鸟嘌呤数。代后需要的鸟嘌呤数。因因为为Ama%,AT、GC,AT2ma%,所所以以GC1/2(m2ma%)m(1/2a%),每每形形成成两两条条新新链链所所必必需需的的游游离离鸟嘌呤数鸟嘌呤数G等于亲代等于亲代DNA胞嘧啶胞嘧啶C数数m(1/2a%)DNA复制复制n代后的子链数代后的子链数2n12 复复制制n代代需需要要鸟鸟嘌嘌呤呤(2n12)/2 m(1/2a%)m(2n1)(1/2a%)第16页/共49页【典例精析典例精析】【例例2】已知某DNA分子共含有1000个碱基对,其中一条链上A G T C1 2 3 4。该DNA分子连续复制2次,共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是()A60
10、0个 B900个 C1200个 D1800个D第17页/共49页【考考查查类类型型】此此题题考考查查DNA复复制制过过程程中中的的脱脱氧氧核核苷苷酸酸(碱基碱基)数量的计算。数量的计算。【解解析析】此此DNA分分子子共共有有2000个个碱碱基基,根根据据题题目目中中的的比比例例关关系系可可知知,一一个个DNA分分子子中中含含有有G 600个个,复复制制2次次所所需的需的G数为:数为:600(221)1800个。个。【方方法法归归纳纳】解解答答此此类类题题目目,特特别别要要认认真真审审题题,例例如如题题目目中中已已知知的的是是DNA中中的的碱碱基基数数量量还还是是碱碱基基对对数数量量,问问的的是
11、是第第n次次复复制制时时需需要要的的某某碱碱基基数数还还是是复复制制n次次共共需需要要的的某某碱基数量。碱基数量。第18页/共49页课时练习三十四一、选择题(每小题只有一个正确选项)1下面关于DNA分子结构的叙述中,错误的是()A每个DNA分子中都含有四种脱氧核苷酸B每个DNA分子中,碱基数磷酸数脱氧核苷酸数 脱氧核糖数C双链DNA分子中的任一段,若含有40个腺嘌呤,就一定会同时含有40个胸腺嘧啶D每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基D【解解析析】每每个个脱脱氧氧核核糖糖上上均均连连接接着着两两个个磷磷酸酸基基和和一一个个碱碱基基,D错误。错误。第19页/共49页2(2011安徽安徽)甲、乙
12、图示真核细胞内两种物质的合成过程,下列叙述正确的是()A甲、乙所示过程通过半保留方式进行,合成的产物是双链核酸分子B甲所示过程在细胞核内进行,乙在细胞质基质中进行CDNA分子解旋时,甲所示过程不需要解旋酶,乙需要解旋酶D一个细胞周期中,甲所示过程在每个起点只起始一次,乙可起始多次D第20页/共49页【解析解析】考查真核生物的考查真核生物的DNA复制和转录。甲图以复制和转录。甲图以DNA两条单链分别为模板,而乙以一条链为模板,且产两条单链分别为模板,而乙以一条链为模板,且产物是一条链,确定甲图表示物是一条链,确定甲图表示DNA复制,乙图表示转录。复制,乙图表示转录。A.转录不是半保留方式,产物是
13、单链转录不是半保留方式,产物是单链RNA;B.真核细胞真核细胞的的DNA复制可以发生在细胞核、线粒体及叶绿体中。复制可以发生在细胞核、线粒体及叶绿体中。C.DNA复制过程解旋需要解旋酶,转录时需要的复制过程解旋需要解旋酶,转录时需要的RNA聚合酶具有解旋的功能。聚合酶具有解旋的功能。D.一个细胞周期中一个细胞周期中DNA只复制只复制一次,但要进行大量的蛋白质合成,所以转录多次发生。一次,但要进行大量的蛋白质合成,所以转录多次发生。第21页/共49页3有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,则它的其他组成应是()A3个磷酸、3个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶B2个磷酸、2个脱氧核糖和1个
14、胞嘧啶 C2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶D2个磷酸、2个脱氧核糖和1个尿嘧啶 C第22页/共49页4下列关于DNA结构与功能的说法,不正确的是()ADNA分子中GC碱基对含量较高,其热稳定性相对较高BDNA分子脱氧核苷酸序列的多样性是DNA多样性的主要原因CDNA转录和翻译的产物不同,说明DNA分子具有特异性D基因突变频率低的重要原因之一是碱基互补配对原则保证DNA复制准确进行【解解析析】碱碱基基特特定定的的排排列列顺顺序序,构构成成了了每每个个DNA分分子子的的特特异异性性。一一个个DNA分分子子含含多多个个基基因因,不不同同细细胞胞中中相相同同的的DNA分分子子经经转转录录和和翻翻译
15、译后后,可可能能形形成成不不同同的的产产物物,故故C错误。错误。C第23页/共49页5有关DNA分子结构的叙述,正确的是()ADNA分子由4种核糖核苷酸组成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D第24页/共49页6一个DNA分子中,G和C之和占全部碱基数的46%,又知在该DNA分子的一条链中,A和C分别占该链碱基数的28%和22%,则该DNA分子的互补链中,A和C分别占该链碱基数的 ()A28%、22%B22%、28%C23%、27%D26%、24%【解解析析】设设碱碱基基总总数数为为2N,由由(GC)/2N0.46可可知知(AT)
16、/2N0.54,则则(G1C1G2C2)/2N0.46,(A1T1A2T2)/2N0.46。由由AT,CG可可推推出出(G2C2)/N0.46,(A2T2)/N0.54。又又A1/N0.28,C1/N0.22,则则由由碱碱基基互互补补配配对对原原则则可可知知T2/N0.28,G2/N0.22,因因此此A2/N0.540.280.26,C2/N0.460.220.24。即即答答案选案选D。D第25页/共49页7某生物核酸的碱基组成中,嘌呤碱基占52%,嘧啶碱基占48%,此生物一定不是 ()A噬菌体 B大肠杆菌 C青霉菌 D人A第26页/共49页8蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中
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