高中生物 第四章 第二節(jié) DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制課件 蘇教版必修2.ppt

第四章 第二節(jié) 自主預(yù)習(xí) 抓基礎(chǔ) 合作學(xué)習(xí) 探新知 名師點(diǎn)撥 釋疑難 創(chuàng)新演練 大沖關(guān) 設(shè)計1 設(shè)計2 no 1 no 2 演練1 演練2 一 解開dna結(jié)構(gòu)之謎 1 20世紀(jì)30年代后期 瑞典的科學(xué)家們證明了dna是的 二戰(zhàn)后 科學(xué)家們用電子顯微鏡測出dna分子直徑約為2nm 2 1951年查戈夫發(fā)現(xiàn) a 的量總是等于胸腺嘧啶 t 的量 g 的量總是等于胞嘧啶 c 的量 3 1952年富蘭克林等確認(rèn)dna為結(jié)構(gòu) 并且是由不止一條鏈所構(gòu)成的 4 1953年家沃森和克里克提出dna分子的模型 不對稱 腺嘌呤 鳥嘌呤 螺旋 雙螺旋結(jié)構(gòu) 二 dna的結(jié)構(gòu)1 空間結(jié)構(gòu) 1 整體 由兩條脫氧核苷酸鏈平行盤旋而成的結(jié)構(gòu) 2 外側(cè) 基本骨架 由和交替連接構(gòu)成 3 內(nèi)側(cè) 堿基對 由兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對 是按原則連接而成的 即與t配對 g與配對 反向 雙螺旋 脫氧核糖 磷酸 堿基互補(bǔ)配對 a c 2 dna分子的多樣性和特異性 1 多樣性 排列順序千變?nèi)f化 2 特異性 每個dna分子的特定排列順序 形成了dna分子的特異性 三 dna的復(fù)制1 概念以親代dna分子為合成子代分子的過程叫dna的復(fù)制 堿基對 堿基對 模板 dna 2 過程 1 解旋 dna首先利用細(xì)胞提供的能量在的作用下 把兩條螺旋的雙鏈解開 2 合成子鏈 以為模板 以游離的為原料 遵循原則 在有關(guān)酶的作用下 各自合成與母鏈互補(bǔ)的一條子鏈 3 形成子代dna 新合成的子鏈不斷延伸 同時 每一條子鏈與其對應(yīng)的模板鏈盤繞成 分別形成一個新的dna分子 解旋酶 母鏈 堿基互補(bǔ)配對 脫氧核苷酸 雙螺旋結(jié)構(gòu) 3 特點(diǎn) 邊邊復(fù)制 4 準(zhǔn)確復(fù)制的原因 1 dna分子獨(dú)特的為復(fù)制提供了精確的模板 2 通過 保證了復(fù)制能夠精確地進(jìn)行 5 意義使從親代傳給子代 從而確保了的連續(xù)性 解旋 半保留方式復(fù)制 雙螺旋結(jié)構(gòu) 堿基互補(bǔ)配對 遺傳信息 遺傳信息 1 判斷下列有關(guān)敘述的正誤 1 1953年由富蘭克林 沃森 克里克等著名科學(xué)家共同提出dna分子的雙螺旋結(jié)構(gòu) 2 dna分子的基本組成單位是核糖核苷酸 3 a與t配對 g與c配對的對應(yīng)關(guān)系叫做堿基互補(bǔ)配對原則 4 在制作dna分子模型時可用大頭針或訂書釘代替連接堿基的鍵 5 dna分子中磷酸與脫氧核糖交替相連 構(gòu)成了dna分子的多樣性 6 dna分子的復(fù)制只發(fā)生在真核細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)分裂的間期 7 堿基互補(bǔ)配對原則能確保dna分子復(fù)制的準(zhǔn)確性 8 dna分子的復(fù)制可以實現(xiàn)在親子代之間傳遞遺傳信息 2 選擇正確答案 1 在制作dna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時 右圖為兩個脫氧核苷酸的模型 圓代表磷酸 下列敘述正確的是 a 方形可能代表a t c u四種含氮堿基b 兩個圓可用別針 代表共價鍵 連結(jié) 以形成dna的側(cè)鏈c 別針 代表共價鍵 應(yīng)連結(jié)在一個脫氧核苷酸的五邊形和另一個脫氧核苷酸的圓上d 如果兩個脫氧核苷酸分別位于鏈的兩側(cè) 兩個模型方向相同 解析 方形表示的是含氮堿基 有a t g c四種 沒有u 圓表示的是磷酸 五邊形表示的是脫氧核糖 在dna單鏈中 脫氧核苷酸之間通過3 5 磷酸二酯鍵相連 即別針應(yīng)連接在一個脫氧核苷酸的五邊形和另一個脫氧核苷酸的圓上 而不是兩個圓之間 兩條dna單鏈模型的位置關(guān)系應(yīng)為反向平行 答案 c 2 dna的一條單鏈中a g t c 0 4 上述比例在其互補(bǔ)單鏈和整個dna分子中分別是 a 0 4和0 6b 2 5和1 0c 0 4和0 4d 0 6和1 0解析 dna的一條單鏈中a g t c的比 其實質(zhì)是嘌呤堿基與嘧啶堿基之比 在dna雙鏈中嘌呤堿基與嘧啶堿基之比為1 但dna一條鏈中的嘌呤堿基與嘧啶堿基與另一條鏈中嘌呤堿基與嘧啶堿基之比互為倒數(shù) 如dna的一條單鏈中a g t c n 則另一條互補(bǔ)鏈中的a g t c 1 n 答案 b 探究1 dna分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)有哪些 提示 dna分子是由兩條鏈組成的 這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu) dna分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接 排列在外側(cè) 構(gòu)成基本骨架 堿基排列在內(nèi)側(cè) dna分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對 堿基配對遵循堿基互補(bǔ)配對原則 即a與t配對 c與g配對 探究2 如何理解dna分子的穩(wěn)定性 提示 dna分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是指雙螺旋結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定性 與這種穩(wěn)定性有關(guān)的因素主要有以下幾點(diǎn) dna分子中脫氧核糖和磷酸交替連接的方式穩(wěn)定不變 dna分子雙螺旋結(jié)構(gòu)中間為堿基對 堿基與堿基之間形成氫鍵 從而維持了雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定 dna分子兩條鏈間堿基互補(bǔ)配對的原則嚴(yán)格不變 每個特定的dna分子中堿基對的數(shù)量和排列順序穩(wěn)定不變 探究3 dna復(fù)制需要哪些基本條件 提示 模板 解旋的親代dna分子的兩條單鏈分別作模板 原料 游離的四種脫氧核苷酸 能量 通過水解atp提供 酶 是指一個酶系統(tǒng) 不僅僅是指解旋酶 還包括dna聚合酶等 探究4 討論生物界dna復(fù)制的場所是什么 提示 在自然狀態(tài)下 只能在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制 真核生物 主要在細(xì)胞核內(nèi) 線粒體和葉綠體內(nèi)也可進(jìn)行 原核生物 主要在擬核 也可以在細(xì)胞質(zhì) 如質(zhì)粒的復(fù)制 中進(jìn)行 dna病毒 在活的宿主細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行 探究5 試總結(jié)dna復(fù)制過程所需原料數(shù)量的計算公式 1 dna雙鏈中 含某堿基x個 復(fù)制n次 則需加入含該堿基的脫氧核苷酸的分子數(shù)等于個 2 若dna雙鏈中 含某堿基x個 第n次復(fù)制 則需加入含該堿基的脫氧核苷酸的分子數(shù)等于個 2n 1 x 2n 1 x 例1 已知某dna分子含有1000個堿基對 其中一條鏈上a g t c 1 2 3 4 該dna分子連續(xù)復(fù)制兩次 共需要鳥嘌呤脫氧核苷酸分子數(shù)是 a 600個b 900個c 1200個d 1800個 解析 dna分子中含有2000個堿基 又知其中一條鏈中a g t c 1 2 3 4 該dna分子中a t c g 則求出該dna分子中鳥嘌呤脫氧核苷酸分子數(shù)為600 該dna分子連續(xù)復(fù)制兩次 共需要鳥嘌呤脫氧核苷酸分子數(shù)為 22 1 600 1800個 答案 d 例2 2010 北京高考 科學(xué)家以大腸桿菌為實驗對象 運(yùn)用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心方法進(jìn)行了dna復(fù)制方式的探索實驗 實驗內(nèi)容及結(jié)果見下表 請分析并回答 1 要得到dna中的n全部被放射性標(biāo)記的大腸桿菌b 必須經(jīng)過 代培養(yǎng) 且培養(yǎng)液中的 是唯一氮源 2 綜合分析本實驗的dna離心結(jié)果 第 組結(jié)果對得到結(jié)論起到了關(guān)鍵作用 但需把它與第 組和第 組的結(jié)果進(jìn)行比較 才能說明dna分子的復(fù)制方式是 3 分析討論 若子 代dna的離心結(jié)果為 輕 和 重 兩條密度帶 則 重帶 dna來自 據(jù)此可判斷dna分子的復(fù)制方式不是 復(fù)制 若將子 代dna雙鏈分開后再離心 其結(jié)果 選填 能 或 不能 判斷dna的復(fù)制方式 若在同等條件下將子 代繼續(xù)培養(yǎng) 子n代dna離心的結(jié)果是 密度帶的數(shù)量和位置 放射性強(qiáng)度發(fā)生變化的是 帶 若某次實驗的結(jié)果中 子 代dna的 中帶 比以往實驗結(jié)果的 中帶 略寬 可能的原因是新合成dna單鏈中的n尚有少部分為 解析 經(jīng)過一代培養(yǎng)后 只能是標(biāo)記dna分子的一條單鏈 所以要想對所有的dna分子全部標(biāo)記 要進(jìn)行多代培養(yǎng) 在探究dna分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制的實驗中 重帶 應(yīng)為兩個單鏈均被15n標(biāo)記 輕帶 為兩個單鏈均被14n標(biāo)記 中帶 為一個單鏈被14n標(biāo)記 另一個單鏈被15n標(biāo)記 答案 1 多15n 15nh4cl 2 312半保留復(fù)制 3 b半保留 不能 沒有變化輕 15n 4 規(guī)律四 dna分子的a鏈中 a t 占a鏈堿基總數(shù)的百分比 b鏈中 a t 占b鏈堿基總數(shù)的百分比 dna雙鏈中 a t 占雙鏈中堿基總數(shù)的百分比 簡式為 a t a a t b a t dna 同理 g c的簡式為 g c a g c b g c dna 2 dna分子的半保留復(fù)制有關(guān)計算的規(guī)律已知某一全部n原子被15n標(biāo)記的dna分子 0代 轉(zhuǎn)移到含14n的培養(yǎng)基中培養(yǎng) 復(fù)制 若干代 其結(jié)果分析如下表 解題時需注意 在dna復(fù)制時 邊解旋 邊合成 邊復(fù)制 多個起始點(diǎn)同時進(jìn)行 節(jié)省時間 效率高 新合成的dna分子雙鏈為 一母一子 因此復(fù)制更為精確 致使遺傳信息更加穩(wěn)定 dna分子復(fù)制中計算所需某種核苷酸數(shù)量時 應(yīng)注