DNA的分子結(jié)構(gòu)和復(fù)制

會計學(xué)1DNA的分子結(jié)構(gòu)和復(fù)制ACT腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸

胸腺嘧啶脫氧核苷酸G脫氧核苷酸的種類第1頁/共42頁2．DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)(1)兩條脫氧核苷酸鏈反向平行盤旋而成。(2)外側(cè)：___________和______交替連接，構(gòu)成基本骨架。(3)內(nèi)側(cè)：堿基按A—T、G—C的堿基互補(bǔ)配對原則通過_____連接，形成堿基對。脫氧核糖磷酸氫鍵第2頁/共42頁……ACTTGA第3頁/共42頁

DNA模型建構(gòu)外側(cè):磷酸+五碳糖（基本骨架）內(nèi)側(cè):千變?nèi)f化:4n（n表示堿基的對數(shù)）+第4頁/共42頁思考感悟

DNA的穩(wěn)定性與DNA分子中堿基對的種類有關(guān)嗎？

【提示】有關(guān)。堿基A與T之間形成兩個氫鍵，G與C之間形成三個氫鍵。含氫鍵越多，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，即含G—C比例越大，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。第5頁/共42頁二、DNA分子的復(fù)制1．概念：以親代DNA分子為模板，合成子代DNA分子的過程。2．時間：有絲分裂_____和減數(shù)_________________________。3．條件(1)模板：兩條母鏈。(2)原料：細(xì)胞核中游離的四種脫氧核苷酸。(3)能量：______。(4)酶：解旋酶、________酶。間期第一次分裂之前的間期ATP聚合第6頁/共42頁解旋酶（作用于氫鍵）解旋：模板復(fù)制:以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對(聚合酶）母鏈（舊鏈）子鏈（新鏈）復(fù)制后的DNA:同時進(jìn)行組成半保留復(fù)制第7頁/共42頁第8頁/共42頁親代(第一代)第二代第三代第四代第9頁/共42頁4．過程解旋，在______的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開；以解開的______為模板，按堿基互補(bǔ)配對原則，合成_______；每一條子鏈與對應(yīng)的母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)，形成兩個新DNA分子。5．特點(diǎn)：邊解旋邊復(fù)制，________復(fù)制。6．結(jié)果：一個DNA分子形成兩個完全相同的DNA分子。7．意義：使_________從親代傳遞給子代，保持了_________的連續(xù)性。解旋酶母鏈子鏈半保留遺傳信息遺傳信息第10頁/共42頁三、基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段1．基因與DNA的關(guān)系(1)基因是有___________的DNA片段。遺傳效應(yīng)(2)每個DNA分子含有___個基因。(3)DNA分子中存在不是基因的片段。多第11頁/共42頁2．DNA片段中的遺傳信息

(1)DNA分子能夠儲存足夠量的__________。

(2)遺傳信息蘊(yùn)藏在4種堿基的排列順序之中。（堿基對、脫氧核苷酸的排列順序）

(3)DNA分子多樣性源于_______________的多樣性。

(4)DNA分子的特異性源于每個DNA分子的堿基的____________順序。遺傳信息堿基對排列順序特定的排列3．基因與性狀的關(guān)系基因是控制生物性狀的結(jié)構(gòu)單位和功能單位。第12頁/共42頁高頻考點(diǎn)突破考點(diǎn)一DNA分子的結(jié)構(gòu)第13頁/共42頁(3)DNA分子的組成層次(4)平面結(jié)構(gòu)——兩條脫氧核苷酸長鏈反向平行第14頁/共42頁(5)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)

①DNA分子是由兩條脫氧核苷酸長鏈，按反向平行(指一條鏈的起點(diǎn)為磷酸，另一條鏈的起點(diǎn)為脫氧核糖)方式盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。

②基本骨架由磷酸和脫氧核糖交替連接而成。

③中間的堿基嚴(yán)格按堿基互補(bǔ)配對原則(A與T配對，G與C配對)形成堿基對。

④DNA分子中，脫氧核苷酸數(shù)∶脫氧核糖數(shù)∶磷酸數(shù)∶含氮堿基數(shù)＝1∶1∶1∶1。第15頁/共42頁第16頁/共42頁

即時應(yīng)用(隨學(xué)隨練，輕松奪冠)1．(2011年山東青島高三摸底)下列有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)的敘述，不正確的是(

)A．DNA分子中的五碳糖是脫氧核糖B．雙鏈DNA中A/T等于C/GC．單鏈DNA中A與T的數(shù)量相同D．雙鏈DNA中，由一條鏈的序列可推出另一條鏈的序列C第17頁/共42頁考點(diǎn)二堿基互補(bǔ)配對原則及DNA復(fù)制的有關(guān)計算1．堿基互補(bǔ)配對原則及相關(guān)推論(1)原則：A—T，G—C，圖示為：第18頁/共42頁(2)推論

①腺嘌呤與胸腺嘧啶相等，鳥嘌呤與胞嘧啶相等，即A＝T，G＝C。

②嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)相等，即A＋G＝T＋C。

雙鏈中，不配對的兩種堿基之和的比值為1第19頁/共42頁

③在雙鏈DNA分子中，配對的堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相等。設(shè)在雙鏈DNA分子中的一條鏈上A1＋T1＝n%，因?yàn)锳1＝T2，A2＝T1，則：A1＋T1＝A2＋T2＝n%。

配對的兩堿基之和在單、雙鏈中所占的比例相等第20頁/共42頁DNA兩互補(bǔ)鏈中，不配對的兩堿基之和的比值乘積為1（互為倒數(shù)）第21頁/共42頁

整個雙鏈DNA分子中，某種堿基所占百分比等于每條鏈中的平均值5、在一個雙鏈DNA分子中，某堿基占堿基總量的百分?jǐn)?shù)等于每條鏈中的平均值第22頁/共42頁

4、整個雙鏈DNA分子中，某種堿基所占百分比等于每條鏈中的平均值

1、雙鏈中，不配對的兩種堿基之和的比值為1

3、配對的兩堿基之和在單、雙鏈中所占的比例相等

2、DNA兩互補(bǔ)鏈中，不配對的兩堿基之和的比值乘積為1（互為倒數(shù)）第23頁/共42頁第24頁/共42頁(3)復(fù)制n次所需的脫氧核苷酸數(shù)＝a×(2n－1)，（a：所求的脫氧核苷酸在原來DNA(即作模板的親代DNA)分子中的數(shù)量

n：復(fù)制次數(shù)。）

（4）第n次復(fù)制時所需含該堿基的脫氧核苷酸為a×(2n－1)－a×(2n－1－1)＝a×2n－1。第25頁/共42頁即時應(yīng)用(隨學(xué)隨練，輕松奪冠)2．(2011年河南鄭州模擬)用15N標(biāo)記含有100個堿基對的DNA分子，其中有胞嘧啶60個。該DNA分子在14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次，其結(jié)果可能是(

)A．含有14N的DNA占7/8B．復(fù)制過程中需游離的腺嘌呤脫氧核苷酸600個C．含有15N的DNA占1/16D．子代DNA中嘌呤與嘧啶之比是2∶3B第26頁/共42頁實(shí)驗(yàn)專題探究有關(guān)DNA復(fù)制方式的實(shí)驗(yàn)探究關(guān)于DNA復(fù)制方式的探究，充分體現(xiàn)了假說—演繹法，即在克里克假說的基礎(chǔ)上，通過演繹推理，最終通過實(shí)驗(yàn)得以驗(yàn)證。1．實(shí)驗(yàn)材料：大腸桿菌。2．實(shí)驗(yàn)方法：放射性同位素標(biāo)記技術(shù)和離心技術(shù)。3．實(shí)驗(yàn)假設(shè)：DNA以半保留的方式復(fù)制。4．實(shí)驗(yàn)過程：(見圖)第27頁/共42頁(1)大腸桿菌在含15N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)基中繁殖幾代，使DNA雙鏈充分標(biāo)記15N。

(2)將含15N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到14N標(biāo)記的普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)。

(3)在不同時刻收集大腸桿菌并提取DNA(間隔的時間為大腸桿菌繁殖一代所需時間)。

(4)將提取DNA進(jìn)行離心，記錄離心后試管中DNA位置。第28頁/共42頁5．實(shí)驗(yàn)預(yù)期：離心后應(yīng)出現(xiàn)3條DNA帶。(見圖)(1)重帶(密度最大)：15N標(biāo)記的親代雙鏈DNA(15N/15N)(2)中帶(密度居中)：一條鏈為15，另一條鏈為14N標(biāo)記的子代雙鏈DNA(15N/14N)(3)輕帶(密度最小)：兩條鏈都為14N標(biāo)記的子代雙鏈DNA(14N/14N)。第29頁/共42頁6．實(shí)驗(yàn)結(jié)果：與預(yù)期的相符。(見圖)(1)立即取出提取DNA→離心→全部重帶(15N/15N)。(2)繁殖一代后取出提取DNA→離心→全部雜交帶(14N/15N)。(3)繁殖兩代后取出提取DNA→離心→1/2輕帶、1/2中帶。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA的復(fù)制是以半保留方式進(jìn)行的。第30頁/共42頁實(shí)戰(zhàn)演練(專項(xiàng)提能，小試牛刀)

含有32P或31P的磷酸，兩者的化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，都可以參與DNA分子的組成，但32P比31P質(zhì)量大?，F(xiàn)將某哺乳動物的細(xì)胞放在含有31P磷酸的培養(yǎng)基中，連續(xù)培養(yǎng)數(shù)代得到G0代細(xì)胞。然后將G0代細(xì)胞移至含有32P磷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過第1、2次細(xì)胞分裂后，分別得到G1、G2代細(xì)胞。再從G0、G1、G2代細(xì)胞中取出DNA，經(jīng)密度梯度離心后得到的結(jié)果如下圖。由于DNA分子的質(zhì)量不同，因此在離心管內(nèi)的分布不同。若①、②、③分別表示輕、中、重三種DNA分子的位置，請回答：第31頁/共42頁(1)G0、G1、G2三代DNA離心后的試管分別是圖中的：G0________、G1________、G2________。(2)G2代在①、②、③三條帶中DNA分子數(shù)的比例是________。(3)圖中①、②兩條帶中DNA分子所含的同位素磷分別是：條帶①________、條帶②________。(4)該G0代細(xì)胞如果連續(xù)分裂4次，形成的子細(xì)胞中，含31P與32P的DNA分子數(shù)比例為________。BAD0:1:131P31P和32P1:8第32頁/共42頁命題視角剖析視角1緊扣教材重點(diǎn)DNA分子的結(jié)構(gòu)

(1)解旋時，解旋酶作用于氫鍵處，而氫鍵形成時不需酶。

(2)每條鏈上相鄰的脫氧核苷酸以磷酸二酯鍵相連，形成時需DNA連接酶或DNA聚合酶，限制酶則可破壞(或打開)此鍵。第33頁/共42頁例1

有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是(多選)(

)A．DNA分子由4種脫氧核苷酸組成B．DNA單鏈上相鄰堿基以氫鍵連接C．堿基與磷酸基相連接D．磷酸與脫氧核糖交替連接構(gòu)成DNA鏈的基本骨架AD第34頁/共42頁互動探究(1)DNA分子中的哪種堿基對的比例越高，DNA分子越穩(wěn)定？(2)DNA分子徹底水解的產(chǎn)物是什么？【提示】

(1)

(2)脫氧核糖、磷酸、A、G、C、T。第35頁/共42頁視角2洞察高考熱點(diǎn)DNA復(fù)制的特點(diǎn)

(2010年高考北京卷)科學(xué)家以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果見下表。例2第36頁/共42頁視角2洞察高考熱點(diǎn)DNA復(fù)制的特點(diǎn)

(2010年高考北京卷)科學(xué)家以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果見下表。第37頁/共42頁請分析并回答：(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(shí)驗(yàn)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__________________。多代15N/15NH4Cl312半保留復(fù)制第38頁/共42頁(3)分析討論：

①若子Ⅰ代DNA的離心結(jié)果為“輕”和“重”兩條密度帶，則“