第2課時(shí)+DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制 【知識(shí)精講精研】 高三生物一輪復(fù)習(xí)課件（新教材新高考）

第2課時(shí)

DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制2024屆生物一輪復(fù)習(xí)第六單元課

標(biāo)

要

求1.概述DNA分子是由4種脫氧核苷酸構(gòu)成的，通常由兩條堿基互補(bǔ)配對(duì)的反向平行長(zhǎng)鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，堿基的排列順序編碼了遺傳信息。2.概述DNA分子通過半保留方式進(jìn)行復(fù)制?？键c(diǎn)一

DNA分子的結(jié)構(gòu)考點(diǎn)一DNA分子的結(jié)構(gòu)一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1、構(gòu)建者：

沃森和克里克

——標(biāo)志生物學(xué)研究進(jìn)入分子水平2、構(gòu)建過程：

脫氧核苷酸A＝T，G＝CTC相反的考點(diǎn)一DNA分子的結(jié)構(gòu)二、DNA（脫氧核糖核酸）的結(jié)構(gòu)5種基本元素：C、H、O、N、P4種脫氧核苷酸基本單位：3種小分子：一分子磷酸、一分子脫氧核糖、一分子含氮堿基脫氧核糖含氮堿基磷酸1’2’3’4’5’A腺嘌呤G鳥嘌呤C胞嘧啶T胸腺嘧啶熱門考點(diǎn)1：DNA的水解產(chǎn)物？徹底水解產(chǎn)物？（含氮堿基不同）5種元素：C、H、O、N、P4種基本單位：3種分子：一分子磷酸、一分子脫氧核糖、一分子含氮堿基ACG1’2’3’4’5’2條鏈（一般）：TCG磷酸和脫氧核糖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)，通過氫鍵相連構(gòu)成堿基對(duì)，遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則

堿基對(duì)的比例越高，DNA分子越穩(wěn)定磷酸二酯鍵氫鍵脫氧核苷酸5種元素：C、H、O、N、P4種脫氧核苷酸基本單位：3種分子：一分子磷酸、一分子脫氧核糖、一分子含氮堿基ACG1’2’3’4’5’2條鏈（一般）：TCG磷酸二酯鍵氫鍵5’端OH3’端DNA的一條單鏈具有兩個(gè)末端，一端有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，稱作5′－端；教材隱性知識(shí)另一端有一個(gè)羥基(—OH)，稱作3′－端；3’端5’端反向平行兩條單鏈走向相反5種元素：C、H、O、N、P4種脫氧核苷酸基本單位：3種分子：一分子磷酸、一分子脫氧核糖、一分子含氮堿基ACG1’2’3’4’5’5’2條鏈（一般）：TCG磷酸二酯鍵氫鍵5’端OH3’端3’端5’端反向平行熱門考點(diǎn)2：每個(gè)DNA分子片段中，有幾個(gè)游離的磷酸基團(tuán)？2個(gè)熱門考點(diǎn)3：一個(gè)磷酸基團(tuán)可以連接幾個(gè)脫氧核糖？1個(gè)或2個(gè)5種元素：C、H、O、N、P4種脫氧核苷酸基本單位：3種分子：一分子磷酸、一分子脫氧核糖、一分子含氮堿基ACG1’2’3’4’5’5’2條鏈（一般）：TCG磷酸二酯鍵氫鍵5’端OH3’端3’端5’端反向平行熱門考點(diǎn)4：一條鏈上的堿基如何連接？通過脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖相連接熱門考點(diǎn)5：兩條鏈之間的堿基如何連接？通過氫鍵相連ACG1’2’3’4’5’5’TCG磷酸二酯鍵氫鍵連接單個(gè)脫氧核苷酸5種元素：C、H、O、N、P4種脫氧核苷酸基本單位：3種分子：一分子磷酸、一分子脫氧核糖、一分子含氮堿基2條鏈（一般）：反向平行1種空間結(jié)構(gòu)：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)考點(diǎn)一DNA分子的結(jié)構(gòu)二、DNA（脫氧核糖核酸）的結(jié)構(gòu)每個(gè)DNA分子都有特定的_________________考點(diǎn)一DNA分子的結(jié)構(gòu)三、DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)堿基排列順序若DNA含有n個(gè)堿基對(duì)，則其可能有

種堿基排列順序4n多樣性特異性遺傳信息儲(chǔ)存在堿基（脫氧核苷酸）的排列順序中兩條主鏈上磷酸與脫氧核糖交替排列的順序不變，堿基配對(duì)方式不變等穩(wěn)定性考點(diǎn)一DNA分子的結(jié)構(gòu)四、DNA中堿基數(shù)量的計(jì)算規(guī)律由于DNA中的堿基遵循互補(bǔ)配對(duì)原則：形成堿基對(duì)時(shí)，A一T配對(duì)，G一C配對(duì)，推論如下：1、雙鏈DNA分子中，A=T，G=C，則A+G=T+C，即嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)相等288個(gè)典例1：某DNA分子上有胸腺嘧啶312個(gè)，占總堿基的26%，則該DNA分子上有鳥嘌呤有多少個(gè)？考點(diǎn)一DNA分子的結(jié)構(gòu)典例2.(2021·北京，4)酵母菌的DNA中堿基A約占32%，關(guān)于酵母菌核酸的敘述錯(cuò)誤的是A.DNA復(fù)制后A約占32%B.DNA中C約占18%C.DNA中(A＋G)/(T＋C)＝1D.RNA中U約占32%√考點(diǎn)一DNA分子的結(jié)構(gòu)思考：“A＋T與G＋C的比值一定相等嗎？”由此可概括出什么結(jié)論？此值的大小體現(xiàn)了什么呢？提示不一定。不同DNA分子中的互補(bǔ)堿基之和的比值不一定相同。體現(xiàn)DNA分子的特異性。考點(diǎn)一DNA分子的結(jié)構(gòu)四、DNA中堿基數(shù)量的計(jì)算規(guī)律2、在雙鏈DNA分子中，A1=T2，A2=T1，C1=G2，C2=G1且A=A1+A2，以此類推

若=a，

則=？a

=？a考點(diǎn)一DNA分子的結(jié)構(gòu)四、DNA中堿基數(shù)量的計(jì)算規(guī)律2、在雙鏈DNA分子中，A1=T2，A2=T1，C1=G2，C2=G1且A=A1+A2，以此類推

若=a，

則=？1/a考點(diǎn)一DNA分子的結(jié)構(gòu)典例3.如圖表示有關(guān)DNA分子中的部分關(guān)系，下列判斷正確的是A.若x、y分別表示DNA兩條互補(bǔ)鏈中(A＋G)/

(T＋C)的值，則符合甲曲線變化B.若x、y分別表示DNA兩條互補(bǔ)鏈中(G＋T)/

(A＋C)的值，則符合甲曲線變化C.若x、y分別表示DNA兩條互補(bǔ)鏈中(A＋T)/

(G＋C)的值，則符合乙曲線變化D.若x、y分別表示DNA一條鏈和整個(gè)DNA中嘌呤/嘧啶的值，則符合乙曲線變化√考點(diǎn)一DNA分子的結(jié)構(gòu)典例4：某雙鏈DNA分子中,G占?jí)A基總數(shù)的38%,其中一條鏈的T1占該DNA分子全部堿基總數(shù)的5%,那么另一條鏈的T2占該DNA分子全部堿基比例為()A、5%B、7%C、24%D、19%典例5：某雙鏈DNA分子中,G占?jí)A基總數(shù)的38%,其中一條鏈的T1占該鏈堿基總數(shù)的5%,那么另一條鏈的T2占該鏈堿基比例為()A、5%B、7%C、24%D、19%考點(diǎn)二

DNA的復(fù)制考點(diǎn)二DNA的復(fù)制①全保留復(fù)制：新復(fù)制出的分子直接形成，完全沒有舊的部分；②半保留復(fù)制：形成的分子一半是新的，一半是舊的；③彌散復(fù)制：新復(fù)制的分子中新舊都有，但分配是隨機(jī)組合的復(fù)制一次復(fù)制一次復(fù)制一次△對(duì)DNA分子復(fù)制的猜測(cè)考點(diǎn)二DNA的復(fù)制一、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)2、研究方法：假說-演繹法4、實(shí)驗(yàn)材料：大腸桿菌5、實(shí)驗(yàn)技術(shù)：同位素標(biāo)記法和離心技術(shù)1、實(shí)驗(yàn)者：美國生物學(xué)家梅塞爾森和斯塔爾

（15N標(biāo)記DNA)密度梯度離心法3、實(shí)驗(yàn)假設(shè)：DNA以半保留的方式復(fù)制考點(diǎn)二DNA的復(fù)制一、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)6、實(shí)驗(yàn)原理：含15N的雙鏈DNA密度大，含14N的雙鏈DNA密度小，一條鏈含14N、一條鏈含15N的雙鏈DNA密度居中。（重：15N/15N—DNA）（輕：14N/14N—DNA）（中：14N/15N—DNA）15N14N復(fù)制1次全保留復(fù)制半保留復(fù)制15N15N復(fù)制1次15/14分散復(fù)制15N15N復(fù)制1次15/1415/1415/1415/1514/1415N15N1/2重帶，1/2輕帶全為中帶全為中帶15N15N15N14N復(fù)制1次全保留復(fù)制半保留復(fù)制15N15N復(fù)制1次15/14分散復(fù)制15N15N復(fù)制1次15/1415/1415/1415/1514/141/2重帶，1/2輕帶全為中帶全為中帶復(fù)制2次15/1514/1414/1415/1414/1414/1415/14復(fù)制2次復(fù)制2次15/1415/1415/1415/141/4重帶，3/4輕帶1/2中帶，1/2輕帶全為中帶14/14考點(diǎn)二DNA的復(fù)制一、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)7、實(shí)驗(yàn)過程：

科學(xué)家先用含有15NH4Cl的培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，讓大腸桿菌繁殖若干代，這時(shí)，大腸桿菌的DNA幾乎都是15N標(biāo)記的，然后，將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含有14NH4Cl的普通培養(yǎng)液中，在不同時(shí)刻收集大腸桿菌并提取DNA，再將提取的DNA進(jìn)行離心，記錄離心后試管中DNA的位置14N/15N-DNA14N/14N-DNA14N/15N-DNA結(jié)論：DNA分子的復(fù)制方式：半保留復(fù)制15N15N15N14N復(fù)制1次全保留復(fù)制半保留復(fù)制15N15N復(fù)制1次15/14分散復(fù)制15N15N復(fù)制1次15/1415/1415/1415/1514/141/2重帶，1/2輕帶全為中帶全為中帶復(fù)制2次15/1514/1414/1415/1414/1414/1415/14復(fù)制2次復(fù)制2次15/1415/1415/1415/141/4重帶，3/4輕帶1/2中帶，1/2輕帶全為中帶14/14再探究：若將子代DNA分子用解旋酶處理后再離心，能否判斷DNA的復(fù)制方式？考點(diǎn)二DNA的復(fù)制二、DNA的復(fù)制1.概念：是指以親代DNA為模板，合成子代DNA的過程。2.時(shí)間：細(xì)胞分裂前的間期3.場(chǎng)所：真核：主要在細(xì)胞核，也可以在線粒體、葉綠體原核：擬核、細(xì)胞質(zhì)（質(zhì)粒）病毒：宿主細(xì)胞中解旋酶解開雙螺旋結(jié)構(gòu)母鏈脫氧核苷酸DNA聚合酶堿基互補(bǔ)配對(duì)4.過程：考點(diǎn)二DNA的復(fù)制5.小結(jié)：DNA復(fù)制的條件①模板：②原料：③能量：④酶：4種游離的脫氧核苷酸ATP解旋酶、DNA聚合酶等親代DNA的兩條母鏈考點(diǎn)二DNA的復(fù)制考點(diǎn)二DNA的復(fù)制5.小結(jié)：DNA復(fù)制的條件①模板：②原料：③能量：④酶：4種游離的脫氧核苷酸ATP解旋酶、DNA聚合酶等親代DNA的兩條母鏈（還需要RNA作引物，需要DNA連接酶連接“岡崎片段”）考點(diǎn)二DNA的復(fù)制ATCGATAGCTATCGATAGCTTAGCTATCGA1個(gè)DNA分子2個(gè)完全相同的DNA分子(堿基排列順序相同)6.結(jié)果：考點(diǎn)二DNA的復(fù)制7.特點(diǎn)：半保留復(fù)制（方式）邊解旋邊復(fù)制雙向多起點(diǎn)（真核）

考點(diǎn)二DNA的復(fù)制①請(qǐng)利用放射性自顯影技術(shù)、低放射性3H－脫氧胸苷和高放射性3H－脫氧胸苷，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以確定大腸桿菌DNA復(fù)制的方向。能力提升：通常DNA分子復(fù)制從一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)開始，有單向復(fù)制和雙向復(fù)制，如圖所示。放射性越高的3H－胸腺嘧啶脫氧核糖核苷(3H－脫氧胸苷)，在放射自顯影技術(shù)的圖像上，感光還原的銀顆粒密度越高。提示復(fù)制開始時(shí)，首先用含低放射性3H－脫氧胸苷培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，一段時(shí)間后轉(zhuǎn)移到含有高放射性3H－脫氧胸苷的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)，用放射自顯影技術(shù)觀察復(fù)制起點(diǎn)和復(fù)制起點(diǎn)兩側(cè)銀顆粒密度情況。考點(diǎn)二DNA的復(fù)制②預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得出結(jié)論。提示若復(fù)制起點(diǎn)處銀顆粒密度低，復(fù)制起點(diǎn)的一側(cè)銀顆粒密度高，則DNA分子復(fù)制為單向復(fù)制；若復(fù)制起點(diǎn)處銀顆粒密度低，復(fù)制起點(diǎn)的兩側(cè)銀顆粒密度高，則DNA分子復(fù)制為雙向復(fù)制。考點(diǎn)二DNA的復(fù)制8.精準(zhǔn)復(fù)制的原因：①DNA獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供精確的模板。②通過堿基互補(bǔ)配對(duì)，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。9.意義：DNA通過復(fù)制，使遺傳信息從親代傳給了子代，從而保證了物種的相對(duì)穩(wěn)性，保持了遺傳信息的連續(xù)性，使得種族得以延續(xù)。考點(diǎn)二DNA的復(fù)制三、DNA復(fù)制相關(guān)計(jì)算只含14N

的分子__________個(gè)將含有15N標(biāo)記的DNA分子（親代）放到含14N的培養(yǎng)液中連續(xù)復(fù)制n次15N15N15N14N親代復(fù)制1次15141415復(fù)制2次1514141414141415

復(fù)制3次15141414141414151414141414141414......復(fù)制n次共有DNA分子

個(gè)2n含15N

的分子__________個(gè)2含14N

的分子__________個(gè)2n只含15N

的分子__________個(gè)2n-201、分子數(shù)目計(jì)算：考點(diǎn)二DNA的復(fù)制三、DNA復(fù)制相關(guān)計(jì)算將含有15N標(biāo)記的DNA分子（親代）放到含14N的培養(yǎng)液中連續(xù)復(fù)制n次15N15N15N14N親代復(fù)制1次15141415復(fù)制2次1514141414141415

復(fù)制3次15141414141414151414141414141414......復(fù)制n次脫氧核苷酸鏈共

條2n+1含15N

的鏈__________條2含14N

的鏈__________條2n+1-22、脫氧核苷酸鏈數(shù)計(jì)算：考點(diǎn)二DNA的復(fù)制典例6.研究人員將1個(gè)含14N－DNA的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到以15NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)液中，培養(yǎng)24h后提取子代大腸桿菌的DNA。將DNA解開雙螺旋，變成