高三一輪復習生物18.DNA的結構復制基因是有遺傳效應的DNA片段課件

元素：CHONP

↓化學組成:磷酸、脫氧核糖、含氮堿基AGCT共6種↓（徹底水解產(chǎn)物）基本單位:4種脫氧核苷酸（初步水解產(chǎn)物）

腺嘌呤(A)脫氧核苷酸、鳥嘌呤(G)脫氧核苷酸、胞嘧啶(C)脫氧核苷酸、胸腺嘧啶(T)脫氧核苷酸

↓單鏈：脫氧核苷酸鏈

↓（脫氧核苷酸之間脫水縮合形成磷酸二酯鍵）平面結構：反向平行

↓空間結構：規(guī)則的雙螺旋結構一、DNA分子的結構特點（P50）

構建者：沃森，克里克反向平行的脫氧核苷酸鏈盤旋成雙螺旋結構2.脫氧核糖和磷酸交替連接排列在外側，構成基本骨架；

堿基排列在內(nèi)側3.堿基之間通過氫鍵連接成堿基對，遵循堿基互補配對原則二、DNA分子的特性：多樣性、特異性（課本P59）堿基對的排列順序（脫氧核苷酸的排列順序）代表遺傳信息48頁3.發(fā)現(xiàn)歷程：威爾金斯和富蘭克林的衍射圖譜--螺旋結構；查哥夫--A=T,C=G；沃森、克里克提出雙螺旋結構。DNA的初步水解產(chǎn)物：4種脫氧核苷酸

DNA的徹底水解：4種堿基、脫氧核糖、磷酸53頁

分子半保留復制的實驗驗證：同位素標記法、密度梯度離心法。1.時間：有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期3步：解旋合成子鏈模板：親代DNA兩條鏈原料：1原則：4條件：★4種游離的脫氧核苷酸堿基互補配對原則能量:酶:4.特點：邊解旋邊復制，半保留復制（方式）6.意義P56：保持遺傳信息的連續(xù)性復旋：ATP解旋酶、DNA聚合酶2.場所：5.2個準確復制的原因P56①DNA分子獨特的雙螺旋結構提供精確的模板②堿基互補配對原則保證復制準確進行真核生物主要細胞核，其次線粒體、葉綠體母鏈和新合成的子鏈盤旋成雙螺旋結構探究學習雙螺旋結構構建的科學史歷程：科學家、方法、結論前12.脫氧核苷酸的模型圖，標注碳原子的位置和堿基的名稱前2雙螺旋結構的主要特點前3平面結構圖：3個堿基對的后1結構中的數(shù)量關系：氫鍵數(shù)、游離磷酸數(shù)、一個磷酸與幾個脫氧核糖連接、一個脫氧核糖連接幾個堿基、磷酸二酯鍵數(shù)、堿基之間的數(shù)量規(guī)律后2中的位置關系：單鏈中相鄰堿基和雙鏈中相鄰堿基的連接方式；與化學鍵相關的酶；后3的三個特性及原因后4思考：1.反向平行如何識別？2.化學鍵（氫鍵、磷酸二酯鍵）3.相鄰堿基的連接4.哪種堿基對多，DNA穩(wěn)定？5.遺傳信息（儲存部位、最大量）6.各部分名稱的識別7.構建者一、DNA結構的特點C、H、O、N、P①脫氧核糖的形態(tài)②游離的磷酸基團GC堿基對①氫鍵：破壞：解旋酶、高溫②磷酸二酯鍵：形成：DNA聚合酶、DNA連接酶

破壞：限制酶、DNA酶2條鏈：氫鍵1條鏈：脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖堿基對的排列順序沃森克里克二、DNA分子的特點三、堿基互補配對原則在解題中的應用1.堿基互補配對原則對遺傳信息的傳遞具有什么意義？2.公式：①兩條鏈中嘌呤=嘧啶=1/2堿基總數(shù)②互補堿基之和在每條鏈和總鏈中的比例相同③非互補堿基之和在兩條鏈中互為倒數(shù)，總鏈中等于1A=T(兩個氫鍵)、GC(三個氫鍵)DNA的特異性是由堿基的排列順序決定的，而不是由配對方式?jīng)Q定的，配對方式只有四種：A—T、C—G、T—A、G—C。并非所有DNA片段都是基因，基因是有遺傳效應的DNA片段，不是連續(xù)分布在DNA上的，而是由堿基序列將不同的基因分隔開。A＋G＝T＋CG1＋C1A1＋T1＝mG2＋C2A2＋T2＝mG＋CA＋T＝m(A＋T)%＝(A1＋T1)%＝(A2＋T2)%＝(A3＋U3)%5.已知某DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的35.8%，其中一條鏈中的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%。則在它的互補鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的（）A.32.9%，17.1%

%，18.7%C.18.7%，31.3%

%，32.9%B(A＋T)%＝(A1＋T1)%＝(A2＋T2)%=64.2%T1=32.9%T2=?(G＋C)%＝(G1＋C1)%＝(G2＋C2)%=35.8%C1=17.1%C2=?歸納法”求解DNA分子中的堿基數(shù)量的計算規(guī)律

三維p1736．(2021·臨沂模擬)某雙鏈DNA分子中含有200個堿基，一條鏈上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，則該DNA分子

(

)A．四種含氮堿基A∶T∶G∶C＝4∶4∶7∶7B．若該DNA中A為p個，占全部堿基的n/m(m>2n)，則G的個數(shù)為pm/2n－pC．堿基排列方式共有4200種D．含有4個游離的磷酸基團該DNA分子中A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7；若該DNA分子中A為p個，其占全部堿基的n/m，則全部堿基數(shù)為pm/n，所以G的個數(shù)為÷2，即pm/2n－p；對于某種特定的DNA分子其堿基的排列方式是特定的，只有一種；一個DNA分子含有2個游離的磷酸基團。B1．從某種生物中提取出核酸樣品，經(jīng)檢測和計算后，堿基之間的相互關系如下：(A+T)/(G+C)＝1，(A+G)/(T+C)＝1。據(jù)此結果，該樣品(

)A．確定是雙鏈DNA B．確定是單鏈DNAC．無法確定單雙鏈 D．只存在于細胞核中2．在一個DNA分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基數(shù)目的54%，其中一條鏈中鳥嘌呤與胸腺嘧啶分別占該鏈堿基總數(shù)的22%和28%，則由該鏈轉錄的信使RNA中鳥嘌呤與胞嘧啶分別占堿基總數(shù)的（

）A．24%，22% B．22%，28% C．26%，24% D．23%，27%鏈中鳥嘌呤與尿嘧啶之和占堿基總數(shù)的54%，α鏈及其模板鏈對應區(qū)段的堿基中鳥嘌呤分別占30%、20%，則與α鏈對應的DNA區(qū)段中腺嘌呤所占的堿基比例為________。4．(2014·山東高考)某研究小組測定了多個不同雙鏈DNA分子的堿基組成，根據(jù)測定結果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關系圖，下列正確的是(

)例題CA25%C易錯提醒：(1)看清單雙鏈：所求的堿基占單鏈中的比例還是雙鏈中的比例；(2)看清“個”或“對”：題干中給出的數(shù)量是多少“對”堿基還是多少“個”堿基；四、DNA半保留復制的證據(jù)1.你能夠根據(jù)DNA的結構特點，設想DNA的復制機制可能是怎樣的？半保留復制方式假說的提出者是？內(nèi)容是？--P533.梅塞爾森探究過程中采用的研究方法是什么？采用了哪些實驗技術？4.該實驗方法的具體步驟是什么？--P54結果是？--P55不同DNA條帶標記情況和分布。堿基互補配對原則是指DNA兩條鏈的堿基之間有準確的一一對應關系，暗示DNA的復制可能需要先解開DNA雙螺旋的兩條鏈，然后通過堿基互補配對合成互補鏈。假說—演繹法同位素標記法、密度梯度離心法沃森、克里克

差速離心法：差速離心主要是采取逐漸提高離心速度的方法分離不同大小的細胞器。起始的離心速度較低，讓較大的顆粒沉降到管底，小的顆粒仍然懸浮在上清液中。收集沉淀，改用較高的離心速度離心懸浮液，將較小的顆粒沉降，以此類推，達到分離不同大小顆粒的目的。密度梯度離心法：用一定的介質在離心管內(nèi)形成一連續(xù)或不連續(xù)的密度梯度，將細胞混懸液或勻漿置于介質的頂部，通過重力或離心力場的作用使細胞分層、分離。區(qū)別二：：轉速不同差速離心法：用多個離心轉速。密度梯度離心法：只用一個離心轉速。假如全保留復制是正確的，第一代的結果：一半的細胞中DNA是15N/15N-DNA，另一半的細胞中DNA是14N/14N-DNA；第二代的結果：1/4的細胞中DNA是15N/15N，3/4的細胞中DNA是14N/14N-DNA。注意審題思考：第一代只出現(xiàn)一條居中的DNA條帶，這個結果排除了哪種復制方式？實驗步驟：a.在氮源為14N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N-DNA（對照）；b.在氮源為15N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N-DNA（親代）；c.將親代15N大腸桿菌轉移到氮源為含14N的培養(yǎng)基中，再連續(xù)繁殖兩代（Ⅰ和Ⅱ），收集大腸桿菌并提取DNA，并進行離心，記錄離心后試管中DNA的位置。實驗預測：（1）如果與對照（14N/14N）相比，子代Ⅰ能分辨出兩條DNA帶：一條___帶和一條___帶，則可以排除___和分散復制。（2）如果子代Ⅰ只有一條中密度帶，則可以排除_______，但不能肯定是_______________。（3）如果子代Ⅰ只有一條中密度帶，再繼續(xù)做子代ⅡDNA密度鑒定：若子代Ⅱ可以分出_________和_______，則可以排除分散復制，同時肯定是半保留復制；如果子代Ⅱ不能分出_______兩條密度帶，則排除____，同時確定為______。輕（14N/14N）

重（15N/15N）

半保留復制

全保留復制

半保留復制或分散復制

一條中密度帶

一條輕密度帶

中、輕

半保留復制

分散復制關于DNA的復制方式，早期的推測有全保留復制、半保留復制、分散復制三種(如下圖)。究竟哪種復制方式正確呢?下面請設計實驗來證明DNA的復制方式。思考1.若A（腺嘌呤脫氧核苷酸）為m個，

則復制n次，需要A數(shù)為（2n

-1）×m

則第n次復制，需要A數(shù)為（2n-1）×m2.看清楚堿基個數(shù)與堿基對數(shù)；培養(yǎng)幾代指復制幾次五、半保留復制在解題中的應用（一）1.時間：有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期2.場所：4.特點：邊解旋邊復制，半保留復制（方式）5.2個準確復制的原因①DNA分子獨特的雙螺旋結構提供精確的模板②堿基互補配對原則保證復制準確進行岡崎片段后隨鏈先導鏈六、DNA復制主要：細胞核；其次：線粒體、葉綠體（原核：擬核、質粒）

解旋-合成子鏈-重新螺旋（P55最后一段）結果DNA復制的意義9．(2021·南通模擬)如圖1表示的是細胞內(nèi)DNA的復制過程，圖2表示圖1中RNA引物去除并修復的過程。相關敘述正確的是()DNA聚合酶不能從頭合成DNA，只能從3′端延伸DNA鏈，因此在復制過程中需要RNA引物，DNA分子為邊解旋邊復制，兩條鏈反向平行，兩條子鏈合成過程所需的RNA引物數(shù)量不同，A正確；由題圖可知，酶1、2可催化RNA降解，去除引物，B正確；酶3是DNA聚合酶，催化游離的脫氧核糖核苷酸連接到DNA單鏈上，C錯誤；酶4是DNA連接酶，催化兩個DNA單鏈片段的連接，D正確。ABD

用14N標記大腸桿菌的DNA雙鏈，然后在含15N的培養(yǎng)液中讓其繁殖兩代，提取每代大腸桿菌的DNA并作相應處理。①親代大腸桿菌繁殖N代(N≥2)，實驗結果中輕帶、中帶、重帶中DNA分子數(shù)量之比應為____。②圖3中DNA片段2至少需要經(jīng)過________次復制才能獲得DNA片段3。①0∶2∶2N－2

②2A．兩條子鏈合成過程所需的RNA引物數(shù)量不同B．酶1、2可催化RNA降解，去除引物C．酶3是DNA聚合酶，催化游離的核糖核苷酸連接到DNA單鏈上D．酶4是DNA連接酶，催化兩個DNA單鏈片段的連接總結說明果蠅的DNA有多個復制起點，可同時從不同起點開始DNA的復制，由此加快DNA復制的速率，為細胞分裂做好物質準備。注意：①DNA復制時子鏈的延伸方向是？②課本P56拓展習題2，復制泡。切割磷酸二酯鍵的酶限制酶、D/RNA水解酶形成磷酸二酯鍵的酶是D/RNA聚合酶、D/RNA連接酶、逆轉錄酶下面是DNA復制的有關圖示。A→B→C表示大腸桿菌的DNA復制。D→F表示哺乳動物的DNA復制。圖中黑點表示復制起點，“→”表示復制方向，“?”表示時間順序。(1)若A中含有48502個堿基對，而子鏈延伸速率是105個堿基對/min，假設DNA分子從頭到尾復制，則理論上此DNA分子復制約需30s，而實際上只需約16s，根據(jù)A→C過程分析，這是因為_________________。特點1：雙向復制復制是雙向進行的(2)哺乳動物的DNA分子展開可達2m之長，若按A→C的方式復制，至少需要8h，而實際上只需要約2h，根據(jù)D→F過程分析，是因為_________________________________。DNA分子中有多個復制起點特點2：多起點復制（真核生物）(3)A→F均有以下特點：延伸的子鏈緊跟著解旋酶，這說明DNA分子復制是_________________的。邊解旋邊復制特點3：邊解旋邊復制(4)C與A相同，F(xiàn)與D相同，C、F能被如此準確地復制出來，是因為_______________

①DNA獨特的雙螺旋結構為復制提供精確的模板。②復制過程嚴格遵循堿基互補配對原則。質粒是能夠自我復制的小型環(huán)狀DNA分子。將無放射性標記的大腸桿菌質粒置于含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中培養(yǎng),使新合成的DNA鏈中的脫氧胸苷均被3H標記。在第二次復制未完成時將DNA復制阻斷,結果如下圖所示。下列理解錯誤的是(

)A.Ⅰ所示兩條DNA子鏈的延伸方向不同Dθ型結構復制環(huán)狀DNA，如大腸桿菌、多瘤病毒DNA，因為只有一個復制起始點，其復制眼形成希臘字母θ型結構，隨著復制的進行，復制眼逐漸擴大，直至整個環(huán)狀分子。1.基因等同于DNA嗎？1條染色體上有多少個DNA，多少個基因？2.一個DNA分子的堿基總數(shù)與其所有基因的堿基總數(shù)相同嗎?你的結論說明了什么？3.如何理解基因的遺傳效應？4.基因是堿基對隨機排列成的DNA片段嗎？非基因的堿基序列基因DNA判斷：一個含n個堿基的DNA分子，轉錄的mRNA分子的堿基數(shù)是n/2

遺傳效應是指具備某種性狀的信息，能夠控制某種性狀的發(fā)育和遺傳，反映出來的效果是控制蛋白質的合成從而表現(xiàn)出性狀（基因是控制生物性狀的結構和功能的基本單位）

不是，大部分隨機排列的脫氧核苷酸序列從來不曾出現(xiàn)在生物體內(nèi)，而有些序列卻會在生物體內(nèi)重復數(shù)千次甚至數(shù)百萬次，理論上所有堿基對的隨機排列都可構成基因，但事實上基因要有特定的遺傳效應，其控制的性狀要適應環(huán)境，經(jīng)受自然環(huán)境的選擇、進化七、基因是有遺傳效應的DNA片段說明基因是DNA片段，基因不是連續(xù)分布在DNA上的，而是由堿基序列將其分隔開的。非編碼區(qū)非編碼區(qū)啟動子：RNA聚合酶的識別和結合位點開始轉錄編碼區(qū)（1）原核生物基因終止子：終止轉錄2.基因的結構非編碼區(qū)組成：編碼區(qū)上游與編碼區(qū)下游功能：不能編碼蛋白質，調(diào)控遺傳信息的表達啟動子：RNA聚合酶結合位點轉錄起始的信號終止子：終止RNA的合成編碼區(qū)：編碼蛋白質的合成（2）真核生物基因原核細胞真核細胞不同點編碼區(qū)是連續(xù)的編碼區(qū)是間隔的、不連續(xù)的相同點都由能夠編碼蛋白質的編碼區(qū)和具有調(diào)控作用的非編碼區(qū)組成的每個染色體上有一個或兩個DNA分子功能關系每個DNA分子上有許多基因每個基因由許多脫氧核苷酸組成基因是有遺傳效應的DNA片段基因在染色體上，呈線性排列染色體是DNA的主要載體基因中脫氧核苷酸的排列順序代表遺傳信息DNA是主要的遺傳物質基因是遺傳物質結構和功能的基本單位5.染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸之間的關系數(shù)量關系位置關系五、半保留復制在解題中的應用（二）——DNA復制與細胞分裂中染色體標記情況分析第一次有絲分裂：中期：

后期：子細胞含放射性標記的細胞數(shù)：

子細胞中含放射性標記的染色體條數(shù)第二次有絲分裂：中期：

后期：子細胞中含放射性標記的細胞數(shù)：

子細胞中含放射性標記的染色體條數(shù)

每條染色體上兩條染色單體都帶有放射性

每條染色體都帶有放射性

每條染色體上只有一條染色單體帶有放射性

一半染色體帶有放射性

2個子細胞都帶有放射性

2n條染色體

2或3或4

0——2n條

第二次分裂：“31P//32P”最后形成的4個子細胞有三種情況：第一種情況是4個細胞都是；第二種情況是2個細胞是

，1個細胞是

，1個細胞是

；第三種情況是2個細胞是

，另外2個細胞是

減數(shù)分裂中染色體標記情況分析“31P//32P”由于減數(shù)分裂沒有細胞周期，DNA只復制一次，因此產(chǎn)生的子染色體都帶有標記。只研究一條染色體:若只復制一次，產(chǎn)生的子染色體都帶有標記；若復制兩次，產(chǎn)生的子染色體只有一半帶有標記。(2021·山東，5p178)利用農(nóng)桿菌轉化法，將含有基因修飾系統(tǒng)的T－DNA插入到水稻細胞M的某條染色體上，在該修飾系統(tǒng)的作用下，一個DNA分子單鏈上的一個C脫去氨基變?yōu)閁，脫氨基過程在細胞M中只發(fā)生一次。將細胞M培育成植株N。下列說法錯誤的是()的每一個細胞中都含有T－DNA自交，子一代中含T－DNA的植株占3/4經(jīng)n(n≥1)次有絲分裂后，脫氨基位點為A－U的細胞占1/2n經(jīng)3次有絲分裂后，含T－DNA且脫氨基位點為A－T的細胞占1/2D6．(P177)用15N標記兩條鏈含有100個堿基對的DNA分子，其中胞嘧啶有60個，該DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復制3次。下列有關說法不正確的是

(

)A．該DNA分子含有的氫鍵數(shù)目是260個B．該DNA分子復制3次共需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸320個C．子代DNA分子中含15N的單鏈與含14N的單鏈之比為1∶7D．子代DNA分子中含15N的DNA分子與含14N的DNA分子之比為1∶4B胞嘧啶有60個，則G有60個，A和T各有40個，氫鍵數(shù)目為60×3＋40×2＝260(個)，A正確；復制3次共需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)目為(23－1)×40＝280(個)，B錯誤；該DNA分子復制3次共產(chǎn)生8個DNA分子、16條DNA單鏈，其中2條鏈含15N，2個DNA分子含有15N，故含15N的單鏈與含14N的單鏈之比為2∶14，即1∶7，C正確；該DNA分子復制3次共產(chǎn)生8個DNA分子，其中8個DNA分子都含有14N，故二者之比為1∶4，D正確M細胞染色體一個DNA分子的單鏈中C變?yōu)閁，由于DNA復制的原料是脫氧核苷酸不含堿基U，故復制n次后脫氨位點含有A—U的細胞只有一個，復制n次后細胞總數(shù)為2n個，所以脫氨位點為A—U的細胞占1/2n，子代細胞1/2是正常的G—C，1/2是堿基對被替換的。其中一個DNA含有U—A(或A—U)，三個DNA為A—T(或T—A)，含T-DNA且脫氨基位點為A—T的細胞占3/8(2021·浙江6月選考

p178)在DNA復制時，5-溴尿嘧啶脫氧核苷(BrdU)可作為原料，與腺嘌呤配對，摻入新合成的子鏈。用Giemsa染料對復制后的染色體進行染色，DNA分子的雙鏈都含有BrdU的染色單體呈淺藍色，只有一條鏈含有BrdU的染色單體呈深藍色?，F(xiàn)將植物根尖放在含有BrdU的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，取根尖用Giemsa染料染色后，觀察分生區(qū)細胞分裂中期染色體的著色情況。下列推測錯誤的是(

)A．第一個細胞周期的每條染色體的兩條染色單體都呈深藍色B．第二個細胞周期的每條染色體的兩條染色單體著色都不同C．第三個細胞周期的細胞中染色單體著色不同的染色體均為1/4D．根尖分生區(qū)細胞經(jīng)過若干個細胞周期后，還能觀察到深藍色的染色單體C由于減數(shù)分裂沒有細胞周期，DNA只復制一次，因此產(chǎn)生的子染色體都帶有標記。只研究一條染色體:若只復制一次，產(chǎn)生的子染色體都帶有標記；若復制兩次，產(chǎn)生的子染色體只有一半帶有標記。1.(2021·天津和平區(qū)摸底)用32P標記某植物體細胞(含12條染色體)的DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在第二次細胞分裂的中期一個細胞中染色體攜帶32P標記的情況是(

)A．帶有32P標記的DNA分子數(shù)與染色體數(shù)相同B．帶有32P標記的染