专题三：基因的本质

1、专题三：基因的本质,DNA的组成元素,脱氧核苷酸,规则的双螺旋结构,一、DNA的结构,DNA的基本单位,DNA的多样性,DNA的特异性,DNA的空间结构,DNA的结构1,脱氧 核糖,碱基,磷酸,A,G,C,T,1、基本单位脱氧核苷酸,腺嘌呤脱氧核苷酸,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胞嘧啶脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,脱氧核苷酸的种类,脱氧核糖核苷酸的连接,连 接,DNA分子是由两条链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。 DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定规律：即A一定与T配对，C一定

2、与G配对,2、DNA分子的结构,3、DNA分子的特性,多样性:碱基对排序的千变万化,构成了DNA分子的多样性. 是生物多样性的原因 特异性:碱基对的特定排序,又构成了DNA分子的特异性. 区分物种的一个标准 稳定性:独特的双螺旋结构,使DNA分子具有相对的稳定性. 决定物种的相对稳定,4、结构决定功能,碱基对的排列顺序代表了遗传信息，因而DNA分子能储存大量的遗传信息。作为遗传物质，不仅能储存大量的遗传信息，而且还能传递和表达遗传信息，遗传信息的传递正是通过DNA分子的复制来完成的，因此，下面我们来复习DNA分子的复制,最早提出的DNA复制模型有三种,一）、对DNA复制的推测,1、全保留复制：

3、新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分,2、半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的,3、分散复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的,DNA复制,提出假说,演绎推理,验证假说,2）子代DNA可能的情况及如何设计实验验证这种现象,3）通过实验进行验证,半保留复制,沃森和克里克推测是半保留复制模型,实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的,二）、DNA半保留复制的实验证据,复制n次,1/2n-1中带，1- 1/2n-1轻带,因此，一个带标记的DNA分子无论复制多少 次,其子代DNA中仅存在 个被标记的DNA分子。 一个DNA复制n次后，得到 个子代DNA,2,2n,酶： 能量：

4、 模板： 原料,DNA聚合酶、DNA解旋酶等,亲代DNA分子的2条单链,4种游离的脱氧核苷酸,ATP,条件,过程,1.解旋 2.配对 3.合成新链：两条子链分别与对应的模板链绕成螺旋型，构成两个新的DNA分子,三）DNA复制的过程,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,A,G,C,T,C,G,T,游离的 脱氧核苷酸,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,C,A,G,T,C,G,T,在解旋酶的催化 下氢键已被打开,DNA分子利用细胞提供的能量(ATP)，在解旋酶的作用 下，把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程叫解旋,A,A,A,T,T,T,G,G

5、,G,G,C,C,C,A,T,C,C,A,G,T,C,G,T,亲代DNA的 一条链作为模板,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,C,T,A,G,T,C,G,还未解旋,刚解旋,所以DNA复制特点之一是: 边解旋边复制,在DNA聚合酶的作用 下按照碱基互补配对 原则，将脱氧核苷酸 结合到母链上,已在复制,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,原亲代DNA的单链,以亲代DNA的一条单链为模板进行复制,T,T,T,G,G,C,T,C,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,A,A,A,G,G,C,C,A,原亲代DNA 的一条

6、链,形成两条子代DNA,T,T,T,G,G,C,T,C,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,A,A,A,G,G,C,C,A,新合成的 另一条链,所以DNA复制特点之二是: 进行半保留复制,DNA复制后产生的每个子代DNA分子中，都有一 条单链是原DNA保留下来的，而另一条单链是新合 成的半保留复制,四）. 复制的意义,A、准确复制稳定遗传,B、差错复制变异（拓展题,将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性，使种族得以延续。 而半保留复制保证了物种的相对稳定性,为何能 准确复制,1.DNA具有独特的_结构，能为复制提供模板； 2._原则能使复制准确无误,双螺旋

7、,碱基互补配对,课堂小结,有丝分裂的间期、减数第一次分裂前的间期,主要在细胞核,模板、酶、原料、能量等基本条件,碱基互补配对原则,半保留复制,一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子,保持了遗传信息的连续性,1.DNA分子共有碱基1400个，该DNA分子 连续复制两次，共需游离的脱氧核苷酸 2.DNA分子共有碱基1400个，其中一条链 上的 (A十T)(C+G)=2:5。该DNA分子 连续复制两次，共需游离的腺嘌呤脱氧 核苷酸 （ ） A.300个 B.400个 C.600个 D.1200个,4200,C,1沃森和克里克对DNA复制的假说中氢键断裂是指下图中哪一结构(D,2在DNA复制过程中

8、，保证复制准确无误进行的关键步骤是( B ) A破坏氢键并使DNA双链分开 B游离脱氧核苷酸与模板链碱基互补配对 C配对的游离脱氧核苷酸连接成子链 D子链与模板链盘绕成双螺旋结构,3已知某染色体上的DNA分子中G碱基的比例为20%，那么，由此DNA克隆出来的某基因中碱基C的比例是(D) A10% B20% C40% D无法确定,4下列关于DNA复制的叙述，正确的是(AD) A在细胞有丝分裂间期，发生了DNA复制 BDNA通过一次复制后产生四个DNA分子 CDNA双螺旋结构全部解链后，开始DNA的复制 D单个脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接合成新的子链,5如图为DNA的复制图解，请据图回答下

9、列问题：(1)DNA复制发生在 期,2)过程称为_。 (3)指出中的子链_。 (4)过程必须遵循 原则。 (5)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子，由此说明DNA的复制具有 特点。 (6)将一个细胞的DNA用15N标记，放入含14N的4种脱氧核苷酸培养液中，连续分裂4次，问：含14N的DNA细胞占总细胞数的_，含15N的DNA细胞占总细胞数的_。 (7)已知原来DNA中有100个碱基对，其中A 40个，则复制4次，在复制过程中将需要_个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸参加,有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间,碱基互补配对,半保留复制,100,12.5,900,解旋,根据半保留复制和碱基互补配对

10、原则,与复制有关的碱基计算,一个DNA连续复制n次后，共有多少个DNA？多少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条,DNA分子数,2n,脱氧核苷酸链数,2n+1,母链数,子链数,2,2n+1 2,解析：所用知识为“半保留复制”和“碱基互补配对原则”，并图示分析,连续第一次复制,连续第二次复制,连续第n次复制,解,答：一个DNA连续复制n次后，共有2n个DNA，2n+1条脱氧核苷酸链，母链2条，子链2n+1 2条,一个DNA的碱基A（T、G、C）占碱基总数的a%，碱基总数为m，连续复制n次后，共需要G（C、A、T）多少个,因为A=ma%，A=T、G=C， A+T= 2ma,DNA复制n代后子链数=2n+1 2,DNA连续复制n代后需要 鸟嘌呤=（2n+1 2 ）/2 m （1/2 a%） = m （2n 1）（1/2 a,解析：先求出亲代DNA