DNA分子的结构DNA分子的复制基因是有遗传效应的DNA片段

1、第三章第三章 基因的本质基因的本质2、dna分子的结构分子的结构3、dna分子的复制分子的复制4、基因是有遗传效应的、基因是有遗传效应的dna片段片段构建知识网络构建知识网络 回扣基础要点回扣基础要点一、一、dnadna分子的结构分子的结构 1.1.结构层次结构层次基本组成元素基本组成元素 等等基本组成物质基本组成物质磷酸、磷酸、 、 （a a、g g、c c、t t四种）四种） 必备知识梳理必备知识梳理c c、h h、o o、n n、p p脱氧核糖脱氧核糖 含氮碱基含氮碱基基本组成单位基本组成单位 （四种）（四种）dnadna单链单链脱氧核苷酸长链脱氧核苷酸长链dnadna双链双链dnadn

2、a 结构，构建者结构，构建者 和和 ：可用可用“五、四、三、二、一五、四、三、二、一”记忆，即五种元素，记忆，即五种元素，四种碱基对应四种脱氧核苷酸，三种物质四种碱基对应四种脱氧核苷酸，三种物质 ，两条长链，两条长链，一种螺旋。一种螺旋。脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸聚合聚合两条两条双螺旋双螺旋沃森沃森克里克克里克记忆窍门记忆窍门小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作2 2、结构内容、结构内容脱氧核苷酸链通过脱氧核苷酸链通过3535磷酸二酯键链接；磷酸二酯键链接；两条单链组成，反向平行，双螺旋结构；两条单链组成，反向平行，双螺旋结构；脱氧核糖和磷酸交替连接排列在

3、外侧脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧( (骨架骨架) )；内侧两条链上碱基间通过氢键连接成碱基对，遵循碱内侧两条链上碱基间通过氢键连接成碱基对，遵循碱基互补配对原则基互补配对原则( (碱基对种类：碱基对种类：4 4种；配对方式：种；配对方式：2 2种种) )；dnadna水解得到核苷酸，彻底水解得到：磷酸、脱氧水解得到核苷酸，彻底水解得到：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基；核糖、含氮碱基；1 1个个dnadna两端各游离两端各游离1 1个磷酸和个磷酸和1 1个脱氧核糖。个脱氧核糖。小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作 3 3、如下图所示：、如下图所示：小飞守角制作小

4、飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作4.4.结构特点结构特点（1 1）双链）双链 平行。平行。（2 2） 和和 交替连接，排列在外侧，交替连接，排列在外侧， 构构成成 ， 排列在内侧。排列在内侧。（3 3）两条链上的碱基通过）两条链上的碱基通过 连接成碱基对。连接成碱基对。（4 4）a a和和t t之间形成之间形成 个氢键，个氢键，c c和和g g之间形成之间形成 个氢键，个氢键，故故dnadna分子中分子中 比例高的稳定性强。比例高的稳定性强。 反向反向脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸基本骨架基本骨架碱基碱基氢键氢键二二g gc c三三小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守

5、角制作小飞守角制作小飞守角制作5、dna分子特性分子特性决定因素决定因素稳稳定定性性dna 分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋成粗细均匀、螺距相等的规则双螺旋结构dna 分子中脱氧核糖和磷酸交替排列的顺序稳定不变dna 分子双螺旋结构中间为碱基对，碱基之间形成氢键，从而维持双螺旋结构的稳定 dna 分子之间对应的碱基严格按照碱基互补配对原则进行配对每个特定的 dna 分子中，碱基对的数量和排列顺序稳定不变小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作续表决定因素决定因素多多样样性性特特异异性性dna 分子上的一个碱基对可能是 at 或 ta 或gc 或 cg，即每一个碱基对

6、有 4 种类型的可能性，故 n 个碱基对的排列顺序是 4n ，从而构成了 dna 分子的多样性，也决定了遗传信息的多样性每个特定的 dna 分子中都储存着特定的遗传信息，这种特定的碱基对排列顺序就构成了 dna 分子的特异性小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作6 6、dnadna结构中碱基的有关计算结构中碱基的有关计算 规律规律1：在双链：在双链dna分子中，互补碱基两两相等，分子中，互补碱基两两相等，at，cg，agct，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。 规律规律2：在双链：在双链dna分子中，互补的两碱基之和分子中，互补

7、的两碱基之和(如如at或或cg)占全部碱基的比例等于其任何一条单链中这两种碱基之和占该单占全部碱基的比例等于其任何一条单链中这两种碱基之和占该单链中碱基数的比例。链中碱基数的比例。 规律规律3：dna分子一条链中分子一条链中(ag)/(ct)的比值的倒数等于互的比值的倒数等于互补链中补链中(ag)/(ct)的比值，在整个的比值，在整个dna分子中该比值等于分子中该比值等于1。 小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作二、二、dnadna分子复制分子复制 1.1.概念：以概念：以 分子为模板合成子代分子为模板合成子代dnadna分子分子 的过程。的过程。 2.2.

8、场所：主要在场所：主要在 中，但在拟核、线粒体、叶中，但在拟核、线粒体、叶 绿体中也进行。绿体中也进行。 3.3.时间：有丝分裂时间：有丝分裂 和减数和减数 。 4.4.条件：条件： 。 5.5.精确复制的原因：精确复制的原因：dnadna的的 结构提供精确模结构提供精确模 板板; ; 原则保证了复制的准确进行。原则保证了复制的准确进行。 6.6.过程：解旋和复制。过程：解旋和复制。 7.7.特点：特点： 复制和复制和 。 8.8.意义：从亲代传给子代，保持遗传信息的连续性。意义：从亲代传给子代，保持遗传信息的连续性。 亲代亲代dnadna细胞核细胞核间期间期第第次分裂的间期次分裂的间期模板、

9、原料、酶、能量模板、原料、酶、能量双螺旋双螺旋碱基互补配对碱基互补配对半保留半保留边解旋边复制边解旋边复制小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作dna复制的过程复制的过程(认真分析下图认真分析下图)及意义及意义小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作1、dna分子准确复制的原因分子准确复制的原因 dna独特双螺旋结构独特双螺旋结构 精确的模板；精确的模板； 碱基互补配对碱基互补配对 保证。保证。2、dna复制的差错性复制的差错性正常情况下有一定的出错率；正常情况下有一定的出错率；复制过程中环境等因素导致。复制过程中环境等因素导致

10、。利弊：会发生基因突变，多数对生物体不利；但是遗传变异利弊：会发生基因突变，多数对生物体不利；但是遗传变异的物质基础和根本原因；也是物种进化和选择的材料。的物质基础和根本原因；也是物种进化和选择的材料。3、dna半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据 p53实验方法：放射性同位素示踪、密度梯度离心实验方法：放射性同位素示踪、密度梯度离心(差速离心差速离心)。密度梯度离心是密度梯度离心是用一定的介质在离心管内形成一连续或不用一定的介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯度，将物质混悬液或匀浆置于介质的顶部，通连续的密度梯度，将物质混悬液或匀浆置于介质的顶部，通过重力或离心力场的作用使物质分层、

11、分离。过重力或离心力场的作用使物质分层、分离。原理：不同颗粒之间存在沉降系数差时，在一定离心力作原理：不同颗粒之间存在沉降系数差时，在一定离心力作用下，颗粒各自以一定速度沉降，在密度梯度不同区域上形用下，颗粒各自以一定速度沉降，在密度梯度不同区域上形成区带的方法。成区带的方法。 差速离心差速离心主要是采取逐渐提高离心速度的方法分离不同大主要是采取逐渐提高离心速度的方法分离不同大小的细胞器。起始的离心速度较低，让较大的颗粒沉降到管小的细胞器。起始的离心速度较低，让较大的颗粒沉降到管底，小的颗粒仍然悬浮在上清液中。收集沉淀，改用较高的底，小的颗粒仍然悬浮在上清液中。收集沉淀，改用较高的离心速度离心

12、悬浮液，将较小的颗粒沉降，以此类推，达到离心速度离心悬浮液，将较小的颗粒沉降，以此类推，达到分离不同大小颗粒的目的。分离不同大小颗粒的目的。 小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作4、dna复制的有关计算复制的有关计算 (1) 1个个dna分子复制分子复制n代后，能形成代后，能形成2n个个dna分子，这些分子，这些dna分子中，只有两个含有第一代分子中，只有两个含有第一代dna分子的单链。分子的单链。 (2) 子代单链数：子代单链数：2n+1。 (3) 新合成的单链：新合成的单链：2n+1 2。 (4) 已知已知1个个dna分子中的分子中的p全部为全部为32p

13、标记，然后转移到标记，然后转移到31p的培养基中复制的培养基中复制n代，其计算规律为：代，其计算规律为： 被标记的被标记的dna分子分子(含含32p)的比例为：的比例为：1/2(n1)； 被标记的被标记的dna链链(含含32p)的比例为：的比例为：1/2n。 (5) 已知某已知某dna分子中含某种碱基分子中含某种碱基(如腺嘌呤如腺嘌呤 a)的数目为的数目为a,该该dna分子经过：分子经过： n次复制，所需的该种游离碱基数目为：次复制，所需的该种游离碱基数目为：a*(2n 1)； 第第n次复制需要的该种游离碱基数目为：次复制需要的该种游离碱基数目为：a*2n1。小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制

14、作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作关键一点关键一点 (1)( (a?t?) )?碱基和碱基和( (a?t?) )?碱基和碱基和( (at) )双链碱基和双链碱基和往往是单双链条件的转化往往是单双链条件的转化桥梁。桥梁。 (2)在在 dna 复制有关原料计算时可以把亲代复制有关原料计算时可以把亲代dna 看做一个看做一个 dna，其余算作全新的，其余算作全新的dna，这样计算起来方便。但在，这样计算起来方便。但在 放放射性方面的计算不能按该方法。射性方面的计算不能按该方法。 思维误区警示思维误区警示 易错分析易错分析 1 1、对、对dnadna复制过程中复制过程中“第第n n次次”还是还是“

15、n n次次”复制所需某种碱基数量的计算原理不清复制所需某种碱基数量的计算原理不清 已知已知dnadna分子中碱基数，求复制分子中碱基数，求复制n n次与第次与第n n次所需某碱次所需某碱基的数目：某基的数目：某dnadna分子中含某碱基分子中含某碱基a a个，复制个，复制n n次，则共次，则共需加入含该碱基的脱氧核苷酸为需加入含该碱基的脱氧核苷酸为a a（2 2n n-1-1）个，因为）个，因为最初亲代最初亲代dnadna分子做模板不需原料；但第分子做模板不需原料；但第n n次复制时所次复制时所需含该碱基的脱氧核苷酸为需含该碱基的脱氧核苷酸为a a(2(2n n-1)-a-1)-a(2(2n-

16、1n-1- -1)=a1)=a2 2n-1n-1。解题思路解题思路探究探究2 2、对细胞分裂和、对细胞分裂和dnadna复制相结合的知识理解不透复制相结合的知识理解不透（1 1）细胞分裂过程中先进行）细胞分裂过程中先进行dnadna复制。复制。（2 2）dnadna复制的方式：半保留复制。复制的方式：半保留复制。（3 3）图示辨析）图示辨析这样来看，最后形成的这样来看，最后形成的4 4个子细胞有个子细胞有3 3种情况：第一种情况：第一种情况是种情况是4 4个细胞都是个细胞都是 ；第；第2 2种情况是种情况是2 2个细个细胞是胞是 ，1 1个细胞是个细胞是 ，1 1个细胞个细胞是是 ；第；第3

17、3种情况是种情况是2 2个细胞是个细胞是 ，另外，另外2 2个细胞是个细胞是 。方法规律方法规律: （1）探究）探究dna复制的方法和原理复制的方法和原理 方法：同位素标记法。方法：同位素标记法。 原理：根据原理：根据dna分子比重不同，借助离心技术，通过分子比重不同，借助离心技术，通过离心后离心后dna在试管中位置确定复制方式。在试管中位置确定复制方式。（2）结果分析）结果分析 已知某一被已知某一被15n标记的标记的dna分子（亲代），转移到含有分子（亲代），转移到含有14n的培养基中培养（复制）若干代，其结果分析如下表：的培养基中培养（复制）若干代，其结果分析如下表：4010全在中部21

18、10含含1414n n的链的链含含1515n n的链的链不同脱氧核苷不同脱氧核苷酸链与全部链酸链与全部链之比之比dnadna中脱氧核中脱氧核苷酸链的特点苷酸链的特点只含只含1414n n的的分子分子含含1414n n和和1515n n的杂的杂种分子种分子只含只含1515n n的的分子分子链链总总数数不同不同dnadna分子与全部分子与全部dnadna分子之比分子之比细胞中的细胞中的dnadna分分子离心后子离心后在管中的在管中的位置位置分分子子总总数数12001全在下部1亲亲代代dnadna分子的特点分子的特点世世代代21212 2n+1n+1(或0 2 2n nn n16160 8 83 3

19、8 80 4 42 2212121214141434143438187n22n221n22)211nn221n21n211中部，中部，中部，中部，中部，中部，上部上部上部上部上部上部提醒提醒: dna复制为半保留复制，所以亲代的复制为半保留复制，所以亲代的2条条15n链永不消失，链永不消失，最终分布在最终分布在2个个dna分子中，即不管分子中，即不管dna复制多少次，含亲代复制多少次，含亲代15n链的链的dna只有只有2个，个，15n链始终链始终2条。条。d变式训练变式训练 用用15n标记细菌的标记细菌的dna分子，再将它们放入含分子，再将它们放入含14n的培养基中连的培养基中连续繁殖四代，续

20、繁殖四代，a、b、c为三种为三种dna分子：分子： a只含只含15n，b同时含同时含14n和和15n，c只含只含14n，则下图所示这三种，则下图所示这三种dna分子的比例正确的是分子的比例正确的是 （ ） 解析解析 假设亲代假设亲代dna分子为分子为n个，则繁殖四代后，个，则繁殖四代后，dna分子总数分子总数为为16n，其中，只含，其中，只含15n的的dna分子为分子为0个，同时含个，同时含14n和和15n的分子的分子为为2n个，只含个，只含14n的分子有的分子有14n个，则它们呈现的比例为个，则它们呈现的比例为d图所示。图所示。三、基因是有遗传效应的三、基因是有遗传效应的dnadna片段片段

21、1 1、基因的概念：、基因的概念：基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的dnadna片段片段。 基因是控制生物性状的结构和功能的基本单位，特定的基基因是控制生物性状的结构和功能的基本单位，特定的基因因决定特定的性状。基因的遗传效应是指基因能控制具体的决定特定的性状。基因的遗传效应是指基因能控制具体的性状。性状。 基因是基因是dna分子上特定片段，每个分子上特定片段，每个dna分子上有许多基因。分子上有许多基因。 基因在染色体上呈线性排列基因在染色体上呈线性排列(核基因核基因)。 基因的脱氧核苷酸的排列顺序包含着遗传信息。对于某个基因的脱氧核苷酸的排列顺序包含着遗传信息。对于某个基因来说，其基因来

22、说，其“顺序顺序”是固定的，而不同的基因碱基数目及是固定的，而不同的基因碱基数目及排列顺序不同。排列顺序不同。 。 线粒体和叶绿体等细胞器中也有基因线粒体和叶绿体等细胞器中也有基因(细胞质基质细胞质基质)。基因中碱基的排列顺序代表遗传信息。基因中碱基的排列顺序代表遗传信息。2 2、基因的位置：、基因的位置： 真核：真核：细胞核中、线粒体、叶绿体中。细胞核中、线粒体、叶绿体中。 原核：原核：拟核中的拟核中的dnadna上、细胞质的质粒上。上、细胞质的质粒上。小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作 3、染色体、染色体、dna、基因、脱氧核苷酸之间的关系、基因、脱氧

23、核苷酸之间的关系小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作4 4、基因、染色体、蛋白质、性状的关系、基因、染色体、蛋白质、性状的关系 小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作感感 悟悟 拓拓 展展 (1)、对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体；线粒体对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体；线粒体和和叶绿体也是基因的载体。叶绿体也是基因的载体。 (2)、对于原核细胞来说，拟核中的、对于原核细胞来说，拟核中的dna分子或者质粒分子或者质粒dna均是裸露的，没有与蛋白质一起构成染色体。均是裸露的，没有与蛋白质一起构成染色体。 (3)

24、、位于染色体上的基因随着染色体传递给子代，其遗传、位于染色体上的基因随着染色体传递给子代，其遗传遵循孟德尔遗传规律。位于线粒体和叶绿体中的基因随线粒遵循孟德尔遗传规律。位于线粒体和叶绿体中的基因随线粒体和叶绿体传给子代，是控制细胞质遗传的基因，特点是母体和叶绿体传给子代，是控制细胞质遗传的基因，特点是母系遗传。系遗传。小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作与与 dna 内容内容相关的计算相关的计算 解题攻略解题攻略 与与 dna 内容相关的计算主要包含内容相关的计算主要包含 dna 的结构、复制两个方的结构、复制两个方面，而面，而 dna 复制又与细胞分裂相联

25、系，常见的命复制又与细胞分裂相联系，常见的命题方向如下：题方向如下：小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作1、从某种生物组织中提取 dna 进行分析，其四种碱基数的比例是鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基数的 46%，又知该dna 的一条链(h 链)所含的碱基中 28%是腺嘌呤，问与 h 链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的()aa26%b24%c14%d11%解析：由整个 dna 分子的 gc46%，可得出 gc 占对应链碱基总数的百分比也为 46%，则 at54%，由 h 链中 a28%，得出 t 占对应链碱基总数的百分比为 28%，则 a54%28%26%。小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作题型二：dna 复制过程中消耗的碱基数量2、某 dna 分子共有 a 个碱基，其中含胞嘧啶 m 个，则该dna 分子复制 3 次需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为()ca7(am)c7(a/2m) b8(am)d8(2am)解析：第一步计算出该 dna 分子中胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目：ct a/2 ，cm，所以 ta/2m；第二步计算出连续复制 3 次所需的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目：(23 1)(a/2m)7(a/2m)。小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守角制作小飞守