高三复习DNA分子结构复制及基因PPT学习教案

1、高三复习DNA分子结构复制及基因基本组成单位 （四种）DNADNA单链脱氧核苷酸长链DNADNA双链DNADNA 结构，构建者 和 脱氧核糖核苷酸聚合两条双螺旋沃森克里克第1页/共44页2.2.结构特点（1 1）双链 。（2 2） 和 交替连接，排列在外侧， 构成 ， 排列在内侧。（3 3）两条链上的碱基通过 连接成碱基对。（4 4）A A和T T之间形成 个氢键，C C和G G之间形成 个氢键，故DNADNA分子中 比例高的稳定 性强。 反向平行脱氧核糖磷酸基本骨架碱基氢键二G GC C三第2页/共44页二、二、DNADNA分子复制分子复制 1.1.概念：以 分子为模板合成子代DNADNA分

2、子 的过程。 2.2.场所：主要在 中，但在拟核、线粒体、叶 绿体中也进行。 3.3.时间：有丝分裂 和减数 。 4.4.条件： 。 5.5.精确复制的原因：DNADNA的 结构提供精确模 板; ; 原则保证了复制的准确进行。 6.6.过程：解旋和复制。 7.7.特点： 复制和 。 8.8.意义：从亲代传给子代，保持遗传信息的连续性。 亲代亲代DNADNA细胞核间期第次分裂前的间期模板、原料、酶、能量双螺旋碱基互补配对半保留边解旋边复制第3页/共44页三、基因是有遗传效应的三、基因是有遗传效应的DNADNA片段片段 1.1.基因： 的DNADNA片段，是决定 的基本单位。 2.2.遗传信息：指

3、基因中 的排列顺序。 3.3.染色体、DNADNA、基因、脱氧核苷酸的关系 是DNADNA的 是主要的遗传物质 DNADNA（基因）的基本组成单位染色体DNADNA基因控制生物性状的基本单位，携带遗传信息。主要存在于 上，少量存在于 和 中脱氧核苷酸有遗传效应生物性状脱氧核苷酸主要载体染色体叶绿体线粒体第4页/共44页4.4.四种结构或物质之间的包含关系及数量关系 DNADNA中既包括基因片段还包括非基因片段，所以构成基中既包括基因片段还包括非基因片段，所以构成基因的碱基总数因的碱基总数小于小于构成构成DNADNA分子的碱基总数。分子的碱基总数。显性基因显性基因D D和隐性基因和隐性基因d d

4、的的根本根本区别是基因中区别是基因中脱氧核苷酸的排脱氧核苷酸的排列顺序列顺序不同。不同。 提醒第5页/共44页构建知识网络 第6页/共44页考点一 DNADNA分子结构1.1.DNADNA分子结构模式图信息解读高频考点突破高频考点突破第7页/共44页（1 1）每个DNADNA片段中，游离的磷酸基团有 个。（2 2） 之间的数量关系 。（3 3）和之间的化学键为 键，用限制性核酸内切酶处理可切断，用 酶处理可连接。（4 4）碱基对之间的化学键为 键，可用 酶断裂，也可加热断裂。（5 5）每个脱氧核糖连接着 个磷酸，分别在 号碳原子上相连接。21 1 1磷酸二酯DNA连接氢解旋23号、5第8页/共

5、44页2.2.DNADNA分子特性（1 1）稳定性：磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧构成基本骨架。（2 2）多样性：碱基对多种多样的排列次序。 若某若某DNADNA分子中有分子中有n n个碱基对，则排列顺序有个碱基对，则排列顺序有 种，其中种，其中n n代表代表 对数。对数。（3 3）特异性：每种DNADNA分子都有特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。 提醒4 4n n碱基第9页/共44页对位训练1.1.下列能正确表示DNADNA片段示意图的是 ( )( ) D2.2. 含有2 0002 000个碱基的DNADNA，每条链上的碱基排列方式有 （ ）A.4A.42 0002 000个B

6、.4B.41 0001 000个C.2C.24 0004 000个D.2D.21 0001 000个B第10页/共44页3.3.在DNADNA分子的一条单链中相邻的碱基A A与T T的连接是通过 ( )( )A.A.肽键B.B.磷酸脱氧核糖磷酸C.C.氢键D.D.脱氧核糖磷酸脱氧核糖解析解析 DNADNA分子单链上相邻碱基分子单链上相邻碱基A A与与T T的连接方式如图：的连接方式如图： 由此可知是通过由此可知是通过“ “脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖”连接起来的。连接起来的。 D第11页/共44页考点二 DNADNA中碱基数量的计算解题时先画出简图，根据碱基互补配对原则推知规律规律

7、1 1：在双链DNADNA分子中，互补碱基两两相等，A A= =T T，C C= =G G，A A+ +G G= =C C+ +T T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。规律2 2：在双链DNADNA分子中，互补的两碱基之和（如A A+ +T T或C C+ +G G）占全部碱基的比例等于其任何 一条 中这两种碱基之和占该单链中碱基数的比例。单双链转化公式。 单链第12页/共44页规律3：DNADNA分子一条链中（A A+G G）/（C C+T T）的比值的倒数等于互补链中该种碱基的比值，在整个DNADNA分子中该比值等于 。规律4：DNADNA分子一条链中（A A+T T）/（C C+G G）的

8、比值等于其互补链和整个DNADNA分子中该种比例的比值。规律5：不同生物的DNADNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即（A A+T T）/（C C+G G）的值不同。该比值体现了不同生物DNADNA分子的特异性。规律6： ，则 。规律7：若已知A A占双链的比例=c%，则A A1/单链的比例无法确定，但最大值可求出为 ，最小值为 。 %bA1单链若%2bA1双链12c%0第13页/共44页对位训练4.4.下列对双链DNADNA分子的叙述，哪项是不正确的 （ ）A.A.若一条链G G的数目为C C的2 2倍，则另一条链G G的 数目为C C的0.50.5倍B.B.若一条链A A和T T的数

9、目相等，则另一条链A A和T T 的数目也相等C.C.若一条链的A AT TG GC C=1234=1234，则另 一条链相应碱基比为21432143D.D.若一条链的G GT T=12=12，另一条链的 C CA A=21=21答案 D第14页/共44页5.5.一个DNADNA分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多40%40%，两者之和占DNADNA分子碱基总数的24%,24%,则这个DNADNA分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链碱基数目的 （ ）A.44% B.24% C.14% D.28%A.44% B.24% C.14% D.28%解析解析 A A1 1、G G1 1分别表示一条链上腺嘌呤和鸟

10、嘌呤的数目，分别表示一条链上腺嘌呤和鸟嘌呤的数目，T T2 2表示表示另一条链中胸腺嘧啶数目，另一条链中胸腺嘧啶数目，A A1 1+ +G G1 1占占DNADNA分子碱基总数的分子碱基总数的24%24%，即，即由于由于A A1 1+ +G G1 1+ +C C1 1+ +T T1 1= = ，A A1 1+ +G G1 1占本链碱基总数的占本链碱基总数的48%48%。又又A A1 1=(1+40%)=(1+40%)G G1 1,由以上分析可解得由以上分析可解得A A1 1=28%=28%，G G1 1=20%=20%。根据根据碱基互补配对原则碱基互补配对原则T T2 2= =A A1 1=2

11、8%=28%。 %24TCGAGA11T)CG(A21D第15页/共44页6.6.在一个DNADNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%54%，其中一条链中鸟嘌呤、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%22%和28%28%，则由该链转录的信使RNARNA中鸟嘌呤占碱基总数的 （ ）A.24%A.24%B.22%B.22% C.26% C.26% D.23% D.23%解析解析 双链双链DNADNA中，中，A A+ +T T占全部碱基总数的占全部碱基总数的54%54%，则一条单链，则一条单链中中A A+ +T T占该链碱基总数的占该链碱基总数的54%54%，按下面的图示分析：，按下面的

12、图示分析：A第16页/共44页7.取1个含有1对同源染色体的精原细胞，用15N N标 记细胞核中DNADNA，然后放在含14N N的培养基中培 养，让其连续进行两次有丝分裂，形成4个细胞， 这4个细胞中含15N N的细胞个数可能是 ( ) A.2 B.3 C.4 D.前三项都对D第17页/共44页考点三 DNADNA复制的研究方法、过程和条件1.1.研究DNADNA复制的常用方法同位素标记法和离心法，常标记3 3H H、1515N N、3232P P，通过离心在试管中形成不同位置。2.2.DNADNA复制的过程第18页/共44页方法规律方法规律 （1 1）探究）探究DNADNA复制的方法和原理

13、复制的方法和原理方法：方法：同位素标记法同位素标记法。原理：根据原理：根据DNADNA分子分子比重比重不同，借助不同，借助离心技术离心技术，通过离心后通过离心后DNADNA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 2）结果分析）结果分析已知某一被已知某一被1515N N标记的标记的DNADNA分子（亲代），转移到含分子（亲代），转移到含有有1414N N的培养基中培养（复制）若干代，其结果分析的培养基中培养（复制）若干代，其结果分析如下：如下：第19页/共44页（1 1）解旋：利用细胞提供的能量，在 酶的作用下，两条螺旋的双链解开。（2 2）合成子链：以DNADNA分子的 为模

14、板，在DNADNA 酶等酶的作用下，利用细胞中游离的4 4种 为原料，按碱基互补配对原则合成互补的子链。（3 3）形成子代DNADNA：每条新链（子链）与其对应的模板链（母链）盘绕成双螺旋结构。 子代子代DNADNA分子中模板链与另一分子中模板链与另一DNADNA分子中分子中新合成的子链新合成的子链碱基序碱基序列完全相同。列完全相同。特殊情况下，在特殊情况下，在外界因素外界因素和和生物内部因素生物内部因素的作用下，可能造成碱的作用下，可能造成碱基配对发生差错，引起基配对发生差错，引起 。提醒解旋两条母链聚合脱氧核苷酸基因突变第20页/共44页3.DNADNA复制的条件 影响细胞呼吸（影响细胞呼

15、吸（ATPATP供给）的供给）的所有所有因素都可能影响因素都可能影响DNADNA复制。复制。体外也可进行，即体外也可进行，即PCRPCR扩增技术，除满足上述条件外，还应注意扩增技术，除满足上述条件外，还应注意温度、温度、pHpH 的控制及引物的加入。的控制及引物的加入。模板模板原料原料能量能量酶酶解旋后解旋后两条链两条链四种游离四种游离的脱氧核的脱氧核苷酸苷酸ATPATP解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合聚合酶酶提醒第21页/共44页对位训练6.6.下列有关DNADNA分子复制的叙述，正确的是（ ）A.A.DNADNA分子在解旋酶的作用下水解成脱氧核苷酸B.B.在复制过程中，解旋和复制是同时进行

16、的C.C.解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链D.D.两条新的子链通过氢键形成一个新的DNADNA分子B第22页/共44页思维误区警示 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“n n次次”复制复制所需某种碱基数量的计算原理不清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次所次所需某碱基的数目：某需某碱基的数目：某DNADNA分子中含某碱基分子中含某碱基a a个，复个，复制制n n次，则共需加入含该碱基的脱氧核苷酸为次，则共需加入含该碱基的脱氧核苷酸为 个，因为最初亲代个，因为最初亲代DNA

17、DNA分子做模板不分子做模板不需要原料；但第需要原料；但第n n次复制时所需含该碱基的脱氧核次复制时所需含该碱基的脱氧核苷酸为苷酸为 。解题思路解题思路探究探究a（2n n-1）a(2n n-1)-a(2n-1n-1-1)=a2n-1n-1第23页/共44页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）图示辨析第24页/共44页纠正训练1.1.某DNADNA分子含m m对碱基，其中腺嘌

18、呤有A A个。下 列有关此DNADNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧 核苷酸数目的叙述中，错误的是 （ ）A.A.在第一次复制时，需要（m m- -A A）个B.B.在第二次复制时，需要2 2（m m- -A A) )个C.C.在第n n次复制时，需要2 2n-1n-1( (m m- -A A) )个D.D.在n n次复制过程中，总共需要2 2n n( (mm- -A A) )个解析解析 该该DNADNA分子含胞嘧啶数目为分子含胞嘧啶数目为m m- -A A，复制，复制n n 次需胞嘧啶脱氧核苷酸数目为（次需胞嘧啶脱氧核苷酸数目为（m m- -A A）(2(2n n-1)-1)。D第25页/共4

19、4页2.取1个含有1对同源染色体的精原细胞，用15N N标 记细胞核中DNADNA，然后放在含14N N的培养基中培 养，让其连续进行两次有丝分裂，形成4个细胞， 这4个细胞中含15N N的细胞个数可能是 ( ) A.2 B.3 C.4 D.前三项都对D第26页/共44页知识综合应用重点提示重点提示通过通过“DNADNA半保留复制的原理和相关计算半保留复制的原理和相关计算”的的考查，提升考查，提升“具备验证简单生物学事实，并能对具备验证简单生物学事实，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理实验现象和结果进行解释、分析和处理”的能力。的能力。典例分析 某校一个生物活动小组要进行研究性学习。对

20、生物学史上的经典实验进行验证，也是研究性 学习的内容之一。这个小组借助某大学的实验 设备，对有关DNADNA复制的方式进行探究，有人 认为DNADNA是全保留复制，也有人认为DNADNA是半 保留复制。为了证明这两种第27页/共44页假设，这个小组设计了下列实验程序，请完成实验并对结果进行预测。 （1）实验步骤：第一步：在氮源为14N N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNADNA分子均为14N N-DNADNA；在氮源为15N N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNADNA分子均为15N N-DNADNA。用某种离心方法分离得到的结果如上图所示，其DNADNA分别分布在轻带和重带上。第28页/共44

21、页第二步：将亲代大肠杆菌(含15N N)转移到含14N N的培养基上繁殖一代()，请分析：如果DNADNA位于 带位置，则是全保留复制；如果DNADNA位于 带位置，则是半保留复制。第三步：为了进一步验证第二步的推测结果，将亲代大肠杆菌(含15N N)转移到含14N N的培养基上再连续繁殖一代()，请分析：如果DNADNA位于 带位置，则是全保留复制；如果DNADNA位于 带位置，则是半保留复制。(2)有人提出：第一代()的DNADNA用解旋酶处理后再离心，就能直接判断DNADNA的复制方式，如果轻第29页/共44页带和重带各占 ，则一定为半保留复制。你认为此人说法是否正确？ 。原因是 。解析

22、解析 如果如果DNADNA的复制方式为全保留复制，则一个亲代的复制方式为全保留复制，则一个亲代1515N N- -1515N N的的DNADNA分子，子代两个分子，子代两个DNADNA分子是：一个分子是：一个1515N N- -1515N N，一个，一个1414N N- -1414N N，其在离心，其在离心管中分布的位置是一半在轻带、一半在重带；如果管中分布的位置是一半在轻带、一半在重带；如果DNADNA的复制方式的复制方式为半保留复制，则一个亲代为半保留复制，则一个亲代1515N N- -1515N N的的DNADNA分子分子, ,子代两个子代两个DNADNA分子都分子都是是1515N N-

23、 -1414N N，其在离心管中分布的位置全部在中带。，其在离心管中分布的位置全部在中带。21第30页/共44页答案答案 （1）1/2重和1/2轻 全中 1/4重和3/4轻1/2中和1/2轻（2）不正确 无论半保留复制还是全保留复制，按此法研究DNADNA链的情况结果是一致的，所以无法区分第31页/共44页方法规律方法规律 （1 1）探究）探究DNADNA复制的方法和原理复制的方法和原理方法：方法：同位素标记法同位素标记法。原理：根据原理：根据DNADNA分子分子比重比重不同，借助不同，借助离心技术离心技术，通过离心后通过离心后DNADNA在试管中位置确定复制方式。在试管中位置确定复制方式。（

24、2 2）结果分析）结果分析已知某一被已知某一被1515N N标记的标记的DNADNA分子（亲代），转移到含分子（亲代），转移到含有有1414N N的培养基中培养（复制）若干代，其结果分析的培养基中培养（复制）若干代，其结果分析如下：如下：第32页/共44页世世代代DNADNA分子的特点分子的特点DNADNA中脱氧核中脱氧核苷酸链的特点苷酸链的特点分分子子总总数数细胞中的细胞中的DNADNA分分子离心后子离心后在管中的在管中的位置位置不同不同DNADNA分子与全部分子与全部DNADNA分子之比分子之比链链总总数数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含含1515N N的链的链含

25、含1414N N的链的链只含只含1515N N的的分子分子含含1414N N和和1515N N的的杂杂种分子种分子只含只含1414N N的的分子分子亲亲代代1 1全在下部全在下部1 10 00 02 21 10 01 12 2全在中部全在中部0 01 10 04 42121第33页/共44页24 0 0838 0 016n2n 0 0( (或或2n+1212121214141434143438187n22n221n22)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第34页/共44页提醒 DNADNA复制为半保留复制，所以亲代的复制为半保留复制，所以

26、亲代的2 2条条1515N N链不会消失，最终链不会消失，最终分布在分布在2 2个个DNADNA分子中，即不管分子中，即不管DNADNA复制多少次，含亲代复制多少次，含亲代1515N N链的链的DNADNA只有只有2 2个，个，1515N N链始终链始终2 2条。条。第35页/共44页题组一：DNADNA分子中的碱基比例的相关计算1.1.下图示DNADNA分子复制的片段，图中a a、b b、c c、d d表示各条脱氧核苷酸链。一般地说，下列各项正确的是 （ ）A.aA.a和c c的碱基序列互补 B.bB.b和c c的碱基序列相同C.aC.a链中（A+TA+T）/ /（G+CG+C）的比值与b

27、b链中同项比值不同D.aD.a链中（A+TA+T）/ /（G+CG+C）的比值与c c链中同项比值相同随堂过关检测随堂过关检测D 第36页/共44页2.2.在一个DNADNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%54%，其中一条链中鸟嘌呤、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%22%和28%28%，则由该链转录的信使RNARNA中鸟嘌呤占碱基总数的 （ ）A.24%A.24%B.22%B.22% C.26% C.26% D.23% D.23%解析解析 双链双链DNADNA中，中，A A+ +T T占全部碱基总数的占全部碱基总数的54%54%，则一条单链，则一条单链中中A A+ +T T

28、占该链碱基总数的占该链碱基总数的54%54%，按下面的图示分析：，按下面的图示分析：A第37页/共44页题组二：DNADNA半保留复制特点的应用3.3.将用1515N N标记的一个DNADNA分子放在含有1414N N的培养 基中，让其复制三次，则含有1515N N的DNADNA分子占全 部DNADNA分子的比例、含有1414N N的DNADNA分子占全部 DNADNA分子的比例以及含有1515N N的脱氧核苷酸链 占全部DNADNA单链的比例依次是 （ ）A.1/2A.1/2，7/87/8，1/41/4B.1/4B.1/4，1 1，1/81/8C.1/4C.1/4，7/87/8，1/81/8

29、D.1/8D.1/8，1 1，1/81/8解析解析 用用1515N N标记的一个标记的一个DNADNA分子放在含有分子放在含有1414N N的培养基中，让其复制的培养基中，让其复制三次，则产生的三次，则产生的DNADNA分子共有分子共有2 23 3=8=8个，共有个，共有1616条脱氧核苷酸链，其中条脱氧核苷酸链，其中含有含有1515N N的的DNADNA分子有分子有2 2个，含有个，含有1515N N的脱氧核苷酸链有的脱氧核苷酸链有2 2条，含条，含1414N N的的DNADNA分子为分子为8 8个，含个，含1414N N的脱氧核苷酸链有的脱氧核苷酸链有16-2=1416-2=14条。条。B第38页/共44页4.4.DNADNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基 （设为P P）变成了尿嘧啶。该DNADNA连续复制两 次