必修二第三单元第二讲DNA分子的结构与复制ppt课件

1、1.化学组成化学组成2平面构造与空间构造平面构造与空间构造配对的碱基，配对的碱基，A与与T之间构成两个氢键，之间构成两个氢键，G与与C之间构成三之间构成三 个氢键。个氢键。CG比例越大，比例越大，DNA构造越稳定。构造越稳定。脱氧核苷酸聚合构成单链的过程中产生水，即脱氧核苷脱氧核苷酸聚合构成单链的过程中产生水，即脱氧核苷 酸酸DNAH2O。DNA分子构造可简记为分子构造可简记为5种元素，种元素，4种碱基种碱基(脱氧核苷酸脱氧核苷酸), 3种小分子，种小分子，2条单链，条单链，1个双螺旋。个双螺旋。3DNA分子的特点分子的特点(1)稳定性：使稳定性：使DNA双螺旋构造稳定的要素取决于：双螺旋构造

2、稳定的要素取决于： 碱基对间的氢键；碱基对间的氢键； 疏水作用疏水作用(或碱基的堆积力或碱基的堆积力)：疏水的碱基彼此堆积，：疏水的碱基彼此堆积， 避开了水相，普通以为疏水作用对双螺旋的稳定性贡避开了水相，普通以为疏水作用对双螺旋的稳定性贡 献最大。献最大。(2)多样性：碱基对多样性：碱基对(或脱氧核苷酸对或脱氧核苷酸对)陈列顺序的千变万陈列顺序的千变万 化，构成了化，构成了DNA的多样性的多样性遗传信息的多样性遗传信息的多样性 生物多样性。生物多样性。(3)特异性：每个特异性：每个DNA分子的碱基对的陈列顺序是特定的，分子的碱基对的陈列顺序是特定的， 构成了每个构成了每个DNA分子的特异性分

3、子的特异性 遗传信息的特遗传信息的特 异性异性 生物的特异性。生物的特异性。(1)DNA分子构造具有相对的稳定性是分子构造具有相对的稳定性是DNA作为遗传物质的作为遗传物质的 根本条件之一，但其稳定性的缘由并不是脱氧核糖与磷根本条件之一，但其稳定性的缘由并不是脱氧核糖与磷 酸的交替衔接。酸的交替衔接。(2)碱基对的陈列顺序代表了遗传信息，因此碱基对的陈列顺序代表了遗传信息，因此DNA具有储存具有储存 遗传信息的功能，而且信息量极大。假设一遗传信息的功能，而且信息量极大。假设一DNA分子由分子由n 个碱基对构成，那么可代表的遗传信息有个碱基对构成，那么可代表的遗传信息有4n种种(注：注：n是是碱

4、碱 基对的数量基对的数量)。(3)决议决议DNA分子特异性的是分子特异性的是 。(4)DNA分子的多样性和特异性从分子程度上解释了生物体具分子的多样性和特异性从分子程度上解释了生物体具 有多样性和特异性的缘由。有多样性和特异性的缘由。(5)碱基互补配对原那么的推论碱基互补配对原那么的推论 规律一：一个双链规律一：一个双链DNA分子中，分子中，AT、CG、AGC T，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。 规律二：在双链规律二：在双链DNA分子中，互补的两碱基和分子中，互补的两碱基和(如如AT 或或CG)占全部碱基的比等于其任何一条单链中该种碱基占全部碱基的比等于其任

5、何一条单链中该种碱基 比例的比值，且等于其转录构成的比例的比值，且等于其转录构成的mRNA中该种比例的比中该种比例的比 值。值。规律三：在规律三：在DNA双链中一条单链的双链中一条单链的 的值与另一的值与另一条条互补单链的互补单链的 的值互为倒数关系。的值互为倒数关系。规律四：规律四：DNA双链中，一条单链的双链中，一条单链的 的值，与另的值，与另一一 条互补链的条互补链的 的值是相等的，也与整个的值是相等的，也与整个DNA分子中分子中的的 的值是相等的。的值是相等的。1(2019长沙模拟长沙模拟)以下图是四位同窗制造的以下图是四位同窗制造的DNA分子构造分子构造模型，其中正确的选项是模型，其

6、中正确的选项是 ()解析：构成解析：构成DNA分子的根本构造单位是脱氧核苷酸，每分子的根本构造单位是脱氧核苷酸，每分子的脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子的脱氧核糖和分子的脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子的脱氧核糖和一分子的含氮碱基组成，磷酸是衔接在脱氧核糖的第五一分子的含氮碱基组成，磷酸是衔接在脱氧核糖的第五位碳原子上，碱基是衔接在第一位碳原子上。脱氧核苷位碳原子上，碱基是衔接在第一位碳原子上。脱氧核苷酸之间是经过磷酸二酯键相联络的，一个分子的脱氧核酸之间是经过磷酸二酯键相联络的，一个分子的脱氧核苷酸的磷酸基与另一个脱氧核苷酸分子的脱氧核糖苷酸的磷酸基与另一个脱氧核苷酸分子的脱氧核糖(第第三个碳原

7、子上基团三个碳原子上基团)构成磷酸二酯键。构成磷酸二酯键。答案：答案：B2(2021苏州苏州)知某知某DNA分子中，分子中，G与与C之和占全部碱基总之和占全部碱基总 数的数的35.8%，其中一条链的，其中一条链的T与与C分别占该链碱基总数的分别占该链碱基总数的 32.9%和和17.1%，那么在它的互补链中，那么在它的互补链中，T和和C分别占该链分别占该链碱碱 基总数的基总数的 ()A32.9%和和17.1%B31.3%和和18.7%C18.7%和和31.3% D17.1%和和32.9%解析：由于整个解析：由于整个DNA分子中分子中GC35.8%，那么每条链，那么每条链中中GC35.8%，AT6

8、4.2%；由于其中一条链中；由于其中一条链中T与与C分别占该链碱基总数的分别占该链碱基总数的32.9%和和17.1%，由此可以求，由此可以求出该链中，出该链中，G18.7%，A31.3%，那么其互补链中，那么其互补链中T和和C分别占该链碱基总数的分别占该链碱基总数的31.3%和和18.7%。答案：答案：B1. 复制场所：主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、复制场所：主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、叶绿体、细胞质溶胶叶绿体、细胞质溶胶(如质粒如质粒)中也进展中也进展DNA复制。复制。2复制条件复制条件复制除模板、原料、能量、酶外，还需相对稳定的细胞内复制除模板、原料、能量、酶外，还需相对稳定

9、的细胞内部条件以保证酶的活性，如：一定的温度、部条件以保证酶的活性，如：一定的温度、pH等。等。3同位素示踪法和离心技术证明同位素示踪法和离心技术证明DNA的半保管复制的半保管复制(或或DNA分子延续复制的计算规律分子延续复制的计算规律)知某一知某一DNA分子用分子用15N标志标志(0代代)，将含有该标志，将含有该标志DNA分子分子的细胞的细胞(或某种细菌或某种细菌)转移到只含转移到只含14N的培育基中培育的培育基中培育(进展进展DNA复制复制)假设干代后，其假设干代后，其DNA分子数、脱氧核苷酸链数分子数、脱氧核苷酸链数及相关比例如下表：及相关比例如下表：世世代代DNA分子的特点分子的特点D

10、NA中脱氧核苷酸中脱氧核苷酸链的特点链的特点分分子子总总数数细胞中的细胞中的DNA分子在离心管分子在离心管中的位置中的位置不同不同DNA分子占全部分子占全部DNA分子之比分子之比链总链总数数不同脱氧核苷酸链不同脱氧核苷酸链占全部链之比占全部链之比只含只含15N分分子子含含14N、15N杂种分杂种分子子只含只含14N分分子子含含15N的的链链含含14N的的链链01全在下部全在下部12112全在中部全在中部1424 中中 上上838 中中 上上16n2n 中中1 上上(或或 )12n11复制的复制的“准确性：准确性：DNA分子之所以能自我复制，取决于分子之所以能自我复制，取决于 DNA的双螺旋构造

11、，它为复制提供了模板；同时，由于碱的双螺旋构造，它为复制提供了模板；同时，由于碱 基具有互补配对的特性，因此能确保复制的完成。基具有互补配对的特性，因此能确保复制的完成。复制复制“过失：在复制过程中，脱氧核苷酸序列具有相对过失：在复制过程中，脱氧核苷酸序列具有相对 的稳定性，但也能够发生过失即发生碱基对的增添、缺失的稳定性，但也能够发生过失即发生碱基对的增添、缺失 或改动或改动基因突变。这种稳定性与可变性的一致，是生基因突变。这种稳定性与可变性的一致，是生 物遗传和变异的物质根底和根本缘由。物遗传和变异的物质根底和根本缘由。用用3H标志的噬菌体标志的噬菌体n个，侵染大肠杆菌，在普通培育基个，侵

12、染大肠杆菌，在普通培育基 中培育一段时间后，统计得知培育基中共有噬菌体后代中培育一段时间后，统计得知培育基中共有噬菌体后代 m个，那么此时培育基中含被标志的噬菌体比为个，那么此时培育基中含被标志的噬菌体比为2n/m。3(2019镇江质检镇江质检)近近10年来，年来，PCR技术技术(聚合酶链式反响聚合酶链式反响)成为分子生物学实验室的一种常规手段，其原理是利用成为分子生物学实验室的一种常规手段，其原理是利用DNA半保管复制，在试管中进展半保管复制，在试管中进展DNA的人工复制的人工复制(如以下图如以下图)，在，在很短的时间内，将很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验扩增几百万倍甚

13、至几十亿倍，使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体。室所需的遗传物质不再受限于活的生物体。(1)加热使加热使DNA双链翻开，这一步是翻开双链翻开，这一步是翻开_键，称为键，称为_，在细胞中是在，在细胞中是在_酶的作用下完成的。酶的作用下完成的。(2)当温度降低时，引物与模板末端结合，在当温度降低时，引物与模板末端结合，在DNA聚合酶的聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最终合成作用下，引物沿模板延伸，最终合成2条条DNA分子，此过分子，此过程中原料是程中原料是_，遵照的原那么是，遵照的原那么是_。(3)“PCR技术的必需条件，除了模板、原料、技术的必需条件，除了模板、原料、ATP、酶以、酶以外

14、，至少还有三个条件，即液体环境、适宜的外，至少还有三个条件，即液体环境、适宜的_和和_。(4)假设一个模板假设一个模板DNA分子中有分子中有800个碱基对，其中含有腺个碱基对，其中含有腺嘌呤嘌呤600个，假设经过个，假设经过PCR技术共耗费周围环境中游离的胞技术共耗费周围环境中游离的胞嘧啶脱氧核苷酸嘧啶脱氧核苷酸6 200个，那么该模板个，那么该模板DNA在在PCR扩增仪中扩增仪中曾经复制了曾经复制了_次。次。解析：解析：DNA翻开双链的过程是断开氢键，是在细胞内解旋酶翻开双链的过程是断开氢键，是在细胞内解旋酶的作用下完成；四种脱氧核苷酸是合成的作用下完成；四种脱氧核苷酸是合成DNA的原料，合

15、成过的原料，合成过程以碱基互补配对为原那么；程以碱基互补配对为原那么；“PCR技术是经过酶的催化作技术是经过酶的催化作用完成的，需求适宜的温度和用完成的，需求适宜的温度和pH。由知条件可计算出每个。由知条件可计算出每个DNA分子中含胞嘧啶脱氧核苷酸分子中含胞嘧啶脱氧核苷酸200个，经过个，经过PCR技术共耗费技术共耗费游离的胞嘧啶脱氧核苷酸游离的胞嘧啶脱氧核苷酸6200个，即产生了个，即产生了DNA分子分子 32个，共复制了个，共复制了5次。次。答案：答案：(1)氢解旋解旋氢解旋解旋(2)脱氧核苷酸碱基互补配对脱氧核苷酸碱基互补配对原那么原那么(3)温度酸碱度温度酸碱度(4)5有关有关DNA分

16、子构造的表达，正确的选项是分子构造的表达，正确的选项是(多项选择多项选择)()ADNA分子由分子由4种脱氧核苷酸组成种脱氧核苷酸组成BDNA单链上相邻碱基以氢键衔接单链上相邻碱基以氢键衔接C碱基与磷酸基相衔接碱基与磷酸基相衔接D磷酸与脱氧核糖交替衔接构成磷酸与脱氧核糖交替衔接构成DNA链的根本骨架链的根本骨架 解析解析DNA分子由分子由4种脱氧核苷酸组成，每一种脱种脱氧核苷酸组成，每一种脱氧核苷酸又是由一分子磷酸、一分子含氮碱基、一分子氧核苷酸又是由一分子磷酸、一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖组成的。对于脱氧核糖组成的。对于DNA分子来说，磷酸和脱氧核糖分子来说，磷酸和脱氧核糖交替衔接陈列在外侧

17、，构成交替衔接陈列在外侧，构成DNA分子的根本骨架。分子的根本骨架。答案答案AD 以下图为真核生物染色体上以下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程表示分子复制过程表示图，有关表达错误的选项是图，有关表达错误的选项是 ()A图中图中DNA分子复制是从多个起点同时开场的分子复制是从多个起点同时开场的B图中图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的分子复制是边解旋边双向复制的C真核生物真核生物DNA分子复制过程需求解旋酶分子复制过程需求解旋酶D真核生物的这种复制方式提高了复制速率真核生物的这种复制方式提高了复制速率 解析解析由该由该DNA分子复制过程表示图可看出：分子复制过程表示图可看出：DNA分分

18、子复制有多个复制起始点。且边解旋边双向复制子复制有多个复制起始点。且边解旋边双向复制(箭头箭头代表代表DNA复制方向复制方向)，DNA分子复制需求解旋酶参与。这分子复制需求解旋酶参与。这种多起点复制可有效地提高复制速率。由图示不同复制种多起点复制可有效地提高复制速率。由图示不同复制起点复制出的起点复制出的DNA片段长度不同可知，片段长度不同可知，DNA分子的多个分子的多个复制起点并不是同时开场复制的。复制起点并不是同时开场复制的。答案答案A本讲实验本讲实验关于关于“假设假设”“”“预期预期”“”“结果结果”与与“结论结论”的辨析的辨析(1) 假设假设“假设，也称假说或猜测，是指用来阐明某种景象

19、但未假设，也称假说或猜测，是指用来阐明某种景象但未经证明的论题，也是对所提出的问题作出的参考答案，即经证明的论题，也是对所提出的问题作出的参考答案，即根据发现的现实资料或科学原理，经过发明性思想，提出根据发现的现实资料或科学原理，经过发明性思想，提出初步假定。如初步假定。如“孟德尔分别景象解释验证的测交实验中，孟德尔分别景象解释验证的测交实验中，提出的假说是：提出的假说是：“F1(Dd)产生配子时，因等位基因分别，产生配子时，因等位基因分别，使得使得F1产生含基因产生含基因D和基因和基因d的两种配子，且其数目相等。的两种配子，且其数目相等。(2)预期预期“预期是在实验设计方案确定以后，实验正式

20、实施之预期是在实验设计方案确定以后，实验正式实施之前，根据假说和原理，对实验能够出现的结果的判别，前，根据假说和原理，对实验能够出现的结果的判别，是根据提出的假说进展推理，得出假定性结果或推论，是根据提出的假说进展推理，得出假定性结果或推论，即即“假设假设成立，那么应有何种结果，如假设假设成立，那么应有何种结果，如“孟德尔分孟德尔分离景象验证明验，假设假说成立那么有测交的后代应出现离景象验证明验，假设假说成立那么有测交的后代应出现Dd与与dd为为1 1的结果，即高茎与矮茎数量比应为的结果，即高茎与矮茎数量比应为1 1。(3) 结果结果结果应为实验实践出现的情况，如结果应为实验实践出现的情况，如

21、“孟德尔分别景象解释孟德尔分别景象解释实验中出现的结果为实验中出现的结果为“得到的得到的64株后代中，株后代中，30株高茎，株高茎，34株矮茎，两种性状分别比为株矮茎，两种性状分别比为1 1。(4)结论结论 结论的得出须根据实验结果，即假设出现的结果与预期结论的得出须根据实验结果，即假设出现的结果与预期 结果一致那么得出与先前的假说一致的结论或结果一致那么得出与先前的假说一致的结论或“假说成假说成 立，假设实验出现的结果与预期结果不符，那么得出的立，假设实验出现的结果与预期结果不符，那么得出的 结论应为结论应为“假说不成立。假说不成立。 由此可知，由此可知，“假设应对应假设应对应“结论，结论，

22、“预期应对预期应对 应应“结果，在实验讨论时应留意描画的科学性即结果，在实验讨论时应留意描画的科学性即“ 假设出现何种结果，那么应有何种结论。假设出现何种结果，那么应有何种结论。 某校一个生物活动小组要进展研讨性学习，对生物学某校一个生物活动小组要进展研讨性学习，对生物学史上的经典实验进展验证。这个小组借助某大学的实验设史上的经典实验进展验证。这个小组借助某大学的实验设备，对有关备，对有关DNA复制的方式进展探求，有人以为复制的方式进展探求，有人以为DNA是全是全保管复制，也有人以为保管复制，也有人以为DNA是半保管复制。为了证明这两是半保管复制。为了证明这两种假设，这个小组设计了以下实验程序

23、，请完成实验并对种假设，这个小组设计了以下实验程序，请完成实验并对结果进展预测。结果进展预测。 实验步骤：实验步骤： 第一步：在氮源为第一步：在氮源为14N的培育基的培育基上生长的大肠杆菌，其上生长的大肠杆菌，其DNA分子均分子均为为14NDNA；在氮源为；在氮源为15N的培育基的培育基上生长的大肠杆菌，其上生长的大肠杆菌，其DNA分子均分子均为为15NDNA。用某种离心方法分别。用某种离心方法分别得到的结果如下图，其得到的结果如下图，其DNA分别分布在轻带和重带上。分别分布在轻带和重带上。 第二步：将亲代大肠杆菌第二步：将亲代大肠杆菌(含含15N)转移到含转移到含14N的培育基的培育基上繁衍

24、一代上繁衍一代()，请分析：，请分析： 假设假设DNA出现出现_，那么是全保管复制；那么是全保管复制； 假设假设DNA出现出现_，那么是，那么是半保管复制；半保管复制； 第三步：为了进一步验证第二步的推测结果，将亲代大第三步：为了进一步验证第二步的推测结果，将亲代大肠杆菌肠杆菌(含含15N)转移到含转移到含14N的培育基上延续繁衍两代的培育基上延续繁衍两代()，请分析：请分析： 假设假设DNA出现出现_，那么是全保管复制；那么是全保管复制； 假设假设DNA出现出现_，那，那么是半保管复制；么是半保管复制； 解析解析亲代大肠杆菌亲代大肠杆菌(含含15N)转移到含转移到含14N的培育基上的培育基上

25、繁衍一代繁衍一代()后，全保管复制的话，后，全保管复制的话，2个个DNA分子中分子中1个个DNA是是14NDNA、另外、另外1个个DNA是是15NDNA，故，故DNA一半在轻带一半在轻带位置，一半在重带位置；半保管复制的话，位置，一半在重带位置；半保管复制的话，2个个DNA分子中分子中都是各一条链含都是各一条链含14N、一条链含、一条链含15N，故，故DNA全部位于中带位全部位于中带位置。亲代大肠杆菌置。亲代大肠杆菌(含含15N)转移到含转移到含14N的培育基上延续繁衍的培育基上延续繁衍两代两代()后，全保管复制的话，后，全保管复制的话，4个个DNA分子中分子中1个个DNA是是15NDNA、另

26、外、另外3个个DNA是是14NDNA，故，故DNA 3/4在轻带在轻带位置，位置，1/4在重带位置；半保管复制的话，在重带位置；半保管复制的话，2个个DNA分子中分子中都是各一条链含都是各一条链含14N、一条链含、一条链含15N，另，另2个个DNA分子全是分子全是14NDNA，故，故DNA一半在中带位置，一半在轻带位置。一半在中带位置，一半在轻带位置。 答案答案一半在轻带位置，一半在重带位置全部一半在轻带位置，一半在重带位置全部位于中带位置位于中带位置3/4在轻带位置，在轻带位置，1/4在重带位置一在重带位置一半在中带位置，一半在轻带位置半在中带位置，一半在轻带位置随堂高考随堂高考1.(202

27、1上海高考上海高考)科学家运用基因工程科学家运用基因工程 技术将人的胰岛素基因与大肠杆菌的技术将人的胰岛素基因与大肠杆菌的 质粒质粒DNA分子重组，并且在大肠杆菌分子重组，并且在大肠杆菌 体内获得胜利表达。图示体内获得胜利表达。图示a处为胰岛处为胰岛 素基因与大肠杆菌质粒素基因与大肠杆菌质粒DNA结合的位结合的位 置，它们彼此能结合的根据是置，它们彼此能结合的根据是 () A基因自在组合定律基因自在组合定律B半保管复制原那么半保管复制原那么 C基因分别定律基因分别定律 D碱基互补配对原那碱基互补配对原那么么解析：两条解析：两条DNA链能结合为双链，阐明它们的碱基能链能结合为双链，阐明它们的碱基

28、能互补配对，根据的是碱基互补配对原那么。互补配对，根据的是碱基互补配对原那么。答案：答案：D2(2019上海高考上海高考)某个某个DNA片段由片段由500对碱基组成，对碱基组成，AT占碱基总数的占碱基总数的34%，假设该，假设该DNA片段复制片段复制2次，共需游离次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为 ()A330 B660C990 D1 320解析：根据题意可知：该解析：根据题意可知：该DNA分子中共有分子中共有1 000个碱基，个碱基，其中其中AT170(个个)，GC330(个个)。该。该DNA片段复片段复制制2次共构成次共构成4个子代个子代DNA分子，相当于

29、新合成的分子，相当于新合成的DNA分子有分子有3个，因此复制时所需游离的胞嘧啶脱氧核苷个，因此复制时所需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的个数为：酸的个数为：3303990(个个)。答案：答案：C3(2019海南高考海南高考)以下与生物体内核酸分子功能多样性无以下与生物体内核酸分子功能多样性无 关的是关的是 () A核苷酸的组废种类核苷酸的组废种类 B核苷酸的衔接方式核苷酸的衔接方式 C核苷酸的陈列顺序核苷酸的陈列顺序 D核苷酸的数量多少核苷酸的数量多少解析：核酸包括解析：核酸包括DNA和和RNA，两种物质功能不同，两种物质功能不同，DNA由由4种脱氧核苷酸组成，种脱氧核苷酸组成，RNA由由4种核糖核苷

30、酸组成。核苷酸的种核糖核苷酸组成。核苷酸的数量和陈列顺序的不同，决议了核酸分子构造的多样性，数量和陈列顺序的不同，决议了核酸分子构造的多样性，构造的多样性决议功能的多样性。组成核酸的核苷酸分子构造的多样性决议功能的多样性。组成核酸的核苷酸分子之间都是经过磷酸二酯键衔接而成的，核苷酸的衔接方式之间都是经过磷酸二酯键衔接而成的，核苷酸的衔接方式和核酸分子的功能无关。和核酸分子的功能无关。答案：答案：B4(2019上海高考上海高考)知某知某DNA分子共含有分子共含有1 000个碱基个碱基对，其中一条链上对，其中一条链上A G T C1 2 3 4。该。该DNA分分子延续复制子延续复制2次，共需求鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是次，共需求鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是()A600个个 B900个个C1 200个个 D1 800个个解析：由于解析：由于DNA一条链上一条链上GC所占比例为所占比例为6/