高三一轮复习生物【 知识建构+精讲专练 】DNA的结构与复制课件

第17讲DNA分子的结构和复制、

基因的本质

高三生物备课组郑雅莉1.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)2.DNA分子的复制(Ⅱ)3.基因的概念(Ⅱ)考点一.DNA双螺旋结构模型的构建已经认识到：DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这四种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C四种碱基。威尔金斯和富兰克林提供DNA衍射图谱推算尝试DNA呈螺旋结构搭建了多种的双螺旋和三螺旋结构模型，但都被否定了磷酸-脱氧核糖骨架排列在双螺旋的外部，碱基在双螺旋内部，且A与T配对，G与C配对，DNA两条链的方向是相反的。查哥夫提供信息：在DNA中，A等于T，G等于C构建能力训练1、(2021·广东卷，5)DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是(

)①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制A.①② B.②③ C.③④ D.①④B能力训练2、关于遗传物质DNA的经典实验，叙述错误的是（）A．摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上B．孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”化学本质相同C．肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体浸染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术D．双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径3、下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述，错误的是（

）A．孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律B．摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上C．赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质D．沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式CD考点二DNA分子的结构及特点CHONP磷酸脱氧核糖含氮碱基四种脱氧核苷酸AGCTAGCTDNA双链平面DNA双螺旋物理模型:

.沃森和克里克AGCTTCGA基本组成元素:_____________________等↓基本组成物质:磷酸、___________、_________↓基本组成单位:________________↓聚合DNA单链:脱氧核苷酸长链↓两条DNA双链:DNA________结构。C,H,O,N,P脱氧核糖含氮碱基脱氧核糖核苷酸双螺旋脱氧核糖CHO＋P磷酸＋N碱基元素小分子基本单位(单体)

DNA平面结构空间结构脱氧核苷酸脱氧核苷酸链脱水缩合3，5-磷酸二酯键OHH

2、DNA双螺旋结构的主要特点

1、DNA的结构层次（1）DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。（2）DNA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。（3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律：A与T配对、G与C配对。碱基之间氢键数:AT；G

C氢键提高DNA的热稳定性1．一个双链DNA分子片段中有几个游离的磷酸基团，位置如何？2．双链DNA中碱基之间是如何连接的？

一条链上的脱氧核苷酸之间又是如何连接的？APCPTPGPTPAPGPCP氢键

2个，分别位于DNA分子的两端。

①通过氢键连接成碱基对，

②通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连的。3．DNA初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么？5．解旋酶作用于图中哪个部位？限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于图中哪个部位？初步水解的产物是4种脱氧核苷酸，彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。※深度思考Where?RNA分子?1个磷酸二酯键4.DNA分子中所有的脱氧核糖都连接着2个磷酸基团。错！线粒体、叶绿体、拟核处DNA有___个游离的磷酸基团

（DNA为裸露的环状形式）一个磷酸基团可与一个或两个脱氧核糖相连0通过磷酸二酯键连接。（一个或两个）①碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的具n个碱基对的DNA,有

种碱基对排列顺序4n前提：不知ATGC数量②碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的③稳定性：磷酸与脱氧核糖交替连接形成的基本骨架不变，碱基之间互补配对形成氢键方式不变等多样性特异性不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。双链结构不容易发生变异DNA的变性：碱基对的氢键断裂，双链变成单链DNA的复性：变性DNA在适当条件下，使两条彼此分开的链恢复到双螺旋结构热变性DNA一般经缓慢冷却后即可复性，此过程称之为"退火"(annealing）解旋酶、RNA聚合酶、90-95℃55-60℃（1）DNA分子的特性①DNA病毒、细胞的遗传信息：

分子中

的排列顺序。②RNA病毒的遗传信息:

分子中

的排列顺序。DNA(碱基对)脱氧核苷酸RNA(碱基)核糖核苷酸（3）基因：基因是有遗传效应的

。

①DNA病毒、细胞的基因：有遗传效应的

。

②RNA病毒的基因：有遗传效应的

。

核酸片段DNA片段RNA片段基因2间区间区基因3基因1（2）遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中指基因能够转录成mRNA，进而翻译成蛋白质，能够控制一定的性状磷酸+脱氧核糖+碱基脱氧核苷酸脱氧核苷酸的排列顺序

是遗传信息

许多间区基因有遗传效应的DNA片段是

.基因DNA

许多主要的遗传物质是

.DNA蛋白质+染色体遗传物质的主要载体是

.染色体(1或2个DNA)脱氧核苷酸基因DNA染色体基因是决定生物性状的基本单位DNA的基本骨架：磷酸和脱氧核糖交替磷酸双分子层生物大分子的基本骨架：细胞骨架：蛋白质纤维生物膜的基本骨架:碳链涉及到的基本骨架或基本支架有哪些？能力训练1、[2022·漳州一模]如图为某双链DNA(由甲链和乙链组成)的局部结构简图，图中数字①～⑥表示不同物质或氢键。下列叙述正确的是(

)A．图中⑤为氢键，且③与④可为A-T碱基对或G-C碱基对B．图中①为腺嘌呤，②为胸腺嘧啶，①②通过氢键连接C．图中⑥为磷酸基团，此DNA片段中含有2个游离的磷酸基团D．图中甲链与乙链方向相反，但两条链碱基排列顺序相同C能力训练2、如图为DNA分子的结构示意图，下列对该图的描述正确的是(

)A．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架B．该DNA片段彻底水解的产物有6种C．当DNA复制时，⑨的形成需要DNA聚合酶D．④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸B能力训练

3、某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了足够的相关材料，下列叙述正确的是（

）A．在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基B．制作模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连C．制成的模型中，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和D．制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧4、在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C，6个G，3个A，7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则（

）A．能搭建出20个脱氧核苷酸

B．所搭建的DNA分子片段最长为7碱基对C．能搭建出410种不同的DNA分子模型

D．能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段DC在双链DNA中，根据碱基互补配对原则：

①A=T，G=C，(两条链不互补的碱基之和相等)（A+G）或（A+C)或(T+G)或（T+C)/（A+T+G+C）=1/2规律一：在双链DNA中，任意两个不互补碱基之和相等，并为碱基总数的50%（1/2）②A+G=T+C③A+C=T+G(嘌呤数=嘧啶数)T+C=1

A+G④（非配对碱基之和比值为1）A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链123.利用碱基互补配原则的计算规律A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链12例1：某双链DNA的分子中，鸟嘌呤的分子数占碱基总数的22%，那么胸腺嘧啶的分子数占碱基总数的()A、22%B、28%C、78%

D、50%B例2：双链DNA的组成分析表明下列的相关比值其中有一个是可变的（）A、A/TB、（A+T）/（G+C）C、G/CD、（A+G）/（T+C）B补充：一个双链DNA中，A+T与G+C不一定相等；若在一个生物体内嘌呤≠嘧啶是什么原因？ATGC单链AUGCRNA例3：某生物鸟嘌呤：胞嘧啶=3:1，则该生物不可能是（）A.大肠杆菌B.流感病毒C.T2噬菌体D.人体细胞C含有单链，嘌呤数量一定不等于嘧啶数量吗？存在单链结构时，可能是嘌呤=嘧啶也可能是嘌呤≠嘧啶，关系不确定；若嘌呤≠嘧啶，则必然有单链结构存在；A+TA+T+G+C=A2+T2+G2+C2A2+T2=A1+T1+G1+C1A1+T1=m%m%m%规律二：双链DNA中互补碱基和与碱基总数之比，与任意一条链的这种比值相等。A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链12⑤（A1+T1）%=(A2+T2）%=(A+T)%A+TG+CA2+T2G2+C2A1+T1G1+C1==规律三：双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。=aaa19⑥若

，则

，

A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链12例4：在双链DNA分子中，G和C之和占全部碱基的48%，其中一条链的A占该链碱基总数的24%，则另一条链中的A占该链碱基总数的百分比为（）A、24%B、26%C、28%D、76%C规律四：两互补链之间（A+G）/（T+C）互为倒数，注意：整个DNA分子中该比值为1。20⑦若b，则

。T1+C1=

A1+G1⑥⑦“补则等，不补则倒”T2+C2=

A2+G2T+C=1

A+GA1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链12例5：DNA的一个单链中（A+G）/（T+C）=0.4,上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别是（）A、0.4和0.5B、2.5和0.4C、2.5和1.0D、0.4和1.0C1/b规律五：不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即(A＋T)/(G＋C)的值不同，该比值体现了不同生物DNA分子的特异性；不同生物的DNA的(A＋T)/(G＋C)的值一样吗？A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链12不一样规律六：某碱基在双链中所占的比例等于它在每条单链中所占比例的平均值。例6：在双链DNA的一条链中A占22%，另一条链中A占24%，在整个DNA分子中，A占_____23%⑧A%=1/2(A1%+A2%)规律七：若已知A在双链中所占的比例为c%，则A1在单链中所占的比例无法确定，但最大值为2c%，最小值为0；例7：在一个双链DNA分子中A占22%，则A在其中一条单链中的数值能确定吗？不能能确定范围吗？能确定范围，0%≤A1≤44%；A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链12规律八：DNA分子的总氢键数=2(A-T碱基对数)+3(G-C碱基对数)例7：在某双链DNA中，碱基总数为1000，其中腺嘌呤200个，则该DNA分子中有______氢键；1300A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链12易错提醒：(1)看清单双链：所求的碱基占单链中的比例还是双链中的比例；(2)看清“个”或“对”：题干中给出的数量是多少“对”碱基还是多少“个”碱基；1.探究DNA复制的方式考点三DNA分子的复制DNA以什么方式复制？【作出假设】①半保留复制：(沃森和克里克提出）②全保留复制：③分散复制：Q1:若要探究复制方式，关键要观察什么结果？区分母链和子链(区分亲代和子代DNA)假说演绎法【提出问题】1.探究DNA复制的方式DNA以什么方式复制？【作出假设】①半保留复制：(沃森和克里克提出）②全保留复制：③分散复制：Q2:如何区分母链与子链？假说演绎法【提出问题】同位素标记法；15N/14N标记密度梯度离心技术DNA是全保留复制DNA半保留复制DNA分散式复制15N15N15N15N15N15N15/1514/1415/1415/1415/1415/1414N复制14N复制14N复制14N复制14N复制14N复制【演绎推理】【实验验证】——同位素标记法+密度梯度离心大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代转移14NH4Cl的培养液中,细胞分裂一次细胞分裂两次提取DNA，离心提取DNA，离心提取DNA，离心实验证明：DNA的复制方式是半保留复制1.探究DNA复制的方式2.DNA复制的过程以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。(2)时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。(3)场所：真核：细胞核(主要场所)、叶绿体、线粒体；原核：拟核、质粒；病毒:宿主细胞(1)概念：酶：解旋酶作用（断裂氢键）1.解旋模板酶：DNA聚合酶等2.合成子链3.形成子代DNA：同时进行结果：把两条螺旋的双链解开模板：解开的两条母链原则：碱基互补配对原料：游离的四种脱氧核苷酸每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构能量：需要细胞ATP提供能量）(4)过程与条件：4.结果：1个DNA复制形成2个完全相同的DNA2.DNA复制的过程(5)特点：①复制方式为半保留复制；②(6)DNA分子精确复制的原因：DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。复制方向：

(7)意义：将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。5＇→3＇边解旋边复制你认为DNA复制会百分之百准确吗？如果复制出现错误，可能会产生什么影响？会出错，可能导致基因突变，引起生物体性状的改变。DNA分子复制时不是随机起始的，而是从特定的位点开始的，这一特定的位点叫做复制原点。想想复制原点是含A和T多，还是G和C多？复制原点处的A和T特别多，相对氢键少，不稳定，DNA容易解旋。3.复制原点(1)真核细胞内DNA复制的复制原点①多复制起点②双向复制③半不连续复制意义：提高了复制速率，减少了变异的发生。3.复制原点图中的复制环大小不一，因此它们的复制时间有先后，右侧最早，左侧最晚。3.复制原点(2)原核细胞内DNA复制的复制原点只有一个复制原点将含有

15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则：(1)DNA分子数：①子代DNA(含14N)分子数＝②含有亲代DNA链的子代DNA(15N)分子数＝③不含亲代链的子代DNA(只含14N)分子数＝2n个2个(2n－2)个(2)脱氧核苷酸链数：①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝②亲代脱氧核苷酸链数(15N)＝③新合成的脱氧核苷酸链数(14N)＝2n＋1条2条(2n＋1－2)条4.DNA复制过程中的相关计算①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸？②第n次复制，消耗该脱氧核苷酸数？(3)消耗的脱氧核苷酸数：m(2n－1)个m·2n－1例、一个具有a个碱基对的DNA，含有b个A，该DNA完成n次复制，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸多少个？一个DNA含有胞嘧啶脱氧核苷酸：(2a-2b)/2完成n次复制，净增DNA：2n-1（2n-1）X(2a-2b)/2DNA复制的相关计算（3）减数分裂染色体标记问题3H3H3H3H

1H培养基3H1H

MⅠ

MⅡ100%精细胞含3H有丝分裂染色体标记问题3H3H3H3H

1H培养基3H1H第1次有裂

100%子细胞含3H

1H培养基第2次有裂

第2次有裂

2/4、3/4、4/4

子细胞含3H将某一核DNA被3H充分标记的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含3H的培养液中培养，并经过连续两次细胞分裂。下列有关说法不正确的是()A．若进行有丝分裂，则子细胞中含3H的染色体