DNA的结构复制及基因是有遗传效应演示文稿

DNA的(De)结构复制及基因是有遗传效应演示文稿第一页，共五十七页。DNA的(De)结构复制及基因是有遗传效应第二页，共五十七页。一、DNA分子的结构沃森和克里克于1953年提出(Chu)DNA的

模型。1．化学结构(1)基本组成单位：

。①双螺旋结构②脱氧核苷酸第三页，共五十七页。(2)种类：

种。(3)连结(Jie)方式：通过

方式连接成脱氧核苷酸链。③4④聚合第四页，共五十七页。2．空间结构(1)两条脱氧核苷酸长链

平行盘旋而成。(2)外侧的基本骨架由

连接而成，

排列于内侧。(3)两条长链上的碱基通过氢键按(An)

原则形成碱基对(A－T，G－C)。⑤反向⑥脱氧核糖和磷酸交替⑦碱基⑧碱基互补配对第五页，共五十七页。3．结(Jie)构特点稳定性：脱氧核糖和磷酸交替排列的顺序稳定不变，两条链间碱基互补配对的方式不变。多样性：

的排列顺序是千变万化的。特异性：每个DNA都有特定的

。⑨碱基对⑩碱基对排列第六页，共五十七页。1．DNA初步水解和彻底水解的产物各是什么？2．同(Tong)一生物不同(Tong)细胞中，DNA的结构和DNA分子数目相同吗？第七页，共五十七页。二、DNA的复制1．实验证据材料：大肠杆菌。方法：

法、离心技术。结论：DNA的复制是以

方式进行的。2．概念：以亲代DNA分子为模板，合成子代DNA分子的过(Guo)程。3．时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期。⑪同位素标记⑫半保留第八页，共五十七页。4．条件模板：两条母链。原料：细胞中游离的

。能量：

。酶：解旋酶、聚合酶等。5．复制过程(1)解旋：在

的作用下，把两条螺旋的双链解开；(2)以解开的母链为模板，按碱基互补配对原则，合成子链；(3)每一条子链与(Yu)对应的母链盘旋成双螺旋结构，形成两个新DNA分子。

⑬四种脱氧核苷酸⑭ATP⑮解旋酶第九页，共五十七页。6．特点：边解旋边复制，半保留复制。7．结果：一个(Ge)DNA分子形成

个完全相同的DNA分子。8．意义：使遗传信息从亲代传递给子代，保持了 的连续性。⑯两⑰遗传信息第十页，共五十七页。9．精确复制(Zhi)原因第十一页，共五十七页。3．真核(He)生物、原核(He)生物、病毒的DNA复制场所各是什么？第十二页，共五十七页。三、基因是有遗传效应的DNA片段1．基因与DNA的关系(1)基因是有

的DNA片段(2)每个DNA分子含有

个基因(3)DNA分子中存在不是基因的片段2．遗传信息(1)DNA分子能够储存足够量的遗传信息(2)遗传信息蕴藏(Cang)在4种碱基的

之中(3)DNA分子的多样性源于

的多样性⑳遗传效应许多排列顺序碱基对排列顺序第十三页，共五十七页。

思(Si)考探讨提示：1．初级产物是四种脱氧核苷酸、彻底水解产物有磷酸、脱氧核糖和碱基(A、T、G、C4种)。2．结构相同，细胞核中DNA数目相同，细胞质中DNA数目不相同。3．分别是细胞核、细胞质、宿主细胞内。第十四页，共五十七页。第十五页，共五十七页。一、DNA分子的结构1．DNA分子的组成和结构(1)基本(Ben)元素组成：C、H、O、N、P五种元素。(2)基本组成单位——4种脱氧核苷酸。第十六页，共五十七页。腺嘌呤(A)…………腺嘌呤脱氧核苷酸(Suan)鸟嘌呤(G)…………鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶(C)…………胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶(T)…………胸腺嘧啶脱氧核苷酸第十七页，共五十七页。2．平面结构：两条脱氧核苷酸(Suan)长链。第十八页，共五十七页。3．空间双螺旋结构(1)DNA分子是由两条脱氧核苷酸长链，按反向平行(Xing)(指一条链的起点为磷酸，另一条链的起点为脱氧核糖)方式盘绕成双螺旋结构。(2)基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接而成。(3)中间的碱基严格按碱基互补配对原则(A与T配对，G与C配对)形成碱基对。(4)DNA分子中，脱氧核苷酸数∶脱氧核糖数∶磷酸数∶含氮基数＝1∶1∶1∶1。第十九页，共五十七页。4．DNA分子的结构特(Te)点(2)多样性：DNA分子中碱基对排列顺序多种多样。(3)特异性：每种生物的DNA分子都有特定的碱基顺序，储存有特定的遗传信息。第二十页，共五十七页。(1)决定DNA分子特异性的是(2)DNA分子的多样性和特异性从分子水平上解释了生物体具有多样性和特异性的原因。(3)DNA分子中碱基对(脱氧核糖核苷酸)排列顺序代表的是遗传信(Xin)息，若一DNA分子由n个碱基对构成，则可代表的遗传信息有4n种(注：n是碱基的对数)。(4)配对的碱基，A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键，C－G对占比例越大，DNA结构越稳定。第二十一页，共五十七页。在同一(Yi)条脱氧核苷酸链中，相邻2个碱基之间通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖间接相连。第二十二页，共五十七页。1．在DNA分子的一条单链中，相邻的碱基A与T是通过下列哪种结构连接起来(Lai)的 (

)A．氢键B．脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖C．肽键

D．磷酸—脱氧核糖—磷酸第二十三页，共五十七页。【解析】组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，1分子脱氧核苷酸由1分子磷酸，1分子含(Han)氮碱基和1分子脱氧核糖组成，其连接方式如右图所示：含氮碱基连接在脱氧核糖的“1”位碳原子上，因此DNA单链中，相邻碱基的连接应含有两个脱氧核糖，应选B。【答案】

B第二十四页，共五十七页。2．(2009年山东省高考信息优化卷)如右图为核苷酸链结构图，下列表述不正确的是 (

)A．能(Neng)构成一个完整核苷酸的是图中的aB．图中与每个五碳糖直接相连的磷酸有1个C．各核苷酸之间是通过化学键③连接起来的D．若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是T【答案】

B第二十五页，共五十七页。二、碱基互补配对原则及DNA复制的(De)有关计算1．碱基互补配对原则及相关推论(1)原则：A－T，G－C，图示为：第二十六页，共五十七页。(2)推论：①腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶相等，即A＝T，G＝C。②嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A＋G＝T＋C。③在双链DNA分子中，互补碱基之(Zhi)和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。设在双链DNA分子中的一条链上A1＋T1＝n%，因为A1＝T2，A2＝T1，则：A1＋T1＝A2＋T2＝n%。第二十七页，共五十七页。所以A＋T＝A1＋A2＋T1＋T2＝ ＝n%。可简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。④双链DNA分子中，非(Fei)互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。设双链DNA分子中，一条链上：第二十八页，共五十七页。简记为：“DNA两互补链中，不配对两碱(Jian)基和的比值乘积为1。”第二十九页，共五十七页。2．DNA复制的有关计算(1)DNA不论复制多少次，产生(Sheng)的子代DNA分子中含母链的DNA分子数总是2个，含母链也总是2条。(2)复制n代产生的子代DNA分子数为2n，产生的DNA单链为2n×2＝2n＋1。故复制n次后，含亲代DNA链的DNA分子数占子代DNA分子总数的比例为

子代DNA分子所含的亲代DNA链占子代DNA中脱氧核苷酸链的比例为

第三十页，共五十七页。(3)复制所(Suo)需的脱氧核苷酸数＝a×(2n－1)，其中的a为所求的脱氧核苷酸在原来DNA(即作模板的亲代DNA)分子中的数量，n为复制次数。第三十一页，共五十七页。3．(2010年三亚)假设一个DNA分子片段中含碱基T共312个，占全部碱基的26%，则此DNA片断中碱基G所占百分比和数(Shu)目分别是 (

)A．26%,312个 B．24%,288个C．24%,298个 D．12%,144个第三十二页，共五十七页。【解析】

DNA的碱基数目(Mu)和比例严格遵循碱基互补配对原则，即DNA中有一个A，必须有一个和其互补的T，有一个C，必有一个G。根据这个原理可知G＝ ＝24%，又知T共312个，占26%，则可知该DNA中共有碱基312÷26%＝1200，前面已计算出G占24%，则G的数目是1200×24%＝288个。【答案】

B第三十三页，共五十七页。4．用15N标记细菌的DNA分子，再(Zai)将它们放入含14N的培养基中连续繁殖四代，a、b、c为三种DNA分子：a只含15N，b同时含14N和15N，c只含14N，则下图所示，这三种DNA分子的比例正确的是 (

)第三十四页，共五十七页。【解析】

假设亲代(Dai)DNA分子为n个，则繁殖四代后，DNA分子总数为16n，其中，只含15N的DNA分子为0个，同时含14N和15N的分子为2n个，只含14N的分子有14n个，则它们呈现的比例为D图所示。【答案】

D第三十五页，共五十七页。三、基因与脱氧核(He)苷酸、DNA和染色体之间的关系关系内容基因与脱氧核苷酸基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息基因与DNA基因是有遗传效应的DNA片段，每个DNA分子上有很多个基因基因与染色体基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体第三十六页，共五十七页。关系内容图示第三十七页，共五十七页。5．对染色体、DNA、基因三者关系的叙述中，错误的是 (

)A．每条染色体上含有一个或两个DNA分子，每个DNA分子上含有多个基因B．都能复制、分离和传递，且三者行为一致C．三者都是生物细胞内的遗传物质(Zhi)D．生物的传种接代中，染色体的行为决定着DNA和基因的行为【答案】

C第三十八页，共五十七页。6．(2010年烟台模拟)下列有关真核生物基因的说法，正确的是 (

)①基因是有遗传效应的DNA片段②基因的基本单位是核糖核苷酸③基因存在于细胞核、核糖体等结构④基因表(Biao)达时会受到环境的影响⑤DNA分子每一个片段都是一个基因⑥基因在染色体上呈线性排列⑦基因的分子结构首先由摩尔根发现A．两种 B．三种C．四种 D．五种【答案】

B第三十九页，共五十七页。(2009年广东生物)有关DNA分子结构的叙述，正确的是(多选) (

)A．DNA分子由4种脱氧核(He)苷酸组成B．DNA单链上相邻碱基以氢键连接C．碱基与磷酸基相连接D．磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架第四十页，共五十七页。【解析】

DNA分子由4种脱氧(Yang)核苷酸组成，每一种脱氧(Yang)核苷酸又是由一分子磷酸、一分子含氮碱基、一分子脱氧(Yang)核糖组成的。对于DNA分子来说，磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架。【答案】

AD第四十一页，共五十七页。(2008年高考上海卷)某个DNA片段由500对碱基组成，A＋T占碱基总数的34%，若该(Gai)DNA片段复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为 (

)A．330

B．660C．990 D．1320第四十二页，共五十七页。【解析】

根据题意可知：该(Gai)DNA分子中共有1000个碱基，其中A＝T＝170(个)，G＝C＝330(个)。该DNA片段复制2次共形成4个子代DNA分子，其中净增加(合成)的有3个，因此复制时所需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的个数为：330×3＝990(个)。【答案】

C第四十三页，共五十七页。DNA指纹技术在亲子鉴定、侦察罪(Zui)犯等方面成为最可靠的鉴定技术，发挥越来越重要的作用。用DNA分子杂交技术进行物种间关系的鉴定，从分子生物学上鉴定不同物种的亲缘关系，还可用于病毒的检测、人类遗传病的诊断等。

第四十四页，共五十七页。1．在正常情况下，细胞内完(Wan)全可以自主合成组成核酸的核糖和脱氧核酸。现在细胞系由于发生基因突变而不能自主合成核糖和脱氧核糖，必须从培养基中摄取。为验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸，现提供如下实验材料，请你完成实验方案。(1)实验目的：验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸。(2)实验材料：突变细胞系、基本培养基、12C—核糖核苷酸、14C—核糖核苷酸、12C—脱氧核苷酸、14C—脱氧核苷酸、放射性探测显微仪等。第四十五页，共五十七页。(3)实验原理DNA主要分布在________，其基本组成单(Dan)位是__________；RNA主要分布在________，其基本组成单位是________。(4)实验步骤第一步：编号。取基本培养基两个，编号为甲、乙。第二步：设置对比实验。在培养基甲中加入适量的12C—核糖核苷酸和14C—脱氧核苷酸；在培养基乙中加入等量的________________________。第四十六页，共五十七页。第三步：培养。在甲、乙培养基中分别接种等(Deng)量的突变细胞系，放到____________________培养一段时间，让细胞增殖。第四步：观察。分别取出培养基甲、乙中的细胞，用放射性探测显微仪探测观察________________。(5)预期结果①培养基甲中____________________；②培养基乙中_______________________。(6)实验结论：______________________。第四十七页，共五十七页。【答案】

(3)细胞核脱氧核苷酸细胞质核糖核苷酸(4)第二步：14C—核糖核苷酸和12C—脱氧核苷酸第三步：适宜的相同环境中第四步：细胞核和细胞质的放射(She)性强弱(5)①细胞的放射性部位主要在细胞核②细胞的放射性部位主要在细胞质(6)DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸第四十八页，共五十七页。2．某校一个生物活动小组要(Yao)进行研究性学习，对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DNA复制的方式进行探索，有人认为DNA是全保留复制，也有人认为DNA是半保留复制。为了证明这两种假设，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。第四十九页，共五十七页。(1)实验步骤：第一步：在(Zai)氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N－DNA；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N－DNA。用某种离心方法分离得到的结果如上图所示，其DNA分别分布在轻带和重带上。第二步：将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上繁殖一代(Ⅰ)，请分析：如果DNA出现________________，则是全保留复制；第五十页，共五十七页。如果DNA出现________________，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)转(Zhuan)移到含14N的培养基上连续繁殖两代(Ⅱ)，请分析：如果DNA出现________________，则是全保留复制；如果DNA出现________________，则是半保留复制。

第五十一页，共五十七页。【解析】

亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上繁殖一代(Ⅰ)后，全保留复制的话，2个DNA分子中1个DNA是14N－DNA、另外(Wai)1个DNA是15N－DNA，故一半在轻带位置，一半在重带位置；半保留复制的话，2个DNA分子中都是各一条链含14N、一条链含15N，故全部位于中带位置。亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上连续繁殖两代(Ⅱ)后，全保留复制的话，4个DNA分子中1个DNA是15N－DNA、另外3个DNA是14N－DNA，故3/4在轻带位置，1/4在重带位置；半保留复制的话，2个DNA分子中都是各一条链含14N、一条链含15N，另