总复习之2DNA复制专题共55张

第三章第2讲DNA分子的结构和复制1、19世纪50年代科学界认识到DNA的化学组成。一）、DNA双螺旋结构的构建(1)DNA的基本组成元素有哪些？C、H、O、N、P(2)DNA的基本组成单位是什么？由哪几种物质组成？脱氧核苷酸=含氮碱基+脱氧核糖+磷酸含氮碱基：A、T、G、C考点一、DNA分子的结构2、1951年威尔金斯展示了DNA的X射线的衍射图谱，并且获得相关其数据推测出DNA呈双螺旋结构3、沃森和克里克提出DNA双螺旋结构的初步构想。4、1952年查哥夫指出：腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量（A=T），鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量(G=C).5、1953年沃森和克里克发表论文《核酸的分子结构模型－脱氧核糖核酸的一个结构模型》总结：脱氧核糖碱基磷酸AGCT1、基本单位－脱氧核苷酸1′2′3′4′5′2、DNA的化学结构连接

ATGCATGC3’-5’磷酸二酯键氢键5’5’3’3’注意：①每形成一个磷酸二酯键要脱去一分子的水②每条脱氧核苷酸链上都只有一个游离的磷酸基。因此每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个。③处于一条链某一端的五碳糖上仅连接了一个磷酸和一个含氮碱基，但是其余的五碳糖上均连接两个磷酸和一个含氮碱基。（1）氢键：配对的碱基间形成碱基对，通过氢键相连，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。可用DNA解旋酶断裂，也可用高温断裂。（2）磷酸二酯键：连接磷酸和相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖的化学键，可用限制酶切断，可用DNA连接酶或DNA聚合酶连接。3.结构中的化学键4、DNA的双螺旋结构(空间结构)构成方式位置双螺旋外侧双螺旋内侧碱基对主链(骨架)①脱氧核糖与磷酸交替连接；②两条主链呈反向平行；③盘绕成规则的双螺旋。①主链上对应碱基以氢键连结成对；②碱基互补配对（A—T，G—C）5.结构特点（1）稳定性：DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变；碱基之间的氢键维持了双螺旋结构的稳定。（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DNA有别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。6.水解产物及氢键数目计算（1）DNA水解产物：初步水解产物是脱氧核苷酸，彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。（2）氢键数目计算：若碱基对为n，则氢键数为2n～3n,若已知A有m个，则氢键数为3n-m。【高考警示钟】案例：在DNA分子的一条单链中相邻的碱基A与T通过什么连接？正确答案：-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-错误答案：氢键分析：受思维定势的影响，未注意“一条单链中相邻的碱基A与T”，看到A与T的连接就认为是氢键，实际上DNA分子两条单链上的碱基A与T通过氢键连接，一条单链中的相邻碱基A与T通过“-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-”连接。下图是DNA分子结构模式图，用文字填出1—10的名称。PPPPACTG1234567891012345678910胞嘧啶（C）腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）脱氧核糖磷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸碱基对氢键一条脱氧核苷酸链的片段【典例训练1】（2012·威海模拟）如图为DNA分子的结构示意图，对该图的正确描述是()A.②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架B.①②③构成胞嘧啶脱氧核苷酸C.当DNA复制时，DNA连接酶催化④的形成D.DNA分子中⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、TD1、下列关于DNA分子结构的叙述中，错误的是（）A、每个DNA分子中都会含有四种脱氧核苷酸B、每个DNA分子中，都是碱基数=磷酸数=脱氧核苷酸数=脱氧核糖数C、双链DNA分子中的一段，若含有40个腺嘌呤，就应同时含有40个胸腺嘧啶D、每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基D【变式备选】【变式备选】1、在DNA分子双螺旋结构中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有2个氢键，胞嘧啶与鸟嘌呤之间有3个氢键。现有四种DNA样品，根据样品中碱基的百分含量判断最有可能来自嗜热菌（生活在高温环境中）的是()A.含胸腺嘧啶32%的样品B.含腺嘌呤17%的样品C.含腺嘌呤30%的样品D.含胞嘧啶15%的样品B核酸的结构和功能1.核酸是生物的遗传物质，因主要存在于细胞核中呈酸性而得名。2.包括DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）两种。3.DNA是绝大多数生物的遗传物质，RNA是极少数不含DNA的病毒的遗传物质。4.化学元素组成：C、H、O、N、P5.基本组成单位：核苷酸DNA——脱氧（核糖）核苷酸RNA——核糖核苷酸回顾：ＤＮＡＲＮＡ全称五碳糖碱基基本单位主要存在位置结构功能脱氧核糖核酸核糖核酸脱氧核糖核糖Ａ、Ｇ、Ｃ、ＴＡ、Ｇ、Ｃ、Ｕ脱氧核苷酸（4种)核糖核苷酸(4种）细胞核细胞质规则的双螺旋结构单链主要的遗传物质少数病毒的遗传物质ＤＮＡ和ＲＮＡ的比较判断下列生物中所含核苷酸的种类与数量：①噬菌体：(

)种，为

核苷酸②烟草花叶病毒：(

)种，为

核苷酸③烟草细胞：(

)种，为

核苷酸核糖脱氧(核糖)4484种脱氧(核糖)

4种核糖核苷酸问题回顾：4、构成DNA的核苷酸有几种？问题讨论：1、构成DNA的碱基有几种？3、构成核酸的碱基有几种？5、构成RNA的核苷酸有几种？6、构成核酸的核苷酸有几种？2、构成RNA的碱基有几种？(4)(8)(4)(4)(5)(4)考点二、碱基互补配对原则应用设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知：A1=T2

，A2=T1，G1=C2

，

G2=C1。A

1T2T1A2G

1C2C1G

2DNA双链①DNA双链中，互补碱基的数量相等(A=T、C=G)；

但DNA单链中，互补碱基的数量不一定相等（A≠T、C≠G）

②在整个DNA分子中，两个不配对碱基之和相等，占碱基总数的50%。即:A+C=T+G=50%，A+G=T+C=50%可引申为：嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数1、根据碱基互补配对原则，在双链DNA中，下列四式正确的是（）（A≠C）。A、A+T/C+G=1B、A+C/G+T=1C、A+G/T+C≠1D、G+C/A+T=1B2、已知DNA分子中A占总碱基数的30%，则该DNA分子中G的百分比是（）。A、30%B、70%C、60%D、20%

D50%-30%3.一个DNA分子的碱基中，腺嘌呤占20%，那么在含有100个碱基对的DNA分子中，胞嘧啶应是_____60个对位训练：考点二、碱基互补配对原则应用A

1T2T1A2G

1C2C1G

2DNA双链设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知：A1=T2

，A2=T1，G1=C2

，

G2=C1。2、配对的碱基之和在单、双链中所占的比例相等A1+T1/单（A+T）/双==A2

+T2/单（G+C）/双G1+C1/单G2+C2/单==或者4.DNA分子一条链中的不互补碱基对的碱基之和的比值是另一条互补链中该比值的倒数。若（A1+C1）/（G1+T1）=a

则（A2+C2）/（G2+T2）=1/a3.DNA分子其中一条链中的互补碱基对的碱基之和的比值与另一条互补链中相等。若（A1+T1）/（G1+C1）=a

则（A2+T2）/（G2+C2）=a

在整个DNA分子（双链）中，A+G/T+C=1。在整个DNA分子（双链）中，A+T/C+G=a

。A

1T2T1A2G

1C2C1G

2DNA双链2、若DNA分子中一条链的碱基摩尔比为A︰C︰G︰T＝1︰1.5︰2︰2.5，则其互补链中嘌呤碱基与嘧啶碱基的摩尔比为（）A5︰4B4︰3C3︰2D5︰2B1、DNA分子的一条链中(A+T)/(G+C)=1.25，另一条链的这种比例是()3、DNA分子的一条单链中，A=20%，T=22%，求整个DNA分子中G=_____

29%对位训练：1.255、一种碱基在两条链中所占的比例等于这种碱基在每条单链中所占的比例之和的一半1、某双链DNA分子中，A占整个DNA碱基总数的27%，其中一条链上A占该链碱基总数的22%。求另一条链上A占其所在链碱基总数的百分含量。32%2、某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量。解析一：设DNA分子碱基总数为100.已知：A+T=54，则G+C=46所以，G1+C

1=G

2

+C2=23已知：G1=×100×22%=1112所以,C

2=G1=11则:G

2=23–11=12G

2A2+T2+G2+C2=1212×100=24%解析二:已知 A+T总=54%,则=46%G+C总所以G1+C11/2总=46%.已知1/2总G1=22%所以1/2总C1=46%–22%=24%因为G2=C1所以1/2总G2=24%24%6、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)/(C＋G)的比值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。7.由碱基种类及比例判断核酸的种类（1）(1)DNA和RNA的判断：(2)单链DNA和双链DNA的判断：若:嘌呤≠嘧啶⇒单链DNA

含有碱基T或脱氧核糖⇒DNA含有碱基U或核糖⇒RNA双链DNA中A=T、G=C，单链DNA中A≠T、G≠C，也可能A=T、G=C。或者RNA或者既有DNA又有RNA一、对DNA分子复制的推测

半保留复制全保留复制考点三、DNA分子复制沃森和克里克推测是半保留复制模型1、这些观点各有不同，如何来证明哪个观点是正确的？只能用实验来证明。2、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？

把原来的链做上标记，然后观察它在新DNA中出现的情况。二、DNA半保留复制的实验证据①1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料。④怎样把不一样的DNA分开呢？N、Ｐ③想一想：可以用什么同位素去标记DNA？密度梯度离心技术14N/14N—DNA15N/14N—DNA15N/15N—DNA轻带中带重带同位素示踪技术②运用技术：思考以下问题：1、大肠杆菌首先放在什么培养基中培养的？2、然后转移到什么培养基中培养的？3、如果是半保留复制的，离心后应该出现几条带？4、三条带离心后在试管中的分布如何？5、实验结论是什么？转移到含14NH4Cl的培养液中15N/15NDNA15N/14N

DNA14N/14NDNA15N/14N

DNA大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代红线代表15N链蓝线代表14N链红线代表15N链蓝线代表14N链提出假说演绎推理验证假说假说演绎（1）DNA的复制是半保留复制（2）子代DNA可能的情况及如何设计实验验证这种现象（3）通过实验进行验证解旋酶催化解旋：模板

（在DNA聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行碱基配对）复制:以母链为模板进行碱基配对母链（旧链）子链（新链）复制后的DNA:同时进行组成复制过程:1.概念：2.时间：总结：DNA分子复制的过程是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期3.场所：4、条件：(1)模板：(2)原料：(3)酶：(4)能量：亲代DNA的两条链(两条母链)四种脱氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶等①解旋：②合成子链：③形成子代DNA：5、过程：边解旋边复制6.特点：半保留复制7.DNA复制的结果：1DNA→2DNA能量，解旋酶，双链解开模板，四种脱氧核苷酸、碱基互补配对原则每一条子链与对应的母链盘旋成双螺旋结构9、复制的生物学意义：高原因：①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板②碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。8、复制的精确性：将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性10、影响DNA复制的外界条件复制过程:亲代(第一代)第二代第三代第四代15N14N四、DNA复制中相关计算的规律方法：DNA的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，则有：（1）子代DNA分子数为：2n个。①无论复制多少次，含有15N的DNA始终是2个。②含14N有的有2n个，只含14N的有（2n-2）个，做题时看准是“含”还是“只含”。（2）子代DNA分子总链数为：

2n╳2=2n+1条。①无论复制多少次，含15N的链始终是2条。做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。②含14N的链数是

：（2n+1-2）条。规律：（3）消耗的脱氧核苷酸数：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数为m·（2n-1）个。②第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m·2n-1。（4）如果DNA解旋时，一条链上的碱基出错，经过n次复制后，发生差错的DNA占有1/2（5）一定数量的碱基对所能构成的DNA分子种类=4n（n为碱基对数）【典例训练2】（2012·福州模拟）用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制四次。其结果不可能是()A.含有15N的DNA分子占1/8B.含有14N的DNA分子占7/8C.消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个D.产生了16个DNA分子B【变式备选】在一个密闭的容器里，用含有同位素13C的脱氧核苷酸合成一个DNA分子，然后加入普通的含12C的脱氧核苷酸，经n次复制后，所得DNA分子中含12C的脱氧核苷酸链数与含13C的脱氧核苷酸链数之比是()A.2n∶1B.（2n-2）∶nC.（2n-1）∶1D.（2n-2）∶2考点四、基因是有遗传效应的DNA片段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，每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。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1．染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系关系内容基因与生物性状基因是遗传物质结构和功能的基本单位，特定基因控制相应的性状DNA与染色体染色体主要由DNA和蛋白质构成。通常情况下一条染色体上含有1个DNA分子，染色体是DNA的主要载体四者之间的数量关系1条染色体1个或2个DNA分子许多基因成百上千个脱氧核苷酸四者之间的层次关系脱氧核苷酸基因DNA分子染色体感悟拓展

典例导悟C

C【变式备选】下列关于基因、遗传信息的描述，错误的是()A.基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体B.遗传信息可以通过DNA复制传递给后代C.互为等位基因的两个基因肯定具有相同的碱基数量D.遗传信息是指DNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序【解析】选C。基因是具有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状的结构和功能单位。基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体。等位基因是通过基因突变产生的，发生了碱基对的增添、缺失或替换，因此互为等位基因的两个基因不一定具有相同的碱基数量。【典例】取1个含有1对同源染色体的精原细胞，用15N标记细胞核中的DNA，然后放在含14N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的细胞个数可能是(

)

A．2

B．3