高三一轮复习生物18.DNA的结构复制基因是有遗传效应的DNA片段课件

元素：CHONP

↓化学组成:磷酸、脱氧核糖、含氮碱基AGCT共6种↓（彻底水解产物）基本单位:4种脱氧核苷酸（初步水解产物）

腺嘌呤(A)脱氧核苷酸、鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸、胞嘧啶(C)脱氧核苷酸、胸腺嘧啶(T)脱氧核苷酸

↓单链：脱氧核苷酸链

↓（脱氧核苷酸之间脱水缩合形成磷酸二酯键）平面结构：反向平行

↓空间结构：规则的双螺旋结构一、DNA分子的结构特点（P50）

构建者：沃森，克里克反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构2.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.碱基之间通过氢键连接成碱基对，遵循碱基互补配对原则二、DNA分子的特性：多样性、特异性（课本P59）碱基对的排列顺序（脱氧核苷酸的排列顺序）代表遗传信息48页3.发现历程：威尔金斯和富兰克林的衍射图谱--螺旋结构；查哥夫--A=T,C=G；沃森、克里克提出双螺旋结构。DNA的初步水解产物：4种脱氧核苷酸

DNA的彻底水解：4种碱基、脱氧核糖、磷酸53页

分子半保留复制的实验验证：同位素标记法、密度梯度离心法。1.时间：有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期3步：解旋合成子链模板：亲代DNA两条链原料：1原则：4条件：★4种游离的脱氧核苷酸碱基互补配对原则能量:酶:4.特点：边解旋边复制，半保留复制（方式）6.意义P56：保持遗传信息的连续性复旋：ATP解旋酶、DNA聚合酶2.场所：5.2个准确复制的原因P56①DNA分子独特的双螺旋结构提供精确的模板②碱基互补配对原则保证复制准确进行真核生物主要细胞核，其次线粒体、叶绿体母链和新合成的子链盘旋成双螺旋结构探究学习双螺旋结构构建的科学史历程：科学家、方法、结论前12.脱氧核苷酸的模型图，标注碳原子的位置和碱基的名称前2双螺旋结构的主要特点前3平面结构图：3个碱基对的后1结构中的数量关系：氢键数、游离磷酸数、一个磷酸与几个脱氧核糖连接、一个脱氧核糖连接几个碱基、磷酸二酯键数、碱基之间的数量规律后2中的位置关系：单链中相邻碱基和双链中相邻碱基的连接方式；与化学键相关的酶；后3的三个特性及原因后4思考：1.反向平行如何识别？2.化学键（氢键、磷酸二酯键）3.相邻碱基的连接4.哪种碱基对多，DNA稳定？5.遗传信息（储存部位、最大量）6.各部分名称的识别7.构建者一、DNA结构的特点C、H、O、N、P①脱氧核糖的形态②游离的磷酸基团GC碱基对①氢键：破坏：解旋酶、高温②磷酸二酯键：形成：DNA聚合酶、DNA连接酶

破坏：限制酶、DNA酶2条链：氢键1条链：脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖碱基对的排列顺序沃森克里克二、DNA分子的特点三、碱基互补配对原则在解题中的应用1.碱基互补配对原则对遗传信息的传递具有什么意义？2.公式：①两条链中嘌呤=嘧啶=1/2碱基总数②互补碱基之和在每条链和总链中的比例相同③非互补碱基之和在两条链中互为倒数，总链中等于1A=T(两个氢键)、GC(三个氢键)DNA的特异性是由碱基的排列顺序决定的，而不是由配对方式决定的，配对方式只有四种：A—T、C—G、T—A、G—C。并非所有DNA片段都是基因，基因是有遗传效应的DNA片段，不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将不同的基因分隔开。A＋G＝T＋CG1＋C1A1＋T1＝mG2＋C2A2＋T2＝mG＋CA＋T＝m(A＋T)%＝(A1＋T1)%＝(A2＋T2)%＝(A3＋U3)%5.已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的（）A.32.9%，17.1%

%，18.7%C.18.7%，31.3%

%，32.9%B(A＋T)%＝(A1＋T1)%＝(A2＋T2)%=64.2%T1=32.9%T2=?(G＋C)%＝(G1＋C1)%＝(G2＋C2)%=35.8%C1=17.1%C2=?归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律

三维p1736．(2021·临沂模拟)某双链DNA分子中含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该DNA分子

(

)A．四种含氮碱基A∶T∶G∶C＝4∶4∶7∶7B．若该DNA中A为p个，占全部碱基的n/m(m>2n)，则G的个数为pm/2n－pC．碱基排列方式共有4200种D．含有4个游离的磷酸基团该DNA分子中A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7；若该DNA分子中A为p个，其占全部碱基的n/m，则全部碱基数为pm/n，所以G的个数为÷2，即pm/2n－p；对于某种特定的DNA分子其碱基的排列方式是特定的，只有一种；一个DNA分子含有2个游离的磷酸基团。B1．从某种生物中提取出核酸样品，经检测和计算后，碱基之间的相互关系如下：(A+T)/(G+C)＝1，(A+G)/(T+C)＝1。据此结果，该样品(

)A．确定是双链DNA B．确定是单链DNAC．无法确定单双链 D．只存在于细胞核中2．在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤与胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤与胞嘧啶分别占碱基总数的（

）A．24%，22% B．22%，28% C．26%，24% D．23%，27%链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占30%、20%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为________。4．(2014·山东高考)某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是(

)例题CA25%C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；四、DNA半保留复制的证据1.你能够根据DNA的结构特点，设想DNA的复制机制可能是怎样的？半保留复制方式假说的提出者是？内容是？--P533.梅塞尔森探究过程中采用的研究方法是什么？采用了哪些实验技术？4.该实验方法的具体步骤是什么？--P54结果是？--P55不同DNA条带标记情况和分布。碱基互补配对原则是指DNA两条链的碱基之间有准确的一一对应关系，暗示DNA的复制可能需要先解开DNA双螺旋的两条链，然后通过碱基互补配对合成互补链。假说—演绎法同位素标记法、密度梯度离心法沃森、克里克

差速离心法：差速离心主要是采取逐渐提高离心速度的方法分离不同大小的细胞器。起始的离心速度较低，让较大的颗粒沉降到管底，小的颗粒仍然悬浮在上清液中。收集沉淀，改用较高的离心速度离心悬浮液，将较小的颗粒沉降，以此类推，达到分离不同大小颗粒的目的。密度梯度离心法：用一定的介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯度，将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部，通过重力或离心力场的作用使细胞分层、分离。区别二：：转速不同差速离心法：用多个离心转速。密度梯度离心法：只用一个离心转速。假如全保留复制是正确的，第一代的结果：一半的细胞中DNA是15N/15N-DNA，另一半的细胞中DNA是14N/14N-DNA；第二代的结果：1/4的细胞中DNA是15N/15N，3/4的细胞中DNA是14N/14N-DNA。注意审题思考：第一代只出现一条居中的DNA条带，这个结果排除了哪种复制方式？实验步骤：a.在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N-DNA（对照）；b.在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N-DNA（亲代）；c.将亲代15N大肠杆菌转移到氮源为含14N的培养基中，再连续繁殖两代（Ⅰ和Ⅱ），收集大肠杆菌并提取DNA，并进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。实验预测：（1）如果与对照（14N/14N）相比，子代Ⅰ能分辨出两条DNA带：一条___带和一条___带，则可以排除___和分散复制。（2）如果子代Ⅰ只有一条中密度带，则可以排除_______，但不能肯定是_______________。（3）如果子代Ⅰ只有一条中密度带，再继续做子代ⅡDNA密度鉴定：若子代Ⅱ可以分出_________和_______，则可以排除分散复制，同时肯定是半保留复制；如果子代Ⅱ不能分出_______两条密度带，则排除____，同时确定为______。轻（14N/14N）

重（15N/15N）

半保留复制

全保留复制

半保留复制或分散复制

一条中密度带

一条轻密度带

中、轻

半保留复制

分散复制关于DNA的复制方式，早期的推测有全保留复制、半保留复制、分散复制三种(如下图)。究竟哪种复制方式正确呢?下面请设计实验来证明DNA的复制方式。思考1.若A（腺嘌呤脱氧核苷酸）为m个，

则复制n次，需要A数为（2n

-1）×m

则第n次复制，需要A数为（2n-1）×m2.看清楚碱基个数与碱基对数；培养几代指复制几次五、半保留复制在解题中的应用（一）1.时间：有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期2.场所：4.特点：边解旋边复制，半保留复制（方式）5.2个准确复制的原因①DNA分子独特的双螺旋结构提供精确的模板②碱基互补配对原则保证复制准确进行冈崎片段后随链先导链六、DNA复制主要：细胞核；其次：线粒体、叶绿体（原核：拟核、质粒）

解旋-合成子链-重新螺旋（P55最后一段）结果DNA复制的意义9．(2021·南通模拟)如图1表示的是细胞内DNA的复制过程，图2表示图1中RNA引物去除并修复的过程。相关叙述正确的是()DNA聚合酶不能从头合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，因此在复制过程中需要RNA引物，DNA分子为边解旋边复制，两条链反向平行，两条子链合成过程所需的RNA引物数量不同，A正确；由题图可知，酶1、2可催化RNA降解，去除引物，B正确；酶3是DNA聚合酶，催化游离的脱氧核糖核苷酸连接到DNA单链上，C错误；酶4是DNA连接酶，催化两个DNA单链片段的连接，D正确。ABD

用14N标记大肠杆菌的DNA双链，然后在含15N的培养液中让其繁殖两代，提取每代大肠杆菌的DNA并作相应处理。①亲代大肠杆菌繁殖N代(N≥2)，实验结果中轻带、中带、重带中DNA分子数量之比应为____。②图3中DNA片段2至少需要经过________次复制才能获得DNA片段3。①0∶2∶2N－2

②2A．两条子链合成过程所需的RNA引物数量不同B．酶1、2可催化RNA降解，去除引物C．酶3是DNA聚合酶，催化游离的核糖核苷酸连接到DNA单链上D．酶4是DNA连接酶，催化两个DNA单链片段的连接总结说明果蝇的DNA有多个复制起点，可同时从不同起点开始DNA的复制，由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。注意：①DNA复制时子链的延伸方向是？②课本P56拓展习题2，复制泡。切割磷酸二酯键的酶限制酶、D/RNA水解酶形成磷酸二酯键的酶是D/RNA聚合酶、D/RNA连接酶、逆转录酶下面是DNA复制的有关图示。A→B→C表示大肠杆菌的DNA复制。D→F表示哺乳动物的DNA复制。图中黑点表示复制起点，“→”表示复制方向，“⇨”表示时间顺序。(1)若A中含有48502个碱基对，而子链延伸速率是105个碱基对/min，假设DNA分子从头到尾复制，则理论上此DNA分子复制约需30s，而实际上只需约16s，根据A→C过程分析，这是因为_________________。特点1：双向复制复制是双向进行的(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2m之长，若按A→C的方式复制，至少需要8h，而实际上只需要约2h，根据D→F过程分析，是因为_________________________________。DNA分子中有多个复制起点特点2：多起点复制（真核生物）(3)A→F均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制是_________________的。边解旋边复制特点3：边解旋边复制(4)C与A相同，F与D相同，C、F能被如此准确地复制出来，是因为_______________

①DNA独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板。②复制过程严格遵循碱基互补配对原则。质粒是能够自我复制的小型环状DNA分子。将无放射性标记的大肠杆菌质粒置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养,使新合成的DNA链中的脱氧胸苷均被3H标记。在第二次复制未完成时将DNA复制阻断,结果如下图所示。下列理解错误的是(

)A.Ⅰ所示两条DNA子链的延伸方向不同Dθ型结构复制环状DNA，如大肠杆菌、多瘤病毒DNA，因为只有一个复制起始点，其复制眼形成希腊字母θ型结构，随着复制的进行，复制眼逐渐扩大，直至整个环状分子。1.基因等同于DNA吗？1条染色体上有多少个DNA，多少个基因？2.一个DNA分子的碱基总数与其所有基因的碱基总数相同吗?你的结论说明了什么？3.如何理解基因的遗传效应？4.基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？非基因的碱基序列基因DNA判断：一个含n个碱基的DNA分子，转录的mRNA分子的碱基数是n/2

遗传效应是指具备某种性状的信息，能够控制某种性状的发育和遗传，反映出来的效果是控制蛋白质的合成从而表现出性状（基因是控制生物性状的结构和功能的基本单位）

不是，大部分随机排列的脱氧核苷酸序列从来不曾出现在生物体内，而有些序列却会在生物体内重复数千次甚至数百万次，理论上所有碱基对的随机排列都可构成基因，但事实上基因要有特定的遗传效应，其控制的性状要适应环境，经受自然环境的选择、进化七、基因是有遗传效应的DNA片段说明基因是DNA片段，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的。非编码区非编码区启动子：RNA聚合酶的识别和结合位点开始转录编码区（1）原核生物基因终止子：终止转录2.基因的结构非编码区组成：编码区上游与编码区下游功能：不能编码蛋白质，调控遗传信息的表达启动子：RNA聚合酶结合位点转录起始的信号终止子：终止RNA的合成编码区：编码蛋白质的合成（2）真核生物基因原核细胞真核细胞不同点编码区是连续的编码区是间隔的、不连续的相同点都由能够编码蛋白质的编码区和具有调控作用的非编码区组成的每个染色体上有一个或两个DNA分子功能关系每个DNA分子上有许多基因每个基因由许多脱氧核苷酸组成基因是有遗传效应的DNA片段基因在染色体上，呈线性排列染色体是DNA的主要载体基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息DNA是主要的遗传物质基因是遗传物质结构和功能的基本单位5.染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系数量关系位置关系五、半保留复制在解题中的应用（二）——DNA复制与细胞分裂中染色体标记情况分析第一次有丝分裂：中期：

后期：子细胞含放射性标记的细胞数：

子细胞中含放射性标记的染色体条数第二次有丝分裂：中期：

后期：子细胞中含放射性标记的细胞数：

子细胞中含放射性标记的染色体条数

每条染色体上两条染色单体都带有放射性

每条染色体都带有放射性

每条染色体上只有一条染色单体带有放射性

一半染色体带有放射性

2个子细胞都带有放射性

2n条染色体

2或3或4

0——2n条

第二次分裂：“31P//32P”最后形成的4个子细胞有三种情况：第一种情况是4个细胞都是；第二种情况是2个细胞是

，1个细胞是

，1个细胞是

；第三种情况是2个细胞是

，另外2个细胞是

减数分裂中染色体标记情况分析“31P//32P”由于减数分裂没有细胞周期，DNA只复制一次，因此产生的子染色体都带有标记。只研究一条染色体:若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。(2021·山东，5p178)利用农杆菌转化法，将含有基因修饰系统的T－DNA插入到水稻细胞M的某条染色体上，在该修饰系统的作用下，一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U，脱氨基过程在细胞M中只发生一次。将细胞M培育成植株N。下列说法错误的是()的每一个细胞中都含有T－DNA自交，子一代中含T－DNA的植株占3/4经n(n≥1)次有丝分裂后，脱氨基位点为A－U的细胞占1/2n经3次有丝分裂后，含T－DNA且脱氨基位点为A－T的细胞占1/2D6．(P177)用15N标记两条链含有100个碱基对的DNA分子，其中胞嘧啶有60个，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制3次。下列有关说法不正确的是

(

)A．该DNA分子含有的氢键数目是260个B．该DNA分子复制3次共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸320个C．子代DNA分子中含15N的单链与含14N的单链之比为1∶7D．子代DNA分子中含15N的DNA分子与含14N的DNA分子之比为1∶4B胞嘧啶有60个，则G有60个，A和T各有40个，氢键数目为60×3＋40×2＝260(个)，A正确；复制3次共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数目为(23－1)×40＝280(个)，B错误；该DNA分子复制3次共产生8个DNA分子、16条DNA单链，其中2条链含15N，2个DNA分子含有15N，故含15N的单链与含14N的单链之比为2∶14，即1∶7，C正确；该DNA分子复制3次共产生8个DNA分子，其中8个DNA分子都含有14N，故二者之比为1∶4，D正确M细胞染色体一个DNA分子的单链中C变为U，由于DNA复制的原料是脱氧核苷酸不含碱基U，故复制n次后脱氨位点含有A—U的细胞只有一个，复制n次后细胞总数为2n个，所以脱氨位点为A—U的细胞占1/2n，子代细胞1/2是正常的G—C，1/2是碱基对被替换的。其中一个DNA含有U—A(或A—U)，三个DNA为A—T(或T—A)，含T­DNA且脱氨基位点为A—T的细胞占3/8(2021·浙江6月选考

p178)在DNA复制时，5­溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)可作为原料，与腺嘌呤配对，掺入新合成的子链。用Giemsa染料对复制后的染色体进行染色，DNA分子的双链都含有BrdU的染色单体呈浅蓝色，只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝色。现将植物根尖放在含有BrdU的培养液中培养，取根尖用Giemsa染料染色后，观察分生区细胞分裂中期染色体的着色情况。下列推测错误的是(

)A．第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色B．第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体着色都不同C．第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体均为1/4D．根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后，还能观察到深蓝色的染色单体C由于减数分裂没有细胞周期，DNA只复制一次，因此产生的子染色体都带有标记。只研究一条染色体:若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。1.(2021·天津和平区摸底)用32P标记某植物体细胞(含12条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期一个细胞中染色体携带32P标记的情况是(

)A．带有32P标记的DNA分子数与染色体数相同B．带有32P标记的染