高二生物课件：6.1.2DNA分子的结构和复制.ppt

二 DNA分子的结结构和复制 1理解并掌握DNA分子双螺旋结结构的特点。 2了解DNA的化学组组成。 3理解DNA分子复制的过过程、条件、特点及 意义义。 4掌握运用碱基互补补配对对原则则分析问题问题 的方 法。 课标领课标领 航 北京奥运会会徽“中国印舞动动的北京”，将中国传传 统统的印章和书书法等艺术艺术 形式与体育运动动特征结结 合起来，巧妙地勾画出一个向前奔跑、舞动动着迎 接胜胜利的人形。 情景导引 要将这这枚会徽复制成两个印章(由于时间紧时间紧 迫，由两 个人手工刻制)：一个送交国际际奥委会，一个留在中 国。 想一想，如何才能将两个印章做得一模一样样？做成 后又怎样验证这样验证这 两个印章的相似程度？ 【我的思考】 两枚会徽所用的原料应该选应该选 自一块块 石材；应应先制造模型，并按模型制作会徽；验证验证 的 最简单简单 的方法是：将两个印章的图图形盖在白纸纸上进进 行比较较。 基础自主梳理 一、DNA分子的结结构 化学组成 空间结构 C、H、O、N、P 脱氧核糖 鸟鸟嘌呤 脱氧核苷酸 脱氧核糖磷酸 氢键氢键 脱氧核糖磷酸 排列顺顺序 碱基排列顺顺序 亲亲代 有丝丝分裂减数第一次分裂 两 脱氧核苷酸 ATP 5过过程：_盘绕盘绕 形 成子代DNA分子。 6结结果：形成两个完全相同的DNA分子，每个子 代DNA分子是由_与其对应对应 的母链盘绕链盘绕 而成。 7特点：边边解旋边边复制、_。 8准确复制的原因 (1)独特的双螺旋结结构为为复制提供_。 (2)_ 原则则，能够够使复制准确无误误。 9意义义：使_从亲亲代传给传给 子代，从而保 持了遗传遗传 信息的_。 解旋合成子链链 子链 半保留复制 模板 碱基互补配对 遗传信息 连续性 思考感悟 若DNA分子在复制时时出现现了差错错，则则会对对后代 DNA产产生什么影响？ 【思考提示】 产产生的子代DNA与亲亲代DNA的碱 基排列顺顺序出现现差异，从而使子代DNA中的遗传遗传 信息发发生改变变。 核心要点突破 一、DNA分子的结结构剖析 1元素组组成：C、H、O、N、P。 2基本单单位 【特别别提醒】 与碱基相连连的是1号碳原子， 与磷酸相连连的是5号碳原子。 脱氧核苷酸有4种，取决于碱基的种类类。 3平面结结构 (1)一条脱氧核苷酸单链单链 中，一分子脱氧核苷酸中 的脱氧核糖上的3号碳原子与另一分子脱氧核苷酸 中的磷酸通过过磷酸二酯键酯键 相连连接。 (2)两条单链单链 之间间配对对的碱基以氢键氢键 相连连，A与T 之间间形成两个氢键氢键 ，G与C之间间形成三个氢键氢键 ， 因此C、G含量越多，DNA分子越稳稳定。 【特别别提醒】 配对对的两个脱氧核苷酸方向相 反，尤其要注意脱氧核糖的位置。 脱氧核苷酸聚合形成长链长链 的过过程中产产生水。 4空间结间结 构：双螺旋结结构 (1)两链链反向平行。 (2)两链链之间间靠碱基对连对连 接。 DNA分子结结构可简记为简记为 5种元素，4种碱基(脱氧 核苷酸)，3种小分子，2条长链长链 ，1个双螺旋。 5DNA分子结结构的特点 (1)稳稳定性 原因：DNA分子由两条脱氧核苷酸长链盘长链盘 旋成 粗细细均匀、螺距相等的规则规则 双螺旋结结构。 DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连连接排列在外 侧侧，构成基本骨架，这这种顺顺序稳稳定不变变。 DNA分子双螺旋结结构之间为间为 碱基对对，形成氢键氢键 ， 从而维维持双螺旋结结构的稳稳定。 DNA分子之间对应间对应 的碱基严严格按照碱基互补补配对对 原则进则进 行配对对。 (2)多样样性 原因：DNA分子中碱基对对的排列顺顺序多种多样样。 (3)特异性 原因：每种生物的DNA分子都有特定的碱基排列顺顺 序。 即时时突破1 如图图是DNA分子结结构图图： (1)写出图图中各序号所代表的结结构： _；_； _ _； _；_。 (2)图图中脱氧核苷酸的数量为为_个，碱基对对有 _个。 (3)如果将细细胞培养在含15N的培养液中，图图中所示的 _处处可以测测到15N。(填序号) (4)如果将细细胞培养在含有32P的培养液中，图图中所示 的_处处可以测测到32P。(填序号) 答案：(1)磷酸 脱氧核糖 含氮碱基 脱氧核苷酸 氢键氢键 (2)8 4 (3) (4) 二、DNA的碱基比率及数量计计算 1碱基互补补配对对原则则：AT，GC，即 2碱基计计算的一般规规律 (1)规规律一：一个双链链DNA分子中，根据碱基互 补补配对对原则则有： 【特别别提醒】 在一个双链链DNA分子中，若求某 碱基在其中一条链链中所占比例的最大值值，则则需此 碱基都集中在这这一条链链中。 (3)在其互补链补链 中的上述比例是_。 (4)在整个DNA中上述比例为为_。 据(3)和(4)可得结论结论 _ _ _ _。 三、DNA分子复制的特点及有关计计算 1特点 (1)边边解旋边边复制：即解旋合成子链链子链链与模板 链盘链盘 旋成双螺旋结结构。 (2)半保留复制：新合成的每个DNA分子中，都保留 了原来DNA分子中的一条链链(模板链链)。 2一个DNA分子复制n次后的数量计计算 (1)DNA分子数 子代DNA分子数：2n个。 含有亲亲代DNA链链的子代DNA分子：2个。 不含亲亲代链链的子代DNA分子数：(2n2)个。 (2)脱氧核苷酸链链数 子代DNA分子中脱氧核苷酸链链数：2n1条。 亲亲代脱氧核苷酸链链数：2条。 新合成的脱氧核苷酸链链数：(2n12)条。 (3)消耗的脱氧核苷酸数 若一亲亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个： 经过经过 n次复制需要消耗该该脱氧核苷酸m(2n1)个。 在第n次复制时时，共需消耗该该脱氧核苷酸m2n1个 。 3若取一个全部N原子被15N标记标记 的DNA分子(0代)， 转转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代，其结结果分 析如下表： 世 代 DNA分子的特点DNA中脱氧核 苷酸的特点 分 子 总总 数 细细胞中 的DNA 分子离 心后在 试试管中 的位置 不同DNA分子占全 部DNA分子之比 链链 总总 数 不同脱氧 核苷酸链链 占全部链链 之比 只含 15N的 分子 含14N 、15N 的杂杂 种分 子 只含 14N 的分 子 含 15N 的 链链 含 14N 的 链链 01全在下 部 100210 【特别别提醒】 DNA复制过过程中，只要 DNA发发生复制，则则子代DNA中一定含培养基 中的元素。 DNA复制次数越多，含培养基中元素的链链占 的比例越大，而含被标记标记 元素的DNA或链链永 远远只有2个或2条。 即时时突破3 某个DNA片段由500对对碱基组组成，A T占碱基总总数的34%。若该该DNA片段复制2次，共需 游离的胞嘧啶嘧啶 脱氧核苷酸分子个数为为( ) A330 B660 C990 D1320 解析：选选C。该该DNA片段共有碱基50021000个 ，已知(AT)/1000100%34%，所以CG 1000(134%)/2330。复制2次后共有4条DNA片 段，其中相当于有3条是新合成的，所以需要游离的 胞嘧啶嘧啶 脱氧核苷酸分子个数为为3303990。 (2011年高考上海卷改编编)某双链链DNA分子 含有400个碱基，其中一条链链上ATGC 1234。下列表述错误错误 的是( ) A该该DNA分子中，嘌呤碱基数嘧啶嘧啶 碱基数 200个 B该该DNA分子连续连续 复制两次，需要游离的腺嘌 呤脱氧核苷酸120个 C该该DNA分子中4种碱基的比例为为ATGC 3377 经典例题透析 DNA分子的结结构特点 例例1 1 D该该DNA分子中的碱基排列方式共有4200种 【解析】 DNA分子中腺嘌呤脱氧核苷酸有 2003/1060个。该该DNA分子连续连续 复制2次，需要 游离的腺嘌呤脱氧核苷酸为为：360180个；DNA 分子另一条链链中ATGC2143，故该该 DNA分子中4种碱基比例为为ATGC 3377；DNA双链间链间 碱基互补补配对对，即DNA 分子中有200个碱基对对，故该该DNA分子中的碱基排 列方式共有4200种。 【答案】 B 已知某DNA分子中四种碱基的比例是G与C 之和占全部碱基总总数的46%，其中一条链链(称H链链) 的碱基中，28%是腺嘌呤，22%是胞嘧啶嘧啶 。问问与H 链对应链对应 的H链链中，腺嘌呤和胞嘧啶嘧啶 占该链该链 全部 碱基总总数的百分比分别别是( ) A22%、28% B24%、26% C26%、24% D28%、22% DNA分子中碱基的计计算 例例2 2 【解析】 因为为(AC)H28%22%50%， 所以(AC)H(GT)H150%50%， 又因为为(GC)H46%， 所以CHGH(GC)HCH46%22% 24%， 故AH(AC)HCH50%24%26%。 【答案】 C 【题题后反思】 解决此类题类题 要分三步进进行： 搞清题题中已知的和所求的碱基比例是占整个 DNA分子的碱基比例，还还是占DNA分子一条链链的 碱基比例。 画一个DNA分子模式图图，并在图图中标标出已知和 所求的碱基。 根据碱基互补补配对对原则则及其规规律进进行计计算。 含有32P或31P的磷酸，两者化学性质质几乎相 同，都可参与DNA的组组成，但32P比31P质质量大。现现 将某哺乳动动物的细细胞放在含有31P磷酸的培养基中， 连续连续 培养数代后得到G0代细细胞。然后将此代细细胞移 至含有32P磷酸的培养基中培养，经过经过 第1、2次细细胞 分裂后，分别别得到G1、G2代细细胞。再从G0、G1、G2 代细细胞中提取出DNA，经经密度梯度离心后，得到结结 果如图图所示。由于DNA相对对分子质质量不同，因此在 离心管内的分布不同。若分别别表示轻轻、中、 重三种DNA分子的位置，请请回答： DNA分子的半保留复制特点 例例3 3 (1)G0、G1、G2三代DNA离心后的试试管分别别是 图图中的： G0_，G1_，G2_。 (2)G2代在三条带带中DNA数的比例是 _。 (3)图图中两条带带中DNA分子所含的同位素磷分 别别是：条带带含_，条带带含_。 (4)上述实验结实验结 果证证明DNA的复制方式是_ 。DNA的自我复制能使生物的_保持相对对 稳稳定。 【解析】 本题题考查查学生对对用同位素测测定DNA分子 的半保留复制方式的理解。(1)G0代的一个DNA分子 在含32P的培养基上连续连续 复制两次，G1代DNA分子数 为为21，G2代DNA分子数为为22，根据半保留复制的特 点，其中始终终只有2个DNA分子保留了G0代含31P的 母链链，因此，G0、G1、G2三代DNA离心后的试试管分 别别是A、B、D。(2)虽虽然G0代的DN