人教版教学课件DNA分子结构2012届高考一轮复习用,市教研室听课获好评.ppt

DNA分子的结构 DNA双螺旋结构模型的构建 P47-48 构建者： 克里克和沃森 一、DNA分子结结构的主要特点 （一）DNA分子结结构 (1)基本单单位：四种脱氧核苷酸 如图图： DNA的基本组 成元素:C、H 、O、N、P 脱氧核糖 含氮碱基 (A、T、G、C) 磷酸基团 脱氧核苷酸 多个脱氧核苷酸两条DNA链双螺旋DNA分子 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基、脱氧核苷酸的比例： 1：1：1：1 (2)DNA的平面结结构 1、每个DNA片断 中，游离的磷酸基 团有 个。 2、DNA的一条链上 相邻的脱氧核苷酸通 过 连接 。 3、碱基之间的配对方式有 种, . 两 A与T配对，G与C配对 2 磷酸二酯键 4、配对的碱基之间以 相连，A与T之间形成 个 氢键，G与C之间形成 个氢键。 氢键两 三 6、关于氢键： 断裂所用的酶： 与DNA稳定性的关系： P125练一练 P127对位1、2 、 5、关于磷酸二酯键：形成过程有水的产生 形成所用的酶： 断裂所用的酶： DNA聚合酶、DNA连接酶 限制酶 解旋酶 氢键越多越稳定 例1、在DNA分子的一个片段中，有腺嘌呤10个，占碱基 总数的20%，则此片段水解后断开的氢键有（ ）个 A、20 B、30 C、65 D、不一定 C (3)DNA的立体结结构：规则规则 的双螺旋结结构 由两条 脱氧核苷酸链组链组 成。 外侧为侧为 与 交替排列构成DNA的 基本骨架。 内部为为 。 反向平行 脱氧核糖磷酸 碱基互补配对 （二）、DNA分子的有关计计算 1碱基互补补配对对的计计算（任一双链链DNA分子） AT，GC， 任意两个不互补补的碱基之和相等，占碱基总总数的一半。 DNA双链链中的两个互补补碱基数相等； AGTCACTG50% (AG)/(TC)(AC)/(GT)1 例2: 已知双链DNA中腺嘌呤占碱基总数的28%，求胞嘧啶 在整个双链DNA的比例,以及该碱基在某一条单链中的比例 最大值和最小值分别是多少？ 22%，44%，0 (4)一条链链中互补补碱基的和等于另一条链链中这这两 个碱基的和。 （5）互补补配对对的两种碱基的和占整个DNA分子 的比例等于各条链链上相应应碱基的和占该链该链 的比例 （链）AT（ 链）TA （链）ATe%（链）TA=e% (双链) ATe% (7) DNA分子中非互补补配对对的两种碱基和的比 值值互为为倒数。 “不补补互为为倒数” (链)(AG)/(TC)=e (链)(AG)/(TC)=1/e (双链)(AG)/(TC)=1 （6）DNA分子中互补配对的两种碱基和的比值等 于各条链上相应碱基和的比值。 (链)(AT)/(GC) (链)(AT)/(GC) (双链)(AT)/(GC) “补了全都一样” 不同的生物该比值不同 例3、在一个双链DNA分子中，碱基总数为M，腺嘌 呤碱基数为N，下列有关叙述正确的是（双选） A、脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基数=M B、碱基之间的氢键数为（3M-2N）/2 C、一条链中A+T的数量为N/2 D、G的数量为M-N AB （三）DNA分子的特点 (1)稳稳定性： DNA分子是由两条链按反向平行方式盘旋成双 螺旋结构。 DNA分子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。 两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，遵循碱 基互补配对原则。 (2)多样性：碱基对排列顺序千变万化 碱基对的排列顺序或 脱氧核苷酸的排列顺序 遗传信息 代表 DNA分子的种类或 碱基对的排列顺序 = 4n 种 n代表碱基对数 (3)特异性：每个 DNA分子都有特定的碱基排列顺序， 代表了特定的遗传信息。 1. (2010上海高考)细细胞内某一DNA片段中有30%的碱 基为为A，则该则该 片段中( ) AG的含量为为30% BU的含量为为30% C嘌呤含量为为50% D嘧啶嘧啶 含量为为40% C 2. (2007上海高考)已知某DNA分子共含有1000个碱基 对对，其中一条链链上AGTC1234。该该DNA分子连续连续 复制2次，共需要鸟鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是 ( ) A600个 B900个 C1200个 D1800个 D DNA分子的复制 一、对DNA分子复制的推测： 提出者：沃森和克里克 半保留复制 DNA半保留复制的实验证据： 实验材料： 实验方法： 实验过程： 实验预测： 实验结果： 实验结论： 同位素标记法和离心法 3H、15N、32P 假说-演绎法 大肠杆菌 用含15NHCl的培养基培养大肠杆菌， 再把标记15N的大肠杆菌放在14N的培养基中培养， 分代提取DNA，并离心记录其在试管中的位置。 离心后出现三条带 与预期相同 DNA的复制方式为半保留复制 二、DNA分子的复制 1概念： 2复制时间时间 ： 3复制场场所： 4、复制方式： 5、复制特点： DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成 子代DNA的过程。 细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂 前的间期，随着染色体的复制而完成的 。 边解旋边复制、多个复制位点 真核细胞：主要在细胞核，线粒体和叶绿体中也有 原核细胞：拟核和细胞质中的质粒 子代DNA分子分开的时期？ 半保留复制 6复制条件 (1)模板： (2)原料： (3)能量： (4)酶： 7过过程： 8结结果： DNA分子解开的两条母链 四种游离的脱氧核苷酸 ATP 来源 ： 解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶 解旋合成子链（碱基互补配对）延伸复旋 形成两个完全相同的DNA分子 体外复制：适宜的温度、PH和引物 如：PCR技术 细胞呼吸 9准确复制的原因： 10复制意义义： 一是独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板； 二是严格的碱基互补配对保证了复制准确的进行。 DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给子代， 从而保持了遗传信息的连续性。 因复制差错而出现基因突变，可为生物进化提供原 材料。 11、影响DNA复制的因素： 温度等影响细胞呼吸的因素都能影响DNA的复制 3. (2007广东东高考)下列关于DNA复制的叙述，正确 的是( ) A在细细胞有丝丝分裂间间期，发发生DNA复制 BDNA通过过一次复制后产产生四个DNA分子 CDNA双螺旋结结构全部解链链后，开始DNA的复制 D单单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连连接合成新 的子链链 A (1)一个DNA分子复制n代，生成的DNA分子数： (2)一个DNA分子复制n代，不含亲代链的子代 DNA分子数： (3)一个DNA分子复制n代，含有亲代链的DNA分 子数占所有子代DNA分子数的比例： (4)一个DNA分子复制n代，亲代链数目占所有子 代DNA分子链数目的比例： 三、与复制有关的计计算 2n。 2n2。 2/2n 2/（2n2） P127对位练习4、5、 P128易错典例 例1 (2011江苏镇苏镇 江模拟拟)某双链链DNA分子共 含有含氮碱基1400个，其中一条单链单链 上(AT)/(G C)2/5，问该问该 DNA分子连续连续 复制两次，共需游 离的胸腺嘧啶嘧啶 脱氧核苷酸的数目是( ) A300个 B400个 C600个 D1200个 C 若已知DNA分子中碱基A数量为为m，碱基 总总数为为a，则则DNA分子连续连续 复制n代需要游离 的碱基A 个，G 个 。复制第n代所需的A 个。 (2n1)m (2n1)(1/2m/a)a 2（n-1）m 例2 (2011天津六校联联考)将大肠肠杆菌置于含 15N的培养基上培养。这样 这样 ，后代大肠肠杆菌细细胞中 的DNA双链链均被15N标记标记 。然后将被15N标记标记 的大肠肠 杆菌作为亲为亲 代转转到普通培养基中，繁殖两代。亲亲代 、第一代、第二代大肠肠菌DNA的状况如图图所示： (1)第一代大肠肠杆菌DNA贮贮存的遗传遗传 信息与亲亲 代大肠肠杆菌DNA贮贮存的遗传遗传 信息完全相同的原因 是_ _。 (2)如果将第二代大肠肠杆菌的DNA分子总总量作为为 整体1，其中，带带有15N的第二代大肠肠杆菌DNA分子 约约占总总量的_%。 (3)如果将第二代大肠肠杆菌的DNA含量(DNA单单 链总链总 量)作为为整体1，其中第二代大肠肠杆菌的DNA中 被15N标记标记 的DNA含量(脱氧核苷酸单链单链 )约约占总总量 的_%。 以亲代15N标记的DNA分子为模板，通过碱基互补配 对原则合成 50 25 4. (2010北京高考)科学家以大肠肠杆菌为实验对为实验对 象 ，运用同位素示踪技术术及密度梯度离心方法进进行了 DNA复制方式的探索实验实验 ，实验实验 内容及结结果见见下表 。 组别1组2组3组4组 培养液中 惟一氮 源 14NH 4Cl 15NH 4Cl 14NH 4Cl 14NH 4Cl 繁殖代数多代多代一代两代 培养产物AB B的 子代 B的 子代 操作提取DNA并离心 离心结果 仅为轻带 (14N/14N) 仅为重带 (15N/15N) 仅为中带 (15N/14N) 1/2轻带 (14N/14N) 1/2中带 (15N/14N) 请请分析并回答： (1)要得到DNA中的N全部被放射性标记标记 的大肠肠 杆菌B，必须经过须经过 _代培养，且培养液中的 _是惟一氮源。 (2)综综合分析本实验实验 的DNA离心结结果，第 _组结组结 果对对得到结论结论 起到了关键键作用，但 需把它与第_组组和第_组组的结结果进进行 比较较，才能说说明DNA分子的复制方式是_。 (3)分析讨论讨论 ： 若子代DNA的离心结结果为为“轻轻”和“重”两种密 度带带，则则“重带带”DNA来自于_，据此可判断 DNA分子的复制方式不是_复制。 若将子代DNA双链链分开后再离心，其结结果 _(选选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。 若在同等条件下将子代继续继续 培养，子n代DNA 离心的结结果是：密度带带的数量和位置_，放射 性强度发发生变变化的是_带带。 若某次实验实验 的结结果中，子代DNA的“中带带”比 以往实验结实验结 果的“中带带”略宽宽，可能的原因是新合成 DNA单链单链 中的N尚有少部分为为_。 解析：本题题以图图表为为信息载载体，综综合考查查微生物培养 及DNA复制的有关知识识。(1)DNA的复制方式是半保留复制 ，即子代DNA中总总有一条链链来自亲亲代DNA，复制的代数越 多，含亲亲代DNA母链链的DNA分子比例越低，因此，要想获获 得DNA被全部标记标记 的大肠肠杆菌，必须经过须经过 多代培养(至少第 二代中才出现现)；由表可知，所供物质质中惟一的氮源是 15NH4Cl。(2)由于第一组 组是A完全含14N的DNA，第二组组B是 经经多代培养后完全被15N标记标记 的DNA，而第三组组是第二组组B 经过经过 一次复制形成的子代DNA，其离心结结果显显示，新合成 的DNA全部为为中带带，即一条链链含被标记标记 的15N，一条链链含为为 被标记标记 的14N。 在得到结论时结论时 ，必须须是将第一组组的A(全部轻带轻带 )与第二 组组的B(全部重带带)进进行比较较，才能说说明B的子一代的全部中 带带的获获得方式是半保留复制。(3)若子代出现现两条带带， 分别别是轻带轻带 和重带带，则则重带带DNA只能来自B被15N标记标记 的 DNA，轻带轻带 只能来自新合成的DNA，因此，可推测测DNA的 复制方式不是一条链链来自亲亲代DNA一条链链新合成的半保留 复制，而称为为全保留；若将子一代DNA双链链分开，则则离 心结结果也会出现轻带现轻带 和重带带两条带带，但不能判断DNA的复 制方式；若将子代继续继续 培养，则则子n代离心，密度带带仍 为为中带带和轻带轻带 两条，仍是中带带具有放射性，放射性强度发发 生变变化的位置在轻带轻带 ，放射性衰减； 若实验结实验结 果中子代中带带略宽宽，其最可能的原因是 新合成的DNA单链单链 中仍有部分被15N标记标记 。 答案：(1)多 15NH4Cl (2)3 1 2 半保留复制 (3)B 半 保留 不能 没有变变化 轻轻 15N 基因是有遗传效应的DNA片断 (1)基因是DNA上一个个特定的 ，一个DNA分子 上有 个基因。 (2)基因与DNA结构一样，也是由四种 按 一定顺序排列而成的，也是 结构。 一、基因概念的理解 1.从结结构上看 片段 许多 脱氧核苷酸 双螺旋 回顾课本P55-56，资料1和3 DNA分子数目 基因数目 基因的碱基总总数 DNA分子的碱基总总数 思考：基因的基本骨架和内侧侧分别别是什么？ 基因与DNA分子一样样具有 性稳定 (3)每个基因的脱氧核苷酸数目及排序是 的。特定 基因与DNA分子一样样具有 性 特异 DNA探针（快速检测病原体 如：病毒 、大肠 杆菌等） DNA指纹技术（亲子鉴定、死者遗骸的鉴定 、侦察罪犯等） 应用 例：在人类染色体DNA不表达的碱基对中，有一 部分是串联重复的短序列，它们在个体之间具有 显著的差异性，这种短序列可用于（ ） A 侦察罪犯 B 生产基因工程药物 C 基因治疗 D 遗传病的产前诊断 A (4)基因中的 ， 代表遗传信息。基因中储存的遗传信息最多 种。 碱基对排列顺序(或脱氧核苷酸的排列顺序) 4n 基因与DNA分子一样样具有 性 多样 DNA分 子 生物 多样性 多样性 多样性 特异性 特异性 特异性 碱基对对排列顺顺序 碱基对对排列顺顺序DNA分 子 生物 DNA分子的多样性和特异性是生物体 多样性和特异性的物质基础。 2从功能上看 回顾课本P55-56，资料2和4 基因能控制生物的 ，即基因具有遗传效应。性状 基因有复制、转录、翻译、重组和突变的功能。 巩固练习：课本P58基础题2、步步高P129题组二4 、 分别是什么时期？ 例、下列哪一项不是基因“遗传效应”的含义( )。 A能控制一种生物性状的表现 B能控制一种蛋白质的生物合成 C能在蛋白质合成中决定一种氨基酸的位置 D能转录一种信使RNA C 二、基因、脱氧核苷酸、遗传遗传 信息、DNA、染色体、 蛋白质质、生物性状之间间的关系 1基因与脱氧核苷酸的关系 基因由成百上千的 组成 。 是基因的基本单位。 脱氧核苷酸 脱氧核苷酸 2基因与遗传信息的关系 基因中脱氧核苷酸（碱基对）的排列顺序代表 。 遗传信息 判断：DNA中所有的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传 信息。（ ） 错 3基因与DNA的关系 基因是有遗传效应的 片断。 一个DNA上有许多个 。 DNA 基因 判断：任意一个DNA片断都有遗传效应。（ ）错 4基因与染色体的关系 基因在染色体上呈 排列。 染色体是基因的 。 线性排列 主要载体 思考：1、基因都在染色体上吗？基因的载体还有哪些？ 2、染色体上的基因遗传遵循遗传定律吗？细胞质 中的基因遗传遵循遗传定律吗？ 病毒 原核生物：拟核、质粒 真核生物：细胞核、线粒体、叶绿体 基因的分布 染色体上的基因都遵循孟德尔的遗传定律， 真核生物细胞质中的基因遵循细胞质遗传（母系遗传） 。 例：对于真核生物细胞核中的染色体、DNA、基因三者 之间关系的叙述中，错误的是（ ） A 每条染色体上含有一个或两个DNA分子，DNA分子上 含有多个基因。 B 都有能复制、分离和传递，且三