高中生物 第三单元 第一章 第二、三节 DNA的分子结构DNA的复制课件 中图版必修2.ppt

第二 三节dna的分子结构dna的复制 一 dna分子的结构1 基本单位 磷酸 脱氧核糖 碱基 脱氧核糖核苷酸 2 平面结构3 空间结构规则的 结构 磷酸 脱氧核糖 t t g g 碱基互补配对 双螺旋 二 dna分子的复制1 概念以 为模板 合成子代dna的过程 2 时间 亲代dna 有丝分裂间期和减数分裂的间期 4 基础dna规则的双螺旋结构和严格遵循 原则 5 过程 dna分子的两条链 游离的4种脱氧核苷酸 碱基互补配对 解旋 dna聚合 6 方式 7 特点 8 意义使 从亲代传给子代 保持了 的连续性 半保留复制 边解旋边复制 遗传信息 遗传信息 1 2012江苏t2c 沃森和克里克提出在dna双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数 分析 沃森和克里克在提出dna双螺旋结构时的依据是a和t的含量总是相等 g和c的含量也相等 2 dna的两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构 分析 dna即脱氧核糖核酸 是由两条脱氧核苷酸链反向平行盘绕而成的双螺旋结构 rna则是由核糖核苷酸组成的 3 dna双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的 分析 脱氧核糖和磷酸交替连接 排列在外侧形成dna双螺旋结构的基本骨架 碱基排列在内侧 且遗传信息蕴藏在碱基排列顺序中 4 dna上碱基对的形成遵循碱基互补配对原则 即a u g c 分析 dna上碱基对的形成遵循碱基互补配对原则 dna中的碱基有4种 即a t g c 形成的碱基对为a t t a c g g c 其中a t间有2个氢键 g c间有三个氢键 5 dna的复制有可能出现 差错 分析 在dna复制过程中 脱氧核苷酸序列具有相对稳定性 但也可能发生差错 即发生碱基对的增添 缺失或替换 基因突变 这种稳定性与可变性的统一 是生物遗传和变异的物质基础和根本原因 6 dna复制遵循碱基互补配对原则 新合成的两条子链形成新的dna双链 分析 dna分子的复制方式为半保留复制 是边解旋边复制 所以子代dna分子中包含一条母链和一条子链 考点一dna分子的结构1 dna分子的组成 2 dna分子的结构模式图解读 1 氢键 配对的碱基间形成碱基对 通过氢键相连 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 可用限制性内切酶切断 可用dna连接酶或dna聚合酶连接 3 每个dna片段中有2个游离的磷酸基团 而且在整个dna分子中磷酸 脱氧核糖和含氮碱基三者的数目相等 3 dna分子的结构特点 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 2 多样性 dna分子中碱基的排列顺序多种多样 3 特异性 每种dna有别于其他dna的特定的碱基对排列顺序 高考警示 1 dna的水解产物根据水解程度的不同而不同 彻底水解产物是磷酸 脱氧核糖和四种含氮碱基 初步水解产物是四种脱氧核苷酸 2 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 受思维定式的影响 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 一条单链中相邻的碱基a与t通过 脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖 连接 典例1 2013 济南模拟 下图为dna分子部分结构示意图 以下叙述正确的是 a dna的稳定性与 有关 生物体内dna解旋酶 rna聚合酶 dna聚合酶 逆转录酶等可以断开 b 是一个胞嘧啶脱氧核糖核苷酸c dna连接酶可催化 或 键形成d a链 b链的方向相反 骨架是磷酸和脱氧核糖 解析 选d 结构图中 分别表示磷酸 脱氧核糖 胞嘧啶 磷酸和脱氧核糖的相间排列构成了dna分子的基本骨架 a链 b链方向相反 图中 不是同一个脱氧核苷酸分子的组成成分 其中 是上面一个脱氧核苷酸的组成成分 是氢键 生物体内的解旋酶可将其断开 但rna聚合酶和dna聚合酶及逆转录酶分别将核糖核苷酸 脱氧核苷酸 脱氧核苷酸连接成核苷酸链 互动探究 1 dna复制时需要的酶至少有哪两种 提示 解旋酶和dna聚合酶 2 该dna片段有几个游离的磷酸基团 提示 2个 考点二dna的复制1 dna分子的复制 以真核细胞为例 2 dna复制的有关计算dna复制为半保留复制 若将亲代dna分子复制n代 其结果分析如下 1 子代dna分子数为2n个 含有亲代链的dna分子数为2个 不含亲代链的dna分子数为 2n 2 个 含子代链的dna有2n个 2 子代脱氧核苷酸链数为2n 1条 亲代脱氧核苷酸链数为2条 新合成的脱氧核苷酸链数为 2n 1 2 条 3 消耗的脱氧核苷酸数 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 第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m 2n 1个 高考警示 1 生物体中dna分子复制的场所 凡是细胞内有dna的地方均可复制 总结如下 2 外界条件对dna复制的影响 因为在dna复制的过程中需要酶的催化作用和atp供能 所以凡是影响酶活性和影响细胞呼吸的因素都会影响dna的复制 典例2 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4次 其结果不可能的是 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糖核苷酸600个d 产生了16个dna分子 解析 选b 由于dna的复制为半保留复制 经过4次复制形成16个dna分子 有2个dna分子中一条链含有15n 另一条链含有14n 其余14个dna分子两条链全部含有14n 该dna分子中含有胞嘧啶60个 由此计算出含有鸟嘌呤60个 腺嘌呤和胸腺嘧啶各有40个 复制4次需要腺嘌呤脱氧核糖核苷酸的数量为40 24 1 600个 一 核酸种类的判断方法 典例1 经分析某生物体内只有一种核酸分子 碱基a与c之和占碱基总数的5 5 碱基u占碱基总数的24 由此可知该生物是 a 玉米b 烟草花叶病毒c 噬菌体d 果蝇 解析 选b 由于该生物体内只有一种核酸分子 且不含t只含u 说明遗传物质是rna 题中所述生物只有烟草花叶病毒是rna病毒 故选择b项 方法归纳 确定核酸的种类时 可以从两个角度分析 1 看组成物质 若核酸中出现碱基t或脱氧核糖 则必为dna 若出现碱基u或核糖 则必为rna 2 看数量关系 若a t c g 则为单链dna 若a t c g 则一般认为是双链dna 易错提醒 1 核酸包括dna rna 某种生物的遗传物质只能是其中的一种 2 核酸的基本组成单位是核苷酸 dna和rna的基本组成单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸 二 有关dna分子中碱基的计算方法的归纳 典例2 从某生物组织中提取dna进行分析 其中鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46 又知该dna分子的一条链 h链 所含的碱基中28 是腺嘌呤 24 是胞嘧啶 则与h链相对应的另一条链中 腺嘌呤 胞嘧啶分别占该链全部碱基数的 a 26 22 b 24 28 c 14 11 d 11 14 解析 选a 由题干可获取的主要信息有 dna双链中g c 23 h链中a占28 c占24 解答本题首先求出各类碱基占全部碱基的比例 然后利用关系式 a 计算并做出判断 由dna分子中g与c之和占全部碱基的46 可知dna分子中a与t之和占全部碱基的54 则在dna分子双链中a t 27 g c 23 h链中a占28 c占24 则与h链相对应的另一条链中 a占2 27 28 26 c占2 23 24 22 方法归纳 根据a t g c 图示如下 链 a g c t t c c m 链 t c g a a g g m则 简记为 配对的两碱基之和在单 双链中所占比例相等 且以 链为模板合成的rna中 简记为 dna两互补链中 不配对的两碱基之和的比值乘积为1 4 在一个双链dna分子中 某碱基占碱基总数的百分数等于每条链中该碱基所占比例的平均值 易错提醒 上述所涉及的关系是针对双链dna而言的 单链dna无上述关系 变式训练 已知某双链dna分子中 g与c之和占全部碱基总数的34 其一条链中的t与c分别占该链碱基总数的32 和18 则在它的互补链中 t和c分别占该链碱基总数的 a 34 和16 b 34 和18 c 16 和34 d 32 和18 解析 选a 设该dna分子的两条链分别为1链和2链 双链dna分子中 g与c之和占全部碱基总数的34 则a t占66 又因为双链dna分子中 互补配对的两种碱基之和占整个dna分子比例和每条链中的比例相同 因此a1 t1 66 g1 c1 34 又因为t1与c1分别占该链碱基总数的32 和18 则a1 66 32 34 g1 34 18 16 根据dna分子的碱基互补配对关系 所以t2 a1 34 c2 g1 16 1 1953年 沃森和克里克建立了dna分子的结构模型 关于dna分子双螺旋结构的特点 叙述错误的是 a dna分子由两条反向平行的链组成b 脱氧核糖和磷酸交替连接 排列在外侧c 碱基对构成dna分子的基本骨架d 两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对 解析 选c dna的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替排列构成的 2 关于dna分子结构的叙述 不正确的是 a 每个dna分子一般都含有四种脱氧核苷酸b 每个dna分子中的碱基 磷酸 脱氧核苷酸 脱氧核糖的数目是相等的c 每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基d 双链dna分子中的一段 如果有40个腺嘌呤 就一定同时含有40个胸腺嘧啶 解析 选c dna分子的结构单位是脱氧核苷酸 在形成dna分子时 相邻的脱氧核苷酸之间的磷酸和脱氧核糖之间形成了磷酸二酯键 因此 除dna分子中处于两端的脱氧核糖之外 其余脱氧核糖均连接有两个磷酸 3 2013 扬州模拟 在一个双链dna分子中 碱基总数为m 腺嘌呤碱基数为n 则下列叙述正确的是 脱氧核苷酸数 磷酸数 碱基总数 m 碱基之间的氢键数为 3m 2 n 两条链中a t的数量为2n g的数量为m na b c d 解析 选d 双链dna分子中碱基总数 脱氧核苷酸数 因为1个脱氧核苷酸是由1分子的脱氧核糖 1分子的磷酸 1分子的含氮碱基组成的 a t中含有两个氢键 中有3个氢键 a数量为n 则g的数量为 m 2n 2 n 所以氢键总数为 n 2 n 3 m n个 a的数量 t的数量 所以a t 2n 4 2013 南京模拟 下图为某dna分子片段 假设该dna分子中有碱基3000对 a t占碱基总数的56 若该dna分子在14n的培养基中连续复制4次 下列叙述正确的是 a 第4次复制过程中需要游离的鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸10560个b 子代dna中含15n的dna比例为1 8c 表示腺嘌呤 dna聚合酶作用于 处d 处碱基对丢失 一定会导致转录出的mrna改变 但不一定引起生物性状改变 解析 选a 由a t占碱基总数的56 所以a t 3000 56 1680个 则g c 3000 44 1320个 第4次复制时需要游离的鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸数为2n 1 a 24 1 1320个 10560个 复制4次后共有16个dna分子 其中含有15n的只有1个 占1 16 表示腺嘌呤脱氧核糖核苷酸 dna聚合酶作用于 处 处碱基对丢失一定会导致转录出的mrna改变 则性状也会改变 5 下图是dna复制的有关图示 a b c表示大肠杆菌的dna复制片段 d f表示哺乳动物的dna分子复制片段 图中黑点表示复制起点 表示复制方向 表示时间顺序 请回答有关复制的一些问题 1 c与a f与d相同 c f之所以能被如此准确地复制出来 是因为dna分子独特的可以为复制提供精确的模板 通过可以保证复制能够准确无误地进行 2 dna分子复制的时期是 复制需要的基本条件是 3 a f均有以下特点 延伸的子链紧跟着解旋酶 这说明dna分子的复制是 4 dna分子的复制方式是半保留复制 这种复制方式已在1958年被科学家运用技术得到证实 解析 1 因为dna分子独特的双螺旋结构 可以为复制提供精确的模板 通过严格的碱基互补配对 原则 可以保证复制能够准确无误地进行 因此c图 f图才能被准确地复制出来 2 dna分子复制的时期是有丝分裂间期和减数分裂的间期 复制需要的基本条件是模板 原料 能量 酶 3 dna复制时 解旋酶破坏氢键 打开双链 然后合成子链 形成新dna片段 接着解旋酶又继续发挥作用 所以dna是边解旋边复制 4 dna分子的复制方式是半保留复制 这种复制方式已在1958年被科学家运用 放射性 同位素示踪技术得到证实 答案 1 双螺旋结构碱基互补配对 原则 2 有丝分裂间期和减数分裂的间期模板 原料 能量 酶 3 边解旋边复制 4 放射性 同位素示踪 6 2012 福建高考 双脱氧核苷酸常用于dna测序 其结构与脱氧核苷酸相似 能参与dna的合成 且遵循碱基互补配对原则 dna合成时 在dna聚合酶作用下 若连接上的是双脱氧核苷酸 子链延伸终止 若连接上的是脱氧核苷酸 子链延伸继续 在人工合成体系中 有适量的序列为gtacatacatg的单链模板 胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸 则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有 a 2种b 3种c 4种d 5种 解题指南 解答本题的关键是 1 注意题干关键信息双脱氧核苷酸结构与脱氧核苷酸相似 由此推出胸腺嘧啶双脱氧核苷酸与碱基a能发生碱基互补配对 2 注意特殊情况 胸腺嘧啶双脱氧核苷酸未与碱基a配对 解析 选d 由题干可知 胸腺嘧啶双脱氧核苷酸可以与dna序列中的碱基a发生互补配对 在人工合成的适量dna序列中有4个碱基a 可以在4处与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸发生碱基互补配对产生4个不同的子链 若在这4处都没有发生碱基互补配对 则产生第5种子链 因此以该单链为模板最多能合成5种不同长度的子链 7 2011 海南高考 关于核酸生物合成的叙述 错误的是 a dna的复制需要消耗能量b rna