高一生物DNA的结构和DNA的复制.ppt

第2节DNA的结构和DNA的复制 高频考点突破 实验专题探究 命题视角剖析 基础自主梳理 即时达标训练 基础自主梳理 C H O N P 腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤 3 DNA分子的立体结构 1 DNA的立体结构是规则的双螺旋结构 由两条 的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构 2 和 交替连接 排列在外侧 构成基本骨架 碱基排列在内侧 3 两条链上的碱基通过氢键连接成 反向平行 脱氧核糖 磷酸 碱基对 2 3 4 DNA分子的特性 1 多样性 DNA分子内部的 排列顺序的千变万化 2 特异性 每个DNA分子都有特定的碱基对 代表特定的遗传信息 思考感悟1 DNA的稳定性与DNA分子中碱基对的种类有关吗 提示 有关 碱基A与T之间形成两个氢键 G与C之间形成三个氢键 含氢键越多 结构越稳定 即含G C比例越大 结构越稳定 碱基对 排列顺序 完全免费 无需注册 天天更新 二 DNA的复制1 概念 以亲代DNA分子为模板 按 原则 合成子代DNA分子的过程 2 过程 解旋 以母链为模板按 原则合成与母链互补的子链 延伸子链 母 子链盘绕成子代DNA 3 发生时期 有丝分裂间期和减数 间期 随染色体复制而完成的 碱基互补配对 碱基互补配对 第一次分裂 4 所需条件 1 模板 亲代DNA分子的 2 原料 四种游离的 3 能量 4 酶 等 5 结果 1个DNA分子形成两个 的DNA分子 6 特点 边解旋边复制 复制 子代DNA 母链 子链 两条母链 脱氧核苷酸 ATP 解旋酶 DNA聚合酶 完全相同 半保留 7 准确复制的原因DNA分子独特的 为复制提供了精确的模板 能够使复制准确无误地进行 8 意义 1 遗传 将遗传信息从亲代传给子代 保持了 的连续性 2 变异 复制出现了差错导致 出现可遗传的变异 双螺旋结构 碱基互补配对 遗传信息 基因突变 思考感悟2 在模拟实验中合成DNA所需要的条件是什么 提示 模拟实验中合成DNA所需要的条件实质是模拟DNA在细胞内复制的条件 即需要DNA模板 脱氧核苷酸作为原料 解旋酶 DNA聚合酶及适宜的温度与pH值 高频考点突破 1 DNA分子的组成 2 DNA分子的结构 1 平面结构 两条脱氧核苷酸长链反向平行 2 DNA双螺旋结构 DNA分子是由两条脱氧核苷酸长链 按反向平行 指一条链的起点为磷酸 另一条链的起点为脱氧核糖 方式盘绕成双螺旋结构 基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接而成 中间的碱基严格按碱基互补配对原则 A与T配对 G与C配对 形成碱基对 DNA分子中 脱氧核苷酸数 脱氧核糖数 磷酸数 含氮碱基数 1 1 1 1 即时应用 随学随练 轻松夺冠 1 2011年江苏镇江第一次模拟 关于DNA分子结构的叙述中 不正确的是 A DNA分子由四种脱氧核苷酸组成B 每个DNA分子中 碱基数 脱氧核苷酸数 脱氧核糖数C 双链DNA分子中的一段若含有30个胞嘧啶 就一定会同时含有30个鸟嘌呤D DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个含氮碱基解析 选D DNA分子片段中除两端之外 每个脱氧核糖连接两个磷酸和一个含氮碱基 1 复制场所 主要场所是细胞核 但在拟核 线粒体 叶绿体 细胞质基质 如质粒 中也进行DNA复制 2 复制条件复制除模板 原料 能量 酶外 还需相对稳定的细胞内部条件以保证酶的活性 如 一定的温度 pH等 3 同位素示踪法和离心技术证明DNA的半保留复制 已知某一DNA分子用15N标记 0代 将含有该标记DNA分子的细胞 或某种细菌 转移到只含14N的培养基中培养 进行DNA复制 若干代后 其DNA分子数 脱氧核苷酸链数及相关比例如下表 特别提醒 复制的 精确性 DNA分子之所以能自我复制 取决于DNA的双螺旋结构 它为复制提供了模板 同时 由于碱基具有互补配对的特性 因此能确保复制的完成 复制 差错 在复制过程中 脱氧核苷酸序列具有相对的稳定性 但也可能发生差错即发生碱基对的增添 缺失或改变 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 即时应用 随学随练 轻松夺冠 2 2010年高考山东卷 蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期 然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期 其染色体的放射性标记分布情况是 A 每条染色体的两条单体都被标记B 每条染色体中都只有一条单体被标记C 只有半数的染色体中一条单体被标记D 每条染色体的两条单体都不被标记 解析 选B DNA复制是半保留复制 蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷 3H T 培养基中完成一个细胞周期 每一个DNA分子都有一条脱氧核苷酸链含3H T 然后在不含放射性标记的培养基中培养至中期 每个DNA分子复制的两个DNA分子存在于同一染色体的两条姐妹染色单体上 其中一个DNA分子的一条链含3H T 如下图 1 碱基互补配对原则及相关推论 1 原则 A T G C 图示为 3 复制所需的脱氧核苷酸数 a 2n 1 其中的a为所求的脱氧核苷酸在原来DNA 即作模板的亲代DNA 分子中的数量 n为复制次数 即时应用 随学随练 轻松夺冠 3 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14N的培养基中连续复制4次 其结果可能是 多选 A 含有14N的DNA占100 B 复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个C 含有15N的DNA占1 16D 子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是2 3 解析 选AB 该DNA分子在14N培养基中连续复制4次 可得到24个DNA分子 其中含有14N的DNA分子占100 故A正确 含有15N的DNA分子占2 16 因为DNA复制为半保留复制 亲代DNA分子的两条链只可能进入两个子代DNA分子中 故C错 在子代DNA分子中嘌呤与嘧啶之比是1 1 故D错 由题干可知 该DNA分子中有腺嘌呤 A 40个 依据公式 设DNA分子中某种脱氧核苷酸的个数为M 则复制n次后需游离的该脱氧核苷酸为M 2n 1 故B正确 实验专题探究 有关DNA复制方式的实验探究关于DNA复制方式的探究 充分体现了假说 演绎法 即在克里克假说的基础上 通过演绎推理 最终通过实验得以验证 1 实验材料 大肠杆菌 2 实验方法 放射性同位素标记技术和离心技术 3 实验假设 DNA以半保留的方式复制 4 实验过程 见图 1 大肠杆菌在含15N标记的NH4Cl培养基中繁殖几代 使DNA双链充分标记15N 2 将含15N的大肠杆菌转移到14N标记的普通培养基中培养 3 在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA 间隔的时间为大肠杆菌繁殖一代所需时间 4 将提取的DNA进行离心 记录离心后试管中DNA位置 5 实验预期 离心后应出现3条DNA带 见图 1 重链带 密度最大 15N标记的亲代双链DNA 15N 15N 2 杂合链带 密度居中 一条链为15N 另一条链为14N标记的子代双链DNA 15N 14N 3 轻链带 密度最小 两条链都为14N标记的子代双链DNA 14N 14N 6 实验结果 与预期的相符 见图 1 立即取出提取DNA 离心 全部重链带 15N 15N 2 繁殖一代后取出提取DNA 离心 全部杂合链带 14N 15N 3 繁殖两代后取出提取DNA 离心 1 2轻链带 1 2杂合链带 7 实验结论 DNA的复制是以半保留的方式进行的 实战演练 专项提能 小试牛刀 含有32P或31P的磷酸 两者的化学性质几乎相同 都可以参与DNA分子的组成 但32P比31P质量大 现将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中 连续培养数代得到G0代细胞 然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养 经过第1 2次细胞分裂后 分别得到G1 G2代细胞 再从G0 G1 G2代细胞中取出DNA 经密度梯度离心后得到的结果如下图 由于DNA分子的质量不同 因此在离心管内的分布不同 若 分别表示轻 中 重三种DNA分子的位置 请回答 1 G0 G1 G2三代DNA离心后的试管分别是图中的 G0 G1 G2 2 G2代在 三条带中DNA分子数的比例是 3 图中 两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是 条带 条带 4 该G0代细胞如果连续分裂4次 形成的子细胞中 含31P与32P的DNA分子数比例为 5 上述实验结果证明DNA的复制方式为 DNA的自我复制能使生物的 保持相对稳定 6 若原第一世代DNA分子中共有14000个脱氧核苷酸 且 A T G C 2 5 则培养至第三世代细胞时 培养基中至少需添加游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸 个 解析 依题意 G0代细胞中的DNA为31P 31P 由于DNA分子的复制是一种半保留复制 所以G1代细胞中的DNA为31P 32P G2代细胞中的DNA分子一半为31P 32P 另一半为32P 32P 32P比31P质量大 所以31P 31P对应 31P 32P对应 32P 32P对应 分别表示DNA的两条链 假设该细胞中只有一个DNA分子 连续分裂4次形成16个DNA分子 其中两个DNA分子含31P 该DNA分子同时也含32P 故16个DNA均含32P 其比例则为2 16 1 8 由细胞的代数及DNA分子中同位素31P的含量可知 DNA的复制是半保留复制 这对维持物种遗传特性的稳定有重要的意义 由题干 原第一世代DNA分子中共有14000个脱氧核苷酸 且 A T G C 2 5 可推知 A T A T G C 2 2 5 T占碱基总数的1 7 即1个DNA分子中 含T2000个 培养到第三世代 需要DNA复制2次 DNA的复制是半保留复制 产生4个子代DNA分子 相当于新合成4 1 3个DNA分子 所以需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸2000 3 6000个 答案 1 ABD 2 0 1 1 3 31P31P和32P 4 1 8 5 半保留复制遗传特性 6 6000 命题视角剖析 DNA的结构1 解旋时 解旋酶作用于氢键处 而氢键形成时不需酶 2 每条链上相邻的脱氧核苷酸以磷酸二酯键相连 形成时需DNA连接酶或DNA聚合酶 限制酶则可破坏 或打开 此键 2009年高考广东卷 有关DNA分子结构的叙述 正确的是 多选 A DNA分子由4种脱氧核苷酸组成B DNA单链上相邻碱基以氢键连接C 碱基与磷酸基相连接D 磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架 尝试解答 AD 解析 DNA分子包含两条单链 每条单链由4种脱氧核苷酸构成 其双螺旋结构具有以下特点 两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构 脱氧核糖和磷酸交替连接 排列在DNA分子的外侧 构成基本骨架 碱基排列在内侧 两条链间的碱基通过氢键互补配对 互动探究 1 DNA分子中的哪种碱基对的比例越高 DNA分子越稳定 2 DNA分子彻底水解的产物是什么 提示 1 GC 2 脱氧核糖 磷酸 A G C T DNA复制的特点 2010年高考北京卷 科学家以大肠杆菌为实验对象 运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验 实验内容及结果见表 请分析并回答 1 要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B 必须经过 代培养 且培养液中的 是唯一氮源 2 综合分析本实验的DNA离心结果 第 组结果对得到结论起到了关键作用 但需把它与第 组和第 组的结果进行比较 才能说明DNA分子的复制方式是 3 分析讨论 若子 代DNA的离心结果为 轻 和 重 两条密度带 则 重链带 DNA来自于 据此可判断DNA分子的复制方式不是 复制 若将子I代DNA双链分开后再离心 其结果 选填 能 或 不能 判断DNA的复制方式 若在同等条件下将子 代继续培养 子n代DNA离心的结果是 密度带的数量和位置 放射性强度发生变化的是 带 若某次实验的结果中 子 代DNA的 杂合链带 比以往实验结果的 杂合链带 略宽 可能的原因是新合成DNA单链中的N尚有少部分为 尝试解答 1 多15N 15NH4Cl 2 312半保留复制 3 B半保留 不能 没有变化轻 15N 解析 科学家以大肠杆菌为实验材料 运用同位素示踪技术 设计了一个巧妙的实验 证明了DNA分子的确是以半保留的方式复制的 本题通过几组实验对这一过程进行了演绎 结合所学知识和题干的要求解答即可 对 第n次 还是 n次 复制相关计算原理不清已知DNA分子中碱基数 求复制n次与第n次所需某碱基的数目 某DNA分子中含某碱基a个 复制n次 则共需加入含该碱基的脱氧核苷酸为a 2n 1 个 因为最初亲代DNA分子做模板不需要原料 但第n次复制时所需含该碱基的脱氧核苷酸为a 2n 1 a 2n 1 1 a 2n 1 对细胞分裂和DNA复制相结合的知识理解不透1 细胞分裂过程中先进行DNA复制 2 DNA复制的方式 半保留复制 3 图示辨析 三星学科 教师助手 学生帮手 家长朋友 自我挑战1 某DNA分子含m对碱基 其中腺嘌呤有A个 下列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述中 错误的是 A 在第一次复制时 需要 m A 个B 在第二次复制时 需要2 m A 个C 在第n次复制时 需要2n 1 m A 个D 在第n次复制过程时 总共需要2n m A 个 尝试解答 D 2 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 多选 A 1B 2C 3D 4 尝试解答 BCD 即时达标训练 本部分内容讲解结束 点此进入课件目录 按ESC键退出全屏播放 谢谢使用 完全免费 无需注册 天天更新 测试一 共21空 各2分 一 氨基酸的结构通