DNA的分子结构和复制.ppt

1、第2、3、4节 DNA分子的结构和复制 基因是有遗传效应的DNA片段,资料1：20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA分子的基本单位是 。,脱氧核苷酸,1分子磷酸,1分子脱氧核糖,1分子含氮碱基,一、DNA模型建构,1分子脱氧核苷酸 = + + .,【模型建构】: 脱氧核苷酸,碱 基,A,G,C,T,磷酸,脱氧 核糖,含氮碱基包括：_ (A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、_ (T)。,腺嘌呤,胸腺嘧啶,A,C,T,腺嘌呤脱氧核苷酸,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胞嘧啶脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,G,脱氧核苷酸的种类,2DNA的双螺旋结构 (1)两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋而成。 (2)外侧：_和_交

2、替连接，构成基本骨架。 (3)内侧：碱基按AT、GC的碱基互补配对原则通过_连接，形成碱基对。,脱氧核糖,磷酸,氢键,A,C,T,T,G,A,DNA模型建构,外侧:磷酸+五碳糖（基本骨架）,内侧:千变万化: 4n（n表示碱基的对数）,+,思考感悟 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GC比例越大，结构越稳定。,二、DNA分子的复制 1概念：以亲代DNA分子为模板，合成子代DNA分子的过程。 2时间：有丝分裂_和减数 _。 3条件 (1)模板：两条母链。 (2)原料：细胞核中游离的四种脱氧

3、核苷酸。 (3)能量：_。 (4)酶：解旋酶、_酶。,间期,第一次分裂之前的间期,ATP,聚合,解旋酶（作用于氢键）,解旋：,模板,复制:,以母链为模板进行碱基配对(聚合酶）,母链（旧链） 子链（新链）,复制后的DNA:,同时进行,半保留复制,亲代(第一代),第二代,第三代,第四代,4过程 解旋，在_的作用下，把两条螺旋的双链解开；以解开的_为模板，按碱基互补配对原则，合成_；每一条子链与对应的母链盘旋成双螺旋结构，形成两个新DNA分子。 5特点：边解旋边复制，_复制。 6结果：一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子。 7意义：使_从亲代传递给子代，保持了_的连续性。,解旋酶,母链,子链,

4、半保留,遗传信息,遗传信息,三、基因是有遗传效应的DNA片段 1基因与DNA的关系 (1)基因是有_的DNA片段。,遗传效应,(2)每个DNA分子含有_个基因。 (3)DNA分子中存在不是基因的片段。,多,2DNA片段中的遗传信息 (1)DNA分子能够储存足够量的_。 (2)遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。 （碱基对、脱氧核苷酸的排列顺序） (3)DNA分子多样性源于_的多样性。 (4)DNA分子的特异性源于每个DNA分子的碱基的_顺序。,遗传信息,碱基对排列顺序,特定的排列,3基因与性状的关系 基因是控制生物性状的结构单位和功能单位。,高频考点突破,(3)DNA分子的组成层次 (4)平

5、面结构两条脱氧核苷酸长链反向平行,(5)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1111。,即时应用(随学随练，轻松夺冠) 1(2011年山东青岛高三摸底)下列有关DNA结构的叙述，不正确的是() ADNA分子中的五碳糖是脱氧核糖 B双链DNA中A/T等于C/G C单链DNA中A与T的数量相同 D双链DNA中，由一条链的序列可推出另一条链

6、的序列,C,1碱基互补配对原则及相关推论 (1)原则：AT，GC，图示为：,(2)推论 腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶相等，即AT，GC。 嘌呤总数与嘧啶总数相等， 即AGTC。,双链中，不配对的两种碱基之和的比值为1,在双链DNA分子中，配对的碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。 设在双链DNA分子中的一条链上A1T1n%，因为A1T2，A2T1，则：A1T1A2T2n%。,配对的两碱基之和在单、双链中所占的比例相等,DNA两互补链中，不配对的两碱基之和的比值乘积为1（互为倒数）,整个双链DNA分子中，某种碱基所占百分比等于每条链中的平均值,5、在一个双链DNA分子中

7、，某碱基占碱基总量的百分数等于每条链中的平均值,4、整个双链DNA分子中，某种碱基所占百分比等于每条链中的平均值,1、双链中，不配对的两种碱基之和的比值为1,3、配对的两碱基之和在单、双链中所占的比例相等,2、DNA两互补链中，不配对的两碱基之和的比值乘积为1（互为倒数）,(3)复制n次所需的脱氧核苷酸数a(2n1)，（a：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：复制次数。）,（4）第n次复制时所需含该碱基的脱氧核苷酸为a(2n1)a(2n11)a2n1。,即时应用(随学随练，轻松夺冠) 2(2011年河南郑州模拟)用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中

8、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() A含有14N的DNA占7/8 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1/16 D子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是23,B,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。

9、(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)重带(密度最大)：15N标记的亲代双链DNA(15N/15N) (2)中带(密度居中)：一条链为15，另一条链为14N标记的子代双链DNA(15N/14N) (3)轻带(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离心全部重带(15N/15N)。 (2)

10、繁殖一代后取出提取DNA离心全部杂交带(14N/15N)。 (3)繁殖两代后取出提取DNA离心1/2轻带、1/2中带。 实验结论：DNA的复制是以半保留方式进行的。,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

11、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_。,B,A,D,0:1:1,31P,31P和32P,1:8,命题视角剖析,DNA分子的结构 (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

12、(或打开)此键。,有关DNA分子结构的叙述，正确的是(多选)() ADNA分子由4种脱氧核苷酸组成 BDNA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,AD,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) (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，实验内容及结果见下表。,DNA复制的特点 (2010年高考北京卷)科学家以大肠杆菌为实

13、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，实验内容及结果见下表。,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_。,多代,15N/15NH4Cl,3,1,2,半保留复制,(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。,B,半保留,不能,没有变化（2、轻带和中带）,