復(fù)習(xí)DNA分子的結(jié)構(gòu)DNA的復(fù)制

1、第24節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu) DNA的復(fù)制 基因是有遺傳(ychun)效應(yīng)的DNA片段 共七十六頁一、DNA分子(fnz)的結(jié)構(gòu)共七十六頁1.基本(jbn)單位共七十六頁_；_；_；_。2.平面(pngmin)結(jié)構(gòu)3.空間結(jié)構(gòu)規(guī)則的_結(jié)構(gòu)。 磷酸(ln sun)脫氧核糖腺嘌呤腺嘌呤脫氧核苷酸磷酸、脫氧核糖 堿基對(duì) 堿基互補(bǔ)配對(duì) 雙螺旋共七十六頁【點(diǎn)撥】堿基A與T之間形成兩個(gè)氫鍵(qn jin)，G與C之間形成三個(gè)氫鍵(qn jin)。含氫鍵(qn jin)越多，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，即含G-C（或C-G）堿基對(duì)的比例越大，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。 共七十六頁二、DNA分子(fnz)的復(fù)制共七十六頁1.概念 以_為模板

2、(mbn)，合成子代DNA的過程。2.時(shí)間 _。3. 親代(qndi)DNA有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期解旋后兩條母鏈游離的4種脫氧核苷酸ATPDNA聚合酶解旋DNA聚合共七十六頁5.方式 _。6.特點(diǎn)(tdin) _。7.意義 使遺傳信息_，保持了_。半保留(boli)復(fù)制邊解旋邊復(fù)制從親代傳給子代遺傳信息的連續(xù)性共七十六頁三、基因有遺傳效應(yīng)(xioyng)的DNA片段abcd共七十六頁1.據(jù)圖寫出基因與染色體的關(guān)系基因在染色體上呈_排列。2.將代表下列結(jié)構(gòu)(jigu)的字母填入圖中的相應(yīng)橫線上a.染色體、b.DNA、c.基因、d.脫氧核苷酸。3.基因的實(shí)質(zhì)具有_的_片段。線性遺傳(

3、ychun)效應(yīng)DNA共七十六頁【點(diǎn)撥】基因是遺傳的基本結(jié)構(gòu)和功能單位，其主要載體(zit)是染色體。線粒體和葉綠體中也存在基因。原核生物體內(nèi)也存在基因，但不與蛋白質(zhì)結(jié)合。 共七十六頁【思維判斷】1.DNA的兩條核糖核苷酸鏈反向平行盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。 （ ）【分析】DNA即脫氧核糖核酸，是由兩條脫氧核苷酸鏈反向平行盤繞而成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。RNA則是由核糖核苷酸組成的。2.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的基本(jbn)骨架是由脫氧核糖和磷酸交替連接而成的。 （ ）【分析】脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)形成DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的基本骨架，堿基排列在內(nèi)側(cè)，且遺傳信息蘊(yùn)藏在堿基排列順序中。共七十六頁3.DNA上堿基對(duì)

4、的形成遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則(yunz)，即A=U，G=C。（ ）【分析】DNA上堿基對(duì)的形成遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，DNA中的堿基有4種，即A、T、G、C，形成的堿基對(duì)為A-T，T-A，C-G，G-C，其中A、T間有2個(gè)氫鍵，G、C間有三個(gè)氫鍵。4.構(gòu)成基因的堿基總數(shù)與DNA分子的堿基總數(shù)相等。 （ ）【分析】基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，DNA中還含有非基因片段，無論基因片段還是非基因片段均是由堿基組成的，因此，DNA分子中的堿基總數(shù)多于基因中的堿基總數(shù)。共七十六頁5.經(jīng)過DNA復(fù)制得到的子代DNA是由親代DNA鏈和復(fù)制的新鏈隨機(jī)(su j)結(jié)合而成的。 （ ）【分析】DNA復(fù)制的特點(diǎn)是半保

5、留復(fù)制，即每一個(gè)子代DNA是由新復(fù)制的每條新鏈與其對(duì)應(yīng)的模板鏈盤繞成的，而不是親代DNA鏈和復(fù)制的新鏈隨機(jī)結(jié)合而成的。共七十六頁DNA的結(jié)構(gòu)(jigu)模式圖解讀3,5-磷酸二酯鍵共七十六頁1.基本(jbn)組成單位脫氧核苷酸組成成分：每分子含有磷酸、脫氧核糖和含氮堿基各1個(gè)。（1）磷酸：每個(gè)DNA片段中，游離的磷酸基團(tuán)有2個(gè)。（2）堿基：共有4種，分別是A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶）、G（鳥嘌呤）、C（胞嘧啶）。（3）脫氧核糖：屬于五碳糖。共七十六頁2.結(jié)構(gòu)中的化學(xué)鍵（1）氫鍵：配對(duì)(pi du)的堿基間形成堿基對(duì)，通過氫鍵相連，可用DNA解旋酶斷裂，也可用高溫?cái)嗔?。?）磷酸二酯鍵：連接磷酸

6、和相鄰脫氧核苷酸的脫氧核糖的化學(xué)鍵，可用限制酶切斷，可用DNA連接酶或DNA聚合酶連接。共七十六頁3.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）穩(wěn)定性：DNA中脫氧核糖和磷酸(ln sun)交替連接的方式不變；兩條鏈間堿基互補(bǔ)配對(duì)的方式不變。（2）多樣性：DNA分子中堿基對(duì)排列順序多種多樣。（3）特異性：每種DNA有別于其他DNA的特定的堿基排列順序。4.水解產(chǎn)物及氫鍵數(shù)目計(jì)算（1）DNA水解產(chǎn)物：初步水解產(chǎn)物是脫氧核苷酸，徹底水解產(chǎn)物是磷酸、脫氧核糖和含氮堿基。（2）氫鍵數(shù)目計(jì)算：若堿基對(duì)為n，則氫鍵數(shù)為2n3n,若已知A有m個(gè)，則氫鍵數(shù)為3n-m。共七十六頁【高考(o ko)警示鐘】案例：在DNA分子的一條單鏈中相鄰

7、的堿基A與T通過什么連接？正確答案：-脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖-錯(cuò)誤答案：氫鍵分析：受思維定勢(shì)的影響，未注意“一條單鏈中相鄰的堿基A與T”，看到A與T的連接就認(rèn)為是氫鍵，實(shí)際上DNA分子兩條單鏈上的堿基A與T通過氫鍵連接，一條單鏈中的相鄰堿基A與T通過“-脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖-”連接。共七十六頁【典例訓(xùn)練1】（2012威海模擬(mn)）如圖為DNA分子的結(jié)構(gòu)示意圖，對(duì)該圖的正確描述是( )共七十六頁A.和相間排列，構(gòu)成了DNA分子的基本骨架B.構(gòu)成胞嘧啶脫氧核苷酸C.當(dāng)DNA復(fù)制時(shí)，DNA連接酶催化的形成D.DNA分子中依次代表A、G、C、T【解題指南】1.考查實(shí)質(zhì)：DNA分子的組成及結(jié)構(gòu)

8、(jigu)。2.解題關(guān)鍵：正確識(shí)別DNA結(jié)構(gòu)的平面圖，明確DNA結(jié)構(gòu)中一個(gè)完整基本單位的組成部分，如圖中和下方的磷酸基團(tuán)屬于一個(gè)基本單位。共七十六頁【解析】選D。結(jié)構(gòu)圖中分別表示磷酸、脫氧核糖、胞嘧啶。磷酸和脫氧核糖的相間排列構(gòu)成了DNA分子的基本骨架。圖中不是同一個(gè)脫氧核苷酸分子的成分，其中磷酸是上面一個(gè)脫氧核苷酸的組成成分。是氫鍵，在DNA復(fù)制(fzh)時(shí)，當(dāng)DNA聚合酶把脫氧核苷酸連接在一起后，堿基之間的氫鍵不需要酶的催化作用就可以形成。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，DNA分子中依次代表A、G、C、T。 共七十六頁【變式備選】20世紀(jì)(shj)90年代，Cuenoud等發(fā)現(xiàn)DNA也有酶催化活性

9、，他們根據(jù)共有序列設(shè)計(jì)并合成了由47個(gè)核苷酸組成的單鏈DNAE47，它可以催化兩個(gè)底物DNA片段之間的連接。下列有關(guān)敘述正確的是( )A.E47中，嘌呤堿基數(shù)一定等于嘧啶堿基數(shù)B.在E47分子中，堿基數(shù)=脫氧核苷酸數(shù)=脫氧核糖數(shù)C.E47作用的底物和DNA聚合酶作用的底物是相同的D.在E47分子中，每個(gè)脫氧核糖上均連有一個(gè)磷酸和一個(gè)含氮的堿基共七十六頁【解析】選B。根據(jù)題意，由于E47分子是單鏈的，嘌呤堿基數(shù)不一定等于嘧啶堿基數(shù)，A錯(cuò)誤(cuw)；無論是單鏈還是雙鏈DNA分子，其基本單位都是脫氧核苷酸，每個(gè)脫氧核苷酸分子由一個(gè)堿基、一個(gè)脫氧核糖和一分子磷酸組成，故B正確；E47作用的底物和DN

10、A連接酶作用的底物是相同的，C錯(cuò)；在單鏈DNA分子中,除其中一端外，每個(gè)脫氧核糖上均連有兩個(gè)磷酸和一個(gè)含氮的堿基，D錯(cuò)。共七十六頁【變式備選】在DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之間有2個(gè)氫鍵，胞嘧啶與鳥嘌呤之間有3個(gè)氫鍵?，F(xiàn)有四種(s zhn)DNA樣品，根據(jù)樣品中堿基的百分含量判斷最有可能來自嗜熱菌（生活在高溫環(huán)境中）的是( )A.含胸腺嘧啶32%的樣品B.含腺嘌呤17%的樣品C.含腺嘌呤30%的樣品D.含胞嘧啶15%的樣品共七十六頁【解析】選B。溫度過高DNA分子易受到破壞。DNA分子的穩(wěn)定性強(qiáng)弱與分子中氫鍵的多少有一定的關(guān)系(gun x)，即在高溫環(huán)境中的嗜熱菌體內(nèi)的DNA較穩(wěn)定

11、，與其含較多的氫鍵有關(guān)。選項(xiàng)中只有B項(xiàng)DNA分子中A-T或T-A堿基對(duì)較少，因而G-C或C-G堿基對(duì)較多，氫鍵總數(shù)也相對(duì)較多。共七十六頁 DNA分子(fnz)及復(fù)制過程中的相關(guān)計(jì)算1.有關(guān)DNA的堿基計(jì)算根據(jù)A=T，G=C，圖示如下：鏈 AGCTTCCm鏈 TCGAAGGm則（1）共七十六頁簡(jiǎn)記為“配對(duì)的兩堿基之和在單、雙鏈中所占比例相等(xingdng)”。且以鏈為模板合成的RNA中 簡(jiǎn)記為“DNA兩互補(bǔ)鏈中，不配對(duì)兩堿基和的比值乘積為1”。共七十六頁（4）在一個(gè)雙鏈DNA分子中，某堿基占?jí)A基總數(shù)的百分?jǐn)?shù)等于(dngy)每條鏈中該堿基所占比例的平均值。（5）DNA分子中，脫氧核苷酸數(shù)=脫氧核

12、糖數(shù)=磷酸數(shù)=含氮堿基數(shù)。 共七十六頁2.有關(guān)DNA復(fù)制的計(jì)算(j sun)DNA的復(fù)制為半保留復(fù)制，一個(gè)DNA分子復(fù)制n次，則有：（1）子代DNA分子數(shù)為：2n個(gè)。含有親代鏈的DNA分子數(shù)為：2個(gè)。不含有親代鏈的DNA分子數(shù)為（2n-2）個(gè)。（2）子代脫氧核苷酸鏈數(shù)為：2n+1條。親代脫氧核苷酸鏈為：2條。新合成的脫氧核苷酸鏈為：（2n+1-2）條。共七十六頁（3）消耗的脫氧核苷酸數(shù)：若一親代DNA分子(fnz)含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸數(shù)為m（2n-1）個(gè)。第n次復(fù)制所需該脫氧核苷酸數(shù)為m2n-1。共七十六頁【技巧點(diǎn)撥臺(tái)】DNA分子復(fù)制(fzh)n次后的計(jì)算將

13、含有15N的DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，復(fù)制n次，則（1）含14N的DNA有2n個(gè)，只含14N的DNA有（2n-2）個(gè)，做題時(shí)應(yīng)看準(zhǔn)是“含”還是“只含”。（2）復(fù)制n次，含15N的DNA始終是2個(gè)，占總DNA數(shù)的比例是2/2n。（3）子代DNA分子的鏈中，總鏈數(shù)為2n2=2n+1條。模板鏈?zhǔn)冀K是2條。做題時(shí)，應(yīng)看準(zhǔn)是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”。共七十六頁【典例訓(xùn)練2】（2012福州模擬）用15N標(biāo)記含有100個(gè)堿基對(duì)的DNA分子，其中(qzhng)有胞嘧啶60個(gè)，該DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制四次。其結(jié)果不可能是( )A.含有15N的DNA分子占1/8B.含有14N的D

14、NA分子占7/8C.消耗游離的腺嘌呤脫氧核苷酸600個(gè)D.產(chǎn)生了16個(gè)DNA分子共七十六頁【解題指南】1.知識(shí)儲(chǔ)備：（1）DNA復(fù)制過程(guchng)中產(chǎn)生的含有親代鏈和新鏈的子代DNA的數(shù)量計(jì)算；（2）DNA復(fù)制過程中所需原料的計(jì)算。2.解題關(guān)鍵：（1）明確DNA復(fù)制過程中，無論復(fù)制多少次，產(chǎn)生的子代DNA中總有2個(gè)DNA含有親代模板鏈；（2）區(qū)分所求的數(shù)量是指DNA數(shù)還是鏈數(shù)。共七十六頁【解析】選B。由于DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制，經(jīng)過四次復(fù)制形成(xngchng)16個(gè)DNA分子，有2個(gè)DNA分子中一條鏈含有15N，另一條鏈含有14N，其余14個(gè)DNA分子兩條鏈全部含有14N，該DNA分

15、子中含有胞嘧啶60個(gè)，由此計(jì)算出含有鳥嘌呤60個(gè)，腺嘌呤和胸腺嘧啶各有40個(gè)，復(fù)制四次需要腺嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)量為40（24-1）=600個(gè)。共七十六頁【變式訓(xùn)練】已知某DNA分子含有1 000個(gè)堿基對(duì)，其中一條鏈上AGTC=1234。該DNA分子連續(xù)復(fù)制2次，共需要鳥嘌呤脫氧核苷酸分子數(shù)是( )A.600個(gè) B.900個(gè) C.1 200個(gè) D.1 800個(gè)【解析】選D。根據(jù)題意，可計(jì)算出此DNA分子含有G=600個(gè)，復(fù)制2次，形成4個(gè)DNA分子，共有(n yu)G=2 400個(gè)，減去原DNA分子中600個(gè)，剩余1 800個(gè)，即為所求。共七十六頁【變式備選】在一個(gè)密閉的容器里，用含有同位素13

16、C的脫氧核苷酸合成一個(gè)DNA分子，然后加入普通的含12C的脫氧核苷酸，經(jīng)n次復(fù)制后，所得DNA分子中含12C的脫氧核苷酸鏈數(shù)與含13C的脫氧核苷酸鏈數(shù)之比是( )A.2n1 B.（2n-2）n C.（2n-1）1 D.（2n-2）2 【解析】選C。親代(qndi)DNA分子是兩條鏈都含13C的DNA分子，新形成的脫氧核苷酸鏈中含12C。一個(gè)雙鏈DNA分子復(fù)制n次形成2n個(gè)DNA分子，22n條脫氧核苷酸鏈，其中只有2條原來的母鏈（含13C），所以含12C的脫氧核苷酸鏈數(shù)為22n-2，所以該題比例為（22n-2）2，即（2n-1）1。共七十六頁 染色體、DNA、基因(jyn)和脫氧核苷酸的關(guān)系1.

17、四者關(guān)系圖共七十六頁2.四者關(guān)系(gun x)分析關(guān) 系內(nèi) 容基因與脫氧核苷酸 基因的基本組成單位是脫氧核苷酸，每個(gè)基因含有成百上千個(gè)脫氧核苷酸?；蛑忻撗鹾塑账岬呐帕许樞蚍Q為遺傳信息 基因與DNA 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，每個(gè)DNA分子上有很多個(gè)基因 基因與染色體 基因在染色體上呈線性排列，染色體是基因的主要載體 共七十六頁關(guān) 系內(nèi) 容基因與生物性狀 基因是遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，特定基因控制相應(yīng)的性狀 DNA與染色體 染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成。通常情況下一條染色體上含有1個(gè)DNA分子，染色體是DNA的主要載體 四者之間的數(shù)量關(guān)系 1條染色體 1個(gè)或2個(gè)DNA分子 許多基因

18、 成百上千個(gè)脫氧核苷酸 四者之間的層次關(guān)系 脫氧核苷酸 基因 DNA分子 染色體共七十六頁分析圖示，回答有關(guān)(yugun)問題：A磷酸(ln sun)B糖CDE基因FGH染色體共七十六頁（1）圖中B是_，C是_，D是_，F(xiàn)是_，G是_。（2）通常情況下，1條H中含有_個(gè)F，1個(gè)F中含有_個(gè)E，1個(gè)E中含有_個(gè)D。（3）圖中_中的遺傳信息通過復(fù)制傳遞給后代，其復(fù)制過程嚴(yán)格(yng)遵循_原則。共七十六頁【解題指南】1.考查實(shí)質(zhì)：染色體的組成以及基因、DNA和染色體的關(guān)系(gun x)。2.解題關(guān)鍵：明確染色體的成分之一是DNA，DNA上含有許多基因，基因的堿基排列順序代表遺傳信息。共七十六頁【解

19、析】DNA的基本組成單位(dnwi)是脫氧核苷酸，它由1分子磷酸、1分子脫氧核糖和1分子含氮堿基組成；1條染色體上通常情況下含有1個(gè)DNA分子，1個(gè)DNA分子上有許多個(gè)基因，1個(gè)基因由成百上千個(gè)脫氧核苷酸組成。E中的遺傳信息通過復(fù)制傳遞給后代，復(fù)制過程中嚴(yán)格遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。答案：（1）脫氧核糖 含氮堿基 脫氧核苷酸 DNA蛋白質(zhì)（2）1 許多 成百上千 （3）E 堿基互補(bǔ)配對(duì)共七十六頁【變式備選】下列關(guān)于基因、遺傳信息的描述，錯(cuò)誤的是( )A.基因在染色體上呈線性排列，染色體是基因的主要載體B.遺傳信息可以通過DNA復(fù)制傳遞給后代(hudi)C.互為等位基因的兩個(gè)基因肯定具有相同的堿基數(shù)

20、量D.遺傳信息是指DNA分子的脫氧核苷酸的排列順序 【解析】選C?；蚴蔷哂羞z傳效應(yīng)的DNA片段，是控制生物性狀的結(jié)構(gòu)和功能單位。基因在染色體上呈線性排列，染色體是基因的主要載體。等位基因是通過基因突變產(chǎn)生的，發(fā)生了堿基對(duì)的增添、缺失或替換，因此互為等位基因的兩個(gè)基因不一定具有相同的堿基數(shù)量。 共七十六頁 題干信息的轉(zhuǎn)化和利用 探究外界因素對(duì)DNA復(fù)制的影響 【案例】（2011浙江(zh jin)高考）為了探究某物質(zhì)（X）的作用，研究者提出了以下實(shí)驗(yàn)思路：（1）實(shí)驗(yàn)分組：甲組：培養(yǎng)液+Y細(xì)胞+3H-TdR（3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷）+生理鹽水乙組：培養(yǎng)液+Y細(xì)胞+3H-TdR+X（用生理鹽水配制）每組設(shè)