總復(fù)習(xí)之2DNA復(fù)制專題共55張

第三章第2講DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制1、19世紀(jì)50年代科學(xué)界認(rèn)識到DNA的化學(xué)組成。一）、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的構(gòu)建(1)DNA的基本組成元素有哪些？C、H、O、N、P(2)DNA的基本組成單位是什么？由哪幾種物質(zhì)組成？脫氧核苷酸=含氮堿基+脫氧核糖+磷酸含氮堿基：A、T、G、C考點(diǎn)一、DNA分子的結(jié)構(gòu)2、1951年威爾金斯展示了DNA的X射線的衍射圖譜，并且獲得相關(guān)其數(shù)據(jù)推測出DNA呈雙螺旋結(jié)構(gòu)3、沃森和克里克提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的初步構(gòu)想。4、1952年查哥夫指出：腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量（A=T），鳥嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量(G=C).5、1953年沃森和克里克發(fā)表論文《核酸的分子結(jié)構(gòu)模型－脫氧核糖核酸的一個結(jié)構(gòu)模型》總結(jié)：脫氧核糖堿基磷酸AGCT1、基本單位－脫氧核苷酸1′2′3′4′5′2、DNA的化學(xué)結(jié)構(gòu)連接

ATGCATGC3’-5’磷酸二酯鍵氫鍵5’5’3’3’注意：①每形成一個磷酸二酯鍵要脫去一分子的水②每條脫氧核苷酸鏈上都只有一個游離的磷酸基。因此每個DNA片段中，游離的磷酸基團(tuán)有2個。③處于一條鏈某一端的五碳糖上僅連接了一個磷酸和一個含氮堿基，但是其余的五碳糖上均連接兩個磷酸和一個含氮堿基。（1）氫鍵：配對的堿基間形成堿基對，通過氫鍵相連，A與T之間形成2個氫鍵，G與C之間形成3個氫鍵，C—G對占比例越大，DNA結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定?？捎肈NA解旋酶斷裂，也可用高溫斷裂。（2）磷酸二酯鍵：連接磷酸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。3.結(jié)構(gòu)中的化學(xué)鍵4、DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)(空間結(jié)構(gòu))構(gòu)成方式位置雙螺旋外側(cè)雙螺旋內(nèi)側(cè)堿基對主鏈(骨架)①脫氧核糖與磷酸交替連接；②兩條主鏈呈反向平行；③盤繞成規(guī)則的雙螺旋。①主鏈上對應(yīng)堿基以氫鍵連結(jié)成對；②堿基互補(bǔ)配對（A—T，G—C）5.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）穩(wěn)定性：DNA中脫氧核糖和磷酸交替連接的方式不變；兩條鏈間堿基互補(bǔ)配對的方式不變；堿基之間的氫鍵維持了雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。（2）多樣性：DNA分子中堿基對排列順序多種多樣。（3）特異性：每種DNA有別于其他DNA的特定的堿基排列順序。6.水解產(chǎn)物及氫鍵數(shù)目計算（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)目計算：若堿基對為n，則氫鍵數(shù)為2n～3n,若已知A有m個，則氫鍵數(shù)為3n-m?！靖呖季剧姟堪咐涸贒NA分子的一條單鏈中相鄰的堿基A與T通過什么連接？正確答案：-脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖-錯誤答案：氫鍵分析：受思維定勢的影響，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。下圖是DNA分子結(jié)構(gòu)模式圖，用文字填出1—10的名稱。PPPPACTG1234567891012345678910胞嘧啶（C）腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）脫氧核糖磷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸堿基對氫鍵一條脫氧核苷酸鏈的片段【典例訓(xùn)練1】（2012·威海模擬）如圖為DNA分子的結(jié)構(gòu)示意圖，對該圖的正確描述是()A.②和③相間排列，構(gòu)成了DNA分子的基本骨架B.①②③構(gòu)成胞嘧啶脫氧核苷酸C.當(dāng)DNA復(fù)制時，DNA連接酶催化④的形成D.DNA分子中⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、TD1、下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述中，錯誤的是（）A、每個DNA分子中都會含有四種脫氧核苷酸B、每個DNA分子中，都是堿基數(shù)=磷酸數(shù)=脫氧核苷酸數(shù)=脫氧核糖數(shù)C、雙鏈DNA分子中的一段，若含有40個腺嘌呤，就應(yīng)同時含有40個胸腺嘧啶D、每個脫氧核糖上均連著一個磷酸和一個堿基D【變式備選】【變式備選】1、在DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之間有2個氫鍵，胞嘧啶與鳥嘌呤之間有3個氫鍵?，F(xiàn)有四種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B核酸的結(jié)構(gòu)和功能1.核酸是生物的遺傳物質(zhì)，因主要存在于細(xì)胞核中呈酸性而得名。2.包括DNA（脫氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）兩種。3.DNA是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)，RNA是極少數(shù)不含DNA的病毒的遺傳物質(zhì)。4.化學(xué)元素組成：C、H、O、N、P5.基本組成單位：核苷酸DNA——脫氧（核糖）核苷酸RNA——核糖核苷酸回顧：ＤＮＡＲＮＡ全稱五碳糖堿基基本單位主要存在位置結(jié)構(gòu)功能脫氧核糖核酸核糖核酸脫氧核糖核糖Ａ、Ｇ、Ｃ、ＴＡ、Ｇ、Ｃ、Ｕ脫氧核苷酸（4種)核糖核苷酸(4種）細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)單鏈主要的遺傳物質(zhì)少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)ＤＮＡ和ＲＮＡ的比較判斷下列生物中所含核苷酸的種類與數(shù)量：①噬菌體：(

)種，為

核苷酸②煙草花葉病毒：(

)種，為

核苷酸③煙草細(xì)胞：(

)種，為

核苷酸核糖脫氧(核糖)4484種脫氧(核糖)

4種核糖核苷酸問題回顧：4、構(gòu)成DNA的核苷酸有幾種？問題討論：1、構(gòu)成DNA的堿基有幾種？3、構(gòu)成核酸的堿基有幾種？5、構(gòu)成RNA的核苷酸有幾種？6、構(gòu)成核酸的核苷酸有幾種？2、構(gòu)成RNA的堿基有幾種？(4)(8)(4)(4)(5)(4)考點(diǎn)二、堿基互補(bǔ)配對原則應(yīng)用設(shè)DNA一條鏈為1鏈，互補(bǔ)鏈為2鏈。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可知：A1=T2

，A2=T1，G1=C2

，

G2=C1。A

1T2T1A2G

1C2C1G

2DNA雙鏈①DNA雙鏈中，互補(bǔ)堿基的數(shù)量相等(A=T、C=G)；

但DNA單鏈中，互補(bǔ)堿基的數(shù)量不一定相等（A≠T、C≠G）

②在整個DNA分子中，兩個不配對堿基之和相等，占堿基總數(shù)的50%。即:A+C=T+G=50%，A+G=T+C=50%可引申為：嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)1、根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，在雙鏈DNA中，下列四式正確的是（）（A≠C）。A、A+T/C+G=1B、A+C/G+T=1C、A+G/T+C≠1D、G+C/A+T=1B2、已知DNA分子中A占總堿基數(shù)的30%，則該DNA分子中G的百分比是（）。A、30%B、70%C、60%D、20%

D50%-30%3.一個DNA分子的堿基中，腺嘌呤占20%，那么在含有100個堿基對的DNA分子中，胞嘧啶應(yīng)是_____60個對位訓(xùn)練：考點(diǎn)二、堿基互補(bǔ)配對原則應(yīng)用A

1T2T1A2G

1C2C1G

2DNA雙鏈設(shè)DNA一條鏈為1鏈，互補(bǔ)鏈為2鏈。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可知：A1=T2

，A2=T1，G1=C2

，

G2=C1。2、配對的堿基之和在單、雙鏈中所占的比例相等A1+T1/單（A+T）/雙==A2

+T2/單（G+C）/雙G1+C1/單G2+C2/單==或者4.DNA分子一條鏈中的不互補(bǔ)堿基對的堿基之和的比值是另一條互補(bǔ)鏈中該比值的倒數(shù)。若（A1+C1）/（G1+T1）=a

則（A2+C2）/（G2+T2）=1/a3.DNA分子其中一條鏈中的互補(bǔ)堿基對的堿基之和的比值與另一條互補(bǔ)鏈中相等。若（A1+T1）/（G1+C1）=a

則（A2+T2）/（G2+C2）=a

在整個DNA分子（雙鏈）中，A+G/T+C=1。在整個DNA分子（雙鏈）中，A+T/C+G=a

。A

1T2T1A2G

1C2C1G

2DNA雙鏈2、若DNA分子中一條鏈的堿基摩爾比為A︰C︰G︰T＝1︰1.5︰2︰2.5，則其互補(bǔ)鏈中嘌呤堿基與嘧啶堿基的摩爾比為（）A5︰4B4︰3C3︰2D5︰2B1、DNA分子的一條鏈中(A+T)/(G+C)=1.25，另一條鏈的這種比例是()3、DNA分子的一條單鏈中，A=20%，T=22%，求整個DNA分子中G=_____

29%對位訓(xùn)練：1.255、一種堿基在兩條鏈中所占的比例等于這種堿基在每條單鏈中所占的比例之和的一半1、某雙鏈DNA分子中，A占整個DNA堿基總數(shù)的27%，其中一條鏈上A占該鏈堿基總數(shù)的22%。求另一條鏈上A占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。32%2、某雙鏈DNA分子中，A與T之和占整個DNA堿基總數(shù)的54%，其中一條鏈上G占該鏈堿基總數(shù)的22%。求另一條鏈上G占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。解析一：設(shè)DNA分子堿基總數(shù)為100.已知：A+T=54，則G+C=46所以，G1+C

1=G

2

+C2=23已知：G1=×100×22%=1112所以,C

2=G1=11則:G

2=23–11=12G

2A2+T2+G2+C2=1212×100=24%解析二:已知 A+T總=54%,則=46%G+C總所以G1+C11/2總=46%.已知1/2總G1=22%所以1/2總C1=46%–22%=24%因?yàn)镚2=C1所以1/2總G2=24%24%6、不同生物的DNA分子中互補(bǔ)配對的堿基之和的比值不同，即(A＋T)/(C＋G)的比值不同。該比值體現(xiàn)了不同生物DNA分子的特異性。7.由堿基種類及比例判斷核酸的種類（1）(1)DNA和RNA的判斷：(2)單鏈DNA和雙鏈DNA的判斷：若:嘌呤≠嘧啶?單鏈DNA

含有堿基T或脫氧核糖?DNA含有堿基U或核糖?RNA雙鏈DNA中A=T、G=C，單鏈DNA中A≠T、G≠C，也可能A=T、G=C。或者RNA或者既有DNA又有RNA一、對DNA分子復(fù)制的推測

半保留復(fù)制全保留復(fù)制考點(diǎn)三、DNA分子復(fù)制沃森和克里克推測是半保留復(fù)制模型1、這些觀點(diǎn)各有不同，如何來證明哪個觀點(diǎn)是正確的？只能用實(shí)驗(yàn)來證明。2、如果要你來設(shè)計實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為最基本的思路是什么？

把原來的鏈做上標(biāo)記，然后觀察它在新DNA中出現(xiàn)的情況。二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)①1958年,科學(xué)家以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)材料。④怎樣把不一樣的DNA分開呢？N、Ｐ③想一想：可以用什么同位素去標(biāo)記DNA？密度梯度離心技術(shù)14N/14N—DNA15N/14N—DNA15N/15N—DNA輕帶中帶重帶同位素示蹤技術(shù)②運(yùn)用技術(shù)：思考以下問題：1、大腸桿菌首先放在什么培養(yǎng)基中培養(yǎng)的？2、然后轉(zhuǎn)移到什么培養(yǎng)基中培養(yǎng)的？3、如果是半保留復(fù)制的，離心后應(yīng)該出現(xiàn)幾條帶？4、三條帶離心后在試管中的分布如何？5、實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液中15N/15NDNA15N/14N

DNA14N/14NDNA15N/14N

DNA大腸桿菌在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中生長若干代紅線代表15N鏈藍(lán)線代表14N鏈紅線代表15N鏈藍(lán)線代表14N鏈提出假說演繹推理驗(yàn)證假說假說演繹（1）DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制（2）子代DNA可能的情況及如何設(shè)計實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這種現(xiàn)象（3）通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證解旋酶催化解旋：模板

（在DNA聚合酶的催化下，利用游離的脫氧核苷酸進(jìn)行堿基配對）復(fù)制:以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對母鏈（舊鏈）子鏈（新鏈）復(fù)制后的DNA:同時進(jìn)行組成復(fù)制過程:1.概念：2.時間：總結(jié)：DNA分子復(fù)制的過程是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂的間期3.場所：4、條件：(1)模板：(2)原料：(3)酶：(4)能量：親代DNA的兩條鏈(兩條母鏈)四種脫氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶等①解旋：②合成子鏈：③形成子代DNA：5、過程：邊解旋邊復(fù)制6.特點(diǎn)：半保留復(fù)制7.DNA復(fù)制的結(jié)果：1DNA→2DNA能量，解旋酶，雙鏈解開模板，四種脫氧核苷酸、堿基互補(bǔ)配對原則每一條子鏈與對應(yīng)的母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)9、復(fù)制的生物學(xué)意義：高原因：①DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供模板②堿基具有互補(bǔ)配對的能力，能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無誤。8、復(fù)制的精確性：將遺傳信息從親代傳給了子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性10、影響DNA復(fù)制的外界條件復(fù)制過程:親代(第一代)第二代第三代第四代15N14N四、DNA復(fù)制中相關(guān)計算的規(guī)律方法：DNA的復(fù)制為半保留復(fù)制，一個DNA分子復(fù)制n次，則有：（1）子代DNA分子數(shù)為：2n個。①無論復(fù)制多少次，含有15N的DNA始終是2個。②含14N有的有2n個，只含14N的有（2n-2）個，做題時看準(zhǔn)是“含”還是“只含”。（2）子代DNA分子總鏈數(shù)為：

2n╳2=2n+1條。①無論復(fù)制多少次，含15N的鏈?zhǔn)冀K是2條。做題時應(yīng)看準(zhǔn)是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”。②含14N的鏈數(shù)是

：（2n+1-2）條。規(guī)律：（3）消耗的脫氧核苷酸數(shù)：①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，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。②第n次復(fù)制所需該脫氧核苷酸數(shù)為m·2n-1。（4）如果DNA解旋時，一條鏈上的堿基出錯，經(jīng)過n次復(fù)制后，發(fā)生差錯的DNA占有1/2（5）一定數(shù)量的堿基對所能構(gòu)成的DNA分子種類=4n（n為堿基對數(shù)）【典例訓(xùn)練2】（2012·福州模擬）用15N標(biāo)記含有100個堿基對的DNA分子，其中有胞嘧啶60個，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DNA分子占7/8C.消耗游離的腺嘌呤脫氧核苷酸600個D.產(chǎn)生了16個DNA分子B【變式備選】在一個密閉的容器里，用含有同位素13C的脫氧核苷酸合成一個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.2n∶1B.（2n-2）∶nC.（2n-1）∶1D.（2n-2）∶2考點(diǎn)四、基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段關(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，每個基因含有成百上千個脫氧核苷酸?；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DNA分子上有很多個基因基因與染色體

基因在染色體上呈線性排列，染色體是基因的主要載體1．染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系關(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個或2個DNA分子許多基因成百上千個脫氧核苷酸四者之間的層次關(guān)系脫氧核苷酸基因DNA分子染色體感悟拓展

典例導(dǎo)悟C

C【變式備選】下列關(guān)于基因、遺傳信息的描述，錯誤的是()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C.互為等位基因的兩個基因肯定具有相同的堿基數(shù)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)生了堿基對的增添、缺失或替換，因此互為等位基因的兩個基因不一定具有相同的堿基數(shù)量?！镜淅咳?個含有1對同源染色體的精原細(xì)胞，用15N標(biāo)記細(xì)胞核中的DNA，然后放在含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，讓其連續(xù)進(jìn)行兩次有絲分裂，形成4個細(xì)胞，這4個細(xì)胞中含15N的細(xì)胞個數(shù)可能是(

)

A．2

B．3