高三生物一輪復(fù)習(xí)第18講DNA的結(jié)構(gòu)復(fù)制及基因的本質(zhì)第18講DNA的結(jié)構(gòu)復(fù)制及基因的本質(zhì)

一輪復(fù)習(xí)必修二遺傳與變異基因認(rèn)識(shí)存在位置遺傳變異是什么第十八講

DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因的本質(zhì)復(fù)習(xí)目標(biāo)要求1.概述DNA分子是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成，通常由兩條堿基互補(bǔ)配對(duì)的反向平行長(zhǎng)鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，堿基的排列順序編碼了遺傳信息。2.概述DNA分子通過(guò)半保留方式進(jìn)行復(fù)制。3.理解基因的概念。主要考點(diǎn)

必備知識(shí)考點(diǎn)一DNA分子的結(jié)構(gòu)及相關(guān)計(jì)算考點(diǎn)二DNA的復(fù)制

考點(diǎn)三基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段概念圖概念圖DNA的結(jié)構(gòu)、基因的本質(zhì)、DNA的復(fù)制基礎(chǔ)梳理回扣1.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)：（1）模型構(gòu)建者？模型構(gòu)建依據(jù)？（2）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)？（3）畫出1個(gè)脫氧核苷酸；怎樣辨別脫氧核糖的1’-C和5’-C？怎樣辨別DNA一條單鏈的5’-端、3’-端？P50（4）畫出一段DNA的平面結(jié)構(gòu)（以三對(duì)堿基為例），標(biāo)出磷酸二酯鍵，標(biāo)出5’-端、3’-端。（5）1個(gè)雙鏈DNA含有游離的磷酸基團(tuán)、游離的脫氧核糖個(gè)數(shù)？

每個(gè)磷酸基團(tuán)連接幾個(gè)脫氧核糖？每個(gè)脫氧核糖連接幾個(gè)磷酸基團(tuán)？相鄰堿基的連接方式？哪種堿基對(duì)多時(shí)DNA更穩(wěn)定？

一個(gè)DNA片段，共含有n對(duì)堿基，G-C堿基對(duì)有m對(duì)，則DNA中氫鍵數(shù)？磷酸二酯鍵的個(gè)數(shù)？2.什么是遺傳信息？DNA的多樣性、DNA的特異性？生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)是什么？P593.基因與DNA的關(guān)系？P57課題4.DNA復(fù)制：時(shí)間？場(chǎng)所？過(guò)程？結(jié)果？特點(diǎn)?方式？

DNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因？DNA準(zhǔn)確復(fù)制的意義？解旋酶、DNA聚合酶作用？P56-57考點(diǎn)一DNA分子的結(jié)構(gòu)及相關(guān)計(jì)算問(wèn)題導(dǎo)引1.通過(guò)分析DNA的探究歷程構(gòu)建出DNA的結(jié)構(gòu)模型，并分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；2.準(zhǔn)確理解基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段這一表述；是如何攜帶遺傳信息的？4.如何理解DNA的多樣性和特異性20世紀(jì)初1951-195219521951年DNA的結(jié)構(gòu)單位：四種脫氧核苷酸科賽爾、瓊斯、列文沃森和克里克

推算出DNA呈螺旋結(jié)構(gòu)，嘗試建構(gòu)模型：雙螺旋、三螺旋→失敗（配對(duì)違反化學(xué)規(guī)律）物理模型X射線衍射技術(shù)威爾金斯和富蘭克林提供的DNA衍射圖譜查哥夫在DNA中，腺嘌呤（A）=胸腺嘧啶（T），鳥嘌呤（G）=胞嘧啶（C）一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)（1）20世紀(jì)30年代，科學(xué)家認(rèn)識(shí)到：DNA是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的長(zhǎng)鏈，這4種脫氧核苷酸分別含有A、T、C、G四種堿基。脫氧(核糖)核苷酸A(腺嘌呤）T(胸腺嘧啶)C(胞嘧啶)G(鳥嘌呤)一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸

胸腺嘧啶脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸（1）脫氧核苷酸的種類一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)（2）1951年11月，英國(guó)生物物理學(xué)家威爾金斯（M.Wilkins）和同事富蘭克林（R.E.Franklin）應(yīng)用X射線衍射技術(shù)獲得了高質(zhì)量的DNA衍射圖譜。M.WilkinsR.E.Franklin“X”形意味著DNA分子是螺旋的X射線晶體衍射法一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)堿基組成堿基比例AGCTA/TG/C(A+G)/(T+C)(A+T)/(G+C)人30.919.919.829.41.051.011.031.52雞28.820.521.529.20.990.950.971.38海膽32.817.717.332.11.021.021.021.85酵母菌31.318.717.132.90.951.091.001.79大腸桿菌24.72625.723.61.051.011.030.9320世紀(jì)40年代，測(cè)定幾種生物DNA分子中4種堿基的數(shù)量關(guān)系奧地利生物化學(xué)家查哥夫（3）查哥夫法則：在DNA中，腺嘌呤(A)的量=胸腺嘧啶(T)的量；

鳥嘌呤(G)的量=胞嘧啶(C)的量。一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)據(jù)此，沃森和克里克構(gòu)建出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。TCGAAGCT010302DNA具有恒定的直徑能解釋A、T、C、G的數(shù)量關(guān)系制作的模型與基于拍攝的X射線衍射照片推算出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)相符一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)的基本單位：脫氧核苷酸2.脫氧核苷酸的組成一分子磷酸一分子脫氧核糖一分子含氮堿基C胞嘧啶T胸腺嘧啶A腺嘌呤G鳥嘌呤OPCH2

OHOOHHOHHH

HH堿基

磷酸

5’1’2’3’4’脫氧核糖上與堿基相連的碳叫作1’-C，與磷酸基團(tuán)相連的碳叫作5’-C。3.元素組成：C、H、O、N、P回顧對(duì)DNA的認(rèn)識(shí)OOHHH2O磷酸二酯鍵DNA鏈?zhǔn)怯擅撗鹾塑账崦撍s合連接而成的長(zhǎng)鏈。鏈的形成：回顧對(duì)DNA的認(rèn)識(shí)15’ATGCTACG3’5’3’3',5'-磷酸二酯鍵1.由

條單鏈按_________方式盤旋成_______結(jié)構(gòu)。反向平行雙螺旋25’3’5’3’二、DNA分子的結(jié)構(gòu)ATATTAGGGCCATC磷酸

和

交替連接，構(gòu)成基本骨架；2.外側(cè)：堿基對(duì)內(nèi)側(cè):脫氧核糖3.堿基互補(bǔ)配對(duì)原則

兩條鏈上的堿基通過(guò)

連接形成

，且A只和

配對(duì)、G只和

配對(duì)，堿基之間的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，就叫作

。氫鍵氫鍵TC堿基互補(bǔ)配對(duì)原則堿基對(duì)堿基對(duì)二、DNA分子的結(jié)構(gòu)腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）氫鍵越多，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，即含G、C堿基對(duì)比例越大，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，更耐高溫。二、DNA分子的結(jié)構(gòu)ATATTAGGGCCATC4.總結(jié)：五種元素：C、H、O、N、P四種堿基：A、T、C、G三種物質(zhì)：兩條長(zhǎng)鏈：一種螺旋：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)磷酸、脫氧核糖、含氮堿基兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈氫鍵關(guān)系:A=TG≡C二、DNA分子的結(jié)構(gòu)教材隱性知識(shí)：①源于必修2P50圖3－8：DNA的一條單鏈具有兩個(gè)末端，一端有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，稱作

，另一端有一個(gè)羥基(—OH)，稱作

，兩條單鏈走向

，一條單鏈?zhǔn)菑?′－端到3′－端的，另一條單鏈?zhǔn)菑?′－端到5′－端的。②源于必修2P51探究·實(shí)踐：DNA只有4種脫氧核苷酸，能夠儲(chǔ)存足夠量遺傳信息的原因是______________________________________________________________________。5′－端3′－端相反構(gòu)成DNA的4種脫氧核苷酸的數(shù)目成千上萬(wàn)，脫氧核苷酸的排列順序千差萬(wàn)別①DNA中兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì)，A—T含2個(gè)氫鍵，G—C含3個(gè)氫鍵。②DNA中并不是所有的脫氧核糖都連著兩個(gè)磷酸基團(tuán)，兩條鏈各有一個(gè)脫氧核糖連著一個(gè)磷酸基團(tuán)。③雙鏈DNA中A與T分子數(shù)相等，G與C分子數(shù)相等，但A＋T的量不一定等于G＋C的量。④DNA中，當(dāng)(A＋G)/(T＋C)＝1時(shí)，可能是雙鏈DNA，也可能是單鏈DNA。特別提醒：有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)的7點(diǎn)提醒⑤并非所有的DNA分子均具“雙鏈”，有的DNA分子為單鏈。⑥D(zhuǎn)NA的特異性是由堿基的排列順序決定的，而不是由配對(duì)方式?jīng)Q定的，配對(duì)方式只有四種：A—T、C—G、T—A、G—C。⑦并非所有DNA片段都是基因，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，不是連續(xù)分布在DNA上的，而是由堿基序列將不同的基因分隔開。特別提醒：有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)的7點(diǎn)提醒在生物體內(nèi)，一個(gè)最短DNA分子也大約有4000個(gè)堿基對(duì)，堿基對(duì)有：A—T、T—A、G—C、C—G。請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算DNA分子有多少種？44000：堿基對(duì)的特定排列順序。：1.多樣性：①外部穩(wěn)定的基本骨架——磷酸和脫氧核糖交替連接形成；②內(nèi)部堿基對(duì)穩(wěn)定——通過(guò)氫鍵連接，嚴(yán)格遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，

加強(qiáng)穩(wěn)定性；③空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定——規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。堿基對(duì)的數(shù)量不同、排列順序的千變?nèi)f化。遺傳信息：DNA分子中的堿基對(duì)的排列順序。三、DNA分子的結(jié)構(gòu)特性某同學(xué)想制作一段具有10對(duì)堿基對(duì)的DNA片段模型，他在準(zhǔn)備材料時(shí)至少需要：(1)代表磷酸的球形塑料片幾個(gè)？(2)代表四種堿基的長(zhǎng)方形塑料片幾個(gè)？(3)代表脫氧核糖的五邊形塑料片幾個(gè)？(4)可組裝出幾種該DNA片段模型？202020410制作脫氧核苷酸制作出一個(gè)個(gè)含有不同堿基的脫氧核苷酸模型四、制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型將制成的脫氧核苷酸模型連接成長(zhǎng)鏈。制作脫氧核苷酸鏈四、制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型制作DNA平面結(jié)構(gòu)模型：將兩條鏈間的堿基連接。堿基互補(bǔ)配對(duì)原則

A

T

G

C

T

A

C

G制作脫氧核苷酸鏈四、制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型制作DNA空間結(jié)構(gòu)模型：雙手分別提起兩端，拉直雙鏈，向右旋轉(zhuǎn)一下，即可得到一個(gè)DNA分子的雙螺旋空間結(jié)構(gòu)模型。制作脫氧核苷酸鏈四、制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型1.兩種DNA結(jié)構(gòu)模型解讀五、DNA分子中的堿基數(shù)量的計(jì)算規(guī)律1.兩種DNA結(jié)構(gòu)模型解讀磷酸二酯鍵氫鍵解旋酶限制性內(nèi)切核酸酶DNA連接酶DNA聚合酶2.雙鏈DNA分子中有關(guān)單鏈堿基的計(jì)算A1=

,T1=

,C1=

,G1=

。T2A2G2C2五、DNA分子中的堿基數(shù)量的計(jì)算規(guī)律五、DNA分子中的堿基數(shù)量的計(jì)算規(guī)律3.雙鏈DNA分子中有關(guān)計(jì)算(1)一個(gè)雙鏈DNA分子中，嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)，即A+G=T+C。注意：一個(gè)雙鏈DNA分子中，A+T與C+G不一定相等，而且一般都不相等。在雙鏈DNA分子中：∵A=TG=C∴A+G=

T+C不同生物的DNA分子中，互補(bǔ)配對(duì)的堿基之和的比值不同，即（A+T）/（G+C）的值不同。該比值體現(xiàn)了不同生物的DNA分子的特異性。五、DNA分子中的堿基數(shù)量的計(jì)算規(guī)律3.雙鏈DNA分子中有關(guān)計(jì)算在雙鏈DNA分子中：∵A=TG=C∴A+G=

T+C(2)在DNA雙鏈中，任意兩個(gè)非互補(bǔ)堿基和的比例_______，

并為堿基總數(shù)的_____。恒等50%也可寫成：∴A+G/(A+G+C+T)=T+C/(A+G+C+T)=A+GT+CT+GA+C=1A+CT+GT+CA+G===50%任意兩個(gè)非互補(bǔ)堿基和的比例為1，則可能為雙鏈。若為雙鏈，則任意兩個(gè)非互補(bǔ)堿基和的比例為1。非互補(bǔ)堿基：不配對(duì)的堿基五、DNA分子中的堿基數(shù)量的計(jì)算規(guī)律3.雙鏈DNA分子中有關(guān)計(jì)算（3）雙鏈DNA分子中，互補(bǔ)堿基之和與堿基總數(shù)之比，

與任意一條鏈的這種比值相等。設(shè)A1+G1+C1+T1=m，則A2+G2+C2+T2=m∴A+G+C+T=2m∵A1=T2、T1=A2，則A1+T1=A2+T2,，A+T=(A1+T1)+(A2+T2)A+T2mmA1+T1mA2+T2==故五、DNA分子中的堿基數(shù)量的計(jì)算規(guī)律3.雙鏈DNA分子中有關(guān)計(jì)算(4)在雙鏈DNA分子的兩條互補(bǔ)鏈中，非互補(bǔ)堿基之和比例互為倒數(shù)。A1+G1T1+C1在一條鏈中，=mA1+G1T1+C1則=m=T2+C2A2+G2A2+G2T2+C2在互補(bǔ)鏈中，=1/m(5)雙鏈DNA分子中，互補(bǔ)堿基之和的比例在任意一條鏈及整個(gè)

DNA分子中都相同。A+TG+CG1+C1A1+T1G2+C2A2+T2==補(bǔ)則等，不補(bǔ)則倒。五、DNA分子中的堿基數(shù)量的計(jì)算規(guī)律3.雙鏈DNA分子中有關(guān)計(jì)算（6）某堿基在雙鏈中所占的比例等于它在每條單鏈中所占比例的平均值。AA+T+G+CA1A1+T1+G1+C1A2A2+T2+G2+C2A1+A2A1+T1+G1+C1A2A1+T1+G1+C1A1A1+T1+G1+C1A(A+T+G+C)×1/2====AA+T+G+C()1/2A1A1+T1+G1+C1A2A2+T2+G2+C2++=+即某種堿基在1鏈中占m%，在互補(bǔ)鏈（即2鏈）中占n%，則這種堿基在雙鏈中應(yīng)占(m+n)/2%五、DNA分子中的堿基數(shù)量的計(jì)算規(guī)律3.雙鏈DNA分子中有關(guān)計(jì)算（7）若已知A在雙鏈中所占的比例為c%，則A1在單鏈中所占的比例無(wú)法確定，但最大值為2c%，最小值為0?！纠}】在一個(gè)雙鏈DNA分子中A占22%，則A在其中一條單鏈中的數(shù)值能確定嗎？能確定范圍，0%≤A1≤44%（8）DNA分子的總氫鍵數(shù)=2(A-T堿基對(duì)數(shù))+3(G-C堿基對(duì)數(shù))4.根據(jù)堿基比例對(duì)核酸樣品進(jìn)行判定是否含有U是否則含有RNA為DNAA+CT+G是否=1是否可能是雙鏈DNA可能是單鏈DNA則為單鏈DNA五、DNA分子中的堿基數(shù)量的計(jì)算規(guī)律例1.已知某DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的35.8%，其中一條鏈中的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%。則在它的互補(bǔ)鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的（）A.32.9%，17.1%

%，18.7%C.18.7%，31.3%

%，32.9%B(A＋T)%＝(A1＋T1)%＝(A2＋T2)%=64.2%T1=32.9%T2=?(G＋C)%＝(G1＋C1)%＝(G2＋C2)%=35.8%C1=17.1%C2=?例2.下列有關(guān)雙鏈DNA分子的敘述，正確的是（）A.若DNA分子一條鏈中的堿基A所占比例為a，則另一條鏈的堿基C所占比例為1/(2-a)B.如果一條鏈上(A＋T)∶(G＋C)＝m，則另一條鏈上該比值也為mC.如果一條鏈上的A∶T∶G∶C＝2∶2∶3∶3，則另一條鏈上該比值為3∶3∶2∶2D.由50個(gè)堿基對(duì)組成的DNA分子片段中至少含有氫鍵的數(shù)量為150個(gè)B例3.(2023·北京，4)酵母菌的DNA中堿基A約占32%，關(guān)于酵母菌核酸的敘述錯(cuò)誤的是（

）復(fù)制后A約占32%中C約占18%中(A＋G)/(T＋C)＝1中U約占32%D1.（多選）下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)和功能的敘述，錯(cuò)誤的是()A.雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸和核糖是通過(guò)氫鍵連接的B.磷酸與脫氧核糖交替連接構(gòu)成DNA雙鏈的基本骨架C.磷酸二酯鍵既可以存在于DNA分子中，也可以存在于RNA分子中分子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，并且游離的磷酸基團(tuán)位于同一側(cè)分子一條鏈上的相鄰堿基通過(guò)磷酸—脫氧核糖—磷酸相連F.沃森和克里克提出在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中嘧啶數(shù)不等于嘌呤數(shù)ADEF2.某研究小組測(cè)定了多個(gè)不同雙鏈DNA分子的堿基組成，根據(jù)測(cè)定結(jié)果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補(bǔ)鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關(guān)系圖，下列正確的是()C對(duì)位練習(xí)一、易錯(cuò)辨析分子中每個(gè)脫氧核糖上均連接著一個(gè)磷酸和一個(gè)堿基(

)2.每個(gè)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)(

)3.G—C堿基對(duì)的比例越大，DNA分子的穩(wěn)定性越高(

)4.在環(huán)狀DNA和鏈狀DNA結(jié)構(gòu)中，均有兩個(gè)游離磷酸(

)5.兩條鏈上互補(bǔ)的堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì)(

)分子中一條鏈上的相鄰堿基通過(guò)氫鏈連接(

)√×√√××7.每個(gè)DNA分子中一般都會(huì)含有四種脫氧核苷酸(

)分子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，并且游離的磷酸基團(tuán)位于同一側(cè)(

)9維持基因結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的鍵主要是磷酸二酯鍵和氫鍵(

)√×√一、易錯(cuò)辨析分子一條鏈上的相鄰堿基通過(guò)“磷酸—脫氧核糖—磷酸”相連(

)分子中的每個(gè)磷酸均連接著一個(gè)脫氧核糖和一個(gè)堿基(

)12.雙鏈DNA分子同時(shí)含有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，其中嘌呤堿基數(shù)等于嘧啶堿基數(shù)(

)13.某雙鏈DNA分子中一條鏈上A∶T＝1∶2，則該DNA分子中A∶T＝2∶1(

)××√×中有氫鍵，RNA中沒有氫鍵(

)分子中嘌呤數(shù)一定等于嘧啶數(shù)(

)16.某DNA分子中嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)，該DNA分子一定是雙鏈DNA(

)×××二、填空默寫1.(必修2P50)DNA分子是由兩條單鏈組成的，這兩條鏈按

方式盤旋成

結(jié)構(gòu)。2.(必修2P50)DNA分子的基本骨架由

連接。3.(必修2P50)DNA分子內(nèi)側(cè)由兩條鏈上的堿基通過(guò)

形成堿基對(duì)，即A和

配對(duì)(氫鍵有

個(gè))，G和

配對(duì)(氫鍵有

個(gè))。堿基之間的這種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，叫堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。雙鏈DNA中A(腺嘌呤)的量總是和T(胸腺嘧啶)的量相等，C(胞嘧啶)的量總是和G(鳥嘌呤)的量相等。雙螺旋反向平行磷酸和脫氧核糖交替氫鍵T2C3二、填空默寫4.染色體是DNA的

，每條染色體上有

個(gè)DNA分子。基因的本質(zhì)：

。只有4種脫氧核苷酸，能夠儲(chǔ)存足夠量遺傳信息的原因是____________________________________________________________________。主要載體1或2通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段構(gòu)成DNA的4種脫氧核苷酸的數(shù)目成千上萬(wàn)，脫氧核苷酸的排列順序千差萬(wàn)別6.必修2P50：DNA的一條單鏈具有兩個(gè)末端，一端有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，稱作

，另一端有一個(gè)羥基(—OH)，稱作

，兩條單鏈走向

，一條單鏈?zhǔn)菑?′－端到3′－端的，另一條單鏈?zhǔn)菑?′－端到5′－端的。5′－端3′－端相反DNA復(fù)制方式考點(diǎn)二2.作出假說(shuō)推測(cè)可能的復(fù)制方式。1.提出問(wèn)題DNA是如何復(fù)制的？（1）半保留復(fù)制（2）全保留復(fù)制（3）分散復(fù)制3.演繹推理（1）關(guān)鍵思路：通過(guò)實(shí)驗(yàn)區(qū)分親代和子代的DNA。標(biāo)記親代DNA鏈，然后觀察它們?cè)谧哟鶧NA中如何分布。一、DNA復(fù)制的推測(cè)——假說(shuō)演繹法

1958年，美國(guó)生物學(xué)家梅塞爾森（M.Meselson）和斯塔爾（F.Stahl）以大腸桿菌為材料，利用15N和14N進(jìn)行同位素標(biāo)記，將親代DNA全部標(biāo)記為15N，并將其放入14N的環(huán)境中培養(yǎng)。15N和14N是N元素的兩種穩(wěn)定的同位素，這兩種同位素的相對(duì)原子質(zhì)量不同，因此，利用離心技術(shù)可以在試管中區(qū)分含有不同N元素的DNA。（2）科學(xué)方法：同位素標(biāo)記法、密度梯度離心法一、DNA復(fù)制的推測(cè)①半保留復(fù)制3.演繹推理15N/14N-DNA15N/15N-DNA14N/14N-DNA15N/14N-DNA15N14N15N15N14N15N14N15N14N14N14N14N14N15N細(xì)胞再

分裂一次轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液中細(xì)胞分裂一次提出DNA離心提出DNA離心提出DNA離心PF1F2一、DNA復(fù)制的推測(cè)②全保留復(fù)制3.演繹推理15N14N15N15N14N15N14N15N14N14N14N14N14N15NPF1F215N/15N-DNA15N/15N-DNA14N/14N-DNA15N/15N-DNA細(xì)胞再

分裂一次轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液中細(xì)胞分裂一次提出DNA離心提出DNA離心提出DNA離心14N/14N-DNA一、DNA復(fù)制的推測(cè)③分散復(fù)制3.演繹推理14N/15N-DNA15N/15N-DNA14N/15N-DNA15N14N15N15N15N14N14N15N15N14N15N14N15N14N細(xì)胞再

分裂一次轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液中細(xì)胞分裂一次提出DNA離心提出DNA離心提出DNA離心PF1F2一、DNA復(fù)制的推測(cè)4.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得出結(jié)論第一代第二代第三代重帶中帶輕帶中帶排除全保留復(fù)制排除分散復(fù)制證明DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制一、DNA復(fù)制的推測(cè)有絲分裂前的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期,隨著染色體的復(fù)制而完成。（真核生物）2.時(shí)間：3.場(chǎng)所:①真核生物：1.概念：

指以親代DNA的兩條鏈為模板合成子代DNA的過(guò)程。葉綠體、線粒體②原核生物：細(xì)胞核（主要）擬核、細(xì)胞質(zhì)（質(zhì)粒）4.過(guò)程:③病毒：宿主細(xì)胞內(nèi)二、DNA的復(fù)制4.過(guò)程:⑴解旋：在ATP的驅(qū)動(dòng)下，解旋酶將DNA雙螺旋的兩條鏈解開。CGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA3'5'CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ATP解旋酶二、DNA的復(fù)制4.過(guò)程:⑵定序：游離的脫氧核苷酸按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則隨機(jī)地與兩條母鏈

的堿基配對(duì)，確定子鏈的脫氧核苷酸排列順序。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT形成氫鍵二、DNA的復(fù)制4.過(guò)程:CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT⑶合成子鏈：在DNA聚合酶的催化下從子鏈的5'端把子鏈的脫氧核苷酸聚合成脫氧核苷酸鏈。合成方向：子鏈的5’端→3’端形成磷酸二酯鍵ACGCAAGCTAGTCATTADNA聚合酶5'3'TATGCATGATCGAGCTT5'3'ATPATP二、DNA的復(fù)制4.過(guò)程:⑷形成子代DNA分子：每條新鏈與其對(duì)應(yīng)的模板鏈盤繞成

雙螺旋結(jié)構(gòu)。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATAA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT5'3'TAGCCGTATAGCCGATAT3'5'TTACGCGTATATATA5'3'二、DNA的復(fù)制新合成的子鏈DNA聚合酶DNA聚合酶DNA解旋酶游離的脫氧核苷酸二、DNA的復(fù)制5.條件:6.原則:③能量親代DNA的兩條鏈4種游離的脫氧核苷酸解旋酶，DNA聚合酶等一般是ATP

①模板②原料④酶堿基互補(bǔ)配對(duì)原則7.特點(diǎn):①邊解旋邊復(fù)制(從過(guò)程上看)②半保留復(fù)制(從結(jié)果上看)加快復(fù)制速度，減少DNA突變可能保證了復(fù)制的準(zhǔn)確進(jìn)行從子鏈的5'端向3'端延伸8.方向:二、DNA的復(fù)制精確復(fù)制的原因（1）DNA獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板。（2）通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。10.結(jié)果一個(gè)DNA分子就形成了兩個(gè)完全相同的DNA分子。（兩個(gè)子代DNA分子，通過(guò)細(xì)胞分裂分配到子細(xì)胞中）制的意義將遺傳信息從親代細(xì)胞傳遞給子代細(xì)胞，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。二、DNA的復(fù)制例1.下面是DNA復(fù)制的有關(guān)圖示。A→B→C表示大腸桿菌的DNA復(fù)制。D→F表示哺乳動(dòng)物的DNA復(fù)制。圖中黑點(diǎn)表示復(fù)制起點(diǎn)，“→”表示復(fù)制方向，“?”表示時(shí)間順序。(1)若A中含有48502個(gè)堿基對(duì)，而子鏈延伸速率是105個(gè)堿基對(duì)/min，假設(shè)DNA分子從頭到尾復(fù)制，則理論上此DNA分子復(fù)制約需30s，而實(shí)際上只需約16s，根據(jù)A→C過(guò)程分析，這是因?yàn)開____________________。特點(diǎn)1：雙向復(fù)制復(fù)制是雙向進(jìn)行的(2)哺乳動(dòng)物的DNA分子展開可達(dá)2m之長(zhǎng)，若按A→C的方式復(fù)制，至少需要8h，而實(shí)際上只需要約2h，根據(jù)D→F過(guò)程分析，是因?yàn)開________________________________。DNA分子中有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)特點(diǎn)2：多起點(diǎn)復(fù)制（真核生物）(3)A→F均有以下特點(diǎn)：延伸的子鏈緊跟著解旋酶，這說(shuō)明DNA分子復(fù)制是______________________的。邊解旋邊復(fù)制特點(diǎn)3：邊解旋邊復(fù)制(4)C與A相同，F(xiàn)與D相同，C、F能被如此準(zhǔn)確地復(fù)制出來(lái)，是因?yàn)開_______________________________________________________________________________________________________

①DNA獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供精確的模板。②復(fù)制過(guò)程嚴(yán)格遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。DNA聚合酶不能催化DNA新鏈從頭合成，只能催化dNTP加入核苷酸鏈的3'-OH末端。因而復(fù)制之初需要一段RNA(DNA)引物的3’一OH端為起點(diǎn)，合成5’→3’方向的新鏈。模

板

鏈：3’→5’合成子鏈方向：5’→3’DNA聚合酶只能從引物3′端延伸DNA鏈1拓展解旋酶酶5’3’3’5’DNA聚合酶5’3’前導(dǎo)鏈5’3’岡崎片段DNA連接酶DNA聚合酶的底物：脫氧核苷酸DNA連接酶的底物：DNA片段后隨鏈前導(dǎo)鏈與后隨鏈：互補(bǔ)配對(duì)模板鏈：3’→5’合成子鏈方向：5’→3’1拓展5’3’3’5’3’前導(dǎo)鏈5’3’岡崎片段后隨鏈DNA聚合酶不能催化DNA新鏈從頭合成，只能催化dNTP加入核苷酸鏈的3'-OH末端。因而復(fù)制之初需要一段RNA(DNA)引物的3’一OH端為起點(diǎn)，合成5’→3’方向的新鏈。DNA聚合酶只能從引物3′端延伸DNA鏈。親代DNA分子復(fù)制1次復(fù)制2次復(fù)制3次22223復(fù)制n次2n……無(wú)論DNA復(fù)制多少次，含有母鏈的DNA分子永遠(yuǎn)只有兩條。三、DNA復(fù)制的有關(guān)計(jì)算(1)1個(gè)DNA分子連續(xù)復(fù)制n代，共產(chǎn)生

個(gè)子代DNA分子，子代DNA分子中共有單鏈

條；其中，舊鏈

條，新鏈

條。2n2n＋122n＋1－2(2)親代DNA第n代復(fù)制增加的DNA分子數(shù)為

。2n-1（3）完全含親代母鏈的DNA分子數(shù)為

,

不含親代母鏈的DNA分子數(shù)為

。2n－20(4)若一個(gè)親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，則：①經(jīng)過(guò)連續(xù)n次復(fù)制，需消耗游離的該脫氧核苷酸數(shù)目為

個(gè)。②第n次復(fù)制時(shí)，需消耗游離的該脫氧核苷酸

個(gè)。m·(2n－1)m·2n－1三、DNA復(fù)制的有關(guān)計(jì)算(1)注意“DNA復(fù)制了n次”和“第n次復(fù)制”的區(qū)別，前者包括所有的復(fù)制，但后者只包括第n次的復(fù)制。(2)注意堿基的單位是“對(duì)”還是“個(gè)”。(3)切記在DNA復(fù)制過(guò)程中，無(wú)論復(fù)制了幾次，含有親代脫氧核苷酸單鏈的DNA分子都只有兩個(gè)。(4)看清試題中問(wèn)的是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”，“含”還是“只含”等關(guān)鍵詞，以免掉進(jìn)陷阱。特別提醒：“DNA復(fù)制”相關(guān)題目的4點(diǎn)“注意”三、DNA復(fù)制的有關(guān)計(jì)算ACTTGACGATGAACTGCT復(fù)制染色體數(shù)目不變

DNA數(shù)目加倍復(fù)制產(chǎn)生的兩個(gè)子代DNA分子位于一條染色體的兩條姐妹染色單體上，由著絲點(diǎn)連在一起，在有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期著絲點(diǎn)分裂時(shí)分開，分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞中。ACTTGACGATGAACTGCTACTTGACGATGAACTGCT四、有絲分裂與減數(shù)分裂中染色體標(biāo)記情況分析以一個(gè)細(xì)胞中的所有DNA的兩條鏈被標(biāo)記為例1.有絲分裂中染色體標(biāo)記情況分析第一次有絲分裂用15N標(biāo)記1對(duì)同源染色體上的2個(gè)DNA分子每條同源染色體上的每條染色體單體均帶有標(biāo)記分裂形成2個(gè)子細(xì)胞，每個(gè)子細(xì)胞中的每條染色體均帶有標(biāo)記四、有絲分裂與減數(shù)分裂中染色體標(biāo)記情況分析1.有絲分裂中染色體標(biāo)記情況分析第二次有絲分裂分裂形成4個(gè)子細(xì)胞，子細(xì)胞類型有4種組合方式。①①有

的子細(xì)胞帶有標(biāo)記②②③有

的子細(xì)胞帶有標(biāo)記④④

子細(xì)胞帶有標(biāo)記③1/2

3/4全部四、有絲分裂與減數(shù)分裂中染色體標(biāo)記情況分析以一個(gè)細(xì)胞中的所有DNA的兩條鏈被標(biāo)記為例2.減數(shù)分裂中染色體標(biāo)記情況分析15N標(biāo)記1對(duì)同源染色體上的兩個(gè)DNA分子同源染色體分離姐妹染色單體分離分裂形成4個(gè)子細(xì)胞，全部子細(xì)胞中的每條染色體均帶有標(biāo)記。四、有絲分裂與減數(shù)分裂中染色體標(biāo)記情況分析一個(gè)含有2n條染色體的細(xì)胞，其染色體DNA的兩條鏈都被標(biāo)記，在不含有標(biāo)記的原料中進(jìn)行連續(xù)兩次分裂，產(chǎn)生４個(gè)子細(xì)胞。規(guī)律總結(jié)：1.若進(jìn)行有絲分裂，則含有標(biāo)記的子細(xì)胞數(shù)為２或３或４2.若進(jìn)行減數(shù)分裂，則含有放射性的子細(xì)胞數(shù)為４。一個(gè)細(xì)胞中最多有2n條染色體被標(biāo)記每個(gè)細(xì)胞中有n條染色體被標(biāo)記考向DNA復(fù)制過(guò)程及實(shí)驗(yàn)證據(jù)辨析1.14N和15N是N元素的兩種穩(wěn)定同位素，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。為探究DNA復(fù)制的方式，科學(xué)家先用含有15NH4Cl的培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，繁殖若干代得到的大腸桿菌，其DNA幾乎都被15N標(biāo)記；再將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含有14NH4Cl的普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)。收集不同時(shí)期的大腸桿菌，提取DNA并進(jìn)行離心處Z理，離心后試管中DNA的位置如圖所示。下列推測(cè)不合理的是()A.子代DNA的兩條鏈可能都含有15N號(hào)帶中的DNA的氮元素都是14NC.實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制號(hào)帶的DNA為親代大腸桿菌的DNAA解析：由于DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，培養(yǎng)液中含有14NH4Cl，所以子代DNA的兩條鏈不可能都含有15N，A錯(cuò)誤；1號(hào)帶中的DNA的氮元素都是14N，相對(duì)質(zhì)量最輕，離心后分布在試管上端，B正確；3號(hào)帶分布在試管的下端，說(shuō)明DNA分子的兩條鏈都是15N，為親代大腸桿菌的DNA，D正確?？枷駾NA復(fù)制過(guò)程的有關(guān)計(jì)算1.某DNA分子片段中共含有3000個(gè)堿基，其中腺嘌呤占35%?，F(xiàn)將該DNA分子片段用15N標(biāo)記過(guò)的四種游離脫氧核苷酸為原料復(fù)制3次，將全部復(fù)制產(chǎn)物進(jìn)行密度梯度離心，得到圖甲結(jié)果；如果將全部復(fù)制產(chǎn)物加入解旋酶處理后再離心，則得到圖乙結(jié)果。下列有關(guān)分析正確的是（

）層與Y層中DNA分子質(zhì)量比大于1∶3層中含15N標(biāo)記的鳥嘌呤有3600個(gè)層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的1/3倍層與Z層的核苷酸數(shù)之比是4∶1C解析：X層(2個(gè)DNA分子含有14N和15N)與Y層(6個(gè)DNA分子只含15N)中DNA分子質(zhì)量比小于1∶3，A錯(cuò)誤；1個(gè)DNA中鳥嘌呤G＝450個(gè)，Y層(6個(gè)DNA分子只含15N)中含15N標(biāo)記的鳥嘌呤G＝450×6＝2700個(gè)，B錯(cuò)誤；X層中有2個(gè)DNA分子，Y層中有6個(gè)DNA分子，故X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的1/3倍，C正確；W層(14個(gè)含有15N的DNA單鏈)與Z層(2個(gè)含有14N的DNA單鏈)的核苷酸數(shù)之比是14∶2＝7∶1，D錯(cuò)誤?？枷駾NA復(fù)制與細(xì)胞分裂的關(guān)系1.將馬蛔蟲(2n＝4)的甲、乙兩個(gè)精原細(xì)胞核DNA雙鏈用32P標(biāo)記，接著置于不含32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，在特定的條件下甲細(xì)胞進(jìn)行兩次連續(xù)的有絲分裂、乙細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂。下列相關(guān)敘述正確的是（

）A.甲在第一個(gè)細(xì)胞周期后，含32P的細(xì)胞數(shù)為2，且每個(gè)細(xì)胞中含有32P的染色體數(shù)為0～4B.甲在第二個(gè)細(xì)胞周期后，含32P的細(xì)胞數(shù)為2～4，且每個(gè)細(xì)胞含有32P的染色體數(shù)為0～4C.乙在減數(shù)分裂Ⅰ后，含32P的細(xì)胞數(shù)為2，且每個(gè)細(xì)胞中含有32P的染色體數(shù)為0～2D.乙在減數(shù)分裂Ⅱ后，含32P的細(xì)胞數(shù)為2～4，且每個(gè)細(xì)胞中含有32P的染色體數(shù)為0～2B解析：一個(gè)細(xì)胞周期中DNA分子只進(jìn)行一次半保留復(fù)制，因此甲在第1個(gè)細(xì)胞周期后，全部細(xì)胞均含32P，且每個(gè)細(xì)胞中的每條染色體都含有32P，即每個(gè)細(xì)胞中含有32P的染色體數(shù)為4，A錯(cuò)誤；第一個(gè)細(xì)胞周期結(jié)束形成的2個(gè)子細(xì)胞的每個(gè)DNA分子都有一條鏈含有32P，另一條鏈含有31P。在第二個(gè)細(xì)胞周期中，DNA分子又進(jìn)行了一次半保留復(fù)制，則形成的8個(gè)DNA分子中，有4個(gè)DNA分子是一條鏈含有32P，另一條鏈含有31P，另外4個(gè)DNA分子都只含31P，而在有絲分裂后期，姐妹染色單體分開后隨機(jī)移向兩極，因此甲在第2個(gè)細(xì)胞周期后，有2個(gè)或3個(gè)或4個(gè)細(xì)胞含32P，且每個(gè)細(xì)胞含有32P的染色體數(shù)為0～4，B正確；解析：減數(shù)分裂前的間期，DNA分子只進(jìn)行一次半保留復(fù)制，因此乙經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂Ⅰ后，形成的2個(gè)細(xì)胞均含32P，且每個(gè)細(xì)胞中的每條染色體都含有32P，在減數(shù)分裂Ⅱ前期和中期，有2條染色體含有32P，在減數(shù)分裂Ⅱ后期和末期，有4條染色體含有32P，即每個(gè)細(xì)胞中含有32P的染色體數(shù)為2或4，C錯(cuò)誤；乙在減數(shù)分裂Ⅱ后，將形成4個(gè)精細(xì)胞，每條染色體含有32P，故4個(gè)細(xì)胞均含32P，D錯(cuò)誤。一、易錯(cuò)辨析復(fù)制時(shí)，嚴(yán)格遵循A—T、C—G的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，并且新合成的DNA分子中兩條鏈均是新合成的(

)分子復(fù)制時(shí)，解旋酶與DNA聚合酶不能同時(shí)發(fā)揮作用(

)3.在一個(gè)細(xì)胞周期中，DNA復(fù)制過(guò)程中的解旋發(fā)生在兩條DNA母鏈之間(

)分子復(fù)制過(guò)程中的解旋在細(xì)胞核中進(jìn)行，復(fù)制在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行(

)5.原核細(xì)胞內(nèi)DNA的合成都需要DNA片段作為引物(

)6.在DNA的復(fù)制過(guò)程中，只需要解旋酶和DNA聚合酶(

)×√××××二、填空默寫復(fù)制的特點(diǎn)是

。精確復(fù)制的原因：

提供了復(fù)制的模板，_________________保證了復(fù)制的精確進(jìn)行。3.與DNA復(fù)制有關(guān)的堿基計(jì)算(1)一個(gè)DNA連續(xù)復(fù)制n次后，DNA分子總數(shù)為

。(2)第n代的DNA分子中，含原DNA母鏈的有2個(gè)，占

。(3)若某DNA分子中含堿基T為a，則連續(xù)復(fù)制n次，所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為

；第n次復(fù)制時(shí)所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為

。邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則2n1/2n－1a×(2n－1)a×2n－1二、填空默寫4.果蠅DNA形成多個(gè)復(fù)制泡的原因是_____________________________________________________________________________________________________。果蠅的DNA有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，可從不同起點(diǎn)開始DNA的復(fù)制，由此加快了DNA復(fù)制的速率，為細(xì)胞分裂做好準(zhǔn)備基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段考點(diǎn)三(1)遺傳信息：指基因中的脫氧核苷酸的排列順序。不同基因的脫氧核苷酸的排列順序不同，含有的遺傳信息不同。AATTGGGCCATC一個(gè)DNA的基本骨架是由脫氧核糖和磷酸交替連接而成，從頭到尾沒有變化。兩條鏈間堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則不變.不同的基因，四種脫氧核苷酸（堿基）的排列順序不同一、基因與DNA(1)遺傳信息：指基因中的脫氧核苷酸的排列順序。不同基因的脫氧核苷酸的排列順序不同，含有的遺傳信息不同。AATTGGGCCATC研究表明，DNA分子能夠儲(chǔ)存足夠量的遺傳信息；遺傳信息蘊(yùn)藏在4種堿基的排列順序之中；堿基排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性，而堿基的特定的排列順序，又構(gòu)成了每一個(gè)DNA分子的特異性；DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。DNA分子上分布著多個(gè)基因，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。一、基因與DNA注意：并非任何一個(gè)DNA片段都是基因，只有具有遺傳效應(yīng)的DNA片段才是基因。DNA包括基因與非基因的堿基序列。

對(duì)于RNA病毒來(lái)說(shuō)，基因就是具有遺傳效應(yīng)的RNA片段。

生物體的DNA分子數(shù)目小于基因數(shù)目。生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)小于DNA分子的堿基總數(shù)。這說(shuō)明基因是DNA的片段，基因不是連續(xù)分布在DNA上的，而是由堿基序列將其分隔開的?；蚴怯羞z傳效應(yīng)的DNA片段。

在人類的DNA分子中，核苷酸序列多樣性表現(xiàn)為每個(gè)人的DNA幾乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指紋一樣用來(lái)鑒別身份。