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第18講 DNA分子結構 DNA的復制基因是有遺傳效應的DNA片段,,第六單元 遺傳的物質基礎,[考綱考頻] 1．DNA分子結構的主要特點 Ⅱ(3年4考) 2.DNA分子的復制 Ⅱ(3年6考) 3.基因的概念 Ⅱ(3年0考),,第六單元 遺傳的物質基礎,一、DNA分子的結構,巧記 借圖記憶 “3”→三種物質：○、、?。 “4”→四種堿基對應四種脫氧核苷酸。 “5”→五種元素：含C、H、O；○一定含P；?一定含N。,半保留,放射性同位素,2．過程,有絲分裂的間期,脫氧核苷酸,完全相同,解旋,雙螺旋結構,堿基互補配對,遺傳信息,遺傳信息,思考:大腸桿菌和人體內DNA復制的場所分別是什么？ 提示：大腸桿菌：擬核和細胞質(質粒)；人體：細胞核和線粒體內。 三、基因——有遺傳效應的DNA片段,1．據圖①寫出基因與染色體的關系：基因在染色體上呈_______________排列。 2．將代表下列結構的字母填入圖②中的相應橫線上： a．染色體、b.DNA、c.基因、d.脫氧核苷酸。 3．基因的實質：具有_________________片段。,線性,遺傳效應的DNA,1．1953年，沃森和克里克建立了DNA分子的結構模型。關于DNA分子雙螺旋結構的特點，敘述錯誤的是( ) A．DNA分子由兩條反向平行的鏈組成 B．脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側 C．堿基對構成DNA分子的基本骨架 D．兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對 解析:DNA的基本骨架是由脫氧核糖和磷酸交替排列構成的。,C,B,解析： DNA的復制過程是邊解旋邊復制。,B,4．遺傳信息是指( ) A．有遺傳效應的脫氧核苷酸序列 B．核苷酸 C．氨基酸序列 D．脫氧核苷酸 解析：DNA是主要的遺傳物質，其脫氧核苷酸的排列順序就包含著遺傳信息。實質上遺傳信息就是基因的脫氧核苷酸序列。,A,考點一 DNA分子的結構特點及相關計算,考點二 以半保留復制為基礎,考查DNA復制的過程及相關計算,考 點 一 DNA分子的結構特點及相關計算,1．分析DNA分子結構模型，探究以下問題 (1)若a是腺嘌呤(A)，則b為_____________________；若a是鳥嘌呤(G)，則b為______________________；若a是胸腺嘧啶(T)，則b為_____________________；若a是胞嘧啶(C)，則b為_____________________。,腺嘌呤脫氧核苷酸,鳥嘌呤脫氧核苷酸,胸腺嘧啶脫氧核苷酸,胞嘧啶脫氧核苷酸,(2)DNA分子中○、 、?之間的數量比為__________。 (3)除DNA末端的兩個脫氧核糖外，其余每個脫氧核糖連接著____個磷酸。每個DNA片段中，游離的磷酸基團有____個。 (4)在DNA分子的一條單鏈中相鄰的堿基A與T通過“_________________________________________”相連接。 (5)若堿基對為n，則氫鍵數為__________；若已知堿基A有m個，則氫鍵數為__________。 (6)DNA初步水解產物是_______________，徹底水解產物是_____________________________________。,1∶1∶1,2,2,—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—,2n～3n,3n－m,脫氧核苷酸,磷酸、脫氧核糖和含氮堿基,2．從上述分析中思考DNA分子的結構特點 (1)穩(wěn)定性：DNA中___________________交替連接的方式不變，兩條鏈間___________________的方式不變。 (2)多樣性：DNA分子中______________________多種多樣。 (3)特異性：每種DNA有區(qū)別于其他DNA的特定的___________________。,脫氧核糖和磷酸,堿基互補配對,堿基的排列順序,堿基排列順序,深度思考 1.畫出兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵(用虛線表示)，可用哪種酶使之斷裂？ _____________________ 2.使堿基對中氫鍵斷開的方式有哪些？ _____________________ 3.等位基因D、d本質不同，其根本原因是什么？ _____________________ 4.噬菌體(遺傳物質DNA)一般來說不如SARS病毒(遺傳物質為RNA)易發(fā)生突變，請分析其主要原因是什么？ _____________________,提示：1.如圖。限制性核酸內切酶。 2．解旋酶及加熱斷裂。 3．D和d基因的堿基對的排列順序不同。 4．噬菌體遺傳物質DNA為雙鏈，較穩(wěn)定，不易發(fā)生基因突變，SARS含有的遺傳物質RNA為單鏈,不穩(wěn)定,易發(fā)生突變。,1．如圖為DNA分子結構示意圖，下列有關該圖的描述，正確的是( ) A．②和③相間排列，構成了DNA分子的基本骨架 B．④的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸 C．當DNA復制時，⑨的形成需要連接酶 D．DNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息,D,解析：①為磷酸，②為脫氧核糖，③為含氮堿基(胞嘧啶),其中①與②交替連接,構成了DNA分子的基本骨架，A錯誤。①②③組成的④實際上包含了上一個核苷酸的磷酸基團、下一個核苷酸的脫氧核糖和堿基，因此，④并非一個完整的脫氧核苷酸，B錯誤。當DNA復制時，⑨的形成不需要連接酶，可由堿基互補配對直接形成，C錯誤。,解析：堿基的排列方式應少于4100種，含有2個游離的磷酸。,B,考點二 以半保留復制為基礎,考查DNA復制的過程及相關計算,1．復制方式：__________復制。新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈(模板鏈)。 2．過程特點：___________________。 3．影響DNA復制的外界條件,半保留,邊解旋邊復制,酶,ATP,4．DNA復制的準確性 (1)一般情況下，DNA分子能準確地進行復制。原因：DNA具有獨特的____________，能為復制提供精確的模板；通過___________________，保證了復制能夠準確地進行。 (2)在特殊情況下，在外界因素和生物內部因素的作用下，可以造成堿基配對發(fā)生差錯，引發(fā)__________。,雙螺旋結構,堿基互補配對,基因突變,深度思考 1.研究DNA半保留復制，通常采用什么技術手段？ _____________________ 2.將DNA為15N標記的大腸桿菌放在含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)到第二代，請在圖中標出第二代 DNA的位置 _____________________ 3.請你在下面框圖中畫出某親本雙鏈DNA分子連續(xù)復制兩次后的產物模式圖。,4．下圖為真核生物染色體上DNA分子復制過程示意圖。 請分析：DNA復制時只有1個起點開始嗎？若多個起點，同時開始的嗎？ _____________________,提示：1.放射性同位素示蹤技術。 2. 3. 4．多個起點。不同時。,3．(2015·廣東十校第一次聯(lián)考)如圖為真核細胞DNA復制過程的模式圖，據圖分析，下列相關敘述錯誤的是( ) A．解旋酶能使雙鏈DNA解開，但需要消耗ATP B．DNA分子復制的方式是半保留復制 C．DNA分子的復制需要引物，且兩條子鏈的合成方向是相反的 D．因為DNA分子在復制時需嚴格遵循堿基互補配對原則，所以新合成兩條子鏈的堿基序列是完全一致的,D,解析：解旋酶能打開雙鏈間的氫鍵，需要消耗ATP,A正確；DNA分子復制時都保留了原來DNA分子中的一條鏈，這種方式叫做半保留復制，B正確；DNA分子是反向平行的，而復制的時候只能是從子鏈的5′端向3′端延伸，所以兩條子鏈合成方向相反，C正確；DNA復制遵循堿基互補配對原則，因為是以解開的每一條母鏈為模板，所以新合成的兩條子鏈的堿基序列應是互補的，D錯誤。,解析：DNA復制為半保留復制，子代每個DNA的兩條鏈，一條來自母鏈，一條是新合成的子鏈。由題可知，該DNA分子中有腺嘌呤(A)40個，則復制過程中需腺嘌呤脫氧核苷酸為40×(24－1)＝600(個)。該DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復制4次，可形成16個DNA分子，其中含有15N的DNA分子占1/8，含有14N的DNA分子占100%。,B,方法技巧 DNA分子復制的有關計算方法 DNA分子復制為半保留復制，若將一個全部N原子被15N標記的DNA轉移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)(復制)若干代，其結果分析如下： (1)子代DNA分子數：2n ①無論復制多少次，含15N的DNA分子始終是2個。 ②含14N的DNA分子有2n個，只含14N的DNA分子有(2n－2)個，做題時應看準是“含”還是“只含”。,(2)子代DNA分子的總鏈數：2n×2＝2n＋1 ①無論復制多少次，含15N的鏈始終是2條。做題時應看準是“DNA分子數”還是“鏈數”。 ②含14N的鏈是(2n＋1－2)條。 (3)消耗的脫氧核苷酸數 ①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，則經過n次復制需要消耗游離的該種脫氧核苷酸為m×(2n－1)個。 ②若進行第n次復制，則需消耗游離的該種脫氧核苷酸為m×(2n－1)個。,易錯點1 計算時，亂套公式而出錯 [點撥] 用DNA分子相關堿基互補配對演繹出來的各種計算公式時是有前提條件的，其前提條件必須確認為“雙鏈DNA分子”才成立，否則不成立。判定如下：①雙鏈DNA分子中A＝T、G＝C，若出現(xiàn)A≠T或G≠C可肯定不是雙鏈DNA分子。②若出現(xiàn)“嘌呤≠嘧啶”則可肯定不是雙鏈DNA分子，可能為“RNA”、“單鏈DNA”或“DNA＋RNA”。,易錯點2 對細胞分裂和DNA復制相結合的知識理解不透 [點撥] 只要親代細胞所有DNA均標記且只復制1次，產生子代DNA分子全帶放射性，不管有絲分裂一次產生2個子細胞還是減數分裂連續(xù)分裂2次產生4個子細胞。 易錯點3 對DNA復制過程中“第n次”還是“n次”復制所需某種堿基數量的計算原理不清 [點撥] 第n次復制是所有DNA只復制一次所需堿基數目；n次復制是指由原來的DNA分子復制n次，所需堿基數目。,1．判斷下列有關DNA結構的敘述 (1)(2014·江蘇卷T4C)富蘭克林和威爾金斯對DNA雙螺旋結構模型的建立也作出了巨大的貢獻。( ) (2)(2014·全國課標卷Ⅱ T5C)雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸和核糖是通過氫鍵連接的。( ) (3)(2012·江蘇卷T2C)沃森和克里克提出在DNA雙螺旋結構中嘧啶數不等于嘌呤數。( ) (4)(2010·江蘇卷T1D)雙鏈DNA分子中嘌呤數等于嘧啶數。 ( ),√,×,×,√,2．判斷下列有關DNA復制的敘述 (1)(2014·全國課標卷Ⅱ T5B)植物細胞的線粒體和葉綠 體中均可發(fā)生DNA的復制。( ) (2)(2013·海南卷T4A)DNA復制需要消耗能量。( ) (3)(2011·海南卷T25C)核酸生物大部分核酸在細胞核中合成。( ) (4)(2011·上海卷T16A)在一個細胞周期中，DNA復制過程中的解旋發(fā)生在兩條DNA母鏈之間。( ) (5)(2010·廣東卷T4C)DNA復制就是基因表達的過程。( ),√,√,√,√,×,