《《DNA的結構和DNA的復制》課件（1）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《《DNA的結構和DNA的復制》課件（1）（44頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第第四四章章理解理解教材教材新知新知把握把握熱點熱點考向考向知識點一知識點一知識點二知識點二考向一考向一考向二考向二 應用創(chuàng)新演練應用創(chuàng)新演練隨堂基隨堂基礎鞏固礎鞏固課時跟課時跟蹤訓練蹤訓練第二節(jié)1DNA分子由兩條脫氧核苷酸鏈構分子由兩條脫氧核苷酸鏈構成，兩鏈按反向平行方式盤旋成成，兩鏈按反向平行方式盤旋成規(guī)則的雙螺旋結構，其脫氧核糖規(guī)則的雙螺旋結構，其脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，和磷酸交替連接，排列在外側，堿基排在內側。堿基排在內側。2DNA分子兩條鏈上的堿基通過氫分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，其中鍵連接成堿基對，其中A一定與一定與T配對，配對，G一定與一定與C配對，配對，

2、A與與T之間之間形成形成2個氫鍵，個氫鍵，G與與C之間形成之間形成3個個氫鍵。氫鍵。3組成組成DNA分子的堿基雖然只有分子的堿基雖然只有4種，種，但堿基對的排列順序卻是千變萬化但堿基對的排列順序卻是千變萬化的，含的，含n個堿基對的個堿基對的DNA分子，可形分子，可形成成4n種排列順序，這些排列順序即種排列順序，這些排列順序即代表遺傳信息。代表遺傳信息。4DNA分子堿基對排列順序的千變分子堿基對排列順序的千變萬化，構成了萬化，構成了DNA分子的多樣性，分子的多樣性，而堿基對的特定的排列順序又構成而堿基對的特定的排列順序又構成了每一個了每一個DNA分子的特異性。分子的特異性。5DNA復制發(fā)生于細胞

3、有絲分裂間復制發(fā)生于細胞有絲分裂間期和減數(shù)分裂的間期。期和減數(shù)分裂的間期。6DNA分子復制是半保留復制，分子復制是半保留復制，DNA分子獨特的雙螺旋結構為分子獨特的雙螺旋結構為復制提供了精確的模板，通過復制提供了精確的模板，通過堿基互補配對原則保證了復制堿基互補配對原則保證了復制能精確地進行。能精確地進行。7DNA分子通過復制，使遺傳分子通過復制，使遺傳信息從親代傳給子代，從而確信息從親代傳給子代，從而確保了遺傳信息的連續(xù)性。保了遺傳信息的連續(xù)性。自讀教材自讀教材夯基礎夯基礎1對對DNA結構的認識過程結構的認識過程 填表填表 時期時期科學家科學家成果成果20世紀世紀30年代后期年代后期瑞典科學

4、家瑞典科學家證明證明DNA是是 的的1951年年查戈夫查戈夫(美美)定量分析定量分析DNA分子的堿基組成分子的堿基組成發(fā)現(xiàn)腺嘌呤發(fā)現(xiàn)腺嘌呤(A)的量總是等于的量總是等于 的量，鳥嘌呤的量，鳥嘌呤(G)的量總是等于的量總是等于 的量的量不對稱不對稱胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)胞嘧啶胞嘧啶(C)時期時期科學家科學家成果成果1952年年富蘭克琳富蘭克琳(英英)確認確認DNA為為 結構，并且是由結構，并且是由 所構成。所構成。1953年年沃森沃森(美美)和和克里克克里克(英英)提出提出DNA分子的分子的 模型模型螺旋螺旋不止一條鏈不止一條鏈雙螺旋結構雙螺旋結構2基本組成單位基本組成單位 填空填空 (1)DN

5、A的基本組成單位是的基本組成單位是 ，如下圖所示：，如下圖所示：脫氧核苷酸脫氧核苷酸(2)堿基：堿基：A： ；G：鳥嘌呤；：鳥嘌呤；C： ；T： 。腺嘌呤腺嘌呤胞嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶 3DNA的雙螺旋結構的雙螺旋結構 判斷正誤判斷正誤 (1)DNA分子的立體結構是規(guī)則的雙螺旋結構，其兩鏈呈分子的立體結構是規(guī)則的雙螺旋結構，其兩鏈呈反向平行方式盤旋。反向平行方式盤旋。 ( ) (2)DNA分子中的脫氧核糖與堿基交替連接排列于外側，分子中的脫氧核糖與堿基交替連接排列于外側，構成基本骨架。構成基本骨架。 ( ) (3)含含GC堿基對相對多的堿基對相對多的DNA分子其穩(wěn)定性應小于含分子其穩(wěn)定性應

6、小于含AT堿基對相對多的堿基對相對多的DNA分子。分子。 ( ) (4)含含1000個堿基的個堿基的DNA分子，其堿基對的排列方式可達分子，其堿基對的排列方式可達41000種，這表明種，這表明DNA分子具多樣性。分子具多樣性。 ( ) (5)不同不同DNA分子，其堿基對各有其特定的排列順序，該分子，其堿基對各有其特定的排列順序，該排列順序即代表遺傳信息，這表明排列順序即代表遺傳信息，這表明DNA分子具特異性。分子具特異性。( ) 1. 洋蔥根尖細胞中洋蔥根尖細胞中DNA存在場所有哪些？存在場所有哪些？ 提示：提示：洋蔥根尖細胞中洋蔥根尖細胞中DNA主要存在于細胞核內的染主要存在于細胞核內的染色

7、體上，此外，線粒體中也含少量色體上，此外，線粒體中也含少量DNA(植物細胞葉綠體中植物細胞葉綠體中雖含雖含DNA，但洋蔥根尖細胞無葉綠體，但洋蔥根尖細胞無葉綠體)。 2某實驗小組同學制作了如下堿基對模型，你認為某實驗小組同學制作了如下堿基對模型，你認為哪些是正確的，哪些是錯誤的？哪些是正確的，哪些是錯誤的？ 提示：提示：所示模型中只有所示模型中只有正確，正確，、均不均不正確。正確。中多了一個氫鍵，中多了一個氫鍵，中堿基配對錯誤；中堿基配對錯誤；中未遵照中未遵照“反向平行反向平行”特點。特點。 3隨著商品防偽難度的增大和隨著商品防偽難度的增大和DNA有關知識的普及，近有關知識的普及，近幾年來，許

8、多商家嘗試著用幾年來，許多商家嘗試著用DNA作防偽標記。其原理是什么？作防偽標記。其原理是什么？ 提示：提示：DNA分子的特異性，即每個分子的特異性，即每個DNA分子都有其特定的分子都有其特定的堿基對排列順序。堿基對排列順序。跟隨名師跟隨名師解疑難解疑難 1DNA分子的結構層次分子的結構層次 (1)DNA分子結構中的分子結構中的“五、四、三、二、一五、四、三、二、一”： “五五”DNA分子的基本組成元素有分子的基本組成元素有5種種(C、H、O、N、P)。 “四四”DNA分子的基本組成單位為分子的基本組成單位為“四種四種”脫氧核苷酸。脫氧核苷酸。 “三三”每種單位均由三分子物質每種單位均由三分子

9、物質(1分子磷酸、分子磷酸、1分子脫氧核分子脫氧核糖及糖及1分子含氮堿基分子含氮堿基)構成。構成。 “二二”兩條脫氧核苷酸長鏈。兩條脫氧核苷酸長鏈。 “一一”一種規(guī)則的雙螺旋結構。一種規(guī)則的雙螺旋結構。 (2)DNA分子結構層次圖示：分子結構層次圖示： 2DNA分子的結構特點分子的結構特點 (1)穩(wěn)定性：穩(wěn)定性： DNA分子結構的穩(wěn)定性是指其雙螺旋結構的相對穩(wěn)定性。分子結構的穩(wěn)定性是指其雙螺旋結構的相對穩(wěn)定性。與這種穩(wěn)定性有關的因素主要有以下幾點：與這種穩(wěn)定性有關的因素主要有以下幾點： DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接的方式穩(wěn)定不變。分子中脫氧核糖和磷酸交替連接的方式穩(wěn)定不變。 DNA分子雙

10、螺旋結構中間為堿基對，堿基與堿基之間形分子雙螺旋結構中間為堿基對，堿基與堿基之間形成氫鍵，從而維持了雙螺旋結構的穩(wěn)定。成氫鍵，從而維持了雙螺旋結構的穩(wěn)定。 DNA分子兩條鏈間堿基互補配對的原則嚴格不變。分子兩條鏈間堿基互補配對的原則嚴格不變。 每個特定的每個特定的DNA分子中堿基對的數(shù)量和排列順序穩(wěn)定不分子中堿基對的數(shù)量和排列順序穩(wěn)定不變。變。 (2)多樣性：多樣性： 其決定因素是其決定因素是DNA分子中堿基的數(shù)量和堿基對的排列分子中堿基的數(shù)量和堿基對的排列順序。順序。 (3)特異性：特異性： 不同的不同的DNA分子具有不同的特性，所以分子具有不同的特性，所以DNA的多樣性的多樣性也就意味著也

11、就意味著DNA分子的特異性。分子的特異性。DNA分子的多樣性與特異分子的多樣性與特異性，從分子水平上說明了生物界的多樣性和生物個體之間性，從分子水平上說明了生物界的多樣性和生物個體之間存在差異的原因。存在差異的原因。自讀教材自讀教材夯基礎夯基礎1DNA復制的概念、時期、場所及條件復制的概念、時期、場所及條件填空填空(1)概念：以概念：以 為模板合成為模板合成 的過程。的過程。(2)時期：細胞時期：細胞 和和 。(3)場所：場所： (主要主要)。親代親代DNA分子分子子代子代DNA分子分子有絲分裂間期有絲分裂間期減數(shù)第一次分裂的間期減數(shù)第一次分裂的間期細胞核細胞核(4)DNA復制的條件：復制的條

12、件：模板：模板：DNA分子的分子的 。原料：游離的原料：游離的 。能量：由細胞提供。能量：由細胞提供。酶：酶： 等。等。兩條鏈兩條鏈四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶 2DNA復制的過程及特點復制的過程及特點 判斷正誤判斷正誤 (1)DNA分子復制是在解旋酶作用下先解開兩條完整的、單分子復制是在解旋酶作用下先解開兩條完整的、單獨的長鏈，之后再各自合成新子鏈并結合為雙螺旋結構。獨的長鏈，之后再各自合成新子鏈并結合為雙螺旋結構。 ( ) (2)DNA分子復制時兩條鏈均作模板，并各自形成新子鏈。分子復制時兩條鏈均作模板，并各自形成新子鏈。 ( ) (3)新形成的子代新形成

13、的子代DNA分子彼此都相同，并且均與原分子彼此都相同，并且均與原DNA分分子相同。子相同。 ( ) (4)真核細胞染色體真核細胞染色體DNA經(jīng)復制后形成的經(jīng)復制后形成的2個子代個子代DNA分子分子恰位于一對同源染色體上。恰位于一對同源染色體上。 ( )3DNA分子準確復制的原因及意義分子準確復制的原因及意義 連線連線 1在海洋底部火山口附近有一種細菌，經(jīng)科學家研究在海洋底部火山口附近有一種細菌，經(jīng)科學家研究其遺傳物質其遺傳物質DNA的結構與常溫下生存的細菌不同，該細菌的的結構與常溫下生存的細菌不同，該細菌的DNA結構更穩(wěn)定，且耐高溫。那么導致結構更穩(wěn)定，且耐高溫。那么導致DNA結構更穩(wěn)定的結構

14、更穩(wěn)定的原因是什么？催化該細菌原因是什么？催化該細菌DNA分子復制的各種酶應具備怎樣分子復制的各種酶應具備怎樣的特點？的特點？ 提示：提示：該細菌的該細菌的DNA結構中結構中GC堿基對多，由于堿基對多，由于GC堿基對中有三個氫鍵，所以結構更穩(wěn)定。由于該細菌生活于堿基對中有三個氫鍵，所以結構更穩(wěn)定。由于該細菌生活于高溫環(huán)境中，故催化該菌高溫環(huán)境中，故催化該菌DNA分子復制的各種酶應具備分子復制的各種酶應具備“耐耐高溫高溫”的特性。的特性。 2DNA分子的復制是否一定準確無誤？分子的復制是否一定準確無誤？ 提示：提示：不一定，因不一定，因DNA分子復制過程中由于受自身或分子復制過程中由于受自身或外

15、界因素的影響，可能出現(xiàn)堿基對的替換缺失或改變等差外界因素的影響，可能出現(xiàn)堿基對的替換缺失或改變等差錯，但出錯率極低。錯，但出錯率極低。 3結合影響酶活性的條件，分析哪些外界條件會影響結合影響酶活性的條件，分析哪些外界條件會影響DNA的復制過程？的復制過程？ 提示：提示：溫度、溫度、pH等物理、化學因素及病毒、細菌感染等物理、化學因素及病毒、細菌感染等生物因素均會影響等生物因素均會影響DNA復制過程。復制過程。跟隨名師跟隨名師解疑難解疑難關于關于DNA分子復制的幾個問題分子復制的幾個問題(1)過程圖示：過程圖示： (2)復制特點：復制特點： 半保留復制：新合成的每個半保留復制：新合成的每個DNA

16、分子中，都保留了原來分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈分子中的一條鏈(模板鏈模板鏈)。 邊解旋邊復制：邊解旋邊復制：DNA復制時并不是先分成單鏈再合成子復制時并不是先分成單鏈再合成子鏈，而是邊解旋邊復制。鏈，而是邊解旋邊復制。 (3)復制結果：復制結果： 一個一個DNA分子形成兩個完全相同的分子形成兩個完全相同的DNA分子，這兩個分子，這兩個DNA分子位于姐妹染色單體上，在有絲分裂后期及減數(shù)第二次分子位于姐妹染色單體上，在有絲分裂后期及減數(shù)第二次分裂后期將隨著絲粒分裂而分開，分別進入分裂后期將隨著絲粒分裂而分開，分別進入2個子細胞。個子細胞。 一個一個DNA分子經(jīng)分子經(jīng)n次復制后，共產生

17、次復制后，共產生2n個子個子DNA分子，分子，其中含親代其中含親代DNA鏈的鏈的DNA分子只有分子只有2個。個。 特別提醒特別提醒 (1)半保留復制使所有子代半保留復制使所有子代DNA與原與原DNA所攜帶的信息所攜帶的信息完全相同完全相同(除非發(fā)生差錯除非發(fā)生差錯)。 (2)分析被標記分析被標記DNA分子的比例時，應注意求的是分子的比例時，應注意求的是DNA分子數(shù)，還是脫氧核苷酸鏈數(shù)；還應注意培養(yǎng)基中化學元素分子數(shù)，還是脫氧核苷酸鏈數(shù)；還應注意培養(yǎng)基中化學元素的轉換。的轉換。 (3)DNA分子復制中計算所需某種核苷酸數(shù)量時，應注意分子復制中計算所需某種核苷酸數(shù)量時，應注意原來的原來的DNA分子

18、兩條母鏈不需消耗核苷酸。分子兩條母鏈不需消耗核苷酸。 例例1右圖為核苷酸鏈結構圖，下列右圖為核苷酸鏈結構圖，下列表述不正確的是表述不正確的是 () A能構成一個完整核苷酸的是能構成一個完整核苷酸的是圖中的圖中的a或或b B圖中與每個五碳糖直接相連的堿基只有圖中與每個五碳糖直接相連的堿基只有1個個 C各核苷酸之間是通過化學鍵各核苷酸之間是通過化學鍵連接起來的連接起來的 D若該鏈為脫氧核苷酸鏈，從堿基組成上看，缺若該鏈為脫氧核苷酸鏈，從堿基組成上看，缺少的堿基是少的堿基是T. .思路點撥思路點撥 精講精析精講精析圖中的圖中的b所含的磷酸，應與下方的脫氧核所含的磷酸，應與下方的脫氧核糖和堿基糖和堿基

19、C共同構成一個完整的核苷酸；在每個核苷酸中，共同構成一個完整的核苷酸；在每個核苷酸中，堿基都與五碳糖相連；脫氧核苷酸鏈是由許多個脫氧核苷酸堿基都與五碳糖相連；脫氧核苷酸鏈是由許多個脫氧核苷酸連接成的長鏈；組成連接成的長鏈；組成DNA的堿基有的堿基有A、G、C、T四種。四種。 答案答案A 例例2右圖為真核細胞右圖為真核細胞DNA復制過程復制過程模式圖。據(jù)圖分析，下列相關敘述中錯模式圖。據(jù)圖分析，下列相關敘述中錯誤的是誤的是 () A由圖示得知，由圖示得知，DNA分子復制的分子復制的方式是半保留復制方式是半保留復制 B從圖中可以看出合成兩條子鏈時，從圖中可以看出合成兩條子鏈時，DNA聚合酶移動的聚

20、合酶移動的方向是相反的方向是相反的 C子鏈合成的方向是一定的子鏈合成的方向是一定的 D解旋需解旋酶及解旋需解旋酶及DNA聚合酶的催化，且需要消耗聚合酶的催化，且需要消耗ATP思路點撥思路點撥 精講精析精講精析由圖示可知，新合成的每個由圖示可知，新合成的每個DNA分子中，分子中，都保留了原來都保留了原來DNA分子中的一條鏈，因此復制的方式是半保分子中的一條鏈，因此復制的方式是半保留復制；由圖中的箭頭可知，留復制；由圖中的箭頭可知，DNA聚合酶移動的方向是相反聚合酶移動的方向是相反的；子鏈合成的方向是一定的，即只能從的；子鏈合成的方向是一定的，即只能從5端到端到3端；解旋端；解旋不需不需DNA聚合

21、酶的催化。聚合酶的催化。 答案答案D1設計實驗，探究設計實驗，探究DNA分子的復制方式。分子的復制方式。2設計實驗探究設計實驗探究DNA分子結構中堿基對分子結構中堿基對間的配對方式。間的配對方式。典例剖析典例剖析 DNA復制方式可以通過設想來進行預測，可能的情況是：復制方式可以通過設想來進行預測，可能的情況是：全保留復制、半保留復制、分散復制。全保留復制、半保留復制、分散復制。 (1)根據(jù)上圖對三種復制作出可能的假設：根據(jù)上圖對三種復制作出可能的假設： 如果是全保留復制，則如果是全保留復制，則1個個DNA分子形成分子形成2個個DNA分子，分子，其中一個是其中一個是_，而另一個是，而另一個是_；

22、 如果是半保留復制，則新形成的兩個如果是半保留復制，則新形成的兩個DNA分子各有分子各有_； 如果是分散復制，則新形成的如果是分散復制，則新形成的DNA分子中分子中_。 (2)請設計實驗來證明請設計實驗來證明DNA的復制方式。的復制方式。 實驗步驟：實驗步驟： 在氮源為在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分分子均為子均為14NDNA(對照對照)。 在氮源為在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分分子均為子均為15NDNA(親代親代)。 將親代含將親代含15N的大腸桿菌轉移到的大腸桿菌轉移到14N培養(yǎng)基上，再連續(xù)培養(yǎng)基

23、上，再連續(xù)繁殖兩代繁殖兩代(和和)，用密度梯度離心方法分離。，用密度梯度離心方法分離。 (3)實驗預測：實驗預測： 如果與對照如果與對照(14N14N)相比，子代相比，子代能分離出兩條帶：能分離出兩條帶：_和和_，則可以排除，則可以排除_，同時，同時肯定是肯定是_。 如果子代如果子代只有一條只有一條_，則可以排除，則可以排除_，但不能肯定是但不能肯定是_。 如果子代如果子代只有一條中密度帶，再繼續(xù)做子代只有一條中密度帶，再繼續(xù)做子代DNA密度鑒定，若子代密度鑒定，若子代可以分出可以分出_和和_，則可以，則可以排除排除_，同時肯定，同時肯定_。 如果子代如果子代不能分出不能分出_兩條密度帶，則排

24、除兩條密度帶，則排除_，同時肯定，同時肯定_。 (4)用圖例表示出最可能的實驗結果。用圖例表示出最可能的實驗結果。 解析解析如果如果DNA的復制方式為全保留復制，則一個親的復制方式為全保留復制，則一個親代代15N15N的的DNA分子復制后子代兩個分子復制后子代兩個DNA分子是：一個分子是：一個15N15N，一個，一個14N14N，其在離心管中分布的位置是一半，其在離心管中分布的位置是一半在輕帶、一半在重帶；如果在輕帶、一半在重帶；如果DNA的復制方式為半保留復制，的復制方式為半保留復制，則一個親代則一個親代15N15N的的DNA分子復制后子代兩個分子復制后子代兩個DNA分子都分子都是是15N1

25、4N，其在離心管中分布的位置全部在中帶。，其在離心管中分布的位置全部在中帶。 答案答案(1)親代的新形成的親代的新形成的一條鏈來自親代一條鏈來自親代DNA，另一條鏈是新形成的，另一條鏈是新形成的每條鏈中的一些片段是每條鏈中的一些片段是母鏈的，另一些片段是子鏈的母鏈的，另一些片段是子鏈的(3)一條輕密度帶一條輕密度帶(14N/14N)一條重密度帶一條重密度帶(15N/15N)半保留復制和分散復半保留復制和分散復制全保留復制制全保留復制中密度帶中密度帶(14N15N)全保留復制半全保留復制半保留復制還是分散復制保留復制還是分散復制一條中密度帶一條中密度帶(14N15N)一條一條輕密度帶輕密度帶(14N14N)分散復制半保留復制分散復制半保留復制中、輕中、輕半保留復制分散復制半保留復制分散復制(4)最可能的實驗結果最可能的實驗結果(如下圖所示如下圖所示)：