DNA分子的结构DNA分子的复制基因是有遗传效应的DNA片段.ppt

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1、第三章 基因的本质,2、DNA分子的结构 3、DNA分子的复制 4、基因是有遗传效应的DNA片段,构建知识网络,回扣基础要点 一、DNA分子的结构 1.结构层次 基本组成元素 等 基本组成物质磷酸、 、 （A、G、C、T四种）,必备知识梳理,C、H、O、N、P,脱氧核糖,含氮碱基,基本组成单位 （四种） DNA单链脱氧核苷酸长链 DNA双链DNA 结构，构建者 和 ：可用“五、四、三、二、一”记忆，即五种元素，四种碱基对应四种脱氧核苷酸，三种物质 ，两条长链，一种螺旋。,脱氧核糖核苷酸,聚合,两条,双螺旋,沃森,克里克,记忆窍门,小飞守角制作,2、结构内容,脱氧核苷酸链通过35磷酸二酯键链接；

2、 两条单链组成，反向平行，双螺旋结构； 脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧(骨架)； 内侧两条链上碱基间通过氢键连接成碱基对，遵循碱 基互补配对原则(碱基对种类：4种；配对方式：2种)； DNA水解得到核苷酸，彻底水解得到：磷酸、脱氧 核糖、含氮碱基； 1个DNA两端各游离1个磷酸和1个脱氧核糖。,小飞守角制作,3、如下图所示：,小飞守角制作,4.结构特点 （1）双链 平行。 （2） 和 交替连接，排列在外侧， 构成 ， 排列在内侧。 （3）两条链上的碱基通过 连接成碱基对。 （4）A和T之间形成 个氢键，C和G之间形成 个氢键，故DNA分子中 比例高的稳定性强。,反向,脱氧核糖,磷酸,基本骨架

3、,碱基,氢键,二,GC,三,小飞守角制作,5、DNA分子特性,小飞守角制作,续表,小飞守角制作,6、DNA结构中碱基的有关计算,规律,1,：在双链,DNA,分子中，互补碱基两两相等，,A,T,，,C,G,，,A,G,C,T,，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。,规律,2,：在双链,DNA,分子中，互补的两碱基之和,(,如,A,T,或,C,G),占全部碱基的比例等于其任何一条单链中这两种碱基之和占该单,链中碱基数的比例。,规律,3,：,DNA,分子一条链中,(A,G)/(C,T),的比值的倒数等于互,补链中,(A,G)/(C,T),的比值，在整个,DNA,分子中该比值等于,1,。,小飞守角制作,二

4、、DNA分子复制 1.概念：以 分子为模板合成子代DNA分子 的过程。 2.场所：主要在 中，但在拟核、线粒体、叶 绿体中也进行。 3.时间：有丝分裂 和减数 。 4.条件： 。 5.精确复制的原因：DNA的 结构提供精确模 板; 原则保证了复制的准确进行。 6.过程：解旋和复制。 7.特点： 复制和 。 8.意义：从亲代传给子代，保持遗传信息的连续性。,亲代DNA,细胞核,间期,第次分裂的间期,模板、原料、酶、能量,双螺旋,碱基互补配对,半保留,边解旋边复制,小飞守角制作,DNA复制的过程(认真分析下图)及意义,小飞守角制作,1、DNA分子准确复制的原因, DNA独特双螺旋结构 精确的模板；

5、 碱基互补配对 保证。,2、DNA复制的差错性,正常情况下有一定的出错率； 复制过程中环境等因素导致。 利弊：会发生基因突变，多数对生物体不利；但是遗传变异的物质基础和根本原因；也是物种进化和选择的材料。,3、DNA半保留复制的实验证据 P53,实验方法：放射性同位素示踪、密度梯度离心(差速离心)。,密度梯度离心是用一定的介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯度，将物质混悬液或匀浆置于介质的顶部，通过重力或离心力场的作用使物质分层、分离。 原理：不同颗粒之间存在沉降系数差时，在一定离心力作用下，颗粒各自以一定速度沉降，在密度梯度不同区域上形成区带的方法。,差速离心主要是采取逐渐提高离心速度的

6、方法分离不同大小的细胞器。起始的离心速度较低，让较大的颗粒沉降到管底，小的颗粒仍然悬浮在上清液中。收集沉淀，改用较高的离心速度离心悬浮液，将较小的颗粒沉降，以此类推，达到分离不同大小颗粒的目的。,小飞守角制作,4、DNA复制的有关计算 (1) 1个DNA分子复制n代后，能形成2n个DNA分子，这些DNA分子中，只有两个含有第一代DNA分子的单链。 (2) 子代单链数：2n+1。 (3) 新合成的单链：2n+1 2。 (4) 已知1个DNA分子中的P全部为32P标记，然后转移到31P的培养基中复制n代，其计算规律为： 被标记的DNA分子(含32P)的比例为：1/2(n1)； 被标记的DNA链(含

7、32P)的比例为：1/2n。 (5) 已知某DNA分子中含某种碱基(如腺嘌呤 A)的数目为a, 该DNA分子经过： n次复制，所需的该种游离碱基数目为：a*(2n 1)； 第n次复制需要的该种游离碱基数目为：a*2n1。,小飞守角制作,思维误区警示 易错分析 1、对DNA复制过程中“第n次”还是“n次”复制所需某种碱基数量的计算原理不清 已知DNA分子中碱基数，求复制n次与第n次所需某碱基的数目：某DNA分子中含某碱基a个，复制n次，则共需加入含该碱基的脱氧核苷酸为a（2n-1）个，因为最初亲代DNA分子做模板不需原料；但第n次复制时所需含该碱基的脱氧核苷酸为a(2n-1)-a(2n-1-1)

8、=a2n-1。,解题思路探究,2、对细胞分裂和DNA复制相结合的知识理解不透 （1）细胞分裂过程中先进行DNA复制。 （2）DNA复制的方式：半保留复制。 （3）图示辨析,这样来看，最后形成的4个子细胞有3种情况：第一种情况是4个细胞都是 ；第2种情况是2个细胞是 ，1个细胞是 ，1个细胞是 ；第3种情况是2个细胞是 ，另外2个细胞是 。,方法规律: （1）探究DNA复制的方法和原理 方法：同位素标记法。 原理：根据DNA分子比重不同，借助离心技术，通过离心后DNA在试管中位置确定复制方式。 （2）结果分析 已知某一被15N标记的DNA分子（亲代），转移到含有14N的培养基中培养（复制）若干代

9、，其结果分析如下表：,提醒: DNA复制为半保留复制，所以亲代的2条15N链永不消失， 最终分布在2个DNA分子中，即不管DNA复制多少次，含亲代15N 链的DNA只有2个，15N链始终2条。,D,变式训练 用15N标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖四代，a、b、c为三种DNA分子： a只含15N，b同时含14N和15N，c只含14N，则下图所示这三种DNA分子的比例正确的是 （ ） 解析 假设亲代DNA分子为n个，则繁殖四代后，DNA分子总数为16n，其中，只含15N的DNA分子为0个，同时含14N和15N的分子为2n个，只含14N的分子有14n个，则它们呈现的比例

10、为D图所示。,三、基因是有遗传效应的DNA片段,1、基因的概念：基因是有遗传效应的DNA片段。, 基因是控制生物性状的结构和功能的基本单位，特定的基 因决定特定的性状。基因的遗传效应是指基因能控制具体的性状。 基因是DNA分子上特定片段，每个DNA分子上有许多基因。 基因在染色体上呈线性排列(核基因)。 基因的脱氧核苷酸的排列顺序包含着遗传信息。对于某个基因来说，其“顺序”是固定的，而不同的基因碱基数目及排列顺序不同。 。 线粒体和叶绿体等细胞器中也有基因(细胞质基质)。 基因中碱基的排列顺序代表遗传信息。,2、基因的位置： 真核：细胞核中、线粒体、叶绿体中。 原核：拟核中的DNA上、细胞质的

11、质粒上。,小飞守角制作,3、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系,小飞守角制作,4、基因、染色体、蛋白质、性状的关系,小飞守角制作,(1)、对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体；线粒体和叶绿体也是基因的载体。 (2)、对于原核细胞来说，拟核中的DNA分子或者质粒DNA均是裸露的，没有与蛋白质一起构成染色体。 (3)、位于染色体上的基因随着染色体传递给子代，其遗传遵循孟德尔遗传规律。位于线粒体和叶绿体中的基因随线粒体和叶绿体传给子代，是控制细胞质遗传的基因，特点是母系遗传。,小飞守角制作,与 DNA 内容相关的计算, 解题攻略 ,与 DNA 内容相关的计算主要包含 DNA 的结构、复制

12、两个方 面，而 DNA 复制又与细胞分裂相联系，常见的命题方向如下：,小飞守角制作,1、从某种生物组织中提取 DNA 进行分析，其四种碱基数 的比例是鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基数的 46%，又知该 DNA 的一条链(H 链)所含的碱基中 28%是腺嘌呤，问与 H 链相,对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的(,),A,A26%,B24%,C14%,D11%,解析：由整个 DNA 分子的 GC46%，可得出 GC 占 对应链碱基总数的百分比也为 46%，则 AT54%，由 H 链 中 A28%，得出 T 占对应链碱基总数的百分比为 28%，则 A 54%28%26%。,小飞守角制作,题型二：

13、DNA 复制过程中消耗的碱基数量 2、某 DNA 分子共有 a 个碱基，其中含胞嘧啶 m 个，则该,DNA 分子复制 3 次需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为(,),C,A7(am) C7(a/2m),B8(am) D8(2am),解析：第一步计算出该 DNA 分子中胸腺嘧啶脱氧核苷酸 的数目：CT a/2 ，Cm，所以 Ta/2m；第二步计算 出连续复制 3 次所需的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目：(23 1)(a/2m)7(a/2m)。,小飞守角制作,3、(双选)某 DNA 分子含 m 对碱基，其中腺嘌呤有 a 个。 下列有关此 DNA 在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目,的叙述中，正确的是(

14、,),AC,A复制 1 次时，需要(ma)个 B在第二次复制时，需要(ma)个 C在第 n 次复制时，需要 2n1 (ma)个 D在 n 次复制过程中，总共需要 2n(ma)个 解析：双链DNA分子中，胞嘧啶脱氧核苷酸数目为(ma)； 在第二次复制时，需要2(ma)个；在n 次复制过程中，总共需 要(2n1)(ma)个。,小飞守角制作,题型三：DNA 的半保留复制 4、在噬菌体侵染细菌的实验中，若噬菌体不含放射性，细 菌中脱氧核苷酸被 32P 标记、氨基酸被 15N 标记，则 1 个噬菌体 连续繁殖 3 代，含 32P 和 15N 的噬菌体占子代噬菌体的百分数分,别为(,),A,A100%、1

15、00% C50%、50%,B25%、50% D25%、0,解析：噬菌体繁殖过程所需的原料来自细菌体内的脱氧核 苷酸(被32P 标记)、氨基酸(被15N 标记)等，所以子代噬菌体全 都含 32P 和 15N。,小飞守角制作,题型四：DNA 复制与有丝分裂 5、假定某高等生物体细胞的染色体数是 10 条，其中染色 体中的 DNA 用 3H胸腺嘧啶标记，将该体细胞放入不含有 3H 的培养液中连续培养 2 代，则在形成第 2 代细胞的有丝分裂后,期，没有被标记的染色体数为(,),A5 条 C20 条,B40 条 D10 条,小飞守角制作,解析：根据 DNA 的半保留复制，用 3H 标记的 DNA 分子， 在不含 3H 的培养液中培养了第一代后，则每个细胞的每条染色 体上的 DNA 分子中均含有一条单链是没有标记的，而在第 2 代的细胞中，10 条染色体经复制形成 20 个姐妹染色单体，其 中一半染色单体的 DNA 是含有标记的，另一半染色单体是没 有标记的。,答案：D,