2019浙科版高中生物一轮复习2.3.2.ppt

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1、第2讲DNA的分子结构和特点、遗传信息的传递,【知识梳理】一、DNA分子的结构特点1.DNA双螺旋结构模型的构建者:_。2.DNA分子的化学组成:(1)基本组成元素:_。,沃森和克里克,C、H、O、N、P,(2)基本单位:_。,脱氧核苷酸,脱氧核苷酸,胸腺嘧啶,腺嘌呤,3.空间结构:由两条脱氧核苷酸链按_方式盘旋成的_结构。4.平面结构:(1)外侧:由_和_交替连接构成基本骨架。(2)内侧:两条链上的碱基遵循_原则,通过_形成碱基对。(3)碱基对的种类:_。,反向平行,双螺旋,磷酸,脱氧核糖,碱基互补配对,氢键,A=T(或T=A)、GC(或CG),二、DNA的复制1.概念:是产生两个跟亲代DN

2、A完全相同的_的过程。2.时间:有丝分裂间期和_。,新DNA分子,减数分裂前的间期,解旋后两条母链,4种脱氧核苷酸,DNA聚合酶,4.过程:解旋:在有关酶的作用下,把两条螺旋的双链解开合成子链:以解开的母链为模板,按_原则,合成子链形成新的DNA分子:每一条子链与其对应的母链盘绕成_结构,形成两个新的DNA分子。,碱基互补配对,双螺旋,5.结果:一个DNA分子经复制产生两个_的子代DNA分子。6.意义:DNA复制是遗传物质从_向_传递的基础。,完全相同,亲代,子代,【速记卡片】1.DNA分子结构特点的“五四三二一”:“五”:五种元素C、H、O、N、P。“四”:四种碱基A、T、G、C(对应四种脱

3、氧核苷酸)。“三”:三种物质磷酸基团、脱氧核糖、碱基。,“二”:二条脱氧核苷酸长链(A-T、G-C二种碱基配对方式)。“一”:一种空间结构规则的双螺旋结构。,2.DNA复制的两个必记知识点:(1)DNA复制特点:边解旋边复制、半保留复制。(2)复制的“四要素”。模板:DNA分子的两条链。原料:游离的四种脱氧核苷酸。酶:解旋酶和DNA聚合酶等。能量:细胞呼吸产生的ATP。,3.DNA复制的场所和意义:(1)场所。真核细胞:细胞核(主要)、线粒体、叶绿体。原核细胞:拟核、细胞质。(2)意义:DNA复制是遗传物质从亲代向子代传递的基础。,考点一DNA分子的结构及模型制作1.DNA分子的结构:,(1)

4、基本组成单位脱氧核苷酸。DNA分子中磷酸基团、脱氧核糖、含氮碱基之间的数量比为111。戊糖:脱氧核糖。碱基:共有4种,分别是A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)。,(2)结构中的“键”。磷酸二酯键:相邻两个脱氧核苷酸的磷酸基团和脱氧核糖之间形成的化学键,用限制性核酸内切酶处理可切断,用DNA连接酶处理可连接。氢键:碱基对之间的化学键为氢键,可用解旋酶断裂,也可加热断裂。A与T之间含两个氢键,G与C之间含三个氢键。,2.DNA分子的特点:(1)相对稳定性:磷酸基团和脱氧核糖交替连接,排列在外侧构成基本骨架。(2)多样性:不同的DNA分子中脱氧核苷酸的数目不同,排列顺序多种多样

5、。若某DNA分子中有n个碱基对,则排列顺序有4n种,其中n代表碱基对数。,(3)特异性:每个DNA分子都有特定的碱基对排列顺序,代表了特定的遗传信息。,3.DNA分子中碱基的计算方法:在双链DNA分子中各种碱基之间存在一定的数量关系,而且有一定的规律,从以下三个方面归纳:(1)嘌呤总数与嘧啶总数的规律。双链DNA中,由于A=T,G=C,则A+G=T+C,即嘌呤总数与嘧啶总数相等。,(2)互补碱基之和规律。在双链DNA分子中,互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。设双链DNA分子的两条链,分别是L、M,其中的一条链上AL+TL=n%,因为AL=TM,AM=TL,则:AL+TL

6、=AM+TM=n%。所以A+T=(AL+AM+TL+TM)/2= =n%。简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。,(3)非互补碱基之和规律。单链之间倒数:双链DNA分子中,非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数。设双链DNA分子中,一条链上: =m,则: ,互补链上=,整个DNA分子中“1”。整个DNA分子中,非互补碱基之和的比值为1,即:(A+G)/(T+C)=1。,4.制作DNA双螺旋结构模型:(1)原理:DNA分子的空间结构特点规则的双螺旋结构。(2)实验目的:通过制作DNA双螺旋结构模型,加深对DNA分子结构特点的理解和认识。,(3)制作步骤。选择材料制作若干个磷酸、

7、脱氧核糖、碱基 多个脱氧核苷酸 脱氧核苷酸长链 一个DNA分子 DNA双螺旋结构,(4)注意事项。选材时,用不同形状和颜色的材料分别代表脱氧核糖、磷酸和不同的碱基。要选用有一定强度和韧性的支架和连接的材料。,【提分技法】解答碱基计算的“三个”步骤第一步:搞清题中所给的和所求的碱基比例是占整个DNA分子的比例还是占其中一条链的比例。第二步:画出一个DNA分子模式图,并在图中标出已知和所求的碱基。,第三步:根据碱基互补配对原则及有关规律进行计算。,【典例】(2017浙江11月选考真题)某真核生物DNA片段的结构示意图如下。下列叙述正确的是(),A.的形成需要DNA聚合酶催化B.表示腺嘌呤脱氧核苷酸

8、C.的形成只能发生在细胞核D.若a链中A+T占48%,则DNA分子中G占26%,【解题指导】本题主要考查DNA片段的结构特点。图中表示氢键,它的形成不需要DNA聚合酶催化;表示腺嘌呤;表示磷酸二酯键,它的形成不仅发生在真核生物的细胞核中,还发生在叶绿体和线粒体中;a链中A+T=48%,互补链A+T=48%,则DNA中A+T=48%,G+C=52%,且G=C=26%。答案:D,【加固训练】(2015浙江10月选考真题)如图表示某同学制作的DNA双螺旋结构模型的一个片段。其中存在的错误有()A.3处B.5处C.7处D.8处,【解析】选C。DNA不含有尿嘧啶(U);组成DNA的糖是脱氧核糖而不是核糖

9、;碱基互补配对应该是腺嘌呤与胸腺嘧啶(A与T);胞嘧啶与鸟嘌呤之间应该是三个氢键;图中腺嘌呤和鸟嘌呤的碱基结构错误;胞嘧啶所在的脱氧核苷酸中有2处错误,即磷酸连接位置错误,五碳糖的结构错误。,考点二DNA复制及有关计算1.DNA复制的总结:,2.DNA复制为半保留复制,若将亲代DNA分子复制n代,其结果分析如下:,(1)DNA分子数。子代DNA分子数=2n个。含有亲代DNA链的子代DNA分子数=2个。不含亲代DNA链的子代DNA分子数=(2n-2)个。,(2)脱氧核苷酸链数。子代DNA分子中脱氧核苷酸链数=2n+1条。亲代脱氧核苷酸链数=2条。新合成的脱氧核苷酸链数=(2n+1-2)条。,(3

10、)消耗的脱氧核苷酸数。若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制,需要消耗该脱氧核苷酸m(2n-1)个。第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m2n-1个。(4)复制出现异常的结果:DNA复制过程中其中一条链发生差错,复制n代后,发生突变的DNA占全部DNA数的50%。,【典例】(2017浙江4月选考真题)若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养液中,培养至第二次分裂中期。下列叙述正确的是()A.每条染色体中的两条染色单体均含3HB.每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3H,C.每个DNA分子中均只有一条脱氧核苷酸链含3HD.每条染色单体均只有一个DNA分子的

11、两条脱氧核苷酸链含3H,【解题指导】本题借助同位素标记法考查DNA的复制。DNA的复制方式是半保留复制,将胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养液中,两次分裂后,会出现有一条链被3H标记的双链DNA和双链都被3H标记的DNA,这种情况下,一个双链DNA构成一条染色单体,故每条染色单体都含有3H标记,A项正确。,两次分裂后,既会出现两条脱氧核苷酸链均含3H的情况,也会出现只有一条脱氧核苷酸链含3H的情况,B、C、D均错误。答案:A,【加固训练】用32P标记了玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链,再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养,在第二次细胞分裂的中期、后期,一个细

12、胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是()A.中期20和20、后期40和20B.中期20和10、后期40和20C.中期20和20、后期40和10D.中期20和10、后期40和10,【解析】选A。用32P标记了玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链,转入不含32P的培养基中培养,第一次分裂产生的子细胞每一条染色体含的一个DNA分子有一条链含32P标记。在第二次细胞分裂的中期时,每一条染色体含的两个DNA分子有一条链含32P。在细胞分裂后期,染色体有40条,但含32P标记的染色体只有一半(20条)。,【易错易混】1.ATP中的“A”DNA分子中的“A”:ATP中的“A”是腺苷,D

13、NA分子中的“A”是腺嘌呤。,2.DNA分子复制并非一定准确无误:在DNA分子复制过程中,也可能发生差错,它是生物遗传和变异的物质基础和根本原因。3.DNA分子经过n次复制的结果与第n次复制的结果不同:经过n次复制形成2n个DNA分子,第n次复制形成2n-1个DNA分子。,4.脱氧核苷酸链数DNA分子数:在分析被标记DNA分子所占的比例时,要注意的是DNA分子数,还是脱氧核苷酸链数,二者之间的关系是12的关系。,【强化训练】1.如图是四种化合物的化学组成,“”中所对应的名称正确的是(),A.腺嘌呤脱氧核苷酸B.腺苷C.腺嘌呤脱氧核苷酸D.腺嘌呤【解析】选C。据图可知为腺嘌呤核糖核苷酸;为腺嘌呤

14、;为腺嘌呤脱氧核苷酸;为腺嘌呤核糖核苷酸。,【加固训练】下列有关DNA复制的叙述,不正确的是()A.DNA在复制过程中可能会发生差错B.DNA的复制过程是先解旋后复制C.DNA的复制通常发生在细胞分裂间期D.DNA复制过程需要DNA聚合酶,【解析】选B。一般情况下,子代DNA与亲代DNA保持一致,但也有可能发生差错,A项正确;DNA的复制过程是边解旋边复制,B项错误;DNA复制通常发生在细胞分裂间期,需要DNA聚合酶等,C、D项正确。,2.先用同位素14C标记一个DNA分子,然后加入含有12C的游离的脱氧核苷酸,在适宜的条件下经过n次复制后,所得子代DNA分子中含有12C的脱氧核苷酸链数与含1

15、4C的脱氧核苷酸链数之比是()A.2n1B.(2n-2)nC.(2n-2)2D.(2n-1)1,【解析】选D。n次复制后,可得2n个DNA分子,其中含有14C标记的DNA只有2个,含有14C的脱氧核苷酸链数也只有2个,因此经过n次复制后,所得子代DNA分子中含有12C的脱氧核苷酸链数与含14C的脱氧核苷酸链数之比是(2n-1)22=(2n-1)1。,【加固训练】一个15N标记的DNA分子,在不含15N的培养液中连续复制2次。子代DNA分子中含15N的DNA链占总链数的比例为()A.1/8B.1/4C.1/2D.1,【解析】选B。一个15N标记的DNA分子,在不含15N的培养液中连续复制2次,共得到4个DNA分子,共8条DNA链,其中2条链被15N标记,即占1/4。,