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(共34张PPT)
第18讲 DNA的结构、复制和基因的本质（1）
【知识框架】
威尔金斯和富兰克林提供____________
DNA是以4种_________ 为单位连接而成的长链，分别含有___________4种碱基
沃森和克里克推算出DNA分子呈_____结构
尝试建立多种不同的模型：双螺旋、三螺旋
被否定
查哥夫提出DNA分子中A的量等于 ,C的量等于 。
构建DNA 模型
脱氧核苷酸
A、T、G、C
DNA衍射图谱
螺旋
修正、重建
验证
DNA具有恒定的直径；能解释4种碱基的数量关系；制作的模型与DNA的X射线衍射照片推算出的DNA双螺旋结构相符。
T
G
沃森和克里克
双螺旋结构
阅读课本P48-49内容，填写流程图。
沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型
现存于伦敦科学博物馆
1
DNA双螺旋结构模型的构建
2
DNA的结构
C、H、O、N、P
脱氧核苷酸
2
DNA的结构
A与T配对，G与C配对
磷酸
碱基
脱氧核糖
①源于必修2 P50图3－8：DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作 ，另一端有一个羟基(—OH)，称作 ，两条单链走向 ，一条单链是从5′－端到3′－端的，另一条单链是从3′－端到5′－端的。
②源于必修2 P51探究·实践：DNA只有4种脱氧核苷酸，能够储存足够量遗传信息的原因是___________________________________
___________________________________。
5′－端
3′－端
相反
构成DNA的4种脱氧核苷酸的数目成千上万，脱氧核苷酸的排列顺序千差万别
1.(生命观念)解读两种DNA结构模型
(1)由图1可解读以下信息。
(2)图2是图1的简化形式，其中①是磷酸二酯键，②是氢键。解旋酶作用于
②部位，限制性内切核酸酶和DNA连接酶、DNA聚合酶用于①部位。
设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知：A1=T2 ， T1=A2， G1 = C2 ， C1=G2。则在双链DNA中： A = T ， G = C。
A+G=T+C=A+C=T+G=碱基总数的50%
例1：某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占18%，那么鸟嘌呤的分子数占（ ）
A. 9 % B.18 % C. 32 % D. 64 %
C
规律一：在双链DNA中 总数与 总数相等，即A＋G等于T＋C
嘌呤碱基
嘧啶碱基
例2、某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量是多少？
24%
A+T
G+C
A1+T1
G1+C1
A2 +T2
G2 +C2
=
=
规律二：互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即若在一条链中(A+T)/(G+C)＝m，在互补链及整个DNA分子中(A+T)/(G+C)＝m。
A1+G1
T1+C1
=a
T2+C2
A2+G2
=1/a
A1+C1
T1+G1
T2+G2
A2+C2
=
例3：DNA分子中一条单链中，（A+G）/（T+C）=0.4，则互补链中和整个DNA分子中该比值分别是（ ）
A.0.4和0.6 B.2.5和1.0 C.0.4和0.4 D.0.6和1.0
B
规律三：非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA分子的一条链中（A+G）/（T+C）＝a，则在其互补链中（A+G）/（T+C）＝1/a，而在整个DNA分子中（A+G）/（T+C）＝1。
A+G
T+C
=1
规律四：某种碱基在双链中所占的比例等于它在每一条单链中所占比例和的一半。
（1）碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的
具n 个碱基对的DNA, 有 种碱基对排列顺序
4n
前提：不知ATGC数量
（2）碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的
（3）稳定性：磷酸与脱氧核糖交替连接形成的基本骨架不变，
碱基之间互补配对形成氢键方式不变等
多样性
特异性
不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。
双链结构不容易发生变异
3
DNA的结构特点
1
基因与DNA
(1)遗传信息
①DNA病毒、细胞的遗传信息： 分子中 的排列顺序。
②RNA病毒的遗传信息: 分子中 的排列顺序。
DNA
(碱基对)脱氧核苷酸
RNA
(碱基)核糖核苷酸
(2)基因通常是有遗传效应的 。
核酸片段
基因2
间区
间区
基因3
基因1
人类基因组计划测定的是24条染色体(22条常染色体＋X＋Y)上DNA的碱基序列。
并非所有DNA片段都是基因，基因是有遗传效应的DNA片段，不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将不同的基因分隔开。
2
基因、DNA、染色体之间的关系
个或两个
有遗传
多个
脱氧核苷酸排列顺序
一
效应
课前自主检测
1．沃森和克里克提出腺嘌呤的量等于胸腺嘧啶的量，鸟嘌呤的量等于胞嘧啶的量。 ( )
2．在DNA双螺旋结构中，DNA中的核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本
骨架。 ( )
3．DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作5′-端，
另一端有一个羟基(—OH)，称作3′-端。 ( )
4．沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说。 ( )
5．遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。 ( )
×
×
√
√
√
6.DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基 (　)
7.在环状DNA和链状DNA结构中，均有两个游离磷酸 (　)
8.DNA分子中一条链上的相邻碱基通过氢链连接 (　)
×
×
×
1.(2021·广东，5)DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是
①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验
②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱
③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等
④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制
A.①② 　　B.②③ 　　C.③④ 　　 D.①④
B
2.(2021·北京，4)酵母菌的DNA中碱基A约占32%，关于酵母菌核酸的叙述错误的是
A.DNA复制后A约占32% B.DNA中C约占18%
C.DNA中(A＋G)/(T＋C)＝1 D.RNA中U约占32%
D
3.(2020·浙江，3)某DNA片段的结构如图所示。下列叙述正确的是
A.①表示胞嘧啶 B.②表示腺嘌呤
C.③表示葡萄糖 D.④表示氢键
D
4.(2017·海南，24)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值的叙述，正确的是
A.碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同
B.前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高
C.当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链
D.经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1
D
考向二　围绕DNA分子的相关计算，考查科学思维
[典型例题2](2021·全国测试)某双链DNA分子含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝l∶2∶3∶4，则关于该DNA分子的叙述正确的是(　　)
A．该DNA分子含有4个游离的磷酸基团
B．该DNA分子连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个
C．该DNA分子中四种含氮碱基的比例是A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7
D．该DNA分子的碱基排列方式共有4100种
答案：C
1．如图为DNA分子结构示意图，下列对该图的叙述正确的是
A．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架
B．④是构成DNA的基本组成单位，名称是胞嘧啶脱氧核苷酸
C．DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息
D．⑤⑥分别代表A、G，一条脱氧核苷酸单链上的相邻两个碱基之间通过⑨连接
C
考向三　围绕DNA的特点，考查生命观念
[典型例题3]　(2021·揭阳一模)古代常用滴血认亲的方式进行亲子鉴定，结果并不准确。现代则用DNA指纹技术，准确度极高。下列选项中，不能作为此技术科学依据的是(　　)
A．亲子代的DNA均以染色体为主要载体
B．子代的核DNA一半来自母方、一半来自父方
C．现实生活中两个个体的DNA碱基序列不可能完全相同
D．同一个体的不同体细胞的核DNA碱基序列几乎完全相同
答案：A
1．(2021·广州二模)下列有关DNA基因的叙述，正确的是(　　)
A．在双链DNA分子中，腺嘌呤与尿嘧啶的数量相等
B．在脱氧核苷酸长链中，连接磷酸和脱氧核糖的是氢键
C．在骨骼肌细胞中，DNA分子数随线粒体数增加而增加
D．饥饿时，人体肝脏细胞中的胰高血糖素基因大量表达
解析：DNA分子中，不含尿嘧啶，A错误； 在脱氧核苷酸长链中，连接碱基对的是氢键，B错误；线粒体内含有少量DNA，在骨骼肌细胞中，DNA分子数随线粒体数增加而增加，C正确；胰高血糖素基因在胰岛A细胞内表达，D错误。
答案：C
2．(2022·重庆模拟)查哥夫对多种生物DNA做了碱基定量分析，发现(A＋T)/(C＋G)的比值如表。结合所学知识，可得出的结论是
A.猪的DNA结构比大肠杆菌的DNA结构更稳定一些
B．小麦和鼠的DNA所携带的遗传信息相同
C．小麦DNA中(A＋T)的数量是鼠DNA中(C＋G)数量的1.21倍
D．同一生物不同组织的DNA碱基组成相同
DNA来源 大肠杆菌 小麦 鼠 猪肝 猪胸腺 猪脾
(A＋T)/ (C＋G) 1.01 1.21 1.21 1.43 1.43 1.43
D
3．下列有关双链DNA分子的叙述，正确的是
A．若DNA分子一条链中的碱基A所占比例为a，则另一条链的碱基C所占比例为1/(2－a)
B．如果一条链上(A＋T)∶(G＋C)＝m，则另一条链上该比值也为m
C．如果一条链上的A∶T∶G∶C＝2∶2∶3∶3，则另一条链上该比值为3∶3∶2∶2
D．由50个碱基对组成的DNA分子片段中至少含有氢键的数量为150个
B
4．某DNA分子含有1 000个碱基对，其中A的含量为30%，α链中G的含量为30%，下列与该DNA分子有关的叙述正确的是
A．该DNA分子中含有的氢键数为2.4×103个
B．该DNA分子的两条单链中(A＋C)/(T＋G)的值一定相等
C．该DNA分子的α链中碱基A所占的比例在0～40%范围内
D．由于碱基互补配对，DNA分子中C与G的和一定占50%
A
5.在人类的基因组中，编码蛋白质的基因序列只占人类基因组全长的2%，其余98%的序列都是非编码序列。研究表明，这些非编码序列也具有重要功能，如内含子序列，基因与基因之间的间隔区序列，都能转录为非编码RNA。它们虽然不能被翻译为蛋白质，但是发挥着重要的生理和生化功能。有科学家建议将这些转录生成此类非编码RNA的DNA片段称为RNA基因。下列有关说法正确的是
A.RNA基因的基本单位是核糖核苷酸
B.tRNA是由DNA的非编码序列转录形成的
C.生物遗传信息的多样性仅由基因的编码区决定
D.人体细胞内的DNA是主要的遗传物质
B
A.R基因中的全部脱氧核苷酸序列都能编码蛋白质
B.R、S、N、O互为非等位基因
C.果蝇的每个基因都是由成百上千个核糖核苷酸组成的
D.每个基因中有一个碱基对的替换，都会引起生物性状的改变
6.下图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，下列有关叙述正确的是
B
拓展延伸
真、原核细胞基因的结构和表达
(1)基因的结构
拓展延伸
(2)基因表达遗传信息
真、原核细胞基因的结构和表达
拓展延伸
真、原核细胞基因的结构和表达

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