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(共29张PPT)
第1课时 DNA的结构及特点
第28讲
学习目标：
(1)概述DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成，通常有两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息；
(2)掌握DNA分子的相关计算。
1．DNA双螺旋结构模型构建者：_________________。
2．DNA的结构层次
沃森和克里克
C、H、O、N、P　
脱氧核苷酸
磷酸和脱氧核糖交替连接
碱基
氢键
A与T、G与C配对
反向平行
一、DNA的结构
提醒　一个双链DNA分子具有2个游离的磷酸基团，而环状DNA不存在。
3、DNA分子结构特点
　 (1)DNA由两条脱氧核苷酸链组成，这两条链按____________方式盘旋成双螺旋结构。
(2)外侧：__________和_______交替连接构成主链基本骨架。
(3)内侧：两条链上碱基通过氢键连接成________。碱基互补配对遵循以下原则：A===T(两个氢键)、G≡C(三个氢键)。
　其形成不需要酶，而断裂需解旋酶或加热处理
G—C碱基对所占比例越大，DNA热稳定性越高
反向平行
脱氧核糖
磷酸
碱基对
并非所有的DNA均具“双链”
4、DNA的结构特点
(1)________性：具n个碱基对的DNA有4n种碱基对排列顺序。
(2)________性：每种DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。
(3)________性：如两条主链磷酸与脱氧核糖交替连接的顺序不变，碱基对构成方式不变等。
[助学巧记]　利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA的结构
多样
特异
稳定
5.“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
嘌呤
嘧啶
m
1
平均数
典例分析
(2022·山东淄博高三月考)下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是(　　)A．某DNA分子含有500个碱基，可能的排列方式有4500种B．若质粒含有2 000个碱基，则该分子同时含有2个游离的磷酸基团C．某DNA分子内胞嘧啶占25%，则每条单链上的胞嘧啶占25%～50%D．某DNA分子上有胸腺嘧啶312个，占总碱基的26%，则该DNA分子上有鸟嘌呤288个
解答有关碱基计算题的三部曲：
D
深挖教材
(1)(必修2 P51探究·实践T1)DNA只含有4种脱氧核苷酸，它能够储存足够量的遗传信息的原因是 .
.
。(2)(必修2 P52 科学·技术·社会)DNA指纹图谱法的基本操作：从生物样品中提取DNA(DNA一般都有部分的降解)，可运用________技术扩增出DNA片段或完整的基因组DNA，用________酶可将扩增出的DNA切割成DNA片段。(3)(教材必修2 P52“拓展应用”)碱基互补配对原则对遗传信息传递的意义是 .
。
DNA虽然只含有4种脱氧核苷酸，但是其碱基
的排列顺序却是千变万化的。碱基千变万化的排列顺序使DNA储存了足够量的遗传信息
PCR
限制
根据碱基互补配对原则，DNA两条链的碱基之间有准确的一一对应关系，保证了遗传信息传递的准确性
长句应答
研究表明，在DNA分子加热解链时，DNA分子中G＋C的比例越高，需要的解链温度越高，原因是？
提示：在DNA分子中，A与T之间有2个氢键，C与G之间有3个氢键，G＋C的比例越高，氢键数越多，DNA结构越稳定
考向预测.高考真题
(2021·八省联考·湖北卷)DNA分子结构的稳定性及精准复制对生物的遗传有重要意义。下列相关叙述错误的是(　　)A．细胞分裂前的间期，控制解旋酶和 DNA 聚合酶合成的基因表达增强B．X、Y 染色体上 DNA碱基序列不同，（T＋G）(（A＋C）)的值也不同C．若某 DNA中部分 A－T被 C－G替换，则该DNA分子的稳定性将会发生变化 D．若 DNA与某物质结合后导致其双链不能解旋，则该物质会影响DNA复制和基因表达
B
课后作业
1．(2021·高考广东卷)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·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∶7D．该DNA分子的碱基排列方式共有4100种
3．(2022·福建龙岩高三质检)若生物体内DNA分子中(G＋C)/(A＋T)＝a，(A＋C)/(G＋T)＝b，则下列有关两个比值的叙述，不正确的是(　)A．a值越大，双链DNA分子的稳定性越高B．DNA分子一条单链及其互补链中，a值相同C．碱基序列不同的双链DNA分子，b值不同D．经半保留复制得到的DNA分子，b值等于1
C
C
4．(2022·福建厦门高三期末)右图表示DNA分子的片段，下列相关叙述正确的是 (　　)A．构成DNA分子的基本单位是⑦B．限制酶切断①②之间的化学键C．复制时DNA聚合酶催化形成⑤D．DNA分子中⑥的排序代表遗传信息
D
5．(析图建模)解读两种DNA结构模型：
(1)图乙是图甲的简化形式，其中 是磷酸二酯键，③是氢键。解旋酶作用于 部位，限制性内切核酸酶和DNA连接酶作用于 部位。(2)图甲中两个相邻的碱基是怎样连的？
①
③
①
①氢键；②脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖
第2课时 DNA的复制及基因的本质
第28讲
学习目标：
(1)DNA半保留复制的实验及相关计算
(2)DNA复制的时间、场所、条件
一、DNA半保留复制的实验证据
(1)实验者：美国生物学家__________和________。
(2)研究方法：_______________。
(3)实验材料：大肠杆菌。
(4)实验技术：同位素标记技术和密度梯度离心法。
(5)实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。
(6)实验假设：DNA以半保留的方式复制。
　　　　　沃森和克里克提出的。
梅塞尔森
斯塔尔
假说—演绎法
(7)实验过程与结果：
(8)实验结论：DNA的复制是以________方式进行的。
半保留
深挖教材：（1）(必修2 P55 旁栏思考)第一代只出现一条居中的DNA条带，这个结果排除了________复制方式。
全保留
(1)概念：以____________为模板合成____________的过程。
(2)时间：__________________________。
亲代DNA
子代DNA
细胞分裂前的间期
二、DNA的复制
(3)场所：真核生物在________、________和________中；原核生物在________和细胞质中。
(4)特点：___________________________。
(5)结果：形成________________的DNA分子。
[提醒]　半保留复制为每个子代DNA分子都保留原DNA的一条链。
细胞核
线粒体
叶绿体
拟核
边解旋边复制，半保留复制
两个完全相同
(6)过程
解旋
脱
氧核苷酸
DNA聚合酶
碱基互补配对
二、DNA复制
(7)准确复制的原因和意义
①DNA具有独特的___________结构，为复制提供精确的模板，通过____________________原则，保证了复制能准确进行。
②DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传给了子代细胞，保持了遗传信息的________。
双螺旋
碱基互补配对
连续性
深挖教材：（2）(教材必修2 P56“拓展应用”)果蝇在DNA复制的过程中，形成多个DNA复制泡，是正在复制的部位。该现象说明了 。
果蝇的DNA复制有多个复制起点，可同时从多个起点开始DNA复制，可加快复制速度
三、基因与DNA的关系
一
个或两个
有遗传效应
脱氧核苷酸排列
顺序
提醒　①对于RNA病毒来说，基因是有遗传效应的RNA片段。
②基因可以是一段DNA，但一段DNA不一定是基因。
四、图解法分析DNA复制的相关计算
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)子代DNA分子数： 个
①无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是 个
②含14N的DNA分子有 个，只含14N的DNA分子有 个
2n
2
2n
2n-2
四、图解法分析DNA复制的相关计算
(2)子代DNA分子总链数： 条①无论复制多少次，含15N的链始终是 条②含14N的链数是 条
2n＋1
2
(2n＋1－2)
(3)消耗的脱氧核苷酸数①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸数为 个②若进行第n次复制，则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为 个
m×(2n－1)
m×2n－1
典例分析
典例1．(2022·河北保定高三月考)某DNA分子片段中共含有3 000个碱基，其中腺嘌呤占35%。现将该DNA分子片段用15N 同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到图甲结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到图乙结果。下列有关分析正确的是(　　)
A．X层与Y层中DNA分子质量比大于1∶3B．Y层中含15N 标记的鸟嘌呤有3 600个C．第二次复制结束时，含14N 的DNA分子占1/4D．W层与Z层的核苷酸数之比是7∶1
D
考向预测.高考真题
1．(2021·高考辽宁卷)下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是(　 　)A．子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端B．子链的合成过程不需要引物参与C．DNA每条链的5′端是羟基末端D．DNA聚合酶的作用是打开DNA双链
A
课后作业
1．下图表示DNA复制的过程，结合图示判断，下列有关叙述不正确的是(　 　)
A．DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链间的氢键，使两条链解开B．DNA分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链的方向相反C．DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段D．DNA的两条子链都是连续合成的
D
2.(2021·山东滕州期中)1958年，科学家运用同位素标记技术设计了DNA复制的实验，实验的培养条件与方法：(1)在含15N的培养基中培养若干代，使DNA均被15N标记，离心结果如图中的甲；(2)转至14N的培养基培养，每20分钟繁殖一代；(3)取出每代大肠杆菌的DNA样本，离心。图中的乙、丙、丁是某学生画的结果示意图。下列有关推论，正确的是(　 　)A.出现丁的结果需要60分钟B.乙是转入14N培养基中繁殖一代的结果C.转入培养基中繁殖三代后含有14N的DNA占3/4D.丙结果出现后，将此时的DNA热变性后离心分析可得出半保留复制的结论
D
3．用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次，其结果不可能是(　 　)A．含有15N的DNA分子占1/8B．含有14N的DNA分子占7/8C．复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸600个D．复制结果是共产生16个DNA分子
B
4．下图为某原核细胞DNA分子的复制方式模式图，图中“→”表示复制方向。下列叙述错误的是(　 　)
A．由图可知，该DNA分子复制为多起点双向复制B．除图示酶外，DNA分子复制还需DNA聚合酶等C．DNA分子复制时，子链的延伸方向是相同的D．解旋经过含G—C碱基对较多的区域时，消耗的能量相对较多
A
5．基因通常是有遗传效应的DNA片段，下列理解错误的是（ ）A．基因具有特异性和多样性，这与基因的核苷酸连接方式无关B．DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础C．人和豌豆等真核生物的基因指的是有遗传效应的DNA片段D．烟草花叶病毒、新冠病毒的RNA片段就是控制性状的基因
6、如图为某植物细胞一个DNA分子中a、b、c三个基因的分布状况，图中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的序列．有关叙述正确的是（ 　　）
A．在每个植物细胞中，a、b、c基因都会表达出相应蛋白质B．a、b互为非等位基因，在亲子代间传递时可自由组合C．b中碱基对若发生了增添、缺失或替换，则发生了基因突变，但性状不一定改变D．基因在染色体上呈线性排列，基因的首、尾端存在起始密码子和终止密码子
D
C

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