第二節(jié)DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2第二節(jié)DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制基礎(chǔ)自主梳理核心要點(diǎn)突破實(shí)驗(yàn)探究創(chuàng)新課標(biāo)領(lǐng)航知能過關(guān)演練第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，我能夠1．概述DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。2．制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。3．概述DNA分子的復(fù)制過程。4．掌握有關(guān)DNA分子復(fù)制的相關(guān)計(jì)算。課標(biāo)領(lǐng)航第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2情景導(dǎo)引坐落于北京中關(guān)村高科技園區(qū)的DNA雕塑，以簡潔而獨(dú)特的雙螺旋造型吸引著過往的行人，很少有誰注意到它的旋轉(zhuǎn)是順時(shí)針方向還是逆時(shí)針方向。但同樣是一座以DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的雕塑，卻因旋轉(zhuǎn)方向的問題，曾引發(fā)一起北京世紀(jì)盛典文化藝術(shù)交流有限公司起訴北京大學(xué)的雕塑合同糾紛案件。案件是由于DNA空間結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)方向問題引起的，那DNA到底有什么樣的化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)呢？第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2基礎(chǔ)自主梳理一、解開DNA結(jié)構(gòu)之謎1．20世紀(jì)30年代后期，瑞典的科學(xué)家們證明了DNA是__________的。二戰(zhàn)后，科學(xué)家們用電子顯微鏡測出DNA分子直徑約為2nm。不對稱第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修22．1951年美國生物化學(xué)家查戈夫發(fā)現(xiàn)__________

(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量，鳥嘌呤(G)的量總是等于________

(C)的量。3．1952年英國化學(xué)家富蘭克林等用X射線衍射技術(shù)拍攝到DNA結(jié)構(gòu)的照片，確認(rèn)DNA為______結(jié)構(gòu)，并且是由不止一條鏈所構(gòu)成的。4．1953年美國科學(xué)家沃森和英國科學(xué)家________提出DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。腺嘌呤胞嘧啶螺旋克里克第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2二、DNA的結(jié)構(gòu)1．DNA的組成單位第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2脫氧核糖磷酸含氮堿基第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修22．DNA的空間結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由兩條脫氧核苷酸鏈反向平行盤旋而成的____________。(1)外側(cè)由脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成基本骨架。(2)內(nèi)側(cè)由兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成__________，即_____________

(氫鍵有2個(gè))，____________

(氫鍵有3個(gè))。雙螺旋結(jié)構(gòu)堿基對A和T配對G和C配對第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修23．DNA分子的多樣性和特異性(1)多樣性：_________排列順序千變?nèi)f化。(2)特異性：每個(gè)DNA分子_______________排列順序，構(gòu)成了DNA分子的特異性。堿基對堿基對的特定第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2思考感悟1．隨著商品防偽難度的增大和DNA有關(guān)知識的普及，近幾年來，許多商家嘗試著用DNA作防偽標(biāo)記。其原理是什么？【提示】

DNA分子的特異性，即每個(gè)DNA分子都有其特定的堿基對排列順序。第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2三、DNA的復(fù)制1．含義：以親代DNA分子為模板合成子代DNA分子的過程。2．時(shí)期：細(xì)胞_________________和減數(shù)分裂的間期。3．場所：細(xì)胞核(主要)。有絲分裂的間期第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修24．過程解旋：在__________等的作用下，把兩條螺旋的

雙鏈解開。

↓合成子鏈：以解開的母鏈為模板，按照 ___________________各自合成與母

↓鏈互補(bǔ)的一條子鏈。形成新的DNA分子：每條子鏈與其對應(yīng)的母鏈盤

繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)，形成兩個(gè)新的DNA 分子。堿基互補(bǔ)配對原則解旋酶第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修25．結(jié)果：1個(gè)DNA→2個(gè)DNA。6．條件模塊DNA分子的兩條鏈原料游離的_________________能量ATP酶DNA解旋酶、DNA聚合酶等4種脫氧核苷酸第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修27.特點(diǎn)：(1)邊解旋邊復(fù)制。(2)_______________

，新形成的DNA分子中，保留了原來DNA分子中的一條鏈。8．意義：使遺傳信息從親代傳給子代，確保了遺傳信息的連續(xù)性。半保留復(fù)制第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2思考感悟2．孩子既像父親，又像母親，知道是什么原因嗎？【提示】父母的原始生殖細(xì)胞在進(jìn)行減數(shù)分裂之前細(xì)胞內(nèi)的DNA都要經(jīng)過復(fù)制，然后經(jīng)過減數(shù)分裂形成精子和卵細(xì)胞，精子和卵細(xì)胞通過受精作用形成受精卵，受精卵通過有絲分裂產(chǎn)生子代。所以子代細(xì)胞中含有父母的DNA，所以表現(xiàn)的性狀和父母相似。第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2四、DNA分子準(zhǔn)確復(fù)制的原因1．DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板。2．通過__________________，保證了復(fù)制能夠精確地進(jìn)行。堿基互補(bǔ)配對第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2核心要點(diǎn)突破DNA規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)和堿基計(jì)算要點(diǎn)一1．DNA規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)(1)主側(cè)鏈的比較：第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2主鏈側(cè)鏈構(gòu)成方式磷酸與脫氧核糖交互排列，兩條主鏈呈反向平行，規(guī)則地盤繞成雙螺旋主鏈上對應(yīng)堿基以氫鍵連接成對，對應(yīng)堿基之間互補(bǔ)(A—T，G—C)堿基對平面之間平行排列位置雙螺旋結(jié)構(gòu)外側(cè)雙螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)動態(tài)變化相對穩(wěn)定堿基比率和堿基序列可變第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2(2)DNA規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：兩條鏈反向平行；DNA的外側(cè)為脫氧核糖與磷酸交替排列；內(nèi)部為堿基互補(bǔ)配對。第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修22．有關(guān)DNA分子中堿基計(jì)算的問題(1)堿基互補(bǔ)配對原則：A—T，G—C，即第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2④規(guī)律四：DNA分子中1鏈中(A＋T)占1鏈堿基總數(shù)的百分比＝2鏈中(A＋T)占2鏈堿基總數(shù)的百分比＝整個(gè)DNA分子中(A＋T)占雙鏈堿基總數(shù)的百分比，即(A1＋T1)＝(A2＋T2)＝(A＋T)總。同理：(G1＋C1)＝(G2＋C2)＝(G＋C)總。第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2(2011年常州高一檢測)某DNA分子中A＋T占整個(gè)DNA分子堿基總數(shù)的44%，其中一條鏈(a)上的G占該鏈堿基總數(shù)的21%，那么，對應(yīng)的另一條互補(bǔ)鏈(b)上的G占該鏈堿基總數(shù)的比例是(

)A．35%

B．29%C．28% D．21%例1第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2【思路點(diǎn)撥】本題考查DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及堿基配對關(guān)系，解答該題應(yīng)明確以下三點(diǎn)：①一條鏈上所有堿基的比例之和為1。②整個(gè)DNA分子中G＋C所占比例與每一條鏈上G＋C占該鏈堿基總數(shù)的比例相等。③一條鏈上C所占比例與互補(bǔ)鏈上G占該鏈堿基總數(shù)的比例相等。【嘗試解答】

__A__第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2【解析】整個(gè)DNA中的A＋T占整個(gè)DNA堿基總數(shù)的44%，則G＋C占整個(gè)DNA堿基總數(shù)的56%，又因整個(gè)DNA分子中G＋C所占比例與每一條鏈上G＋C所占該鏈堿基總數(shù)的比例相等?？芍猙鏈上G＋C＝56%，其中G(a鏈)＝21%，可知C(b鏈)＝21%，推出G(b鏈)＝35%，故選A。第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2跟蹤訓(xùn)練已知DNA的一條單鏈中(A＋G)/(T＋C)＝0.4，上述比例在其互補(bǔ)單鏈和整個(gè)DNA分子中分別是(

)A．0.4和0.6 B．2.5和1.0C．0.4和0.4 D．0.6和1.0第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2DNA的復(fù)制要點(diǎn)二1．DNA復(fù)制的基本條件(1)模板：解旋的DNA分子的兩條單鏈分別作模板。(2)原料：游離的四種脫氧核苷酸。(3)能量：通過水解ATP提供。(4)酶：是指一個(gè)酶系統(tǒng)。不僅僅是指解旋酶，還包括DNA聚合酶等。第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修22．影響DNA復(fù)制的外界因素DNA復(fù)制還需要適宜的溫度和酸堿度。3．DNA復(fù)制的過程DNA分子復(fù)制的示意圖分三步：第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修24．特點(diǎn)(1)邊解旋邊復(fù)制：即解旋—合成子鏈—子鏈與模板鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。(2)半保留復(fù)制：新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈(模板鏈)。(3)多起點(diǎn)復(fù)制。第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修25．DNA分子復(fù)制對DNA作為遺傳物質(zhì)的意義(1)邊解旋、邊復(fù)制，多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行，節(jié)省時(shí)間、效率高。(2)新DNA分子雙鏈為“一母一子”，因此復(fù)制更為精確，致使遺傳信息更加穩(wěn)定。穩(wěn)定的遺傳信息從親代傳遞給子代，從而使生物的前后代保持了一定的連續(xù)性。但是，這并不意味著復(fù)制時(shí)毫無差錯(cuò)，否則，自然界便沒有了變異，生物界就不會向前發(fā)展。第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2如圖為DNA的復(fù)制圖解，請據(jù)圖回答下列問題：例2第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2(1)DNA復(fù)制主要發(fā)生在________________期。(2)②過程稱為________。(3)③中的子鏈?zhǔn)莀_______。(4)③過程必須遵循________________原則。(5)子代DNA分子中只有一條鏈來自親代DNA分子，由此說明DNA的復(fù)制具有____的特點(diǎn)。(6)已知原來DNA中有100個(gè)堿基對，其中含A40個(gè)，則復(fù)制4次，在復(fù)制過程中將需要________個(gè)游離的胞嘧啶脫氧核苷酸。第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2【嘗試解答】

(1)細(xì)胞分裂間(2)解旋(3)Ⅱ、Ⅲ

(4)堿基互補(bǔ)配對(5)半保留復(fù)制(6)900【解析】

DNA復(fù)制主要發(fā)生在細(xì)胞分裂間期，復(fù)制過程包括解旋、復(fù)制子鏈、合成子代DNA分子。復(fù)制的特點(diǎn)是半保留復(fù)制，復(fù)制時(shí)嚴(yán)格遵循堿基互補(bǔ)配對原則，故子代DNA與親代DNA一模一樣，DNA分子復(fù)制4次可獲得24＝16個(gè)DNA分子，其中有兩個(gè)DNA分子含有原DNA分子的一條鏈。DNA分子中有100個(gè)堿基對，A為40個(gè)，則T有40個(gè)，C和G均為60個(gè)，復(fù)制4次需要C的數(shù)目為(24－1)×60＝900個(gè)。第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2跟蹤訓(xùn)練如圖為真核生物染色體上DNA分子復(fù)制過程示意圖，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2A．圖中DNA分子復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)開始的B．圖中DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的C．真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶D．真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制速率解析：選A。圖示DNA分子的不同片段解旋程度不同，所以多起點(diǎn)復(fù)制不是同步進(jìn)行的。第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2DNA半保留復(fù)制的有關(guān)計(jì)算要點(diǎn)三1．若取一個(gè)全部N原子被15N標(biāo)記的DNA分子(0代)，轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)(復(fù)制)若干代，其結(jié)果分析如下表第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修22.DNA的復(fù)制為半保留復(fù)制，一個(gè)DNA分子復(fù)制n次，則有：(1)DNA分子數(shù)①子代DNA分子數(shù)＝2n個(gè)。②含有親代DNA鏈的子代DNA分子＝2個(gè)。③不含親代鏈的子代DNA分子數(shù)＝(2n－2)個(gè)。第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2(2)脫氧核苷酸鏈數(shù)①子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2n＋1條。②親代脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2條。③新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)＝(2n＋1－2)條。(3)消耗的脫氧核苷酸數(shù)若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸m(2n－1)個(gè)。第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2特別提醒①在進(jìn)行DNA復(fù)制的計(jì)算時(shí)，注意DNA的代數(shù)與復(fù)制次數(shù)的關(guān)系，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)DNA分子為0代時(shí)，則復(fù)制次數(shù)和代數(shù)一致，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)DNA分子為1代時(shí)，復(fù)制次數(shù)比代數(shù)少1。②分析被標(biāo)記DNA分子的比例時(shí)，應(yīng)注意求的是DNA分子數(shù)，還是脫氧核苷酸鏈數(shù)；還應(yīng)注意培養(yǎng)基中化學(xué)元素的轉(zhuǎn)換。第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2③DNA分子復(fù)制中計(jì)算所需某種核苷酸數(shù)量時(shí)，應(yīng)注意原來的DNA分子兩條母鏈不需消耗核苷酸。④無論DNA分子復(fù)制多少次，親代脫氧核苷酸鏈數(shù)都是2條。第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2已知某DNA分子含有1000個(gè)堿基對，其中一條鏈上A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4。該DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次，共需要鳥嘌呤脫氧核苷酸分子數(shù)是(

)A．600個(gè)

B．900個(gè)C．1200個(gè)

D．1800個(gè)例3第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2【嘗試解答】

____D____【解析】

DNA分子中含有2000個(gè)堿基，又知其中一條鏈中A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4。該DNA分子中A＝T，C＝G，則求出該DNA分子中鳥嘌呤脫氧核苷酸分子數(shù)為600，該DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次，共需要鳥嘌呤脫氧核苷酸分子數(shù)為(22－1)×600＝1800個(gè)。第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2跟蹤訓(xùn)練具有100個(gè)堿基對的某DNA分子區(qū)段內(nèi)含40個(gè)胸腺嘧啶，如果連續(xù)復(fù)制兩次，則需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸(

)A．60 B．80C．120 D．180第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2解析：選D。首先要通過計(jì)算，弄清親代DNA分子中各種堿基或脫氧核苷酸的數(shù)量，并要明確子代DNA的結(jié)構(gòu)與親代DNA一樣。在親代DNA分子中，共有60個(gè)胞嘧啶脫氧核苷酸，復(fù)制兩次可產(chǎn)生4個(gè)子代DNA分子。在四個(gè)子代DNA分子中的胞嘧啶脫氧核苷酸為240(4×60＝240)，由于是半保留復(fù)制，子代DNA分子中保留了親代的60個(gè)胞嘧啶脫氧核苷酸，所以復(fù)制所需的胞嘧啶脫氧核苷酸為180個(gè)(240－60＝180)。第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2實(shí)驗(yàn)探究創(chuàng)新設(shè)計(jì)和制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型1．實(shí)驗(yàn)原理DNA分子獨(dú)特的空間結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。通過實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化記憶DNA分子的基本單位種類，化學(xué)結(jié)構(gòu)組成及空間結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上選擇適當(dāng)?shù)牟牧?易得、經(jīng)濟(jì)、便于操作)，設(shè)計(jì)簡圖，然后按順序制作四種基本單位，再組裝。通過模型的制作，強(qiáng)化對DNA分子的化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的理解和掌握。第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修22．制作程序(1)通過討論確定本組制作的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的大小(如高度與直徑的比例)，確定使用的各種材料，部分同學(xué)進(jìn)行構(gòu)思或設(shè)計(jì)，部分同學(xué)做好物質(zhì)準(zhǔn)備。(2)討論設(shè)計(jì)方案，包括立體構(gòu)型及其大小的設(shè)計(jì)依據(jù)、維持立體構(gòu)型的方式等。確定制作模型的實(shí)施過程和具體分工。第二章DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制-蘇教版必修2(3)按照具體分工制作部分配件，然后將各種配件整合在一起，逐步完成DNA