1、高三生物 第一輪復(fù)習(xí),第十八講 DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制和 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,本章知識框架,DNA分子的結(jié)構(gòu),DNA復(fù)制方式的探究和相關(guān)計算,DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂的綜合,DNA分子結(jié)構(gòu)和相關(guān)計算,DNA分子的復(fù)制,本章知識框架,DNA分子的結(jié)構(gòu),DNA復(fù)制方式的探究和相關(guān)計算,DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂的綜合,DNA分子結(jié)構(gòu)和相關(guān)計算,DNA分子的復(fù)制,1. DNA的基本組成元素有:,C、 H、 O、 N、P .,2. DNA的基本組成單位是:,脫氧核苷酸,（一）DNA分子的化學(xué)組成：,（二）DNA分子的空間結(jié)構(gòu) 沃森和克里克的雙螺旋結(jié)構(gòu),1、DNA分子是由兩條鏈組成，這兩條鏈按反向平行方

2、式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。,（三）DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn),2、DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè) 。,3、DNA兩條鏈上的堿基通過氫鍵按堿基互補(bǔ)配對原則連接成堿基對。,堿基互補(bǔ)原則：腺嘌呤(A)一定與胸腺嘧啶(T)配對,鳥嘌呤(G)一定與胞嘧啶(C)配對,(1)每個DNA片段中，游離的磷酸基團(tuán)有 個。 (2)一條核苷酸鏈中相鄰兩個核苷酸通過 相連，用 處理可切斷，用 處理可連接。 (3)堿基對之間的化學(xué)鍵為 ，可用 斷裂，也可加熱斷裂。 (4)每個脫氧核糖(除兩端外)連接著 個磷酸， (5)若堿基對為n，則氫鍵數(shù)為 之間，若已知A有m個，則氫鍵數(shù)為,2

3、,磷酸二酯鍵,限制性核酸內(nèi)切酶,DNA連接酶,氫鍵,DNA解旋酶,2,2n3n,3nm。,（四）DNA分子的結(jié)構(gòu)特性,1.多樣性：堿基對的排列順序的千變?nèi)f化(主要的），構(gòu)成了DNA分子的多樣性。,在生物體內(nèi)，一個最短DNA分子也大約有4000個堿基對，堿基對有：AT、TA、GC、CG。請計算DNA分子有多少種？,2. 特異性,每個DNA分子中的堿基對都有特定的排列順序，又構(gòu)成了每個DNA分子的特異性。,3.穩(wěn)定性 特有的雙螺旋結(jié)構(gòu)，堿基之間的氫鍵保證DNA結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。,脫氧核苷酸：基本組成單位 基因：有遺傳效應(yīng)的DNA片段，一個DNA上有多個基因 基因在染色體上呈線性排列 每條染色體上有1個或

4、者2個DNA,對,錯,錯,錯,對,對,錯,對,錯,對,錯,錯,A.組成一個脫氧核苷酸，是DNA的基本組成單位之一 B.A鏈、B鏈的方向相反，DNA基本骨架是由 磷酸和脫氧核糖相間排列構(gòu)成的 C.的斷裂需要DNA解旋酶，因此DNA的穩(wěn)定性與無關(guān) D.DNA聚合酶可催化化學(xué)鍵或的形成,B,D,A,本章知識框架,DNA分子的結(jié)構(gòu),DNA復(fù)制方式的探究和相關(guān)計算,DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂的綜合,DNA分子結(jié)構(gòu)和相關(guān)計算,DNA分子的復(fù)制,DNA分子的復(fù)制,1.時間：,有絲分裂的間期和減的間期,真核生物：細(xì)胞核（主要） 線粒體、葉綠體 原核生物：擬核.細(xì)胞質(zhì),2.場所：,3.條件：1.模板 2.原料 3.能

5、量 4.酶,DNA分子兩條鏈,四種游離的脫氧核苷酸,ATP,DNA解旋酶 DNA聚合酶等,4.特點(diǎn)：,1.半保留復(fù)制2.邊解旋邊復(fù)制,解旋酶催化,解旋：,模板,（在DNA聚合酶的催化下，利用游離的脫氧核苷酸進(jìn)行）,復(fù)制:,以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對,母鏈（舊鏈） 子鏈（新鏈）,復(fù)制后的DNA:,同時進(jìn)行,在解旋酶的作用下， 雙鏈螺旋的DNA打開氫鍵， 解開成為兩條單鏈,DNA分子復(fù)制的過程,以兩條母鏈為模板，四種脫氧核苷酸為原料 按堿基互補(bǔ)配對原則合成為兩條新的子鏈。,一條母鏈和一條子鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)，形成新的DNA分子。,解旋：,合成：,復(fù)旋：,錯,對,錯,錯,對,錯,對,對,A甲、乙所示過

6、程通過半保留方式進(jìn)行，合成的產(chǎn)物是雙鏈核酸分子 B甲所示過程在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行，乙在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行 CDNA分子解旋時，甲所示過程不需要解旋酶，乙需要解旋酶 D一個細(xì)胞周期中，甲所示過程在每個起點(diǎn)只起始一次，乙可起始多次,D,(1)由圖示得知，1個DNA分子復(fù)制出乙、丙2個DNA分子，其方式是_。 (2)解旋酶能使雙鏈DNA解開，但需要細(xì)胞提供_。除了圖中所示酶外，丙DNA分子的合成還需要_酶。 (3)從圖中可以看出合成兩條子鏈的方向_,半保留復(fù)制,ATP,DNA連接,相反,(4)細(xì)胞中DNA復(fù)制的場所是_；在復(fù)制完成后，乙、丙分開的時期為_。 (5)若一個卵原細(xì)胞的一條染色體上的珠蛋白基因在復(fù)

7、制時一條脫氧核苷酸鏈中一個A替換成T，則由該卵原細(xì)胞產(chǎn)生的卵細(xì)胞攜帶該突變基因的概率是_。,細(xì)胞核，線粒體，葉綠體,有絲后期，減二后期,1/4,本章知識框架,DNA分子的結(jié)構(gòu),DNA復(fù)制方式的探究和相關(guān)計算,DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂的綜合,DNA分子結(jié)構(gòu)和相關(guān)計算,DNA分子的復(fù)制,1、在雙鏈DNA中,互補(bǔ)堿基兩兩相等，即A=T G=C；(A+G)/(T+C) =1,2、雙鏈DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一條鏈的A+T/G+C。,3.雙鏈DNA分子中，一條單鏈的A+G/T+C的值與另一條互補(bǔ)鏈的A+G/T+C互為倒數(shù)。,4.若A1/單鏈b%，則A1/雙鏈b/2%,5.若A/雙鏈b%，則A1

8、/單鏈無法確定,2、在DNA的一個單鏈中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互補(bǔ)鏈和整個DNA分子中分別是多少？ 3若DNA的一個單鏈中，A+T/G+C=0.4，上述比例在其互補(bǔ)鏈和整個DNA分子中分別是多少？,1.某雙鏈DNA分子中，鳥嘌呤占23%，求腺嘌呤占多少？,27%,2.5 1,0.4 0.4,D,D,本章知識框架,DNA分子的結(jié)構(gòu),DNA復(fù)制方式的探究和相關(guān)計算,DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂的綜合,DNA分子結(jié)構(gòu)和相關(guān)計算,DNA分子的復(fù)制,DNA復(fù)制方式的探究,探究DNA復(fù)制是半保留復(fù)制還是全保留復(fù)制，可用同位素標(biāo)記技術(shù)和離心處理技術(shù)，根據(jù)復(fù)制后DNA分子在試管中的位置即可確定復(fù)制方式

9、。 1實(shí)驗(yàn)材料：大腸桿菌。 2實(shí)驗(yàn)方法：放射性同位素標(biāo)記技術(shù)和離心技術(shù)。 3實(shí)驗(yàn)假設(shè)：DNA以半保留的方式復(fù)制。,問題:如果要在實(shí)驗(yàn)中直觀地區(qū)別、“標(biāo)識”母鏈或子鏈,可以采取什么辦法？,問題1:如果DNA是半保留復(fù)制，復(fù)制后得到的 子一代DNA和子二代DNA的組成是怎樣的?,同位素(具放射性)標(biāo)記的方法,問題:如果用同位素(放射性)進(jìn)行標(biāo)記,用什么元素?,問題:如果親代DNA是15N的，放在14N的環(huán)境中進(jìn)行培養(yǎng)，則親代、子一代、子二代DNA分別含有哪種N元素？,可用C、H、O、N、P等,15N/14N-DNA (全部),15N/14N-DNA(1/2),14N/14N-DNA(1/2),15

10、N/15N-DNA (全部),問題:如果親代DNA是15N的，放在14N的環(huán)境中進(jìn)行培養(yǎng)，則親代、子一代、子二代DNA分別含有哪種N元素？,問題: 要驗(yàn)證上述預(yù)測,就要分別觀察親代和子代的情況,但實(shí)驗(yàn)中,復(fù)制后的DNA分子混合在一起的，不易分離。怎么解決這個問題？,15N/14N-DNA (全部),15N/14N-DNA(1/2),14N/14N-DNA(1/2),15N/15N-DNA (全部),通過離心使其發(fā)生分層(15N質(zhì)量大于14N),問題:如果對親代、子一代、子二代的DNA都分別進(jìn)行離心，結(jié)果會怎樣分布？,多,15NH4CL,3,2,1,半保留復(fù)制,B,半保留,不能,沒有變化,輕,15N,規(guī)律1：親代DNA分子經(jīng) n 次復(fù)制后，所合成的DNA分子中，DNA分子數(shù)，含親代母鏈的DNA分子數(shù)，不含親代母鏈的DNA分子數(shù)依次為：,2n，2，2n-2,變通：親代母鏈與子代DNA新鏈數(shù)之比為： 親代DNA分子母鏈占子代DNA中脫氧核苷酸鏈總數(shù)的,2/（2n22）,2/（2n2）=1/2n,規(guī)律2：親代DNA分子經(jīng) n 次復(fù)制后，所需游離的某脫氧核苷酸數(shù)為： 游離的脫氧核苷酸數(shù)=a (2n-1),其中 a 表示模板的堿