必修2一轮复习DNA分子的结构与复制 课件.ppt

第三章 第2、3、4节 DNA分子的结构和复制,核酸的结构和功能,1.包括DNA 和RNA2.DNA是 生物的遗传物质，RNA是 不含DNA的病毒的遗传物质,一种生物遗传物质 3.化学元素组成：4.基本组成单位：,DNA脱氧核糖核苷酸,RNA核糖核苷酸,（脱氧核糖核酸）,（核糖核酸）,绝大多数,极少数,只有一种,C、H、O、N、P,核苷酸,判断下列生物中所含核苷酸的种类与数量：噬菌体：()种为 核苷酸 烟草花叶病毒：()种为 核苷酸 烟草细胞：()种为 核苷酸,核糖,脱氧(核糖),4,4,8,4种脱氧(核糖),4种核糖核苷酸,DNA的化学组成（1）,脱氧核糖,碱基,磷酸,A,G,C,T,基本单位脱氧核苷酸,1,2,3,4,5,DNA的化学结构（2）,连 接,磷酸二酯键,氢键,5,5,3,3,2、DNA的结构：,DNA分子空间结构主要特点,DNA分子是有 条链组成，盘旋成 结构。交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；排列在内侧。碱基通过 连接成碱基对，并遵循 原则。,反向平行,双螺旋,脱氧核糖和磷酸,碱基对,氢键,碱基互补配对,2,5种元素3类物质4种基本单位2条链1种结构,结构特点,稳定性:,特异性:,多样性:,碱基对的排列顺序千变万化,每个特定的DNA分子中都是特定的碱基对排列顺序,提醒: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。,1、脱氧核糖和磷酸的交替排列方式固定不变 2、碱基之间的氢键维持了双螺旋结构的稳定 4、两条链之间对应碱基严格按照碱基互补配对原则,碱基比例的计算和应用:,规律1:DNA双链中，互补碱基的数量有何关系:为什么,A=T、C=G,AT TA CG GC,不一定相等（A T、C G）,AGTCACTG50%,规律2:DNA单链中，互补碱基的数量有何关系,规律4:DNA分子一条链中的不互补碱基对的碱基之和的比值是另一条互补链中该比值的。,规律3:DNA分子中一条链中的互补碱基对的碱基之和的比值与另一条互补链中以及双链DNA中该比值有何关系,(A1+T1）%=（A2+T2）%=（A+T）%,若（A1+T1）/（G1+C1）=a,则（A2+T2）/（G2+C2）=a,总链（A+T）/（G+C）=a,若（A1+C1）/（G1+T1）=a或（A1+G1）/（C1+T1）=a,则（A2+C2）/（G2+T2）=1/a,则（A2+C2）/（G2+T2）=1/a,（G1+C1)%=（G2+C2）%=（G+C）%,倒数,规律5：在双链DNA及其转录的信使RNA之间，有下列关系：(1)mRNA中的碱基数 模板链的碱基数，等于整个DNA分子碱基数的一半。(2)在转录时模板链中的AT(或GC)RNA分子中的UA(或CG)(3)=K(模板链)(mRNA)(4)DNA分子中：=n 在mRNA链中：=,AG,TC,AG,UC,=1/K,=,=,AT,GC),AU,GC,n,1.若DNA分子的一条链中(AT)/(CG)=a，则和该DNA单链互补的单链片段中(AT)/(CG)的比值为 Aa B1/a C1 D1-1/a2.一段多核苷酸链中的碱基组成为：35的A、20的C、35的G、10的T。它是一段 A双链DNA B单链DNA C双链RNA D单链RNA,A,B,练习,3.在双链DNA分子中，当(A+G)/(T+C)在一条多脱氧核苷酸链上的比例为0.4时，则在另一互补链和整个DNA中，这种比例分别是 0.4，1 B.1，1 C.0.6，1 D.2.5，14.由120个碱基对组成的DNA分子片段，可因其碱基对组成和序列不同携带不同的遗传信息，其种类最多可达 120 B.1204 C.460 D.4120,D,D,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。,解析:,因为 G2=C1,24%,.分析一条双链DNA分子时,发现有30%的脱氧核苷酸含腺嘌呤,那么其中一条链上含有的鸟嘌呤的最大值是()A.20%B.30%C.40%D.70%,C,A=30%G=20%G=G1+G2,9在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，则下列有关叙述正确的是()脱氧核苷酸数磷酸数碱基总数m 碱基之间的氢键数为3m-2n/2 一个链中AT的数量为n G的数量为mn A B C D,D,13、甲生物核酸的碱基组成为：嘌呤占46%、嘧啶占54%，乙生物遗传物质的碱基比例为：嘌呤占34%、嘧啶占66%，则甲、乙生物可能是（）A、蓝藻、变形虫B、T2噬菌体、豌豆C、硝化细菌、绵羊D、肺炎双球菌、烟草花叶病毒,D,第三节 DNA的复制,思考以下问题：1、大肠杆菌首先放在什么培养基中培养 的？2、然后转移到什么培养基中培养的？3、如果是半保留复制的，离心后应该出现 几条带？4、三条带离心后在试管中的分布如何？5、实验结论是什么？,对DNA分子复制方式的探究,最早提出的DNA复制模型有三种：,1、全保留复制：,新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分。,亲代DNA,子代DNA,2、半保留复制：,形成的分子一半是新的，一半是旧的。,复制一次,3、弥散复制：,新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的。,复制一次,沃森和克里克提出了遗传物质自我复制假说：,半保留复制,亲代DNA,子代DNA,1,1,1,1,2,2,2,2,方式：半保留复制,方式：全保留复制,假设复制方式,同位素示踪技术,用实验证明，关键思路是什么？,要区分亲代和子代DNA,可以采用什么实验方法？,如何将它们区分开呢？,离心后，试管内出现几条DNA带呢？请在下图中标出相应位置的DNA类型。,14N/14N-DNA,14N/15N-DNA,15N/15N-DNA,密度梯度离心技术,15N,14N,密度大,密度小,三种DNA：两条链都为14N的DNA（表示为14N/14N）轻链；一条链为14N、另一条链为15N的DNA（表示为14N/15N）中链；两条链都为15N的DNA（表示为15N/15N）重链。,结构相同但质量不同的DNA分子,演绎推理1：亲代DNA是15N作标记的，放在14N的环境中进行培养，若按照半保留复制的方式进行复制，则子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？离心后位于试管的什么位置呢？请分别在图一和图二相应位置标出DNA类型。,15N/14N-DNA,14N/14N-DNA(1/2),15N/14N-DNA(1/2),图1 子一代,图2 子二代,演绎推理2：亲代DNA是15N作标记的，放在14N的环境中进行培养，若按照全保留复制的方式进行复制，则子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？离心后位于试管的什么位置呢？请分别在图三和图四相应位置标出DNA类型。,14N/14NDNA(1/2),15N/15NDNA(1/2),15N/15NDNA(1/4),14N/14NDNA(3/4),图3 子一代,图4 子二代,实验验证,将大肠杆菌放在含有15N标记的NH4Cl培养基中繁殖几代，使所有的大肠杆菌DNA被15N所标记，离心；,离 心,15N/15N,（重带）,将15N标记的细菌转移到含有14N标记的NH4Cl培养基中进行培养，繁殖一代之后，离心；,将子一代DNA继续在含有14N标记的NH4Cl培养基中进行培养，繁殖，离心；,14N/15N,14N/15N,14N/14N,（中带）,（中带）,（轻带）,实验结论：,DNA分子的复制方式是半保留复制,重带,中带,轻带,中带,解旋酶催化,解旋：,模板,（在DNA聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行碱基配对）,复制:,以母链为模板进行碱基配对,母链（旧链）子链（新链）,复制后的DNA:,同时进行,复制过程:,1、概念：,以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。,三、DNA分子复制的过程,（1）,（2）,（3）,（4）,1、场所：2、时期：3、条件4、复制过程：5、复制特点：6、复制的结果：7、复制的精确性：8、复制的生物学意义：,主要在：细胞核其次在：细胞质的线粒体、叶绿体等部位。原核生物：细胞质,有丝分裂间期和减数第一次分裂间期,模板两条链(母链),原料四种游离的脱氧核苷酸,能量,酶解旋酶、DNA聚合酶,半保留复制,多起点复制,1DNA2DNA,高,保证了亲子两代间性状相似,边解旋边复制,原因,能“精确”复制的原因：1、DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板；2、碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。,亲代(第一代),第二代,第三代,第四代,15N,14N,四、有关DNA分子复制的计算,规律1：1个15N标记的DNA分子在14N的培养基复制n次，1、产生的子代DNA分子为_个，其中含有15N的DNA分子为_个，含有14N的_个，只含14N的_个，只含有15N的_个；含15N的脱氧核苷酸链和含14N的脱氧核苷酸链之比为_。,2n,2n,2n-2,2:(2n+1-2),2,0,规律2：亲代DNA分子经n次复制后，所需游离的脱氧核苷酸数为：,N游离的脱氧核苷酸数=a(2n-1),a 表示模板的碱基数,n 表示复制的次数,规律3：亲代DNA分子第n次复制，所需游离的脱氧核苷酸数为：,N游离的脱氧核苷酸数=a2n-1,a 表示模板的碱基数,n 表示复制的次数,规律3：DNA分子复制与染色体复制的关系,DNA分子,染色体复制,注意：解题时看清 是一个DNA分子被标记还是所有DNA分子被标记。,1.一个DNA分子自我复制后形成两个DNA分子，这两个新的DNA分子（）A.分别由两条母链和两条子链形成B.两条母链和两条子链随机结合而成C.分别由一条子链及一条母链结合而成D.一条子链与另一条子链的母链结合,C,评价反馈练习,跟踪练习：,1、将15N标记的DNA分子放在14N的培养基上培养，经过3次复制，在所形成的子代DNA中，含15N的DNA占总数是（）A1/16 Bl8 C14 D12,2、1个DNA分子经过4次复制，形成16个DNA分子，其中含有最初DNA分子长链的DNA分子有（）A.2个 B.8个 C.16个 D.32个,C,A,4、一双链DNA分子在解旋时，一条链上的G变成C，则DNA分子经n次复制后，发生差错的DNA分子占（）A、1/2 B、1/(2n-1)C、1/2n D、1/(2n+1),A,跟踪练习：,2下列关于DNA复制过程中，正确顺序是（）互补碱基对间氢键断裂 互补碱基对之间形成氢键 DNA分子在解旋酶作用下解旋 以母链为模板进行碱基互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋结构 A B C D,C,3一个双链DNA分子为第一代，经过3次自我复制，在第四代DNA分子中，共有 条脱氧核苷酸长链，有 条第一代脱氧核苷酸的长链 A2 B4 C8 D16,D,A,4、经15N标记的一个DNA分子，放入14N的培养基中培养，经过4次复制后，子代中含15N的DNA占（）A 1/16 B 1/8 C 1/4 D 1/2,B,8某双链DNA分子共有含氮碱基1 400个，其中一条单链上(AT)(CG)25。问该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是()A300个 B400个 C600个 D1 200个,C,14已知一个完全标记上15N的DNA分子含100个碱基对，其中腺嘌呤(A)有40个，在不含15N的培养中经过n次复制后，不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为71，需游离的胞嘧啶(C)为m个，则n，m分别是()A3900 B3420 C4420 D4 900,D,第4节 基因是有遗传效应的DNA片段,1、大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4700000个碱基对，在DNA分子上分布着4400个基因，每个基因的平均长度约为1000个碱基对。,问题：计算所有基因的碱基对总数的比例。,全部基因的碱基对总数只是DNA碱基对总数的一部分，因此，基因是DNA的片段的一部分。,根据资料1，你能得出什么结论？,分析资料：,2、把海蜇的绿色荧光基因转入鼠的体内，鼠体内出现了以前没有的荧光。,说明：基因有遗传效应。它可以独立起作用。,资料2：说明了什么？,基因是特定的DNA片段，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上去，从而获得某种性状的表达，所以基因是结构单位。,分析资料：,3、人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体+X+Y）上的DNA的碱基序列。其中，每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约有31.6亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。,分析资料：,说明并不是随便一段DNA就称为基因。基因是一段DNA，但是一段DNA不一定是基因。,资料3说明了什么？,分析资料：,4、没有HMGIC基因，就没有肥胖的表现，有HMGIC基因就有肥胖表现。,资料3说明了什么？,说明：基因能控制生物的性状。,总结：基因与DNA 的关系？,基因是有遗传效应的DNA片段，是生物体遗传的功能单位和结构单位。,二、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系,染色体,DNA,基因,脱氧核苷酸,染色体与DNA关系,染色体与DNA分子数量关系,基因是有遗传效应的DNA片断,DNA分子与基因数量上的关系,基因与脱氧核苷酸排列顺序的关系,基因脱氧核苷酸组成上的关系,DNA与基因在结构上的关系,结构,功能,主要载体,复制前,复制后,将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中，连续培养数后得到G0代细胞。然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养，经过第1、2次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取DNA，经密度梯度离心后得到结果如图。若、分别表示轻、中、重三种DNA分子的位置，请回答：(1)G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的：G0_；G1_；G2_。(2)G2代在、三条带中DNA数的比例是_。,A,B,D,022,3)图中、两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是：条带_，条带_。(4)上述实验结果证明DNA的复制方式是_。DNA的自我复制能使生物的_保持相对稳定。,31P,半保留复制,遗传特性,32P和31P,11(2010南京二模)关于图示DNA分子的说法，正确的是(),A限制性核酸内切酶可作用于部位，DNA连接酶作用于部位B该DNA的特异性表现在碱基种类和(AT)/(GC)的比例上C若该DNA中A为p个，占全部碱基的n/m(m2n)，则G的个数为pm/2npD把此DNA放在含15N的培养液中复制两代，子代中含15N的DNA占3/4,C,2.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.复制结果共产生16个DNA分子,B,解析 含14N的DNA分子16个都是，比例为100%；只含14N的DNA有14个，占7/8。根据有关公式可求出该DNA分子中含40个A，复制4次 需A的数量=（24-1）40=600个。,18.科学家在研究DNA分子复制方式时，进行了如下的实验研究（已知培养用的细菌大约每20 min分裂一次，实验结果见相关图示）：（1）复制过程除需要模板DNA、脱氧核苷酸外，还需要 等（至少答两点）。,能量、酶、适宜的温度和pH,（2）为了证明DNA复制的特点为半保留复制，请设计实验三（用图示和有关文字补充在图中），并画出结果C。,（3）该过程中，实验一、实验二起 作用。若用15N标记的DNA作为模板，用含有14N标记的培养基培养，在下面坐标图中画出连续培养细菌60 min过程中，15N标记DNA分子含量变化的曲线图。,对照,15.某双链DNA分子含有200个碱基，一条链上AT GC=1234，则该DNA分子（）A.含有4个游离的磷酸基B.连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷 酸210个C.四种含氮碱基ATGC=3377D.碱基排列方式共有4100种,解析 含200个碱基的DNA不考虑每种碱基比例关系的情况下，可能的碱基排列方式共有4100种。但因碱基数量比例已确定，故碱基排列方式肯定少于4100种。,计算出一条链上100个碱基中含A、T、G、C依次是10、20、30、40，另一条链上含A、T、G、C则依次是20、10、40、30。故该DNA中含腺嘌呤脱氧核苷酸数为10+20=30个，连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸为（22-1）30=90个，故B错误。C正确，四种含氮碱基的比例是ATGC=（10+20）（20+10）（30+40）（40+30）=3377。D错误，含200个碱基的DNA不考虑每种碱基比例关系的情况下，可能的碱基排列方式共有4100种。但因碱基数量比例已确定，故碱基排列方式肯定少于4100种。答案 C,12.某DNA分子中含有1 000个碱基对（P元素只含32P）。若将DNA分子放在只含31P的脱氧核苷酸的培养液中让其复制两次，则子代DNA的相对分子质量平均比原来()A.减少1 500B.增加1 500C.增加1 000D.减少1 000,A,解析 具有1 000个碱基对的DNA分子连续分裂两次，形成四个DNA分子，这四个DNA分子中有两个DNA分子的每条链都是含31P的，还有两个DNA分子都是一条链是31P，另一条链是32P。前两个DNA分子的相对分子质量比原DNA共减少了4 000，后两个DNA分子的相对分子质量比原来共减少了2 000，这样四个DNA分子平均比原来减少了6 000/4=1 500。,还有两个DNA分子都是一条链是31P，另一条链是32P。前两个DNA分子的相对分子质量比原DNA共减少了4 000，后两个DNA分子的相对分子质量比原来共减少了2 000，这样四个DNA分子平均比原来减少了6 000/4=1 500。答案 A,1下列关于DNA、基因、染色体的叙述错误的是（）A 基因是有遗传效应的DNA片段 B DNA是遗传信息的主要载体 C 基因在染色体上成念珠状排列 D DNA的相对稳定性决定染色体的相对稳定性 2人类遗传信息的携带者是()A.DNA和RNA B.DNA或RNA C.DNA D.RNA 3下列有关DNA与基因的关系的叙述中，正确的是()A 基因是碱基对随机排列而成的DNA片段 B 一个DNA分子上有许多个基因 C DNA的碱基排列顺序就代表基因 D 组成不同的基因的碱基数量一定不同,C,C,B,巩固练习：,谢谢指导！,