高中生物第六单元遗传的分子基础第18讲DNA的结构复制及基因的本质省公开课一等奖新名师优质课获奖PP.pptx

生物,第18讲DNA结构、复制及基因本质,第1页,考情分析备考导航,最新考纲,全国卷六年考题统计,全国卷六年考题分值统计,1.DNA分子结构主要特点(),全国卷T29,2.基因概念(),3.DNA分子复制(),全国卷T29;全国卷T2,第2页,1.DNA分子结构,(1)DNA双螺旋模型构建者:,和,。,(2)DNA分子组成,考点一DNA分子结构及基因本质,知识梳理,自主学习 扎实基础,沃森,克里克,磷,脱氧核苷酸,第3页,(3)DNA双螺旋结构内容,DNA由,条脱氧核苷酸链组成,这些链按,方式盘旋成双螺旋结构。,外侧:,和,交替连接组成基本骨架。,内侧:两碱基经过氢键连接成,。碱基互补配对遵照以下标准:,(两个氢键)、GC(三个氢键)。,两,反向平行,脱氧核糖,磷酸,碱基对,【深挖教材】,(1)DNA初步水解产物和彻底水解产物分别是什么?,提醒:,初步水解产物是4种脱氧核苷酸,彻底水解产物是磷酸,脱氧核糖和4种含氮碱基。,第4页,(2)DNA分子中存在几个化学键,这些化学键分别是怎样形成和断开?,提醒:,(3)含G、C碱基对比较多DNA分子热稳定性较高,为何?,提醒:,G、C碱基对中含三个氢键,断裂时所需能量多。,(4)怎样依据碱基种类和百分比确定核酸类型?,提醒:,依据碱基种类确定是DNA还是RNA,若含有碱基U则是RNA,若含有碱基T而不含有碱基U,则是DNA;依据碱基百分比确定是单链还是双链,若嘌呤数/嘧啶数=1,则普通是双链,若嘌呤数/嘧啶数1,则是单链。,第5页,2.DNA分子特征,(1)多样性:不一样DNA分子中脱氧核苷酸数目不一样,排列次序各种多样。若某DNA分子中有n个碱基对,则其碱基对排列次序有,种。,(2)特异性:每种DNA分子都有区分于其它DNA特定,代表了特定遗传信息。,(3),性:如两条主链磷酸与脱氧核糖交替排列次序不变,碱基对组成方式不变等。,3.基因与染色体、DNA关系,(1)基因与染色体关系:基因在染色体上呈,性排列。,(2)染色体主要由DNA和蛋白质组成。一个DNA上有,个基因。组成基因碱基数,(填“大于”“小于”或“等于”)DNA分子碱基总数。,(3)基因本质是有,DNA片段。遗传信息蕴藏在,排列次序之中。,碱基对排列次序,4n,稳定,线,许多,小于,遗传效应,4种碱基,第6页,【深挖教材】,对于HIV等RNA病毒来说,基因指是什么?,提醒:,有些病毒遗传物质是RNA,其基因就是有遗传效应RNA片段。,第7页,1.两种DNA结构模型解读,重点透析,剖析考点 拓展深化,(1)由图1可解读以下信息:,第8页,(2)图2是图1简化形式,其中是磷酸二酯键,是氢键。解旋酶作用于部位,限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于部位。,酸化学键,第9页,第10页,1,.(河北冀州期末),如图为DNA分子结构示意图,对该图正确描述是(),A.和相间排列,组成了DNA分子基本骨架,B.名称是胞嘧啶脱氧核苷酸,DNA聚合酶用,于形成,C.DNA片段中每个脱氧核糖都连着2个磷酸,每个,DNA片段中,游离磷酸基因有2个,D.DNA分子中特定脱氧核苷酸序列代表了遗传信息,题组一,DNA分子结构及特点分析,D,题组例练,分类例练 提炼方法,解析:,磷酸和脱氧核糖交替排列组成了DNA分子基本骨架;图中不能表示胞嘧啶脱氧核苷酸,、和下一个磷酸才能组成胞嘧啶脱氧核苷酸;DNA聚合酶用于磷酸二酯键形成,而不是氢键形成;DNA片段中,两端各有一个脱氧核糖只连接1个磷酸;DNA分子中特定脱氧核苷酸序列代表了遗传信息。,第11页,解析:,DNA分子含有多样性,脱氧核苷酸排列次序种类数为4,n,n代表碱基正确数目,假如一个DNA分子由2 000个脱氧核苷酸组成,则脱氧核苷酸排列次序理论上最多有 4,1 000,种;对于同种生物不一样个体,某一特定基因脱氧核苷酸排列次序普通是相同;DNA中脱氧核苷酸排列次序含有特异性,所以大量随机排列脱氧核苷酸序列从未出现在生物体内,而有些特殊序列则重复出现。,2,.(四川乐山二模),DNA是主要遗传物质,其脱氧核苷酸序列储存着大量遗传信息。以下叙述正确是(),A.假如一个DNA分子由2 000个脱氧核苷酸组成,则脱氧核苷酸排列次序理论上最多有21 000种,B.某一特定基因脱氧核苷酸排列次序,对于不一样生物个体也是各不相同,C.大量随机排列脱氧核苷酸序列从未出现在生物体内,而有些特殊序列则重复出现,D.控制性状基因与生物性状,除了一一对应关系外,还要受环境原因影响,C,第12页,题组二,碱基互补配对标准应用,D,第13页,第14页,4,.(山东卷,5),某研究小组测定了多个不一样双链DNA分子碱基组成,依据测定结果绘制了DNA分子一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值关系图,以下正确是(),解析:,DNA分子中(A+C)/(T+G)应一直等于1;一条单链中(A+C)/(T+G)与其互补链中(A+C)/(T+G)互为倒数,一条单链中(A+C)/(T+G)=0.5时,互补链中(A+C)/(T+G)=2;一条单链中(A+T)/(G+C)与其互补链中(A+T)/(G+C)及DNA分子中(A+T)/(G+C)都相等。,C,第15页,题组三,染色体、DNA、基因与脱氧核苷酸关系判断,5,.(山西临汾期末),以下相关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸说法,不正确是(),A.小分子脱氧核苷酸蕴含着遗传信息,B.基因是含有遗传效应DNA片段,一个DNA分子上可含有成百上千个基因,C.一个基因含有许多个脱氧核苷酸,基因特异性是由脱氧核苷酸排列次序决定,D.染色体是DNA主要载体,一条染色体上含有1个或2个DNA分子,解析:,基因是含有遗传效应DNA片段,一个DNA分子上可含有多个基因;遗传信息是指基因中脱氧核苷酸排列次序;脱氧核苷酸排列次序决定了基因特异性;基因在染色体上,而且在染色体上呈线性排列,DNA主要存在染色体上,除此之外线粒体和叶绿体中也存在少许DNA,所以染色体是DNA主要载体;染色体未复制时每条染色体含1个DNA分子,染色体复制后,每条染色体含2个DNA分子。,A,第16页,6.图示为科学家对果蝇一条染色体上基因测定结果,以下相关说法正确是(),A.控制朱红眼与深红眼基因是等位基因,B.基因在该染色体上排列含有一定空间结构,C.该染色体上基因都不能自由组合,D.一条染色体上只能有一个黄身基因,解析:,朱红眼与深红眼基因是同一条染色体上且不是控制相对性状基因,不是等位基因;基因在染色体上呈线性排列;非同源染色体上基因才能自由组合;一条染色体上普通有一个黄身基因,复制后一条染色体上有两个染色单体,含有两个黄身基因。,C,第17页,考点二DNA分子复制过程、特点及相关计算,1.概念、时间和场所,知识梳理,自主学习 扎实基础,亲代DNA,有丝分裂间期和减数第一次分裂间期,细胞核,线粒体和叶绿体,第18页,2.复制过程图解,(1)图中解旋时需要酶是解旋酶,它与DNA聚合酶作用不一样有,、,、,。,解旋,酶使氢键打开,DNA双链解螺旋形成两条单链;DNA聚合酶催化脱氧核苷,酸间形成磷酸二酯键,从而形成新子链,脱氧核苷酸,DNA聚合酶,第19页,(2)结合图示从复制过程看,DNA分子复制有,特点;从复制结果看,DNA分子复制有,特点。,(3)DNA分子能准确复制原因是,、,。,(4)DNA分子复制结果是形成两个,DNA分子;意义是,、,。,边解旋边复制,半保留复制,DNA含有独特双螺旋结构,为复制提,供准确模板;碱基互补配对标准,确保了复制能准确进行,完全相同,DNA分,子经过复制,将遗传信息从亲代传给了子代,保持了遗传信息连续性,【深挖教材】,(1)全部细胞都存在核DNA分子复制吗?复制后两个子DNA将在细胞分裂何时分开?,提醒:,不一定。如哺乳动物成熟红细胞因为无细胞核和各种细胞器而不能进行核DNA分子复制;不分裂细胞不存在DNA分子复制。复制后两个子DNA分子将在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点分裂时,随两单体分离而分开,分别进入两个子细胞中。,第20页,(2)不一样生物中DNA分子复制场所都相同吗?,提醒:,不都相同。真核生物中,DNA分子复制场全部细胞核、线粒体、叶绿体;原核生物中,DNA分子复制场全部拟核、细胞质。,第21页,1.DNA复制相关问题整合,重点透析,剖析考点 拓展深化,第22页,【深化拓展】,DNA分子多起点、双向复制,一个DNA分子能够由多个复制起点同时(或先后)复制。下列图中,从3个复制起点进行双向复制,显著提升了DNA分子复制速率;图中复制环大小不一,所以它们复制时间有先后,右侧最早,左侧最晚。,第23页,2.细胞有丝分裂与DNA复制相互关系,这类问题可经过构建模型图解答,以下列图:,第24页,3.DNA复制过程中相关计算,DNA复制为半保留复制,若将亲代DNA分子复制n代,其结果分析以下:,(1)子代DNA分子数为2,n,个。,含有亲代链DNA分子数为2个。,只含亲代链DNA分子数为0个。,不含亲代链DNA分子数为(2,n,-2)个。,含子代链DNA分子数有2,n,个。,第25页,(2)子代脱氧核苷酸链数为2,n+1,条。,亲代脱氧核苷酸链数为2条。,新合成脱氧核苷酸链数为(2,n+1,-2)条。,(3)若模板DNA中含有m个碱基,其中A有a个,则:,连续复制n次需要游离鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为(m/2-a)(2,n,-1)个。,第n次复制需要游离鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为(m/2-a)2,n-1,个。,【易错点拨】,准确把握DNA复制相关计算问题,(1)复制次数:“DNA复制了n次”和“第n次复制”区分:前者包含全部复制,但后者只包含最终一次复制。,(2)碱基数目:碱基数目单位是“对”还是“个”。,(3)复制模板:在DNA复制过程中,不论复制了几次,含有亲代脱氧核苷酸单链DNA分子都只有两个。,(4)关键词语:看清是“DNA分子数”还是“链数”,“含”还是“只含”等关键词。,第26页,1,.(湖南岳阳一模),如图为真核细胞DNA复制过程模式图,以下分析错误是(),A.酶是DNA聚合酶,它能催化脱氧核苷酸链形成,B.洋葱表皮细胞中无此过程发生,C.酶是解旋酶,染色体解旋成染色质时需要酶,来断开碱基之间氢键,D.由图可知引物能与模板进行碱基互补配对,其本质是核苷酸链,题组一,DNA分子复制过程及特点分析,C,题组例练,分类例练 提炼方法,解析:,酶是DNA聚合酶,它能将游离脱氧核苷酸结合在一起形成子链DNA;能进行分裂细胞,才有DNA复制。洋葱表皮细胞不能进行分裂;酶为解旋酶,其作用于DNA两条母链之间,使DNA双链配对碱基之间氢键断开,形成两条链,而非使染色体解旋为染色质;引物是一段能与模板进行碱基互补配正确核苷酸链。,第27页,2,.(江西师大附中联考),在DNA复制开始时,将大肠杆菌放在含低剂量,3,H标识脱氧胸苷(,3,HdT)培养基中,3,HdT可掺入正在复制DNA分子中,使其带有放射性标识。几分钟后,将大肠杆菌转移到含高剂量,3,HdT培养基中培养一段时间。搜集、裂解细胞,提取其中DNA进行放射性自显影检测,结果如图所表示。据图能够作出推测(),A.复制起始区在高放射性区域,B.DNA复制为半保留复制,C.DNA复制从起始点向两个方向延伸,D.DNA复制方向为ac,解析:,复制起始区应在低放射性区域;中间为低放射性区域,两边为高放射性区域,说明DNA复制从起始点向两个方向延伸;而依据放射性自显影检测无法得出DNA复制为半保留复制;DNA复制方向为abc。,C,第28页,3.用,15,N标识含有100个碱基正确DNA分子,其中有胞嘧啶60个。该DNA分子在,14,N培养基中连续复制4次,其结果可能是(),A.含,15,N链占1/8,B.含有,14,NDNA占100%,C.复制过程中需游离腺嘌呤脱氧核苷酸640个,D.子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是23,题组二,DNA分子复制过程相关计算,B,解析:,在,14,N培养基中连续复制4次,得到2,4,=16个DNA分子,32条链,其中含,14,NDNA占100%,含,15,N链有2条,占1/16;依据已知条件,每个DNA分子中腺嘌呤脱氧核苷酸有(1002-602)/2=40(个),复制过程中消耗A=40(2,4,-1)=600(个);每个DNA分子中嘌呤和嘧啶互补配对,数量相等,二者之比是11。,第29页,4.以下关于DNA相关计算中,正确是(),A.含有1 000个碱基正确DNA,腺嘌呤有600个,则每一条链上都含有胞嘧啶400个,B.含有m个胸腺嘧啶DNA片段,复制n次后共需要2,n,m个胸腺嘧啶,C.含有m个胸腺嘧啶DNA片段,第n次复制需要2,n-1,m个胸腺嘧啶,D.不论是双链DNA还是单链DNA,A+G所占百分比均是l/2,C,解析:,双链DNA分子中,A=T,G=C,所以A=T=600,G=C=(1 0002-6002)/2,=400,但两条链上胞嘧啶并不一定均等;复制n次后所形成DNA分子数为2,n,每个DNA片段中有m个胸腺嘧啶,则所需胸腺嘧啶数目为(2,n,-1)m;第n次复制所形成DNA为2,n,-2,n-1,即(22,n-1,-2,n-1,)=2,n-1,所以第n次复制需要胸腺嘧啶数为 2,n-1,m;双链DNA中A=T,G=C,A+G所占百分比均是1/2,单链则无法确定。,第30页,5,.(河北邢台月考),用,32,P标识某二倍体生物体(含20条染色体)增殖细胞DNA分子双链,再将这些细胞转入不含,32,P培养基中培养一段时间后,取出细胞检验其染色体,发觉某细胞染色体条数为40条,且均不含,32,P,则此细胞正在进行分裂最少是第几次分裂?(),A.第一次B.第二次C.第三次D.第四次,题组三,DNA复制与细胞分裂关系,C,解析:,细胞进行第一次有丝分裂时,染色体复制形成2个DNA分子都有一条含,32,P单链、一条不含有,32,P单链,分裂形成子细胞染色体上DNA都有一条含,32,P单链、一条不含有,32,P单链;细胞进行第二次分裂,染色体复制,一条染色体上两个DNA分子,一个DNA分子含有,32,P、一个DNA分子不含有,32,P,分别位于2条染色单体上,进入有丝分裂后期,着丝点分裂,染色体暂时加倍,细胞中40条染色体有20条含有,32,P、20条不含有,32,P,细胞分裂结束,子细胞中染色体上含有,32,P数目是020,不含有,32,P染色体数目是200,当细胞中不含有,32,P染色体数目是20时,进行第三次有丝分裂后期不含有,32,P染色体数目是40条。,第31页,6.将某精原细胞(2N=8)DNA分子用,15,N标识后置于含,14,N培养基中培养,经过连续两次细胞分裂后,检测子细胞中情况,以下推断正确是(),A.若进行有丝分裂,则含,15,N染色体子细胞百分比为1/2,B.若进行减数分裂,则含,15,N染色体子细胞百分比为1,C.若进行有丝分裂,则第二次分裂中期含,14,N染色单体有8条,D.若进行减数分裂,则减中期含,15,N染色单体有8条,B,解析:,若进行有丝分裂,依据DNA分子半保留复制,经过一次有丝分裂后所形成2个子细胞中,每个DNA分子都是由一条含,14,N单链和一条含,15,N单链组成;再经过第二次有丝分裂,1个DNA分子复制形成2个DNA分子中,其中之一2条链均含,14,N,另一个由一条含,14,N单链和一条含,15,N单链组成,在有丝分裂中期,这两个DNA分子分别存在于同一条染色体2条姐妹染色单体上,所以第二次分裂中期含,14,N染色单体有16条,其中有8条染色单体既含,14,N又含有,15,N;在有丝分裂末期,这16个子染色体随机地进入两个子细胞中,所以形成子细胞中含,15,N染色体子细胞百分比为1/2或1;若进行减数分裂,在减数第一次分裂前间期,染色体完成复制后,每个DNA分子复制所形成两个DNA分子都是由一条含,14,N单链和一条含,15,N单链组成,这两个DNA分子分别存在于同一条染色体2条姐妹染色单体上,在减中期细胞中含,15,N染色单体有16条,减数分裂形成子细胞中都含有,15,N。,第32页,方法突破,减数分裂中子染色体标识情况判断,(1)过程图解:减数分裂普通选取一对同源染色体为研究对象,以下列图:,(2)规律总结:因为减数分裂没有细胞周期,DNA只复制一次,所以产生子染色体都带有标识。,第33页,7,.(宁夏石嘴山模拟),以下所表示是研究DNA复制方式试验:,菌种:大肠杆菌,培养条件与方法:,(1)在含,15,N培养基培养若干代,使DNA均被,15,N标识(甲图),(2)转到,14,N培养基培养,每30分钟繁殖一代。,(3)取出每代DNA样本,并离心。,以下依据这些试验结果进行推论,正确是(),丙是转入,14,N培养基中复制一代结果,乙是转入,14,N培养基中复制二代结果,出现丁结果最少需要60分钟,戊图表示复制三代后不再含有,15,N标识DNA,A.B.,C.D.,题组四,DNA分子复制方式试验探究,B,第34页,解析:,依据DNA半保留复制特点,转入,14,N培养基中复制一代后所得DNA分子都是一条链含有,15,N,另一条链含有,14,N,离心后都分布在中带上,即丙图所表示结果,正确;转入,14,N培养基中复制二代后所得DNA分子中,有二分之一DNA分子只含,14,N,另二分之一DNA分子是一条链含有,15,N,一条链含有,14,N,离心后分布在中带和轻带上,即丁图所表示结果,错误;由可知,出现丁结果最少要复制两次,而细菌每30分钟复制一次,所以最少需要60分钟,正确;依据DNA半保留复制特点,不论复制多少代,子代中一直有,15,N标识DNA,错误。,第35页,8.在研究DNA复制机制过程中,为检验“DNA半保留复制”假说是否成立,研究者用蚕豆根尖进行试验,主要步骤以下:,步骤,将蚕豆根尖置于含放射性3H标识胸腺嘧啶培养液中,培养大约一个细胞周期时间,在第一个、第二个和第三个细胞周期取样,检测中期细胞染色体上放射性分布,步骤,取出根尖,洗净后转移至不含放射性物质培养液中,继续培养大约两个细胞周期时间,请回答下列问题:,第36页,(1)步骤目标是标识细胞中,分子。依据“DNA半保留复制”假说推测,DNA分子复制产物应符合图甲中,(选填字母)。,解析:,分析图甲:a表示半保留复制;b表示全保留复制;c表示混合复制。分析图乙:A染色体两条姐妹染色单体均含有放射性;B染色体两条姐妹染色单体中只有一条含有放射性;C染色体两条姐妹染色单体均不含放射性。(1)胸腺嘧啶是合成DNA原料,所以步骤目标是标识细胞中DNA分子。依据“DNA半保留复制”假说推测,DNA分子复制形成子代DNA分子中有一条链为亲代链,另一条链为新合成子链,即图甲中a。,答案:,(1)DNAa,第37页,(2)若第一个细胞周期检测结果是每个染色体上姐妹染色单体都含有放射性,则该结果,(填“能”或“不能”)确定假说成立。,解析:,(2)若第一个细胞周期检测结果是每个染色体上姐妹染色单体都含有放射性,则可能是半保留复制,也可能是混合复制,所以该结果不能确定假说成立。,答案:,(2)不能,第38页,(3)若第二个细胞周期放射性检测结果符合图乙中,(选填字母),且第三个细胞周期放射性检测结果符合图中,(选填字母),则假说成立。,解析,:,(3)若假说成立,即DNA分子复制方式为半保留复制,则第二个细胞周期放射性检测结果是每条染色体含有两条染色单体,其中一条单体含有放射性,另一条单体不含放射性,即符合图乙中B;第三个细胞周期放射性检测结果是有二分之一染色体不含放射性,另二分之一染色体姐妹染色单体中,有一条单体含有放射性,另一条单体不含放射性,即符合图乙中B和C。,答案:,(3)BB和C,第39页,构建知识网络 强化答题语句,知识网络,填充:,、,、,、,脱氧核苷酸,两,多样性,解旋酶、DNA聚合酶,边解旋边复制,碱基排列次序,第40页,要语强记,1.一“模型”,(1)DNA两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋成规则双螺旋结构。,(2)DNA双螺旋结构基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成。,(3)DNA上碱基对严格遵照碱基互补配对标准,经过氢键连接。,2.一“复制”,(1)DNA复制含有边解旋边复制、半保留复制特点。,(2)DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶参加。,3.一“本质”,基因是含有遗传效应DNA片断;DNA分子中脱氧核苷酸排列次序代表了遗传信息。,第41页,