必修2第3章第2、3、4节

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1、第2、3、4节 DNA分子的结构和复制 基因是有遗传效应的DNA片段,高频考点突破,实验专题探究,第2、3、4节 DNA分子的结构和复制,基础自主梳理,命题视角剖析,即时达标训练,基因是有遗传效应的DNA片段,基础自主梳理,一、DNA分子的结构 1DNA的化学组成 (1)高分子化合物，脱氧核糖核酸的简称。 (2)基本单位：脱氧核苷酸。 一分子_。 一分子_。 一分子含氮碱基包括：_ (A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、_ (T)。,脱氧核糖,磷酸,腺嘌呤,胸腺嘧啶,2DNA的双螺旋结构 (1)两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋而成。 (2)外侧：_和_交替连接，构成基本骨架。 (3)内侧：碱基按AT

2、、GC的碱基互补配对原则通过_连接，形成碱基对。 思考感悟 DNA的稳定性与DNA分子中碱基对的种类有关吗？ 【提示】 有关。碱基A与T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键。含氢键越多，结构越稳定，即含GC比例越大，结构越稳定。,脱氧核糖,磷酸,氢键,二、DNA分子的复制 1概念：以亲代DNA分子为模板，合成子代DNA分子的过程。 2时间：有丝分裂_和减数 _。 3条件 (1)模板：两条母链。 (2)原料：细胞核中游离的四种脱氧核苷酸。 (3)能量：_。 (4)酶：解旋酶、_酶。,间期,第一次分裂之前的间期,ATP,聚合,4过程 解旋，在_的作用下，把两条螺旋的双链解开；以解开的_为模板，

3、按碱基互补配对原则，合成_；每一条子链与对应的母链盘旋成双螺旋结构，形成两个新DNA分子。 5特点：边解旋边复制，_复制。 6结果：一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子。 7意义：使_从亲代传递给子代，保持了_的连续性。 三、基因是有遗传效应的DNA片段 1基因与DNA的关系 (1)基因是有_的DNA片段。,解旋酶,母链,子链,半保留,遗传信息,遗传信息,遗传效应,(2)每个DNA分子含有_个基因。 (3)DNA分子中存在不是基因的片段。 2DNA片段中的遗传信息 (1)DNA分子能够储存足够量的_。 (2)遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。 (3)DNA分子的多样性源于_的多样性。

4、 (4)DNA分子的特异性源于每个DNA分子的碱基的_顺序。 3基因与性状的关系 基因是控制生物性状的结构单位和功能单位。,多,遗传信息,碱基对排列顺序,特定的排列,高频考点突破,(3)DNA分子的组成层次 (4)平面结构两条脱氧核苷酸长链反向平行,(5)DNA双螺旋结构 DNA分子是由两条脱氧核苷酸长链，按反向平行(指一条链的起点为磷酸，另一条链的起点为脱氧核糖)方式盘绕成双螺旋结构。 基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接而成。 中间的碱基严格按碱基互补配对原则(A与T配对，G与C配对)形成碱基对。 DNA分子中，脱氧核苷酸数脱氧核糖数磷酸数含氮碱基数1111。,即时应用(随学随练，轻松夺冠)

5、1(2011年山东青岛高三摸底)下列有关DNA结构的叙述，不正确的是( ) ADNA分子中的五碳糖是脱氧核糖 B双链DNA中A/T等于C/G C单链DNA中A与T的数量相同 D双链DNA中，由一条链的序列可推出另一条链的序列 解析：选C。DNA分子中的五碳糖是脱氧核糖，根据碱基互补配对原则，双链DNA中AT，CG，故A/T与C/G都等于1，且由一条链的序列可推出另一条链的序列；单链DNA中A与T的数量不一定相等。,1碱基互补配对原则及相关推论 (1)原则：AT，GC，图示为：,(2)推论 腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶相等，即AT，GC。 嘌呤总数与嘧啶总数相等，即AGTC。 在双链DN

6、A分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。 设在双链DNA分子中的一条链上A1T1n%，因为A1T2，A2T1，则：A1T1A2T2n%。,(3)复制所需的脱氧核苷酸数a(2n1)，其中的a为所求的脱氧核苷酸在原来DNA(即作模板的亲代DNA)分子中的数量，n为复制次数。,即时应用(随学随练，轻松夺冠) 2(2011年河南郑州模拟)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，其结果可能是( ) A含有14N的DNA占7/8 B复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个 C含有15N的DNA占1/16 D子

7、代DNA中嘌呤与嘧啶之比是23,解析：选B。该DNA分子在14N培养基中连续复制4次，可得到24个DNA分子，其中含有14N的DNA分子占100%，故A错；含有15N的DNA分子占2/16，因为DNA复制为半保留复制，亲代DNA分子的两条链只可能进入两个子代DNA分子中，故C错；在子代DNA分子中嘌呤与嘧啶之比是11，故D错；由题干可知，该DNA分子中有腺嘌呤(A)40个，依据公式：设DNA分子中某种脱氧核苷酸的个数为M，则复制n次后需游离的该脱氧核苷酸为M(2n1)，故B正确。,实验专题探究,有关DNA复制方式的实验探究 关于DNA复制方式的探究，充分体现了假说演绎法，即在克里克假说的基础上

8、，通过演绎推理，最终通过实验得以验证。 1实验材料：大肠杆菌。 2实验方法：放射性同位素标记技术和离心技术。 3实验假设：DNA以半保留的方式复制。 4实验过程：(见图),(1)大肠杆菌在含15N标记的NH4Cl培养基中繁殖几代，使DNA双链充分标记15N。 (2)将含15N的大肠杆菌转移到14N标记的普通培养基中培养。 (3)在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA(间隔的时间为大肠杆菌繁殖一代所需时间)。 (4)将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA位置。,5实验预期：离心后应出现3条DNA带。(见图) (1)重带(密度最大)：15N标记的亲代双链DNA(15N/15N) (2)中带(密

9、度居中)：一条链为15，另一条链为14N标记的子代双链DNA(15N/14N) (3)轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA(14N/14N)。,6实验结果：与预期的相符。(见图) (1)立即取出提取DNA离心全部重带(15N/15N)。 (2)繁殖一代后取出提取DNA离心全部杂交带(14N/15N)。 (3)繁殖两代后取出提取DNA离心1/2轻带、1/2中带。 实验结论：DNA的复制是以半保留方式进行的。,实战演练(专项提能，小试牛刀) 含有32P或31P的磷酸，两者的化学性质几乎相同，都可以参与DNA分子的组成，但32P比31P质量大。现将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸

10、的培养基中，连续培养数代得到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代细胞中取出DNA，经密度梯度离心后得到的结果如下图。由于DNA分子的质量不同，因此在离心管内的分布不同。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分子数的比例是_。 (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)该G0代细胞如果连续分裂4次，形成的子细胞中，含31P与32P的DN

11、A分子数比例为_。,解析：依题意，G0代细胞中的DNA为31P31P，由于DNA分子的复制是一种半保留复制，所以G1代细胞中的DNA为31P32P，G2代细胞中的DNA分子一半为31P32P，另一半为32P32P。32P比31P质量大，所以31P31P对应，31P32P对应，32P32P对应(“”分别表示DNA的两条链)。假设该细胞中只有一个DNA分子，连续分裂4次形成16个DNA分子，其中两个DNA分子含31P，该DNA分子同时也含32P，故16个DNA均含32P，其比例则为21618。 答案：(1)A B D (2)011 (3)31P 31P和32P (4)18,命题视角剖析,DNA分子

12、的结构 (1)解旋时，解旋酶作用于氢键处，而氢键形成时不需酶。 (2)每条链上相邻的脱氧核苷酸以磷酸二酯键相连，形成时需DNA连接酶或DNA聚合酶，限制酶则可破坏(或打开)此键。,有关DNA分子结构的叙述，正确的是(多选)( ) ADNA分子由4种脱氧核苷酸组成 BDNA单链上相邻碱基以氢键连接 C碱基与磷酸基相连接 D磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架 【尝试解答】 _AD_,【解析】 DNA分子包含两条单链，每条单链由4种脱氧核苷酸构成，其双螺旋结构具有以下特点：两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构；脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在DNA分子的外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧；

13、两条链间的碱基通过氢键互补配对。,互动探究 (1)DNA分子中的哪种碱基对的比例越高，DNA分子越稳定？ (2)DNA分子彻底水解的产物是什么？ 【提示】 (1) (2)脱氧核糖、磷酸、A、G、C、T。,DNA复制的特点 (2010年高考北京卷)科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。,请分析并回答： (1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过_代培养，且培养液中的_是唯一氮源。 (2)综合分析本实验的DNA离心结果，第_组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与第_组和第_组的结果进行比较，才能

14、说明DNA分子的复制方式是_。 (3)分析讨论： 若子代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于_，据此可判断DNA分子的复制方式不是_复制。,若将子I代DNA双链分开后再离心，其结果_(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。 若在同等条件下将子代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置_，放射性强度发生变化的是_带。 若某次实验的结果中。子代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成DNA单链中的N尚有少部分为_。,【尝试解答】 (1)多 15N/15NH4Cl (2)3 1 2 半保留复制 (3)B 半保留 不能 没有变化

15、 轻 15N 【解析】 科学家以大肠杆菌为实验材料，运用同位素示踪技术，设计了一个巧妙的实验，证实了DNA分子的确是以半保留的方式复制的。本题通过几组实验对这一过程进行了演绎，结合所学知识和题干的要求解答即可。,对DNA复制过程中“第n次”还是“n次”复制所需某种碱基数量的计算原理不清 已知DNA分子中碱基数，求复制n次与第n次所需某碱基的数目：某DNA分子中含某碱基a个，复制n次，则共需加入含该碱基的脱氧核苷酸为a(2n1)个，因为最初亲代DNA分子做模板不需要原料；但第n次复制时所需含该碱基的脱氧核苷酸为a(2n1)a(2n11)a2n1。,自我挑战某DNA分子含m对碱基，其中腺嘌呤有A个。下列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱