《2018版高中生物 第四章 遗传的分子基础 第二节 DNA分子的结构和复制教学案 苏教版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018版高中生物 第四章 遗传的分子基础 第二节 DNA分子的结构和复制教学案 苏教版必修2（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二节DNA分子的结构和复制1.DNA分子由两条脱氧核苷酸链构成，两链按反向平行 方式盘旋成规则的双螺旋结构。2脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成DNA 的基本骨架；碱基排在内侧，两条链上的碱基通过氢键 连接成碱基对。3碱基配对遵循碱基互补配对原则，即A与T配对， G与C配对。4特定的碱基对的排列顺序构成每一个DNA分子的特 异性；碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分 子的多样性。5以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程 称为DNA复制。一、解开DNA分子结构之谜填表时期科学家成果20世纪30年代后期瑞典科学家证明DNA分子是不对称的1951年查哥夫定量分析DNA分子的碱基组
2、成发现腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量1952年富兰克琳确认DNA分子为螺旋结构，并且不是由一条链所构成1953年沃森和克里克提出DNA分子的双螺旋结构模型二、DNA分子的结构1基本组成单位(1)名称：脱氧核苷酸。(2)结构图示：填图2DNA分子的平面结构填图3DNA分子的立体结构及特性(1)立体结构：DNA分子呈规则的双螺旋结构。(2)特性：碱基对的排列顺序代表遗传信息。特异性：每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。多样性：碱基对排列顺序的千变万化。三、DNA分子的复制1DNA复制的概念、时期、场所及条件(1)概念：以亲代DNA分子为模
3、板合成子代DNA分子的过程。(2)时期：细胞有丝分裂间期和减数分裂的间期。(3)场所：细胞核(主要)。(4)DNA复制的条件：模板：DNA分子的两条链。原料：游离的四种脱氧核苷酸。能量：由细胞提供。酶：解旋酶、DNA聚合酶等。2DNA复制的过程及特点(1)复制过程：填图(2)复制特点：复制方式是半保留复制。DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程。3DNA复制的意义DNA分子通过复制，使遗传信息从亲代传给子代，确保了遗传信息的连续性。1判断下列说法的正误(1)DNA分子由两条链组成，其两条链呈反向平行方式盘旋成双螺旋结构()(2)DNA分子中的脱氧核糖与碱基交替连接排列于外侧，构成基本骨架()
4、(3)A与T之间形成3个氢键，G与C之间形成2个氢键()(4)脱氧核苷酸排列顺序的千变万化体现了DNA分子的多样性()(5)DNA完全解旋后再进行复制()(6)DNA复制是半保留复制()2DNA完全水解后，得到的化学物质是()A氨基酸、葡萄糖、含氮碱基B核糖、含氮碱基、磷酸C脱氧核糖、含氮碱基、磷酸解析：选CDNA中不含有氨基酸和葡萄糖；组成DNA的五碳糖是脱氧核糖，而不是核糖；DNA分子的彻底水解产物是脱氧核糖、含氮碱基、磷酸。3在DNA分子中，不可能存在的是()A腺嘌呤B尿嘧啶C磷酸解析：选B尿嘧啶是RNA特有的组成成分，在DNA分子中没有。4下列能正确表示脱氧核苷酸分子内连接关系的是()
5、A磷酸脱氧核糖碱基B磷酸核糖碱基C磷酸碱基脱氧核糖解析：选A脱氧核苷酸是脱氧核糖核酸的基本单位，由一分子磷酸、一分子含氮碱基和一分子脱氧核糖组成。5DNA分子的双螺旋结构中遵循碱基互补配对原则的是()AG与T配对 BA与C配对CA与T配对解析：选CDNA分子中，G与C配对，A与T配对。6将单个的脱氧核苷酸连接成DNA分子的酶是()ADNA酶 BDNA解旋酶CDNA聚合酶解析：选CDNA酶是水解DNA分子的酶；DNA解旋酶的作用是将DNA分子双螺旋结构解开并使氢键断裂；在DNA分子复制时，DNA聚合酶将单个的脱氧核苷酸连接成DNA分子，形成新的DNA分子。7一个DNA分子复制完毕后，新形成的DN
6、A子链()A是DNA母链的片段B与DNA母链之一相同C与DNA母链完全不同解析：选B由于DNA复制是半保留复制，因此复制完毕，新形成的DNA子链与DNA模板链互补，与母链之一相同。8将双链都有3H标记的1个DNA分子，放入没有标记物的溶液中，经过3次复制后，有3H标记的DNA分子的数量是()A1个 B2个 C4个解析：选B由于DNA分子的复制是半保留复制，亲代DNA分子的两条链始终存在于子代中2个DNA分子中，因此经过3次复制产生的8个DNA分子中，含有3H标记的DNA分子仍只有2个。1结构层次组成元素：C、H、O、N、P 基本单位：脱氧核苷酸(4种) 名师点拨DNA分子结构中的化学键(1)磷
7、酸二酯键：相邻两个脱氧核苷酸之间形成的化学键。(2)氢键：配对的碱基之间形成的化学键，AT之间有两个氢键，CG之间有三个氢键。可用解旋酶断裂，也可加热断裂。2DNA分子结构稳定性原因分析(1)DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式稳定不变。(2)DNA分子双螺旋结构的中间为碱基对，碱基与碱基之间形成氢键，从而维持了双螺旋结构的稳定。(3)DNA分子两条链间碱基互补配对的原则严格不变。(4)每个特定的DNA分子中碱基对的数量和排列顺序稳定不变。3碱基互补配对的有关计算(1)在双链DNA分子中：由于AT、CG ，可以推出A1T2、C1G2、G1C2、T1A2 。非互补碱基之和：(AG)/(TC)
8、(AC)/(TG)1，因此DNA分子中任意两个非互补碱基之和占碱基总数的一半。这是双链DNA分子的共性。互补碱基之和的比：(AT)/(GC)不是定值，而且不同DNA的该比值不一定相同，这是DNA分子具有特异性的原因之一。(2)以DNA分子的两条单链为研究对象时，碱基数量具有如下关系：A1T2，G1C2，C1G2，T1A2；两链间非互补碱基和之比互为倒数。即若1链中(A1G1)/(T1C1)m，则2链中(A2G2)/(T2C2)1/m。(3)DNA分子的双链和单链中碱基数量的关系：若在双链中(AT)/(GC)n，则在1链中(A1T1)/(G1C1)n，在2链中(A2T2)/(G2C2)n。结论：
9、在同一DNA分子中，双链和单链中互补碱基和之比相等。若1链中A1占的比例为X1,2链中A2占的比例为X2，则整个DNA分子中A占的比例为(X1X2)/2。结论：某碱基占双链DNA分子碱基总数的百分比等于相应碱基占相应单链比值和的一半。思考探究1(1)脱氧核苷酸有哪几种？差别体现在哪里？提示：有4种。差别是组成脱氧核苷酸的碱基种类不同。(2)某实验小组同学制作了如下碱基对模型，你认为哪些是正确的，哪些是错误的？提示：所示模型中只有正确，、均不正确。中多了一个氢键，中碱基配对错误；中未遵照“反向平行”特点。(3)DNA分子中的“五、四、三、二、一”分别指什么？提示：“五”是指5种元素(C、H、O、
10、N、P)；“四”是指4种脱氧核苷酸；“三”是指3种小分子(磷酸、脱氧核糖及含氮碱基)；“二”是指2条脱氧核苷酸长链；“一”是指1种规则的双螺旋结构。题组冲关1.由1分子磷酸，1分子碱基和1分子化合物a构成了化合物b，如图所示，则下列叙述正确的是()A若m为腺嘌呤，则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸B若a为核糖，则b为DNA的基本组成单位C若m为尿嘧啶，则DNA中肯定不含b这种化合物D若a为脱氧核糖，则由b构成的核酸完全水解，得到的化合物最多有8种解析：选C若m为腺嘌呤，则b为腺嘌呤核糖核苷酸或腺嘌呤脱氧核糖核苷酸；若a为核糖，则b为核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位；若m为尿嘧啶，尿嘧啶是RNA中特有
11、的碱基，因此DNA中肯定不含b这种化合物；若a为脱氧核糖，则b为脱氧核苷酸，则由b构成的核酸为DNA，DNA完全水解，得到的化合物最多有6种(磷酸、脱氧核糖、4种含氮碱基)。2在双螺旋DNA模型搭建实验中，使用代表氢键的订书钉将代表四种碱基的塑料片连为一体，为了逼真起见，A与T之间以及C与G之间最好分别钉()A2和2个钉 B2和3个钉C3和2个钉 D3和3个钉解析：选B每个A与T之间通过2个氢键连接，每个C与G之间通过3个氢键连接。1实验证据分析(1)实验方法：放射性同位素标记技术和离心技术。(2)实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、另一条链含15
12、N的双链DNA分子密度居中。(3)实验假设：DNA以半保留的方式复制。(4)实验预期：离心后应出现3条DNA带。重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA。中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA。轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的双链DNA。(5)实验过程：(6)相关分析：大肠杆菌在含有15N培养基中培养若干代后取出，提取DNA离心全部重带。被15N标记的大肠杆菌在14N培养基中繁殖一代后取出，提取DNA离心全部中带。被15N标记的大肠杆菌在14N培养基中繁殖两代后取出，提取DNA离心1/2轻带、1/2中带。(7)实验结论：DNA的复制是以
13、半保留方式进行的。2有关计算(1)取一个被15N全部标记的DNA分子(0代)，转入含14N的培养基中培养(复制)若干代，结果如下：分子或链所占比例世代只含15N分子含14N、15N杂交分子只含14N分子含15N链的比例含14N链的比例010010第一代0101/21/2第二代01/21/21/43/4第n代02/2n12/2n1/2n11/2n(2)后代带放射性标记的DNA、染色体或细胞所占比例的问题：一个DNA分子含两条DNA链，只要有一条DNA链带标记该DNA分子便带标记。每条染色体含一个或两个DNA分子，只要有一条DNA链带标记该染色体便带标记。每个细胞含多条染色体，每条染色体的情况是一
14、样的，只需分析一条染色体(减数分裂时需分析一对同源染色体)即可。(3)所需脱氧核苷酸数的计算：若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则：分析右图可知：无论复制多少次，原来的DNA分子链都是两条。复制后的DNA分子中和原DNA分子中各种碱基的含量是相同的。经过n次复制后相当于得到的新DNA分子数为2n1，经过n次复制，共需消耗游离的该脱氧核苷酸为m(2n1)个。每次复制后DNA分子数都是前一次的两倍，所以第n次复制所增加的DNA分子数为2n1，第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸为m2n1个。名师点拨DNA的多起点复制真核生物的DNA复制是多个起点的，同时有很多复制酶复合体结合在一个DNA上，多处开始，一起复制，所以复制速度很快。思考探究2(1)洋葱根尖细胞中DNA存在的场所有哪些？提示：洋葱根尖细胞中DNA主要存在于细胞核内的染色体上，此外，线粒体中也含少量DNA(植物细胞叶绿体
