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1、第四章,第 二节,自主预习 抓基础,合作学习探新知,名师点拨 释疑难,创新演练 大冲关,设计1,设计2,NO.1,NO.2,演练1,演练2,一、解开DNA结构之谜 (1)20世纪30年代后期，瑞典的科学家们证明了DNA是 的。二战后，科学家们用电子显微镜测出DNA分子直径约为2 nm。 (2)1951年查戈夫发现 (A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量， (G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量。 (3)1952年富兰克林等确认DNA为 结构，并且是由不止一条链所构成的。 (4)1953年家沃森和克里克提出DNA分子的 模型。,不对称,腺嘌呤,鸟嘌呤,螺旋,双螺旋结构,二、DNA的结构 1空间结构 (
2、1)整体：由两条脱氧核苷酸链 平行盘旋而成的 结构。 (2)外侧基本骨架：由 和 交替连接构成。 (3)内侧碱基对：由两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，是按 原则连接而成的，即 与T配对、G与 配对。,反向,双螺旋,脱氧核糖,磷酸,碱基互补配对,A,C,2DNA分子的多样性和特异性 (1)多样性： 排列顺序千变万化。 (2)特异性：每个DNA分子 的特定排列顺序，形成了DNA分子的特异性。 三、DNA的复制 1概念 以亲代DNA分子为 合成子代 分子的过程叫DNA的复制。,碱基对,碱基对,模板,DNA,2过程 (1)解旋：DNA首先利用细胞提供的能量在 的作用下，把两条螺旋的双链解开。 (2
3、)合成子链：以 为模板，以游离的 为原料，遵循 原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的一条子链。 (3)形成子代DNA：新合成的子链不断延伸，同时，每一条子链与其对应的模板链盘绕成 ，分别形成一个新的DNA分子。,解旋酶,母链,碱基互补配对,脱氧核苷酸,双螺旋结构,3特点 边 边复制； 。 4准确复制的原因 (1)DNA分子独特的 为复制提供了精确的 模板； (2)通过 ，保证了复制能够精确地进行。 5意义 使 从亲代传给子代，从而确保了 的连续性。,解旋,半保留方式复制,双螺旋结构,碱基互补配对,遗传信息,遗传信息,1判断下列有关叙述的正误 (1)1953年由富兰克林、沃森、克里克等著
4、名科学家共同 提出DNA分子的双螺旋结构。 ( ) (2)DNA分子的基本组成单位是核糖核苷酸。 ( ) (3)A与T配对，G与C配对的对应关系叫做碱基互补配对原 则。 ( ) (4)在制作DNA分子模型时可用大头针或订书钉代替连接 碱基的键。 ( ),(5)DNA分子中磷酸与脱氧核糖交替相连，构成了DNA分子的 多样性。 ( ) (6)DNA分子的复制只发生在真核细胞有丝分裂和减数分裂的 间期。 ( ) (7)碱基互补配对原则能确保DNA分子复制的准确性。 ( ) (8)DNA分子的复制可以实现在亲子代之间传递遗传信息。 ( ),2选择正确答案 (1)在制作DNA双螺旋结构模型时，右图为两个
5、 脱氧核苷酸的模型。圆代表磷酸，下列叙 述正确的是 () A方形可能代表A、T、C、U四种含氮碱基 B两个圆可用别针(代表共价键)连结，以形成DNA的 侧链 C别针(代表共价键)应连结在一个脱氧核苷酸的五边 形和另一个脱氧核苷酸的圆上 D如果两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧，两个模型 方向相同,解析：方形表示的是含氮碱基，有A、T、G、C四种，没有U，圆表示的是磷酸，五边形表示的是脱氧核糖，在DNA单链中，脱氧核苷酸之间通过3，5磷酸二酯键相连，即别针应连接在一个脱氧核苷酸的五边形和另一个脱氧核苷酸的圆上，而不是两个圆之间，两条DNA单链模型的位置关系应为反向平行。 答案： C,(2)DNA的一
6、条单链中AG/TC0.4，上述比例在其互 补单链和整个DNA分子中分别是 () A0.4和0.6 B2.5和1.0 C0.4和0.4 D0.6和1.0 解析：DNA的一条单链中AG/TC的比，其实质是嘌呤碱基与嘧啶碱基之比。在DNA双链中嘌呤碱基与嘧啶碱基之比为1，但DNA一条链中的嘌呤碱基与嘧啶碱基与另一条链中嘌呤碱基与嘧啶碱基之比互为倒数，如DNA的一条单链中AG/TCn，则另一条互补链中的AG/TC1/n。 答案：B,探究1.DNA分子双螺旋结构的主要特点有哪些？ 提示DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，
7、构成基本骨架；碱基排列在内侧。 DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，碱基配对遵循碱基互补配对原则，即A与T配对，C与G配对。,探究2.如何理解DNA分子的稳定性？ 提示DNA分子结构的稳定性是指双螺旋结构的相对稳定性。与这种稳定性有关的因素主要有以下几点： DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式稳定不变。 DNA分子双螺旋结构中间为碱基对，碱基与碱基之间形成氢键，从而维持了双螺旋结构的稳定。 DNA分子两条链间碱基互补配对的原则严格不变。 每个特定的DNA分子中碱基对的数量和排列顺序稳定不变。,探究3.DNA复制需要哪些基本条件？ 提示模板：解旋的亲代DNA分子的两条单链分别作模板
8、。 原料：游离的四种脱氧核苷酸。 能量：通过水解ATP提供。 酶：是指一个酶系统。不仅仅是指解旋酶，还包括DNA聚合酶等。,探究4.讨论生物界DNA复制的场所是什么？ 提示在自然状态下，只能在细胞内复制。 真核生物：主要在细胞核内，线粒体和叶绿体内也可进行。 原核生物：主要在拟核，也可以在细胞质(如质粒的复制)中进行。 DNA病毒：在活的宿主细胞内进行。,探究5.试总结DNA复制过程所需原料数量的计算公式。 (1)DNA双链中，含某碱基x个，复制n次，则需加入含该碱基的脱氧核苷酸的分子数等于 个。 (2)若DNA双链中，含某碱基x个，第n次复制，则需加入含该碱基的脱氧核苷酸的分子数等于 个。,
9、(2n1)x,2n1x,例1已知某DNA分子含有1 000个碱基对，其中一条链上AGTC1234。该DNA分子连续复制两次，共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是 () A600个B900个 C1 200个 D1 800个,解析 DNA分子中含有2 000个碱基，又知其中一条链中AGTC1234。该DNA分子中AT，CG，则求出该DNA分子中鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数为600，该DNA分子连续复制两次，共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数为(221)6001 800个。 答案 D,例2(2010北京高考)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
10、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_，据此可判断DNA分子的复制方式不是_复制。 若将子代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
11、_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_。,解析经过一代培养后，只能是标记DNA分子的一条单链，所以要想对所有的DNA分子全部标记，要进行多代培养；在探究DNA分子的复制方式为半保留复制的实验中，“重带”应为两个单链均被15N标记，“轻带”为两个单链均被14N标记，“中带”为一个单链被14N标记，另一个单链被15N标记。,答案 (1)多15N(15NH4Cl) (2)312半保留复制 (3)B半保留不能没有变化轻15N,(4)规律四：DNA分子的a链中(AT)占a链碱基总数的百分比b链中(AT)占b链碱基总数
12、的百分比DNA双链中(AT)占双链中碱基总数的百分比，简式为：(AT)a(AT)b(AT)DNA；同理，GC的简式为：(GC)a(GC)b(GC)DNA。,2DNA分子的半保留复制有关计算的规律 已知某一全部N原子被15N标记的DNA分子(0代)，转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代，其结果分析如下表：,解题时需注意： 在DNA复制时，边解旋、边合成、边复制，多个起始点同时进行，节省时间，效率高。 新合成的DNA分子双链为“一母一子”，因此复制更为精确，致使遗传信息更加稳定。 DNA分子复制中计算所需某种核苷酸数量时，应注意原来的DNA分子两条母链不需消耗核苷酸。,无论DNA分子复制多少次，亲代脱氧核苷酸链数都是2条。 在进行DNA复制的计算时，注意DNA的代数与复制次数的关系，当第一个DNA分子为0代时，则复制次数和代数一致，当第一个DNA分子为1代时，复制次数比代数少1。 分析被标记DNA分子的比例时，应注意求的是DNA分子数，还是脱氧核苷酸链数；还应注意培养基中化学元素的转换。,
