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1、第18讲DNA的结构、复制及基因的本质,最新考纲1.DNA分子结构的主要特点（）。 2.DNA分子的复制（）。3.基因的概念（）。,1.识记DNA分子的化学组成及其基本单位。 2.理解DNA分子结构及特点。 3.理解DNA分子的复制过程及意义。 4.掌握碱基互补配对原则并熟练计算。 5.掌握DNA复制有关的计算。,考点一 DNA的分子结构,回眸历史,威尔金斯物理学家 富兰克林化学家 查哥夫化学家 克里克物理学家 沃森生物学家,DNA模型构建中重大贡献的科学家,DNA的X射线衍射图,DNA的X射线衍射图,A的量等于T的量 G的量等于C的量,发现DNA双螺旋结构,发现DNA双螺旋结构,1.DNA分
2、子的化学组成及其基本单位,脱氧核苷酸,初步水解产物： 彻底水解产物： 氧化产物：,2.DNA平面结构,构成方式,磷酸二酯键,磷酸二酯键,A,T,G,C,C,G,T,A,1.DNA的双螺旋结构是固定不变的 （ ） 2.所有的脱氧核糖都连着两个磷酸基团（ ） 3.每条脱氧核苷酸链上都只有一个游离的磷酸基，因此DNA分子中含有2个游离的磷酸基（ ） 4.DNA分子中，CG对占比例越大，DNA结构越稳定 5.DNA分子的特异性是由碱基对的特定的配对方式决定的，配对方式只有AT、CG （ ） 6.DNA分子中，脱氧核苷酸数脱氧核糖数磷酸数含氮碱基数1121（ ） 7.由2n个脱氧核苷酸形成双链DNA分子
3、过程中，可产生H2O分子数为（ ） 8.DNA单链上相邻碱基以氢键相连 ( ) 9.DNA有氢键，RNA没有氢键( ),2n-2,问题：DNA分子的空间结构有哪些特点呢？,沃森和克里克认为：DNA分子的空间结构是规则的双螺旋结构。,3、DNA的立体结构：,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,（1）DNA分子是由 条脱氧核苷酸链组成的，这两条链按 方式盘旋成双螺旋结构。,明确DNA的结构特点,两,反向平行,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,（2）DNA分子中的 交替连接，排列在 ，构成基本骨架；碱基排列在 。,明确DNA的结构特点,外侧,
4、脱氧核糖和磷酸,内侧,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,（3）两条链上的碱基通过 连接成碱基对，且遵循 ：即,氢键,碱基互补配对原则,明确DNA的结构特点,A配T，T配A，C配G，G配C,4.DNA分子的特性,（1）性：磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧构成基本骨架。 （2）性：碱基对多种多样的排列顺序，如某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有 种（其中n代表碱基对数）。 （3）性：每种DNA分子都有特定的对排列顺序，代表了特定的_,稳定,多样,4n,特异,碱基,遗传信息。,遗传信息：,DNA碱基对的排列顺序或脱氧核苷酸的排列顺序,生物多样性的根本原因：,DNA
5、分子的多样性,直接原因：,蛋白质分子的多样性,生物特异性的根本原因：,DNA分子的特异性,找错,(1)图中表示 ， 表示 ，的名称是 。 (2)图中和的名称分别是 。 (3)从主链上看，两条单链 平行；从碱基关系看，两条单链 。 (4)该图表示的是DNA分子的平面结构，其空间结构是 。,磷酸,脱氧核糖,胞嘧啶脱氧核苷酸,腺嘌呤和鸟嘌呤,反向,相互补,双螺旋结构,巩固练习：,规律：互补碱基之和（A+T）/(C+G)的比例在整个DNA及在一条链中都相等。 非互补碱基之和（A+G）/(T+C)的比例在整个DNA分子中为1，在两条互补链中互为倒数。,m,m,1,5.DNA分子中碱基的计算,注意：在单链
6、DNA中，A不一定等于T； G也不一定等于C,考点二：DNA的复制,一、探究DNA复制的方式,1、全保留复制：子代DNA的2条链都是母链或都是新合成的子链,2、半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；,3、分散复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的,沃森和克里克推测是半保留复制模型,如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？,区分亲代（母链）与子代DNA(子链）,假说-演绎法,1、DNA是肉眼看不到的，采用什么方法来区分母链和子链呢？,2、用哪种元素来标记呢？,同位素示踪技术（同位素标记法）,14N（自然状态） 15N,我们怎样把不同标记的两条链的微观差异在宏观上体现出来？
7、,密度梯度离心技术,14N/14NDNA,15N/14NDNA,15N/15NDNA,轻带,中带,重带,红线代表15N链,蓝线代表14N链,红线代表15N链,蓝线代表14N链,假设一 半保留复制,假设二 全保留复制,中带+1/2轻带,1/4重带+3/4轻带,中带,重带+1/2轻带,假设三 弥散复制,全部中带,转移到含14NH4Cl的培养液中,15N/15N DNA,15N/14N DNA,14N/14N DNA,15N/14N DNA,大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代,红线代表15N链,蓝线代表14N链,红线代表15N链,蓝线代表14N链,验 证 假 设,实验结论： DNA分子的
8、复制方式是半保留复制,(1)子代DNA分子数为 个。 含有亲代链的DNA分子数为 个。 不含亲代链的DNA分子数为 个。 含子代链的DNA有 个。 全含亲代链的DNA有 个。 (2)子代脱氧核苷酸链数为 条。 亲代脱氧核苷酸链数为 条。 新合成的脱氧核苷酸链数为 条。 (3)消耗的脱氧核苷酸数 第n次复制所需该脱氧核苷酸数为 个。,2n,2,2n2,2n,0,2n1,2,2n12,二、DNA复制过程中的计算问题,若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n 次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为 个。,m(2n1),m2n1,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
9、进行碱基配对）,合成子链:,以母链为模板进行碱基互补配对,母链（旧链） 子链（新链）,螺旋：形成2个DNA:,同时进行,三、DNA分子复制的过程,1概念： 2场所： 3时期： 4条件 5过程： 6特点： 7结果：,模板：,原料：,能量：,酶：,以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程,真核生物：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体；原核：细胞质,有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂前的间期,解旋合成互补子链延伸和盘绕,边解旋边复制（过程）、半保留复制（方式）,亲代DNA的两条母链,4种游离的脱氧核苷酸,ATP,DNA解旋酶、DNA聚合酶,三、DNA分子的复制,易错点3混淆DNA复制、“剪切”与“水
10、解”中的四种酶,DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，从而使生物前后代保持了遗传信息的连续性。,8. DNA复制的意义：,_ 为复制提供了精确的模板； _ ，保证了复制能够准确地进行。,9.DNA准确复制的原因：,DNA分子独特的双螺旋结构,通过碱基互补配对,下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，有关叙述错误的是() A.图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的 B.图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的 C.真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶 D.真核生物的这种复制方式提高了复制速率,A,易错点4误认为DNA复制只能从头开始,点拨如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程
11、示意图。,（1）图中显示DNA分子复制是从多个起点开始的，但多起点并非同时进行； （2）图中显示DNA分子复制是边解旋边双向复制的； （3）真核生物的这种复制方式的意义在于提高了复制速率； （4）一个细胞周期中每个起点一般只起始1次（若为转录时解旋，则每个起点可起始多次）。,四、基因的本质,-基因是有遗传效应的DNA片段。,基因是DNA片段，不是连续分布在DNA上，而是由碱基序列将其分隔开；它能控制性状，具有特定的遗传效应。,ATGTCGAGTCACAGCTACAGTGCAGTGCGCATG,TACAGCTCAGTGTCGATGTCACGTCACGCGTAC,R,S,N,O,黄身,白眼,截翅,棒眼,对基因的正确叙述是（ ） A.基因是DNA上有一定功能的特异碱基排列顺序 B.一个DNA分子就是一个基因 C.基因是有遗传效应的DNA片段 D.它的化学结构不会发生改变,C,脱氧核苷酸,基因,DNA,染色体,/碱基对的排列顺序,遗传信息,有遗传效应的DNA片段,决定生物性状的基本单位,在染色体上呈 排列,线性,姐妹染色单体相同位置上是 基因 （不考虑,相同,基因突变,四分体内发生交叉互换,同源染色体相同位置上是 基因,相同/等位,主要的遗传物质，,上有很多基因,蛋白质,控制,（性状）,（控制途径： ）,染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系,谢谢指导！,
