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1、第2节 DNA的结构和DNA的复制,高频考点突破,实验专题探究,命题视角剖析,基础自主梳理,即时达标训练,基础自主梳理,C、H、O、N、P,腺嘌呤脱氧核苷酸,鸟嘌呤,3DNA分子的立体结构 (1)DNA的立体结构是规则的双螺旋结构，由两条_的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。 (2)_ 和_交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。 (3)两条链上的碱基通过氢键连接成_。,反向平行,脱氧核糖,磷酸,碱基对,2,3,4DNA分子的特性 (1)多样性：DNA分子内部的_排列顺序的千变万化。 (2)特异性：每个DNA分子都有特定的碱基对_，代表特定的遗传信息。 思考感悟 1DNA的稳定性与DN
2、A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。,碱基对,排列顺序,二、DNA的复制 1概念：以亲代DNA分子为模板，按_原则，合成子代DNA分子的过程。 2过程：解旋以母链为模板按_原则合成与母链互补的子链延伸子链母、子链盘绕成子代DNA。 3发生时期：有丝分裂间期和减数_间期，随染色体复制而完成的。,碱基互补配对,碱基互补配对,第一次分裂,4所需条件 (1)模板：亲代DNA分子的_。 (2)原料：四种游离的_。 (3)能量：_。 (4)酶：_等。 5结果：1个DNA分子形成两个_的DNA
3、分子。 6特点：边解旋边复制；_复制；子代DNA母链子链。,两条母链,脱氧核苷酸,ATP,解旋酶、DNA聚合酶,完全相同,半保留,7准确复制的原因 DNA分子独特的_，为复制提供了精确的模板；_能够使复制准确无误地进行。 8意义 (1)遗传：将遗传信息从亲代传给子代，保持了_的连续性。 (2)变异：复制出现了差错导致_，出现可遗传的变异。,双螺旋结构,碱基互补配对,遗传信息,基因突变,思考感悟 2在模拟实验中合成DNA所需要的条件是什么？ 【提示】 模拟实验中合成DNA所需要的条件实质是模拟DNA在细胞内复制的条件，即需要DNA模板、脱氧核苷酸作为原料、解旋酶、DNA聚合酶及适宜的温度与pH值
4、。,高频考点突破,1DNA分子的组成,2DNA分子的结构 (1)平面结构两条脱氧核苷酸长链反向平行,(2)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) 1(2011年江苏镇江第一次模拟)关于DNA分子结构的叙述中，不正确的是( ) ADNA分子由四种脱氧核苷酸组成 B每个DNA分子中，碱基数脱氧核苷酸
5、数脱氧核糖数 C双链DNA分子中的一段若含有30个胞嘧啶，就一定会同时含有30个鸟嘌呤 DDNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个含氮碱基 解析：选D。DNA分子片段中除两端之外，每个脱氧核糖连接两个磷酸和一个含氮碱基。,1复制场所：主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、叶绿体、细胞质基质(如质粒)中也进行DNA复制。 2复制条件 复制除模板、原料、能量、酶外，还需相对稳定的细胞内部条件以保证酶的活性，如：一定的温度、pH等。 3同位素示踪法和离心技术证明DNA的半保留复制,已知某一DNA分子用15N标记(0代)，将含有该标记DNA分子的细胞(或某种细菌)转移到只含14N的培养基中培养(
6、进行DNA复制)若干代后，其DNA分子数、脱氧核苷酸链数及相关比例如下表：,【特别提醒】 复制的“精确性”：DNA分子之所以能自我复制，取决于DNA的双螺旋结构，它为复制提供了模板；同时，由于碱基具有互补配对的特性，因此能确保复制的完成。 复制“差错”：在复制过程中，脱氧核苷酸序列具有相对的稳定性，但也可能发生差错即发生碱基对的增添、缺失或改变基因突变。这种稳定性与可变性的统一，是生物遗传和变异的物质基础和根本原因。,即时应用(随学随练，轻松夺冠) 2(2010年高考山东卷)蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色
7、体的放射性标记分布情况是( ) A每条染色体的两条单体都被标记 B每条染色体中都只有一条单体被标记 C只有半数的染色体中一条单体被标记 D每条染色体的两条单体都不被标记,解析：选B。DNA复制是半保留复制，蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷(3HT)培养基中完成一个细胞周期，每一个DNA分子都有一条脱氧核苷酸链含3HT，然后在不含放射性标记的培养基中培养至中期，每个DNA分子复制的两个DNA分子存在于同一染色体的两条姐妹染色单体上，其中一个DNA分子的一条链含3HT，如下图：,1碱基互补配对原则及相关推论 (1)原则：AT，GC，图示为：,(3)复制所需的脱氧核苷酸数a(2n1)，其中
8、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) 3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(多选)( ) A含有14N的DNA占100% 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子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是23,解析：选AB。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正确；含有15N的DNA分子占2/16，因为DNA复制为半保留复制，亲代D
9、NA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，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
10、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)重链带(密度最大)：15N标记的亲代双链DNA(15N/15N)。 (2)杂合链带(密度居中)：一条链为15N，另一条链为14N标记的子代双链DNA(15N/14N)。 (3)轻链带(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
11、出提取DNA离心全部重链带(15N/15N)。 (2)繁殖一代后取出提取DNA离心全部杂合链带(14N/15N)。 (3)繁殖两代后取出提取DNA离心1/2轻链带、1/2杂合链带。 7实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。,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
12、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DNA分子数比例为_。,(5)上述实验结果证明DNA的复制方式为_。DNA的自我复制能使生物的_保持相对稳定。 (6)若原第一世代DNA分子中共有14000个脱氧核苷酸，且(AT)/(GC)2/5，
13、则培养至第三世代细胞时，培养基中至少需添加游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸_个。,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。,由细胞的代数及DNA分子中同位素31P的含量可知，
14、DNA的复制是半保留复制，这对维持物种遗传特性的稳定有重要的意义。由题干“原第一世代DNA分子中共有14000个脱氧核苷酸，且(AT)/(GC)2/5”可推知(AT)/(ATGC)2/(25)，T占碱基总数的1/7，即1个DNA分子中，含T 2000个。培养到第三世代，需要DNA复制2次，DNA的复制是半保留复制，产生4个子代DNA分子，相当于新合成413个DNA分子，所以需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸200036000个。 答案：(1)A B D (2)011 (3)31P 31P和32P (4)18 (5)半保留复制 遗传特性 (6)6000,命题视角剖析,DNA的结构 1解旋时，解旋酶作用于
15、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。,(2009年高考广东卷)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；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)G C。(2)脱氧核糖、磷酸、
