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公开课:DNA结构复制_图文


第20讲 DNA的结构和复制
生物组 魏 娟

考纲考情
项目

考纲 要求 考情 解读

内容 1.DNA的化学组成 2.DNA的双螺旋结构 3.DNA的复制

要求 Ⅱ Ⅱ Ⅱ

高考中直接考查本考点基础知识的试题相 对较少,常把DNA分子结构与复制结合,基 因工程、基因表达、基因突变、细胞分裂等 进行综合考查。预计今年高考依然会延续这 种命题方式。 重难点 DNA分子组成、结构和DNA分子复制的过 程、原理。

高考真题
(2015山东) 5.某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱 基组成,根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、 一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图,下列正确 的是 【答案】C

考点一

DNA分子的结构

1.DNA 分子的化学组成 (1)基本组成元素: C、H、O、N、P (2)基本单位
脱氧核糖核苷酸 胸腺嘧啶 腺嘌呤



考点一

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考点一

DNA分子的结构

2.DNA 分子的结构
(1)主要特点

A C

T G

①两条脱氧核苷酸长链反向 平行盘旋而成。 A ②脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧, 构成基本骨架;碱基排列在内侧。

T
T

A

C 氢键 ③两条链上的碱基通过 连接成碱基对,即: ? ?A=T?或T=A? ? ? ? ?遵循 碱基互补配对原则 G ? ?G≡C?或C≡G?? ?
(2)空间结构:规则的 双螺旋 结构。

G
C T C
命题设计 返回

A G
技法提炼

五四三二一原则
考点一

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考点一

DNA分子的结构

1.观察DNA分子结构模型图解,回答有关问题
(1)DNA 分子中 之间的数量比为 1∶1∶1 。 (2)使碱基对中氢键打开的方法有: 用解旋酶断裂,加热断裂。 (3)除 DNA 末端的两个脱氧核糖外,其余每个脱氧核糖连接 着

2

个磷酸。每个 DNA 片段中,游离的磷酸基团有

2

个。

(4) 在 DNA 分 子 的 一 条 单 链 中 相 邻 的 碱 基 A 与 T 通 过 “ —脱氧 核糖—磷酸—脱氧核糖— ”相连接。 (5)若碱基对为 n,则氢键数为 2n~3n;若已知 A 有 m 个, 则氢键数为 3n-m 。 (6)DNA 初 步 水 解 产 物 是 脱氧核苷酸, 彻 底 水 解 产 物 是

磷酸、脱氧核糖和含氮碱基 。

考点一

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考点一

DNA分子的结构

2.DNA 分子的特性 (1)相对稳定性:DNA 分子中磷酸和脱氧核糖交替连接的方式 不变;两条链间

碱基互补配对

的方式不变。

(2)多样性:不同的 DNA 分子中脱氧核苷酸的数目不同,排列 顺序多种多样。若某 DNA 分子中有 n 个碱基对,则排列顺序 有 4n 种。 (3)特异性: 每种 DNA 分子都有区别于其他 DNA 的特定的 碱

基对排列顺序 ,代表了特定的遗传信息。
考点一

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考点一
技法提炼

DNA分子的结构
DNA碱基互补配对原则的有关计算

规律 1:互补的两个碱基数量相等,即 A=T,C=G。 规 律 2 :任意两个不互补的碱基和占总碱基的 50% 。 A+G=T+C=50% A1+T1 规律 3:若一条链中, =n,则另一条链中 A1+T1+C1+G1 A2+T2 ?A+T?1+2 =n, =n。 A2+T2+C2+G2 ?A+T+C+G?1+2 A1+G1 A2+G2 1 规律 4: 若一条链中 =K, 则另一条链中 = , T1+C1 T2+C2 K ?A+G?1+2 =1。 规律 5: A%=(A1%+A2%)﹡1/2 ?C+T?1+2
考点一 基础回扣 要点探究 技法提炼 命题设计 返回

考点一
命题设计

DNA分子的结构
DNA碱基互补配对原则的有关计算

例题1、某DNA分子中A+T占整个DNA分子碱基总 数的34%,其中一条链上的C占该链碱基总数的

28%,那么,对应的另一条互补链上的C占该链碱
基总数的比例是多少? 38%

考点一

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考点二

DNA分子的复制

1.概念:以 亲代DNA 每条链 为模板合成子代 DNA 的过程。 2.时间:有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 。 解旋后两条母链 模板: ? ? ?原料:细胞中 游离的4种脱氧核苷酸 3.条件? ?能量:ATP ? ?酶:解旋酶、 DNA聚合酶 等 解旋 酶 DNA聚合 酶 4. 过程: DNA———→两条母链—————→形成子链→新 DNA 分子。 5.方式:
考点二

半保留复制 。
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考点二

DNA分子的复制

6.特点: 边解旋边复制 。 7. 意义: 将遗传信息 从亲代传给了子代 , 从而保持了 遗传信息

的连续性 。

考点二

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考点二

DNA分子的复制

1.下图为真核生物染色体上 DNA 分子复制过程示意图。据图 回答有关问题:

考点二

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考点二 DNA分子的复制
(1)图中 DNA 复制的场所是 细胞核 。 (2)图中 DNA 分子复制是从 多个 起点开始的,但不同时开 始,复制开始时间 右 边最早。 (3)图中 DNA 分子复制的特点有: 边解旋边复制、多起点
复制、双向复制、半保留复制。

(4)图中 DNA 复制需要的酶有 解旋 酶和 DNA聚合 酶。 (5)真核生物的这种复制方式的意义是: 提高了 复制速率 。
考点二

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考点二

DNA分子的复制

2.DNA 复制的有关计算 DNA 复制为半保留复制,若将亲代 DNA 分子复制 n 代,其 结果分析如下:

考点二

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考点二

DNA分子的复制

(1)子代 DNA 分子数为 2n 个。 ①含有亲代链的 DNA 分子数为 2 个。
n 2 -2 个。 ②不含亲代链的 DNA 分子数为

③含子代链的 DNA 有 2n 个。 (2)子代脱氧核苷酸链数为
2n
+1

条。
2n 1-2


①亲代脱氧核苷酸链数为 2 条。 ②新合成的脱氧核苷酸链数为 (3)消耗的脱氧核苷酸数 ①若一亲代 DNA 分子含有某种脱氧核苷酸 m 个,经过 n 次复 n m· (2 -1) 个。 制需要消耗该脱氧核苷酸数为 ②第 n 次复制所需该脱氧核苷酸数为
考点二

条。

m· 2n-1

个。
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要点探究

命题设计

命题设计 若将一个双链DNA被15N标记的大肠杆菌,加入到 含14N的培养基中培养,连续复制三次,已知该DNA分子含腺 嘌呤300个,占碱基总数的20%,复制子代时,需要从培养基中 摄取多少个G?含14N的DNA分子有多少个?含15N的DNA有多 少个?含15N的单链占全部单链的多少? 图形解读
A T TA GC CG A T TA GC CG A T TA GC CG

解析:所用知识为“半保留复制”和“碱基 互补配对原则”并图示分析。
解:

连续第一次复制

DNA分子数= 23
脱氧核苷酸链数= 23+1 亲代DNA链数= 2 新合成的链数= 23+1 ﹣2 含有亲代DNA链的子代 = 2 占所有子代DNA分子总数的2/23

连续第二次复制
A T TA GC CG A T TA GC CG A T TA GC CG A T TA GC CG

连续第n次复制

考点二

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网络构建

考点一

考点二

网络构建

强化审答

高考模拟

练出高分 返回

强化审答
一个DNA的碱基A(T、G、C)占碱基总数的a%,碱基总数为m, 连续复制n次后,共需要G(C、A、T)多少个? 解析:先求出亲代DNA中G=C=?每两条新链所必需的鸟嘌呤(G)数 等于亲代DNA胞嘧啶(C)数,再求出DNA复制n代后子链数;最后求 出DNA连续复制n代后需要鸟嘌呤数。

解: 因为A=ma%,A=T、G=C, A+T= 2ma%,
所以G=C=m(1/2﹣ a%),每形成两条新链所必需的鸟嘌呤数等 于亲代DNA胞嘧啶数= m (1/2﹣ a%) DNA复制n代后子链数=2n+1 ﹣2 DNA连续复制n代后需要 鸟嘌呤=[(2n+1 ﹣2 )/2] m (1/2﹣ a%) = m (2n ﹣1)(1/2﹣ a%) 答:DNA连续复制n代后需要鸟嘌呤数是m (2n ﹣1)(1/2﹣ a%)。 考点一 考点二 网络构建 强化审答 高考模拟 练出高分 返回

高考模拟

1.由 15N标记细菌的 DNA,然后又将 14N 来供给这种 细菌,于是该细菌便用 14 N 来合成 DNA ,假设细菌连续 分裂三次产生了八个新个体,它们中含14N链的DNA与 15N链的DNA比例是( A ) 解析:8:2 A、 4: 1 B、 2: 1 C、 1: 1 D 、 3: 1 2.已知某DNA分子中含腺嘌呤 (A)200个,占全部DNA 碱基总数的20%,该DNA连续复制4次,环境中消耗游离 的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸(C)的数目为( C ) A.1600个 B.3200个 C.4500个 D.4800个
解析:(1)求出该DNA分子脱氧核糖核苷酸总数; (2)求出该DNA分子中含胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数 (3)求出复制4次需环境中胞嘧啶脱氧核苷酸总数
考点一 考点二 网络构建 强化审答 高考模拟 练出高分 返回

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