1、第2讲 DNA分子的结构和复制 高频考点突破 实验专题探究 命题视角剖析 第2讲 DNA分子的结构和复制基础自主梳理 即时达标训练 基础自主梳理 一、DNA分子的结构1元素组成：一定含有_。2基本单位：脱氧核苷酸。C、H、O、N、P3空间结构(规则双螺旋结构)(1)由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成。(2)_ 和磷酸交替连接，排在外侧构成基本骨架；_排在内侧。(3)碱基通过_连接成碱基对。4DNA分子的特性脱氧核糖含氮碱基氢键特异性二、DNA分子的复制1概念：以亲代DNA分子为_合成_分子的过程。2时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。3条件(1)模板：两条母链。(2)原料：细胞核中游离的
2、_。模板子代DNA四种脱氧核苷酸(3)能量：_。(4)酶：解旋酶，DNA聚合酶等。4过程(1)解旋：在_的作用下，把两条螺旋的双链解开。(2)以解开的_为模板，按_,合成子链。(3)每一条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构，形成两个新的DNA分子。ATP解旋酶母链碱基互补配对原则5特点：_；_。6结果：一个DNA分子经复制产生两个_的子代DNA分子。7意义：使遗传信息从亲代传递给子代，保持了遗传信息的连续性。边解旋边复制半保留复制完全相同思考感悟DNA分子的复制还有哪些场所？它的复制是否一定准确无误？【提示】叶绿体和线粒体；不是，也可能发生碱基对的增添、缺失或改变。高频考点突破 碱基比例的应用
3、及有关碱基的计算 1由碱基种类及比例可分析判断核酸的种类(1)若有U无T，则该核酸为RNA。(2)若有T无U，且AT，GC，则该核酸一般为双链DNA。(3)若有T无U，且AT，GC，则该核酸为单链DNA。2关于碱基互补配对规律总结(1)规律一：DNA 双链中的两条互补链的碱基相等，任意两个不互补的碱基之和恒等，占碱基总数的 50%，即：AGTCACTG。(2)规律二：非互补碱基之和的比例在整个 DNA分子中为 1，在两条互补链中互为倒数，如在一条链中AGTCa，则在互补链中AGTC1a，而在整个 DNA 分子中AGTC1。(3)规律三：互补碱基之和的比例在整个 DNA 分子及任一条链中都相等，
4、如在一条链中ATGCm，在互补链及整个 DNA 分子中ATGCm。(4)规律四：在双链 DNA及其转录的 RNA 之间，有下列关系：(设双链 DNA 中 a 链的碱基为 A1、T1、C1、G1，b 链的碱基为 A2、T2、C2、G2)A1T1A2T2RNA 分子中(AU)12DNA 双链中的(AT)。G1C1G2C2RNA 分子中(GC)12DNA 双链中的(GC)。【名师点拨】双链 DNA 中，AGTCACTG 或(AG)/(TC)1(或ACTG1)，但AGTC1(或ACTG1)时未必为双链DNA分子(即单链DNA分子中也有存在上述比例的可能)。即时应用(随学随练，轻松夺冠)1.右面是大肠杆
5、菌DNA分子结构示意图(片段)。请据图回答问题：(1)图中1表示_，2表示_，1、2、3结合在一起的结构叫_。(2)3有_种，中文名字分别是_。(3)DNA分子中3和4是通过_连接起来的。(4)DNA被彻底氧化分解后，能产生含氮废物的是(用序号表示)_。(5)已知在DNA分子的一条单链中(AC)/(TG)m，求另一条互补链中这种比例是_;这个比例关系在整个DNA分子中是_;如果在DNA的一条单链中(AT)/(CG)n，则另一条互补链中这种比例是_，这个比例关系在整个DNA分子中是_；若DNA分子中的一条单链中(AT)/(ATCG)k，则另一条互补链中这种比例是_,而在整个DNA分子中是_。如果
6、DNA分子一条链中的A占15%，互补链中的A占25%,则整个DNA分子中A占_。(6)假定大肠杆菌只含14N的DNA相对分子质量为a；只含15N的DNA相对分子质量为b。现将只含15N的DNA培养到含14N的培养基中，子一代DNA的平均相对分子质量为_，子二代DNA的平均相对分子质量为_。答案：(1)磷酸 脱氧核糖 脱氧核苷酸(2)2 鸟嘌呤、胞嘧啶 (3)氢键(4)3与4(5)1/m 1 n n k k 20%(6)(ab)/2(3ab)/4DNA复制过程中遗传物质变化及相关数量关系 1DNA复制过程中遗传物质的变化(1)一般情况下遗传物质不发生变化，其原因在于：DNA双螺旋结构为复制提供模
7、板。碱基互补配对原则保证了复制的准确性。(2)偶然情况下也会出现复制差错，导致基因突变。2DNA 复制过程中相关数量关系1 个 DNA 分子复制 n 次，产生子代 DNA 数为2n，其中：(1)含母链的DNA数：2个完全含母链的DNA数：0个不含母链的DNA数：2n2个(2)子代 DNA 链数为 2n1母链所占比例：12n子链所占比例：1 12n(3)DNA复制过程中其中一条链发生差错，复制n代后，发生突变的基因占全部基因数的50%。(4)若某DNA分子含某碱基m个，如该DNA分子进行n次复制，则需消耗某游离的脱氧核苷酸数为m(2n1)；如进行第n代复制，需消耗某游离的脱氧核苷酸数为m2n1。
8、【名师点拨】DNA复制的主要场所是细胞核，还有线粒体、叶绿体及原核生物的拟核、质粒(细胞质)等。细胞增殖过程中都存在DNA复制。DNA复制的“精确性”和复制的“差错”(即可变性)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已知某DNA分子有a对碱基，其中含胞嘧啶m个。若该DNA分子连续复制两次，则需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为()A1.5(am)B2(am)C3(am)D4(2am)解析：选C。由碱基互补配对原则可知：该DNA分子中胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数量(2a2m)/2，复制2次得到4个DNA分子，第1次复制需要(am)个，第2次复制需要2(am)个，所以连续复制2
9、次共需要胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：3(am)。探究性实验步骤的设计思路1概述实验步骤的设计是指在正式进行科学实验之前,实验者根据一定的目的和要求，运用有关的科学知识、原理，对实验过程中的材料、手段、方法、步骤等全部方案的预先规划。遵循的原则主要是对照原则和单一变量原则。实验专题探究 2注意事项(1)实验前的准备器具、材料的选取并编号(要保证等同和等量)。自变量的确定(根据实验目的确定自变量，如探究温度对酶活性的影响自变量为温度)。对照组的设置(要保证除自变量外，实验组和对照组的其他条件完全相同)。(2)实验过程的处理除自变量外，要保证等条件、等时间，如温度、湿度、压强、材料大小等(充分体现单一变
10、量原则)(3)现象、结果的观察与记录对一些较直观的实验数据要如实记录，对实验现象要进行观察和对比。对一些变化较小，不易觉察的实验数据要进行测试(如生长素的发现实验中生长素分布不均的测试，要把生长素收集到两个琼脂块中，再分别放在去掉尖端的胚芽鞘上，比较弯曲程度等)。(4)结果的比较与分析对于探究性实验来说，结果是不确定的，一般有三种可能，即正相关、不相关和负相关。(5)结论的得出(对于探究性实验来说，结论是根据实验结果得出的，不同的结果会有不同的结论)。实战演练(专项提能，小试牛刀)DNA复制方式，可以通过设想来进行预测，可能的情况是：全保留复制、半保留复制，分散复制，其设想如下图分析：(1)根
11、据上图对三种复制作出可能的假设：如果是全保留复制，则1个DNA分子形成2个DNA分子，其中一个是_，而另一个是_；如果是半保留复制，则新形成的两个DNA分子，各有_；如果是分散复制，则新形成的DNA分子中_ _。(2)请设计实验来证明DNA的复制方式。实验步骤：在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14NDNA(对照)。在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N DNA(亲代)。将亲代15N大肠杆菌转移到14N培养基上，再连续繁殖两代(I和)，用密度梯度离心方法分离。实验预测：如果与对照(14N/14N)相比，子代I能分辨出两条DNA带，分别是：_和_，则
12、可以排除_，同时肯定是_。如果子代只有一条_，则可以排除_，但不能肯定是_。如果子代只有一条中密度带，再继续做子代DNA密度鉴定，若子代可以分出_和_，则可以排除_，同时肯定_。如果子代不能分出_密度两条带，则排除_，同时肯定_。用图例表示出最可能的实验结果。解析：本题考查DNA分子的复制方式是全保留复制、半保留复制、还是分散复制。从图解中可以获取其各自的含义，并据此对所合成的新的DNA分子的结构作出预测，这是进行实验探究的依据，是对实验结果后作为科学分析的保证。验证假设的实验方法是采用同位素示踪法，这一方法选择恰当，它可以很好的说明亲代的DNA与新形成的DNA的结构，便于对比得出结论。答案：
13、(1)亲代的 新形成的 一条链来自亲代DNA，另一条链是新形成的 每条链中的一些片段是母链的，另一些片段是子链的(2)一条轻密度带(14N/14N)一条重密度带(15N/15N)半保留复制和分散复制 全保留复制 中密度带 全保留复制 半保留复制还是分散复制 一条中密度带 一条轻密度带 分散复制 半保留复制 中、轻 半保留复制 分散复制 最可能的实验结果(如下图所示)：视角1 紧扣教材重点 DNA分子中碱基比例(或数量)的计算 1根据题意画出DNA分子两条链，并在每条链上标出已知碱基及比例。2依照碱基互补配对原则推知两条链上与已知比例的碱基配对的碱基比例，并标在图示上。3根据DNA分子中碱基计算
14、的相关规律进行计算。命题视角剖析 从某生物组织中提取DNA进行分析，其四种碱基数的比例是鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基数的46%，又知该DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤，则与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的()A26%B24%C14%D11%例1【尝试解答】A【解析】根据题意可画出DNA分子链和碱基符号并标出已知含量，如图所示。利用DNA的碱基互补配对原则，由整个DNA分子GC46%，可知在单链DNA分子中，GC46%，则单链中AT54%，H链中AH28%，则该链中TH26%，所以对应的另一条链中A26%。视角2 洞察高考热点DNA复制方式的探索(2010年高考北京
15、卷)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，实验内容及结果见下表。例2组别 1组 2组 3组 4组 培养液中唯一氮源 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl 繁殖代数 多代 多代 一代 两代 培养产物 A B B的子代 B的子 代 操作 提取DNA并离心 离心结果 仅为轻带(14N/14N)仅为重带(15N/15N)仅为中带(15N/14N)1/2轻带(14N/14N)1/2中带(15N/14N)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
16、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来自于_，据此可判断DNA分子的复制方式不是_复制。若将子I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_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_。【尝试解答】
17、(1)多 15N/15NH4Cl(2)3 1 2 半保留复制(3)B 半保留 不能 没有变化 轻 15N【解析】科学家以大肠杆菌为实验材料，运用同位素示踪技术，设计了一个巧妙的实验，证实了DNA分子的确是以半保留的方式复制的。本题通过几组实验对这一过程进行了演绎，结合所学知识和题干的要求解答即可。视角3 突破易错疑点对DNA复制过程中“第n次”还是“n次”复制 所需某种碱基数量的计算原理不清 已知DNA分子中碱基数，求复制n次与第n次所需某碱基的数目：某DNA分子中含某碱基a个,复制n次，则共需加入含该碱基的脱氧核苷酸为a(2n1)个，因为最初亲代DNA分子做模板不需要原料;但第n次复制时所需
18、含该碱基的脱氧核苷酸为a(2n1)a(2n11)a2n1。对细胞分裂和DNA复制相结合的知识理解不透 1细胞分裂过程中先进行DNA复制。2DNA复制的方式：半保留复制。3图示辨析(连续的两次有丝分裂，4个子细胞的情况)这样来看，最后形成的 4 个子细胞有三种情况：第一种情况是 4 个细胞都是；第二种情况是 2 个细胞是，1 个细胞是，1 个细胞是；第三种情况是二个细胞是，另外 2 个细胞是。(2011年湖北黄冈中学考前预测)若前预测如果将含有1对同源染色体的精原细胞的2个DNA分子都有15N标记，并只供给精原细胞含14N的原料，该细胞进行1次有丝分裂后再减数分裂1次，产生的8个精细胞中(无交叉
19、互换现象中)，含15N、14N标记的DNA分子的精子所占的比例依次是()例3A50%100%B25%50%C25%100%D50%50%【尝试解答】A【解析】根据有丝分裂和减数分裂中染色体和DNA数量的变化规律及DNA分子半保留复制的特点可以判断出：精原细胞进行1次有丝分裂后得到的两个子细胞中的每条染色体均含有一条15N和一条14N的单链，在减数分裂过程中，DNA只复制一次，经过减数第一次分裂后，只有一半的次级精母细胞含有15N标记，而所有的DNA分子都含有14N，所以最终的8个精细胞中有一半含有15N标记，均含14N标记。即时达标训练 本部分内容讲解结束 点此进入课件目录按ESC键退出全屏播放谢谢使用