高三生物基础复习 第三单元 DNA分子的结构、复制和与基因的关系课件 新人教版必修2

过程。DNA分子的复制实质上是遗传信息的复制。 2．DNA复制的时间、场所
(1)细胞核中的DNA复制
细胞核中DNA复制的场所都是在细胞核中，无丝分裂中DNA分
子复制发生在无丝分裂之前；有丝分裂中DNA复制的时间是有丝
分裂间期；减数分裂中DNA的复制时间是减数第一次分裂前的间 期。
2019/2/6
(2)细胞质中的DNA复制 细胞质中的DNA复制主要指线粒体和叶绿体中的DNA分子复制， 这些DNA分子复制的时间不固定。 (3)原核生物：主要在拟核；病毒：在活的宿主细胞内。
2019/2/6
变式题 不正确的是(
下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法， )A
A．在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷
酸基和一个碱基
B．基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有 成百上千个基因 C．一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱 氧核苷酸的排列顺序决定的
说，其主要内容是：
(1)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。
2019/2/6
(2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接。排列在外侧，构 成骨架；碱基排列在内侧。 (3)两条长链上的碱基通过氢键连接成碱基对，按碱基互补 配对原则形成碱基对，即A与T配对，G与C配对。
3．碱基互补配对原则
子有2n－1个，所以需要新合成的DNA分子数是2n－2n－1＝2n－1。
[说明]注意DNA分子复制与噬菌体侵染细菌实验的联系。例如用3H 标记的噬菌体n个，侵染大肠杆菌，在普通培养基中培养一段时间后，统 计得知培养基中共有噬菌体后代m个，则此时培养基中含被标记的噬菌体 比为2n/m。
2019/2/6
在双链 DNA 中(注意：单链DNA或DNA单链中不符合)最基本的公 ．． ． ． ． 式：A＝T、G＝C。有下列规律： 规律一：DNA双链中两互补链的碱基数相等，任意 两不互补的碱基之和相等，占DNA中碱基数的50%。
2019/2/6
2019/2/6
即：A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝50%，(A＋G)/(T＋C)＝(A＋C)/(G ＋T)＝1。 规律二：DNA双链中的一条单链上(A＋G)/(T＋C)的值与另一条互 补链上(A＋G)/(T＋C)的值互为倒数关系，在DNA中此比值为1。(A＋ C)/(T＋G)的值亦如此。即：若 A1＋G1 A2＋G2 ＝k，则 ＝1/k。 T1＋C1 T2＋C2
(2)基本组成单位：脱氧核苷酸。每个脱氧核苷酸分子均含一分子磷酸、一分子
脱氧核糖和一分子含氮碱基。不同的脱氧核苷酸分子只有含氮碱基不同，含氮碱基的 种类是四种：A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)、T(胸腺嘧啶)；据此脱氧核苷酸分
为腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸
四种。脱氧核苷酸结构如图：
2019/2/6
(3)DNA分子是由许多个脱氧核苷酸通过聚合方式相互连接 形成脱氧核苷酸长链(脱氧核苷酸之间通过形成磷酸二酯键连 接)，每个DNA分子含两条脱氧核苷酸长链。
2019/2/6
2．DNA双螺旋结构模型(见图19－3) 1953年，美国生物学家沃森和英国物理学家克里克提出DNA分子的双螺旋结构学
2019/2/6
4．DNA分子复制的基本条件： (1)模板：解旋后的DNA分子的两条单链； (2)原料：周围游离的脱氧核苷酸； (3)能量：ATP水解提供 (4)酶：指一个完整的酶系统，包括很多种酶，如DNA解旋酶、DNA聚合酶 等。
除了以上的条件外，还需相对稳定的细胞内部条件以保证酶的活性，如：
D．染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个
DNA分子
2019/2/6
[解析] 在单独存在的脱氧核苷酸中，与脱氧核糖直接相 连的一个磷酸基和一个碱基，但是在DNA分子中与脱氧核糖 相连的是一个碱基和两个磷酸基，所以A错。
2019/2/6
►
探究点二 有关DNA分子的复制和计算 1．DNA分子复制的概念 DNA分子复制指的是以亲代DNA分子为模板来合成子代DNA的
＝600个，选项中A、C、D正确，B错误。
2019/2/6
►
探究点三 DNA半保留复制的特点及其应用 1．对DNA分子复制的推测
沃森和克里克发表了DNA双螺旋模型之后不久，于同年又紧
接着发表了DNA半保留复制的假说：DNA分子复制时，DNA分子的 双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链作 为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过 形成氢键，结合到作为模板的单链上。由于新合成的每个DNA分
变式题
【2011·宣汉模拟】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
续复制四次。其结果不可能是( B ) A．含有15N的DNA分子占1/8 B．含有14N的DNA分子占7/8 C．复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个
D．复制结果共产生16个DNA分子
子代DNA分子的比例为2/2n；不含亲代DNA单链的子代DNA数是2n－2个。
(2)若DNA分子中含某种碱基a个时，则： ①复制n次，需要从环境中获得合成DNA的原料，即含该种碱基的 脱氧核苷酸(或碱基)的数目为a×(2n－1)；注意原来的亲代DNA分子是 作为模板，不需要合成。
2019/2/6
②第n次复制时，需要从环境中获得合成DNA的原料， 含该种碱基 的脱氧核苷酸(或碱基)的数目为a×2n－1。注意第n次复制时，模板DNA分
2019/2/6
碱基互补配对
双螺旋结构
间期 两条母链 ATP
减数分裂第一次分裂
解旋酶
2019/2/6
边解旋边复制
双螺旋结构
碱基互补配对原则
2019/2/6
遗传效应
遗传信息
特定的排列 DNA
2019/2/6
第19讲 │ 要点探究
► 探究点一 DNA分子的结构
1．DNA分子的化学组成 (1)组成元素：C、H、O、N、P
4．DNA分子的结构特点 (1)稳定性：DNA分子的稳定型主要表现在两个方面，一是 基本骨架(外侧的磷酸和脱氧核糖相间排列)比较稳定；二是内 侧的碱基对通过氢键连接；
(2)多样性：DNA分子的多样性是由碱基对的排列顺序的多
样性决定的；n个碱基对可以构成4n种DNA分子。
2019/2/6
(3)特异性：DNA分子的特异性是指每一个特定的DNA分子都 有自己特定的碱基对排列顺序，控制特定性状的DNA分子中碱基 排列顺序是稳定不变的。如控制合成唾液淀粉酶的基因中，不论
3．DNA复制的过程：边解旋边复制(图19－5)
2019/2/6
2019/2/6
(1)解旋提供准确模板：亲代DNA在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链 解开，形成两条母链(模板链)。解旋是使两条链之间的氢键断裂，需ATP提供 能量。 (2)合成互补子链：以解开的两条母链为模板，以周围环境中游离的脱
通过磷酸二酯键相联系的，一个分子的脱氧核苷酸的磷酸基
与另一个脱氧核苷酸分子的脱氧核糖(第三个碳原子上基团) 形成磷酸二酯键，A、C错。
2019/2/6
[点评] 本题要求学生掌握DNA分子中磷酸和脱氧核糖的 连接方式，帮助学生理解DNA双螺旋结构模型。下面的变式 题主要考查DNA、基因、染色体之间的关系。
子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式
被称做半保留复制。
2．DNA半保留复制的实验证据
2019/2/6
1958年梅赛尔(Meselson)和斯特尔(Stahl)的实验 首次有力地支持了半保留复制方式。他们先将大肠杆菌放在 15NH4C1培养基中生长，使几乎所有的DNA都被15N标记后，再将 细菌移到只含有14NH4Cl的培养基中培养。随后，离心。由于14N
第三单元 DNA分子的结构、复制和与基因的 关系
2019/2/6
第19讲 │ 考点整合
脱氧核苷酸 五碳糖(脱氧核糖) 含氮碱基
2019/2/6
双螺旋结构模型
2019/2/6
氢键形成碱基对
具有稳定的直径
A 、T 、G 、C
2019/2/6
反向平行 碱基
2019/2/6
大肠杆菌 同位素示踪法
半保留复制
例2
图19－6为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，
)A
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
2019/2/6
[解析] 本题通过信息考查与DNA复制相关知识。从图中能看出各子链长短不同， 复制并不同时开始，所以A不对。图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的，真核生物
规律三：DNA双链中，一条单链上(A＋T)/(G＋C)的值与另一条互 补链上(A＋T)/(G＋C)的值相等，与DNA中(A＋T)/(G＋C)的值相等。 即：若 A＋T A1＋T1 A2＋T2 ＝k，则 ＝ ＝k。 G＋C G1＋C1 G2＋C2
2019/2/6
规律四：一条链中任意两互补碱基之和占该单链的比例等于DNA双 链中该两种碱基之和占碱基总数的比例。即：若A＋T＝a%，则A1＋T1 ＝ A2＋T2＝a%；若G＋C＝b%，则G1＋C1＝G2＋C2＝b%。[或表示为(G＋C)1＝ (G＋C)2＝(G＋C)DNA＝(G＋C)RNA]。
DNA分子复制过程需要解旋酶，DNA聚合酶等参与。这种半保留复制的模式不仅保持
前后代的稳定性，每次复制都可产生两个DNA分子，提高了效率。
[点评] 本题通过图像信息考查学生对DNA复制的理解，帮助学生理解DNA复制过 程及特点，而下面的变式题主要从与DNA分子复制相关的计算方面设题。
2019/2/6
是哪个人，这段DNA分子中碱基排列顺序是稳定不变的。
[说明]
(1)从碱基对比例的角度看，决定DNA分子特异性的是A＋T/G
＋C 。 (2)A—T间有两个氢键，G—C间有三个氢键，所以G—C的比 例越高，DNA分子越稳定。
2019/2/6
(3)核苷酸形成DNA或者RNA时要脱去水分子，n个核苷酸形成 DNA双链时脱去(n－2)个水，在形成单链RNA时，脱去(n－1)个水。 (4)DNA分子多样性和差异性主要表现在碱基的排列顺序千变
2019/2/6
[解析] 由于DNA的复制是半保留复制，经过四次复制形成16
个DNA分子，有2个DNA分子中一条链含有15N，另一条链含有 14N，其余14个DNA分子两条链全部含有14N，该DNA分子中含 有胞嘧啶60个，由此计算出含有鸟嘌呤60个，腺嘌呤和胸腺嘧啶 各有40个，复制四次需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为40×(24－1)
氧核苷酸为原料，在DNA聚合酶的作用下，按照碱基互补配对原则，合成与母
链互补的两条子链。 (3)子母链结合形成新DNA分子：在DNA聚合酶的作用下，随着解旋过程
的进行，新合成的子链不断地延伸，同时每条子链与其对应的母链互相盘绕成
双螺旋，解旋完即复制完，形成新的DNA分子，这样一个DNA分子就形成了两个 完全相同的DNA分子。
万化上，而不是核苷酸和碱基的种类。若一DNA分子由n个碱基对
构成，则可代表的遗传信息有4n种(注：n是碱基对的数量)。
2019/2/6
例1
【2010·长沙模拟】图19－4是四位同学制作的DNA分
子结构模型，其中正确的是(
) B
2019/2/6
[解析] 构成DNA分子的基本结构单位是脱氧核苷酸，每 分子的脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子的脱氧核糖和一分 子的含氮碱基组成，磷酸是连接在脱氧核糖的第五位碳原子 上，碱基是连接在第一位碳原子上，D错。脱氧核苷酸之间是
DNA分子通过复制，使遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息
的连续性。 8．DNA分子复制的准确性取决于： (1)DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；
201ห้องสมุดไป่ตู้/2/6
(2)严格按照碱基互补配对原则，因此能确保复制精确的完成。
9．与DNA分子复制相关的计算：
(1)DNA分子连续复制n次，可以形成2n个子代 DNA分子，且含有亲代的DNA单链的子代DNA分子数是2个，占所有
一定的温度、pH等。 5．DNA复制的特点：
(1)边解旋边复制；
2019/2/6
(2)半保留复制：即在子代双链中，有一条是亲代原有的链，另一 条(子链)则是新合成的，保留了亲代DNA分子的一半(其中一条链)。
6．DNA复制结果：一个亲代DNA分子形成了两个完全相同的子代DNA
分子。 7．DNA复制的意义：