【三维设计】2012高考生物一轮复习 第三单元 第二讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质课件 必修2

(3)消耗的脱氧核苷酸数 ①若一个亲代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为m·(2n－1)个。 ②复制第n次所需该脱氧核苷酸数为m·2n－1。
2．核酸种类的判断方法 (1)若有核糖，一定为RNA；若有脱氧核糖，一定为DNA。 (2)若含T，一定为DNA；若含U，一定为RNA。所以用放射 性同位素标记T或U，可探知DNA或RNA。若大量利用T， 可认为进行了DNA的合成；若大量利用U，可认为进行 了RNA的合成。
本讲实验——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
内侧 主链上对应碱基以氢键连 接成对， 对应碱基之间互补 (A—T，G—C)配对，碱基 平面之间平行 碱基比率和碱基序列可变
Байду номын сангаас
3．结构特点 (1)稳定性：DNA 中脱氧核糖和磷酸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：DNA 分子中碱基对排列顺序多种多样。 (3)特异性：每种 DNA 有别于其他 DNA 的特定的碱基排列顺序。
如图为真核细胞内某基因(15N标记)的结构示意图， 该基因全部碱基中A占20%。下列说法正确的是 ( )
A．该基因一定存在于细胞核内的染色体DNA上 B．该基因的一条核苷酸链中(C＋G)/(A＋T)为3∶2 C．DNA解旋酶只作于①部位，限制性核酸内切酶只作用于②部位 D．将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA分子占1/8
时间 场所 有丝分裂的 间期和 减数第一次分裂 间期 主要发生在 细胞核 中 DNA的两条链 模板：
条件
原料：游离的4种 脱氧核苷酸 能量：ATP 酶：解旋酶、DNA聚合酶 等
原则
碱基互补配对原则
过程 解旋―→合成 互补 子链―→形成子代DNA分子
特点 ① 边解旋边复制
② 半保留 复制
结果 1个DNA分子―→2个子代DNA分子 意义 确保了亲子代之间 遗传信息 的连续性
(1)五种元素：C、H、O、N、P。 (2)四种碱基：A、T、G、C，相对应四种脱氧核苷酸。 (3)三种物质：磷酸、脱氧核糖、碱基。 (4)两条链：两条反向平行的脱氧核苷酸链。 (5)一种结构：规则的双螺旋结构。
2．空间结构分析 分类 主链 磷酸和脱氧核糖交 构成 替连接，两条主链呈 方式 反向平行，有规则盘 旋成双螺旋 动态 相对稳定 变化 模型 图解
1．有关 DNA 复制的几个问题 (1)复制的场所：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)中也可进行 DNA 复制。 (2)外界条件对 DNA 复制的影响：在 DNA 复制的过程中， 需要酶的催化和 ATP 供能，凡是影响酶活性的因素和影 响细胞呼吸的因素，都会影响 DNA 的复制。
(3)DNA 复制的准确性 ①一般情况下，DNA 能准确地进行复制。 ②特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下， 可能造成碱基配对发生差错，引起基因突变。 (4)DNA 的半保留复制特点：新合成的每个 DNA 分子中， 都保留了原来 DNA 分子中的一条链(模板链)。
2．染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
(3)双链 DNA 分子中， 非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互 为倒数。 A1＋G1 设双链 DNA 分子中，一条链上： ＝m， T1＋C1 A1＋G1 T2＋C2 A2＋G2 1 则： ＝ ＝m，∴互补链上 ＝ 。 T1＋C1 A2＋G2 T2＋C2 m 简记为： “DNA 两互补链中， 不配对两碱基和的比值乘积为 1。 ”
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)重带(密度最大)：15N标记的亲代双链DNA(15N/15N)
(2)中带(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)轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链
2．DNA 碱基的计算 (1)嘌呤总数与嘧啶总数相等，即 A＋G＝T＋C (2)在双链 DNA 分子中， 互补碱基之和所占比例在任意一条链及整 个 DNA 分子中都相等。 设在双链 DNA 分子中的一条链上 A1＋T1＝n%，因为 A1＝T2， A2＝T1，则：A1＋T1＝A2＋T2＝n%。 n%＋n% 所以 A＋T＝A1＋A2＋T1＋T2＝ ＝n%。 2 简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。
3．下列关于基因、遗传信息的描述，错误的是
(
)
A．基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要 载体 B．遗传信息可以通过DNA复制传递给后代 C．互为等位基因的两个基因肯定具有相同的碱基数量 D．遗传信息是指DNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序
解析：基因是具有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状
的结构和功能单位。基因在染色体上呈线性排列，染色体
(3)若含T，A≠T或嘌呤≠嘧啶，则为单链DNA。因为双链DNA
分子中A＝T，G＝C，嘌呤(A＋G)＝嘧啶(T＋C)。
(4)若嘌呤≠嘧啶，肯定不是双链DNA(可能为单链DNA，也可 能为RNA)。但若是细胞中所有核酸的嘌呤≠嘧啶，则可 能既有双链DNA又有RNA。
[特别提醒] ①对真核细胞而言，染色体是基因的主要载体，因线粒体、 叶绿体中也含有基因。 ②无论DNA分子复制几次，母链只有两条，含母链的DNA分 子只有两个。
DNA(14N/14N)。
6．实验结果：与预期的相符。
3．(2009·江苏高考)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
是基因的主要载体。等位基因是通过基因突变产生的，所
以互为等位基因的两个基因不一定具有相同的碱基数量。 答案：C
4．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 A．含有15N的DNA分子占1/8 B．含有14N的DNA分子占7/8 ( )
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：蚕豆根尖细胞的染色体上的DNA分子原来不含3H标记 的胸腺嘧啶脱氧核苷，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后，复制形成的所有DNA分子中一条 链含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷，一条链不含3H标记的胸腺 嘧啶脱氧核苷；在不含放射性标记的培养基中继续培养至分 裂中期，DNA分子一半含放射性，一半不含放射性。 答案：B
解析：据图可知，DNA在复制时给出多个复制起点，但不是 从多个起点同时开始的，这样可以提高复制速率，而且复 制是边解旋边复制当然需要解旋酶。
答案：A
1．(2010·山东高考)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，其染色体的放射性标
2．(2010·上海高考)细胞内某一DNA片段中有30%的碱基为A，
则该片段中 ( )
A．G的含量为30%
C．嘌呤含量为50%
B．U的含量为30%
D．嘧啶含量为40%
2．一个DNA分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多40%，两者
之和占DNA分子碱基总数的24%，则该DNA分子的另一条链 上，胸腺嘧啶占该链碱基数目的 A．28% C．14% B．24% D．44% ( )
1．DNA分子中的有关数量关系 (1)DNA分子中，脱氧核苷酸数∶脱氧核糖数∶磷酸数∶含 氮碱基数＝1∶1∶1∶1。
(2)配对的碱基，A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3
个氢键，C—G对占比例越大，DNA结构越稳定。 (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。
C．消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个
D．产生了16个DNA分子
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)＝600个。 答案：B
三、基因是有遗传效应的DNA片段[判断正误] 1．构成基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相等。 (×) 2．基因是有遗传效应的DNA片段。 (√)
3．不同DNA分子携带遗传信息不同的根本原因在于碱基排 列顺序不同。 (√)
4．DNA的多样性主要取决于碱基排列顺序的多样性。 (√)
1．结构层次
1．DNA 复制中的相关计算 DNA 的复制为半保留复制，一个 DNA 分子复制 n 次， 则有 (1)子代 DNA 分子数为：2n 个
含有亲代链的DNA分子数为：2个 不含有亲代链的DNA分子数为2n－2个
亲代脱氧核苷酸链为：2条 n＋ 1 (2)子代脱氧核苷酸链数为：2 条新合成的脱氧核苷酸链为： 2n＋1－2条
一、DNA分子的结构[判断正误]
1．DNA的两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构。
(×) 2．DNA双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连 接而成的。 3．两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。 (√) (√)
4．DNA上碱基对的形成遵循碱基互补配对原则，即A＝U，G ＝C。 (×)
二、DNA分子的复制[填表]