高三生物一輪復(fù)習(xí)課件第19講-DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制

肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)溫故知新煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)結(jié)論：加熱殺死的S型細(xì)菌含有轉(zhuǎn)化因子結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)結(jié)論：RNA是遺傳物質(zhì)必修二遺傳與進(jìn)化第三章基因的本質(zhì)第二節(jié)DNA的結(jié)構(gòu)DNA的基礎(chǔ)知識(shí)①中文全稱：②組成元素：③基本單位：脫氧核糖核酸C、H、O、N、P脫氧核苷酸

磷酸N含氮堿基腺嘌呤（A）鳥(niǎo)嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）脫氧核糖1′2′3′4′5′【模型建構(gòu)1】:一條脫氧核苷酸鏈

兩條脫氧核苷酸鏈如何構(gòu)成DNA？請(qǐng)小組利用桌上的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型組件，構(gòu)建一條脫氧核苷酸鏈。（3min）磷酸二酯鍵卡文迪什實(shí)驗(yàn)室沃森沃森克里克我能幫你理解生物學(xué)內(nèi)容我能幫你理解晶體學(xué)原理沃森和克里克NPNPNPNPNPNPNPNPNPNP模型一：外：堿基內(nèi)：磷酸-脫氧核糖

×模型二：外：磷酸-脫氧核糖

內(nèi)：堿基√（已知堿基疏水，磷酸基團(tuán)親水，DNA在細(xì)胞內(nèi)處于有水的環(huán)境中）NPNPNPNPNPNPNPNPNPNP堿基如何配對(duì)？腺嘌呤（A）鳥(niǎo)嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）（DNA每一層的間距為3.4埃，而且整個(gè)DNA分子長(zhǎng)鏈的直徑是恒定的）沃森克里克查哥夫我給你們帶來(lái)一條重要信息DNA中，A的量總是等于T的量；G的量總是等于C的量。太感謝了，我想我知道DNA的結(jié)構(gòu)了！【模型建構(gòu)】:

DNA的平面圖形請(qǐng)小組利用桌上的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型組件，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則連接起來(lái)。（2min）DNA的基本單位是脫氧核苷酸，由兩條鏈組成堿基疏水，磷酸基團(tuán)親水，DNA在細(xì)胞內(nèi)處于有水的環(huán)境中DNA每一層的間距為3.4埃，而且整個(gè)DNA分子長(zhǎng)鏈的直徑是恒定的【模型建構(gòu)】:

DNA的平面圖形請(qǐng)小組利用桌上的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型組件，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則連接起來(lái)。（2min）富蘭克林發(fā)現(xiàn)DNA旋轉(zhuǎn)180度后的方向是一樣的Ⅹ√5‘5‘3‘3‘5‘5‘3‘3‘威爾金斯富蘭克林DNA衍射圖譜（X意味著DNA分子是螺旋的）平面結(jié)構(gòu)：CTTGACAGDNA雙螺旋結(jié)構(gòu)：氫鍵5’3’5’3’(1)DNA是由

條

組成的，這兩條鏈按

方式盤旋成

結(jié)構(gòu)。二、DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)兩脫氧核苷酸單鏈反向平行雙螺旋(2)DNA中的

和

交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成

。

排列在內(nèi)側(cè)。脫氧核糖磷酸基本骨架堿基AAATTTGGGGCCCATC二、DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)堿基對(duì)堿基對(duì)氫鍵ATGC嘌呤和嘧啶之間通過(guò)氫鍵配對(duì)，形成堿基對(duì)，且A只和T配對(duì)、C只和G配對(duì)，這種堿基之間的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系就叫做

堿基互補(bǔ)配對(duì)原則AAATTTGGGGCCCATC兩條長(zhǎng)鏈上的脫氧核糖與磷酸交替排列的順序是穩(wěn)定不變的。長(zhǎng)鏈中的堿基對(duì)的排列順序是千變?nèi)f化的。2、DNA分子的特性穩(wěn)定性多樣性在生物體內(nèi)，一個(gè)最短DNA分子也大約有4000個(gè)堿基對(duì)，請(qǐng)計(jì)算DNA分子有多少種？44000AAATTTGGGGCCCATC2、DNA分子的特性①穩(wěn)定性②多樣性③特異性DNA分子堿基對(duì)的排列順序千變?nèi)f化。特定的DNA分子具有特定的堿基排列順序。下圖是DNA分子結(jié)構(gòu)模式圖，用文字填出1—10的名稱。PPPPACTG1234567910胞嘧啶(C)腺嘌呤(A)鳥(niǎo)嘌呤(G)胸腺嘧啶(T)脫氧核糖磷酸脫氧核苷酸氫鍵一條脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈的片段課堂鞏固A1T2T1C1G1G2C2A2A2=T1T2=A1G2=C1C2=G1A=TG=CA+G=T+CDNA堿基互補(bǔ)配對(duì)原則：指DNA分子形成堿基對(duì)時(shí)，A與T配對(duì)，G與C配對(duì)。推論如下：（1）雙鏈DNA分子互補(bǔ)的兩個(gè)堿基數(shù)量相等，即A＝T，C＝G。

提醒：在整個(gè)DNA分子中非互補(bǔ)堿基之和的比值等于1。(2)雙鏈DNA分子中嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)相等，即A＋G＝T＋C（三）DNA堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的相關(guān)計(jì)算(3)在雙鏈DNA分子中，互補(bǔ)堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個(gè)DNA分子中都相等。（或兩互補(bǔ)堿基之和的比值）即：A1+T1=n%=A2+T2

；雙鏈中A+T=n%

A1T2T1C1G1G2C2A2(4)雙鏈DNA分子中，非互補(bǔ)堿基之和所占比例在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)?！具w移訓(xùn)練】下列有關(guān)雙鏈DNA結(jié)構(gòu)的描述中，正確的是 (

)A．質(zhì)粒DNA分子中，每個(gè)脫氧核糖均與兩個(gè)磷酸殘基相連B．DNA每條鏈上的相鄰堿基通過(guò)氫鍵相連，G含量越多，DNA結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定C．核DNA分子中，一條鏈上A∶T∶C∶G＝1∶2∶3∶4，則另一條鏈上A∶T∶C∶G＝4∶3∶2∶1D．已知某核DNA分子一條鏈中，腺嘌呤占該鏈的24%，則另一條鏈中腺嘌呤占該鏈的26%A請(qǐng)根據(jù)DNA的結(jié)構(gòu)，推測(cè)DNA復(fù)制的特點(diǎn)，遵循什么原則？課后任務(wù)DNA以什么方式復(fù)制？【作出假設(shè)】①半保留復(fù)制：(沃森和克里克提出）②全保留復(fù)制：③分散復(fù)制：假說(shuō)演繹法【提出問(wèn)題】（一）DNA的復(fù)制方式1、如何區(qū)分母鏈和子鏈？同位素標(biāo)記法15N標(biāo)記母鏈14N標(biāo)記子鏈2515N、14N是N元素的兩種穩(wěn)定同位素，無(wú)放射性，二者相對(duì)原子質(zhì)量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。背景知識(shí)對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)2、如何將15N、14N標(biāo)記的DNA分開(kāi)呢？密度梯度離心15N/15N14N/14N15N/14N重密度帶輕密度帶中密度帶對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)DNA是全保留復(fù)制DNA半保留復(fù)制DNA分散式復(fù)制15N15N15N15N15N15N15/1514/1415/1415/1415/1415/1414N復(fù)制14N復(fù)制14N復(fù)制14N復(fù)制14N復(fù)制14N復(fù)制【演繹推理】輕鏈中鏈重鏈【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】——同位素標(biāo)記法+密度梯度離心大腸桿菌在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中生長(zhǎng)若干代轉(zhuǎn)移14NH4Cl的培養(yǎng)液中,細(xì)胞分裂一次細(xì)胞分裂兩次提取DNA，離心提取DNA，離心提取DNA，離心實(shí)驗(yàn)證明：DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?2)實(shí)驗(yàn)材料：(3)實(shí)驗(yàn)方法：(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程：證明DNA的半保留復(fù)制大腸桿菌同位素標(biāo)記技術(shù)和離心法

①用15N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)大腸桿菌。

②將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)。

③在不同時(shí)刻收集大腸桿菌并提取DNA進(jìn)行離心。

④記錄離心后試管中DNA的位置。證明DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)報(bào)告DNA的兩條鏈都被15N標(biāo)記分裂

一次提取離心分裂

兩次提取離心提取離心(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：離心后出現(xiàn)_____種DNA帶

①親代的DNA為

②子一代DNA為

③子二代DNA為(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

3

重帶:15N/15N-DNA中帶:15N/14N-DNA中帶:15N/14N-DNA和輕帶:14N/14N-DNA15N/15N-DNA15N/14N-DNA2/215N/14N-DNA2/414N/14N-DNA2/4DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制親代子一代子二代半保留實(shí)驗(yàn)復(fù)制的證據(jù)無(wú)論DNA復(fù)制多少次，含有原來(lái)母鏈的DNA永遠(yuǎn)只有兩個(gè)！212223親代子一代

子

n

代子三代子二代2n······

尋找規(guī)律點(diǎn)撥：DNA復(fù)制的相關(guān)計(jì)算一個(gè)親代DNA連續(xù)復(fù)制n次后，則：（1）子代DNA分子數(shù)：

。2n個(gè)①含15N的DNA分子始終是

。2個(gè)②含14N的DNA分子有

，只含14N的DNA分子有

個(gè)。2n個(gè)（2n－2）（2）子代DNA分子總鏈數(shù)：

。2n×2＝2n＋1條①含15N的鏈?zhǔn)冀K是

條，含14N的鏈數(shù)是

條。2（2n＋1－2）（3）消耗的脫氧核苷酸數(shù)①若親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，則經(jīng)過(guò)n次復(fù)制需要消耗游離的該脫氧核苷酸數(shù)為

個(gè)。m×(2n－1)※探究問(wèn)題一：②第n次復(fù)制需要消耗該種脫氧核苷酸數(shù)為m?2n-1個(gè)解旋→合成子鏈→重新螺旋

DNA復(fù)制的過(guò)程模板：親代DNA的

母鏈原料：游離的四種

。酶：

酶和

酶能量：_____。DNA兩條鏈間期間期1.概念:以_____________為模板,合成子代DNA的過(guò)程。邊解旋邊復(fù)制3.過(guò)程:4.條件：每條脫氧核苷酸解旋DNA聚合ATP堿基互補(bǔ)配對(duì)5.原則：

原則2.時(shí)間:有絲分裂_____、

減數(shù)第一次分裂前的_____。（二）DNA的復(fù)制過(guò)程6.特點(diǎn)：____________。7.意義：使

從親代傳給子代，保持了遺傳信息的

性。8.精確復(fù)制的原因：①雙螺旋結(jié)構(gòu)為其提供

；②

原則保證了復(fù)制準(zhǔn)確進(jìn)行。半保留復(fù)制遺傳信息連續(xù)精確模板堿基互補(bǔ)配對(duì)9.場(chǎng)所：真核生物：原核生物：DNA病毒：細(xì)胞核（主要）、線粒體、葉綠體擬核（主要）、細(xì)胞質(zhì)（如質(zhì)粒）宿主細(xì)胞內(nèi)螺旋在沒(méi)有外來(lái)因素的影響時(shí)，DNA分子復(fù)制也可能發(fā)生差錯(cuò)。（二）DNA的復(fù)制過(guò)程聯(lián)系生活雖然DNA復(fù)制通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)在很大程度上保證了復(fù)制的準(zhǔn)確性，但是，DNA平均每復(fù)制109個(gè)堿基對(duì)，就會(huì)產(chǎn)生1個(gè)錯(cuò)誤。請(qǐng)根據(jù)這一數(shù)據(jù)計(jì)算，約有31.6億個(gè)堿基對(duì)的人類基因組復(fù)制時(shí)可能產(chǎn)生多少個(gè)錯(cuò)誤？這些錯(cuò)誤可能產(chǎn)生什么影響？可能有6個(gè)堿基發(fā)生錯(cuò)誤，產(chǎn)生的影響可能很大，也可能沒(méi)有影響。練習(xí)與應(yīng)用(P56)一、概念檢測(cè)1.DNA復(fù)制是在為細(xì)胞分裂進(jìn)行必要的物質(zhì)準(zhǔn)備。據(jù)此判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）DNA復(fù)制與染色體復(fù)制是分別獨(dú)立進(jìn)行的。（）（2）在細(xì)胞有絲分裂的中期，每條染色體是由兩條染色單體組成的，所以DNA的復(fù)制也是在這個(gè)時(shí)期完成。

（）××2.DNA的復(fù)制保證了親子代間遺傳信息的連續(xù)性。下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是（）A.復(fù)制均在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行

B.堿基互補(bǔ)配對(duì)原則保證了復(fù)制的準(zhǔn)確性C.1個(gè)DNA分子復(fù)制1次產(chǎn)生4個(gè)DNA分子D.游離的脫氧核苷酸在解旋酶的作