《高三生物一轮复习课件第17讲DNA的结构复制及基因的本质.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三生物一轮复习课件第17讲DNA的结构复制及基因的本质.pptx（31页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第第1717讲讲 DNADNA的结构、复制的结构、复制及基因的本质及基因的本质高三生物第一轮复习课件一、学习课标要求，明确核心素养（一）新课标（一）新课标内容要求内容要求DNA是主要的遗传物质，基因是主要的遗传物质，基因的本质的本质DNA的结构和特点的结构和特点DNA复制复制（二）新课标（二）新课标 学业要求学业要求 第第1 1课时课时 第第1 1课时课时 DNA DNA的结构和复制的结构和复制【分析情境分析情境】下图为下图为DNA复制过程图解，据图回答：复制过程图解，据图回答：1.画出含有画出含有4个碱基对的个碱基对的DNA片段平面图，要求含四种脱片段平面图，要求含四种脱氧核苷酸，用红笔标出
2、磷酸二酯键。并说明氧核苷酸，用红笔标出磷酸二酯键。并说明DNA双螺旋结双螺旋结构的要点及其构建的实验依据。构的要点及其构建的实验依据。2.根据根据DNA的结构，分析的结构，分析DNA适于做遗传物质的特点适于做遗传物质的特点。3.在图中标出在图中标出所示结构或物质的名称，并用文字和所示结构或物质的名称，并用文字和箭头写出箭头写出DNA复制的过程。复制的过程。4.据图分析，据图分析，DNA复制的方式和特点是怎样的复制的方式和特点是怎样的？5.关于关于DNA的双螺旋结构和的双螺旋结构和DNA复制，你还可提出哪些问复制，你还可提出哪些问题题？1.画出含有画出含有4个碱基对的个碱基对的DNA片段平面图，
3、要求含四种脱片段平面图，要求含四种脱氧核苷酸，用红笔标出磷酸二酯键。并说明氧核苷酸，用红笔标出磷酸二酯键。并说明DNA双螺旋结双螺旋结构的要点及其构建的实验依据。构的要点及其构建的实验依据。（1）DNA是由两条反向平行的是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成的规则脱氧核苷酸链盘旋而成的规则的双螺旋结构。的双螺旋结构。（2）DNA分子中的脱氧核糖和分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。成基本骨架，碱基排列在内侧。（3）两条链上的碱基通过氢键）两条链上的碱基通过氢键连接形成碱基对，碱基配对有连接形成碱基对，碱基配对有一定规律：一定规律
4、：A一定与一定与T配对；配对；G一定与一定与C配对。配对。DNA结构要点：结构要点：实验证据实验证据富兰克林和威尔金斯富兰克林和威尔金斯的的DNA的的X射线衍射射线衍射图谱图谱查戈夫的碱基数量关查戈夫的碱基数量关系：系：A=T，G=CDNA分子是以四种脱分子是以四种脱氧核苷酸连接而成的氧核苷酸连接而成的长链长链2.根据根据DNA的结构，分析的结构，分析DNA适于做遗传物质的特点。适于做遗传物质的特点。（1）DNA能进行自我复制能进行自我复制：DNA的两条链的碱基遵循碱的两条链的碱基遵循碱基互补配对原则。因此，只要给定一条链的碱基序列，就基互补配对原则。因此，只要给定一条链的碱基序列，就能根据碱
5、基互补配对原则确定另一条链的碱基序列，因此能根据碱基互补配对原则确定另一条链的碱基序列，因此DNA可以进行半保留复制，保持亲子代的连续性。可以进行半保留复制，保持亲子代的连续性。（2）DNA分子结构具有稳定性分子结构具有稳定性：DNA的脱氧核糖和磷酸的脱氧核糖和磷酸交替连接的方式是固定不变的；碱基对之间的氢键等能维交替连接的方式是固定不变的；碱基对之间的氢键等能维持双螺旋结构的稳定性；持双螺旋结构的稳定性；DNA受热不易变性，既使高温使受热不易变性，既使高温使DNA变性，温度降低后也能恢复其结构和功能。变性，温度降低后也能恢复其结构和功能。GC碱基对比例越高，碱基对比例越高，DNA稳定性越稳定
6、性越_，变，变性所需温度越性所需温度越_。高高高高实际实际没有这么多种，因为没有这么多种，因为基因是有遗基因是有遗传效应的传效应的DNA片段，是经过长期自然选择片段，是经过长期自然选择保留下来的保留下来的，不不是是DNA中所有随机碱基序列都属于基因中所有随机碱基序列都属于基因2.根据根据DNA的结构，分析的结构，分析DNA适于做遗传物质的特点。适于做遗传物质的特点。（3）DNA具有多样性和特异性具有多样性和特异性：DNA的碱基排列顺序多的碱基排列顺序多种多样，可以存储大量遗传信息。特定的种多样，可以存储大量遗传信息。特定的DNA具有特定的具有特定的碱基排列顺序，可以储存特定的遗传信息。碱基排列
7、顺序，可以储存特定的遗传信息。（4）DNA可以控制代谢和性状可以控制代谢和性状：DNA储存的遗传信息可储存的遗传信息可以通过碱基互补配对原则传递给以通过碱基互补配对原则传递给mRNA，进一步传递给蛋，进一步传递给蛋白质，指导蛋白质合成，从而控制生物的代谢和性状。白质，指导蛋白质合成，从而控制生物的代谢和性状。（5）DNA可以产生稳定的可遗传变异可以产生稳定的可遗传变异：DNA的碱基对发的碱基对发生增添、缺失或替换，会导致遗传信息发生变化且可以传生增添、缺失或替换，会导致遗传信息发生变化且可以传递给子代。递给子代。若一个基因若一个基因由由n个个碱基对组成，则理论上碱基对组成，则理论上n个碱基对可
8、构成个碱基对可构成多少种基因？实际有多少种基因？实际有这么多种吗这么多种吗？可构成可构成4n种种基因基因3.在图中标出在图中标出所示结构或物质的名称，并用文字和所示结构或物质的名称，并用文字和箭头写出箭头写出DNA复制的过程。复制的过程。解旋酶解旋酶DNA聚合酶聚合酶模板链模板链模板链模板链子链（先导链）子链（先导链）子链（滞后链）子链（滞后链）游离的（鸟嘌呤）脱氧核苷酸游离的（鸟嘌呤）脱氧核苷酸1.解旋解旋（解旋酶、（解旋酶、能量、断能量、断裂氢键）裂氢键）2.合成子链合成子链（DNA聚合酶、聚合酶、游离的脱氧核苷酸、每条游离的脱氧核苷酸、每条母链、碱基互补配对、母链、碱基互补配对、3末端、
9、磷酸二酯键）末端、磷酸二酯键）3.形成子代形成子代DNA（母链（母链和子链盘旋）和子链盘旋）4.据图分析，据图分析，DNA复制的方式和特点是怎样的？复制的方式和特点是怎样的？解旋酶解旋酶DNA聚合酶聚合酶模板链模板链模板链模板链子链（先导链）子链（先导链）子链（滞后链）子链（滞后链）游离的（鸟嘌呤）脱氧核苷酸游离的（鸟嘌呤）脱氧核苷酸方式：方式：特点：特点：半保留复制半保留复制1.边解旋边复制边解旋边复制2.子链延伸方向：子链延伸方向：533.半不连续复制（先导链、滞后链）半不连续复制（先导链、滞后链）4.精确复制：精确复制：DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确独特的双螺旋结构，为复制提供
10、了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能精确地进行。的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能精确地进行。概念概念时间时间场所场所方式方式条条件件模板模板原料原料能量能量酶酶过程过程以亲代以亲代DNA为模板，合成子代为模板，合成子代DNA的过程的过程半保留复制半保留复制解开的解开的DNA的每条链（两条链）的每条链（两条链）四种游离的脱氧核苷酸（四种游离的脱氧核苷酸（dATP、dTTPdGTPdCTP）ATP等等解旋酶（解旋）、解旋酶（解旋）、DNA聚合酶（将脱氧核苷聚合酶（将脱氧核苷酸连接到子链的酸连接到子链的3末端，形成磷酸二酯键）等末端，形成磷酸二酯键）等解旋解旋合成子链合成子链形成子代形
11、成子代DNA细胞增殖物质准备阶段：细胞增殖物质准备阶段：有丝分裂间期或减数有丝分裂间期或减数第一次分裂前的第一次分裂前的间期，原核细胞二分裂过程中。间期，原核细胞二分裂过程中。真核细胞：主要细胞核，细胞质的线粒体、真核细胞：主要细胞核，细胞质的线粒体、叶绿叶绿体；原核细胞体；原核细胞：拟核、：拟核、质粒；病毒：宿主细胞质粒；病毒：宿主细胞特点特点意义意义1.边解旋边复制、边解旋边复制、2.子链延伸方向子链延伸方向53、3.半不连续复制、半不连续复制、4.精确复制精确复制将遗传信息从亲代传给子代，保持遗传信息将遗传信息从亲代传给子代，保持遗传信息的连续性。的连续性。5.关于关于DNA的双螺旋结构
12、和的双螺旋结构和DNA复制，你还可提出哪些问复制，你还可提出哪些问题？题？变式变式训练训练1.结论结论1：不同生物的：不同生物的A/T、G/C、嘌呤、嘌呤/嘧啶比例都为嘧啶比例都为1。原因原因1：不同生物的：不同生物的DNA中中A与与T配对、配对、G与与C配对。配对。结论结论2：不同生物的：不同生物的A/G、T/C比例不同。比例不同。原因原因2：不同生物的：不同生物的DNA碱基排列顺序不同，碱基排列顺序不同，DNA具有多具有多样性。样性。由表一可知：由表一可知：变式变式训练训练1.结论结论3：同种生物不同器官：同种生物不同器官AT碱基对和碱基对和GC碱基对比例基碱基对比例基本相同。本相同。原因
13、原因3：同种生物不同器官的细胞是由受精卵经过有丝分：同种生物不同器官的细胞是由受精卵经过有丝分裂和细胞分化形成，其裂和细胞分化形成，其DNA碱基序列相同。碱基序列相同。结论结论4：不：不同种生物的器官同种生物的器官的的AT碱基对和碱基对和GC碱基对比例碱基对比例不同。不同。原因原因4：不同生物在进化过程中，形成了不同种生物的特：不同生物在进化过程中，形成了不同种生物的特有的有的DNA序列。序列。结论结论5：所有的原核生物和真核生物的：所有的原核生物和真核生物的DNA都由四种相同都由四种相同的脱氧核苷酸（或碱基的脱氧核苷酸（或碱基）组成。组成。原因原因5：所有生物都具有共同的原始祖先：所有生物都
14、具有共同的原始祖先。由表二可知：由表二可知：变式变式训练训练2.真核细胞的真核细胞的DNA复制复制时，时，从多个复制起点从多个复制起点同时进行复制（但开同时进行复制（但开始时间不同），而原始时间不同），而原核细胞的核细胞的DNA复制时复制时只能从一个复制起点只能从一个复制起点进行复制进行复制，因此虽然，因此虽然原核细胞原核细胞复制叉移动复制叉移动速率高于真核细胞，速率高于真核细胞，且原核细胞基因组小且原核细胞基因组小于真核细胞，但真核于真核细胞，但真核细胞染色体细胞染色体DNA整体整体复制速率要比原核细复制速率要比原核细胞快得多。胞快得多。（1）dATP脱去脱去、位上的两个磷酸基团后位上的两个
15、磷酸基团后，成成为为腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸，脱氧核苷酸，是是组成组成DNA的的单体单体之一之一。（2）防止防止RNA分子与染色体分子与染色体DNA的的W基因片段基因片段发生杂交发生杂交（3）解旋解旋（4）DNA酶酶【迁移运用】【迁移运用】9.第第2 2课时课时 DNADNA的结构和复制有关计算、的结构和复制有关计算、同位素标记法的分析同位素标记法的分析、基因基因的本质的本质【方法总结】【方法总结】一一.DNA双螺旋结构和双螺旋结构和DNA复制的计算方法复制的计算方法（1）整个）整个DNA中，中，_；（2）DNA一条链中一条链中A+T=另一条链的另一条链的_，一条链的，一条链的G+C=另一条链的
16、另一条链的_；（3）一个一个DNA复制复制n次，子代次，子代DNA数数=_个，子代个，子代DNA单链数单链数=_条，母链数为条，母链数为_条。条。（4）若）若DNA分子中腺嘌呤数为分子中腺嘌呤数为m，1个个DNA复制复制n次，需次，需要的游离腺嘌呤脱氧核苷酸数要的游离腺嘌呤脱氧核苷酸数=_个，第个，第n次复次复制需要的游离腺嘌呤脱氧核苷酸数制需要的游离腺嘌呤脱氧核苷酸数=_个。个。A=T，G=C，A+G=T+CA+TG+C2n2（n+1）2（2n-1）m（2n-2n-1）m=2n-1m二、推断细胞分裂过程中放射性同位素标记的二、推断细胞分裂过程中放射性同位素标记的染色体数目染色体数目（1）DN
17、A半保留复制：在真核细胞中，复制的两个子代半保留复制：在真核细胞中，复制的两个子代DNA形成两个形成两个_，随姐妹染色单体的分，随姐妹染色单体的分离而分别进入两个子细胞。离而分别进入两个子细胞。（2）同源染色体或姐妹染色单体）同源染色体或姐妹染色单体_分配到两个子细分配到两个子细胞。胞。（3）有丝分裂有丝分裂时时DNA复制一次，细胞分裂复制一次，细胞分裂_次，可次，可连续分裂。连续分裂。减数分裂减数分裂时时DNA复制一次，细胞分裂复制一次，细胞分裂_次，次，不能连续分裂不能连续分裂。姐妹染色单体姐妹染色单体随机随机12二、推断细胞分裂过程中放射性同位素标记的染色体的数二、推断细胞分裂过程中放射
18、性同位素标记的染色体的数目目因此因此：一个细胞的：一个细胞的2n条条染色体染色体被放射性同位素充分标记后，被放射性同位素充分标记后，置于无标记的培养液中培养，第一次有丝分裂中期被标记置于无标记的培养液中培养，第一次有丝分裂中期被标记的染色体数为的染色体数为_条条，后期被标记的染色体数为后期被标记的染色体数为_条，第二次有丝分裂中期被标记的染色体数为条，第二次有丝分裂中期被标记的染色体数为_条，条，后期被标记的染色体数为后期被标记的染色体数为_条条，4个个子子细胞中的被标细胞中的被标记的染色体数为记的染色体数为_条条。进行进行减数分裂时，减数第一次分裂中期有标记的染色体减数分裂时，减数第一次分裂
19、中期有标记的染色体_条，减数第二次分裂后期有标记的染色体数条，减数第二次分裂后期有标记的染色体数_条，条，精细胞中被标记的染色体数为精细胞中被标记的染色体数为_条。条。2n4n2n2n02n2n2nn基因是基因是控制生物性状控制生物性状的遗传物质的的遗传物质的功能单位功能单位和和结构单位结构单位，通常是指有通常是指有遗传效应遗传效应的的DNA片段。对于片段。对于RNA病毒来说，病毒来说，基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的RNA片段。片段。（一）基因的本质（一）基因的本质三、基因的本质三、基因的本质基因可以分为编码蛋白质的基因可以分为编码蛋白质的结构基因结构基因和不编码蛋白质和不编码蛋白质但能
20、但能调节其他基因功能的调节其他基因功能的调节基因调节基因非基因片段非基因片段（二）基因的结构（二）基因的结构在核内加工，去掉内含子，拼接外显子在核内加工，去掉内含子，拼接外显子前体前体RNAmRNA转转录录真核基因转录产物需真核基因转录产物需加工后才能翻译，故加工后才能翻译，故真核真核基因的转录基因的转录和翻和翻译译在时空上分开。在时空上分开。转录转录mRNA原核基因原核基因转录产物可转录产物可直接进行翻译直接进行翻译，因此原核细胞，因此原核细胞基因的基因的转录转录和翻译同时进行。和翻译同时进行。原核基因的原核基因的编码区是连续的编码区是连续的。（三）（三）染色体、染色体、DNA、基因和脱氧核
21、苷酸的关系、基因和脱氧核苷酸的关系基因基因DNA染色体染色体生生物物性性状状脱氧核苷酸脱氧核苷酸染色体是染色体是DNA的的主要载体主要载体一个染色体上有一个染色体上有1个或个或2个个DNA一个一个DNA上有多个基因上有多个基因基因是基因是有遗传效应的有遗传效应的DNA片段片段染色体是基因染色体是基因的主要的主要载体载体一个染色体有一个染色体有多个基因，基多个基因，基因在染色体上因在染色体上呈线性排列呈线性排列决决定定成百上千成百上千成百上千成百上千多个基因1个或个或2个个DNA1个染色体个染色体是基本单位是基本单位是基本单位是基本单位染色体染色体DNA基因基因1.染色体主要由染色体主要由DNA
22、和蛋白质构成，也有少量和蛋白质构成，也有少量RNA2.真核细胞中真核细胞中DNA主要存在于染色体，也有少量存在于细胞质的线主要存在于染色体，也有少量存在于细胞质的线粒体和叶绿体。原核细胞和病毒的粒体和叶绿体。原核细胞和病毒的DNA不存在于染色体不存在于染色体3.基因通常是指有遗传效应的基因通常是指有遗传效应的DNA片段，片段，DNA中有许多非基因片段。中有许多非基因片段。RNA病毒的基因是有遗传效应的病毒的基因是有遗传效应的RNA片段片段。染色体的蛋白染色体的蛋白质、质、RNA染色体染色体DNA线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体DNA、原核细胞、原核细胞核病毒核病毒DNARNA病毒病毒的基因的基因绝
23、大多数生绝大多数生物的基因物的基因DNA的非的非基因片段基因片段7.将蚕豆（将蚕豆（2n=12）幼苗培养在含）幼苗培养在含3H标记的胸腺嘧啶核苷标记的胸腺嘧啶核苷的培养基上一段时间后，染色体都带有放射性，然后将根的培养基上一段时间后，染色体都带有放射性，然后将根移到含秋水仙素的不含放射性的培养基中进行培养。一段移到含秋水仙素的不含放射性的培养基中进行培养。一段时间后将根尖制成装片，观察到一个细胞中时间后将根尖制成装片，观察到一个细胞中有中期染色体有中期染色体数目数目24条。条。（1）秋水仙素的作用是）秋水仙素的作用是_，根移到不含放射性培养基中培养后，根移到不含放射性培养基中培养后DNA复制了复制了_次。次。（2）该细胞中含有放射性的染色体数为）该细胞中含有放射性的染色体数为_条，每个染色体的两个染色单体的放射性情况是条，每个染色体的两个染色单体的放射性情况是_。（3）该实验结果说明）该实验结果说明DNA复制方式是复制方式是_。抑制纺锤体形成，使细胞中染色体数目加倍抑制纺锤体形成，使细胞中染色体数目加倍224一个染色单体有放射性，一个染色单体没有放射性一个染色单体有放射性，一个染色单体没有放射性半保留复制半保留复制谢谢聆听！