2019-2020学年高中生物 第四章 遗传的分子基础 第二节 DNA分子的结构和复制课件 苏教版必

第四章遗传的分子基础第二节DNA分子的结构和复制第四章遗传的分子基础1.DNA分子双螺旋结构及其特点。(重点)2.DNA的复制过程、结果。(重点)3．DNA结构和复制的相关计算。(难点)一、阅读教材P67～69分析DNA分子的结构1．解开DNA分子结构之谜(1)20世纪30年代后期：瑞典科学家们证明了DNA分子是________的。二战后，科学家们用电子显微镜测出DNA分子直径约为2nm。(2)1951年：查哥夫发现________(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于________(C)的量。不对称腺嘌呤胞嘧啶(3)1952年：富兰克琳采用X射线衍射技术拍摄到DNA分子结构的照片，确认DNA分子为______结构，而不是由一条链构成。(4)1953年：______________提出DNA分子的双螺旋结构模型。2.DNA分子的化学组成(1)基本单位：DNA是一种生物大分子，它的基本组成单位是____________。(2)碱基组成：_______(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、_________(T)。螺旋沃森和克里克脱氧核苷酸腺嘌呤胸腺嘧啶3.DNA分子的结构(1)立体结构：DNA分子的立体结构是双螺旋结构。(2)结构特点：①由两条链组成，这两条链按______平行方式盘旋成双螺旋结构。②DNA分子中的__________和磷酸交替连接，排列在双螺旋的外侧，构成基本骨架。③DNA分子两条链上的碱基，通过氢键连接成碱基对，排列在双螺旋的内侧。(3)碱基互补配对原则：________配对；G与C配对。A与T之间形成2个氢键，________之间形成3个氢键。反向脱氧核糖A与TG与CDNA结构的“五、四、三、二、一”五种元素：C、H、O、N、P；四种碱基：A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸；三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基；两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链；一种螺旋：规则的双螺旋结构。4.DNA分子的多样性和特异性(1)多样性：________排列顺序千变万化。(2)特异性：每个DNA分子______________排列顺序，构成了DNA分子的特异性。碱基对碱基对的特定5．设计和制作DNA分子双螺旋结构模型(1)制作原理：DNA的脱氧核苷酸双链反向平行，磷酸与脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。碱基排列在内侧，碱基对通过______连接，碱基互补配对。(2)制作程序：设计制作计划，准备材料→绘出DNA模型的________→制作若干个磷酸、__________、碱基→若干个____________→脱氧核苷酸链→DNA分子的平面结构→DNA分子____________。氢键设计图脱氧核糖脱氧核苷酸双螺旋结构二、阅读教材P70～72分析DNA分子的复制1.概念：以________________为模板合成________________的过程。2.时间：__________________________________。3.场所：主要是________。4.过程(1)复制方式：________复制。(2)复制模板：DNA分子的两条链。亲代DNA分子子代DNA分子有丝分裂间期和减数第一次分裂间期细胞核半保留(3)复制条件①原料：游离的4种____________；②酶：解旋酶和______________等；③能量。5.意义：确保了遗传信息传递的连续性，使细胞得以增殖，使生物种族的繁衍得以延续。脱氧核苷酸DNA聚合酶判一判(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—C，G—T。()×√×√连一连DNA分子的结构及其碱基数量关系DNA分子具有规则的双螺旋结构。结合教材P68～69内容完成以下探究。探究1完善DNA分子的结构层次图并思考下面问题，分析DNA分子的结构脱氧核糖磷酸脱氧核糖核苷酸碱基对氢(1)从DNA的平面结构图中可以看出，和A配对的一定是____，和G配对的一定是____，碱基对之间靠______连接。其中，A—T之间形成____个氢键，G—C之间形成____个氢键。(2)结合教材分析DNA的双螺旋结构①DNA分子是由______链构成的，这两条链按__________方式盘旋成双螺旋结构。②DNA分子中的________________交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；________排列在内侧。③两条链上的碱基通过______连接成碱基对。TC氢键232条反向平行脱氧核糖和磷酸碱基对氢键探究2结合模型制作情况，统计全班同学制得的模型并总结DNA分子的特征(1)制得的不同的DNA分子中脱氧核苷酸的数目有差异，排列顺序多种多样，说明DNA分子具有________。(2)每一种DNA分子都有特定的碱基对排列顺序，说明DNA分子具有________。(3)通过模型观察发现：①位于外侧的基本骨架一定是由磷酸和脱氧核糖交替连接形成的，不会改变；②两条链间的碱基互补配对方式稳定不变。上述两点说明DNA分子在空间结构上是稳定的，即DNA分子具有________。多样性特异性稳定性1．DNA的结构外侧内侧构成方式磷酸和脱氧核糖交替连接，两条主链呈反向平行，有规则地盘旋成双螺旋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，碱基平面之间平行排列位置双螺旋结构外侧双螺旋结构内侧外侧内侧动态变化相对稳定碱基比率和碱基序列可变模型图解2.碱基比例与双链DNA分子的共性及特异性(1)共性：不因生物种类的不同而不同。AT＝TA＝1；GC＝CG＝1；A＋CT＋G＝A＋GT＋C＝1。(2)特异性：A＋TG＋C的值在不同DNA分子中是不同的，是DNA分子多样性和特异性的表现。突破1DNA分子结构1．下图为DNA分子结构示意图，对该图的描述正确的是()A．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架B．④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸C．含腺嘌呤17%的DNA比含胞嘧啶15%的DNA耐热性高D．在DNA分子的一条单链中，相邻的碱基是通过氢键连接的解析：选C。由图可知①是磷酸，②是脱氧核糖，③是含氮碱基胞嘧啶，磷酸和脱氧核糖交替连接构成了DNA分子的基本骨架，故A错误。④不是一个完整的核苷酸，应是和下面的磷酸才构成胞嘧啶脱氧核苷酸，故B错误。A和T之间是2个氢键，而C和G之间是3个氢键，含腺嘌呤17%的DNA含有胞嘧啶33%，故C正确。在DNA分子的一条单链中，相邻的碱基是通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接的，故D错误。突破2DNA双螺旋模型的制作2．如图表示某同学在制作DNA双螺旋结构模型时，制作的一条脱氧核苷酸链，下列表述不正确的是()A．能表示一个完整脱氧核苷酸的是图中的a或bB．图中与每个五碳糖直接相连的碱基只有1个C．相邻脱氧核苷酸之间通过化学键③连接起来D．从碱基上看，缺少的碱基是T解析：选A。图中所示a表示的是一个完整的脱氧核苷酸；图中与五碳糖直接相连的碱基只有1个；③表示的是磷酸二酯键，相邻的脱氧核苷酸通过此键相连接；脱氧核苷酸中的碱基共有4种，即A、G、C、T。“三看法”判断DNA分子结构的正误一看外侧链成键位置是否正确，正确的成键位置在一分子脱氧核苷酸的5号碳原子上的磷酸基与相邻核苷酸的3号碳原子之间；二看外侧链是否反向平行；三看内侧链碱基之间配对是否遵循碱基互补配对原则。DNA分子的复制及其相关计算以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程称为DNA分子复制。结合教材P70最后一段～P72内容完成以下探究。探究1完成科学家实验过程分析，理解DNA分子的复制方式(1)0min取样的试管中是含__________的重链带；20min取样的试管中是含______________________的杂合链带，40min取样的试管中既有含______________________的杂合链带又有含__________的轻链带。(2)由以上结果得出：DNA复制时总是保留一条____链，新合成一条____链，这样的复制方式叫做________复制。15N15N和14N15N和14N14N母子半保留探究2完善下图，理解DNA分子复制过程DNA聚合酶脱氧核苷酸碱基对互补配对子链母链解旋探究1中，随着细菌分裂次数的增多，离心后试管中所含的15N/14N­DNA的数量如何变化？提示：不发生变化。突破1DNA分子复制的实验分析1．细菌在15N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入14N培养基中培养，抽取其子代的DNA经高速离心分离，下图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是()A．第一次分裂的子代DNA应为⑤B．第二次分裂的子代DNA应为①C．第三次分裂的子代DNA应为③D．亲代的DNA应为⑤解析：选A。DNA复制是半保留复制，第一次分裂产生的子代DNA都是一条链含15N，另一条链含14N，应为图②；亲代的DNA的两条链都含15N，应为图⑤；一个亲代DNA分裂两次后共产生4个DNA，其中有两个DNA只含14N，另两个DNA是一条链含15N，另一条链含14N。突破2DNA复制过程2．如图表示真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分析，下列相关叙述错误的是()A．解旋酶能使DNA双链解开，但需要消耗ATPB．DNA分子复制的方式是半保留复制C．DNA分子的复制需要引物，且两条子链的合成方向是相反的D．因为DNA分子在复制时需严格遵循碱基互补配对原则，所以新合成的两条子链的碱基序列是完全一致的解析：选D。由图可知，从解旋酶的参与过程可以看出，解旋酶使DNA双链分开，并且这个过程消耗了ATP，A正确；DNA复制为半保留复制，因为新合成的DNA单链和对应的母链组成了新的DNA分子，B正确；分析图中有引物的参与，两条子链的合成过程的方向是相反的，C正确；DNA的复制中新合成的两条子链分别与母链发生碱基互补配对，说明新合成的两条子链的碱基序列不是一致的，D错误。核心知识小结[网络构建][关键语句]1.沃森和克里克提出DNA分子的双螺旋．．．结构。2.组成DNA分子的碱基有四种：腺嘌呤(A)、鸟嘌呤．．．(G)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶．．．(C)。3.DNA分子具有稳定性、特异性．．．和多样性。4.DNA分子的复制过程是边解旋边复制．．．．．．。5.DNA分子的复制方式是半保留复制．．．．．。6.DNA分子的复制使遗传信息从亲代传给子代，从而确保了遗传信息的连续性．．．。本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放