（必修II）6第三章第二、三、四節：DNA分子的結構、復制與基因【復習目標】概述DNA分子結構的主要特點概述DNA分子的復制舉例說明基因是有遺傳效應的DNA片段說明基因和遺傳信息的關系【重點難點】DNA分子結構的主要特點DNA分子復制的條件、過程和特點基因是有遺傳效應的DNA片段DNA分子具有多樣性和特異性【課程類型】復習課【教學方法】學案導學法【方法導引】采用圖文結合方式加強學生對DNA分子結構的理解借助媒體手段突破DNA復制過程的難點。通過習題來鞏固提高本部分內容的掌握。【學習過程】一、知識鏈接（2min）DNA是主要的遺傳物質的依據：由于絕大多數生物的遺傳物質是，只有一少部分RNA病毒的遺傳物質是所以說。二、知識梳理（一）DNA分子的結構（10min）1.根據前一節的學習我們知道生物的主要遺傳物質是DNA，那么你對DNA了解多少呢？分子的空間結構為，它是由美國生物學家和英國物理學家構建的。分子的模型構建信息：①DNA分子是以（種）為單位連接而成的長鏈，它們分別是、、、。②安排在螺旋外部，安排在螺旋內部的雙鏈螺旋。③腺嘌呤（符號）的量總是等于（符號）；鳥嘌呤（符號）的量總是等于（符號）的結構特點：①整體：DNA分子是由條脫氧核苷酸鏈按方式盤旋成的結構。②外側：DNA分子中的和交替連接，排列在，構成基本骨架。③內側：兩條鏈上的通過連接成堿基對排列在DNA分子的內側，并且堿基配對有一定的規律：A一定與配對（氫鍵）；G一定與配對（氫鍵）。1.有一對氫鍵連接的脫氧核苷酸，已查明它的結構中有一個腺嘌呤，則它的其他組成成分應是：（）A.三個磷酸、三個脫氧核糖和一個胸腺嘧啶B.兩個磷酸、兩個脫氧核糖和一個胞嘧啶C.兩個磷酸、兩個脫氧核糖和一個胸腺嘧啶D.兩個磷酸、兩個脫氧核糖和一個尿嘧啶分子的組成層次：組成元素：組成元素：（4種，即、、、）組成化合物基本單位：基本單位：（種）平面結構：平面結構：空間結構：空間結構：分子的特點：①穩定性：DNA分子結構具有相對穩定性。②：每種生物的DNA分子都有特定的堿基數目和排列順序。③：DNA分子堿基對的數量不同，堿基對的排列順序不同。1.脫氧核苷酸分子中，脫氧核糖的1號碳原子與堿基相連，5號碳原子與磷酸分子相連2.同一條單鏈上相鄰脫氧核苷酸的連接是一分子脫氧核苷酸中脫氧核糖上的3號碳原子與另一分子脫氧核苷酸中的磷酸相連，形成磷酸二酯鍵。與T之間形成兩個氫鍵，G與C之間形成三個氫鍵。4.一個雙鏈DNA分子中，共有2個游離的磷酸基，共有2個脫氧核糖只與一個磷酸基相連，而其它的每個脫氧核糖均連接著2個磷酸基，分別在3號和5號碳位。分子中，同一條鏈中相鄰兩個堿基A---T之間連接的結構是什么？2.DNA分子中，兩條鏈中相鄰兩個堿基A---T之間連接的結構是什么？2.組成DNA結構的基本成分是：（）①核糖②脫氧核糖③磷酸④腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶⑤胸腺嘧啶⑥尿嘧啶A.①③④⑤B.①②④⑥C.②③④⑤D.②③④⑥3.下列關于DNA分子結構的敘述錯誤的是：（）A.每個雙鏈DNA分子含有四種脫氧核苷酸B.每個堿基分子上均連接著一個磷酸和一個脫氧核糖C.每個DNA分子中堿基數=磷酸數=脫氧核糖數D.雙鏈DNA分子中的一段含有40個胞嘧啶，就一定會同時含有40個鳥嘌呤分子結構具有多樣性的原因是（）A.堿基和脫氧核糖排列順序千變萬化B.四種堿基的配對方式千變萬化C.兩條長鏈的空間結構千變萬化D.堿基對的排列順序千變萬化※知識拓展DNA分子中各種堿基比例的計算規律一：根據堿基互補配對原則，在一個DNA分子中A=T、C=G推出+=+,即A+G/T+C=或A+C/T+G=簡記為：a.所有之和等于所有之和。b.雙鏈中，不配對的堿基之和為堿基總數的c.雙鏈DNA中，不配對的兩種堿基之和的比值為規律二：由堿基互補配對原則可知，在一個DNA分子中A1=T2、A2=T1、C1=G2、C2=G1那么當A1+G1/T1+C1=n時，則A2+G2/T2+C2=簡記為：DNA分子一條鏈中的兩個不互補堿基之和的比值是另一條互補鏈中這一比值的。規律三：在一個DNA分子中，若A1+T1/G1+C1=m則A2+T2/G2+C2=,A+T/G+C=簡記為：雙鏈DNA分子中，互補配對的堿基之和在兩條單鏈中所占的比例整個DNA分子中所占比例。規律四：在一個DNA分子中，一條鏈上的腺嘌呤A所占的比例為A1%，另一條鏈上的腺嘌呤A所占的比例為A2%，則整個DNA分子腺嘌呤A所占的比例為簡記為：整個雙鏈DNA分子某種堿基所占百分比等于每條鏈中的由堿基互補配對關系我們可以發現，不同生物的DNA具有共性和特性共性：①A/T=T/A=1②G/C=C/G=1③A+G/T+C=1或A+C/T+G=1(判斷雙鏈的依據)上述比值不因生物種類的不同而不同，即不具有物種特異性。2.特異性：A+T/G+C的比值是無窮的，恰是DNA分子多樣性和特異性的體現。5.從某生物組織中提取DNA進行分析，其中鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數的46%，又知該DNA的一條鏈（H鏈）所含的堿基中28%是腺嘌呤，則與H鏈相對應的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數的：（）%B.24%C.14%D.11%6.如果一個雙鏈DNA中鳥嘌呤占整個DNA堿基的27%，并測得該DNA一條鏈上的腺嘌呤占該鏈的28%，那么另一條鏈上的腺嘌呤占整個DNA分子堿基的比例是？：（）A.9%B.18%C.27%D.28%7.某同學制作的DNA雙螺旋結構模型中，在一條鏈中所用堿基模塊A：C：T：G=1：2：3：4，則該雙螺旋模型中上述堿基模塊的比應為（）A.1：2：3：4，：4：1：2C.1：1：1：1（二）DNA分子的復制（10min）1.科學家對DNA復制的早期推測如何？2.證明假說的實驗證據是什么？復制的過程是怎樣進行的?1.對DNA復制的推測：⑴依據：沃森和克里克構建的結構。⑵假說：復制方式。⑶假說的內容：①解旋：DNA分子復制時，DNA分子的將解開，互補的堿基之間的斷裂。②復制：解開的作為復制的模板，游離的依據原則，通過形成，結合到作為模板的單鏈上。⑷特點：新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的。2.證明假說的實驗證據：⑴實驗材料____________________⑵實驗方法____________________⑶實驗假設：如果DNA是復制，那么離心后應該出現條DNA帶。⑷實驗原理：科學家以含有標記的NH4Cl培養液來培養大腸桿菌，讓大腸桿菌繁殖幾代，再將大腸桿菌轉移到的培養液中。然后在不同時刻收集大腸桿菌并提取DNA，再將提取的DNA，記錄離心后試管中DNA的⑸實驗步驟：①將大腸桿菌在含有標記的NH4Cl培養液中培養若干代。②分離提取DNA，此時DNA分子中含有的N元素為標記的。這種DNA的密度最大，最靠近試管，稱為重帶，如圖：再將大腸桿菌移入含14N的培養液中培養一再將大腸桿菌移入含14N的培養液中培養一代大腸桿菌在含14N的培養液中再培養一代大腸桿菌在含15N的培養液中培養若干代表示含14N的脫氧核苷酸鏈表示含15N的脫氧核苷酸鏈15N提取DNA提取DNA提取DNA15N15N15N15N15N15N繁殖一代繁殖兩代輕帶中帶中帶重帶③將大腸桿菌放在14N標記的NH4Cl普通培養液中，繁殖一代后，將DNA進行離心，得到位于試管中部的帶DNA，此時的DNA中含有N元素的情況是④讓大腸桿菌繼續在14N標記的NH4Cl普通培養液中，繁殖第二帶后，將DNA進行離心，得到帶DNA和帶DNA，此時的輕帶DNA中含有N元素的情況是⑸實驗結論：DNA的復制是一種方式離心處理后，為什么子一代DNA只有雜合鏈帶？8.一個有14N標記的DNA分子，放在沒有標記的環境中培養，復制5次后，標記的DNA分子占DNA分子總數的比例以及標記的鏈占脫氧核苷酸鏈總數的比例分別是：（）101/851/16C.9.某DNA分子復制三次后，所得到的第四代DNA分子中，含有第一代DNA中脫氧核苷酸鏈的條數是：（）B.2C.4D.3.DNA復制的過程：①概念：以為模板合成的過程。②時間：和，是隨而完成的。③場所：主要是在（凡是細胞內有DNA的地方均可復制）真核生物：、、，其中主要場所是原核生物：、（如質粒的復制）病毒：內④過程：解旋：DNA首先利用提供的能量在的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開合成子鏈：以解開的每一段為模板，以游離的四種為原料，遵循原則，在酶等的作用下，各自合成與母鏈的一條子鏈。形成子代DNA：每一條子鏈與其對應的模板鏈盤旋成結構，從而形成個與親代DNA完全相同的子代DNA.⑤條件：模板：原料：能量：酶：適宜的PH和溫度RNA引物⑥特點：a.復制：新合成的每個DNA分子中都保留了原來DNA分子中的一條鏈，這種方式稱為半保留復制。b.⑦結果：一個DNA分子形成個DNA分子⑧意義：使從親代傳給子代，從而保持了的連續性。⑨DNA分子能夠準確復制的原因：分子獨特的提供了精確模板。b.通過保證了復制準確的進行。分子要先解開雙螺旋，才能完成復制，但不等于全部解開再進行復制，它是從多處解開的，即邊解旋邊復制。的解旋：親代DNA分子利用細胞提供的能量，在解旋酶的作用下將氫鍵斷裂，部分雙螺旋解旋為2條平行鏈。氫鍵的形成不需要酶的作用。3.復制的準確性并不意味著復制時毫無差錯，復制過程中生物的遺傳物質也可能發生改變，產生變異現象。10.實驗室內模擬DNA復制所需的一組條件是：（）①有關酶②能量③DNA模板④RNA引物⑤脫氧核苷酸⑥適宜的溫度和酸堿度⑦適宜的光照A.①②③④⑤⑥B.③④⑤⑥C.①②③⑤⑥D.①②④⑤⑦11.下列關于DNA分子復制的敘述中，正確的是：（）分子在解旋酶的作用下，水解成脫氧核苷酸獨特的雙螺旋結構及堿基互補配對原則與DNA準確復制無關C.解旋后以一條母鏈為模板合成兩條新的子鏈D.一條母鏈和一條子鏈形成一個新的DNA分子※知識拓展DNA分子復制有關的計算題規律（4min）1.DNA復制為復制，一個DNA分子復制n次，則形成的子代DNA分子數為個，含有親代DNA鏈的子代DNA分子個，占子代DNA總數的,DNA無論復制多少次產生的子代DNA分子中含有母鏈的DNA分子總數是個，含有母鏈的條數也是條。2.一個DNA分子復制n次，則子代DNA分子脫氧核苷酸鏈數為2n+1條，親代脫氧核苷酸鏈數為2條，新合成的脫氧核苷酸鏈數為條3.一個DNA分子復制n次，復制所需的某脫氧核苷酸為(a表示一個DNA分子中某脫氧核糖核苷酸的數)，第n次復制所需要的脫氧核苷酸數為a(2n-2n-1)12.某DNA共有a個堿基，其中含胞嘧啶m個，則該DNA分子復制3次，需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸為（）（a-m）B.8(a-m)C.7(a/2-m)D.8(2a-m)（三）基因是有遺傳效應的DNA片段（10min）1.基因的本質到底是什么？2.你對DNA中的遺傳信息有何理解？1.基因和DNA的關系：①一個DNA分子上有基因，所有基因的堿基總數DNA分子的堿基總數。②基因的本質。分子中的遺傳信息：①遺傳信息的定義：。②遺傳信息的儲存位置：。③遺傳信息的多樣性：。④遺傳信息的特異性：。3.人類基因組：人類基因組計劃測定的是條染色體（包括）上DNA的堿基序列。其中每條染色體上有個DNA分子，這個DNA分子大約有堿基對，其中，構成基因的堿基數占堿基總數的比例不超過、基因、染色體三者之間的關系怎樣？是生物多樣性和特異性分子的多樣性和特異性的物質基礎。2.某DNA分子有n個堿基對，則DNA分子堿基排列順序有種變化。13.組成DNA的堿基只有4種，4種堿基的配對方式只有2種，但DNA分子具有多樣性和特異性，主要原因是（）分子是高分子化合物B.脫氧核糖結構不同C.磷酸的排列方式不同D.堿基的排列順序不同【反思小結】請寫出你在該部分復習中不解的問題和存在的疑惑，讓我們共同探討，共同進步！_______________________________________________________________________________________________________【綜合提升】1、關于基因的概念錯誤的是（）A、基因是有遺傳效應的DNA片段B、基因是DNA上有一定功能的特異堿基排列順序C、基因是DNA上任意一段D、基因是控制生物性狀的遺傳物質的結構單位和功能單位2、某雙鏈DNA分子中，鳥嘌呤于胞嘧啶之和占全部堿基的54％，其中a鏈的堿基中，22%是腺嘌呤，28％是胞嘧啶，則b鏈中腺嘌呤占該鏈堿基的比例和胞嘧啶占整個DNA分子堿基的比例分別為（）A、24％、13％B、23％、27％C、48％、26％D、22％、28％3、現有一待測核酸樣品，經檢測后，對堿基個數統計和計算得到下列結果：（A+T）：（C+G）=（A+G）：（T+C）＝1。根據此結果，該樣品（）A、無法被確定是脫氧核糖核酸還是核糖核酸B、可被確定為雙鏈DNAC、無法確定是單鏈DNA還是雙鏈DNAD、可被確定為單鏈DNA4、分析某生物的雙鏈DNA，發現腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基的64％，其中一條鏈上的腺嘌呤占該鏈全部堿基的30％，則互補鏈中腺嘌呤占整個DNA分子堿基的比例是（）A、17％B、32％C、34％D、50％5、某DNA分子中含有1000個堿基對（P元素只是32P）。若將DNA分子放在只含32P的脫氧核苷酸的培養液中讓其復制兩次，則子代DNA的相對分子質量平均比原來（）A、減少1500B、增加15006、基因是有遺傳效應的DNA片段，在下面關于遺傳效應說法中，不正確的是（）A、能控制一種生物性狀的表現B、能控制一種蛋白質的生物合成C、能轉錄形成信使RNAD、存在遺傳密碼并決定某種氨基酸7、具有A個堿基對的一個DNA分子片段，含有m個腺嘌呤，該片段n次復制需要多少個游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸（）A、（2n-1）(A-m)B、2n-1(A-m)C、（2n-1）（A/2－m）D、2n（A/2－m）8、某DNA分子中的一條鏈(A+G):(T+C)=2，這種比例在其互補鏈和整個DNA分子中分別是（）A、都是2B、和2C、9、一雙鏈DNA高分子，在復制解旋時，一條鏈上的G變成C，則DNA經n次復制后，發生差錯的DNA占（）A、1/2B、1/2n-1C、1/2n10絕大多數生物的遺傳信息儲存在（）A、蛋白質中B、DNAC、線粒體D、核糖體11、對染色體、DNA基因三者關系的敘述中錯誤的時（）A、每條染色體上含有一個或兩個DNA，DNA分子上含有多個基因B、都能復制、分離和傳遞，且三者行為一致C、三者都是生物細胞的遺傳物質D、生物的傳種接代中，染色體的行為決定著DNA和基因的行為12、碗豆的高莖基因（D）與矮莖基因（d）本質上的區別（）A、所含有的性狀不同B、所存在的遺傳密碼不同C、在同源染色體上存在的位置不同D、4種脫氧核苷酸的排列順序不同14、赫爾希通過T2噬菌體侵染細菌的實驗證明DNA是遺傳物質，實驗包括4個步驟：①培養噬菌體；②32P和35S標記噬菌體；③放射性檢測；④離心分離。實驗步驟的先后順序為（）A、①②④③B、④②①③C、②①④③D、②①③④15、在“噬菌體侵染細菌”的實驗中，如果放射性同位素主要分布在離心管的沉淀物中，則獲得侵染噬菌體的方法是（）A、用含35S的培養基直接培養噬菌體B、用含32P的培養基直接培養噬菌體C、用含35S的培養基培養細菌，再用此細菌培養噬菌體D、用含32P的培養基培養細菌，再用此細菌培養噬菌體16、噬菌體侵染細菌的實驗不能證明（）①DNA分子結構的相對穩定性②DNA能自我復制，使前后代保持一定的連續性，穩定性③DNA能指導蛋白質的合成④DNA能產生可遺傳變異⑤DNA是遺傳物質⑥DNA是主要的遺傳物質A、①②③④B、②③⑤C、①④⑥D、④⑥17、關于基因、DNA和染色體的正確敘述是()A．DNA分子只存在于染色體上 B．每個染色體只含有一個DNA分子C．DNA分子只含有一個基因 D．基因不同，其脫氧核苷酸序列不同18.噬菌體侵染細菌并釋放子代噬菌體的正確順序是（）A．①②③④⑤ B．②⑤③①④ C．⑤②③④① D．⑤②①③④19、一雙鏈DNA分子，在復制解旋時，一條鏈上的G變成C，則該DNA分子經n次復制后，發生差錯的DNA占()A．1／2B．1／（2n-l）C．1／2nD．120、等位基因中，不同基因控制著不同性狀（如豌豆中，基因D控制高莖，基因d控制矮莖），這是因為（）A．合成蛋白質的場所不同B．等位基因分離的結果C．脫氧核苷酸的排列順序不同D．個體發育過程不同21、DNA是主要的遺傳物質，在綠色植物的細胞內，它分布在（）A．細胞核、細胞質基質 B．細胞核、葉綠體、線粒體C．細胞核、核糖體、線粒體 D．細胞核、內質網、葉綠體22、下列有關DNA復制的敘述，正確的() A．DNA分子在解旋酶的作用下水解為脫氧核苷酸B．在復制過程中，復制和解旋是同時進行的C．解旋后以一條母鏈為模板合成兩條新的子鏈D．兩條新的子鏈通過氫鍵形成一個新的DNA分子23、從分析某DNA分子的成份得知，含有胸腺嘧啶脫氧核苷酸20％，其數目為400個。那么該DNA分子中有C—G堿基對是()A．600B．1200C．1000D．200024、保證準確無誤地進行DNA復制的關鍵步驟是（）A．解旋酶促使DNA的兩條互補鏈分離B．游離的脫氧核苷酸與母鏈堿基互補配對C．配對的脫氧核苷酸之間連接成與母鏈互補的子鏈D．模板母鏈與互補子鏈盤繞成雙螺旋結構25、下列關于基因的敘述中正確的是（）A．基因就是DNAB．基因全部位于細胞核中C．煙草花葉病病毒中也存在基因D．DNA上任意一段都表示基因26、根據DNA分子結構模式圖回答下列問題：（1）寫出①——⑥的名稱：①；②；③；④；⑤；⑥（2）分析這種結構的主要特點：①構成DNA分子的兩條鏈按方式盤旋成雙螺旋結