DNA分子的结构和复制、基因概念
2023届高三一轮复习课件:DNA的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA片段

DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题
P152题2.蚕豆根尖细胞(2n=12)在含3H标记的胸腺嘧啶
脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期,然后在不含
含有15N,则可说明DNA的复制为半保留复制×
例3:有15N标记的一个DNA分子放在含有14N的
培养基中复制三次,则含15N的DNA分子占全
部DNA分子的比例和占全部DNA分子单链的比
例依次是( A )
A. 1/4 、1/8
B. 1/2、1/4
C. 1/4 、1/16
D. 1/8、1/8
归纳:
①若以被同位素标记的DNA分子的两条链为 模板,复制n次后,标记的DNA分子占_2_/_2_n_, 标记的DNA单链DNA分子中含A有P个,占全部碱基数
的20%,则该DNA分子中的G有__1__.5_P___个;
例2.下列是一组有关双链DNA分子中含氮碱基的 问题,请回答: (1)一条链中(A+T)/(C+G)=0.4,互补链中的 此值是___0_.4____,DNA双链中此值是____0_.4___ 。 (2)一条链中(A+C)/(T+G)=0.4,互补链中的 此值是___2_.5____,DNA双链中此值是____1____。
一分子_含__氮__碱__基_ →A、T、G、C
脱氧核苷
脱氧核苷酸
脱水缩合形成磷酸二酯键
单链
磷酸 脱氧核糖
→氢键
碱基
氢键
A TG C
分析DNA分子结构图像: 5'
3'
P147有改动
基因的概念和结构

基因的概念和结构基因是生物体内控制生物遗传性状的基本单位,是生物遗传信息的承载体。
基因可以看作是DNA分子上的一个特定区域,它包含了一系列的遗传信息,这些遗传信息指导并决定了生物体的形态、生理和行为特征。
基因的结构非常多样化,不仅在各个物种之间存在差异,而且在同一物种的不同个体中也可能存在差异。
下面将从DNA的结构、基因的组成和基因的功能几个方面详细介绍基因的概念和结构。
首先,DNA分子是生物体内的遗传物质,它以双螺旋的形式存在,由四种核苷酸(腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和酸嘌呤)按照一定的序列组成。
DNA的双螺旋结构由两条互补的链组成,核苷酸通过互补配对连接在一起。
腺嘌呤和胞嘧啶之间通过三个氢键连接,鸟嘌呤和酸嘌呤之间通过两个氢键连接。
这种互补配对规则使得DNA的两条链具有相同的序列信息,一个链上的碱基序列可以唯一确定另一条链上的碱基序列。
基因是DNA上特定区域的遗传单位,基因由若干个外显子和内含子组成。
外显子是具有编码功能的DNA片段,它们被转录成mRNA,并进一步翻译成蛋白质,蛋白质是生物体内的重要功能分子。
而内含子则是在转录过程中被剪接掉的DNA片段,它们不参与编码过程。
除了外显子和内含子外,基因还包含有启动子和终止子等调控元件。
启动子是位于基因前端的DNA序列,它能够结合转录因子,促进转录过程的开始。
终止子则位于基因尾端,它指示转录过程的结束。
基因的外显子和内含子以及调控元件共同组成了基因的结构。
基因的功能是通过编码蛋白质来实现的。
DNA的两条链在转录的过程中,通过互补配对规则,构成一条mRNA链。
mRNA链被核糖体翻译成具有特定氨基酸序列的多肽链,最终折叠成特定的蛋白质结构。
蛋白质通过它们的结构和功能来决定生物体的形态和生理特征。
例如,酶是生物体内的催化剂,它们能够促进化学反应的发生;激素是生物体内的信号分子,它们能够调节生物体的生长和发育。
基因的功能既包括遗传信息的传递,也包括蛋白质的合成和调节。
DNAA分子的结构和复制

答案:B
1.对基因本质的理解 (1)从结构上看 ①基因是DNA上一个个特定的片段,一个DNA分子上有许 多个基因。 ②基因与DNA结构一样,也是由四种脱氧核苷酸按一定顺 序排列而成的,也是双螺旋结构。
④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。 设双链DNA分子中,一条链上: 则: =m,∴互补链上 = m,
简记为:“DNA两互补链中,不配对两碱基和的比值乘积
为1。”
2.DNA复制的有关计算 (1)DNA不论复制多少次,产生的子代DNA分子中含母链的 DNA分子数总是2个,含母链也总是2条。 (2)复制n代产生的子代DNA分子数为2n,产生的D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分子的脱氧核甘酸的排列顺序
[课堂笔记] 选 C
基因是具有遗传效应的DNA片段,是控
一、DNA分子的结构
1.DNA双螺旋结构特点 (1)两条链 反向平行 盘旋成双螺旋结构。 (2) 脱氧核糖 和磷酸 交替连接,排列在外侧,构成基本骨 架; 碱基 排列在内侧。 (3)两条链上的碱基通过 氢键 连接成碱基对。
2.碱基互补配对原则
A(腺嘌呤)一定与 T(胸腺嘧啶) 配对;G(鸟嘌呤)一定与
否定”等。
2.观察变量的确定
因变量与观察变量有时是不同的,对于因变量不能直接
观察的,应该通过相应手段转换,将因变量间接展现出 来,便于观察。如细胞分裂中染色体可以通过染色、借 助显微镜观察,呼吸强度可通过测定密闭装置中气压变 化来表现等。
2022新高考 一轮复习 人教版DNA的结构、复制及基因 教案

第18讲DNA的结构、复制及基因[目标要求] 1.概述DNA分子结构的主要特点。
2.概述DNA分子的复制。
3.理解基因的概念。
考点一DNA的结构及相关计算1.DNA的双螺旋结构特点(1)DNA是由两条单链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
DNA的一条单链具有两个末端,一端有一个游离的磷酸基团,称作5′-端,另一端有一个羟基(—OH),称作3′-端,两条单链走向相反,一条单链是从5′-端到3′-端的,另一条单链是从3′-端到5′-端的。
(2)DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;碱基排列在内侧。
(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对具有一定规律:A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对,G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。
碱基之间的这种一一对应的关系,叫作碱基互补配对原则。
2.DNA 中的碱基数量的计算规律设DNA 一条链为1链,互补链为2链。
根据碱基互补配对原则可知,A 1=T 2,A 2=T 1,G 1=C 2,G 2=C 1。
(1)A 1+A 2=T 1+T 2;G 1+G 2=C 1+C 2。
即:双链中A =T ,G =C ,A +G =T +C =A +C =T +G =12(A +G +T +C)。
规律一:双链DNA 中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数,任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。
(2)A 1+T 1=A 2+T 2;G 1+C 1=G 2+C 2。
A 1+T 1N 1=A 2+T 2N 2=A +T N(N 为相应的碱基总数), C 1+G 1N 1=C 2+G 2N 2=C +G N。
规律二: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,简记为“补则等”。
(3)A 1+C 1T 1+G 1与A 2+C 2T 2+G 2的关系是互为倒数。
规律三:非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数,简记为“不补则倒”。
DNA分子结构与复制及基因概念2012.12.12

例如:已知某个DNA分子中, A=32%,其中 一 条单链中A占该链总碱基数的比例为24%, 则其互补链中A 所占的比例应为 40% 。
第二类 DNA分子复制中的有关计算
1、某DNA分子经复制n次后,所得的子代DNA数为2n 2、由n对碱基对组成的DNA分子的种类有4n种(注意 在不考虑DNA分子中每种碱基比例关系的情况下)
DNA
记忆口诀:空间结构双螺旋,糖酸成链两相间,
碱基配对靠氢键,A-T、G-C必相连
7、DNA分子的特性(见导学70页)
1.稳定性:DNA分子两条长链上的脱氧核糖与 磷酸交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配 对的方式是稳定不变的,从而导致DNA分子的稳 定性。
2.多样性:DNA分子中碱基相互配对的方式虽 然不变,但长链中的碱基对的排列顺序是千变 万化的。如一个最短的DNA分子大约有4000个碱 基对,这些碱基对可能的排列方式就有 44000≈102408种。实际上构成DNA分子的脱氧核苷 酸数目是成千上万的,其排列种类几乎是无限 的,这就构成了DNA分子的多样性。
中带
实验步骤: (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。
三、一半关系
1、两类不互补的碱基之和占整个DNA分子中总碱基 数的一半。 则:A+G = T+C = A+C = T+G = 50% 2、整个DNA分子中某一种碱基所占总碱基的比例等于 该种碱基在每一单链中所占比例的和的一半。则: A/(G+C+A+T)=1/2[A1/(G+C+A+T)1+A2/(G+C+A+T)2]
必修2第三章第2-4节DNA的结构、复制以及基因与DNA的关系

必修2第三章第2-4节DNA的结构、复制以及基因与DNA的关系年级⾼⼆学科⽣物版本⼈教新课标版课程标题必修⼆第三章第2-4节DNA的结构、复制以及基因与DNA的关系编稿⽼师马学春⼀校黄楠⼆校林卉审核于泗勇⼀、学习⽬标:1. 掌握DNA分⼦的基本单位、核苷酸的种类、碱基的种类、元素的种类;DNA分⼦的平⾯结构和空间结构;碱基互补配对原则。
2. 概述DNA分⼦的复制。
3. 说明基因是有遗传效应的DNA⽚段。
⼆、重点、难点:重点:DNA分⼦结构;DNA分⼦复制的条件、过程和特点;基因与DNA的关系,DNA 分⼦的多样性和特异性。
难点:DNA分⼦结构的主要特点;DNA分⼦复制的过程;遗传信息多样性的基础。
三、考点分析:内容要求DNA分⼦结构的主要特点ⅡDNA中遗传信息的多样性Ⅱ基因与DNA的关系ⅠDNA分⼦复制的过程Ⅱ在⾼考中,常将DNA分⼦的结构与细胞分裂、变异等内容综合在⼀起出题考查,这种⽅式是对DNA知识考查的新⽅向。
但考查的基础仍然是分⼦结构的特点,及DNA分⼦复制过程中的原料等知识。
同学应该注重基础,深⼊理解,以不变应万变是化解难度、解决问题的关键。
⼀、DNA分⼦的结构:1. 两条长链反向平⾏盘绕形成规则的双螺旋结构(1)两条长链反向平⾏。
(2)外侧为脱氧核糖与磷酸交替排列,形成基本⾻架。
(3)内部为碱基互补配对。
碱基之间的配对⽅式:A与T配对,G与C配对。
(A—T、G—C,且AT间两个氢键连接,CG间三个氢键连接)2. 结构特点:①稳定性:DNA分⼦的两条长链上的脱氧核糖与Pi交替排列的顺序和两条长链之间碱基互补配对的⽅式是稳定不变的,从⽽导致了DNA分⼦的稳定性。
②多样性:DNA分⼦中的碱基相互配对原则不变,但碱基对的排列顺序千变万化(例:4种),构⼀个最短的DNA分⼦⼤约有4000个碱基对,这些碱基对可能的排列⽅式就有4000成了DNA分⼦的多样性。
③特异性:每个DNA分⼦都具有特定的碱基排列顺序,这就构成了DNA分⼦的特异性。
备考2023高考生物一轮复习:DNA的结构和复制基因通常是有遗传效应的DNA片段(共65张PPT)

角度一、DNA的复制过程及实验证据分析 考向探究 考向1DNA的复制过程及特点 1.(2022江苏质量检测)如图为真核细胞DNA复制过程示意。据下图分析, 下列相关叙述错误的是( ) A.由图示得知,子链是沿着一定方向延伸的 B.合成两条子链时,DNA聚合酶移动的方向 是相反的 C.细胞内的DNA复制场所有细胞核、叶绿 体、线粒体 D.解旋需解旋酶及DNA聚合酶的催化, 且需要消耗ATP
出的结论是( )
DNA来源 大肠杆菌 小麦 鼠
猪肝 猪胸腺 猪脾
(A +T ) (C +G )
1.01
1.21 1.21 1.43 1.43 1.43
A.猪的DNA结构比大肠杆菌DNA结构更稳定一些 B.小麦和鼠的DNA分子所携带的遗传信息相同 C.小麦的DNA分子数量比猪的DNA分子数量少 D.同一生物不同组织的DNA碱基组成相同
图示DNA复制过程若发生在细胞核内,形成的两个子DNA位置如何?其上 面对应片段中基因是否相同?两个子DNA将于何时分开?
提示 染色体复制后形成两条姐妹染色单体,刚复制产生的两个子DNA分 子分别位于两条姐妹染色单体上,由着丝粒相连;其对应片段所含基因在无 基因突变等变异情况下应完全相同;两个子DNA分子将于有丝分裂后期或 减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂时,随两条姐妹染色单体的分离而分开,分别进 入两个子细胞中。
2.(2012山东邹城期中)如下图为某DNA分子片段示意图,下列有关叙述错 误的是( )
A.图中①②③是构成DNA分子的基本单位 B.DNA复制时,④的形成不需要DNA聚合酶 C.①和②交替排列构成DNA分子的基本骨架 D.DNA分子中碱基对⑨越多,其热稳定性越低
答案 A 解析 图中①与②③不是同一个脱氧核苷酸的组成部分,所以①②③不能构 成一个DNA的基本单位,A项错误;DNA复制时,④的形成不需要DNA聚合 酶的催化,脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键形成需要DNA聚合酶的催化,B项 正确;①和②交替连接,排列在外侧,构成DNA分子的基本骨架,C项正 确;DNA分子中碱基对⑨(A—T)越多,氢键的相对含量越少,其热稳定性越 低,D项正确。
高中生物DNA的结构和复制知识点归纳

1、DNA的碱基互补配对原则:A与T配对,G与C配对。
2、DNA复制:是指以亲代DNA分子为模板来合成子代DNA的过程。
DNA的复制实质上是遗传信息的复制。
3、解旋:在ATP供能、解旋酶的作用下,DNA分子两条多脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂,于是部分双螺旋链解旋为二条平行双链,解开的两条单链叫母链(模板链)。
4、DNA的半保留复制:在子代双链中,有一条是亲代原有的链,另一条则是新合成的。
5、人类基因组是指人体DNA分子所携带的全部遗传信息。
人类基因组计划就是分析测定人类基因组的核苷酸序列。
1、DNA的化学结构:①DNA是高分子化合物:组成它的基本元素是C、H、O、N、P等。
②组成DNA的基本单位——脱氧核苷酸。
每个脱氧核苷酸由三部分组成:一个脱氧核糖、一个含氮碱基和一个磷酸③构成DNA的脱氧核苷酸有四种。
DNA在水解酶的作用下,可以得到四种不同的核苷酸,即腺嘌呤(A)脱氧核苷酸;鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸;胞嘧啶(C)脱氧核苷酸;胸腺嘧啶(T)脱氧核苷酸;组成四种脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸都是一样的,所不相同的是四种含氮碱基:ATGC。
④DNA是由四种不同的脱氧核苷酸为单位,聚合而成的脱氧核苷酸链。
2、DNA的双螺旋结构:DNA的双螺旋结构,脱氧核糖与磷酸相间排列在外侧,形成两条主链(反向平行),构成DNA的基本骨架。
两条主链之间的横档是碱基对,排列在内侧。
相对应的两个碱基通过氢键连结形成碱基对,DNA一条链上的碱基排列顺序确定了,根据碱基互补配对原则,另一条链的碱基排列顺序也就确定了。
3、DNA的特性:①稳定性:DNA分子两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的,从而导致DNA分子的稳定性。
②多样性:DNA中的碱基对的排列顺序是千变万化的。
碱基对的排列方式:4n(n为碱基对的数目)③特异性:每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序,这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。
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DNA ⑴启动子:是一段有特殊结构的_______片断,位于基因的 首 _____(首/尾)端,是_______酶识别和结合的部位, RNA聚合 转录 作用是驱动______过程的开始。(在图中标出)
⑵终止子:是一段有特殊结构的_______片断,位于基因的 DNA 尾 ____(首/尾)端,作用是终止_______过程。 转录
DNA中脱氧核苷酸链的特点 链 总 数 2 含14N的 链 含15N的链
1 2
全在中带
4
2 4
1/2中 1/2重
8
3 8
16
n 2n
2n+1
世 DNA分子的特点 代 分 DNA分子在 只含 含14N 含15N 15N的 子 离心管中 14N 的分子 数 的位置 数 的分子 杂种分子 数 数 0 1 全在轻带 1 0 0
几个关系: 1.基因与DNA: 基因是具有遗传效应的DNA片段,一个DNA分子上有许多个基因。 ____________________________________________________ 2.基因与染色体: 基因在染色体上呈线性排列,染色体是基因的主要载体。 __________________________________________________ 3.基因与性状: 基因是决定生物性状的基本单位,特定基因控制特定的性状。 ____________________________________________________ 2、请将“DNA、脱氧核苷酸、染色体、基因”填入下面关系图中。 1 2 3 4 2
1、解旋酶、DNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶的作用位点分别为? (A、氢键B、磷酸二酯键)
解旋酶: A DNA聚合酶: B 限制酶: B DNA连接酶:B 参与DNA复制 参与基因工程
2、DNA分子的结构特性有哪些?出现稳定性和多样性的原因分别是
特性: 稳定性、多样性、特异性 原因:
稳定性:①、DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变。 ②、两条链间碱基互补配对及形成氢键的方式不变。 多样性:DNA中碱基的数目和排列顺序多种多样。
亲代DNA分子的两条链 3、定义:以__________________为模板合成____________的过 子代DNA分子 程,即1DNA 2个DNA 4、条件: 亲代DNA分子的两条脱氧核苷酸单链 ①__________:__________________________. 模板 ②__________:__________________________. 原料 4种游离的脱氧核苷酸 ATP ③__________:__________________________. 能量 酶 解旋酶、DNA聚合酶 ④__________:__________________________. 另:还需要相对稳定的细胞内部条件:一定的温度、PH等,以保 证酶的活性
DNA中脱氧核苷酸链的特点 链 总 数 2 含14N的 链数 含15N的链数2 Nhomakorabea0
1 2
全在中带
0
2
2
4
2
2
2 4
1/2中 1/2重
0
2
4
8
2
6
3 8
1/4中 3/4重 2/2n中 1-2/2n 重
0
2
8
16
2
14
n 2n
0
2
2n
2n+1
2
2n+1-2
例 已知某DNA分子共含有1000个碱基对, 其中一条链上A:G:T:C=l:2:3:4。该 DNA分子连续复制2次,共需要鸟嘌呤脱氧核 苷酸分子数是 ( D) A.600个 B.900个 C.1200个 D.1800个
相邻的三个碱基 mRNA ⑶起始密码: 位于______分子上,由_____________构成, ___(能/不能)编码氨基酸,作用是驱动____过程的开始。 能 翻译 不能 翻译 ⑷终止密码:___(能/不能)编码氨基酸,作用是终止____过程。
例 以下关于基因结构中“与RNA聚合酶结合位点”的说法错误 的是 ( A ) A.“与RNA聚合酶结合位点”是起始密码 B.“与RNA聚合酶结合位点”是转录RNA时与RNA聚合酶的 一个结合点 C.“与RNA聚合酶结合位点”能够使酶准确地识别转录的起始 点并开始转录。 D.“与RNA聚合酶结合位点”在转录mRNA时,起调控作用。
碱基互补配对原则相关计算
A A+G T G A+C C T+G =1 50% T+C
(A+C) (T+G) 双链(A+T)% 双链(G+C)%
(A+G) (T+C)
单链(A+T)% 单链(G+C)%
A+G A+G 一条单链 与另一条互补单链 的值互为倒数 T+C T+C
例某生物一个DNA分子中含有30%的腺嘌呤,那么 它转录的信使RNA中C+G的含量是( C ) A、80% B、60% C、40% D、20%
【梳理强化】 1、结构层次: C、H、O、N、P (1)元素组成:_______________________ 脱氧核苷酸 (2)基本单位:_________________________ 脱水缩合 (3)连接方式:_________________________ 2、空间结构——规则的双螺旋结构 特点: ①两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。 磷酸 脱氧核糖 ②基本骨架:_______和____________交替连接而成.(通过 磷酸二酯 ____________键) 氢键 ③碱基排列在内侧,碱基之间通过_______键按照 碱基互补配对 ________________原则形成碱基对。 5种元素→3类物质→4种基本单位→2条链→1种结构
双链DNA分子上A+T(或G+C)占总数的m, 任何一条链上A+T(或G+C)占该链碱基数的m 转录出的mRNA上的A+U (或G+C)占其碱基数的m
有丝分裂的间期(S期)、减数第一次分裂前的间期(S期) 1、时期:____________________________________________ 细胞核 线粒体、叶绿体 2、场所: 真核生物 _________、_____________ 原核生物 ____________ 细胞质 3、特点:⑴边解旋边复制 ⑵ 半保留复制 (3)多起点
7.根据在细胞(真核细胞)内分布不同分为: 染色体 核基因:位于________上(符合孟德尔遗传规律) 线粒体 叶绿体 质基因:位于________和________中(不符合孟德尔 遗传规律)
8.遗传信息的概念 碱基 概念:基因中________的排列顺序。 储存 传递 表达 基因的功能:________、_________和_________遗传信息。
5、意义: 精确性:保持了遗传信息的稳定性和连续性 DNA分子之所以能精确复制取决于: DNA分子的双螺旋结构,为复制提供了精确模板 (1)_____________________________ 碱基具有互补配对的特性,能确保精确复制的完成 (2)____________________________________ 差错:为进化提供了原始选择材料 在复制过程中。脱氧核苷酸序列具有相对的稳定性, 缺失 但也可能发生差错,即发生碱基对的______、_______ 增添 改变 或________——即基因突变。 6、基因的概念:基因是有遗传效应的DNA片段。
4
1
3
当堂检测答案:ACCDC
1.细胞分裂过程中一条染色体上的DNA分子 复制后存在的位置? 一条染色体的两条姐妹染色单体上 2.在有丝分裂和减数分裂过程中,复制后形 成的两个子代DNA分子分开的时间分别为? 有丝分裂后期 减数第二次分裂后期 典型例题答案:A
世 DNA分子的特点 代 分 DNA分子在 只含 含14N 含15N 15N的 的分子 子 离心管中 14N 数 的位置 的分子 杂种分子 0 1 全在轻带 1
DNA分子的结构和复制 DNA分子的结构和复制
『探究重点、难点』 重点:(1)DNA的双螺旋结构及特点。 (2)碱基互补配对原则及其重要性。 (3)DNA复制的过程及特点。 难点:(1)DNA的空间双螺旋结构特点及其结构与 功能的关系。 (2)碱基互补配对原则,相关解题能力。 (3)DNA复制的过程及子代DNA的分配。