第19讲 DNA的结构、DNA的复制和基因的本质 -【一轮优选】备战2023年高考生物一轮复习精品课件（全国通用）

第19讲 DNA的结构、DNA的复制和基因的本质 1 一、DNA的结构 1、DNA的结构特点 2、碱基计算规律 1、DNA的结构特点 （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。 T A C G G C A T G C G C A T 5´ 3´ 5´ 3´ H 碱基 H H H OH H CH2 磷酸基团 1´ 2´ 3´ 4´ 5´ DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5´端，另一端有一个羟基，称作3´-端。DNA的两条单链走向相反，从双链的一端起始，一条链是从5´-端到3´-端的，另一条单链则是从3´-端到5´-端的。 磷酸二酯键 （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的规律： 腺嘌呤(A)一定与胸腺嘧啶(T)配对（2个氢键） 鸟嘌呤(G)一定与胞嘧啶(C)配对（3个氢键） 碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。 1、DNA的结构特点 T A C G G C A T G C G C A T 2、碱基计算规律 ①一个双链DNA分子中，A＝T、C＝G，则A＋G＝C＋T，即“嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数”。 ②任意两个不互补碱基之和恒等且各占DNA总碱基数的50％，即A+G=T+C=A+C=T+G= 50% 1 链 2 链 A1 T1 C1 G1 T2 A2 G2 C2 A1=T2 T1 = A2 C1 = G2 G1 = C2 2、碱基计算规律 1 链 2 链 A1 T1 C1 G1 T2 A2 G2 C2 …… m …… m 2 m ③在双链DNA分子中，A＋T或C＋G在全部碱基中所占的比例等于其任何一条单链中A＋T或C＋G所占的比例。 推理：A1＝T2、T1＝A2，则A1＋T1＝A2＋T2，A＋T＝(A1＋T1)＋(A2＋T2)， A1+ T1 m m A2+ T2 = 2m A1+ T1 + A2+ T2 = 2、碱基计算规律 1 链 2 链 A1 T1 C1 G1 T2 A2 G2 C2 ④非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1。 推理：A1 + G1 = T2 +C2，T1+ C1= A2 + G2，则 A1+G1 T1+C1 A2+G2 T2+C2 = 2、碱基计算规律 1 链 2 链 A1 T1 C1 G1 T2 A2 G2 C2 ⑤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。 推理：A1+ T1 = A2 +T2, C1+ G1 = C2 +G2 ，则 A1+ T1 G1+C1 G2+C2 A2+ T2 = G + C A + T = 2、碱基计算规律 1 链 2 链 A1 T1 C1 G1 T2 A2 G2 C2 ⑥某碱基在双链中所占的比例等于其在对应单链所占比例和的一半。 若1链中碱基 A1 所占的比例为 A1 m =a % A2 m =b % 若2链中碱基 A2 所占的比例为 则碱基 A 在双链中所占的比例为 A 2m = a+b 2 % A1+A2 2m = 二、DNA的复制 （一）对DNA复制的推测 ——提出问题和提出假说 提出问题 DNA是怎样复制的？ 提出假说 DNA复制时，DNA双链螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链分别作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸根据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。 由于新合成的DNA分子都保留了原DNA分子中的一条链，因此，这种方式称作半保留复制。 针对此假说有人提出了全保留复制等不同假说。全保留复制是指DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA双链都是新合成的。 半保留复制 全保留复制 （二）半保留复制的实验证据 ——假说验证和得出结论 1、假说验证 2、得出结论 1、假说验证 实验设计 要证明DNA复制是半保留复制，就需要通过实验区分亲代与子代的DNA。 1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记技术，设计了一个巧妙地实验。 该实验通过密度梯度离心技术，可以将同位素标记的重量不同的DNA区分开来。 1、假说验证 实验设计 实验设计如下 科学家先用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代，这时，大肠杆菌DNA几乎都是15N标记的。然后，将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养基中。在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再将DNA离心，记录离心后试管中DNA的位置。 1、假说验证 演绎推理 以半保留复制为前提，预测DNA在试管中的位置。 细胞分裂一次 15N/14N-DNA 提取DNA, 离心 15N/15N-DNA