DNA分子的结构、复制;基因是有遗传效应的DNA片段

1、 DNADNA分子的结构、复制分子的结构、复制; ; 基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段2016届高三生物一轮复习 DNA分子的结构分子的结构 一C、H、O、N、PA、T、G、C脱氧核糖脱氧核糖脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链DNA分子双螺旋分子双螺旋巧巧 记记1 1、结构层次、结构层次2.2.结构特点结构特点（1 1）双链）双链 。（2 2） 和和 交替连接，交替连接，排列在外侧，构成排列在外侧，构成 ， 排列在内侧。排列在内侧。（3 3）两条链上的碱基通过）两条链上的碱基通过 连接成碱基对。连接成碱基对。（4 4）A A和和T T之间形成之间形成 个氢键，

2、个氢键，C C和和G G之间形成之间形成 个氢键，故个氢键，故DNADNA分子中分子中 比例高的稳定比例高的稳定 性强。性强。 反向平行反向平行脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸基本骨架基本骨架碱基碱基氢键氢键二二G GC C三三（1 1）每个）每个DNADNA片段中，游离的磷酸基团有片段中，游离的磷酸基团有 个。个。（2 2） 之间的数量关系之间的数量关系 。（3 3）和和之间的化学键为之间的化学键为 键，用键，用 处理可切断，用处理可切断，用 酶处理可酶处理可连接。连接。（4 4）碱基对之间的化学键为）碱基对之间的化学键为 键，可用键，可用 酶酶断裂，也可断裂，也可 断裂。断裂。（5 5）每个脱氧核

3、糖连接着）每个脱氧核糖连接着 个磷酸，个磷酸，分别在分别在 号碳原子上相连接。号碳原子上相连接。2 2111111磷酸二酯磷酸二酯DNADNA连接连接氢氢解旋解旋2 23 3号、号、5 5DNADNA分子结构模分子结构模式图信息解读式图信息解读限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶加热加热3.3.DNADNA分子特性分子特性（1 1）稳定性稳定性：磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在：磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧构成基本骨架。外侧构成基本骨架。（2 2）多样性多样性：碱基对多种多样的排列次序。：碱基对多种多样的排列次序。 若某若某DNADNA分子中有分子中有n n个碱基对，则排列顺个碱基对，则排列顺

4、序有序有 种，其中种，其中n n代表代表 对数。对数。（3 3）特异性特异性：每种：每种DNADNA分子都有特定的碱基对排分子都有特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。列顺序，代表了特定的遗传信息。 提醒提醒4 4n n碱基碱基对位训练对位训练1.1.下列能正确表示下列能正确表示DNADNA片段示意图的是片段示意图的是 ( )( ) D D2.2. 含有含有2 0002 000个碱基的个碱基的DNADNA，每条链上的碱基排，每条链上的碱基排列方式有列方式有 （ ）A.4A.42 0002 000个个B.4B.41 0001 000个个C.2C.24 0004 000个个D.2D.21 0

5、001 000个个B3.3.在在DNADNA分子的一条单链中相邻的碱基分子的一条单链中相邻的碱基A A与与T T的连的连接是通过接是通过 ( )( )A.A.肽键肽键B.B.磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸C.C.氢键氢键D.D.脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖解析解析 DNADNA分子单链上相邻碱基分子单链上相邻碱基A A与与T T的连接方的连接方式如图：式如图： 由此可知是通过由此可知是通过“脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸脱氧核脱氧核糖糖”连接起来的。连接起来的。 D4 4、DNADNA中碱基数量的计算中碱基数量的计算解题时先画出简图，根据碱基互补配对原则解题时先画出简图，根据碱基互补配

6、对原则推知规律推知规律规律规律1 1：在双链：在双链DNADNA分子中，互补碱基两两相分子中，互补碱基两两相等等A=TA=T，C=GC=G，A+G=C+TA+G=C+T，即嘌呤碱基总数等，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。于嘧啶碱基总数。规律二：规律二：双链双链DNA分子中，分子中，A+T占整个占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中中A+T占该单链碱基总数的百分比。占该单链碱基总数的百分比。A+TA+T+G+C=A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2A 2 +T 2 +G 2 +C 2A 2 +T 2=A 1 +T 1 +G 1 +C

7、1A 1 +T 1=m%m%m%若若DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+T/G+C=0.4A+T/G+C=0.4，上述比例，上述比例在其互补链和整个在其互补链和整个DNADNA分子中分别是多少？分子中分别是多少？0.4 0.40.4 0.4练一练练一练规律三：规律三：双链双链DNA分子中分子中A+T/G+C等于等于其中任何一条链的其中任何一条链的A+T/G+CA 1 1+T 1 1G 1 1+C 1 1=nA 2 +T 2G 2 +C 2A+TG+C=n=n在在DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+G/T+C=0.4A+G/T+C=0.4，上述比例，上述比例在其互补链和整个在其互

8、补链和整个DNADNA分子中分别是多少？分子中分别是多少？2.5 12.5 1练一练练一练规律四：规律四：双链双链DNA分子中，互补的两条链中分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。即两互为倒数。即两不互补碱基之和不互补碱基之和的比值等的比值等于另一互补链中这一于另一互补链中这一 比值的倒数比值的倒数规律规律6 6： ，则，则 %bA1单链若%2bA1双链规律规律5 5：不同生物的不同生物的DNADNA分子中互补配对的碱基分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即（之和的比值不同，即（A+TA+T）/ /（C+GC+G）的值不同。）的值不同。该比值体现了不同生物该比值体现了不同生物DNADN

9、A分子的特异性分子的特异性。规律规律7 7：若已知若已知A A占双链的比例占双链的比例=c%=c%，则，则A1/A1/单链的单链的比例无法确定，但比例无法确定，但A1/A1/单链单链最大值最大值可求出为可求出为最小值最小值为为 。 2c%2c%0 0对位训练对位训练1.1.下列对双链下列对双链DNADNA分子的叙述，哪项是不正确的分子的叙述，哪项是不正确的 （ ）A.A.若一条链若一条链G G的数目为的数目为C C的的2 2倍，则另一条链倍，则另一条链G G的的 数目为数目为C C的的0.50.5倍倍B.B.若一条链若一条链A A和和T T的数目相等，则另一条链的数目相等，则另一条链A A和和

10、T T 的数目也相等的数目也相等C.C.若一条链的若一条链的A AT TG GC C=1234=1234，则另，则另 一条链相应碱基比为一条链相应碱基比为21432143D.D.若一条链的若一条链的G GT T=12=12，另一条链的，另一条链的 C CA A=21=21答案答案 D D2.2.一个一个DNADNA分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多40%40%，两者之和占，两者之和占DNADNA分子碱基总数的分子碱基总数的24%,24%,则这则这个个DNADNA分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链碱分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链碱基数目的基数目的 （ ）A.44%

11、B.24% C.14% D.28%A.44% B.24% C.14% D.28%D3.3.在一个在一个DNADNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的全部碱基数目的54%54%，其中一条链中鸟嘌呤、，其中一条链中鸟嘌呤、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%22%和和28%28%，则，则由该链转录的信使由该链转录的信使RNARNA中鸟嘌呤占碱基总数的中鸟嘌呤占碱基总数的 （ ）A.24%A.24%B.22%B.22% C.26% C.26% D.23% D.23%A二、二、DNADNA分子复制分子复制 1.1.概念：以概念：以 分子

12、为模板合成子代分子为模板合成子代DNADNA分子分子 的过程。的过程。 2.2.场所：主要在场所：主要在 中，但在拟核、线粒体、叶中，但在拟核、线粒体、叶 绿体中也进行。绿体中也进行。 3.3.时间：有丝分裂时间：有丝分裂 和减数和减数 。 4.4.条件：条件： 。 5.5.精确复制的原因：精确复制的原因：DNADNA的的 结构提供精确模结构提供精确模 板板; ; 原则保证了复制的准确进行。原则保证了复制的准确进行。 6.6.过程：解旋和复制。过程：解旋和复制。 7.7.特点：特点： 复制和复制和 。 8.8.意义：从亲代传给子代，保持遗传信息的连续性。意义：从亲代传给子代，保持遗传信息的连续

13、性。 亲代亲代DNADNA细胞核细胞核间期间期第第次分裂前的间期次分裂前的间期模板、原料、酶、能量模板、原料、酶、能量双螺旋双螺旋碱基互补配对碱基互补配对半保留半保留边解旋边复制边解旋边复制注：注：DNADNA复制的研究方法、过程和条件复制的研究方法、过程和条件1.1.研究研究DNADNA复制的常用方法复制的常用方法同位素标记法同位素标记法和和离心法离心法，常标记，常标记3 3H H、1515N N、3232P P，通过离心在试管中形成不同位置。通过离心在试管中形成不同位置。2.2.DNADNA复制的过程复制的过程方法规律方法规律 （1 1）探究）探究DNADNA复制的方法和原理复制的方法和原

14、理方法：方法：同位素标记法同位素标记法。原理：根据原理：根据DNADNA分子分子比重比重不同，借助不同，借助离心技术离心技术，通过离心后通过离心后DNADNA在试管中位置确定复制方式。在试管中位置确定复制方式。（2 2）结果分析）结果分析已知某一被已知某一被1515N N标记的标记的DNADNA分子（亲代），转移到含分子（亲代），转移到含有有1414N N的培养基中培养（复制）若干代，其结果分析的培养基中培养（复制）若干代，其结果分析如下：如下：世世代代DNADNA分子的特点分子的特点DNADNA中脱氧核中脱氧核苷酸链的特点苷酸链的特点分分子子总总数数细胞中的细胞中的DNADNA分分子离心后子

15、离心后在管中的在管中的位置位置不同不同DNADNA分子与全部分子与全部DNADNA分子之比分子之比链链总总数数不同脱氧核苷不同脱氧核苷酸链与全部链酸链与全部链之比之比含含1515N N的链的链含含1414N N的链的链只含只含1515N N的的分子分子含含1414N N和和1515N N的杂的杂种分子种分子只含只含1414N N的的分子分子亲亲代代1 1全在下部全在下部1 10 00 02 21 10 01 12 2全在中部全在中部0 01 10 04 4212124 0 0838 0 016n2n 0 0( (或或2n+1212121214141434143438187n22n221n22)

16、211nn221n21n211中部，中部，中部，中部，中部，中部，上部上部上部上部上部上部典例分析典例分析 某校一个生物活动小组要进行研究性学习。对某校一个生物活动小组要进行研究性学习。对 生物学史上的经典实验进行验证，也是研究性生物学史上的经典实验进行验证，也是研究性 学习的内容之一。这个小组借助某大学的实验学习的内容之一。这个小组借助某大学的实验 设备，对有关设备，对有关DNADNA复制的方式进行探究，有人复制的方式进行探究，有人 认为认为DNADNA是全保留复制，也有人认为是全保留复制，也有人认为DNADNA是半是半 保留复制。为了证明这两种保留复制。为了证明这两种假设，这个小组设计了下

17、列实验程序，请完成实验假设，这个小组设计了下列实验程序，请完成实验并对结果进行预测。并对结果进行预测。 （1 1）实验步骤：实验步骤：第一步：在氮源为第一步：在氮源为1414N N的培养基上生长的大肠杆菌，的培养基上生长的大肠杆菌，其其DNADNA分子均为分子均为1414N N- -DNADNA；在氮源为；在氮源为1515N N的培养基的培养基上生长的大肠杆菌，其上生长的大肠杆菌，其DNADNA分子均为分子均为1515N N- -DNADNA。用。用某种离心方法分离得到的结果如上图所示，其某种离心方法分离得到的结果如上图所示，其DNADNA分别分布在轻带和重带上。分别分布在轻带和重带上。第二步

18、：将亲代大肠杆菌第二步：将亲代大肠杆菌( (含含1515N N) )转移到含转移到含1414N N的培养基的培养基上繁殖一代上繁殖一代()()，请分析：，请分析：如果如果DNADNA位于位于 带位置，则是全保留复制；带位置，则是全保留复制；如果如果DNADNA位于位于 带位置，则是半保留复制。带位置，则是半保留复制。第三步：为了进一步验证第二步的推测结果，将亲代大第三步：为了进一步验证第二步的推测结果，将亲代大肠杆菌肠杆菌( (含含1515N N) )转移到含转移到含1414N N的培养基上再连续繁殖一代的培养基上再连续繁殖一代()()，请分析：，请分析：如果如果DNADNA位于位于 带位置，

19、则是全保留复制；如带位置，则是全保留复制；如果果DNADNA位于位于 带位置，则是半保留复制。带位置，则是半保留复制。(2)(2)有人提出：第一代有人提出：第一代()()的的DNADNA用解旋酶处理后再离心，用解旋酶处理后再离心，就能直接判断就能直接判断DNADNA的复制方式，如果轻的复制方式，如果轻1/21/2重和重和1/21/2轻轻全中全中1/41/4重和重和3/43/4轻轻1/21/2中和中和1/21/2轻轻带和重带各占带和重带各占 ，则一定为半保留复制。，则一定为半保留复制。你认为此人说法是否正确？你认为此人说法是否正确？ 。原因是原因是 。21不正确不正确无论半保留复制还是全保留复制

20、，按此法研究无论半保留复制还是全保留复制，按此法研究DNADNA链的情况结果是一致的，所以无法区分链的情况结果是一致的，所以无法区分思维误区警示思维误区警示 1.1.对对DNADNA复制过程中复制过程中“第第n n次次”还是还是“n n次次”复制复制所需某种碱基数量的计算原理不清所需某种碱基数量的计算原理不清 已知已知DNADNA分子中碱基数，求复制分子中碱基数，求复制n n次与第次与第n n次所次所需某碱基的数目：某需某碱基的数目：某DNADNA分子中含某碱基分子中含某碱基a a个，复个，复制制n n次，则共需加入含该碱基的脱氧核苷酸为次，则共需加入含该碱基的脱氧核苷酸为 个，因为最初亲代个

21、，因为最初亲代DNADNA分子做模板不分子做模板不需要原料；但第需要原料；但第n n次复制时所需含该碱基的脱氧核次复制时所需含该碱基的脱氧核苷酸为苷酸为 。a a（2 2n n-1-1）a a(2(2n n-1)-a-1)-a(2(2n-1n-1-1)=a-1)=a2 2n-1n-12.2.对细胞分裂和对细胞分裂和DNADNA复制相结合的知识理解不透复制相结合的知识理解不透（1 1）细胞分裂过程中先进行）细胞分裂过程中先进行DNADNA复制。复制。（2 2）DNADNA复制的方式：半保留复制。复制的方式：半保留复制。（3 3）图示辨析）图示辨析纠正训练纠正训练1.1.某某DNADNA分子含分子

22、含m m对碱基，其中腺嘌呤有对碱基，其中腺嘌呤有A A个。下个。下 列有关此列有关此DNADNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧 核苷酸数目的叙述中，错误的是核苷酸数目的叙述中，错误的是 （ ）A.A.在第一次复制时，需要（在第一次复制时，需要（m m- -A A）个）个B.B.在第二次复制时，需要在第二次复制时，需要2 2（m m- -A A) )个个C.C.在第在第n n次复制时，需要次复制时，需要2 2n-1n-1( (m m- -A A) )个个D.D.在在n n次复制过程中，总共需要次复制过程中，总共需要2 2n n( (m m- -A A) )个个解析解析

23、该该DNADNA分子含胞嘧啶数目为分子含胞嘧啶数目为m m- -A A，复制，复制n n 次需胞嘧啶脱氧核苷酸数目为（次需胞嘧啶脱氧核苷酸数目为（m m- -A A）(2 (2n n-1)-1)。D2.2.取取1 1个含有个含有1 1对同源染色体的精原细胞，用对同源染色体的精原细胞，用1515N N标标 记细胞核中记细胞核中DNADNA，然后放在含，然后放在含1414N N的培养基中培的培养基中培 养，让其连续进行两次有丝分裂，形成养，让其连续进行两次有丝分裂，形成4 4个细胞，个细胞， 这这4 4个细胞中含个细胞中含1515N N的细胞个数可能是的细胞个数可能是 ( )( ) A.2 B.3

24、 A.2 B.3 C.4 C.4 D. D.前三项都对前三项都对D三、基因是有遗传效应的三、基因是有遗传效应的DNADNA片段片段 1.1.基因：基因： 的的DNADNA片段，是决定片段，是决定 的基本单位。的基本单位。 2.2.遗传信息：指基因中遗传信息：指基因中 的排列顺序。的排列顺序。 3.3.染色体、染色体、DNADNA、基因、脱氧核苷酸的关系、基因、脱氧核苷酸的关系 是是DNADNA的的 是主要的遗传物质是主要的遗传物质 DNADNA（基因）的基本组成单位（基因）的基本组成单位染色体染色体DNADNA基因基因控制生物性状的基本单位，控制生物性状的基本单位，携带遗传信息。主要存在携带遗

25、传信息。主要存在于于 上，少量存在于上，少量存在于 和和 中中脱氧核苷酸脱氧核苷酸有遗传效应有遗传效应生物性生物性状状脱氧核苷酸脱氧核苷酸主要载体主要载体染色体染色体叶绿体叶绿体线粒体线粒体4.4.四种结构或物质之间的包含关系及数量关系四种结构或物质之间的包含关系及数量关系 DNADNA中既包括基因片段还包括非基因中既包括基因片段还包括非基因片段，所以构成基因的碱基总数片段，所以构成基因的碱基总数小于小于构成构成DNADNA分子的碱基总数。分子的碱基总数。显性基因显性基因D D和隐性基因和隐性基因d d的的根本根本区别是基因中区别是基因中脱氧核苷酸的排列顺序脱氧核苷酸的排列顺序不同。不同。 提醒提醒构建知识网络构建知识网络 1.1.下图示下图示DNADNA分子复制的片段，图中分子复制的片段