分子的结构复制及基因高三生物一轮复习

1、会计学1分子的结构复制及基因高三生物一轮复分子的结构复制及基因高三生物一轮复习习 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、结构层、结构层次次第1页/共39页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，个氢键，C C和和G G之间形成之间形成 个

2、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三三第2页/共39页（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 酶处理酶处理可连接。可连接。（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 酶断裂，也可酶断裂，也可 断裂。断裂。（5 5）每个脱氧核糖连接着）每个脱氧核糖连接

3、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。21 1 1磷酸二酯磷酸二酯DNA连接连接氢氢解旋解旋23号、号、5DNA分子结构分子结构模式图信息解模式图信息解读读限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶加热加热第3页/共39页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：磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧构成基本骨架。在外侧构成基本骨架。（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，则排列个碱基对，则排列顺序有顺序有 种，其中种，其中n n代表代表

4、 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碱基碱基第4页/共39页对位训练对位训练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 ( )( ) 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 0001 000个个B第5页/

5、共39页3.3.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。 D第6页/共39页4 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，根据碱基互解题时先画出简图，根据碱基互补配对

6、原则推知规律补配对原则推知规律规律规律1：在双链：在双链DNA分子中，互分子中，互补碱基两两相等补碱基两两相等A=T，C=G，A+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。第7页/共39页规律二：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分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中比等于其中任何一条链中A+T占占该单链碱基总数的百分比。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 1A 1 +

7、T 1=m%m%m%第8页/共39页若若DNA的一个单链中，的一个单链中，A+T/G+C=0.4，上述比例在其互补，上述比例在其互补链和整个链和整个DNA分子中分别是多少？分子中分别是多少？0.4 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等于其中任何一条链等于其中任何一条链的的A+T/G+CA 1+T 1G 1+C 1=nA 2 +T 2G 2 +C 2A+TG+C=n=n第9页/共39页在在DNA的一个单链中，的一个单链中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互补，上述比例在其互补链和整个链和整个DNA分子中分别是多少？分子中分别是多少？2.5 1练一练一练

8、练规律四：规律四：双链双链DNA分子中，互补的分子中，互补的两条链中两条链中A+G/T+C互为倒数。即两互为倒数。即两不不互补碱基之和互补碱基之和的比值等于另一互补链的比值等于另一互补链中这一中这一 比值的倒数比值的倒数第10页/共39页规律规律6： ，则，则 %bA1单链若%2bA1双链规律规律5：不同生物的不同生物的DNA分子中互分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即补配对的碱基之和的比值不同，即（A+T）/（C+G）的值不同。）的值不同。该比该比值体现了不同生物值体现了不同生物DNA分子的特异分子的特异性性。规律规律7：若已知若已知A占双链的比例占双链的比例=c%，则则A1/单链的比例无

9、法确定，但单链的比例无法确定，但A1/单单链链最大值最大值可求出为可求出为最小值最小值为为 。 2c%0第11页/共39页对位训练对位训练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

10、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第12页/共39页2.2.一个一个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%,则则这个这个DNADNA分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链碱基数目的碱基数目的 （ ）A.44% B.24% C.14% D.28%A.44% B.24% C.14% D.28%D3.3.在一个在一个DNADNA

11、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%，则由该链转录的信使则由该链转录的信使RNARNA中鸟嘌呤占碱基总中鸟嘌呤占碱基总数的数的 （ ）A.24%A.24%B.22%B.22% C.26% C.26% D.23%D.23%A第13页/共39页二、二、DNADNA分子复制分子复制 1.1.概念：以概念：以 分子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

12、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

13、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第14页/共39页注：注：DNADNA复制的研究方法、过程复制的研究方法、过程和条件和条件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第15页/共39页方法规律方法规律 （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DN

14、ADNA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：第16页/共39页世世代代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细胞中的的DNADNA分分子离心子离心后后在管中在管中的的位置位置不同不同DNAD

15、NA分子与分子与全部全部DNADNA分子之分子之比比链链总总数数不同脱氧核不同脱氧核苷酸链与全苷酸链与全部链之比部链之比含含1515N N的链的链含含1414N N的链的链只只含含1515N N的的分分子子含含1414N N和和1515N N的杂的杂种分种分子子只含只含1414N N的的分子分子亲亲代代1 1全在下全在下部部1 10 00 02 21 10 01 12 2全在中全在中部部0 01 10 04 42121第17页/共39页24 0 0838 0 016n 2n 0 0( (或或2n+1212121214141434143438187n22n221n22)211nn221n21n2

16、11中部，中部，中部，中部，中部，中部，上部上部上部上部上部上部第18页/共39页典例分析典例分析 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。为了证明这两种第19页/共39页假设，这个小

17、组设计了下列实验程序，请完成实假设，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。验并对结果进行预测。 （1）实验步骤：实验步骤：第一步：在氮源为第一步：在氮源为14N 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14N N-DNADNA；在氮源为；在氮源为15N N的培养基上的培养基上生长的大肠杆菌，其生长的大肠杆菌，其DNADNA分子均为分子均为15N N-DNADNA。用某种。用某种离心方法分离得到的结果如上图所示，其离心方法分离得到的结果如上图所示，其DNADNA分别分别分布在轻带和重带上。分布在轻带和重带上。第20页/共39页第二步

18、：将亲代大肠杆菌第二步：将亲代大肠杆菌(含含15N N)转移到含转移到含14N 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；如果带位置，则是全保留复制；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15N N)转移到含转移到含14N 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，则是全保留复制；如果带位置，则是全保留复

19、制；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。(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1/2重和重和1/2轻轻全中全中1/4重和重和3/4轻轻1/2中和中和1/2轻轻第21页/共39页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，按此法研究无论半保留复制还是全保留复制，按此法研究DNA链的情况

20、结果是一致的，所以无法区分链的情况结果是一致的，所以无法区分第22页/共39页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，因为最初亲代DNADNA分子做模板不分子做模板不需要

21、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（2n n-1）a(2n n-1)-a(2n-1n-1-1)=a2n-1n-1第23页/共39页2.2.对细胞分裂和对细胞分裂和DNADNA复制相结合的知复制相结合的知识理解不透识理解不透（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）图示辨析第24页/共39页纠正训练纠正训练1.1.某某DNADNA分子含分子含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

22、 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( (mm- -A A) )个个解析解析 该该DNADNA分子含胞嘧啶数目为分子含胞嘧啶数目为m m- -A

23、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)。D第25页/共39页2.取取1个含有个含有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15N N标标 记细胞核中记细胞核中DNADNA，然后放在含，然后放在含14N 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个细胞，个细胞， 这这4个细胞中含个细胞中含15N N的细胞个数可能是的细胞个数可能是 ( ) A.2 B.3 C.4 D.前三项都对前三项都对D第26页/共39页三、基因是有遗传效应的三、基因是有遗

24、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

25、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第27页/共39页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区别是基因中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。 提醒提醒第28页/共39页构建知识网络构建知识网络 第29页/共39页1.1.下图示下

26、图示DNADNA分子复制的片段，图中分子复制的片段，图中a a、b b、c c、d d表示各条表示各条脱氧核苷酸链。一般地说，下列各项正确的是脱氧核苷酸链。一般地说，下列各项正确的是 （ ）A.aA.a和和c c的碱基序列互补的碱基序列互补 B.bB.b和和c c的碱基序列相同的碱基序列相同C.aC.a链中（链中（A+TA+T）/ /（G+CG+C）的比值与）的比值与b b链中同项比值不同链中同项比值不同D.aD.a链中（链中（A+TA+T）/ /（G+CG+C）的比值与）的比值与c c链中同项比值相同链中同项比值相同随堂过关检测随堂过关检测D 第30页/共39页2.2.将用将用1515N N

27、标记的一个标记的一个DNADNA分子放在含有分子放在含有1414N N的培养的培养 基中，让其复制三次，则含有基中，让其复制三次，则含有1515N N的的DNADNA分子占全分子占全 部部DNADNA分子的比例、含有分子的比例、含有1414N N的的DNADNA分子占全部分子占全部 DNADNA分子的比例以及含有分子的比例以及含有1515N N的脱氧核苷酸链的脱氧核苷酸链 占全部占全部DNADNA单链的比例依次是单链的比例依次是 （ ）A.1/2A.1/2，7/87/8，1/41/4B.1/4B.1/4，1 1，1/81/8C.1/4C.1/4，7/87/8，1/81/8D.1/8D.1/8，

28、1 1，1/81/8B第31页/共39页3.3.DNADNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基 （设为（设为P P）变成了尿嘧啶。该）变成了尿嘧啶。该DNADNA连续复制两连续复制两 次，得到的次，得到的4 4个子代个子代DNADNA分子相应位点上的碱基分子相应位点上的碱基 对分别为对分别为U U- -A A、A A- -T T、G G- -C C、C C- -G G。推测。推测“P P” 可能是可能是 （ ）A.A.胸腺嘧啶胸腺嘧啶B.B.腺嘌呤腺嘌呤C.C.胸腺嘧啶或腺嘌呤胸腺嘧啶或腺嘌呤 D.D.胞嘧啶胞嘧啶D第32页/共39页2.2.结构特点结构特

29、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，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三三第33页/共39页（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

30、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 酶处理酶处理可连接。可连接。（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 酶断裂，也可酶断裂，也可 断裂。断裂。（5 5）每个脱氧核糖连接着）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。21 1 1磷酸二酯磷酸二酯DNA连接连接氢氢解旋解旋23号、号、5DNA分子结构分子结构模式图信息解模式图信息解读读限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶加热加热第34页/共39页对位训练对位训练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 ( )( ) 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