高二生物DNA分子的结构和复制1课件

DNA的结构和复制中的计算攀枝花市第十二中学校概念:碱基之间的一一对应关系叫碱基互补配对原则.碱基互补配对原则及应用碱基配对方式:在DNA的结构和复制中,A与T配对,T与A配对,G与C配对,C与G配对;在转录时,A与U配对,T与A配对,G与C配对,C与G配对;在逆转录时,U与A配对,A与T配对,G与C配对,C与G配对;在翻译时,A与U配对,U与A配对,G与C配对,C与G配对;碱基配对中最基本的等量关系A=TG=CA1=T2T1＝A2G1＝C2C1＝G2(A、T、G、C双链DNA中四种碱基的含量；A1、T1、G1、

C1表示DNA一条链中四种碱基的含量；A2

、T2、C2、G2表示DNA另一条互补链中四种碱基的含量）由此推出：(一)在双链DNA分子中,1.嘌呤(A+G)=嘧啶(C+T)=50%2.两个不互补配对的碱基和之比等于1.即A+G/T+C=A+C/T+G=13.两个互补配对的碱基和之比一般不等于1.即A+T/G+C≠17.DNA分子中某碱基所占的比例,等于该DNA分子中每一单链该碱基比例之和的一半.即A=(A1+

A2)/2T=(T1+

T2)/2G=(G1+

G2)/2C=(C1+

C2)/2(三)DNA分子的一条链与整个DNA分子间的关系8.依据A=TG=CA1=T2T1＝A2G1＝C2C1＝G2

由此推出A=T=A1+T1/2=A2+T2/2G=C=G1+C1/2=G2+C2/2注意，在7、8、9中各字母代表的仅是含量。9.DNA分子中两个互补配对的碱基和占碱基总数的比值,与该DNA分子中每一单链的该比值相同.即:A+T=A1+T1=A2+T2C+G=C1+G1=C2+G2解题方法:

1.画图最直观2.实施等量代换3.注意用脚码标注4.注意区分已知条件属于上述哪种情况5.规律很多,不必硬记,重在掌握解题方法题型示例例1.某DNA分子片段中，胞嘧啶有240个，占全部碱基的30%，问在这片段中，腺嘌呤有()A.240B.48C.800D.160解析：题中所给条件是胞嘧啶240个，占全部碱基的30%，而要求求的是腺嘌呤的数量，所以首先要求出这个DNA分子中的碱基总数。碱基总数=240÷30%=800个。DNA分子是双链的是，根据碱基互补配对原则，A=T，G=C，由此可知G+C=240+240=480个，则A+T=800-(C+C)＝800-480=320，因A＝T，所以A=160。正确解答这道题的关键是要正确运用碱基互补配对原则。答案：D例2：一个具有1000个碱基对的DNA分子，如果腺嘌呤的含量为20％，则含胞嘧啶的碱基对为

A、200个B、300个C、400个D、600个

解析：根据碱基互补配对原则，A=T=20％，则G=C=30％，G+C=30％+30％=60％，然则含胞嘧啶的碱基对为60％，即1000×60％=600个

答案：D例4.若DNA分子的一条链中(A+T)/(G+C)=a，则其互补链中该比值为（）

A.aB.1/aC.1D.1-1/a解析：设已知链为1链,则已知条件是(A1+T1)/(G1+C1)=a,要求的是(A2+T2)/(G2+C2)=因为A1=T2T1=A2,所以(A1+T1)=(A2+T2),同理(G1+C1)=(G2+C2),将脚标1用与之相等的脚标2代换,即可得到答案.答案:A例5.下列哪项对双链DNA分子的叙述是错误的（）

A.若一条链A和T的数目相等，则另一条链A和T的数目也相等

B.若一条链G的数目为C的两倍，则另一条链G的数目为C的0.5倍

C.若一条链A：T：G：C＝1：2：3：4，则另一条链的相应碱基比为2：1：4：3

D.若一条链A：T：G：C＝1：2：3：4，则另一条链的相应碱基比为1：2：3：4解析：双链DNA分子中的碱基配对遵循碱基互补配对原则，A与T配对，G与C配对，即A＝T，G＝C。若一条链中A＝T，那么其互补链中也必定是A＝T；若一条链中G＝2C，由于其互补链中的C与G分别等于已知链中的G与C，因此互补链中的G（1/2）C；若已知链中的A：T：G：C＝1：2：3：4，根据碱基互补配对原则，其互补链中的相应碱基比就等于已知链中的T：A：C：G＝2：1：4：3。答案：D例7：已知某DNA分子G与C占全部碱基数的48％，它的一条模板链中C与T分别占该链碱基总数的26％和24％，问由它转录的RNA链中尿嘧啶与胞嘧啶分别占碱基总数的

A、24％和22％B、28％和26％C、28％和22％D、48％和52％

分析：题目是求RNA的碱基含量，RNA是由DNA模板链严格按照碱基互补配对原则转录而来的，虽然某种碱基名称改变了（RNA中没的胸腺嘧啶，而有尿嘧啶），但其对等关系还是存在的。由于在DNA分子中G+C=48％，则A+T=52％。据公式10可知A1+T1=52％（设该模板链为1链），则A1=52％—24％=28％，又因G1+C1=48％，则G1=48％—26％=22％。在转录时，A1与U配对，G1与C配对，则RNA上的U=28％，C=22％，

答案:C

例8：假设有一段mRNA上有60个碱基，其中A有15个，G有25个，那么转录该mRNA的DNA分子区段中，C和T的个数共有()

A.15个B.25个C.40个D.60个解析：mRNA上有60个碱基，则转录成该mRNA的DNA中应有120个碱基。DNA是双螺旋结构，分子中有两条链。按照碱基互补配对原则，A＝T，G=C，则在双链DNA分子中，A+C=C+T。所以C+T=60。这道题有一个陷阱，即mRNA的60个碱基中，有15个A，25个G，如果把注意力集中在这两个数据上，将无法得到一个确定的答案。答案：D

DNA复制过程中的等量关系1.一条DNA分子双链,复制n次,形成子代DNA2n个,其中含亲代母链的2个,占子代DNA总数的2/2n,亲代母链2条,占子代DNA链总数的2/2n+1=1/2n2.设一条DNA分子中有腺嘌呤m个,则该DNA复制n次后,形成子代DNA分子需游离的腺嘌呤A=(2n-1)m个.3.设一条DNA分子中有腺嘌呤m个,则该DNA第n次复制,形成子代DNA分子需游离的腺嘌呤A=(2n-1)m个.例10.在基因工程中，把选出的目的基因（共1000个脱氧核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸460个）放入DNA扩增仪中扩增四代，则在扩增仪中至少应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是

A．600B．640

C．8100D．86400

解析：先计算基因中胞嘧啶数：根据A＝T，G＝C，算出C＝1000－460＝540，即1个基因中含有540个C；再算出基因扩增四代增加的DNA分子数24－1＝15，所以至少放入C＝540×15＝8100。答案：C

例11如果将大肠杆菌的DNA分子用15N标记，然后将大肠杆菌移入14N培养基上连续培养。从分析得知，第一代大肠杆菌DNA储存的遗传信息与亲代大肠杆菌DNA储存的遗传信息完全相同，其原因是__________。若连续培养三代，此时，含15N标记的DNA分子约占大肠杆菌DNA分子总量的多少？其原因是多少？【解析】

解题时，可用下图表示双链DNA分子复制过程：从图解可知，第二代大肠杆菌的DNA分子是以亲代的DNA分子中两条母链分别为模板，根据碱基互补配对原则复制而成的。第二代大肠杆菌的DNA分子总量中，含15N标记的为2/4（即2/22）；第三代应为2/8（即2/32）。【答案】

以亲代DNA为模板，根据碱基互补配对原则复制而成；25％；因DNA分子的复制方式为半保留复制。[解析]根据碱基互补配对原则，所有DNA分子中的四种碱基数量可表示为：A=T，G=C。即A+C=T+G；每个DNA分子两条链之间的A与T相等，C与G相等，即两条链间的A+T相等，C+G相等。不同的DNA分子中碱基的数目、比例和排列顺序是不同的，这是导致DNA分子多样性的根本原因。在一个新合成的DNA中，由DNA分子中的碱基互补配对，复制后整个DNA分子中（A＋T）︰（C＋G）的比值是与其模板链中（A＋T）︰（C＋G）的比值相同。[答案]（1）相同因为所有DNA双链中，A与T的数目相同，C与G的数目相同。（2）碱基的数目、比例和排列顺序不同。（3）相同[拓展分析]碱基互补配对原则在DNA的结构、复制及以DNA为模板转录形成RNA等问题中得到广泛的灵活应用。例14：DNA复制方式，可以通过设想来进行预测，可能的情况是：全保留复制、半保留复制、分散复制。

(1)根据图3—6中的示例对三种复制作出可能的假设：①如果是全保留复制，则1个DNA分子形成2个DNA分子，其中一个是________而另一个是_________；②如果是半保留复制，则新形成的两个DNA分子，各有__________________；

③如果是分散复制，则新形成的DNA分子中_______________。

答案：①亲代的新形成的②一条链来自亲代DNA分子，另一条链是新形成的③每一条链中一些段是母链而另一些则是子链片段

(2)究竟是哪种复制方式呢？请同学们设计实验来证明DNA的复制方式。

实验步骤：

①在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N-DNA(对照)

②在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N-DNA(亲代)。

③将亲代15N大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度离心方法分离

实验预测：①如果与对照(14N/14N)相比，子代I能分辩出两条带_____和____，则可以排除____________。②如果子代I只有一条__________，则可以排除_________，但不能肯定是_________________；③如果子代I只有一条中等密度带