第14讲DNA的分子结构和遗传信息的传递Word格式文档下载.docx

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（2）基本单元：

3．平面结构

（1）基本骨架：

磷酸、脱氧核糖交替连接而成的反向平行长链。

（2）内侧：

遵循碱基互补配对原则。

（3）碱基对的种类：

A===T（或T===A）、G≡C（或C≡G）。

4．空间结构：

规则的双螺旋结构。

考点二　遗传信息的传递

1．概念：

是产生两个跟亲代DNA完全相同的新DNA分子的过程。

2．时间：

有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。

3．条件

4．过程

（1）解旋：

在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。

（2）合成子链：

以解开的母链为模板，按碱基互补配对原则，合成子链。

（3）形成新的DNA分子：

每一条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构，形成两个新的DNA分子。

5．结果：

一个DNA分子经复制产生两个完全相同的子代DNA分子。

1．判断下列有关DNA结构的叙述

（1）富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也作出了巨大的贡献。

（√）

（2）双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的。

（×

）

（3）双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数。

2．判断下列有关DNA复制的叙述

（1）植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制。

（2）DNA复制需要消耗能量。

（3）核酸生物大部分核酸在细胞核中合成。

（4）在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在两条DNA母链之间。

（5）DNA复制就是基因表达的过程。

一、DNA的分子结构及特点

1．DNA分子结构模型分析

（1）若a是腺嘌呤（A），则b为腺嘌呤脱氧核苷酸；

若a是鸟嘌呤（G），则b为鸟嘌呤脱氧核苷酸；

若a是胸腺嘧啶（T），则b为胸腺嘧啶脱氧核苷酸；

若a是胞嘧啶（C），则b为胞嘧啶脱氧核苷酸。

（2）DNA分子中○、、▭之间的数量比为1∶1∶1。

（3）除DNA末端的两个脱氧核糖外，其余每个脱氧核糖连接着2个磷酸。

每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个。

（4）在DNA分子的一条单链中相邻的碱基A与T通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连接。

（5）若碱基对为n，则氢键数为2n～3n；

若已知碱基A有m个，则氢键数为3n－m。

（6）DNA初步水解产物是脱氧核苷酸，彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。

2．DNA分子的结构特点

（1）稳定性：

DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变，两条链间碱基互补配对的方式不变。

（2）多样性：

DNA分子中碱基的排列顺序多种多样。

（3）特异性：

每种DNA有区别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。

二、DNA复制的探究

1．探究方法：

同位素示踪法。

2．探究过程

（1）用放射性同位素15N标记大肠杆菌的DNA。

（2）将被标记的大肠杆菌转入以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养。

（3）分别取完成一次细胞分裂和两次细胞分裂的大肠杆菌，并将其中的DNA分子分离出来，进行密度梯度超速离心和分析。

3．结果

世代

DNA分

子离心

后在管

中的

位置

不同DNA分子占全部

DNA分子之比

不同脱氧核苷酸链占全部链之比

只含15N

的DNA

分子

含14N、

15N的

DNA

只含14N

含15N

的链

含14N

亲代

全在下部

1

全在中部

1/2

2

1/2中部，

1/2上部

1/4

3/4

4.结论

（1）新合成的子代双链DNA分子中，一条链是来自亲代的DNA，另一条链则是新合成的。

（2）DNA的复制是以亲代的一条DNA链为模板，按照碱基互补配对原则，合成另一条具有互补碱基的新链。

（3）复制出的DNA分子与亲代DNA分子完全相同。

5．特点：

DNA的复制方式为半保留复制。

三、DNA分子的相关数据计算

1．DNA碱基互补配对原则的有关计算

规律

（1）：

嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A＋G＝T＋C。

即任意两个不互补的碱基和占总碱基的50%。

规律

（2）：

在双链DNA分子中，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。

设在双链DNA分子中的一条链上A1＋T1＝n%，因为A1＝T2，A2＝T1，则：

A1＋T1＝A2＋T2＝n%。

所以A＋T＝A1＋A2＋T1＋T2＝＝n%。

简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。

规律（3）：

双链DNA分子中，非互补碱基和的比值在两条互补链中互为倒数。

设双链DNA分子中，一条链上：

＝m，

则＝＝m，互补链上＝。

简记为：

“DNA两互补链中，不配对两碱基之和的比值乘积为1。

”

规律（4）：

在一个双链DNA分子中，某碱基占碱基总数的百分数等于每条链中该碱基所占比例的平均值。

易错点　计算时，乱套公式而出错

[点拨]　用DNA分子相关碱基互补配对演绎出来的各种计算公式时是有前提条件的，其前提条件必须确认为“双链DNA分子”才成立，否则不成立。

判定如下：

①双链DNA分子中A＝T、G＝C，若出现A≠T或G≠C可肯定不是双链DNA分子。

②若出现“嘌呤≠嘧啶”则可肯定不是双链DNA分子，可能为“RNA”“单链DNA”或“DNA＋RNA”。

2．DNA分子复制的有关计算方法

DNA分子复制为半保留复制，若将一个全部N原子被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养（复制）若干代，其结果分析如下：

（1）子代DNA分子数：

2n。

①无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是2个。

②含14N的DNA分子有2n个，只含14N的DNA分子有（2n－2）个，做题时应看准是“含”还是“只含”。

（2）子代DNA分子的总链数：

2n×

2＝2n＋1。

①无论复制多少次，含15N的链始终是2条。

做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。

②含14N的链是（2n＋1－2）条。

（3）消耗的脱氧核苷酸数

①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则经过n次复制需要消耗游离的该种脱氧核苷酸为m×

（2n－1）个。

②若进行第n次复制，则需消耗游离的该种脱氧核苷酸为m×

易错点1　对细胞分裂和DNA复制相结合的知识理解不透

[点拨]　只要亲代细胞所有DNA均标记且只复制1次，产生子代DNA分子全带放射性，不管有丝分裂一次产生2个子细胞还是减数分裂连续分裂2次产生4个子细胞。

易错点2　对DNA复制过程中“第n次”还是“n次”复制所需某种碱基数量的计算原理不清

[点拨]　第n次复制是所有DNA只复制一次所需碱基数目；

n次复制是指由原来的DNA分子复制n次，所需碱基数目。

四、核酸的种类和功能

1．核酸的结构层次

2．不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况

生物类别

核酸

核苷酸

碱基

遗传

物质

举例

原核生物和

真核生物

含有DNA

和RNA两

种核酸

8种

5种

细菌、人等

续　表

病毒

只含DNA

4种

噬菌体

只含RNA

RNA

烟草花

叶病毒

3.DNA、RNA与蛋白质的关系

（1）DNA、RNA与蛋白质的功能关系

（2）氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系

DNA（基因）　　mRNA　　　　蛋白质

　碱基数　　∶　　碱基数　　∶　　氨基酸数

6　　　∶　　　3　　　∶　　　　1

由于mRNA中有终止密码子等原因，上述关系应理解为每合成1个氨基酸至少需要mRNA上的3个碱基和DNA（基因）上的6个碱基。

考向一　DNA的分子结构及特点

（2014·

浙江7月学考，14,2分）根据碱基互补配对原则，以下碱基间配对正确的是（　　）

A．G与T

B．A与A

C．U与T

D．G与C

[解析]　碱基互补配对原则，A与T通过两个氢键相连，C与G通过3个氢键相连。

[答案]　D

高考山东卷）某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是（　　）

[解析]　A项，无论DNA分子的一条单链中（A＋C）/（T＋G）的值为多少，整个DNA分子中（A＋C）/（T＋G）都等于1。

B项，由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对，故一条单链中（A＋C）/（T＋G）的值与其互补链中的（A＋C）/（T＋G）的值互为倒数。

C项，由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对，故一条单链中（A＋T）/（G＋C）的值与整个DNA分子中（A＋T）/（G＋C）的值相等。

D项，由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对，故一条单链中（A＋T）/（G＋C）的值与其互补链中（A＋T）/（G＋C）的值相等。

[答案]　C

考向二　遗传信息的传递

浙江1月学考，26,2分）下列关于DNA复制的叙述，正确的是（　　）

A．产物是RNA分子　　　B．场所主要是细胞溶胶

C．原料是氨基酸D．方式是半保留复制

[解析]　DNA复制方式为半保留复制，合成的子代DNA分子包括一条新链和一条母链。

含有100个碱基的某DNA分子片段，内有30个腺嘌呤。

若该DNA分子连续复制两次，则需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸（　　）

A．30个B．60个

C．90个D．120个

[解析]　含有100个碱基的某DNA分子片段，内有30个腺嘌呤，则胸腺嘧啶数为30个，胞嘧啶和鸟嘌呤数各为20个。

该DNA分子连续复制两次，产物共含有胸腺嘧啶脱氧核苷酸120个，还需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸90个。

[备战学业考试]

1．（2014·

浙江1月学考，24,2分）与DNA分子相比，RNA分子中特有的碱基是（　　）

A．尿嘧啶（U）　　　　　　B．鸟嘌呤（G）

C．腺嘌呤（A）D．胞嘧啶（C）

答案：

A

2．（2013·

浙江会考，29,2分）一个双链均含32P的DNA分子，在不含32P的溶液中复制3次后，含32P的子代DNA分子个数是（　　）

A．1B．2

C．4D．8

解析：

选B。

一个双链均含32P的DNA分子，在不含32P的溶液中复制3次后，根据半保留复制原则，含32P的子代DNA分子个数是2个。

3．（2011·

浙江会考，45,2分）下列各项中，能正确表示RNA基本单位的是（　　）

选D。

RNA基本单位为核糖核苷酸，由含氮碱基（A、U、C、G）、核糖、磷酸基团组成。

4．（2011·

浙江学考，26,1分）某生物的体细胞中有2n条染色体。

该生物的体细胞在含15N的培养基中培养多代后，移到不含15N的培养基中培养，第一次分裂形成的1个子细胞中含15N的染色体数目是（　　）

A．0B．n

C．2nD．4n

选C。

含2n条染色体的生物体细胞在含15N的培养基中培养多代后，DNA都带上了15N的标记，移到不含15N的培养基