搜索
-1-DNA分子的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA片段回扣基础要点一、DNA分子的结构1.结构层次基本组成元素——等基本组成物质——磷酸、、（A、G、C、T四种）基本组成单位——四种）DNA单链——脱氧核苷酸长链DNA双链——DNA结构，构建者和记忆窍门：可用“五、四、三、二、一”记忆，即五种元素，四种碱基对应四种脱氧核苷酸，三种物质○，两条长链，一种螺旋。2.结构特点（1）双链。（2）和交替连接，排列在外侧，构成，排列在内侧。（3）两条链上的碱基通过连接成碱基对。（4）A和T之间形成个氢键，C和G之间形成个氢键，故DNA分子中比例高的稳定性强。C、H、O、N、P脱氧核糖含氮碱基脱氧核糖核苷酸两条双螺旋沃森克里克反向平行脱氧核糖磷酸基本骨架碱基氢键二G—C三练一练在DNA分子双螺旋结构中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有2个氢键，胞嘧啶与鸟嘌呤之间有3个氢键。现有四种DNA样品，根据样品中碱基的百分含量判断，最有可能来自嗜热菌（生活在高温环境中）的是（）A.含胸腺嘧啶32%的样品B.含腺嘌呤17%的样品C.含腺嘌呤30%的样品D.含胞嘧啶15%的样品答案：B二、DNA分子复制1.概念：以分子为模板合成子代DNA分子的过程。2.场所：主要在中，但在拟核、线粒体、叶绿体中也进行。3.时间：有丝分裂和减数。4.条件：。5.精确复制的原因：DNA的结构提供精确模板;原则保证了复制的准确进行。6.过程：解旋和复制。7.特点：复制和。8.意义：从亲代传给子代，保持遗传信息的连续性。亲代DNA细胞核间期第Ⅰ次分裂前的间期模板、原料、酶、能量双螺旋碱基互补配对半保留边解旋边复制练一练下列关于DNA复制的叙述，正确的是（）A.在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制-2-B.DNA通过一次复制后产生四个DNA分子C.DNA双螺旋结构全部解链后，开始DNA的复制D.单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链解析DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期，是以亲代DNA的两条链为模板，合成两个子代DNA分子的过程。DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶，不需要DNA（水解）酶。DNA是边解旋边复制，而不是双螺旋全部解链后才开始DNA的复制。答案A三、基因是有遗传效应的DNA片段1.基因：的DNA片段，是决定的基本单位。2.遗传信息：指基因中的排列顺序。3.染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系——是DNA的——是主要的遗传物质控制生物性状的基本单位，携带遗传信息。主要存在于上，少量存在于和中——DNA（基因）的基本组成单位有遗传效应生物性状脱氧核苷酸主要载体染色体叶绿体线粒体4.四种结构或物质之间的包含关系及数量关系提醒①DNA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小于构成DNA分子的碱基总数。②显性基因D和隐性基因d的根本区别是基因中脱氧核苷酸的排列顺序不同。构建知识网络DNA基因脱氧核苷酸染色体-3-考点一DNA分子结构1.DNA分子结构模式图信息解读高频考点突破（1）每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个。（2）○之间的数量关系1∶1∶1。（3）○和之间的化学键为磷酸二酯键，用限制性核酸内切酶处理可切断，用DNA连接酶处理可连接。（4）碱基对之间的化学键为氢键，可用解旋酶断裂，也可加热断裂。（5）每个脱氧核糖连接着2个磷酸，分别在3号、5号碳原子上相连接。（6）若碱基对为n，则氢键数为2n~3n之间，若已知A有m个，则氢键数为3n-m。2.DNA分子特性（1）稳定性：磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧构成基本骨架。（2）多样性：碱基对多种多样的排列次序。提醒：若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种，其中n代表碱基对数。（3）特异性：每种DNA分子都有特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。对位训练1.下列能正确表示DNA片段示意图的是()-4-解析本题考查的知识点有：①DNA分子的两条长链是反向平行的，而不是B选项中同向的（依据两条链中脱氧核糖分析）；②DNA中存在T，不存在U，可排除A选项；③A与T之间形两个氢键，G与C之间形成三个氢键，G与C含量多的DNA分子相对更加稳定，因此可排除C选项。答案D2.含有2000个碱基的DNA，每条链上的碱基排列方式有（）A.42000个B.41000个C.24000个D.21000个答案：B3.在DNA分子的一条单链中相邻的碱基A与T的连接是通过()A.肽键B.—磷酸—脱氧核糖—磷酸—C.氢键D.—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—解析DNA分子单链上相邻碱基A与T的连接方式如图：由此可知是通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接起来的。答案：D考点二DNA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推知规律规律1：在双链DNA分子中，互补碱基两两相等，A=T，C=G，A+G=C+T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。规律2：在双链DNA分子中，互补的两碱基之和（如A+T或C+G）占全部碱基的比例等于其任何一条单链中这两种碱基之和占该单链中碱基数的比例。单双链转化公式。规律3：DNA分子一条链中（A+G）/（C+T）的比值的倒数等于互补链中该种碱基的比值，在整个DNA分子中该比值等于1。-5-规律4：DNA分子一条链中（A+T）/（C+G）的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值。规律5：不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即（A+T）/（C+G）的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。规律6：，则。规律7：若已知A占双链的比例=c%，则A1/单链的比例无法确定，但最大值可求出为2c%，最小值为0。对位训练4.下列对双链DNA分子的叙述，哪项是不正确的（）A.若一条链G的数目为C的2倍，则另一条链G的数目为C的0.5倍B.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C.若一条链的A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，则另一条链相应碱基比为2∶1∶4∶3D.若一条链的G∶T=1∶2，另一条链的C∶A=2∶1解析根据碱基互补配对原则，在DNA双链分子中，A1=T2，T1=A2，G1=C2，C1=G2。所以A、B、C项都是正确的。而D项中，若一条链的G∶T=1∶2，另一条链C∶A=2∶1是错误的，C∶A=1∶2才是正确的。答案D5.一个DNA分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多40%，两者之和占DNA分子碱基总数的24%,则这个DNA分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链碱基数目的（）A.44%B.24%C.14%D.28%解析A1、G1分别表示一条链上腺嘌呤和鸟嘌呤的数目，T2表示另一条链中胸腺嘧啶数目，A1+G1占DNA分子碱基总数的24%，即由于A1+G1+C1+T1=，∴A1+G1占本链碱基总数的48%。又∵A1=(1+40%)G1,∴由以上分析可解得A1=28%，G1=20%。根据碱基互补配对原则T2=A1=28%。答案：D考点三DNA复制的研究方法、过程和条件1.研究DNA复制的常用方法同位素标记法和离心法，常标记3H、15N、32P，通过离心在试管中形成不同位置。2.DNA复制的过程%24TCGAGA11T)CG(A21-6-（1）解旋：利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，两条螺旋的双链解开。（2）合成子链：以DNA分子的两条母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按碱基互补配对原则合成互补的子链。（3）形成子代DNA：每条新链（子链）与其对应的模板链（母链）盘绕成双螺旋结构。提醒①子代DNA分子中模板链与另一DNA分子中新合成的子链碱基序列完全相同。②特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可能造成碱基配对发生差错，引起基因突变。3.DNA复制的条件模板原料能量酶解旋后两条链四种游离的脱氧核苷酸ATP解旋酶、DNA聚合酶提醒①影响细胞呼吸（ATP供给）的所有因素都可能影响DNA复制。②体外也可进行，即PCR扩增技术，除满足上述条件外，还应注意温度、pH的控制及引物的加入。对位训练6.下列有关DNA分子复制的叙述，正确的是（）A.DNA分子在解旋酶的作用下水解成脱氧核苷酸B.在复制过程中，解旋和复制是同时进行的C.解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链D.两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子解析在DNA分子复制过程中，解旋酶的作用是破坏碱基对之间的氢键，形成两条脱氧核苷酸长链。边解旋边复制也是DNA复制的一个特点。以解开的每一条单链为模板，按照碱基互补配对原则，各合成一条子链，最后每条新合成的子链与对应的模板链螺旋，形成两条一样的DNA分子。答案：B7.在进行基因工程时，已经得到一个目的基因，要人工复制，使数量增多，需要的复制条件是（）①CTAGGGC或GATCCCG模板链②碱基A、U、C、G③碱基A、T、C、G④核糖⑤GATCCCGCTAGGGC-7-脱氧核糖⑥酶⑦ATP⑧磷酸⑨蛋白质A.①③④⑦⑧⑨B.①②④⑥⑦⑧C.①②⑤⑥⑦⑨D.①③⑤⑥⑦⑧解析DNA复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件。答案：D解题思路探究思维误区警示易错分析1.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已知DNA分子中碱基数，求复制n次与第n次所需某碱基的数目：某DNA分子中含某碱基a个，复制n次，则共需加入含该碱基的脱氧核苷酸为a×（2n-1）个，因为最初亲代DNA分子做模板不需要原料；但第n次复制时所需含该碱基的脱氧核苷酸为a×(2n-1)-a×(2n-1-1)=a×2n-1。2.对细胞分裂和DNA复制相结合的知识理解不透（1）细胞分裂过程中先进行DNA复制。（2）DNA复制的方式：半保留复制。（3）图示辨析这样来看，最后形成的4个子细胞有3种情况：第一种情况是4个细胞都是；第2种情况是2个细胞是，1个细胞是，1个细胞是；第3种情况是2个细胞是，另外2个细胞是。纠正训练1.某DNA分子含m对碱基，其中腺嘌呤有A个。下列有关此DNA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（）A.在第一次复制时，需要（m-A）个-8-B.在第二次复制时，需要2（m-A)个C.在第n次复制时，需要2n-1(m-A)个D.在n次复制过程中，总共需要2n(m-A)个解析该DNA分子含胞嘧啶数目为m-A，复制n次需胞嘧啶脱氧核苷酸数目为（m-A）(2n-1)。答案：D2.取1个含有1对同源染色体的精原细胞，用15N标记细胞核中DNA，然后放在含14N的培养基中培养，让其连续进行两次有丝分裂，形成4个细胞，这4个细胞中含15N的细胞个数可能是()A.2B.3C.4D.前三项都对答案：D知识综合应用重点提示通过“DNA半保留复制的原理和相关计算”的考查，提升“具备验证简单生物学事实，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理”的能力。典例分析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，也是研究性学习的内容之一。这个小组借助某大学的实验设备，对有关DNA复制的方式进行探究，有人认为DNA是全保留复制，也有人认为DNA是半保留复制。为了证明这两种假设，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。（1）实验步骤：第一步：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；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。用某种离心方法分离得到的结果如上图所示，其DNA分别分布在轻带和重带上。第二步：将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上繁殖一代(Ⅰ)，请分析：如果DNA位于带位置，则是全保留复制；如果DNA位于带位置，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，将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上再连续繁殖一代(Ⅱ)，请分析：如果DNA位于带位置，则是全保留复制；如果DNA位于带位置，则是半保留复制。(2)有人提出：第一代(Ⅰ)的DNA用解旋酶处理后再离心，就能直接判断DNA的复制方式，如果轻带和重带各占，则一定为半保