第21讲DNA分子的结构复制和基因的本质(一轮复习)

一轮复习考纲要求第二十一讲DNA分子的结构、复制及基因的本质知识内容要求考点细化―――关键词1．DNA分子结构的主要特点2.DNA分子的复制3.基因的概念ⅡⅡⅡ1.DNA分子的元素组成、结构单位，结构的主要特点及发现者，碱基互补配对的计算。双螺旋结构2.基因的本质，基因与DNA、染色体的关系，DNA分子的特异性和多样性。考点一DNA分子的结构1.DNA分子结构模式图①磷酸：DNA分子中绝大部分脱氧核苷酸都连接2个磷酸基团，但1个DNA分子中只有2个游离的磷酸。②磷酸二酯键：可用限制酶切断，可用DNA连接酶或DNA聚合酶连接。③脱氧核糖；④碱基；⑤碱基对⑥氢键：可用DNA解旋酶断裂，也可用高温断裂；碱基A和T、G和C之间分别有2个和3个氢键。⑦脱氧核苷酸：含有磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。是DNA的基本组成单位，DNA初步水解产物。⑧脱氧核苷酸链：两条反向平行的脱氧核苷酸链双螺旋成DNA分子。⑨DNA的内侧：由碱基对按不同的顺序排列而成，决定了DNA的特异性和多样性。⑩DNA的外侧：由脱氧核糖和磷酸交替连接而成，构成DNA的基本骨架。脱氧核苷酸链(DNA单链)CACAG3’,5’磷酸二酯键脱氧核苷酸脱氧核苷酸12345O5’3’易混淆的几种酶项目种类作用底物作用部位作用结果限制酶DNA分子磷酸二酯键形成黏性末端或平末端DNA连接酶DNA分子片段磷酸二酯键形成重组DNA分子DNA聚合酶脱氧核苷酸磷酸二酯键形成新的DNA分子DNA(水解)酶DNA分子磷酸二酯键形成脱氧核苷酸DNA解旋酶DNA分子碱基对间的氢键形成单链DNA分子5’5’3’3’5’3’5’3’DNA聚合酶DNA连接酶引物DNA连接酶连接DNA片段，不需要模板DNA聚合酶需要模板，连接单个核苷酸例1.下图为DNA分子部分结构示意图,以下叙述正确的是()A.DNA的稳定性与⑤有关,生物体内DNA解旋酶、RNA聚合酶、DNA聚合酶、逆转录酶等可以断开⑤B.④是一个胞嘧啶脱氧核苷酸C.DNA连接酶可催化⑥或⑦键形成D.A链、B链的方向相反,骨架是磷酸和脱氧核糖D例2.现有四个DNA样品，请根据样品中碱基的含量判断，最有可能来自嗜热菌的是()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【解析】碱基G和C的比例越高，其结构越稳定，而B项中含腺嘌呤17%的样品中碱基G和C的比例最高，故其最可能来自嗜热菌。B例3．对绿色植物细胞某细胞器组成成分进行分析，发现A、T、C、G、U五种碱基的相对含量分别约为35%、0、30%、20%、15%，则该细胞器能完成的生理活动是()A．吸收氧气，进行有氧呼吸B．发出星射线，形成纺锤体C．结合mRNA，合成蛋白质D．吸收并转换光能，完成光合作用C2.DNA分子的特性（1）多样性：碱基对的排列顺序多种多样，所以DNA分子具多样性。（2）特异性：每个DNA具有特定的碱基对排列顺序，DNA分子具有特异性。•不同的DNA分子碱基对(碱基，脱氧核苷酸)的排列顺序不同，代表了不同的遗传信息。训练：含有2000个碱基对的DNA，每条链上的碱基排列方式有（）A、42000个B、41000个碱基设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知：A1=T2，A2=T1，G1=C2，G2=C1。则在DNA双链中：A=T，G=C可引申为：①嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数A+G=T+C即A+G/T+C=1②双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链A+TG+CA1+T1G1+C1A2+T2G2+C2==例题：某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？解析：因为DNA分子中，A+G=T+C。所以A=50%–23%=27%3.碱基互补配对原则的应用③双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。A1+G1T1+C1=aT2+C2A2+G2=1/aA1+C1T1+G1T2+G2A2+C2=例题：在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？2.51A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链④双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链A+T是整个DNA分子A+T的一半。A+TA+T+G+CA1+T1+G1+C1A1+T1==A2+T2+G2+C2A2+T2=A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链例题：某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量24%A＋T=54%G+C=46%例题:在含有四种碱基的DNA区段中，有腺嘌呤a个，占该区段全部碱基的比例为b，则（)A.b≤0.5B.b≥0.5C.胞嘧啶为a(1/2b－1)D.胞嘧啶为b(1/2a－1)C例题：分析一个DNA分子时，发现30%的脱氧核苷酸含有A，由此可知，该分子中一条链上G含量的最大值可占此链碱基总数的多少？40%解析：A=T=a总数为a/b所以C+G=a/b-2a因为C=G所以C=a（1/2b-1）答案选C考点二DNA分子的复制1.半保留复制的实验证明将E.Coli培养在以15NH4Cl为唯一氮源的培养基中生长；提取其DNA进行密度梯度离心。再移至14N培养基中生长；在不同时期提取DNA，进行密度梯度离心。Meselson和Stahl实验重带中带轻带中带DNA分子数：2n只含15N分子：0含14N/15N杂种分子：2只含14N分子：2n-2DNA单链总数：2n+1含15N的链：2含14N的链：2n+1-2DNA分子连续复制演绎的计算规律DNA分子复制n次拓展延伸例4.用15N同位素标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基上连续繁殖4代，a、b、c为三种DNA分子：a只含15N，b同时含14N和15N，c只含14N。下图中这三种DNA分子的比例正确的是（）D2.DNA复制的过程（1）复制的条件:模板—DNA酶—解旋酶和DNA聚合酶等能量—ATP原料—4种游离的脱氧核苷酸（2）复制的时间（3）复制的场所:主要在细胞核内（4）复制的特点:半保留复制；边解旋边复制有丝分裂的间期减数第一次分裂前的间期原核生物和病毒？（5）DNA分子准确复制的原因独特的双螺旋结构提供精确模板碱基互补配对保证准确复制（6）复制的意义：通过DNA分子的复制，把亲代的遗传信息传给子代，从而使得前后代保持了一定的连续性。注意：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，引起基因突变关于DNA复制所需原料个数的计算：1个DNA分子连续复制n次，增加份原料，所需A个数等于：单个DNA分子A个数×()2n－12n－1第n次复制时需要A的个数：单个DNA分子A个数×()2n－1训练：某双链DNA分子共有含氮碱基1400个，其中一条单链上(A+T):(C＋G)＝2:5。问该DNA分子复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是()A.300个B.400个C.600个D.1200个C细胞分裂过程中的DNA复制例5.取1个含有1对同源染色体的精原细胞，用15N标记细胞核中的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D例6.假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是()A．该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸B．噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等C．含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1∶49D．该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变C脱氧核苷酸、基因、DNA、染色体之间的关系染色体DNA基因脱氧核苷酸染色体是DNA的主要载体每个染色体上有1个或2个DNA分子基因是有遗传效应的DNA片段每个DNA分子上有许多基因基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息每个基因由许多(成百上千)脱氧核苷酸组成DNA是主要的遗传物质考点三基因是有遗传效应的DNA片段例7.下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是（）A．在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸和一个碱基B．基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因C．一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的D．染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子A例8.如果DNA分子上某一片段是一个有遗传效应的片段，则该片段（）①携带遗传信息②上面有密码子③能转录产生mRNA④能进入核糖体⑤能运载氨基酸⑥能控制蛋白质的合成A．①③⑤B．②④⑥C．①③⑥D．②④⑤C1.RNA分子可作为DNA合成的模板。2.同一生物不同细胞中，DNA的结构和DNA分子数目相同。3.构成基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相等。4.在DNA分子的一条单链中,相邻的碱基A与T通过氢键连接在一起。√×××温示提馨请做：课后限时自测十八THANKS