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第2～4节DNA分子的结构、DNA的复制、基因是有遗传效应的DNA片段考点一DNA双螺旋结构模型的构建及DNA分子的结构特点【回扣教材】1．构建者：___________________2．对DNA分子的认识DNA分子是以_______________为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基，且腺嘌呤(A)的量总是等于______________的量，_________________总是等于胞嘧啶(C)的量。沃森和克里克4种脱氧核苷酸胸腺嘧啶(T)鸟嘌呤(G)的量资料1：20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA分子的基本单位是。脱氧核苷酸1分子磷酸1分子脱氧核糖1分子含氮碱基一、DNA模型建构1分子脱氧核苷酸=++.代表磷酸S代表脱氧核糖(含S的一面向上)代表4种碱基代表连接各组分的化学键脱氧核苷酸碱基AGCT磷酸脱氧核糖3．DNA分子的结构特点(1)两条链______________盘旋成双螺旋结构。(2)__________和_______________交替连接，排列在外侧，构成_______________，碱基排列在内侧。(3)两条链上的碱基通过氢键连接成_________，碱基配对方式为__________________。反向平行磷酸脱氧核糖基本骨架碱基对A与T，C与G【知识拓展】一、DNA分子的结构1．由多个脱氧核苷酸分子聚合形成脱氧核苷酸长链。2．配对的碱基，A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键，C－G对在DNA中所占的比例越大，其分子结构越稳定。AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的的双螺旋。（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。（3）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。DNA双螺旋结构的主要特点DNA分子的多样性和特异性：①多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。②特异性：特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。③遗传信息：DNA分子中的碱基对排列顺序就代表了遗传信息。④相对稳定性：DNA分子的双螺旋结构相对稳定二、碱基互补配对原则及其推论根据碱基互补配对原则可知：A1＝T2、T1＝A2、C1＝G2、G1＝C21．在DNA双链中：A＝T、G＝C。推导过程：根据碱基互补配对原则A1＋A2＝T2＋T1，即A＝T；同理可知，G＝C。2．在DNA双链中：两个不互补配对的碱基之和相等，且等于碱基总数的一半，即A＋G＝C＋T＝1/2(A＋G＋C＋T)A＋C＝G＋T＝1/2(A＋G＋C＋T)3．在DNA双链中还存在如下的等式关系：A1＋G1T1＋C1＝T2＋C2A2＋G2A＋TG＋C＝A1＋T1G1＋C1＝A2＋T2G2＋C2【典例精析】【例1】(2013上海)在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C，6个G，3个A，7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则()A．能搭建出20个脱氧核苷酸B．所搭建的DNA分子片段最长为7碱基对C．能搭建出410种不同的DNA分子模型D．能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段D3.某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%，则该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%D例题4.双链DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的54%，其中1链上的碱基中，22%是腺嘌呤，28%是胞嘧啶，则2链中腺嘌呤占该链上所有碱基的比例和2链中的胞嘧啶占整个DNA分子中所有碱基的比例分别为（）A.24%13%B.23%27%C.48%26%D.22%28%A考点二DNA分子的复制【回扣教材】1．概念：以____________________为模板合成子代DNA分子的过程。2．发生时期：___________________________和_________________________期，随__________的复制而完成。3．过程：(1)解旋：需要细胞提供能量，在__________的作用下，两条螺旋的双链解开螺旋。亲代DNA的两条链有丝分裂的间期减数第一次分裂的间染色体解旋酶1、DNA分子的复制过程：1、解旋2、以母链为模板进行碱基互补配对3、形成两个新的DNA分子DNA解旋酶催化（氢键断裂）解旋：模板（在DNA聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行）复制:以母链为模板进行碱基配对母链（旧链）子链（新链）子代DNA:同时进行(边解旋边复制）组成1.复制过程:4．特点：DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程，复制需要_____________________________等基本条件。_______________________________，为复制提供了精确的模板，通过_______________，保证了复制能准确地进行。5．意义：DNA分子通过复制，将___________从亲代传给子代，从而保持了_____________的连续性。模板、原料、能量和酶DNA分子独特的双螺旋结构碱基互补配对遗传信息遗传信息2.DNA分子复制时需何条件？①模板：亲代DNA的两条母链；②原料：4种脱氧核苷酸；③能量：ATP;④酶：DNA解旋酶，DNA聚合酶。根据半保留复制和碱基互补配对原则四、与复制有关的碱基计算①一个DNA连续复制n次后，共有多少个DNA？多少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条？DNA分子数=2n单链数=2n+1母链数=子链数=22n+1﹣2解析：所用知识为“半保留复制”和“碱基互补配对原则”，并图示分析。ATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT连续第一次复制连续第二次复制连续第n次复制解：答：一个DNA连续复制n次后，共有2n个DNA，2n+1条单链，母链2条，子链2n+1﹣2条DNA复制的计算规律1.一个DNA连续复制n次后，共有2n个DNA，2n+1条单链，母链2条，子链2n+1﹣2条,所有子代DNA都有子链，含母链的DNA占2/2n2.经过n次复制，所需的某种游离脱氧核苷酸=m（2n-1）。m为该核苷酸1个DNA分子中数量3.在第n次复制，共需消耗游离的该碱基为m（2n-1）1、DNA通过复制，传递遗传信息。1）、DNA分子复制，是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。时间场所模板模板去向原料能量酶产物特点有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期主要在细胞核，少数在线粒体、叶绿体中DNA分子两条链分别进入两个DNA分子中游离的脱氧核苷酸ATPDNA解旋酶、聚合酶子代DNA边解旋边复制、半保留复制【典例精析】【例2】将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中复制n次，则后代中含有15N的单链占全部DNA单链的比例和含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例依次是()A．1/2n，1/2nB．1/2n，1/2n－1C．1/2n，1/2n＋1D．1/2n－1，1/2nB【例3】一个DNA分子的α链上，腺嘌呤是鸟嘌呤的1.4倍，两者之和占DNA分子碱基总数的24%。在这个DNA分子的β链上，胸腺嘧啶与腺嘌呤之和占该链碱基数目的56%，那么，α链上胞嘧啶的数目占该链碱基数目的()A．44%B．28%C．24%D．13.34%C【解析】α链上腺嘌呤与鸟嘌呤两者占碱基总数的24%，即占单链的48%，α链上A＋G占48%，A＝1.4G，则2.4G占48%，G占20%，A占28%；β链上，A＋T占56%，则G＋C占44%，β链上G＋C的数目与α链上G＋C的数目相等，故α链上C占44%－20%＝24%。考点三基因是有遗传效应的DNA片段【回扣教材】1．一个DNA分子上有_________基因。构成基因的碱基数________(填“大于”、“小于”、“等于”)DNA分子的碱基总数。2．基因是有_____________的DNA片段。3．遗传信息蕴藏在______________________之中。4．DNA分子具有___________________，这是生物体多样性和特异性的物质基础。许多小于遗传效应4种碱基的排列顺序多样性和特异性【知识拓展】一、基因与DNA、染色体、性状之间的关系概括如下图：二、DNA的特性1．稳定性：DNA分子两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的，从而导致DNA分子的稳定性。2．多样性：DNA分子中碱基相互配对的方式虽然不变，但长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。如一个最短的DNA分子大约有4000个碱基对，这些碱基对可能的排列方式就有44000种。实际上构成DNA分子的脱氧核苷酸数目是成千上万的，其排列种类几乎是无限的，这就构成了DNA分子的多样性。3．特异性：每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。4．DNA分子的多样性和特异性不矛盾：DNA分子的多样性是指不同的DNA分子其碱基排列顺序不同，DNA分子特异性是指对某一特定的DNA分子而言，其碱基排列顺序是特定的。