DNA分子的結(jié)構(gòu)、復制及基因(2016屆高三生物一輪復習)

1、 DNADNA分子的結(jié)構(gòu)、復制分子的結(jié)構(gòu)、復制; ; 基因是有遺傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNADNA片段片段2016屆高三生物一輪復習 DNA分子的結(jié)構(gòu)分子的結(jié)構(gòu) 一C、H、O、N、PA、T、G、C脫氧核糖脫氧核糖脫氧核苷酸脫氧核苷酸脫氧核苷酸鏈脫氧核苷酸鏈DNA分子雙螺旋分子雙螺旋巧巧 記記1 1、結(jié)構(gòu)層次、結(jié)構(gòu)層次2.2.結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點（1 1）雙鏈）雙鏈 。（2 2） 和和 交替連接，交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成排列在外側(cè)，構(gòu)成 ， 排列在內(nèi)側(cè)。排列在內(nèi)側(cè)。（3 3）兩條鏈上的堿基通過）兩條鏈上的堿基通過 連接成堿基對。連接成堿基對。（4 4）A A和和T T之間形成之間形成 個氫鍵，

2、個氫鍵，C C和和G G之間形成之間形成 個氫鍵，故個氫鍵，故DNADNA分子中分子中 比例高的穩(wěn)定比例高的穩(wěn)定 性強。性強。 反向平行反向平行脫氧核糖脫氧核糖磷酸磷酸基本骨架基本骨架堿基堿基氫鍵氫鍵二二GCGC三三（1 1）每個）每個DNADNA片段中，游離的磷酸基團有片段中，游離的磷酸基團有 個。個。（2 2） 之間的數(shù)量關(guān)系之間的數(shù)量關(guān)系 。（3 3）和和之間的化學鍵為之間的化學鍵為 鍵，用鍵，用 處理可切斷，用處理可切斷，用 酶處理可酶處理可連接。連接。（4 4）堿基對之間的化學鍵為）堿基對之間的化學鍵為 鍵，可用鍵，可用 酶酶斷裂，也可斷裂，也可 斷裂。斷裂。（5 5）每個脫氧核糖連

3、接著）每個脫氧核糖連接著 個磷酸，個磷酸，分別在分別在 號碳原子上相連接。號碳原子上相連接。2 2111111磷酸二酯磷酸二酯DNADNA連接連接氫氫解旋解旋2 23 3號、號、5 5DNADNA分子結(jié)構(gòu)模分子結(jié)構(gòu)模式圖信息解讀式圖信息解讀限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶加熱加熱3.3.DNADNA分子特性分子特性（1 1）穩(wěn)定性穩(wěn)定性：磷酸和脫氧核糖交替連接，排列在：磷酸和脫氧核糖交替連接，排列在外側(cè)構(gòu)成基本骨架。外側(cè)構(gòu)成基本骨架。（2 2）多樣性多樣性：堿基對多種多樣的排列次序。：堿基對多種多樣的排列次序。 若某若某DNADNA分子中有分子中有n n個堿基對，則排列順個堿基對，則排列順序有

4、序有 種，其中種，其中n n代表代表 對數(shù)。對數(shù)。（3 3）特異性特異性：每種：每種DNADNA分子都有特定的堿基對排分子都有特定的堿基對排列順序，代表了特定的遺傳信息。列順序，代表了特定的遺傳信息。 提醒提醒4 4n n堿基堿基對位訓練對位訓練1.1.下列能正確表示下列能正確表示DNADNA片段示意圖的是片段示意圖的是 ( )( ) D D2.2. 含有含有2 0002 000個堿基的個堿基的DNADNA，每條鏈上的堿基排，每條鏈上的堿基排列方式有列方式有 （ ）A.4A.42 0002 000個個B.4B.41 0001 000個個C.2C.24 0004 000個個D.2D.21 000

5、1 000個個B3.3.在在DNADNA分子的一條單鏈中相鄰的堿基分子的一條單鏈中相鄰的堿基A A與與T T的連的連接是通過接是通過 ( )( )A.A.肽鍵肽鍵B.B.磷酸磷酸脫氧核糖脫氧核糖磷酸磷酸C.C.氫鍵氫鍵D.D.脫氧核糖脫氧核糖磷酸磷酸脫氧核糖脫氧核糖解析解析 DNADNA分子單鏈上相鄰堿基分子單鏈上相鄰堿基A A與與T T的連接方的連接方式如圖：式如圖： 由此可知是通過由此可知是通過“脫氧核糖脫氧核糖磷酸磷酸脫氧核脫氧核糖糖”連接起來的。連接起來的。 D4 4、DNADNA中堿基數(shù)量的計算中堿基數(shù)量的計算解題時先畫出簡圖，根據(jù)堿基互補配對原則解題時先畫出簡圖，根據(jù)堿基互補配對原

6、則推知規(guī)律推知規(guī)律規(guī)律規(guī)律1 1：在雙鏈：在雙鏈DNADNA分子中，互補堿基兩兩相分子中，互補堿基兩兩相等等A=TA=T，C=GC=G，A+G=C+TA+G=C+T，即嘌呤堿基總數(shù)等，即嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)。于嘧啶堿基總數(shù)。規(guī)律規(guī)律2 2：雙鏈雙鏈DNA分子中，分子中，A+T占整個占整個DNA分子堿基總數(shù)的百分比等于其中任何一條鏈分子堿基總數(shù)的百分比等于其中任何一條鏈中中A+T占該單鏈堿基總數(shù)的百分比。占該單鏈堿基總數(shù)的百分比。A+TA+T+G+C=A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2A 2 +T 2 +G 2 +C 2A 2 +T 2=A 1 +T 1 +G 1 +C 1A

7、 1 +T 1=m%m%m%若若DNADNA的一個單鏈中，的一個單鏈中，A+T/G+C=0.4A+T/G+C=0.4，上述比例，上述比例在其互補鏈和整個在其互補鏈和整個DNADNA分子中分別是多少？分子中分別是多少？0.4 0.40.4 0.4練一練練一練規(guī)律規(guī)律3：雙鏈雙鏈DNA分子中分子中A+T/G+C等于等于其中任何一條鏈的其中任何一條鏈的A+T/G+CA 1 1+T 1 1G 1 1+C 1 1=nA 2 +T 2G 2 +C 2A+TG+C=n=n在在DNADNA的一個單鏈中，的一個單鏈中，A+G/T+C=0.4A+G/T+C=0.4，上述比例，上述比例在其互補鏈和整個在其互補鏈和整

8、個DNADNA分子中分別是多少？分子中分別是多少？2.5 12.5 1練一練練一練規(guī)律規(guī)律4：雙鏈雙鏈DNA分子中，互補的兩條鏈中分子中，互補的兩條鏈中A+G/T+C互為倒數(shù)。即兩互為倒數(shù)。即兩不互補堿基之和不互補堿基之和的比值等的比值等于另一互補鏈中這一于另一互補鏈中這一 比值的倒數(shù)比值的倒數(shù)規(guī)律規(guī)律6 6： ，則，則 %bA1單鏈若%2bA1雙鏈規(guī)律規(guī)律5 5：不同生物的不同生物的DNADNA分子中互補配對的堿基分子中互補配對的堿基之和的比值不同，即（之和的比值不同，即（A+TA+T）/ /（C+GC+G）的值不同。）的值不同。該比值體現(xiàn)了不同生物該比值體現(xiàn)了不同生物DNADNA分子的特異

9、性分子的特異性。對位訓練對位訓練1.1.下列對雙鏈下列對雙鏈DNADNA分子的敘述，哪項是不正確的分子的敘述，哪項是不正確的 （ ）A.A.若一條鏈若一條鏈G G的數(shù)目為的數(shù)目為C C的的2 2倍，則另一條鏈倍，則另一條鏈G G的的 數(shù)目為數(shù)目為C C的的0.50.5倍倍B.B.若一條鏈若一條鏈A A和和T T的數(shù)目相等，則另一條鏈的數(shù)目相等，則另一條鏈A A和和T T 的數(shù)目也相等的數(shù)目也相等C.C.若一條鏈的若一條鏈的A AT TG GC C=1234=1234，則另，則另 一條鏈相應(yīng)堿基比為一條鏈相應(yīng)堿基比為21432143D.D.若一條鏈的若一條鏈的G GT T=12=12，另一條鏈的

10、，另一條鏈的 C CA A=21=21答案答案 D D2.2.一個一個DNADNA分子的一條鏈上，腺嘌呤比鳥嘌呤多分子的一條鏈上，腺嘌呤比鳥嘌呤多40%40%，兩者之和占，兩者之和占DNADNA分子堿基總數(shù)的分子堿基總數(shù)的24%,24%,則這則這個個DNADNA分子的另一條鏈上，胸腺嘧啶占該鏈堿分子的另一條鏈上，胸腺嘧啶占該鏈堿基數(shù)目的基數(shù)目的 （ ）A.44% B.24% C.14% D.28%A.44% B.24% C.14% D.28%D3.3.在一個在一個DNADNA分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基數(shù)目的全部堿基數(shù)目的54%54%，其中一條鏈中鳥嘌呤

11、、，其中一條鏈中鳥嘌呤、胸腺嘧啶分別占該鏈堿基總數(shù)的胸腺嘧啶分別占該鏈堿基總數(shù)的22%22%和和28%28%，則，則由該鏈轉(zhuǎn)錄的信使由該鏈轉(zhuǎn)錄的信使RNARNA中鳥嘌呤占堿基總數(shù)的中鳥嘌呤占堿基總數(shù)的 （ ）A.24%A.24%B.22%B.22% C.26% C.26% D.23% D.23%A二、二、DNADNA分子復制分子復制 1.1.概念：以概念：以 分子為模板合成子代分子為模板合成子代DNADNA分子分子 的過程。的過程。 2.2.場所：主要在場所：主要在 中，但在擬核、線粒體、葉中，但在擬核、線粒體、葉 綠體中也進行。綠體中也進行。 3.3.時間：有絲分裂時間：有絲分裂 和減數(shù)和減

12、數(shù) 。 4.4.條件：條件： 。 5.5.精確復制的原因：精確復制的原因：DNADNA的的 結(jié)構(gòu)提供精確模結(jié)構(gòu)提供精確模 板板; ; 原則保證了復制的準確進行。原則保證了復制的準確進行。 6.6.過程：解旋和復制。過程：解旋和復制。 7.7.特點：特點： 復制和復制和 。 8.8.意義：從親代傳給子代，保持遺傳信息的連續(xù)性。意義：從親代傳給子代，保持遺傳信息的連續(xù)性。 親代親代DNADNA細胞核細胞核間期間期第第次分裂前的間期次分裂前的間期模板、原料、酶、能量模板、原料、酶、能量雙螺旋雙螺旋堿基互補配對堿基互補配對半保留半保留邊解旋邊復制邊解旋邊復制注：注：DNADNA復制的研究方法、過程和條

13、件復制的研究方法、過程和條件1.1.研究研究DNADNA復制的常用方法復制的常用方法同位素標記法同位素標記法和和離心法離心法，常標記，常標記3 3H H、1515N N、3232P P，通過離心在試管中形成不同位置。通過離心在試管中形成不同位置。2.2.DNADNA復制的過程復制的過程方法規(guī)律方法規(guī)律 （1 1）探究）探究DNADNA復制的方法和原理復制的方法和原理方法：方法：同位素標記法同位素標記法。原理：根據(jù)原理：根據(jù)DNADNA分子分子比重比重不同，借助不同，借助離心技術(shù)離心技術(shù)，通過離心后通過離心后DNADNA在試管中位置確定復制方式。在試管中位置確定復制方式。（2 2）結(jié)果分析）結(jié)果

14、分析已知某一被已知某一被1515N N標記的標記的DNADNA分子（親代），轉(zhuǎn)移到含分子（親代），轉(zhuǎn)移到含有有1414N N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)（復制）若干代，其結(jié)果分析的培養(yǎng)基中培養(yǎng)（復制）若干代，其結(jié)果分析如下：如下：世世代代DNADNA分子的特點分子的特點DNADNA中脫氧核中脫氧核苷酸鏈的特點苷酸鏈的特點分分子子總總數(shù)數(shù)細胞中的細胞中的DNADNA分分子離心后子離心后在管中的在管中的位置位置不同不同DNADNA分子與全部分子與全部DNADNA分子之比分子之比鏈鏈總總數(shù)數(shù)不同脫氧核苷不同脫氧核苷酸鏈與全部鏈酸鏈與全部鏈之比之比含含1515N N的鏈的鏈含含1414N N的鏈的鏈只含只含1515

15、N N的的分子分子含含1414N N和和1515N N的雜的雜種分子種分子只含只含1414N N的的分子分子親親代代1 1全在下部全在下部1 10 00 02 21 10 01 12 2全在中部全在中部0 01 10 04 4212124 0 0838 0 016n2n 0 0( (或或2n+1212121214141434143438187n22n221n22)211nn221n21n211中部，中部，中部，中部，中部，中部，上部上部上部上部上部上部典例分析典例分析 某校一個生物活動小組要進行研究性學習。對某校一個生物活動小組要進行研究性學習。對 生物學史上的經(jīng)典實驗進行驗證，也是研究性生物

16、學史上的經(jīng)典實驗進行驗證，也是研究性 學習的內(nèi)容之一。這個小組借助某大學的實驗學習的內(nèi)容之一。這個小組借助某大學的實驗 設(shè)備，對有關(guān)設(shè)備，對有關(guān)DNADNA復制的方式進行探究，有人復制的方式進行探究，有人 認為認為DNADNA是全保留復制，也有人認為是全保留復制，也有人認為DNADNA是半是半 保留復制。為了證明這兩種保留復制。為了證明這兩種假設(shè)，這個小組設(shè)計了下列實驗程序，請完成實驗假設(shè)，這個小組設(shè)計了下列實驗程序，請完成實驗并對結(jié)果進行預測。并對結(jié)果進行預測。 （1 1）實驗步驟：）實驗步驟：第一步：在氮源為第一步：在氮源為1414N N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，

17、其其DNADNA分子均為分子均為1414N N- -DNADNA；在氮源為；在氮源為1515N N的培養(yǎng)基的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其上生長的大腸桿菌，其DNADNA分子均為分子均為1515N N- -DNADNA。用。用某種離心方法分離得到的結(jié)果如上圖所示，其某種離心方法分離得到的結(jié)果如上圖所示，其DNADNA分別分布在輕帶和重帶上。分別分布在輕帶和重帶上。第二步：將親代大腸桿菌第二步：將親代大腸桿菌( (含含1515N N) )轉(zhuǎn)移到含轉(zhuǎn)移到含1414N N的培養(yǎng)基的培養(yǎng)基上繁殖一代上繁殖一代()()，請分析：，請分析：如果如果DNADNA位于位于 帶位置，則是全保留復制；帶位置，則是全保

18、留復制；如果如果DNADNA位于位于 帶位置，則是半保留復制。帶位置，則是半保留復制。第三步：為了進一步驗證第二步的推測結(jié)果，將親代大第三步：為了進一步驗證第二步的推測結(jié)果，將親代大腸桿菌腸桿菌( (含含1515N N) )轉(zhuǎn)移到含轉(zhuǎn)移到含1414N N的培養(yǎng)基上再連續(xù)繁殖一代的培養(yǎng)基上再連續(xù)繁殖一代()()，請分析：，請分析：如果如果DNADNA位于位于 帶位置，則是全保留復制；如帶位置，則是全保留復制；如果果DNADNA位于位于 帶位置，則是半保留復制。帶位置，則是半保留復制。(2)(2)有人提出：第一代有人提出：第一代()()的的DNADNA用解旋酶處理后再離心，用解旋酶處理后再離心，就

19、能直接判斷就能直接判斷DNADNA的復制方式，如果輕的復制方式，如果輕1/21/2重和重和1/21/2輕輕全中全中1/41/4重和重和3/43/4輕輕1/21/2中和中和1/21/2輕輕帶和重帶各占帶和重帶各占 ，則一定為半保留復制。，則一定為半保留復制。你認為此人說法是否正確？你認為此人說法是否正確？ 。原因是原因是 。21不正確不正確無論半保留復制還是全保留復制，按此法研究無論半保留復制還是全保留復制，按此法研究DNADNA鏈的情況結(jié)果是一致的，所以無法區(qū)分鏈的情況結(jié)果是一致的，所以無法區(qū)分思維誤區(qū)警示思維誤區(qū)警示 1.1.對對DNADNA復制過程中復制過程中“第第n n次次”還是還是“n

20、 n次次”復制復制所需某種堿基數(shù)量的計算原理不清所需某種堿基數(shù)量的計算原理不清 已知已知DNADNA分子中堿基數(shù)，求復制分子中堿基數(shù)，求復制n n次與第次與第n n次所次所需某堿基的數(shù)目：某需某堿基的數(shù)目：某DNADNA分子中含某堿基分子中含某堿基a a個，復個，復制制n n次，則共需加入含該堿基的脫氧核苷酸為次，則共需加入含該堿基的脫氧核苷酸為 個，因為最初親代個，因為最初親代DNADNA分子做模板不分子做模板不需要原料；但第需要原料；但第n n次復制時所需含該堿基的脫氧核次復制時所需含該堿基的脫氧核苷酸為苷酸為 。a a（2 2n n-1-1）a a(2(2n n-1)-a-1)-a(2(

21、2n-1n-1-1)=a-1)=a2 2n-1n-12.2.對細胞分裂和對細胞分裂和DNADNA復制相結(jié)合的知識理解不透復制相結(jié)合的知識理解不透（1 1）細胞分裂過程中先進行）細胞分裂過程中先進行DNADNA復制。復制。（2 2）DNADNA復制的方式：半保留復制。復制的方式：半保留復制。（3 3）圖示辨析）圖示辨析糾正訓練糾正訓練1.1.某某DNADNA分子含分子含m m對堿基，其中腺嘌呤有對堿基，其中腺嘌呤有A A個。下個。下 列有關(guān)此列有關(guān)此DNADNA在連續(xù)復制時所需的胞嘧啶脫氧在連續(xù)復制時所需的胞嘧啶脫氧 核苷酸數(shù)目的敘述中，錯誤的是核苷酸數(shù)目的敘述中，錯誤的是 （ ）A.A.在第一

22、次復制時，需要（在第一次復制時，需要（m m- -A A）個）個B.B.在第二次復制時，需要在第二次復制時，需要2 2（m m- -A A) )個個C.C.在第在第n n次復制時，需要次復制時，需要2 2n-1n-1( (m m- -A A) )個個D.D.在在n n次復制過程中，總共需要次復制過程中，總共需要2 2n n( (m m- -A A) )個個解析解析 該該DNADNA分子含胞嘧啶數(shù)目為分子含胞嘧啶數(shù)目為m m- -A A，復制，復制n n 次需胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)目為（次需胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)目為（m m- -A A）(2 (2n n-1)-1)。D2.2.取取1 1個含有個含有1

23、1對同源染色體的精原細胞，用對同源染色體的精原細胞，用1515N N標標 記細胞核中記細胞核中DNADNA，然后放在含，然后放在含1414N N的培養(yǎng)基中培的培養(yǎng)基中培 養(yǎng)，讓其連續(xù)進行兩次有絲分裂，形成養(yǎng)，讓其連續(xù)進行兩次有絲分裂，形成4 4個細胞，個細胞， 這這4 4個細胞中含個細胞中含1515N N的細胞個數(shù)可能是的細胞個數(shù)可能是 ( )( ) A.2 B.3 A.2 B.3 C.4 C.4 D. D.前三項都對前三項都對D三、基因是有遺傳效應(yīng)的三、基因是有遺傳效應(yīng)的DNADNA片段片段 1.1.基因：基因： 的的DNADNA片段，是決定片段，是決定 的基本單位。的基本單位。 2.2.遺

24、傳信息：指基因中遺傳信息：指基因中 的排列順序。的排列順序。 3.3.染色體、染色體、DNADNA、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系 是是DNADNA的的 是主要的遺傳物質(zhì)是主要的遺傳物質(zhì) DNADNA（基因）的基本組成單位（基因）的基本組成單位染色體染色體DNADNA基因基因控制生物性狀的基本單位，控制生物性狀的基本單位，攜帶遺傳信息。主要存在攜帶遺傳信息。主要存在于于 上，少量存在于上，少量存在于 和和 中中脫氧核苷酸脫氧核苷酸有遺傳效應(yīng)有遺傳效應(yīng)生物性生物性狀狀脫氧核苷酸脫氧核苷酸主要載體主要載體染色體染色體葉綠體葉綠體線粒體線粒體4.4.四種結(jié)構(gòu)或物質(zhì)之間的包含關(guān)系及數(shù)量關(guān)系四種結(jié)構(gòu)或物質(zhì)之間的包含關(guān)系及數(shù)量關(guān)系 DNADNA中既包括基因片段還包括非基因中既包括基因片段還包括非基因片段，所以構(gòu)成基因的堿基總數(shù)片段，所以構(gòu)成基因的堿基總數(shù)小于小于構(gòu)成構(gòu)成DNADNA分子的堿基總數(shù)。分子的堿基總數(shù)。顯性基因顯性基因D D和隱性基因和隱性基因d d的的根本根本區(qū)別是基因中區(qū)別是基因中脫氧核苷酸的排列順序脫氧核苷酸的排列順序不同。不同。 提醒提醒構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò) 1.1.下圖示下圖示DNADNA分子復制的片段，圖中分子復制的片段，圖中a a、b b、