1、第19讲DNA分子的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA片段z,zs,考纲要求1.DNA分子结构的主要特点()。2.DNA分子的复制()。3.基因的概念()。一、DNA分子的结构巧记借图记忆“3”三种物质：、；“4”四种碱基对应四种脱氧核苷酸；“5”五种元素：含C、H、O；一定含P；一定含N。判一判1DNA的两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构()2DNA双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的()3两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对()4DNA上碱基对的形成遵循碱基互补配对原则，即AU，GC()解惑碱基A与T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键。含氢键越多，结构越稳定，即
2、含GC(或CG)碱基对的比例越大，结构越稳定。二、DNA分子的复制1概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA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：DNA两条母链形成子链新DNA分子。5方式：半保留复制。6特点：边解旋边复制。7意义：将遗传信息从亲代传给了子代，保持了遗传信息的连续性。三、基因具有遗传效应的DNA片段1据图写出基因与染色体的关系：基因在染色体上呈线性排列。2将代表下列结构的字母填入图中的相应横线上：a.染色体、b.DNA、c.基因、d.脱氧核苷酸。3基因的本质：具有遗传效应的DNA片段。判一判1构成基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相等()2某DNA
3、片段中有100个脱氧核苷酸，则可能的排列顺序为2100种()提示排列顺序应为4n，n指碱基对数，100个50对，即应为450种，其中“4”有特定含义，代表4种碱基，不能写成2100。3不同DNA分子携带的遗传信息不同的根本原因在于碱基排列顺序不同()解惑(1)基因是遗传的基本结构和功能单位，其主要载体是染色体。线粒体和叶绿体中也存在基因。(2)原核生物体内也存在基因，但不与蛋白质结合。考点一聚焦DNA分子的结构及碱基计算1观察DNA分子结构模型，分析其空间结构中教网(1)空间结构分析分类主链内侧构成方式磷酸和脱氧核糖交替连接，两条主链呈反向平行，有规则盘旋成双螺旋主链上对应碱基以氢键连接成对，
4、对应碱基之间互补 (AT，GC)配对，碱基平面之间平行动态变化相对稳定碱基比率和碱基序列可变(2)说出DNA三个结构特点的含义稳定性：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。多样性：DNA分子中碱基对排列顺序多种多样。特异性：每种DNA都有区别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。2DNA碱基互补配对原则的有关计算规律1：互补的两个碱基数量相等，即AT，CG。中教网规律2：任意两个不互补的碱基和占总碱基的50%。规律3：一条链中互补碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和。规律4：若一条链中，n，则另一条链中n，n。规律5：若一条链中K，则另一条链中。易错警示有关水解
5、产物、氢键及碱基计算的易错点(1)水解产物及氢键数目计算DNA水解产物：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。氢键数目计算：若碱基对为n，则氢键数为2n3n；若已知A有m个，则氢键数为3nm。(2)碱基计算不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即(AT)/(CG)的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。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。1如图为核苷酸链结构图，有关叙述不正确的是()A能构成一个完整核苷酸的是图中的a和bB各核苷酸之间是通过化学键连接起来的CDNA连接酶可连接断裂的化学键D
6、若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是T答案A解析核苷酸是核酸的基本组成单位，每个核苷酸由一分子的磷酸、一分子的五碳糖、一分子的含氮碱基组成；DNA中有A、T、C、G四种碱基，RNA中有A、U、C、G四种碱基；核苷酸分子通过磷酸二酯键连接组成核苷酸链。 2下图为真核细胞内某基因(15N标记)的结构示意图，该基因全部碱基中A占20%。下列说法正确的是()A该基因一定存在于细胞核内的染色体DNA上B该基因的一条核苷酸链中(CG)/(AT)为32CDNA解旋酶只作用于部位，限制性核酸内切酶只作用于部位D将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA分子占1/8答案B解析真核细胞中
7、的DNA主要存在于细胞核内的染色体中，少量存在于线粒体、叶绿体中。由双链DNA中A(腺嘌呤)占20%，且DNA中AT、CG可知，CG100%(AT)60%，故该基因中(CG)/(AT)32该基因一条核苷酸链中(CG)/(AT)。DNA解旋酶破坏的是碱基对之间的氢键(即)，而限制性核酸内切酶以及DNA连接酶作用于DNA分子中磷酸与脱氧核糖之间的共价键。15N标记的DNA在14N培养液中培养，复制3次后，含15N的DNA占2/231/4。1DNA结构中化学键的形成与断裂(1)氢键：配对的碱基间形成碱基对，通过氢键相连，可用DNA解旋酶断裂，也可用高温断裂。(2)磷酸二酯键：连接磷酸和相邻脱氧核苷酸
8、的脱氧核糖的化学键，可用限制酶切断，可用DNA连接酶或DNA聚合酶连接。2核酸种类的判断方法(1)DNA和RNA的判断：含有碱基T或脱氧核糖DNA含有碱基U或核糖RNA(2)单链DNA和双链DNA的判断：若：双链DNA若：嘌呤嘧啶单链DNA(3)DNA和RNA合成的判断：用放射性同位素标记T或U可判断DNA和RNA的合成。若大量消耗T，可推断正发生DNA的合成；若大量利用U，可推断正进行RNA的合成。考点二探究DNA分子的复制和相关计算中。国教。育出。版网1DNA复制方式的探究关于DNA复制方式的探究，充分体现了假说演绎法，即在克里克假说的基础上，通过演绎推理，最终通过实验得以验证。根据下面实
9、验过程，回答相关问题。(1)实验材料：大肠杆菌。(2)实验方法：放射性同位素标记技术和离心技术。(3)实验假设：DNA以半保留的方式复制。(4)实验过程(如图)(5)实验预期：离心后应出现3条DNA带(如上图)。(根据标记情况作答)重带(密度最大)：15N标记的亲代双链DNA(15N/15N)。中带(密度居中)：一条链为15N，另一条链为14N标记的子代双链DNA(15N/14N)。轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA(14N/14N)。(6)实验结果：与预期的相符。2DNA分子复制中的相关计算(1)某DNA分子中含某种碱基a个，则复制n次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a(2n
10、1)；第n次复制，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a2n1。(2)若以被同位素标记的DNA分子的两条链为模板，复制n次后，标记的DNA分子占2/2n，标记的DNA单链占所有单链的1/2n；若用同位素标记原料，则复制n次后，标记的DNA分子占100%，标记的单链占11/2n。易错警示关于DNA复制的2个易错点(1)在做DNA分子复制的计算题时，应看准是“含”还是“只含”，是“DNA分子数”还是“链数”。(2)在分析细胞分裂问题时，常以染色体或DNA分子为研究对象，而在分析DNA分子复制问题时，一定要从DNA分子两条单链的角度考虑，所以复制后的一条染色体上的两个DNA分子中都含有原来的单链。中教网3如
11、图为DNA复制的图解，请据图回答下列问题：(1)DNA复制发生在_。(2)过程称为_。(3)中的子链是_。(4)过程必须遵循_原则。(5)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子，由此说明DNA复制具有_的特点。(6)用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，若该DNA分子在14N的培养基中连续复制四次，则结果不可能是()A含有15N的DNA分子占1/8B含有14N的DNA分子占7/8C复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个D共产生16个DNA分子 (7)具有N个碱基对的一个DNA分子片段中，含有m个腺嘌呤脱氧核苷酸。该片段完成n次复制需要_个游离的胞嘧啶脱氧核苷
12、酸。该片段完成第n次复制需要_个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。A(2n1)(Nm) B2n1(Nm)C2n1(N/2m) D2n(N/2m)(8)若用32P标记了玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链。再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是()A中期20和20、后期40和20B中期20和10、后期40和20C中期20和20、后期40和10D中期20和10、后期40和10答案(1)有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期(2)解旋(3)、(4)碱基互补配对(5)半保留复制(6)B(7)AB(8)A解析DNA的复
13、制方式为半保留复制，子代DNA分子中有一条母链和一条与母链互补的子链。(6)由于DNA的复制是半保留复制，经过四次复制形成的16个DNA分子中，有2个DNA分子的一条链上含有15N，另一条链上含有14N，其余14个DNA分子的两条链上全部含有14N。该DNA分子中含有胞嘧啶60个，由此计算出含有鸟嘌呤60个，腺嘌呤和胸腺嘧啶各有40个，复制四次需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为40(161)600(个)，选项A、C、D正确，B错误。(7)根据题意，该DNA分子片段含有胞嘧啶脱氧核苷酸的个数为(2N2m)/2Nm。该片段完成n次复制，共产生DNA分子片段数为2n个，新增DNA分子片段(2n1)个。故其
14、完成n次复制需要的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(2n1)(Nm)个，选A。该片段完成第n1次复制时共产生DNA分子片段2n1个，若再完成一次复制(也就是第n次复制)，新增DNA分子片段数为2n1个，故其完成第n次复制需要的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为2n1(Nm)个，选B。(8)玉米体细胞有丝分裂中期和后期细胞中染色体的数量分别为20和40，DNA分子的数量分别为40和40。DNA分子的复制具有半保留复制的特点，即新产生的DNA中有一条链是来自于母链，另一条链是新合成的子链。所以，第一次复制后的所有DNA都是一条链含有32P，另一条链不含；第二次复制得到的DNA分子则有一半含有32P，另一半不含。
15、所以，第二次细胞分裂中期和后期的细胞中都有20个DNA分子含有32P，选A。4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()A2 B3 C4 D前三项都对答案D以上面第4题为例，利用图示法理解细胞分裂与DNA复制相结合的知识。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。序号错因分析正确答案序号错因分析z,zs,正确答案对“方式”与“特点”区分不清半保留复制审题不清，该题是考查解旋的条件能量(ATP)答非所问，没有注意题干中的“还需要”DNA连接忽视题干中的“方向”相反考虑问题不全面细胞核、线粒体和叶绿体中#教#网z#z#s#tep对减数分裂与DNA复制的关系理解不清1/4答案不全面有丝分裂后期、减数第二次分裂后期