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1、第2讲 DNA分子的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA片段知识点一 DNA分子的结构答案：磷酸 脱氧核糖 脱氧核苷酸 脱氧核苷酸链双螺旋 2 3 知识点二 DNA分子的复制知识点三 基因是有遗传效应的DNA片段归纳：你是否能用图解的形式表示染色体、DNA、基因、蛋白质及性状的关系？ 答案：判断正误1DNA初步水解的产产物是4种脱氧核苷酸，彻彻底水解的产产物有磷酸、脱氧核糖和碱基(A、T、G、C 4种)( )。2(GC)(AT)的DNA分子稳稳定性低( )。3T2噬菌体DNA中碱基对对的排列顺顺序是千变变万化的( )。4DNA复制的场场所不只是细细胞核( )。5DNA复制过过程只发发生在细细胞
2、分裂间间期( )。6有遗传遗传 效应应的片段只有DNA片段( )。答案：1. 2. 3. 4. 5. 6. 记忆窍门 借图记忆“五四三二一”五：五种元素：C、H、O、N、P四：四种碱基对应四种脱氧核苷酸三：三种物质：、 、二：两条脱氧核苷酸长链(碱基对有A与T、G与C两种配对方式)一：一种空间结构：规则的双螺旋结构学习笔记：DNA分子的结构、特性及基因的本质 1DNA分子结构模式图信息解读(1)每个DNA片段中，游离的磷酸基团团有2个。(2)、 、之间间的数量关系是111。(3)两个核苷酸的和 之间间的化学键为键为 磷酸二酯键酯键 ，用限制性核酸内切酶处处理可切断，用DNA连连接酶处处理可连连
3、接。(4)碱基对对之间间的化学键为氢键键为氢键 ，可用解旋酶断裂，也可加热热断裂。(5)每个脱氧核糖(除两端外)连连接着2个磷酸，分别别在3号、5号碳原子上相连连接。(6)若碱基对为对为 n，则氢键则氢键 数为为2n3n之间间，若已知A有m个，则则氢键氢键 数为为3nm。(7)每个脱氧核苷酸中，脱氧核糖中1号碳与碱基相连连接，5号碳与磷酸相连连接，3号碳与下一个脱氧核苷酸的磷酸相连连接，如图图。2碱基互补配对原则及相关计算DNA碱基互补配对原则及其推论 碱基互补配对原则是指在DNA分子形成碱基对时，A一定与T配对，G一定与C配对的一一对应关系。推论 规律一：一个双链DNA分子中，AT、CG，则
4、AGCT，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。规律二：在双链DNA分子中，互补的两碱基之和(如AT或CG)占全部碱基的比值等于其任何一条单链中该种碱基比例的比值，且等于其转录形成的mRNA中该种碱基比例的比值。规律三：在DNA双链中一条单链的 3DNA分子特性(1)稳定性：磷酸和脱氧核糖交替连连接，排列在外侧侧构成基本骨架。(2)多样样性：碱基对对多种多样样的排列顺顺序。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对排列顺顺序，代表了特定的遗传遗传 信息。4基因与脱氧核苷酸、DNA和染色体之间的关系 关 系内 容 基因与脱
5、 氧核苷酸基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，基因中脱氧核 苷酸的排列顺序称为遗传 信息 基因与 DNA基因是有遗传效应的DNA片段，每个DNA分子上有 很多个基因 基因与 染色体基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要 载体图 示提醒 对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体；线粒体和叶绿体也是基因的载体。对于原核细胞来说，拟核中的DNA分子或者质粒DNA均是裸露的，没有与蛋白质一起构成染色体。本考点高考命题多以选择题形式出现，考查概念、特点等基础知识较常见，试题难度小，命题频率低。提醒考生要关注碱基互补配对相关的计算，未必不考。【典例1】在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶嘧啶 之和占全部
6、碱基数目的54%，其中一条链链中鸟鸟嘌呤、胸腺嘧啶嘧啶 分别别占该链该链 碱基总总数的22%和28%，则则由该链转录该链转录 的信使RNA中鸟鸟嘌呤占碱基总总数的( )。A24% B22% C26% D23%方法技巧 单双链转化公式的推导：本题的直接应用(1)公式推导(结合下图)：由图知：A1T1C1G1m A2T2G2C2m，整个双链DNA上的碱基总数为2m。A1T2、T1A2则A1T1A2T2，AT(A1T1)(A2T2)，【训练1】(新题快递)从分子水平上对对生物体具有多样样性或特异性的分析，错误错误 的是( )。A碱基对对的排列顺顺序的千变变万化，构成了DNA分子基因的多样样性B碱基对
7、对的特定的排列顺顺序，又构成了每一个DNA分子基因的特异性C一个含2 000个碱基的DNA分子，其碱基对对可能的排列方式就有41 000种D人体内控制 珠蛋白的基因由1 700个碱基对组对组 成，其碱基对对可能的排列方式有41 700种解析 珠蛋白基因碱基对的排列顺序，是 珠蛋白所特有的。任意改变碱基的排列顺序后，合成的就不一定是 珠蛋白了。答案 D1研究DNA复制的常用方法同位素标记标记 法和离心法，常标记标记3H、15N，通过过离心在试试管中形成不同位置的DNA条带带。DNA复制的研究方法、过程和条件 2DNA复制的过程(认真分析下面两幅图)及意义标准图图：简化图：【要点阐释】DNA复制的
8、场所 真核细胞：细胞核(主要)、线粒体、叶绿体原核细胞：拟核、细胞质(细胞质基质)DNA复制的条件模板亲代DNA的两条链原料4种游离的脱氧核苷酸能量ATP酶解旋酶、DNA聚合酶等DNA复制的特点半保留复制；边解旋边复制DNA复制的意义遗传信息的传递，使物种保持相对稳定和延续由于复制差错而出现基因突变，从而为进化提供了原始的选择材料提醒 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。影响细胞呼吸(ATP供给)的所有因素都可能影响DNA复制。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。3DNA复制过程中的数量关系由于DNA分子的复
9、制是一种半保留复制方式，一个DNA分子连续连续进进行n次复制，可形成2n个子代DNA，其中只有2个DNA分子含有最初亲亲代的母链链。图图解如下：本考点是高考重点考查的内容之一。从高考试题来看，考查DNA的复制主要涉及DNA复制过程中的变化、特点，与细胞增殖、遗传和变异等的关系，DNA的复制与其他生理过程(如转录、翻译等)的区别等。【典例2】(2011安徽卷)甲、乙图图示真核细细胞内两种物质质的合成过过程，下列叙述正确的是( )。A甲、乙所示过过程通过过半保留方式进进行，合成的产产物是双链链核酸分子B甲所示过过程在细细胞核内进进行，乙在细细胞质质基质质中进进行CDNA分子解旋时时，甲所示过过程不
10、需要解旋酶，乙需要解旋酶D一个细细胞周期中，甲所示过过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次解析 考察真核生物的DNA复制和转录。甲图以DNA两条单链均为模板，而乙以一条链为模板，且产物是一条链，确定甲图表示DNA复制，乙图表示转录。A项转录不是半保留方式，产物是单链RNA；B项真核细胞的DNA复制可以发生在细胞核、线粒体及叶绿体中；C项DNA复制和转录均需要解旋酶；D项一个细胞周期DNA只复制一次，但要进行大量的蛋白质合成，所以转录多次发生。答案 D【训练2】(2012天津调研)下图为图为 真核细细胞DNA复制过过程模式图图，请请根据图图示过过程，回答问题问题 。(1)由图图示得知，1个DNA
11、分子复制出乙、丙2个DNA分子，其方式是_。(2)解旋酶能使双链链DNA解开，但需要细细胞提供_。除了图图中所示酶外，丙DNA分子的合成还还需要_酶。(3)从图图中可以看出合成两条子链链的方向_。(4)细细胞中DNA复制的场场所是_；在复制完成后，乙、丙分开的时时期为为_。(5)若一个卵原细细胞的一条染色体上的 珠蛋白基因在复制时时一条脱氧核苷酸链链中一个A替换换成T，则则由该该卵原细细胞产产生的卵细细胞携带该带该 突变变基因的概率是_。DNA复制方式的探究探究DNA复制是半保留复制还还是全保留复制，可用同位素标记标记 技术术和离心处处理技术术，根据复制后DNA分子在试试管中的位置即可确定复制
12、方式。1实验材料：大肠肠杆菌。2实验方法：放射性同位素标记标记 技术术和离心技术术。3实验假设：DNA以半保留的方式复制。4实验过程：(见图)(1)大肠杆菌在含15N标记的NH4Cl培养基中繁殖几代，使DNA双链充分标记15N。(2)将含15N的大肠杆菌转移到14N标记的普通培养基中培养。(3)在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA(间隔的时间为大肠杆菌繁殖一代所需时间)。(4)将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA位置。5实验预期：离心后应应出现现3条DNA带带。(见图见图 )(1)重带带(密度最大)：15N标记标记 的亲亲代双链链DNA(15N/15N)。(2)中带带(密度居中)：一条
13、链为链为15N，另一条链为链为14N标记标记 的子代双链链DNA(15N/14N)。(3)轻带轻带 (密度最小)：两条链链都为为14N标记标记 的子代双链链DNA(14N/14N)。6实验结果：与预预期的相符。 本考点高考命题频率低，但并不意味着本考点不重要，一旦命题往往是探究类综合性大题，参见“高考真题集训”第5题。【典例】DNA的复制方式，可以通过设过设 想来进进行预测预测 ，可能的情况是全保留复制、半保留复制、分散(弥散)复制三种。究竟是哪种复制方式呢？下面设计实验设计实验 来证证明DNA的复制方式。实验实验 步骤骤：a在氮源为为14N的培养基中生长长的大肠肠杆菌，其DNA分子均为为14
14、NDNA( 对对照)。b在氮源为为15N的培养基中生长长的大肠肠杆菌，其DNA分子均为为15NDNA( 亲亲代)。c将亲亲代15N大肠肠杆菌转转移到氮源为为含14N的培养基中，再连续连续繁殖两代(和)，用密度梯度离心法分离，不同分子量的DNA分子将分布在试试管中的不同位置上。实验预测实验预测 ：(1)如果与对对照(14N/14N)相比，子代能分辨出两条DNA带带：一条_带带和一条_带带，则则可以排除_。(2)如果子代只有一条中密度带带，则则可以排除_，但不能肯定是_。(3)如果子代只有一条中密度带带，再继续继续 做子代DNA密度鉴鉴定：若子代可以分出_和_，则则可以排除分散复制，同时时肯定半保
15、留复制；如果子代不能分出_密度两条带带，则则排除_，同时时确定为为_。解析 从题目中的图示可知，深色为亲代DNA的脱氧核苷酸链(母链)，浅色为新形成的子代DNA的脱氧核苷酸链(子链)。因此全保留复制后得到的两个DNA分子，一个是原来的两条母链重新形成的亲代DNA分子，一个是两条子链形成的子代DNA分子；半保留复制后得到的每个子代DNA分子的一条链为母链，一条链为子链；分散复制后得到的每个子代DNA分子的单链都是由母链片段和子代片段间隔连接而成的。答案 (1)轻轻(14N/14N) 重(15N/15N) 半保留复制和分散复制 (2)全保留复制 半保留复制或分散复制 (3)一条中密度带带 一条轻轻密度带带 中、轻轻 半保留复制 分散复制1(2010江苏卷)下列关于核酸的叙述中，正确的是( )。ADNA和RNA中的五碳糖相同B组组成DNA与ATP的元素种类类不同CT2噬菌体的遗传遗传 信息贮贮存在RNA中D双链链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶嘧啶 数DNA分子的结构、基因的本质 解析 本题主要考查核酸的组成、结构和功能。DNA含有脱氧核糖，RNA含有核糖，A项错误；DNA和ATP都
