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1、第第17讲DNA的分子的分子结构和特点、构和特点、遗传信息的信息的传递本讲目录本讲目录回回归归教教材材夯夯实实基基础础知知能能演演练练强强化化闯闯关关高高频频考考点点深深度度剖剖析析易易错错辨辨析析技技法法提提升升目录目录回回 归归 教教 材材夯夯 实实 基基 础础一、一、DNA的分子的分子结构构1DNA分子的基本分子的基本单位：位：_。2脱氧核苷酸的分子脱氧核苷酸的分子组成：成：一分子脱氧核苷酸由一分子磷一分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子酸、一分子_、一分子含氮碱基、一分子含氮碱基组成。成。3含氮碱基的种含氮碱基的种类：有有4种，分种，分别是是_ (A)、鸟嘌嘌呤呤(G)、胞、胞嘧啶(C)
2、、_ (T)。二、二、DNA分子的分子的结构特点构特点1DNA分子的立体分子的立体结构：构：_结构。构。脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核糖脱氧核糖腺腺嘌嘌呤呤胸腺胸腺嘧啶规则的双螺旋的双螺旋目录目录2主要特点主要特点(1)DNA分子由两条分子由两条链组成，并按成，并按_平行方式平行方式盘旋成双旋成双螺旋螺旋结构，每条构，每条链上上_和磷酸基和磷酸基团交替交替连接接,排排列在外列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内，构成基本骨架，碱基排列在内侧。(2)两条两条链上的碱基通上的碱基通过_连接形成碱基接形成碱基对，碱基之，碱基之间连接符合接符合_原原则。(3)DNA中碱基含量符合卡伽夫法中碱基含量符合卡伽夫
3、法则,即即_T,G_.三、三、DNA的复制的复制1概念：概念：是指是指产生两个跟生两个跟_完全相同的新完全相同的新DNA分子的分子的过程。程。2发生生时期：期：有有丝分裂分裂间期和减数第一次分裂前的期和减数第一次分裂前的间期期.反向反向脱氧核糖脱氧核糖氢键碱基互碱基互补配配对AC亲代代DNA目录目录3过程程(1)解旋：需要解旋：需要细胞提供能量，在解旋胞提供能量，在解旋酶酶的作用下，两条螺的作用下，两条螺旋的双旋的双链解开。解开。(2)合成子合成子链：以母：以母链为模板，在模板，在_等等酶酶的的作用下，以游离的作用下，以游离的4种种_为原料，按照碱基原料，按照碱基互互补配配对原原则，相，相邻核
4、苷酸的脱氧核糖和磷酸基核苷酸的脱氧核糖和磷酸基团间形成形成_。从而合成与母。从而合成与母链互互补的子的子链。(3)形成子代形成子代DNA分子：延伸子分子：延伸子链，母子，母子链盘绕成双螺旋成双螺旋结构。构。4特点：特点：边解旋解旋边复制和半保留复制。复制和半保留复制。5条件条件DNA聚合聚合酶酶脱氧核苷酸脱氧核苷酸磷酸二磷酸二酯键目录目录6.意意义：使使亲代的代的遗传信息信息传递给子代，从而保持了前后子代，从而保持了前后代代遗传信息的信息的_。模板模板亲代代DNA分子的两条分子的两条链原料原料4种游离的脱氧核苷酸种游离的脱氧核苷酸能量能量ATP酶酶解旋解旋酶酶和和DNA聚合聚合酶酶等等连续性性
5、目录目录想一想想一想DNA分分子子复复制制还可可以以发生生在在什什么么场所所？若若复复制制出出现差差错,会会出出现什么什么结果？果？【提示提示】 还可以可以发生在生在线粒体、叶粒体、叶绿体。基因突体。基因突变。目录目录高高 频频 考考 点点深深 度度 剖剖 析析考点一考点一DNA的分子的分子结构构1DNA的分子的分子组成成目录目录2DNA的分子的分子结构构分分类主主链侧链构成方构成方式式磷酸和脱氧核糖交替磷酸和脱氧核糖交替连接，两条主接，两条主链呈反向平呈反向平行，有行，有规则地地盘旋成双旋成双螺旋螺旋主主链上上对应碱基以碱基以氢键连接成接成对，对应碱基之碱基之间互互补(AT，GC)配配对，碱
6、基平面之，碱基平面之间平平行行排列位排列位置置双螺旋双螺旋结构外构外侧双螺旋双螺旋结构内构内侧动态变化化相相对稳定定碱基比率和碱碱基比率和碱基序列可基序列可变目录目录分分类主主链侧链模型模型图解解目录目录3.DNA分子的分子的结构特性构特性(1)稳定定性性：DNA中中脱脱氧氧核核糖糖和和磷磷酸酸交交替替连接接的的方方式式不不变；两条；两条链间碱基互碱基互补配配对的方式不的方式不变。(2)多多样性：性：DNA分子中碱基分子中碱基对排列排列顺序多种多序多种多样。(3)特特异异性性：每每种种DNA有有别于于其其他他DNA的的特特定定的的碱碱基基排排列列顺序。序。目录目录 如如图表示某生物的表示某生物
7、的DNA分子分子结构的构的片段，下列叙述正确的是片段，下列叙述正确的是()A双螺旋双螺旋结构以及碱基构以及碱基间的的氢键使使DNA分分子具有子具有较强强的特异性的特异性BDNA的一条的一条单链上相上相邻碱基之碱基之间以以氢键连接接C若左若左链中的中的G发生突生突变，不一定引起，不一定引起该生物性状的改生物性状的改变D对于任意双于任意双链DNA而言，而言，(AC)/(TG)K在每条在每条链都成立都成立例例例例1 1目录目录【解解析析】DNA分分子子碱碱基基的的特特定定排排列列顺序序，构构成成了了DNA分分子子的的特特异异性性，双双螺螺旋旋结构构以以及及碱碱基基间的的氢键不不具具有有特特异异性性，
8、A选项错误。DNA的的一一条条单链上上相相邻碱碱基基之之间以以脱脱氧氧核核糖糖磷磷酸酸脱脱氧氧核核糖糖连接接，B选项错误。若若左左链中中的的G发生生突突变，但但改改变的的不不一一定定是是编码区区，不不参参与与转录、翻翻译蛋蛋白白质环节，加加上上密密码子子具具有有简并并性性(每每种种氨氨基基酸酸对应一一种种或或几几种种密密码子子)，所所以以不不一一定定引引起起该生生物物性性状状的的改改变，C选项正正确确。对于于任任意意双双链DNA而而言言，(AT)/(CG)K在在每每条条链都都成成立，立，D选项错误。【答案答案】C目录目录变式式训练如如图为DNA分子分子结构示意构示意图，对该图的描述正确的是的描
9、述正确的是()目录目录A和和相相间排列，构成了排列，构成了DNA分子的基本骨架分子的基本骨架B的名称是胞的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸C当当DNA复制复制时，的形成需要的形成需要连接接酶酶DDNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息信息解析：解析：选D。和和相相间排列，构成了排列，构成了DNA分子的基本骨分子的基本骨架；架；的的结构并不是胞构并不是胞嘧啶脱氧核苷酸，脱氧核苷酸，是属于上一个是属于上一个脱氧核苷酸的磷酸，由脱氧核苷酸的磷酸，由和和及下面的磷酸才可以构成胞及下面的磷酸才可以构成胞嘧啶脱氧核苷酸；脱氧核苷酸；的形成不需要的形成不需要连接接酶酶。
10、目录目录考点二考点二DNA分子的复制分子的复制1验证半保留复制的半保留复制的实验过程程目录目录第第一一步步：将将大大肠杆杆菌菌放放在在含含有有15N的的培培养养基基中中生生长，获得得实验用用的的亲代代细菌菌，使使亲代代的的DNA双双链都都标记上上15N(两两条条链均均为重重链)，提提取取DNA进行行CsCl梯梯度度离离心心，结果果只只有有一一条条重重带。第第二二步步：将将双双链均均被被15N标记的的亲代代DNA放放在在含含14N的的培培养养基基中中生生长，让其其再再繁繁殖殖一一代代，取取子子代代的的DNA进行行CsCl梯梯度度离离心心，实验结果果显示示离离心心管管中中出出现一一条条中中带(一一
11、条条链含含15N，另一条，另一条链含含14N)。第三步：将第二步所得到的大第三步：将第二步所得到的大肠杆菌放入含杆菌放入含14N的培养基中的培养基中培养，得到子二代，然后提取培养，得到子二代，然后提取DNA进行行CsCl梯度离心，梯度离心，实验结果是离心管中有果是离心管中有2条条带，即一条，即一条轻带(两条两条链都含都含14N),另一条另一条为中中带。目录目录2DNA复制中的相关复制中的相关计算算DNA的的复复制制为半半保保留留复复制制，一一个个DNA分分子子复复制制n次次，则有有如下数量的关系：如下数量的关系：(1)子子代代DNA分分子子数数为2n个个，则含含有有亲代代链的的DNA分分子子数
12、数为2个，不含有个，不含有亲代代链的的DNA分子数分子数为(2n2)个。个。(2)子子代代脱脱氧氧核核苷苷酸酸链数数为2n1条条，则亲代代脱脱氧氧核核苷苷酸酸链为2条，新合成的脱氧核苷酸条，新合成的脱氧核苷酸链为(2n12)条。条。(3)消耗的脱氧核苷酸数：消耗的脱氧核苷酸数：若一个若一个亲代代DNA分子含有某种脱氧核苷酸分子含有某种脱氧核苷酸m个，个，经过n次次复制需要消耗复制需要消耗该脱氧核苷酸脱氧核苷酸为m(2n1)个。个。复制第复制第n次所需次所需该脱氧核苷酸数脱氧核苷酸数为m2n1个。个。目录目录 DNA的复制方式，可以通的复制方式，可以通过设想来想来进行行预测，可能的情况是全保，可
13、能的情况是全保留复制、半保留复制、分散留复制、半保留复制、分散(弥散弥散)复制复制三种。究竟是哪种复制方式呢？下面三种。究竟是哪种复制方式呢？下面设计实验来来证明明DNA的复制方式。的复制方式。实验步步骤：a在在氮氮源源为14N的的培培养养基基中中生生长的的大大肠杆杆菌菌，其其DNA分分子子均均为14NDNA(对照照)。b在氮源在氮源为15N的培养基中生的培养基中生长的大的大肠杆菌，其杆菌，其DNA分子分子均均为15NDNA(亲代代)。例例例例2 2目录目录c将将亲代代15N大大肠杆菌杆菌转移到氮源移到氮源为含含14N的培养基中，再的培养基中，再连续繁殖两代繁殖两代(和和)，用密度梯度离心法分
14、离，不同分子，用密度梯度离心法分离，不同分子量的量的DNA分子将分布在分子将分布在试管中的不同位置上。管中的不同位置上。实验预测：(1)如果与如果与对照照(14N/14N)相比，子代相比，子代能分辨出两条能分辨出两条DNA带：一条一条_带和一条和一条_带，则可以排除可以排除_。(2)如果子代如果子代只有一条中密度只有一条中密度带，则可以排除可以排除_,但但不能肯定是不能肯定是_。目录目录(3)如如果果子子代代只只有有一一条条中中密密度度带，再再继续做做子子代代DNA密密度度鉴定定，若若子子代代可可以以分分出出_和和_，则可可以以排排除除分分散散复复制制，同同时肯肯定定半半保保留留复复制制；如如
15、果果子子代代不不能能分分出出_密密度度两两条条带，则排排除除_，同同时确确定定为_。【解析解析】从从题目中的目中的图示可知，深色示可知，深色为亲代代DNA的脱氧的脱氧核苷酸核苷酸链(母母链)，浅色，浅色为新形成的子代新形成的子代DNA的脱氧核苷酸的脱氧核苷酸链。因此全保留复制后得到的两个。因此全保留复制后得到的两个DNA分子，一个是原来分子，一个是原来的两条母的两条母链重新形成的重新形成的亲代代DNA分子，一个是两条子分子，一个是两条子链形形成的子代成的子代DNA分子；半保留复制后得到的每个子代分子；半保留复制后得到的每个子代DNA分分子的一条子的一条链为母母链，一条，一条链为子子链；分散复制
16、后得到的每；分散复制后得到的每个子代个子代DNA分子的分子的单链都是由母都是由母链片段和子代片段片段和子代片段间隔隔连接而成的。接而成的。目录目录【答案答案】(1)轻(14N/14N)重重(15N/15N) 半保留复制和半保留复制和分散复制分散复制(2)全保留复制半保留复制或分散复制全保留复制半保留复制或分散复制(3)一条中密度一条中密度带一条一条轻密度密度带中、中、轻半保留复制半保留复制分散复制分散复制目录目录变式式训练 (2013山山东潍坊坊质检)关于下关于下图所示所示DNA分子的分子的说法，正确法，正确的是的是()A限制限制酶酶作用于作用于部位，部位，DNA连接接酶酶作用于作用于部位部位
17、B该DNA的特异性表的特异性表现在碱基种在碱基种类和和(AT)/(GC)的比的比例上例上目录目录C若若该DNA中中A为p个个，占占全全部部碱碱基基的的n/m(m2n)，则G的个数的个数为(pm/2n)pD把把该DNA放放在在含含15N的的培培养养液液中中复复制制两两代代，子子代代中中含含15N的的DNA占占3/4解析：解析：选C。限制。限制酶酶作用部位是作用部位是DNA链的磷酸二的磷酸二酯链，即，即部位，部位，DNA连接接酶酶作用部位也是磷酸二作用部位也是磷酸二酯链，即，即部位；部位；DNA的特异性指的是碱基特定的排列的特异性指的是碱基特定的排列顺序，而不是碱基种序，而不是碱基种类；若；若该D
18、NA中中A为p个，占全部碱基的个，占全部碱基的n/m，则碱基碱基总数数为mp/n个，个，则G(碱基碱基总数数2p)/2(mp/n2p)/2(pm/2n)p，C正确；一个正确；一个DNA复制两代后形成的复制两代后形成的4个个DNA分子，全部含有分子，全部含有15N。 目录目录易易 错错 辨辨 析析 技技 法法 提提 升升易易错警示警示几种几种酶酶的作用部位易于混淆的作用部位易于混淆例例例例1 1目录目录ADNA连接接酶酶、限制、限制酶酶、解旋、解旋酶酶B限制限制酶酶、解旋、解旋酶酶、DNA连接接酶酶C解旋解旋酶酶、限制、限制酶酶、DNA连接接酶酶D限制限制酶酶、DNA连接接酶酶、解旋、解旋酶酶【
19、解解析析】作作用用于于氢键，为解解旋旋酶酶；、作作用用于于磷磷酸酸二二酯键，由由图知知，作作用用于于切切割割时，作作用用于于缝合合时，故故为限制限制酶酶，为DNA连接接酶酶。【答案答案】C目录目录【纠错笔笔记】易混淆的几种易混淆的几种酶酶项目目种种类作用底物作用底物作用部位作用部位作用作用结果果限制限制酶酶DNA分子分子磷酸二磷酸二酯键形成黏性末端或形成黏性末端或平末端平末端DNA连接接酶酶DNA分子分子片段片段磷酸二磷酸二酯键形成重形成重组DNA分分子子DNA聚合聚合酶酶脱氧核苷脱氧核苷酸酸磷酸二磷酸二酯键形成新的形成新的DNA分分子子DNA(水解水解)酶酶DNA分子分子磷酸二磷酸二酯键形成脱氧核苷酸形成脱氧核苷酸DNA解旋解旋酶酶DNA分子分子碱基碱基对间的的氢键形成形成单链DNA分分子子目录目录目录目录例例例例2 2目录目录【答案答案】A目录目录知知 能能 演演 练练强强 化化 闯闯 关关目录目录本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键退出全屏播放退出全屏播放
