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1、DNA具体结构复制及及基因一、一、DNADNA分子的结构分子的结构1 1DNADNA分子的组成分子的组成(1)(1)组成元素：组成元素：C C、H H、O O、 、_(2)(2)基本单位基本单位_；_；_；_。NP磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基含氮碱基脱氧核苷酸脱氧核苷酸考考 点点 一一DNA分子的结构特点及相关计算分子的结构特点及相关计算(3)(3)种类：根据含氮碱基不同，脱氧核苷酸有种类：根据含氮碱基不同，脱氧核苷酸有 种，分种，分别为：腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、别为：腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、 脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸。脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸。胸腺嘧啶胸腺
2、嘧啶42平面结构平面结构由由4种脱氧核苷酸聚合而成的脱氧核苷酸链。种脱氧核苷酸聚合而成的脱氧核苷酸链。磷酸、脱氧核糖磷酸、脱氧核糖碱基对碱基对 碱基互补配对碱基互补配对 T T G G 双螺旋双螺旋3 3空间结构空间结构 规则的规则的_结构。结构。(2)DNA分子中分子中、 、 之间的数量比为之间的数量比为_。(3)除除DNA末端的两个脱氧核糖外，其余每个脱氧核糖连接着末端的两个脱氧核糖外，其余每个脱氧核糖连接着_个磷酸。每个个磷酸。每个DNA片段中，游离的磷酸基团有片段中，游离的磷酸基团有_个。个。(4)在在DNA分子的一条单链中相邻的碱基分子的一条单链中相邻的碱基A与与T通过通过“_”相连
3、接。相连接。1 1 122脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖(1)若若a是腺嘌呤是腺嘌呤(A)，则，则b为为_；例题例题1分析分析DNA分子结构模型，探究以下问题：分子结构模型，探究以下问题：腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸(5)若碱基对为若碱基对为n，则氢键数为，则氢键数为_；若已知碱基；若已知碱基A有有m个，则氢键数为个，则氢键数为_。(6)DNA初步水解产物是初步水解产物是_，彻底水解产物是，彻底水解产物是_。2n3n3nm脱氧核苷酸脱氧核苷酸磷酸、脱氧核糖和含氮碱基磷酸、脱氧核糖和含氮碱基4 4（从上述分析中思考）（从上述分析中思考）DNADNA分子的结构特点分子的结构特点(1)
4、稳定性：稳定性：DNA中中_交替连接的方式不变，交替连接的方式不变，两条链间两条链间_的方式不变。的方式不变。(2)多样性：多样性：DNA分子中分子中_多种多样。多种多样。(3)特异性：每种特异性：每种DNA有区别于其他有区别于其他DNA的特定的的特定的_。脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸碱基互补配对碱基互补配对碱基的排列顺序碱基的排列顺序碱基排列顺序碱基排列顺序ADNA的稳定性与的稳定性与有关，有关，生物体内生物体内DNA解旋酶、解旋酶、RNA聚合酶、聚合酶、DNA聚合酶、逆转聚合酶、逆转录酶等可以断开录酶等可以断开B是一个胞嘧啶脱氧核苷是一个胞嘧啶脱氧核苷酸酸CDNA连接酶可催化连接酶可催化或
5、或键形成键形成DA链、链、B链的方向相反，链的方向相反，骨架是磷酸和脱氧核糖骨架是磷酸和脱氧核糖练习：练习： (2015济南模拟济南模拟)下图为下图为DNA分子部分结构分子部分结构示意图，以下叙述正确的是示意图，以下叙述正确的是()D磷酸二酯键：脱氧核苷酸之间的化磷酸二酯键：脱氧核苷酸之间的化学键。可用限制酶切断，可用学键。可用限制酶切断，可用DNA连接酶或连接酶或DNA聚合酶连接。聚合酶连接。二二.DNA.DNA碱基互补配对原则的有关计算碱基互补配对原则的有关计算 设双链设双链DNADNA一条链为一条链为1 1链，互补链为链，互补链为2 2链。链。根据碱基互补配对原则可知：根据碱基互补配对原
6、则可知： A A1 1=T T2 2 T T1 1=A A2 2 G G1 1=C C2 2 C C1 1=G G2 2 则在则在DNADNA双链中：双链中： A A = T G T G = C CA 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链可得出以下规律：可得出以下规律：在双链在双链DNADNA分子中，任意两个不互补的碱基之和占碱分子中，任意两个不互补的碱基之和占碱基总数的基总数的50%,50%, 任意两个不互补的碱基之和的比值为任意两个不互补的碱基之和的比值为1 1，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。在双链在双链DNADNA分子中分子中
7、A+T/G+CA+T/G+C等于其中任何一条链的等于其中任何一条链的A+T/G+CA+T/G+C。A+TG+CA1+T1G1+C1A2 +T2G2 +C2=A+GT+CA+CT+G= 1A+G=T+C = A+C= T+G = 50%, 双链双链DNADNA分子中，互补的两条链中分子中，互补的两条链中A+G/T+CA+G/T+C互为倒互为倒数。（即两个不互补碱基之和的比值等于另一互补链数。（即两个不互补碱基之和的比值等于另一互补链中这一比值的倒数）中这一比值的倒数）A1+G1T1 +C1 = aT2 +C2A2 +G2 = 1/a 例题、在例题、在DNADNA的一条单链中，的一条单链中，A+G
8、/T+CA+G/T+C=，上述比例在其互补链，上述比例在其互补链和整个和整个DNADNA分子中分别是多少？分子中分别是多少？2.5 ， 1 A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链nn 双链双链DNADNA分子中，分子中，A+TA+T占整个占整个DNADNA分分子碱基总数的百分比等于其中任何一条子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中链中A+TA+T占该链碱基总数的百分比，其占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链中任何一条链A+TA+T是整个是整个DNADNA分子分子A+TA+T的的一半。一半。A+T2nnA1 +T1=nA2 +T2=A1 +T1 （A+T）1=A2
9、+T2（G+C）12G1 +C1G2 +C2=A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链G+C2nnG1 +C1=n G2+C2=2nn解析：碱基的排列方式应少于解析：碱基的排列方式应少于4100种，含有种，含有2个游离的磷酸。个游离的磷酸。BA 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链例例3.3.某双链某双链DNADNA分子中，分子中，A A与与T T之和占整个之和占整个DNADNA碱基总数的碱基总数的54%54%，其中一条链上，其中一条链上G G占该占该链碱基总数的链碱基总数的22%22%。求另一条链上。求另一条链上G G占其占其所在链碱基总数
10、的百分含量。所在链碱基总数的百分含量。ATG+C =54%2n=46%2n另一条链上另一条链上G G占其所在链碱基总数的百分占其所在链碱基总数的百分含量是含量是24%24%nn1. (2015南京模拟南京模拟)DNA指纹技术是分子生物学中的一指纹技术是分子生物学中的一种新技术，它是从分子水平区别不同种类生物之间以种新技术，它是从分子水平区别不同种类生物之间以及同种生物之间差异的重要手段，在法医学鉴定、癌及同种生物之间差异的重要手段，在法医学鉴定、癌症研究、疾病诊断等方面有非常重要的应用。其理论症研究、疾病诊断等方面有非常重要的应用。其理论依据是依据是() ADNA分子具有多样性分子具有多样性
11、BDNA分子具有特异性分子具有特异性 C碱基的互补配对原则碱基的互补配对原则 D基因控制生物遗传性状基因控制生物遗传性状B当堂训练当堂训练2(2014山东卷，山东卷，5)某研究小组测定了多个不同双链某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是()C3(2013上海卷，上海卷，20)在搭建在搭建DNA分子模型的分子模型的实验中，若有实验中，若有4种碱基塑料片共种碱基
12、塑料片共20个，其中个，其中4个个C,6个个G,3个个A,7个个T，脱氧核糖和磷酸之间，脱氧核糖和磷酸之间的连接物的连接物14个，脱氧核糖塑料片个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸个，磷酸塑料片塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱个，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，则氧核糖和碱基之间的连接物若干，则() A能搭建出能搭建出20个脱氧核苷酸个脱氧核苷酸 B所搭建的所搭建的DNA分子片段最长为分子片段最长为7碱基对碱基对 C能搭建出能搭建出410种不同的种不同的DNA分子模型分子模型 D能搭建出一个能搭建出一个4碱基对的碱基对的DNA分子片段分子片段D4. (2015合肥模拟合
13、肥模拟)7乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对配对而与胸腺嘧啶而与胸腺嘧啶(T)配对。某配对。某DNA分子中腺嘌呤分子中腺嘌呤(A)占占碱基总数的碱基总数的30%，其中的鸟嘌呤，其中的鸟嘌呤(G)全部被全部被7乙基乙基化，该化，该DNA分子正常复制产生两个分子正常复制产生两个DNA分子，其中分子，其中一个一个DNA分子中胸腺嘧啶分子中胸腺嘧啶(T)占碱基总数的占碱基总数的45%，另，另一个一个DNA分子中鸟嘌呤分子中鸟嘌呤(G)所占比例为所占比例为() A10% B20% C30% D45%B5(2015莆田模拟莆田模拟)关于关于DNA分子结构的叙述中，不分子结构的叙述中，不正确
14、的是正确的是()ADNA分子由分子由4种脱氧核苷酸组成种脱氧核苷酸组成B每个每个DNA分子中，碱基数脱氧核苷酸数脱氧分子中，碱基数脱氧核苷酸数脱氧核糖数核糖数C双链双链DNA分子中的一段，若含有分子中的一段，若含有30个胞嘧啶，就个胞嘧啶，就一定会同时含有一定会同时含有30个鸟嘌呤个鸟嘌呤DDNA分子中每个脱氧核糖上均连接着分子中每个脱氧核糖上均连接着1个磷酸和个磷酸和1个含氮碱基个含氮碱基D必修二第必修二第3 3章第章第2 2、3 3、4 4节节DNADNA分子的结构、分子的结构、DNADNA的复制、的复制、基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段 考纲考频考纲考频 分子结构
15、的主要特点分子结构的主要特点(3(3年年4 4考考) )分子的复制分子的复制(3(3年年6 6考考) )3.3.基因的概念基因的概念(3(3年年0 0考考) )阅读教材，完成名师面对面自主导学部分。阅读教材，完成名师面对面自主导学部分。6分钟。分钟。（第（第2课时）课时）概念概念以以亲代代DNA为模板合成子代模板合成子代DNA的的过程程时间_和减数第一次分裂前的和减数第一次分裂前的间期期过程程解旋解旋合成子合成子链子子链延伸延伸亲子子链复旋复旋条件条件模板：模板：亲代代DNA的每一条的每一条链原料：原料：4种游离的种游离的_能量：能量：ATP释放的能量放的能量酶：DNA解旋解旋酶和和DNA聚合
16、聚合酶结果果1个个DNA复制形成复制形成2个个_的的DNA特点特点边_边复制，半保留复制，复制，半保留复制，精确精确复制原因复制原因独特的独特的_提供模板提供模板_原原则意意义将将_从从亲代代传给子代，从而保持了子代，从而保持了_的的连续性性脱氧核苷酸脱氧核苷酸完全相同完全相同解旋解旋双螺旋结构双螺旋结构碱基互补配对碱基互补配对遗传信息遗传信息遗传信息遗传信息有丝分裂的间期有丝分裂的间期自学检测自学检测：（：（DNA复制的知识归纳）复制的知识归纳）考点二考点二DNADNA复制的过程及相关计算复制的过程及相关计算1、DNA的复制的过程的复制的过程复制过程复制过程:3.影响因素：影响因素：温度、温
17、度、pH：通过影响酶的活性来影响：通过影响酶的活性来影响DNA复制。复制。O2浓度：通过影响呼吸作用产生浓度：通过影响呼吸作用产生ATP来影响来影响DNA复制。复制。4DNA复制的有关计算复制的有关计算DNA的复制为半保留复制，一的复制为半保留复制，一个个DNA分子复制分子复制n次，则有如下次，则有如下数量关系：数量关系：(1)子代子代DNA分子数为：分子数为：2n个个含有亲代链的含有亲代链的DNA分子数为：分子数为：2个个不含有亲代链的不含有亲代链的DNA分子数分子数为为(2n2)个个(2)子代脱氧核苷酸链数为子代脱氧核苷酸链数为 2n1 条条亲代脱氧核苷酸链数为亲代脱氧核苷酸链数为 2 条
18、。条。新合成的脱氧核苷酸链数为新合成的脱氧核苷酸链数为(2n12)条。条。nDNADNA分子数：分子数： n只含只含1515N N分子：分子： n含含1414N/N/1515N N杂种分子：杂种分子： n只含只含1414N N分子：分子：n含含1515N N的链：的链：n含含1414N N的的DNADNA：v15N标记的亲代标记的亲代DNA分子在分子在14N培养基上复制培养基上复制n次的结果：次的结果：v变式变式 ：2 2n n2 2n n202n22(3)亲代亲代DNA分子经分子经 n 次复制后，所需（消耗）某种次复制后，所需（消耗）某种游离的脱氧核苷酸数为：游离的脱氧核苷酸数为：若一亲代若
19、一亲代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，经过个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m(2n1)个。个。第第n次复制所需该脱氧核苷酸数为次复制所需该脱氧核苷酸数为m2n1个。个。 4DNA复制的有关计算复制的有关计算例例1用用15N标记含有标记含有100个碱基对的个碱基对的DNA分子，分子，其中有胞嘧啶其中有胞嘧啶60个，该个，该DNA分子在分子在14N的培养的培养基中连续复制四次。其结果不可能是基中连续复制四次。其结果不可能是() A含有含有15N的的DNA分子占分子占1/8 B含有含有14N的的DNA分子占分子占7/8 C消耗游离的腺嘌呤
20、脱氧核苷酸消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个个 D产生了产生了16个个DNA分子分子B跟踪训练假设一个双链均被跟踪训练假设一个双链均被32P标记的噬菌体标记的噬菌体DNA由由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释的大肠杆菌，共释放出放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是个子代噬菌体。下列叙述正确的是() A该过程至少需要该过程至少需要3105个鸟嘌呤脱氧核苷酸个鸟嘌呤脱氧核苷酸 B噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等 C含含32P与只含与
21、只含31P的子代噬菌体的比例为的子代噬菌体的比例为1 49 D该该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变发生突变，其控制的性状即发生改变C考点三、基因考点三、基因有遗传效应的有遗传效应的DNA片段片段1据图据图写出基因与染色体的关系：基因在染色体上写出基因与染色体的关系：基因在染色体上呈呈_排列。排列。2将代表下列结构的字母填入图将代表下列结构的字母填入图中的相应横线上：中的相应横线上：a染色体、染色体、b.核核DNA、c.基因、基因、d.脱氧核苷酸。脱氧核苷酸。3基因的实质：具有基因的实质：具有_片段。片段。线性线性遗传效应的遗传效应的DNAdcba4染色体、染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸
22、的关系、基因和脱氧核苷酸的关系磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基含氮碱基CHONP例例2(2015山东四市联考山东四市联考)下列有关染色体、下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是()A基因一定位于染色体上基因一定位于染色体上B基因在染色体上呈线性排列基因在染色体上呈线性排列C四种脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了基因的四种脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了基因的多样性和特异性多样性和特异性D一条染色体上含有一条染色体上含有1个或个或2个个DNA分子分子A例例3.(2014广州质检广州质检)取取1个含有个含有1对同源染色体的精原细胞，用对同源染色体
23、的精原细胞，用15N标记细胞核中的标记细胞核中的DNA，然后放在含，然后放在含14N的培养基中培养，让其连续的培养基中培养，让其连续进行两次有丝分裂，形成进行两次有丝分裂，形成4个细胞，这个细胞，这4个细胞中含个细胞中含15N的细胞个数的细胞个数可能是可能是()A2B3 C4D前三项都对前三项都对易错点：不能将细胞分裂与易错点：不能将细胞分裂与DNA复制有机结合复制有机结合 D跟踪训练跟踪训练1. (2015绵阳检测绵阳检测)用用32P标记了玉米体细胞标记了玉米体细胞(含含20条染色体条染色体)的的DNA分子双链，再将这些细胞转入不分子双链，再将这些细胞转入不含含32P的培养基中培养，在第二次
24、细胞分裂完成后每的培养基中培养，在第二次细胞分裂完成后每个细胞中被个细胞中被32P标记的染色体条数是标记的染色体条数是() A0条条 B20条条 C大于大于0小于小于20条条 D以上都有可能以上都有可能D亲代亲代复制复制1次次复制复制2次次后期后期子子代代细细胞胞40条放射性条放射性20条放射性条放射性或或或或跟踪训练跟踪训练2：若将果蝇精原细胞的全部染色体：若将果蝇精原细胞的全部染色体DNA分子分子用用15N标记，并培养在含标记，并培养在含14N的培养基中，那么该细胞的培养基中，那么该细胞进行一次有丝分裂后再进行减数分裂产生的进行一次有丝分裂后再进行减数分裂产生的8个精子中，个精子中，含含1
25、5N的精子所占的比例可能的精子所占的比例可能( ) 1/23/4 1 5/8 7/8 A仅有仅有 B全都可能全都可能 C仅仅 D仅仅 B1(2015郑州模拟郑州模拟)让细菌在含让细菌在含15N的培养基中繁殖数的培养基中繁殖数代，使细菌代，使细菌DNA的含氮碱基皆含有的含氮碱基皆含有15N，然后再移，然后再移入含入含14N的培养基中培养，抽取亲代及子代的的培养基中培养，抽取亲代及子代的DNA经高速离心分离，图中经高速离心分离，图中为可能的结果。下列为可能的结果。下列叙述错误的是叙述错误的是()A子一代子一代DNA应为应为 B子二代子二代DNA应为应为C子三代子三代DNA应为应为 D亲代的亲代的D
26、NA应为应为C当堂训练当堂训练3下图表示下图表示DNA复制的过程，结合图示判断，下复制的过程，结合图示判断，下列有关叙述不正确的是列有关叙述不正确的是()ADNA复制过程中首先需要解旋酶破坏复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，双链之间的氢键，使两条链解开使两条链解开BDNA分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链的方分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链的方向相反向相反C从图示可知，从图示可知，DNA分子具有多起点复制的特点，缩短了复制分子具有多起点复制的特点，缩短了复制所需的时间所需的时间DDNA分子的复制需要分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段片段C
