（考纲全景透析）2014届高考生物 3.2 DNA分子的结构、DNA分子的复制和基因是有遗传效应的DNA片段基础复习 新人教版必修2

1 第第 2 2 3 3 4 4 节节 D DNANA 分子的结构分子的结构 DNADNA 分子的复制分子的复制 基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的 DNADNA 片段片段 高考新动向高考新动向 1 DNA 分子结构的主要特点 2 基因的概念 3 DNA 分子的复制 考纲全景透析考纲全景透析 一 一 DNADNA 分子的结构及分子的结构及特点特点 1 结构 模型构建者 沃森和克里克 1 元素组成 C H O N P 不含 S 2 基本单位 脱氧核苷酸 如图所示 其中 表示一分子磷酸 表示一分子脱氧核糖 表示含氮碱基 构成 DNA 分子的含氮碱 基共有 4 种 即 A 腺嘌呤 T 胸腺嘧啶 G 鸟嘌呤 C 胞嘧啶 脱氧核糖的结构简式如右图 在脱氧核苷酸分子中 特别要注意三个小分子之间的连接 其中 脱氧核糖的 l 号 碳原子与含氮碱基相连 5 号碳原子与磷酸分了相连 3 一条脱氧核苷酸单链中 相邻脱氧核苷酸之间的连接如图所示 一分子脱氧核苷酸中脱氧核糖的 3 号碳原子与另一分子脱氧核苷酸中的磷酸通过形 成新的化学键 磷酸二酯键 相连接 4 两条单链之间形成的碱基对表示如下 碱基之间的配对方式有两种 即上图所示的 A 一定与 T 配对 G 一定与 C 配对 配对的碱基之间以氢键相连 A 与 T 之间形成两条氢键 G 与 C 之间形成三条氢键 配对的两个脱氧核苷酸方向相反 尤其要注意脱氧核糖的位置 2 特点 1 两条链反向平行盘旋成双螺旋结构 2 外侧基本骨架为脱氧核糖与磷酸交替连接 内侧排列碱基对 2 由该原则知 A T C G 因此 A G T C A C T G 50 3 内侧碱基对按碱基互补配对原则通过氢键相连 3 提示 同一生物不同细胞中 DNA 的结构相同 细胞核中 DNA 的数目相同 细胞质中 DNA 的数目不 同 二 二 DNADNA 分子分子的复制的复制 1 推测 沃森和克里克提出半保留复制过程 2 证明 放射性同位素 15N 示踪大肠杆菌实验 3 概念 以亲代 DNA 为模板合成子代 DNA 的过程 4 时期 有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期 5 场所 主要是细胞核 6 过程 1 解旋 亲代 DNA 在解旋酶的作用下 把两条螺旋的双链解开 形成两条单链 母链 解旋是 使两条链之间的氢键断裂 需 ATP 提供能量 2 子链合成 以解开的两条母链为模板 以周围环境中游离的脱氧核苷酸为原料各自合成与母链 互补的一条子链 3 子代 DNA 分子的形成两条母链分别与各自决定的子链组成两个完全相同的 DNA 分子 7 特点 1 边解旋边复制 2 复制方式 半保留复制 8 条件 1 模板 亲代 DNA 分子的两条链 2 原料 4 种游离的脱氧核苷酸 3 能量 ATP 释放的能量 4 酶 DNA 解旋酶 DNA 聚合酶 9 准确复制的原因 3 1 DNA 分子独特的双螺旋结构提供精确模板 2 通过碱基互补配对原则保证了复制准确进行 10 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 11 提示 真核细胞 原核细胞 病毒的 DNA 复制场所分别是细胞核和细胞质 细胞质 宿主细胞 三 三 基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的 DNADNA 片段片段 1 基因与 DNA 的关系 1 一个 DNA 上有许多个基因 构成基因的碱基数小于 DNA 分子的碱基总数 2 基因实质 基因是有遗传效应的 DNA 片段 2 遗传信息与 DNA 的关系 遗传信息蕴藏在 DNA 分子的 4 种碱基的排列顺序之中 3 DNA 分子特性 1 多样性 主要取决于碱基排列顺序 2 特异性 是由 DNA 分子中特定的碱基排列顺序决定的 3 稳定性 主要取决于 DNA 分子的双螺旋结构 热点难点全析热点难点全析 一 一 DNADNA 的结构的结构 1 平面结构图解 2 图解各部分 序号的 含义 磷酸 是脱氧核苷酸的重要组成基团 DNA 分子中绝大部分脱氧核苷酸都连接 2 个磷酸基团 但 1 个 DNA 分子中只有 2 个游离的磷酸 4 磷酸二酯键 是两个脱氧核苷酸相连的化学键 可用限制酶切断 可用 DNA 连接酶或 DNA 聚合酶 连接 脱氧核糖 是脱氧核苷酸的组成部分 碱基 共有 4 种 分别是 A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤 T 胸腺嘧啶 C 胞嘧啶 碱基对 A 与 T G 与 C 分别配对 配对遵循碱基互补配对原则 氢键 配对的碱基之间通过氢键相连 可用 DNA 解旋酶断裂 也可用高温断 裂 碱基 AT GC 之间 分别有 2 个和 3 个氢键 脱氧核苷酸 含有磷酸 脱氧核糖和含氮碱基各 1 个 是 DNA 的基本组成单位 DNA 初步水解产物 脱氧核苷酸链 两条反向平行的脱氧核苷酸链双螺旋成 DNA 分子 DNA 的内侧 由碱基对按不同的顺序排列而成 决定了 DNA 的特异性和多样性 DNA 的外侧 由脱氧核糖和磷酸交替连接而成 构成 DNA 的基本骨架 3 DNA 分子的结构特性 1 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 2 多样性 DNA 分子中碱基对排列顺序多种多样 3 特异性 每种 DNA 有别于其他 DNA 的特定的碱基排列顺序 例 2012 2012 浙江温州十校联考 浙江温州十校联考 如图为 DNA 分子结构示意图 对该图的描述正确的是 A 和 相间排列 构成了 DNA 分子的基本骨架 B 的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸 C 当 DNA 复制时 的形成需要连接酶 D DNA 分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息 析 选 D 和 相间排列 构成了 DNA 分子的基本骨架 的结构并不是胞嘧啶脱氧核苷酸 是属于上一个脱氧核苷酸的磷酸 由 和 及下面的磷酸才可以构成胞嘧啶脱氧核苷酸 的形成不需 要连接酶 5 二 有关二 有关 DNADNA 复制的几个问题复制的几个问题 1 复制的场所 DNA 主要分布在细胞核内 细胞核是 DNA 复制的主要场所 2 外界条件对 DNA 复制的影响 在 DNA 复制的过程中 需要酶的催化和 ATP 供能 凡是影响酶活性 的因素和影响细胞呼吸的因素 都会影响 DNA 的复制 3 复制的过程 4 DNA 复制的准确性的原因 1 DNA 分子独特的双螺旋结构提供精确模板 2 通过碱基互补配对原则保证了复制准确进行 5 DNA 半保留复制的特点 新合成的每个 DNA 分子中 都保留了原来 DNA 分子中的一条链 模板链 三 三 DNADNA 的相关计的相关计算算 1 有关 DNA 的碱基计算 根据 A T G C 图示如下 链 A G C T T C C m 链 T C G A A G G m 则 2 有关 DNA 复制的计算 6 DNA 的复制为半保留复制 一个 DNA 分子复制 n 次 则有 3 消耗的脱氧核苷酸数 若一亲代 DNA 分子含有某种脱氧核苷酸 m 个 经过 n 次复制需要消耗该脱氧核苷酸为 m 2n 1 个 第 n 次复制所需该脱氧核苷酸数为 m 2n 1 例 用 15N 标记含有 100 个碱基对的 DNA 分子 其中有胞嘧啶 60 个 该 DNA 分子在 14N的培养基 中连续复制四次 其结果不可能是 A 含有 15N 的 DNA 分子占 1 8 B 含有 14N 的 DNA 分子占 7 8 C 复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸 600 个 D 复制结果共产生 16 个 DNA 分子 析 选 B 由于 DNA 的复制是半保留复制 经过四次复制形成 16 个 DNA 分