专题复习：DNA分子结构

1、PAGE18遗传与进化专题遗传的分子基础考纲解读考纲内容及能力要求考向定位1人类对遗传物质的探索过程分子结构的主要特点3基因和遗传信息的关系4DNA分子的复制5遗传信息的转录和翻译1探索遗传物质的几个经典实验的设计思路、方法、原理及问题分析2DNA分子结构和复制的关系及相关问题计算3DNA分子的多样性和特异性及在人类亲缘关系鉴定、刑事侦破中的应用4遗传信息的转录和翻译过程及相关计算5基因与蛋白质及性状的关系考点2DNA分子结构基础知识自主疏理1DNA的化学组成：DNA分子属于eqoac,1（相对分子质量为100万至数千万），它们是由一个个eqoac,2连接起来的长链大分子。每个脱氧核苷酸是由三

2、个“一分子”组成，即一分子eqoac,3、一分子eqoac,4、一分子eqoac,5。2DNA的空间结构：由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋成规则的eqoac,6结构。DNA分子双螺旋结构特点如下：（1）DNA分子是由eqoac,7链组成的。这两条链按eqoac,8方式盘旋成双螺旋结构。（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸eqoac,9连接，排列在外侧，构成eqoac,10；碱基排列在内侧。（3）两条链上的碱基通过eqoac,11连接成碱基对，A（腺嘌呤）与T（eqoac,12）配对，G（鸟嘌呤）与C（eqoac,13）配对。碱基之间的这种一一对应关系，叫做碱基互补配对原则。3DNA的特性：（1）D

3、NA分子结构的稳定性是指其eqoac,14相对稳定。原因是在DNA分子外侧，eqoac,15和eqoac,16交替连接的方式稳定不变，在其内侧，通过氢键形成的eqoac,17，使2条脱氧核苷酸长链稳固地并联在一起；DNA分子中eqoac,18是严格的一一对应关系。（2）DNA分子的多样性：DNA分子由于碱基对的数量不同，碱基对的eqoac,19千变万化，因而构成了DNA分子的多样性。（3）DNA分子的特异性：DNA分子的特异性是指控制特定性状的特定DNA分子的碱基排列顺序是eqoac,20的。这种特定的顺序包含着特定的eqoac,21，从而使DNA分子具有特异性。版本差异的内容4基因的现代含义

4、中国地图版在认识基因功能的同时。人们还在不断地探索基因的化学本质和结构特点。传统观点认为每一个结构基因是一段连续的DNA序列，一定的DNA序列对应着一定的氨基酸序列。后来人们发现大多数真核生物的基因的编码序列在DNA分子上不是连续排列的，而是被不编码的序列隔开，称为断裂基因。其中的编码序列称为外显子，非编码序列称为内含子。断裂基因往往有一些交替存在的内含子和外显子结构。传统的基因概念认为基因是互不沾染、单个分离的实体。但是，在许多原核生物和一些真核生物中却发现有两个基因共用一段重叠的核苷酸序列的现象，这就是重叠基因。绝大多数基因在染色体上的位置是固定的，但有些基因在染色体上的位置可以移动，这类

5、基因称为可动基因，也叫做转座因子。可以通过某种方式一个位置转移到另外一个位置。校对：eqoac,1高分子化合物eqoac,2脱氧核苷酸eqoac,3磷酸eqoac,4脱氧核糖eqoac,5含氮碱基eqoac,6双螺旋eqoac,7两条eqoac,8反向平行eqoac,9交替eqoac,10基本骨架eqoac,11氢键eqoac,12胸腺嘧啶eqoac,13胞嘧啶eqoac,14双螺旋结构eqoac,15脱氧核糖eqoac,16磷酸eqoac,17碱基对eqoac,18碱基互补配对eqoac,19排列顺序eqoac,20稳定不变eqoac,21遗传信息自主检测过关1在下列四种化合物的化学组成中，

6、“”中所对应的含义最接近的是（）A和B和C和D和2下列DNA分子各种碱基数量比中，因生物种类不同而有区别的是（）A（AT）/（GC）B（AG）/（TC）C（AC）/（TG）DA/T3某生物的遗传物质的碱基组成是嘌呤占58%，嘧啶占42%，此生物最可能是（）A细菌B酵母菌C变形虫D烟草花叶病毒4（06南京期末）下图示某DNA片段，有关该图的叙述中，不正确的是（）A可形成DNA的基本组成单位B在DNA中特定排列顺序可代表遗传信息C某限制性内切酶可选择作为切点DDNA连接酶可连接处断裂的化学键5下图是DNA分子局部结构示意图，请据图回答：（1）图中有种碱基，有个完整的脱氧核苷酸单位，有个游离磷酸基，

7、有个氢键。（2）从主链看，两条单链方向；从碱基关系看，两条单链。（3）图中的4、5叫，若该DNA片段中的这些结构可任意替换，则可形成种不同的DNA片段。1D解析：为腺嘌呤核糖核苷酸；腺嘌呤；腺嘌呤脱氧核苷酸；腺嘌呤核糖核苷酸。2A解析：B、C、D比值都为1，无特异性。3D解析：A、B、C生物的遗传物质都是DNA，碱基中嘌呤与嘧啶数应相等。4C解析：作用于处的是解旋酶。5解析：图中只有一种碱基对A/T；两条反向平行的脱氧核苷酸链；碱基间遵循碱基互补配对原则；一种碱基对A/T；两个位点排列44=16。答案：（1）2；4；2；4；（2）相反的；互补配对的；（3）A、T；16。考点详解及类型讲解一、D

8、NA双螺旋结构模型的构建（1）当时科学界已经发现的证据有：组成DNA分子的单位是脱氧核苷酸；N分子是由含4种碱基的脱氧核苷酸长链构成的；（2）英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的DNA的射线衍射图谱；（3）奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果:腺嘌呤（）的量总是等于胸腺嘧啶（）的量，鸟嘌呤（）的量总是等于胞嘧啶（）的量这一碱基之间的数量关系；（4）沃森和克里克根据当时掌握的资料，通过不懈努力，最终，构建出了正确的DNA模型。二、DNA分子的结构（1）组成元素：C、H、O、N、P2基本单位：脱氧核苷酸4种）组成：每个基本单位（即每个脱氧核苷酸）又由三个“一分子”组成，即一分子磷酸、一分子脱氧核糖、

9、一分子含氮碱基。其关系如下：（3平面结构：两条长链由许多脱氧核苷酸脱水聚合成脱氧核苷酸长链，两条脱氧核苷酸长链上的碱基通过氢键连接成碱基对，碱基以碱基互补配对原则（AT，GC）进行配对。4空间结构：双螺旋结构两链反向平行；两链之间靠氢键连接。（5）总结DNA结构的主要特点是：DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。（“反向”：一条链是53，另一条链是35）。DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在DNA分子的外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。碱基互补配对原则：两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且碱基配对有一定的规律：AT、GC（A一定与T配对，G一定与C配对

10、）。问题探究：1三个分子缩合要脱去多少分子水；两个脱氧核苷酸聚合要脱去多少分子水；碱基互补配对原则过程要脱水；21不要2DNA的多样性与空间结构有关。无关3原核细胞的基因和真核细胞的基因结构有何不同基因都是由编码区编码氨基酸和非编码区调控编码区表达的核苷酸序列组成，在编码区上游的非编码区中最重要的部位是与RNA聚合酶的结合位点。原核基因的编码区是连续的，而真核基因的编码区是间隔的，由编码氨基酸的外显子和不具编码作用的内含子组成，因此在基因结构中直接编码氨基酸的核苷酸序列占的比例很小。三、DNA分子中碱基的计算方法与规律利用碱基互补配对原则计算碱基比例、碱基数量等是高考的重要考点，应用的计算公式

11、就是AT，GC，有关的方法、规律如下：双链DNA分子中：AT，GC；AGTC；AG/TC=1，即：嘌呤总数嘧啶总数；AGTCACTG；AG/TC=AC/TG=1，即：DNA分子中任一非互补碱基之和相等，且占DNA碱基总数的50%。上述在不同物种中无种的特异性。在DNA两互补链之间：A1G1/T1C1=T2C2/A2G2，即一条链与另一条链（AG）/TC的比值互为倒数。A1T1/G1C1A2T2/G2C2A总T总/G总C总，即互补碱基之和在一条链上，在互补链上，在整个DNA分子中所占比例相同。此比例在不同DNA分子中，可有特异性。A总%1/2A1%A2%，同理C、G、T都有同样规律。问题探究：1

12、为什么只能是AT、GC，不能是AC，GT呢这是由于A与T通过两个氢键相连，G与C通过三个氢键相连，这样使DNA的结构更加稳定，所以，A与T或G与C的摩尔数比例均为1：12上述原则和推论能否适应于单链DNA分子的碱基计算不能，单链DNA的碱基没有一定的比率四、制作DNA双螺旋结构模型（1）制作要点首先要制作磷酸、脱氧核糖和碱基的模型。裁剪零件时，应注意磷酸、碱基、脱氧核糖三者之间的大小比例，并注意这三部分之间的连接部位。制作4种碱基模型时，腺嘌呤和胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶的一端应剪成相互吻合的形状。其次，这两种碱基对模型的长度应相等，以适合于DNA分子中两条平行链之间的相等距离。两条多核苷酸链的

13、核苷酸数目必须相同。在制作多核苷酸链时，应将脱氧核苷酸中的磷酸连接在另一脱氧核苷酸分子与磷酸相邻脱氧核糖的碳原子上。在组装第二条多核苷酸链时，必须与第一条链中的碱基互补配对，不能随意组装；并应注意构成DNA的两条链的方向相反。（2）注意事项按顺序制作模型，严格按DNA制作的程序操作。两条长链的长度必须相等，保证模型美观。旋转平面结构成为立体结构时，如某结构部件有扭曲现象，应予以矫正。在整个制作过程中，各零件之间的连接，应保持足够的牢固性，以免旋转时零件脱落。问题探究：DNA分子中A、T相对含量多，分子结构不稳定，为什么A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键，G、C占比例越大，DNA结构

14、越稳定。类型一碱基互补配对原则例1（07大理模拟题）在DNA分子的一条单链中相邻的碱基A与T的连接是通过（）A氢键B脱氧核糖磷酸脱氧核糖C肽键D磷酸脱氧核糖磷酸解析：在DNA单链中，碱基是连接在脱氧核糖上的，而脱氧核糖之间是通过磷酸来连接的。答案：B变式1（07南宁调研）以下四个双链DNA分子（只表示其中一条链）中稳定性最差是（）AG-C-T-A-A-A-C-C-T-T-A-C-G其中A占25%BG-C-T-A-A-C-C-T-T-A-C-G-A其中T占30%CG-C-A-A-C-C-T-T-A-C-G-T-A其中G占25%DT-A-A-A-C-C-G-C-T-T-A-C-G其中C占30%解析

15、：DNA分子中双链间以碱基对相连，即AT，GC，因而GC碱基对含量越高分子越稳定，反之越不稳定。A、B、C、D四个双链DNA分子GC碱基对含量依次为50%、40%、50%、60%，其中稳定性最差的是B。答案：B规律总结：1一条单链中相邻的碱基的连接，不是互补的两条链间相邻的碱基的连接，而是通过脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖间接相连。2两条单链之间的碱基是通过氢键相连接。3在DNA分子中多数磷酸连接2个脱氧核糖，多数脱氧核糖连接2个磷酸。类型二DNA分子中碱基的计算方法与规律例2（07长沙模拟）某DNA分子中，GC之和占全部碱基的%，一条链的T与C分别占该链碱基总数的%和%，则它的互补链中，T和C分别

16、占该链碱基总数的（）A和B和C和D和解析：由于DNA分子中（GC）之和在整体中的比例与两链及单链DNA中该比例均相等，可推出该已知链中GC%，又因T与C各占%与%，可求出该链中的A为1GCT1%，G%。其互补链中T和C应与该链中A与G含量相等。答案：B变式1（08福州调研）一个DNA分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多40%，两者之和占DNA分子碱基总数的24%，则该DNA分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链碱基数目的%解析：画出草图，依题意，列出等量关系：解出A1=28，再依“等量代换”：T2=Al=28，即胸腺嘧啶占该链碱基数目的28。答案：D变式2从某生物组织中提取DNA进行分析，其中鸟嘌呤与胞

17、嘧啶之和占全部碱基数的46，又知该DNA分子的一条链（H链）所含的碱基中28是腺嘌呤，24是胞嘧啶，则与H链相对应的另一条链中，腺嘌呤、胞嘧啶分别占该链全部碱基数的（）A26、22B24、28C14、11D11、14解析：本题考查DNA分子中有关碱基比率的计算。由DNA分子中G与C之和占全部碱基的46，可知DNA分子中A与T之和占全部碱基的54，则在DNA分子双链中A=T=27，G=C=23，H链中A占28，C占24，则与H链相对应的另一条链中，A占22728=26，C占2232422。答案：A规律总结：对此类题要分三步进行分析：搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子的碱基比例，还是

18、占DNA分子一条链的碱基比例。画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知和所求的碱基。根据碱基互补配对原则及其规律进行计算类型三有关DNA结构的应用例3下列关于DNA结构的描述错误的是（）A每一个DNA分子由一条多核苷酸链盘绕而成螺旋结构B外侧是由磷酸与脱氧核糖交替连接构成的骨架，内部是碱基CDNA两条链上的碱基间以氢键相连，且A与T配对、G与C配对DDNA的两条链等长，但是反向平行解析：DNA双螺旋结构具有如下特点：一个DNA分子是由两条脱氧核苷酸链构成的双螺旋结构，两条链等长且是反向平行的。DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成了基本骨架；碱基排列在内侧。DNA分子两条链上的碱基

19、通过氢键连接成碱基时，且有一定规律：A与T配对，G与C配对。答案：A变式1已知病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA、单链RNA四种类型。现发现一种新病毒，要确定其核酸属于哪一种类型，应该（）A分析碱基类型，确定碱基比例B分析蛋白质的氨基酸组成，分析核糖类型C分析碱基类型，分析核糖类型D分析蛋白质的氨基酸组成，分析碱基类型解析：DNA的碱基组成是A、T、G、C，RNA的碱基组成是A、U、G、C；含有T的一定是DNA，含U的一定是RNA；双链DNA的碱基A=T，G=C；双链RNA的碱基A=U，G=C；不同的核酸其碱基类型和比例不同。答案：A规律总结：能否通过蛋白质的不同来判断物种间和亲缘

20、关系能，蛋白质是DNA表达的产物，DNA的特异性决定蛋白质的特异性类型四实验探究正常情况下，细胞内完全可以自主合成组成核酸的核糖和脱氧核糖。现在细胞系由于发生基因突变而不能自主合成核糖和脱氧核糖，必须从培养基中摄取。为验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸，现提供如下实验材料，请你完成实验方案。1实验目的：验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸。2）实验材料：突变细胞系、基本培养基、12C一核糖核苷酸、14C一核糖核苷酸、12C3）实验原理DNA主要分布在，其基本组成单位是；RNA主要分布在，其基本组成单位是。4）实验步骤第一步：编号。取基本培养基两个，编号为甲、乙。第二步：设置对比实验。在培养基甲中加入适量的12C一核糖核苷酸和14C第三步：培养。在甲、乙培养基中分别接种等量的突变细胞系，放到培养一段时间，让细胞增殖。第四步：观察。分别取出培养基甲、乙中的细胞，用放射性探测显微仪探测观察。（5预期结果培养基甲中；培养基乙中。（6实验结论：。解析：DNA的基本组成是脱氧核苷酸，主要存在于细胞核中，RNA的基本组成是核糖核苷酸，主要存在于细胞质中。答案：3细胞核脱氧核苷酸细胞质核糖核苷酸4第二步：14C一核糖核苷酸和12第三步：适宜的相同环境中第四步：细胞核和细胞质的放射性强弱（5细胞的放射性部位主要在细胞核细胞