dna分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制一輪復(fù)習(xí)

1、第二節(jié) DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制,考綱定位,1．細胞內(nèi)某一DNA片段中有30%的堿基為A，則該片段中( ) A．G的含量為30% B．U的含量為30%C．嘌呤含量為50% D．嘧啶含量為40%,【解析】在DNA雙鏈中，A＝T，G＝C，所以A＝T＝30%，G＝C＝20%，A＋G＝50%，T＋C＝50%。,C,2．蠶豆根尖細胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷的培養(yǎng)基中完成一個細胞周期，然后在

2、不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期，其染色體的放射性標(biāo)記分布情況是( ) A．每條染色體的兩條單體都被標(biāo)記B．每條染色體中都只有一條單體被標(biāo)記C．只有半數(shù)的染色體中一條單體被標(biāo)記D．每條染色體的兩條單體都不被標(biāo)記,B,【解析】由于DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，在有放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中完成一個細胞周期后，每個DNA分子中有一條鏈含放射性。繼續(xù)在無放射性的培養(yǎng)基中培養(yǎng)時，由于DNA的半保留復(fù)制，所以DNA分子一半含放射

3、性，一半不含放射性，每條染色單體含一個DNA分子，所以一半的染色單體含放射性。,3．下列關(guān)于遺傳信息傳遞的敘述，錯誤的是( )A．線粒體和葉綠體中遺傳信息的傳遞遵循中心法則B．DNA中的遺傳信息是通過轉(zhuǎn)錄傳遞給mRNA的C．DNA中的遺傳信息可決定蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序D．DNA病毒中沒有RNA，其遺傳信息的傳遞不遵循中心法則,D,【解析】遺傳信息的傳遞都遵循中心法則；DNA病毒中沒有RNA，但是DNA病毒可以先轉(zhuǎn)錄，

4、然后翻譯合成蛋白質(zhì)，所以任何生物都遵循中心法則。,一、DNA分子的結(jié)構(gòu)1．化學(xué)組成(1)組成元素：C、H、O、N、P。(2)基本單位：4種脫氧核苷酸(腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸)。(3)化學(xué)結(jié)構(gòu)：4種脫氧核苷酸聚合成為脫氧核苷酸鏈。(4)空間結(jié)構(gòu)：兩條脫氧核苷酸鏈按　反向平行　方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)；　脫氧核糖　和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，堿基之間通過氫鍵按照　堿基互補

5、配對　原則構(gòu)成堿基對，排列在內(nèi)側(cè)。,2．結(jié)構(gòu)特性(1)穩(wěn)定性：脫氧核糖與磷酸交替排列形成的基本骨架和堿基互補配對的方式不變。(2)多樣性：一個最短的DNA分子也大約有n個堿基對，可能的排列方式有4n種，排列順序千變?nèi)f化。(3)特異性：每個DNA分子中堿基對的特定排列順序，構(gòu)成了每個DNA分子的特異性。,二、DNA分子的復(fù)制1．概念：以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。2．發(fā)生時期：有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。3

6、．場所：細胞核(主要)、線粒體、葉綠體。4．過程：(1)解旋：需要細胞提供能量，在解旋酶的作用下，兩條螺旋的雙鏈解開。(2)合成子鏈：以解開的每一段母鏈為模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用游離的4種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補配對原則，合成與母鏈互補的子鏈。(3)形成子代DNA分子：延伸子鏈，母鏈和相應(yīng)子鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。結(jié)果，一個DNA分子形成兩個完全相同的子代DNA分子。,5．特點：(1)邊解旋邊復(fù)制。

7、 (2)復(fù)制方式：半保留復(fù)制。6．條件：(1)模板：親代DNA分子的兩條鏈 (2)原料：游離的4種脫氧核苷酸　 (3)能量：ATP (4)酶：解旋酶、DNA聚合酶　7．準(zhǔn)確復(fù)制的原因：(1)DNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供精確模板。(2)通過堿基互補配對原則保證了復(fù)制準(zhǔn)確地進行。,1．DNA分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)

8、定性、多樣性和特異性(1)DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定性①DNA分子的基本骨架由磷酸和脫氧核糖交替連接而成，從頭至尾沒有變化。②堿基配對方式始終不變，即A—T，G—C。,(2)構(gòu)成DNA分子的堿基只有4種，配對方式只有2種，但是堿基對的數(shù)量卻可以成千上萬。設(shè)某DNA分子有n對堿基，在DNA某位點上有一個堿基對，此堿基對可能是A—T或T—A或G—C或C—G，即每一個堿基對有4種類型的可能性，故n對堿基的排列順序是4n，從而構(gòu)成了D

9、NA分子的多樣性，也決定了遺傳信息的多樣性。(3)特異性：每個特定的DNA分子中都具有特定的堿基對排列順序，而特定的堿基對排列順序中有遺傳效應(yīng)的片段代表遺傳信息，所以每個特定的DNA分子中都儲存著特定的遺傳信息，這種特定的堿基對排列順序就構(gòu)成了DNA分子的特異性。,【例1】下列有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)特點的敘述，錯誤的是(　)A．兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對B．堿基對排列在雙螺旋的內(nèi)側(cè)C．各個堿基對的平面之間是平行關(guān)系D．配對堿基

10、的互補關(guān)系為A—G，T—C,【思路點撥】DNA分子是由兩條反向平行的單鏈盤旋而成的，要保持DNA兩條長鏈之間的距離不變，根據(jù)堿基的分子結(jié)構(gòu)及所占空間的大小，只有A與T配對，C與G配對滿足要求。,D,【舉一反三】有一對氫鍵連接的脫氧核苷酸，已查明它的結(jié)構(gòu)中有一個腺嘌呤，則它的其他組成是( ) A．三個磷酸、三個脫氧核糖和一個胸腺嘧啶B．兩個磷酸、兩個脫氧核糖和一個胸腺嘧啶C．兩個磷酸、兩個脫氧核糖和一個鳥嘌呤D．兩個磷酸、兩個脫

11、氧核糖和一個胞嘧啶,B,【思路點撥】“一對氫鍵連接的脫氧核苷酸”表明含有2個脫氧核苷酸，且為A—T堿基對。,2．關(guān)于堿基互補配對規(guī)律的有關(guān)計算規(guī)律一：兩條互補鏈中的堿基數(shù)量相等，且整個DNA分子中A＝T，C＝G。規(guī)律二：任意兩種不互補的堿基之和恒等，占堿基總數(shù)的50%，即A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝50%。規(guī)律三：若一條單鏈中的(A＋G)/(T＋C)＝K，則另一條互補鏈中(A＋G)/(T＋C)＝1/K。規(guī)律四：(A1＋T1)

12、/(G1＋C1)＝(A2＋T2)/(G2＋C2)＝(A＋T)/(G＋C),規(guī)律五：在雙鏈DNA分子及其轉(zhuǎn)錄的RNA之間，有如下關(guān)系(設(shè)雙鏈DNA中a鏈的堿基為A1、T1、G1、C1，b鏈的堿基為A2、T2、G2、C2)①A1＋T1＝A2＋T2＝RNA分子中(A＋U)＝1/2DNA雙鏈中(A＋T)；G1＋C1＝G2＋C2＝RNA分子中(G＋C)＝1/2DNA雙鏈中(G＋C)。②若a鏈中A1＋T1＝m%，則b鏈中A2＋T2＝m%；RNA

13、鏈中A＋U＝m%，DNA雙鏈中A＋T＝m%。③若a鏈中G1＋C1＝n%，則b鏈中G2＋C2＝n%；RNA鏈中G＋C＝n%，DNA雙鏈中G＋C＝n%。,【例2】已知某DNA分子片段中鳥嘌呤占38%，其中一條鏈中的T占該單鏈的5%，那么另一條鏈的T占該DNA分子的百分比是(　　)A．19% B．9.5%C．38% D．26%,【思路點撥】DNA分子中，由G＝38%→C＋G＝76%→A

14、＋T＝24%→任一條單鏈中：A＋T＝24%。因一條單鏈中，A＝5%→T＝24%－5%＝19%→該鏈中的T占整個DNA的9.5%。,B,【舉一反三】在一雙鏈DNA分子中，若鳥嘌呤和胞嘧啶之和占堿基總和的44%，在其中的一條鏈中A和C分別占該鏈堿基數(shù)的22%和30%，那么在另一條鏈中腺嘌呤和胞嘧啶分別占該鏈堿基數(shù)的比值為( ) A．34%、14% B．22%、30%C．14%、34%

15、D．20%、28%,A,【規(guī)律方法】在雙鏈DNA分子中G＋C占雙鏈的比例等于一條鏈上的G＋C占單鏈堿基總數(shù)的比例。,3．DNA復(fù)制時應(yīng)注意的問題(1)在DNA復(fù)制時：①邊解旋、邊復(fù)制，多個起點同時進行雙向復(fù)制，節(jié)省時間，效率高。②新DNA分子雙鏈為“一母一子”，因此復(fù)制更為精確，致使遺傳信息更加穩(wěn)定。穩(wěn)定的遺傳信息從親代傳遞給子代，從而使生物的前后代保持了一定的連續(xù)性。(2)因DNA復(fù)制采用半保留的方式，所以一個DNA分子經(jīng)幾代

16、復(fù)制后的所有DNA中，只有兩個DNA分子含有原DNA鏈，但所有DNA與原DNA所攜帶的信息(脫氧核苷酸的排列順序)完全相同(變異除外)。,(3)DNA復(fù)制的場所主要在細胞核，時間是有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂前的間期。但在細胞質(zhì)中也存在著DNA復(fù)制，如線粒體和葉綠體中的DNA也要復(fù)制，并且這些DNA復(fù)制的時間不一定在細胞分裂的間期。DNA復(fù)制的特點有兩點：邊解旋邊復(fù)制和半保留復(fù)制。,(4)DNA復(fù)制需滿足4項基本條件：①模板：開始解旋

17、的DNA分子的兩條單鏈；②原料：游離在核液中的脫氧核苷酸；③能量: ATP④酶：酶是指一個酶系統(tǒng)，不僅是指一種解旋酶。,【例3】 DNA分子的復(fù)制依次發(fā)生在細胞有絲分裂和減數(shù)分裂的(　　)A．間期和第一次分裂前的間期B．前期和第一次分裂的四分體時期C．間期和第一次分裂的聯(lián)會時期D．中期和第一次分裂的四分體時期,【思路點撥】DNA分子復(fù)制發(fā)生在細胞進入分裂期之前，因為DNA復(fù)制是細胞分裂的基礎(chǔ)。,A,【舉一反三】某些藥物可

18、以抑制腫瘤細胞DNA的復(fù)制，從而達到控制癌癥的目的，這些藥物作用的細胞正處于細胞周期的( )A．間期 B．前期C．中期 D．后期,A,【規(guī)律方法】DNA的復(fù)制發(fā)生在有絲分裂和減數(shù)分裂的間期。,4．DNA分子復(fù)制的計算規(guī)律(1)已知DNA的復(fù)制次數(shù)，求子代DNA分子中含有親代DNA單鏈的DNA分子數(shù)(或不含親代DNA單鏈的DNA分子數(shù)) 一個雙鏈DNA分子，復(fù)制n次

19、，形成的子代DNA分子數(shù)為2n個。一個DNA分子復(fù)制一次形成兩個新的DNA分子，依據(jù)半保留復(fù)制的特點，這兩個子代DNA分子中都含有親代DNA單鏈；一個DNA連續(xù)復(fù)制兩次形成四個新的DNA分子，由于親代DNA分子只有兩條單鏈，因此子二代DNA分子中只有兩個DNA中含有親代DNA分子的單鏈，依此類推，不管親代DNA分子復(fù)制幾次，子代DNA分子中含有親代DNA單鏈的DNA分子數(shù)都只有兩個，占子代DNA總數(shù)的2/2n，即1/2n－1。不含親代D

20、NA單鏈的DNA分子數(shù)為2n－2個。,(2)已知DNA分子中的某種脫氧核苷酸數(shù)(或堿基數(shù))，求復(fù)制過程中需要的游離脫氧核苷酸數(shù)(或堿基數(shù)) DNA分子的復(fù)制為半保留復(fù)制，復(fù)制形成的子代DNA的單鏈中有2條是親代DNA分子的單鏈，因此復(fù)制完成后凈增加的DNA分子數(shù)為2n－1(n為復(fù)制次數(shù)）實際合成了2×2n－2條DNA單鏈，又因為子代DNA分子的結(jié)構(gòu)與親代DNA分子完全相同，所以復(fù)制過程中需要的游離脫氧核苷酸數(shù)(

21、或堿基數(shù))為(2n－1)×親代DNA分子中該種脫氧核苷酸數(shù)(或堿基數(shù))。如：設(shè)一個DNA分子中有胸腺嘧啶為m個，則該DNA復(fù)制n次后，形成子代DNA分子需游離的胸腺嘧啶為(2n－1)×m個。,【例4】已知某DNA分子共含有1000個堿基對，其中一條鏈上A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4。該DNA分子連續(xù)復(fù)制2次，共需要鳥嘌呤脫氧核苷酸分子數(shù)是(　　)A．600個 B．900個C．1200

22、個 D．1800個,【思路點撥】該DNA分子共有堿基數(shù)1000×2＝2000個，G＋C共為6/10，G為3/10(600個)，該DNA分子復(fù)制2次，得到4個DNA分子，共含有G的個數(shù)為4×600＝2400，減去原來DNA分子中已有的600個G，則需2400－600＝1800個G。,D,【舉一反三】某DNA分子共有a個堿基，其中含胞嘧啶m個，則該DNA分子復(fù)制3次，需要游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸

23、數(shù)為( )A．7(a－m) B．8(a－m)C．7(1/2a－m) D．8(2a－m),C,【規(guī)律方法】根據(jù)堿基互補配對原則：A＝T，C＝G，得出：T＝1/2×(a－2m)，該DNA分子復(fù)制3次，得到8個DNA分子，共含T 8×1/2×(a－2m)個，減去原來DNA分子中已有的1/2×(a－2m)個T，則需7×1/2×

24、(a－2m)，即7(1/2a－m)。,【例5】將用15N標(biāo)記的一個DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基中讓其復(fù)制三次，則含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例和含15N的鏈占全部DNA單鏈的比例依次為( ) A．1/9,1/4 B．1/4,1/8 C．1/4,1/6 D．1/8,1/8,B,【思路點撥】用15N標(biāo)記的一個DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基中讓其復(fù)制三次后，共有8個DNA分子，16條單

25、鏈。因為DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，復(fù)制過程中每個DNA的兩條鏈均作為母鏈(模板)指導(dǎo)合成子鏈，形成兩個DNA分子，所以其中含有15N的DNA分子有2個，含有15N的DNA單鏈有2條。因此含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例為1/4，含有15N的DNA單鏈占全部DNA單鏈的比例為1/8。,【舉一反三】用15N標(biāo)記含有100個堿基對的DNA分子，其中有胞嘧啶60個，該DNA分子在14N的培養(yǎng)基中復(fù)制4次，其結(jié)果不可能是( )