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(xì)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(xì)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(gè)細(xì)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(gè)細(xì)胞周期后，每個(gè)DNA分子中有一條鏈含放射性。繼續(xù)在無(wú)放射性的培養(yǎng)基中培養(yǎng)時(shí)，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(gè)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(cuò)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(bǔ)

5、配對(duì)　原則構(gòu)成堿基對(duì)，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(bǔ)配對(duì)的方式不變。(2)多樣性：一個(gè)最短的DNA分子也大約有n個(gè)堿基對(duì)，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(gè)DNA分子中堿基對(duì)的特定排列順序，構(gòu)成了每個(gè)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(shí)期：有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。3

6、．場(chǎng)所：細(xì)胞核(主要)、線粒體、葉綠體。4．過程：(1)解旋：需要細(xì)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(bǔ)配對(duì)原則，合成與母鏈互補(bǔ)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(gè)DNA分子形成兩個(gè)完全相同的子代DNA分子。,5．特點(diǎn)：(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(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供精確模板。(2)通過堿基互補(bǔ)配對(duì)原則保證了復(fù)制準(zhǔn)確地進(jìn)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(duì)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(duì)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(duì)方式只有2種，但是堿基對(duì)的數(shù)量卻可以成千上萬(wàn)。設(shè)某DNA分子有n對(duì)堿基，在DNA某位點(diǎn)上有一個(gè)堿基對(duì)，此堿基對(duì)可能是A—T或T—A或G—C或C—G，即每一個(gè)堿基對(duì)有4種類型的可能性，故n對(duì)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(gè)特定的DNA分子中都具有特定的堿基對(duì)排列順序，而特定的堿基對(duì)排列順序中有遺傳效應(yīng)的片段代表遺傳信息，所以每個(gè)特定的DNA分子中都儲(chǔ)存著特定的遺傳信息，這種特定的堿基對(duì)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(diǎn)的敘述，錯(cuò)誤的是(　)A．兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對(duì)B．堿基對(duì)排列在雙螺旋的內(nèi)側(cè)C．各個(gè)堿基對(duì)的平面之間是平行關(guān)系D．配對(duì)堿基

10、的互補(bǔ)關(guān)系為A—G，T—C,【思路點(diǎn)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(zhǎng)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(duì)，C與G配對(duì)滿足要求。,D,【舉一反三】有一對(duì)氫鍵連接的脫氧核苷酸，已查明它的結(jié)構(gòu)中有一個(gè)腺嘌呤，則它的其他組成是( ) A．三個(gè)磷酸、三個(gè)脫氧核糖和一個(gè)胸腺嘧啶B．兩個(gè)磷酸、兩個(gè)脫氧核糖和一個(gè)胸腺嘧啶C．兩個(gè)磷酸、兩個(gè)脫氧核糖和一個(gè)鳥嘌呤D．兩個(gè)磷酸、兩個(gè)脫

11、氧核糖和一個(gè)胞嘧啶,B,【思路點(diǎn)撥】“一對(duì)氫鍵連接的脫氧核苷酸”表明含有2個(gè)脫氧核苷酸，且為A—T堿基對(duì)。,2．關(guān)于堿基互補(bǔ)配對(duì)規(guī)律的有關(guān)計(jì)算規(guī)律一：兩條互補(bǔ)鏈中的堿基數(shù)量相等，且整個(gè)DNA分子中A＝T，C＝G。規(guī)律二：任意兩種不互補(bǔ)的堿基之和恒等，占?jí)A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(bǔ)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(diǎn)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(gè)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?jí)A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(shí)應(yīng)注意的問題(1)在DNA復(fù)制時(shí)：①邊解旋、邊復(fù)制，多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行雙向復(fù)制，節(jié)省時(shí)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(gè)DNA分子經(jīng)幾代

16、復(fù)制后的所有DNA中，只有兩個(gè)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(chǎng)所主要在細(xì)胞核，時(shí)間是有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂前的間期。但在細(xì)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(shí)間不一定在細(xì)胞分裂的間期。DNA復(fù)制的特點(diǎn)有兩點(diǎn)：邊解旋邊復(fù)制和半保留復(fù)制。,(4)DNA復(fù)制需滿足4項(xiàng)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(gè)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(xì)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(shí)期C．間期和第一次分裂的聯(lián)會(huì)時(shí)期D．中期和第一次分裂的四分體時(shí)期,【思路點(diǎn)撥】DNA分子復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞進(jìn)入分裂期之前，因?yàn)镈NA復(fù)制是細(xì)胞分裂的基礎(chǔ)。,A,【舉一反三】某些藥物可

18、以抑制腫瘤細(xì)胞DNA的復(fù)制，從而達(dá)到控制癌癥的目的，這些藥物作用的細(xì)胞正處于細(xì)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(jì)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(gè)雙鏈DNA分子，復(fù)制n次

19、，形成的子代DNA分子數(shù)為2n個(gè)。一個(gè)DNA分子復(fù)制一次形成兩個(gè)新的DNA分子，依據(jù)半保留復(fù)制的特點(diǎn)，這兩個(gè)子代DNA分子中都含有親代DNA單鏈；一個(gè)DNA連續(xù)復(fù)制兩次形成四個(gè)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(gè)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(gè)，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(gè)。,(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(shí)際合成了2×2n－2條DNA單鏈，又因?yàn)樽哟鶧NA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(gè)DNA分子中有胸腺嘧啶為m個(gè)，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(gè)。,【例4】已知某DNA分子共含有1000個(gè)堿基對(duì)，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(gè) B．900個(gè)C．1200

22、個(gè) D．1800個(gè),【思路點(diǎn)撥】該DNA分子共有堿基數(shù)1000×2＝2000個(gè)，G＋C共為6/10，G為3/10(600個(gè))，該DNA分子復(fù)制2次，得到4個(gè)DNA分子，共含有G的個(gè)數(shù)為4×600＝2400，減去原來DNA分子中已有的600個(gè)G，則需2400－600＝1800個(gè)G。,D,【舉一反三】某DNA分子共有a個(gè)堿基，其中含胞嘧啶m個(gè)，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(bǔ)配對(duì)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(gè)DNA分子，共含T 8×1/2×(a－2m)個(gè)，減去原來DNA分子中已有的1/2×(a－2m)個(gè)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(gè)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(diǎn)撥】用15N標(biāo)記的一個(gè)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(gè)DNA分子，16條單

25、鏈。因?yàn)镈NA復(fù)制為半保留復(fù)制，復(fù)制過程中每個(gè)DNA的兩條鏈均作為母鏈(模板)指導(dǎo)合成子鏈，形成兩個(gè)DNA分子，所以其中含有15N的DNA分子有2個(gè)，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(gè)堿基對(duì)的DNA分子，其中有胞嘧啶60個(gè)，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( )