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第19讲 DNA的分子结构和特点、遗传信息的传递,考试标准,栏目索引,考点一 DNA分子的结构及相关计算,考点二 DNA分子的复制,考点三(活动) 探究DNA的复制过程,练出高分,知识梳理,题组精练,考点一 DNA分子的结构及相关计算,返回总目录,1.DNA分子的化学组成 (1)基本组成元素: 。 (2)基本单位,C、H、O、N、P,脱氧核糖核苷酸,胸腺嘧啶,知识梳理,答案,腺嘌呤,2.DNA分子的结构 (1)主要特点 两条脱氧核苷酸长链 平行盘旋而成。 交替连接,排列在外侧,构成基本骨架; 排列在内侧。 两条链上的碱基通过 连接成碱基对,例如:,反向,脱氧核糖和磷酸,碱基,氢键,碱基互补配对,答案,遵循 原则,(2)空间结构:规则的 结构。,双螺旋,3.DNA分子的特性 (1)相对稳定性:DNA分子中 交替连接的方式不变;两条链间 的方式不变。 (2)多样性:不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同, 多种多样。若某DNA分子中有n个碱基对,则排列顺序有 种。 (3)特异性:每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的 ,代表了特定的遗传信息。,磷酸和脱氧核糖,碱基互补配对,排列顺序,4n,碱基对排列顺序,答案,1.判断下列叙述的正误 (1)沃森和克里克研究DNA分子的结构时,运用了构建物理模型的方法( ) (2)富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也作出了巨大的贡献( ) (3)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的( ),诊断与思考,答案,(4)嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了DNA分子空间结构的相对稳定( ) (5)DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的( ) (6)含有G、C碱基对比较多的DNA分子热稳定性较差( ) (7)分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同( ),答案,2.据图回答相关问题:,答案,(1)基本结构 由磷酸、脱氧核糖、含氮碱基组成,三者之间的数量关系为 。 磷酸:每个DNA片段中,游离的磷酸基团有 个。,111,2,(2)水解产物 DNA的初步水解产物是 ,彻底水解产物是 。 (3)DNA分子中存在的化学键 氢键: 之间的化学键,可用解旋酶断裂,也可加热断裂,A与T之间有 个氢键,G与C之间有 个氢键。 磷酸二酯键: 和 之间的化学键,用 酶 处理可切断,用 酶处理可连接。 (4)碱基对数与氢键数的关系 若碱基对数为n,则氢键数为 ,若已知A有m个,则氢键数为 。,答案,脱氧核苷酸,磷酸、脱氧核糖和,含氮碱基,碱基对,两,三,磷酸,脱氧核糖,限制性核酸内切,DNA连接,2n3n,3nm,(1)在双链DNA分子中,互补碱基两两相等,A ,C ,AG ,即嘌呤碱基总数 嘧啶碱基总数。 (2)在双链DNA分子中,互补的两碱基之和(如AT或CG)占全部碱基的比例 其任何一条单链中这两种碱基之和占该单链中碱基数的比例。 (3)DNA分子一条链中(AG)/(CT)的比值的倒数 互补链中该种碱基的比值,在整个DNA分子中该比值等于 。(不配对的碱基之和的比值在两条单链中互为 ),3.据图分析DNA分子结构中的碱基计算,答案,T,G,CT,等于,等于,1,倒数,等于,(4)DNA分子一条链中(AT)/(CG)的比值 其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值。(配对的碱基之和的比值在两条单链和双链中比值 ) (5)不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值 ,即(AT)/(CG)的值 。该比值体现了不同生物DNA分子的 。 (6)若已知A占双链的比例为c%,则A1/单链的比例无法确定,但最大值可求出为 %,最小值为 。,等于,都相等,不同,答案,不同,特异性,2c,0,返回,题组一 DNA分子的结构分析 1.1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型,其重要意义在于( ) 证明DNA是主要的遗传物质 确定DNA是染色体的组成成分 发现DNA如何贮存遗传信息 为DNA复制机制的阐明奠定基础 A. B. C. D.,题组精练,解析答案,1,2,3,4,解析 沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构模型的特点是:(1)DNA分子由两条链组成,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构;(2)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对有一定的规律:A一定与T配对,G一定与C配对。DNA中碱基对排列顺序可以千变万化,这为解释DNA如何贮存遗传信息提供了依据;一个DNA分子之所以能形成两个完全相同的DNA分子,其原因是DNA分子的双螺旋结构为复制提供了精确的模板,碱基互补配对原则保证复制精确完成,所以DNA双螺旋结构模型的构建为人们后来阐明DNA复制的机理奠定了基础。 答案 D,1,2,3,4,2.如图表示一个DNA分子的片段,下列有关表述正确的是( ),解析答案,1,2,3,4,A.代表的物质中贮存着遗传信息 B.不同生物的DNA分子中的种类无特异性 C.转录时该片段的两条链都可作为模板链 D.DNA分子中A与T碱基对含量越高,其结构越稳定,解析 遗传信息蕴藏在4种脱氧核苷酸的排列顺序之中,单个核苷酸则不能贮存遗传信息,A项错误; 不同生物的DNA均由4种脱氧核苷酸(包括)组成,B项正确; 转录时以其中的一条链为模板,C项错误; 由于CG碱基对含3个氢键,所以CG碱基对含量越高,DNA越稳定,D项错误。 答案 B,1,2,3,4,解析答案,1,2,3,4,1,2,3,4,4.下列是一组有关双链DNA分子中含氮碱基的问题,请回答: (1)若A占20%,则G占_。,解析答案,1,2,3,4,解析 由双链DNA分子的嘌呤碱基数占总碱基数的一半可知:AG50%,因而G占30%。,30%,(2)若双链DNA中A占20%,且一条链中的A占20%,则此链中C所占比例的最大值是_。,解析 由双链DNA分子A占20%可知:该DNA分子中(AT)占40%,(CG)占60%,对任意一条链而言,某种碱基所占比例的最大值即该对碱基所占的比例,因而,C最多占该链的60%。,60%,(3)一条链中(AC)/(TG)0.4,互补链中的此值是_。,解析答案,1,2,3,4,解析 由双链DNA中,一条链中的(AC)/(TG)与另一条链中的该比值互为倒数可知:其互补链中的(AC)/(TG)1/0.42.5。,2.5,(4)一条链中(AT)/(CG)0.4,互补链中的此值是_。,解析 由于双链DNA及任意一条链中的(AT)/(CG)为一定值,可知其互补链中的(AT)/(CG)0.4。,0.4,(5)若A有P个,占全部碱基数的20%,则该DNA分子中的G有_个。,解析答案,1,2,3,4,解析 若A有P个,占全部碱基数的20%,则DNA分子的总碱基数为P/20%5P(个),而由双链DNA分子的嘌呤碱基数占总碱基数的一半可知:G占总碱基数的50%20%30%,则G有5P30%1.5P(个)。,1.5P,方法技巧,1.把握DNA结构的3个常考点,2.DNA分子中有关碱基比例计算的解题步骤 解DNA分子中有关碱基比例计算的试题时要分三步进行: (1)搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例,还是占DNA分子一条链上碱基的比例。 (2)画一个DNA分子模式图,并在图中标出已知和所求的碱基。 (3)根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。,返回,知识梳理,题组精练,考点二 DNA分子的复制,返回总目录,1.概念:以 为模板,合成 的过程。 2.时间: 。,知识梳理,亲代DNA,有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期,能量,子代DNA,答案,3.过程,解旋,两条螺旋的双链,脱氧核苷酸,DNA聚合酶,双螺旋结构,4.特点: 。 5.方式: 。 6.结果:形成两个完全相同的DNA分子。 7.意义:将 从亲代传给子代,保持了 的连续性。,边解旋边复制,半保留复制,遗传信息,答案,遗传信息,诊断与思考,1.判断下列叙述的正误 (1)DNA复制遵循碱基互补配对原则,新合成的DNA分子中两条链均是新合成的( ) (2)DNA双螺旋结构全部解旋后,开始DNA的复制( ) (3)单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链( ) (4)DNA复制时,严格遵循AU、CG的碱基互补配对原则( ),答案,2.如图为真核细胞DNA复制过程的模式图,据图回答相关问题:,答案,(1)由图示得知,DNA分子复制的方式具有什么特点? 提示 半保留复制。 (2)图示中的解旋酶和DNA聚合酶各有什么作用? 提示 前者使氢键打开,DNA双链发生解旋;后者催化形成新的子链。,3.DNA复制过程中的数量关系 DNA复制为半保留复制,若将亲代DNA分子复制n代,其结构分析如下:,(1)子代DNA分子数为 个。 含有亲代链的DNA分子数为 个。 不含亲代链的DNA分子数为( )个。 含子代链的DNA分子数为 个。 (2)子代脱氧核苷酸链数为 条。 亲代脱氧核苷酸链数为 条。 新合成的脱氧核苷酸链数为 条。 (3)消耗脱氧核苷酸数 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数为 个。 第n次复制所需该脱氧核苷酸数为 个。,答案,2n,2,2n2,2n,2n1,2,(2n12),m(2n1),m2n1,返回,题组一 DNA复制过程的分析 1.下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图,有关叙述错误的是( ),题组精练,1,2,3,4,5,6,A.图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的 B.图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的 C.真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶 D.真核生物的这种复制方式提高了复制速率,解析答案,1,2,3,4,5,解析 从图中能看出有多个复制起点,但并不是同时开始,所以A错误。图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的,真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等酶的参与。这种半保留复制的模式不仅保持前后代的稳定性,同时每次复制都可产生两个DNA分子,提高了复制速率。 答案 A,6,2.在DNA复制开始时,将大肠杆菌放在含低剂量3H标记的脱氧胸苷(3HdT)的培养基中,3HdT可掺入正在复制的DNA分子中,使其带有放射性标记。几分钟后,将大肠杆菌转移到含高剂量3HdT 的培养基中培养一段时间。收集、裂解细胞,抽取其中的DNA进行放射性自显影检测,结果如图所示。据图可以作出的推测是( ),A.复制起始区在高放射性区域 B.DNA复制为半保留复制 C.DNA复制从起始点向两个方向延伸 D.DNA复制方向为ac,解析答案,1,2,3,4,5,6,解析 根据放射性自显影结果可知,中间低放射性区域是复制开始时在含低剂量3H标记的脱氧胸苷(3HdT)的培养基中进行复制的结果,A项错误; 两侧高放射性区域是将大肠杆菌转移到含高剂量3HdT的培养基中进行复制的结果,因此可判断DNA复制从起始点(中间)向两个方向延伸,C项正确,D项错误; 该实验不能证明DNA复制为半保留复制,B项错误。 答案 C,1,2,3,4,5,6,题组二 DNA复制的相关计算 3.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分子在含14N的培养基中连续复制4次,其结果可能是( ) A.含有14N的DNA占100% B.复制过程中需游离的腺嘌呤
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