DNA分子的结构、复制

DNA分子的结构、复制 及基因是有遗传效应的DNA片段
1. DNA分子的三级结构
知识点一、 DNA分子的结构 1. DNA分子的三级结构
组成元素：C.H.O.N.P ↓ 组成单位：脱氧核苷酸 基本单位间以磷酸二酯键相连接。 平面结构：特点：反向平行； 外侧：磷酸与脱氧核糖交替排列 构成基本骨架 内侧：碱基通过氢键相连构成碱基对。 空间结构：2条脱氧核苷酸链盘旋成 规则的双螺旋结构。
与DNA分子复制的有关计算
1.DNA分子复制的碱基数目的计算
例：已知某DNA分子共含有1000个碱基对，其中 一条链上A：G：T：C =1：2：3：4。此DNA分子 连续复制2次，共需要的鸟嘌呤脱氧核苷酸的分 子数是（ D ） A．600个 B．900个 C．1200个 D．1800个
与DNA分子复制的有关计算
脱氧核苷酸
成百上千个
3.关于碱基互补配对规律的计算 规律四：若一条单链中的(A+G)/(T+C)=K， 则另一条互补链中(A+G)/(T+C)=1/k。整个 DNA分子中(A+G)/(T+C)=1。
规律五：双链中A的比例为K,则单链中
0≤A ≤ 2K。
规律六：在双链DNA分子中,互补的两碱基之 和(如A+T或C+G)占全部碱基的比值等于其任 何一条单链中该种碱基比例的比值，且等于 其转录形成的mRNA中该种碱基比例的比值。
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与DNA分子复制的有关计算
2、同位素标记的有关计算
(1)同位素标记的DNA分子和DNA链数目的计算 例.某DNA分子的两条链均被15N标记，将其 置于只含有14N的培养基中进行DNA复制实验， 其连续复制四代后，含有15N标记的DNA占总 量的（ A ）；含有14N的DNA占总量的 （ D ） A．1/8 B．1/4 C．1/2 D ．1
(2)同位素标记的染色体和染色单体数目的计 算
1
2
染色体 3 4
DNA
14N 15 N
卵原细胞 初级卵母细胞 次级卵母细胞 MⅡ后期
与DNA分子复制的有关计算
1、碱基数目的计算
2、同位素标记的有关计算 (1)同位素标记的DNA分子和DNA链数目的计算
(2)同位素标记的染色体和染色单体数目的计算 (3)同位素标记的细胞数目的计算
3.关于碱基互补配对规律的计算 规律一：两条互补链中的碱基数量相等,且 A=T,C=G。
规律二：任意两种不互补的碱基之和恒等, 占碱基总数的50%,即A+G=C+T= A+C=T+G=50%
规律三：双链DNA分子中,如果一条链中的 (A+T)/(G+C)=a,那么另一条互补链中 (A+T)/(G+C)=a,整个DNA分子中 (A+T)/(G+C)=a。
2.DNA分子的特性： (1)稳定性：碱基对和侧链基团对维持DNA 分子的空间结构的稳定有着重要的作用。
(2)多样性：碱基(或脱氧核苷酸)的数目 有差异，碱基(或脱氧核苷酸)的排列顺序 多样。若DNA分子由n个碱基对构成，则可 代表的遗传信息就有4n种。 (3)特异性：碱基(或脱氧核苷酸)特定的 排列顺序代表了特定的遗传信息。
与DNA分子复制的有关计算
1.DNA分子复制的碱基数目的计算
2.同位素标记的有关计算
(1)同位素标记的DNA分子和DNA链数目的计算
若以被同位素标记的DNA分子的两条链为模板， 复制n次后，标记DNA分子占2/2n ，标记的DNA 单链占所有单链的1/2n；若用同位素标记原料， 则复制n次后，标记DNA分子占100%，标记的 单链占1-1/2n 。
(3)同位素标记的细胞数目的计算
细胞1
细胞2 组合①
3H 3H 和1H
或
组合②
细胞1
2 个含3H （2）若细胞1和2均按组合②，4个子细胞中有 4 个含3H
（1）若细胞1和2均按组合①，4个子细胞中有
（3）若细胞1和2按组合①、②或 ②、① ，4个子细胞 中有 个含3H
3
(3)同位素标记的细胞数目的计算
与DNA分子复制的有关计算
1.DNA分子复制的碱基数目的计算
2.同位素标记的有关计算
(1)同位素标记的DNA分子和DNA链数目 的计算
(2)同位素标记的染色体和染色单体数目 的计算
(2)同位素标记的染色体和染色单体数目的计 算
例：蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培
养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的 培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分 布情况是（
(3)同位素标记的细胞数目的计算 例：假设某生物的体细胞中仅有1对同源染色体，将该 体细胞置于含有3H的培养基中培养一段时间，使其分裂 产生的细胞中的DNA双链均被标上3H。请回答： (1)取1个3H标记的体细胞置于普通培养基中分裂一次，
产生的子细胞中有
2
个含有3H。
(2)取1个3H标记的1个体细胞置于普通培养基中连续分 裂2次，产生的子细胞中有 2或3或4 个含有3H。
1.DNA分子复制的碱基数目的计算 (1)一个DNA分子复制n次后,得到的DNA分子数 量为2n,增加的DNA分子数为2n-1，第n次复 制增加的DNA分子数为2n-2n-1＝ 2n-1 。 (2)某DNA分子中含某种碱基a个,则复制n次需 要含该碱基的脱氧核苷酸数为a×(2n-1)； 第n次复制，需要含该碱基的脱氧核苷酸数 为a×2n-1。
知识点2、 DNA分子的复制
1、概念:以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
2、场所: （1）真核生物：细胞核、线粒体、叶绿体
（2）原核生物： 拟核、细胞质（如：质粒的 复制） （3）病毒： 宿主细胞内 3、时间: （主要）有丝分裂间期和减数第 一次分裂间期 4、方式: 半保留复制
DNA分子复制的方式
B
）
A．每条染色体的两条单体都被标记
B．每条染色体中都只有一条单体被标记
C．只有半数的染色体中一条单体被标记 D．每条染色体的两条单体都不被标记
(2)同位素标记的染色体和染色单体数目的计 算
变式：某卵原细胞（2N=4）中每对同源染色体 仅有一条染色体上的DNA分子两条链均被15N标 记，该卵原细胞在14N的环境中进行减数分裂， 请回答： （1）减数第一次分裂后期的初级卵母细胞中 含有15N标记的染色单体有 4 条； （2) 减数第二次分裂后期的次级卵母细胞中 含有15N标记的染色体有 0或2或4 条。 （3）其产生含有15N标记的卵细胞的概率 为 3/4 。
知识点2、 DNA分子的复制
1、概念: 2、场所: 3、时间: 4、方式: 半保留复制 5、过程: 边解旋边复制，多起点复制 6、条件: (1)模板：亲代DNA分子的2条链 (2)原料：4种游离的脱氧核苷酸 (3)能量：ATP的水解 (4)酶： 解旋酶 、DNA聚合酶等 7、结果: 通常形成两个完全相同的DNA分子 8、意义: 将遗传信息从亲代传给子代
变式：取1个含有1对同源染色体的精原 细胞，用15N标记细胞核中的DNA，然后放 在含14N的培养基中培养，让其连续进行 两次有丝分裂，形成4个细胞，这4个细 胞中含15N的细胞个数可能是 (D ) A．2 B ．3 C．4 D．前三项都对
知识点三、 基因是有遗传效应的DNA片段
遗传效应
特定的碱基序列
14N\14N 15N\14N
15N\15N
轻带 中带 重带
DNA分子复制的方式
第 1次
14N\14N
第 2次
15N\14N
一半15N\14N 一半15N\15N
密度梯度离心处理
轻带
中带
中带 重带
DNA分子复制的方式 半保留复制 全保留复制
14N\14N 15N\14N
14N\14N
14N\14N15N\15N