2014二轮复习遗传的分子基础

遗传的物质基础 背诵： 1.DNA 的两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋成规则的双螺旋结构。

2．DNA 双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的。

3．DNA 上的碱基对严格遵循碱基互补配对原则，通过氢键连接。

4．DNA 分子中脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。

5．DNA 复制具有边解旋边复制、半保留复制的特点。

6．DNA 复制需要解旋酶和DNA 聚合酶参与。

7．基因是具有遗传效应的DNA 片段，基因在染色体上呈线性排列。

8．染色体是基因的主要载体。

线粒体、叶绿体中也存在基因。

主干知识整合一、DNA 双螺旋结构模型的构建1．构建者：沃森和克里克。

2．当时对DNA 分子的认识： (1)DNA 的组成元素：C 、H 、O 、N 、P (2)DNA 分子是 为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A 、T 、C 、G 四种碱基。

（3）腺嘌呤(A)的量总是等于 的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于 的量。

3．模型特点：磷酸—脱氧核糖在外，碱基在内的 ，碱基配对方式 。

二、DNA 分子的结构特点1．两条链 盘旋成 结构。

2． 和 交替连接，排列在外侧，构成基本骨架， 排列在内侧。

3．两条链上的碱基通过 连接成碱基对。

碱基配对有一定规律： A ＝ T ；G ≡ C 。

（遵循碱基互补配对原则） 含G ≡ C 对越多的DNA 分子，热稳定性越高。

三、DNA 分子的复制 1．概念：以 为模板合成子代DNA 的过程。

2．发生时期：有丝分裂 和减数 。

3．场所：真核生物主要在细胞核。

(还有少量在线粒体和叶绿体中)。

原核生物发生在拟核、细胞质（如质粒） 模板：DNA 的每一条链(两条母链)原料：细胞中游离的四种脱氧核苷酸4、复制条件：能量：ATP(主要来自呼吸作用)酶：解旋酶(作用于氢键，使氢键断裂)、聚合酶(重新在碱基间形成氢键)、 由于复制过程需多种酶的参与下完成，所以复制受温度、PH 值影响。

5、过程：(1)解旋：需要细胞提供能量，在 的作用下，两条螺旋的双链解开。

(2)合成子链：以母链为模板，在 等酶的作用下，以游离的4种为原料，按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链。

(3)形成子代DNA 分子：延伸子链，母子链盘绕成双螺旋结构。

6、特点：DNA 半保留复制的证明方法：同位素示踪法和离心技术 7、原则：碱基互补配对原则8、DNA 能精确复制的原因：①DNA 独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板;②碱基互补配对原则保证复制能够准确进行。

9、意义： DNA 分子复制，使遗传信息从亲代传递给子代，从而确保了遗传信息的连续性。

提醒 ①子代DNA 分子中模板链与另一DNA 分子中新合成的子链碱基序列完全相同。

②特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可能造成碱基配对发生差错，引起基因突变。

四、基因是有遗传效应的DNA 片段 1．基因与DNA 的关系 (1)一个DNA 分子上有 个基因。

构成基因的碱基数 (填“大于”、“小于”、“等于”)DNA 分子的碱基总数。

(2)基因实质： 。

2．遗传信息与DNA 的关系遗传信息蕴藏在DNA 分子的 。

3．DNA的特性： ①稳定性：DNA 分子两条长链上的脱氧核苷酸和磷酸交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的，从而导致DNA 分子的稳定性。

-------取决于双螺旋结构②多样性：不同的DNA 分子的碱基对的排列顺序是不同的。

（排列种数：4n，n 为碱基对对数．．) ③特异性：每个特定DNA 分子的碱基排列顺序是特定的。

这种特定的碱基排列顺序构成了DNA 分子的特异性。

4．DNA 的功能：传递遗传信息（通过DNA 复制）和表达遗传信息（通过转录和翻译），（DNA 分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息，不同的碱基对的排列顺序代表不同的遗传信息）。

高频考点突破2．结构特征：DNA 分子双螺旋结构的特点 3．碱基比的共性与特性(1)共性 ①A T ＝T A ＝1；②G C ＝C G ＝1；③A ＋C T ＋G ＝A ＋GT ＋C＝1。

上述比值不因生物种类的不同而不同，既不具有物种特异性。

(2)特异性 A ＋TG ＋C的比值是无穷的，恰是DNA 分子多样性和特异性的体现。

【对位训练】1．(2011·北京西城区高三抽样)如图表示DNA 分子结构的片段，下列有关叙述正确的是 （ ） A ．双螺旋结构使DNA 分子具有较强的特异性 B ．DNA 单链上相邻碱基之间以氢键连接 C ．④结构的排列顺序代表了一定的遗传信息 D ．限制性核酸内切酶可以切割⑤的化学键2．小麦体内的遗传物质彻底水解后，可以得到的是 （ ）A ．四种脱氧核苷酸B ．一种五碳糖C ．八种碱基D ．五种碱基考点二：DNA 分子的相关计算有关DNA 分子复制的计算技巧总结(1)半保留复制过程中标记DNA 分子的计算和分离问题①被同位素标记的“重”DNA 分子，在不含同位素的培养液中复制n 次后，形成的DNA 分子数为2n 个。

由于母链只有2条，所以含有母链的DNA 分子数仅为2个，全为新链的DNA分子数为(2n －2)个，所有DNA 分子均含新链，新链的条数为(2n ＋1－2)条。

脱氧核苷酸链数： 子代DNA 分子中脱氧核苷酸链数=2n+1条；亲代脱氧核苷酸链数=2条；新合成的脱氧核苷酸链数=(2n+1-2)条。

②在离心分离时，DNA 分子所处的位置：开始时位于“重带”，复制一次时位于“中带”，复制两次及以上时，位于“中带”和“轻带”。

(2)DNA 分子复制过程中的碱基数目计算(设某双链DNA 分子中含某种碱基a 个) ①复制n 次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为[a·(2n －1)]个。

如图所示：②第n 次复制需要含该碱基的脱氧核苷酸数为(a·2n －1)个。

由图示可以看出，复制的结果是形成两个一样的DNA 分子，所以一个DNA 分子复制n 次后，得到的DNA 分子数为2n 个(如图)，复制(n －1)次后得到的DNA 分子数为2n －1个。

第n 次复制增加的DNA 分子数为2n －2n －1＝2n －1(个)，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为(a·2n －1)。

1．DNA 分子中，脱氧核苷酸的数目＝脱氧核糖的数目＝含氮碱基的数目＝磷酸的数目。

①每次复制的子代DNA 中各有一条链是其上一代DNA 分子中的，即有一半被保留。

一个DNA 分子复制n 次则形成2n 个DNA ，但含有最初母链的DNA 分子有2个，可形成2ⅹ2n 条脱氧核苷酸链，含有最初脱氧核苷酸链的有2条。

例1、某DNA 分子含有A 为200个，该DNA 复制数次后，消耗了周围环境中3000个含A 的脱氧核苷酸，则该DNA 分子复制了 次。

解：由上述公式可知，设该DNA 分子复制了n 次。

3000 = 200 X (2n– 1) n = 4例2、具有P 个碱基对的一个DNA 分子片段，含有m 个鸟嘌呤，该片段完成第．n ．次．复制需要多少个游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸？解：因为在DNA 分子中，G=C ， G+C=2m∴由公式可知复制第n 次需要游离的含T 的脱氧核苷酸数为：(p-m)X (2n – 1)个关于半保留复制的有关计算问题例题1：某校一个生物活动小组借助某大学的实验设备，对有关DNA 复制的方式进行探究，有人认为DNA 是全保留复制，也有人认为DNA 是半保留复制。

为了证明这两种假设，这个小组设计了下列实验程序，请完成实验并对结果进行预测。

(1)实验步骤：第一步：在氮源为14N 的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA 分子均为14N —14N ；在氮源为15N 的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA 分子均为15N —15N 。

用某种离心方法分离得到的结果如上图所示，其DNA 分别分布在轻带和重带上。

第二步：将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N 的培养基上繁殖一代(Ⅰ)，请分析：如果DNA 位于________带位置，则是全保留复制；如果DNA 位于________带位置，则是半保留复制。

第三步：为了进一步验证第二步的推测结果，将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N 的培养基上连续繁殖两代(Ⅱ)，请分析：如果DNA 位于________带位置，则是全保留复制；如果DNA 位于________带位置，则是半保留复制。

(2)有人提出：第一代(Ⅰ)的DNA 用解旋酶处理后再离心，就能直接判断DNA 的复制方式，如果轻带和重带各占1/2，则一定为半保留复制。

你认为此人说法是否正确？________。

原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

2．碱基互补配对原则在碱基含量计算中的应用： 规律一：DNA 双链中，两互补配对的碱基相等。

∵A 1＝T 2；A 2＝T 1；C 1＝G 2；C 2＝G 1 ∴DNA 分子中： A ＝T ；C ＝G变式一： DNA 双链中任意两不互补的碱基之和恒等，占碱基总数的50% 。

A+G=C+T=50% 嘌呤=嘧啶变式二： A/T ＝C/G ＝1；（A ＋C ）/（T ＋G ）DNA ＝1；（A ＋G ）/（C ＋T ）DNA ＝1例1、在双链DNA 分子含G 有P 个，占全部碱基的比例为N/M(M>2N)，则该DNA 分子中腺嘌呤A 的数目是 。

例2、在含有四种碱基的DNA 片段中，有腺嘌呤a 个，占该区段全部碱基的比例为b ，则 ( ) A.b ≤0.5 B.b ≥0.5 C.胞嘧啶为a(1/2b -1) D.胞嘧啶为b(1/2a -1)规律二：在DNA 分子中，一条单链中的两个不互补配对的碱基之和的比值与另一条互补链中的这一比值互为倒数。

（不互补碱基和的比在两单链上互为倒数 ）若L 1链中( A 1+G 1)/(C 1+T 1)= m则L 2链中(A 2+G 2)/(C 2+T 2)=1/m例3、DNA 分子的一条链中(A+G) /(T+C)=0.4，上述比例在其互补链和整个分子中分别是 和 。

规律三：在DNA 分子中，L 1链上的(A 1+T 1)=L 2链上的(A 2+T 2) = (A+U) mRNA = 1/2（A+T ）DNA ；同理：L 1链上的(G 1+C 1)= L 2链中(G 2+C 2)=(G+C)mRNA =1/2（G+C ）DNA 。

（不同生物，DNA 中（A ＋T ）/（C ＋G ）的比值有所不同）。

规律四：整个DNA 分子中某一碱基所占的比例=该碱基在每一条单链中所占比例之和的一半。