高中生物DNA分子的结构、复制与基因是有遗传效应的DNA片段知识点总结必修2

考点一、DNA 分子的结构
沃森和克里克于1953年提出DNA 的 双螺旋结构模型。

1．化学结构
(1)基本组成单位： 脱氧核苷酸。

(2)种类：4 种。

(3)连结方式：通过 聚合反应 方式连接成脱氧核苷酸链。

2．空间结构
(1)两条脱氧核苷酸长链 反向 平行盘旋而成。

(2)外侧的基本骨架由 脱氧核糖和磷酸 连接而成 碱基对 排列于内侧。

(3)两条长链上的碱基通过氢键按 碱基互补配对 原则形成碱基对(A －T ，G －C)。

(4)DNA 分子的结构
(5)关于平面结构和空间结构(双螺旋结构)
3．结构特点
(1)稳定性：指DNA 分子双螺旋结构的相对稳定性。

原因有：
①DNA 分子基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接而 成，从头至尾没有变化。

②碱基配对方式始终不变，即A —T ，G —C 。

(2)多样性：碱基对(或脱氧核苷酸对)排列顺序的千变万化，构成了DNA 的多样性→遗传信息的多样性→生物多样性。

(若一DNA 分子由n 个碱基对构成，则可代表的遗传信
⎩
⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪
⎧
磷酸脱氧核糖含氮碱基⎩⎪⎨⎪⎧
A (腺嘌呤)G (鸟嘌呤)C (胞嘧啶)T (胸腺嘧啶)
息有4n种)(注：n是碱基的对数)
(3)特异性：每个DNA分子碱基对的排列顺序是特定的，构成了每个DNA分子的特异性
→遗传信息的特异性→生物的特异性。

4.注意
1.DNA初步水解和彻底水解产物分别是脱氧核苷酸；脱氧核糖、磷酸、含氮碱基。

2.同一生物不同细胞中，DNA的结构相同，细胞核中DNA数目相同，细胞质中DNA数目
不相同。

3.推论：在一个DNA分子中
(1)腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶相等，即A＝T，G＝C。

(2)嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A＋T＝T＋C。

(3)不配对的两碱基之和的比值等于1，即：
(4)互补配对碱基之和所占比例“三不变”，即在一条链中互补配对碱基之和所占该链碱基的比例，等于其在互补链中的比例，也等于在整个DNA分子中所占比例及在mRNA中所占比例。

PS：以上结论仅适用于双链DNA分子的碱基计算
特点：
(1)两条链按照反向平行的方式盘绕成双螺旋结构， (指一条链的起点为磷酸，另一条
链的起点为脱氧核糖)
(2)脱氧核糖与磷酸交替排列在外侧。

(3)两条长链的碱基之间靠氢键连接成碱基对，碱基对的形成遵循碱基互补配对原则。

(4)配对的碱基，A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键，C－G对占比例越
大，DNA结构越稳定。

考点二、DNA的复制
关于DNA复制
(1)概念：以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。

(2)场所：主要在细胞核(凡是细胞内有DNA的地方均可复制)
(3)时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂间期
(4)条件：模板、原料、能量、酶（解旋酶、聚合酶、连接酶）
(5)基础： DNA是双螺旋结构和严格按碱基互补配对。

(6)过程：
①解旋：在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。

②以解开的母链为模板，按碱基互补配对原则，合成子链。

③每一条子链与对应的母链盘旋成双螺旋结构，形成两个新DNA分子。

(7)特点：半保留复制。

新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链(模板链)。

(8)意义：从亲代传给子代，保持遗传信息的连续性。

(9)精确复制原因
①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，保证了复制准确无误。

10.若取一个全部N原子被15N标记的DNA分子(0代)，转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代，其结果分析如下表：
世代
DNA分子的特点
DNA中脱氧
核苷酸的特点
分
子
总
数
细胞中的
DNA分子
离心后在
管中的位置
不同DNA分子占全部DNA分子
之比链
总
数
不同脱氧核苷酸链占全部
链之比
含15N的链含14N的链
只含
15N的分
子
含14N、
15N的杂种
分子
只含
14N的分
子
0 1 全在下部 1 0 0 2 1 0
1 2 全在中部0 1 0 4 1
2
1
2
2 4 1
2
中部，
1
2
上部
1
2
1
2
8
1
4
3
4
3 8 1
4
中部，
3
4
上部
1
4
3
4
16
1
8
7
8
n 2n
2
2n
中部，
1－
2
2n
上部
2
2n
(或
1
2n－1
)
1－
2
2n
2n＋1
1
2n
1－
1
2n
①子代DNA分子中，含14N的有2n个，只含14N的有(2n－2)个，做题时应看准是“含”还是“只含”。

②无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是2个，占总数比例为。

③子代DNA分子的链中，总链数2n×2＝2n＋1条。

含15N的链始终是2条，占总数比
例＝。

做题时，应看准是“DNA分子数”还是“链数”。

④若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸m×(2n－1)个。

考点三、基因是有遗传效应的DNA片段
一、基因的概念：
1．基因是有遗传效应的DNA片段
2．一个DNA上许多个基因。

构成基因的碱基数小于DNA分子的碱基总数。

3．遗传信息蕴藏在 4种碱基对的排列顺序之中。

4．DNA分子具有多样性和特异性，这是生物体多样性和特异性的物质基础。

二、基因概念的理解
1.从结构上看
(1)基因是DNA分子上一个个特定的片段，一个DNA分子上有很多个基因。

(2)基因与DNA结构一样，也是由四种脱氧核苷酸按一定顺序排列而成的序列。

(3)每个基因的脱氧核苷酸数目及排列顺序是特定的。

(4)不同的基因，差别在于碱基数目及排列顺序不同。

(5)基因中碱基的排列顺序代表遗传信息
2.从功能上看
基因具有遗传效应，即基因能控制生物的性状。

基因是控制生物性状的基本单位，特定的基因决定特定的性状。

三、基因与脱氧核苷酸、遗传信息、DNA、染色体、蛋白质、生物性状之间的关系。

1．染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系
2．基因、染色体、蛋白质、性状的关系
3.真核与原核细胞基因上的区别
(1)对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体；线粒体和叶绿体也是基因的载体。

(2)对于原核细胞来说，拟核中的DNA分子或者质粒DNA均是裸露的，没有与蛋白质一起构成染色体。

(3)位于染色体上的基因随着染色体传递给子代，其遗传遵循孟德尔遗传规律。

位于线粒体和叶绿体中的基因随线粒体和叶绿体传给子代，是控制细胞质遗传的基因，特点是母系遗传。

(4)原核细胞的基因结构
原核细胞的基因是由成百上千个核苷酸对组成的。

组成基因的核苷酸序列可以分为不同的区段。

在基因表达的过程中，不同区段所起的作用并不相同。

有的区段能够转录为相应的信使RNA，进而指导蛋白质的合成，也就是说能够编码蛋白质，这样的区段叫做编码区。

有的区段不能转录为信使RNA，也就是说不能编码蛋白质，这样的区段叫做非编码区。

控制转录的时间,有启动子和终止子(启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA,而终止子则是让转录在所需要的地方停止下来).
(5)真核细胞的基因结构
真核细胞的基因也是由编码区和非编码区两部分组成的。

在非编码区上，同样有调控作
用的核苷酸序列，但是真核细胞的基因结构要比原核细胞的基因结构复杂。

与原核细胞比较，真核细胞基因结构的主要特点是：编码区是间隔的、不连续的。

也就是说，能够编码蛋白质的序列被不能够编码蛋白质的序列分隔开来，成为一种断裂的形式。

其中，能够编码蛋白质的序列叫做外显子，一般不能够编码蛋白质的序列叫做内含子。