DNA分子的结构和复制
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同位素标记法和离心法。用同位素3H、15N或32P对 DNA进行标记，然后离心，分析试管中条带的位置。 2.复制的过程 (1)解旋：利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下， 两条螺旋的双链解开。 (2)合成子链：以亲代DNA分子的两条链为模板，在 DNA聚合酶等酶的作用下，利用细胞中游离的4种脱 氧核苷酸为原料,按碱基互补配对原则合成互补的子链。 (3)形成子代DNA：每条新链(子链)与其对应的模板链 (母链)盘绕成双螺旋结构。
二、DNA的分子结构和特点
1.核苷酸是核苷 和磷酸 连接起来的结构单元，其中的
核苷又是 含氮碱基 与戊糖 结合形成的单位。
2.DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸 ，脱是氧核苷酸
的多聚体。4种脱氧核苷酸分别是腺嘌呤脱氧核苷酸 、 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞、嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧和啶
脱氧核苷酸
。
3.DNA分子结构的特点
构建知识网络
高频考点突破
考点一 DNA分子的结构和特点 1.DNA与RNA在化学组成和分布上的区别
DNA特有
共有
RNA特有
脱氧核糖
磷酸 腺嘌呤(A)
核糖
胸腺嘧啶(T)
鸟嘌呤(G) 胞嘧啶(C)
尿嘧啶(U)
DNA是高等生物染色体的主要成分，主要存在 于细胞核中，但在线粒体、叶绿体等细胞器内也 有少量存在。RNA则存在于细胞核和细胞质中
内，
和
边解旋边复制 半保留复制
内也可有进丝行分。裂间期 减数第一次分裂
5 (M. ⅠD)前的N间期A 复 制 的 特 点 ：
和
。
6.DNA复制的时间：
和
。
四、DNA半保留复制的观察
1.DNA复制的过程也是染色体形成两条ห้องสมุดไป่ตู้色单体 的过
程。
5-溴尿嘧啶脱氧核苷
2.将植物根尖分生组织放在含有
胸腺嘧啶脱
的氧培核养苷液中进行培养，BrdU在结构上与
2.DNA分子的立体结构层次——“点、线、面、体” (1)点：基本元素组成：C、H、O、N、P 5种元素。 基本组成单位：4种脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸由 3种小分子化合物构成，即：磷酸、脱氧核糖、含氮 碱基。其结构关系如图所示。
(2)线：脱氧核苷酸链，由多个脱氧核苷酸分子聚合 形
成脱氧核苷酸长链(如图)。
3.DNA复制过程中的有关计算 (1)DNA的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次, 则①子代DNA分子数＝2n个；②含有亲代DNA链 的子代DNA分子数＝2个；③不含亲代链的子代DNA 分子数＝(2n-2)个；④含有亲代DNA链的DNA分子数 占子代DNA分子数的2/2n(或1/2n-1)。 (2)消耗的脱氧核苷酸数 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m·(2n-1)个。
(1)每个DNA片段中，游离的磷酸基团有
个。
(2)○、 、 之间的数量关系
。
(3)○和 之间的化学键为
，用
处理
可
切断，用
处理可连接。
(4) — 之间以
相连，可用解旋酶断裂，也可
断裂。
(5)每个脱氧核糖连接着
个磷酸，如在3号、5号
碳
原子上相连接。
(6)若碱基对为n，则氢键数为
之间，若已知A有
m
个，则氢键数为
(1)DNA分子是由两条长链组成的，并按反向平行 方 式盘旋成双螺旋 结构。
(2)DNA分子两条链上的核苷酸碱基由氢键 连接。
(3)DNA分子中碱基含量的卡伽夫法则：A＝T，G＝C，
但 A+T 的量不一定等于G+C 的量。
三、DNA的复制过程
1.探究DNA的复制过程所用方法：同位素示踪实验法 。
想一想
结构 越稳定。 ②在DNA分子中，多数磷酸连接2个脱氧核糖，多数
脱 氧核糖连接2个磷酸。 ③在同一条脱氧核苷酸链中，相邻2个碱基之间通过脱 氧核糖和磷酸之间的化学键连接。
3.DNA分子的特点 (1)稳定性：使DNA双螺旋结构稳定的因素取决于： ①碱基对间的氢键；②疏水作用(或碱基的堆积力)： 疏水的碱基彼此堆积，避开了水相，一般认为后者
类似，能够代替后者与腺嘌呤配对，掺入到
新合成的一条DNA链中。 3.色差很染浅色(浅体蓝出色现)的原因：含BrdU深的蓝脱氧核苷酸链着
色
，与母链的着色(
色)明显不同。
色差染色体的出现又一次证明了DNA的半保留复制。
练一练 下列关于DNA复制的叙述，正确的是(A ) A.在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制 B.DNA通过一次复制后产生四个DNA分子 C.DNA双螺旋结构全部解链后，开始DNA的复制 D.单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的 子链
(3)面：两条脱氧核苷酸链组成平面结构，特点如下： ①两条链反向平行。 ②外侧由脱氧核糖和磷酸交替排列构成基本骨架。 ③内侧由碱基通过氢键连接成碱基对，碱基对的形成 遵循碱基互补配对原则。 (4)体：两条脱氧核苷酸链盘旋成立体双螺旋结构。
特别提醒 ①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，G与C占比例越大，DNA分子
对双螺旋的稳定性贡献最大。
(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
决定 生物多样性。
(3)特异性：每个DNA分子的碱基对的排列顺序是 特定的，构成了每个DNA分子的特异性决定 遗传信 息的特异性决定 生物的特异性。
对位训练 1. 下图是DNA的结构，回答下列问题：
怎样使大肠杆菌DNA的两条链都标记上
15N？
提示 将大肠杆菌放入以15NH4Cl为唯一氮源的培 养液中培养若干代，使大肠杆菌的DNA都被放射性
同位素15N标记。
2.DNA复制的方式：半保留复制
。
3 . D N 模板A 复原料 制能量 的 酶 条
件：
、
、细胞核、 。线粒体
4.D叶N绿A体复制的场所：主要在
。
2.在DNA分子的一条单链中相邻的碱基A与T的连接是通
过
(D )
A.肽键
B.-磷酸-脱氧核糖-磷酸-
C.氢键
D.-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-
解析 DNA分子单链上相邻碱基A与T的连接方式如图：
由此可知是通过“-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-”连接 起来的。
考点二 DNA的复制 1.研究DNA复制的常用方法
第19讲 DNA分子的结构和复制
必备知识梳理
回扣基础要点
一、DNA和RNA化学成分的比较
1.DNA和RNA在细胞内存在部位的差异
(1)DNA主要存在于 细胞核 中，但线在粒体
、
叶绿体 等细胞器内也有少量存在。
(2)RNA则存在于细胞核 和细胞质
中。
2.DNA和RNA在化学成分上的区别
(1)碱基不同：不同碱基分别是T 和U 。 (2)戊糖不同：不同戊糖分别是脱氧核糖 核和糖 。
二、DNA的分子结构和特点
1.核苷酸是核苷 和磷酸 连接起来的结构单元，其中的
核苷又是 含氮碱基 与戊糖 结合形成的单位。
2.DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸 ，脱是氧核苷酸
的多聚体。4种脱氧核苷酸分别是腺嘌呤脱氧核苷酸 、 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞、嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧和啶
脱氧核苷酸
。
3.DNA分子结构的特点
构建知识网络
高频考点突破
考点一 DNA分子的结构和特点 1.DNA与RNA在化学组成和分布上的区别
DNA特有
共有
RNA特有
脱氧核糖
磷酸 腺嘌呤(A)
核糖
胸腺嘧啶(T)
鸟嘌呤(G) 胞嘧啶(C)
尿嘧啶(U)
DNA是高等生物染色体的主要成分，主要存在 于细胞核中，但在线粒体、叶绿体等细胞器内也 有少量存在。RNA则存在于细胞核和细胞质中
内，
和
边解旋边复制 半保留复制
内也可有进丝行分。裂间期 减数第一次分裂
5 (M. ⅠD)前的N间期A 复 制 的 特 点 ：
和
。
6.DNA复制的时间：
和
。
四、DNA半保留复制的观察
1.DNA复制的过程也是染色体形成两条ห้องสมุดไป่ตู้色单体 的过
程。
5-溴尿嘧啶脱氧核苷
2.将植物根尖分生组织放在含有
胸腺嘧啶脱
的氧培核养苷液中进行培养，BrdU在结构上与
2.DNA分子的立体结构层次——“点、线、面、体” (1)点：基本元素组成：C、H、O、N、P 5种元素。 基本组成单位：4种脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸由 3种小分子化合物构成，即：磷酸、脱氧核糖、含氮 碱基。其结构关系如图所示。
(2)线：脱氧核苷酸链，由多个脱氧核苷酸分子聚合 形
成脱氧核苷酸长链(如图)。
3.DNA复制过程中的有关计算 (1)DNA的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次, 则①子代DNA分子数＝2n个；②含有亲代DNA链 的子代DNA分子数＝2个；③不含亲代链的子代DNA 分子数＝(2n-2)个；④含有亲代DNA链的DNA分子数 占子代DNA分子数的2/2n(或1/2n-1)。 (2)消耗的脱氧核苷酸数 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m·(2n-1)个。
(1)每个DNA片段中，游离的磷酸基团有
个。
(2)○、 、 之间的数量关系
。
(3)○和 之间的化学键为
，用
处理
可
切断，用
处理可连接。
(4) — 之间以
相连，可用解旋酶断裂，也可
断裂。
(5)每个脱氧核糖连接着
个磷酸，如在3号、5号
碳
原子上相连接。
(6)若碱基对为n，则氢键数为
之间，若已知A有
m
个，则氢键数为
(1)DNA分子是由两条长链组成的，并按反向平行 方 式盘旋成双螺旋 结构。
(2)DNA分子两条链上的核苷酸碱基由氢键 连接。
(3)DNA分子中碱基含量的卡伽夫法则：A＝T，G＝C，
但 A+T 的量不一定等于G+C 的量。
三、DNA的复制过程
1.探究DNA的复制过程所用方法：同位素示踪实验法 。
想一想
结构 越稳定。 ②在DNA分子中，多数磷酸连接2个脱氧核糖，多数
脱 氧核糖连接2个磷酸。 ③在同一条脱氧核苷酸链中，相邻2个碱基之间通过脱 氧核糖和磷酸之间的化学键连接。
3.DNA分子的特点 (1)稳定性：使DNA双螺旋结构稳定的因素取决于： ①碱基对间的氢键；②疏水作用(或碱基的堆积力)： 疏水的碱基彼此堆积，避开了水相，一般认为后者
类似，能够代替后者与腺嘌呤配对，掺入到
新合成的一条DNA链中。 3.色差很染浅色(浅体蓝出色现)的原因：含BrdU深的蓝脱氧核苷酸链着
色
，与母链的着色(
色)明显不同。
色差染色体的出现又一次证明了DNA的半保留复制。
练一练 下列关于DNA复制的叙述，正确的是(A ) A.在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制 B.DNA通过一次复制后产生四个DNA分子 C.DNA双螺旋结构全部解链后，开始DNA的复制 D.单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的 子链
(3)面：两条脱氧核苷酸链组成平面结构，特点如下： ①两条链反向平行。 ②外侧由脱氧核糖和磷酸交替排列构成基本骨架。 ③内侧由碱基通过氢键连接成碱基对，碱基对的形成 遵循碱基互补配对原则。 (4)体：两条脱氧核苷酸链盘旋成立体双螺旋结构。
特别提醒 ①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，G与C占比例越大，DNA分子
对双螺旋的稳定性贡献最大。
(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
决定 生物多样性。
(3)特异性：每个DNA分子的碱基对的排列顺序是 特定的，构成了每个DNA分子的特异性决定 遗传信 息的特异性决定 生物的特异性。
对位训练 1. 下图是DNA的结构，回答下列问题：
怎样使大肠杆菌DNA的两条链都标记上
15N？
提示 将大肠杆菌放入以15NH4Cl为唯一氮源的培 养液中培养若干代，使大肠杆菌的DNA都被放射性
同位素15N标记。
2.DNA复制的方式：半保留复制
。
3 . D N 模板A 复原料 制能量 的 酶 条
件：
、
、细胞核、 。线粒体
4.D叶N绿A体复制的场所：主要在
。
2.在DNA分子的一条单链中相邻的碱基A与T的连接是通
过
(D )
A.肽键
B.-磷酸-脱氧核糖-磷酸-
C.氢键
D.-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-
解析 DNA分子单链上相邻碱基A与T的连接方式如图：
由此可知是通过“-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-”连接 起来的。
考点二 DNA的复制 1.研究DNA复制的常用方法
第19讲 DNA分子的结构和复制
必备知识梳理
回扣基础要点
一、DNA和RNA化学成分的比较
1.DNA和RNA在细胞内存在部位的差异
(1)DNA主要存在于 细胞核 中，但线在粒体
、
叶绿体 等细胞器内也有少量存在。
(2)RNA则存在于细胞核 和细胞质
中。
2.DNA和RNA在化学成分上的区别
(1)碱基不同：不同碱基分别是T 和U 。 (2)戊糖不同：不同戊糖分别是脱氧核糖 核和糖 。