DNA分子结构、复制以及基因本质复习精品

典型某双链DNA中，G占碱基总数的38％，其中一条链中的T 占碱基总数的5％，那么另一条链中的T占碱基总数的 A.5％ B.7％ B C.24％ D.38％ 典型.在一个DNA分子中，A与T之和占全部碱基总数的42％， 若其中一条链中的C占该链碱基总数的24％，T占30％，那 么在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占 A．12%、34% B.21%、24% C C. 34%、12% D.58%、30%
—A —A —C —C— G —G—A— T— —T —T —G —G —C —C —T — A—
DNA
的 结 构
双 螺 旋 结 构
DNA分子的多 样性、特异性 和稳定性
碱基4种、碱基对2种、排 列顺序不同
细胞减数分裂和受 精作用使生物的亲 代与子代之间保持 遗传性状的稳定性 DNA分子是怎样进行 ，为什么? 复制的呢?
G1
C
1
G2
例题1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？
解析：因为DNA分子中，A+G=T+C。所以，A=50%–23%=27%
③一条链中的两个不互补碱基之和的比值与另一条 链中的这一比值互为倒数。
A2 +G2 A1+G1 = a T2 +C2 = 1/a T1 +C1
例题2、在DNA的一个单链中， A+G/T+C=0.4，上述比例在其 互补链和整个DNA分子中分别是 多少？ A 1+C1 T2 +G2 = T 1 +G1 A2 +C2
C
练习.将含有两对同源染色体，其DNA分子都已用32P标记的精原细胞 放在只含31P的原料中进行减数分裂。则该细胞所产生的四个精子中 含32P和31P标记的精子所占的比例分别是 A、50％、50％ B、50％、100％ C、100％、50％ D、100％、100％
D
练习．(2012· 潍坊质检)关于下图所示DNA分子的叙述，正 确 的是 ( )
由1DNA→2DNA呢？
2、DNA分子复制发生在什么时间?
二分裂、无丝分裂之前
有丝分裂间期
减数第一次分裂的间期
3、复制场所?
2、场所
真核细胞：细胞核（主要）、 线粒体、叶绿体 原核细胞：拟核、质粒 病毒：宿主细胞内
4、DNA复制过程
解旋→复制→延伸
①什么叫解旋？解旋的目的是什么？
在ATP供能、解旋酶的作用下，DNA两条多脱氧 核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，双螺旋的两条 链解开的过程。 目的：就是为复制提供准确的模板，解开的两 条单链叫母链。
6、 DNA分子的一条单链中，A=20%， 29% T=22%，求整个DNA分子中G= _____
7.已知在DNA分子中的一条单链(A+G)/(T+C)= m 时,求: (1)在另一互补链中这一比例是多少? (2) 这个比例关系在整个分子中又是多少?
1/m
1
当在一单链中,如果(A+T)/(G+C)=n 时,求: (3)在另一互补链中这一比例是多少?
所带的信息（脱氧核苷酸的排列序） 完全相同。（变异除外）
拓展延伸
根据上面实验过程,完成下列表格
世代 分子 总数 DNA分子在离心管中位 置 不同DNA分子占全部DNA分子之比 只含15N 分子 0 杂种分子 只含14N分子
1
全在下部 全在中部 ½ 中+ ½ 上 ¼ 中+ ¾ 上 2/2n中+(1- 2/ 2n)上
设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则 可知：A1=T2 ， A2=T1， G1 = C2 ， G2 =C1。 则在DNA双链中： A = T ， G = C
DNA双链
可引申为： ①嘌呤碱基等于嘧啶碱基等于总碱基数的一 A 1 半。 T1 A +G=T+C 即A+G/T+C=1 G1 1 A1 +T1 = A2 +T2 = （A+T） C1 2 G1 +C1
构建 过程 基本 单位
碱基互补配对 原则
DNA结 构
一、DNA分子的结构
一）、DNA双螺旋结构的构建
1、19世纪50年代科学界认识到DNA 的化学组成。 (1)DNA的基本组成元素有哪些？
C、 H、 O、 N、 P
(2)DNA的基本组成单位是什么？由哪几种物质组 成？ 脱氧核苷酸 = 含氮碱基 + 脱氧核糖 + 磷酸 含氮碱基：A、T、G、C
经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸为m· n－1)个。 (2
②复制第n次所需该脱氧核苷酸数为m· n－1。 2
（4）细胞中被标记染色体计算
练习.在DNA分子的一个片段中，有腺嘌呤10个，占碱基总数的20% ，则此片段水解后断开的氢键有条
C
A.20；
B.30；
C.65；
D.不一定
练习.一双链DNA分子，在复制解旋时，一条链上的G变成C，则DNA 经n次复制后，发生差错的DNA占
15
N
重带(下部)
15N/
14
N
中带(中间)
14N/
14
N
15N/
轻带(上部)
14
N
中带(中间)
实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的
因DNA复制采用半保留的方式， 一个DNA分子复制 所以一个DNA分子经几代复制后的
拓展延伸
几代后的情况如何？
所有DNA中，只有两个DNA分子含
有原DNA链。但所有DNA与原DNA
一）、对DNA复制的推测
沃森和克里克推测是半保留复制模型
复制一次
1、这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？ 只能用实验来证明。 2、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？ 把复制的单链和原来的链做上标记，然后观察它 在新DNA中出现的情况。
二）、DNA半保留复制的实验证据
15N/
2、1951年威尔金斯展示了DNA的X射线的衍射图谱， 并且获得相关其数据 推测出DNA呈双螺旋结构
3、沃森和克里克提出DNA双螺旋结构的初步构想。
4、1952年查哥夫指出：腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺 嘧啶(T)的量（A=T），鸟嘌呤(G)的量总是等于胞 嘧啶(C)的量(G=C).
5、1953年沃森和克 里克发表论文 《核酸的分子结 构模型－脱氧核 糖核酸的一个结 构模型》
5．DNA分子中的有关数量关系
(1)DNA分子中，脱氧核苷酸数∶脱氧核糖数∶磷酸数∶含 氮碱基数＝1∶1∶1∶1。 (2)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。
(3)每条脱氧核苷酸链上都只有一个游离的磷酸基，因此 DNA分子中含有2个游离的磷酸基。
二）、DNA分子的结构
DNA的基本单位－脱氧核苷酸
1、DNA的化学组成
磷酸
脱氧 核糖
含氮碱基
G A C T
胸腺嘧啶 胞嘧啶 鸟嘌呤 腺嘌呤
四种脱氧核苷酸聚合形成多核苷酸链
磷酸二酯键
A
T
G
C
2、DNA分子的平面结构
A
T
氢键
T A
DNA分子是 如何维系它的 结构稳定性？ ①碱基对之间 的氢键维系两 条链的偶联； ②碱基对之 间的相互作用 力
T
2
A2 C
2
G2
= G2 +C2 =
1 （G+C） 2
②互补的两个碱基之和在单、双链中所占 的比例相等。
A+T G+C
DNA双链
=
A1+T1 G1+C1
=
A2 +T2 G 2 +C2
A1 T
1
T
2
A2 C
2
A1 +T1 A+T = = A1 +T1 +G1 +C1 A+T+G+C
A2 +T2 A2 +T2 +G2 +C2
G
C
C
G
3、DNA的双螺旋结构(空间结构)
主链(骨架) 碱基对 1）脱氧核糖与磷 1）主链上对应碱 酸交替连接； 基以氢键连结成
构 成 方 式 位置
2）两条主链呈 对； 反向平行； 2）碱基互补配对 3）盘绕成规则 （A— T，G— C） 的双螺旋。
双螺旋外侧
双螺旋内侧
4、DNA多样性和特异性
答案：C
A．限制酶作用于①部位，DNA连接酶作用于③部位 B．该DNA的特异性表现在碱基种类和(A＋T)/(G＋C)的比 例上 C．若该DNA分子中A为p个，占全部碱基的n/m(m＞2n)，则G的个数为 (pm/2n)－p D．把该DNA分子放在含15N的培养液中复制两代，子代 中含15N的DNA 分子占3/4
DNA 双链
A1 T T
1
2
A2
2
2.5
1;
G1 C
C
1
G2
例题3、某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的 54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占 其所在链碱基总数的百分含量。
A＋T=54% G+C=46%
24%
基础知识简答
1、沃森和克里克于 1953 年提出了著名的 各种功能 模型，为合理地解释遗传物质的 2、DNA又称 脱氧核糖核酸 DNA双螺旋 奠定了基础。
三）、DNA复制的过程 思考如下问题：
1．DNA分子复制的概念是什么? 2.DNA分子复制过程怎么进行? 3.DNA分子复制过程需要哪些条件? 4.DNA分子复制过程有何特点? 5.DNA分子复制有何生物学意义?
1、什么是DNA分子的复制？
指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 则1DNA→2DNA。
，组成它的基本单位是
脱氧核苷酸 （由一分子 磷酸 、一分子 脱氧核糖 、 含氮碱基 一分子 组成）。组成DNA的碱基共有 4 种 （符号表示为 A T G C ），脱氧核苷共有 4 种（名称是 ① 腺嘌呤脱氧核苷酸 、② 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 、
③ 胞嘧啶脱氧核苷酸
、④
鸟嘌呤脱氧核苷酸
）。
3、下图是DNA分子结构模式图，用文字填出1—10的名称。
1
1
1 2
3 n
2
4 8 2n
½ ¼ 2/ 2n
½ ¾ （1- 2/2n）
三）数量关系
一个DNA连续复制n次后， （1）DNA分子数
A T TA GC C G
子代DNA分子数= 2n
含有亲代链的DNA分子数为：2个 不含有亲代链的DNA分子数为2n－2个
A T TA GC C G
连续第一次复制
A T TA GC C G
（2）脱氧核苷酸链数
脱氧核苷酸链数= 2n+1 母链数= 2 新合成子链数= 2n+1 ﹣2
A T TA GC C G
连续第二次复制
A T TA GC C G A T TA GC C G A T TA GC C G
连续第n次复制
(3)消耗的脱氧核苷酸数：
①若一个亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，
n
(4)这个比例在整个DNA分子中又是多少?
n
典型.某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占22％， 那么，胞嘧啶的分子数占：C A.11％ B.22％ C.28％ D.44％
典型.分析一个DNA分子时,发现30％的脱氧核苷酸含腺嘌呤,由 此可知,该分子中一条链上鸟嘌呤含量的最大值可占此链碱 基总数的 C A.20％ B.30％ C.40％ D.70％
经典、右面为核苷酸链结构图，有关叙述不正
确的是 ( ) .
A．能构成一个完整核苷酸的是图中的a和b
B．各核苷酸之间是通过化学键③连接起来的 C．DNA连接酶可连接断裂的化学键③
ຫໍສະໝຸດ Baidu
D．若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上
看，缺少的碱基是T
[答案] A
DNA双螺旋结构的构建
化学组 成单位
基本单位——脱氧核苷酸 种类 四种 ①由两条反向平行的脱氧核苷酸长链 盘旋而成。 主要 特点 ②外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构 成基本骨架 ，碱基排列在内侧。 ③DNA分子两条链上的碱基通过氢键 连接成碱基对。 碱基互补配对 原则
10
P
8
G
1
P
T
2
P
C
9
3
P
A
4 7
5 6
1 3
胞嘧啶（C） 鸟嘌呤（G） 脱氧核糖
2 4
腺嘌呤（A） 胸腺嘧啶（T） 磷酸 碱基对
5
7 9
6
胸腺嘧啶脱氧核苷酸 8
氢键
10 一条脱氧核苷酸链的片段
4、某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占 20% 30%，则胸腺嘧啶为_____ 5、一个DNA分子的碱基中，腺嘌呤占 20%，那么在含有100个碱基对的DNA分 60个 子中，胞嘧啶应是_____
1）多样性
碱基对数量、排列顺序的千变万化，构成了DNA 分子的多样性，从而能够储存了大量的遗传信息。
2）特异性
①每个DNA分子中的碱基对都有特定排列顺序。 ② (A＋T)／(G＋C)因生物种类不同而不同，构成了 每一个DNA分子的特异性。
3) 稳定性
DNA分子中的脱氧核糖和磷酸基团交替连接的 方式不变，两条链之间碱基互补配对以氢键连接的 方式不变。
A
A.１/２
B.１/２n－Ｉ
C.１/２n
D.１/２n+Ｉ
练习.某DNA分子含A腺嘌呤200个，该DNA复制数次后,消耗了周围环 境中3000个含A腺嘌呤的脱氧核苷酸,则该DNA分子已经复制了多少次 A.3次 B. 4次 C. 5次 D.6次
B
练习.某个DNA片段由500对碱基组成，A＋T占碱基总数的34%，若该 DNA片段复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为 A．330 B．660 C．990 D．1320