DNA分子的结构和复制复习 PPT

DNA)分子中的数量，n为复制次数。
本考点是高考重点考查的内容之一。从高考试题来看，考查 DNA的复制主要涉及DNA复制过程中的变化、特点，与细胞增 殖、遗传和变异等的关系，DNA的复制与其他生理过程(如转录、 翻译等)的区别等。
• 【典例2】
• (2012·山东理综，5)假设一个双链均被32P 标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成，其 中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵 染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代 噬菌体。下列叙述正确的是
•知识点二 DNA分子的复制
•DNA分子的复制
•概念：亲以代DNA分子
为模板，合成子代
DNA分有丝子分的裂过间期程和减数第一次分裂前的间期
•时 间： DNA
.
游离的四种脱氧核苷酸
•条件
•模板解：旋酶 DN的A聚两合条酶 母链
•原料：细胞核
中
.
• 过程
• ①解旋：在解旋酶的作用下，把两条螺旋的
双链解开
↑
↑
↑
单链1的比值 单链2的比值 双链DNA的比值
简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。
• 【训练1】
• 下列是一组有关双链DNA分子中含氮碱基 的问题，请回答：
• (1)若A占20%，G占多少？
• (2)若双链DNA分子中A占20%，且一条链中 的A为20%，则此链中C的最大值是多少？
•
DNA分子中的其他数量关系
• (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。
碱基互补配对
• ②以解开的两条母链为模板，按 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 半构保，留形成两个新DNA分子
• 特点
•
复制：一条母链＋一条子链＝子代
DNA,边解旋边复制、可多个复制起遗传点信息
• 结果：一个DNA分子形成两个完全相同的
DNA分子
源自文库
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
• ( )。
• A．该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核 苷酸
• B．噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和 酶等
• C．含32P与只含31P的子代噬菌体的比例
• 破题 关键
解析 本题主要考查了噬菌体侵染细菌过程的相关知识以及 DNA分子的有关计算。首先计算得出一个噬菌体DNA中鸟嘌 呤脱氧核苷酸占30%，其数量是5 000×2×30%＝3 000个，由 一个噬菌体增殖为100个噬菌体，至少需要3 000×(100－1)＝ 2.97×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸，A错误；噬菌体侵染细菌的过 程中，需要细菌提供原料、能量、酶等条件，但模板是由噬 菌体提供的，B错误；根据DNA半保留复制的特点可知释放出 的100个子代噬菌体中含有32P与只含31P的子代噬菌体分别是2 个、98个，比例为1∶49，C正确；由于密码子的简并性等原 因，DNA发生突变，其控制的性状不一定发生改变，D错误。 答案 C
脱氧核糖、碱基)
长 链脱氧核苷酸长链(碱基对 有A与T、G与C两种配 对方式)
空 结间 构规则的双螺旋结构
• 判一判
• 1．DNA初步水解的产物是4种脱氧核苷酸，
彻底水解的产物有磷酸、脱氧核糖和碱基(A、
T、G、C 4种)
( )。
• 2．T2噬菌体DNA中碱基对的排列顺序是千变 万化的 ( )。
• 3．DNA复制的场所不只是细胞核 ( )。
(2)计算比值：n次复制后，形成的子代DNA分子中，含亲代
DNA母链的有两个DNA分子，占子代DNA总数的
2 2n
＝
1 2n－1
；
亲代DNA分子母链两条，占子代DNA中脱氧核苷酸链总数的
2n2＋1＝21n。
(3)计算原料用量：复制所需的某脱氧核苷酸数＝a×(2n－1)，
其中的a为所求的脱氧核苷酸在原来DNA(即作模板的亲代
• 4．DNA双螺旋全部解链后，开始DNA复制 • 答( 案 ：)。1.√ 2.× 3.√ 4.×
• 5．5.单×个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接成 子链，并且2条子链形成子代DNA分子
DNA分子的结构和特性
高考地位：5年10考 2012福建卷、山东卷，2011海南卷，
2010江苏卷、广东卷……
.
的碱基互补配对
• 连接，形成碱基碱对基对的排列顺序
• 结构特点
•脱多氧核样糖性和：磷酸DNA分子的 万化
千变
• 特异性：氢特键定的DNA分子具有空特间定螺旋的碱基对排 列顺序稳定性：
• 你知道吗？
• 碱基A与T之间形成两个氢键，G与C之间形 成三个氢键。含氢键越多，结构越稳定， 即含G—C比例越大，结构越稳定。
解•．旋．(用3酶．)限两断裂制个，性核也苷核可加酸酸．热．的内断○裂切。和酶
处
之间的磷酸二酯键， 理可切断，用DNA
连接酶处理可连接。
• 2．DNA分子特性
• (1)稳定性：磷酸和脱氧核糖交替连接，排 列在外侧构成基本骨架。
• (2)多样性：碱基对多种多样的排列顺序。
•
若某DNA分子中有n个碱基对，
第6讲 DNA分子的结构和复制
• DNA分子结构的主要特点(Ⅱ) DNA分子 的复制(Ⅱ)
• 知识点一 DNA分子的结构
• DNA分子的结构
• 组成元素：C含、H有、O、N、P
.
• 基本单位：脱氧核苷酸
• 组成 • 一分磷子酸 • 一分脱子氧核糖 • 一分含子氮碱基
. . ⇒简图 .
• 种类：磷酸＋脱氧核糖＋含氮碱基
pH的控制及引物的加入。
• 3．DNA复制过程中的数量关系
• 由于DNA分子的复制是一种半保留复制方 式，一个DNA分子连续进行n次复制，可形成 2n个子代DNA，其中只有2个DNA分子含有最 初亲代的母链。图解如下：
(1)一个DNA不论复制多少次，产生的子代DNA分子中含母链
的DNA分子数总是2个，含母链也总是2条。
(4种) (1种) (1种)
(4种)
• A腺：嘌呤
.
• G：鸟嘌呤
.
• C胞：嘧啶
.
• T胸：腺嘧啶
.
• 平面结构：两条反向平行的多脱氧核苷酸 的长链
• 空间结构：双螺旋结构
• 两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋而成
• 外侧脱：氧核糖 磷酸和
骨架
A—T、G—C
交替连接，构成基本
氢键
• 内侧：碱基按
原则通过
• 2．DNA复制的过程(认真分析下面两幅图) 及意义
标准图：
• 简化图：
• 【要点阐 释】
•
(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)影响细胞呼吸(ATP供给)的所有因素都可能
影响DNA复制。(3)体外也可进行，即PCR扩
增技术，除满足上述条件外，还应注意温度、
• (3)一条链中 是多少？
＝0.4，互补链中的此值
• (4)一条链中 是多少？
＝0.4，互补链中的此值
• 解析 本题通过DNA分子中的碱基组成及 其比例，考查碱基互补配对原则，正确理 解DNA分子中的碱基配对原则是正确解题 的关键。
• (1)由“双链DNA分子的嘌呤碱基占总碱基 数的一半”可知：A＋G＝50%，因此G＝ 30%。
答案 A
——单双链转化公式的推导：本题可直接应用
• (1)公式推导(结合下图)：
• 由图知：A1＋T1＋C1＋G1＝m A2＋T2＋G2 ＋C2＝m，整个双链DNA上的碱基总数为 2m。
• ∵A1＝T2、T1＝A2 • 则A1＋T1＝A2＋T2，A＋T＝(A1＋T1)＋(A2
＋T )，
比值：A1＋m T1＝A2＋m T2＝(A1＋T1)2＋m(A2＋T2)
• 想一想：DNA分子能够准确复制的原因是 什么？
• 答案：(1)DNA分子独特的双螺旋结构，为 DNA分子的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地进 行。
• 巧记：DNA分子结构的“五·四·三·二·一”
元 素C、H、O、N、P 碱 基对应四种脱氧核苷酸
物
质
(磷酸、
• 答案 (1)30% (2)60% (3)2.5 (4)0.4
DNA复制的研究方法、过程和条件
高考地位：5年7考
2012山东卷、福建卷，2011安徽卷， 2010北京卷，2009广东卷……
• 1．研究DNA复制的常用方法
• 同位素标记法和离心法，常标记3H、15N， 通过离心在试管中形成不同位置的DNA条 带。
• 本考点高考命题多以选择题形式出现，考 查概念、特点等基础知识较常见，试题难
度小，命题频率低。提醒考生要关注与碱 基互补配对相关的计算，2014年未必不考。
• 【典例1】
• (易错题)在一个DNA分子中，腺嘌呤与 胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%，其
中一条链中鸟嘌呤、胸腺嘧啶分别占该链 碱基总数的22%和28%，则由该链转录的 信使RNA中鸟嘌呤占碱基总数的
• ( )。
• A．24%
B．22%
• C．26%
D．23%
• 破题关键
解析
单双链转A总＋链T＝A单1＋链T1＝54% 化公式 C总＋链G＝C单1＋链G1＝46%
若计算信使RNA中鸟嘌呤所占比例，应该先计算DNA分子的 模板链中C所占比例。根据规律(2)可知，在模板链中A＋T所 占比例也为54%，又因为该链中G＝22%，所以C＝1－(54% ＋22%)＝24%。
• 简记为“配对的两碱基之和在单、双链中 所占比例相等”。
(3)双链DNA分子中，非互补碱基之和所占比例在两条互补链 中互为倒数。 设双链DNA分子中，一条链上：AT11＋＋CG11＝m， 则：AT11＋＋CG11＝AT22＋＋CG22＝m，互补链上AT22＋＋CG22＝m1 。 简记为：“DNA两互补链中，不配对两碱基和的比值乘积为 1。”
• 【训练2】 • (2012·湖北)下图是某DNA分子的局部 • 结构示意图，请据图回答。
• (1)写出下列图中序号代表的结构的中文名 称：①________，⑦________，⑧ ______________，⑨
_____________________________________ ___________________________________。
• (2) 由 双 链 DNA 分 子 中 A 占 20% 可 知 ： 该 DNA分子中A＋T占40%，C＋G占60%，对 任一条链而言，某种碱基的最大值就是该 对碱基所占的比例，因此，C最多时占该链
(3)由“双链 DNA 分子中，一条链中的AT＋＋GC与另一条链中的该 比值互为倒数”可知：其互补链中的AT＋＋GC＝01.4＝2.5。(4)由于 “双链 DNA 分子及任一条链中的CA＋＋GT为一定值”，所以其互 补链中的CA＋＋GT＝0.4。(5)若 A 有 P 个，占全部碱基数的 20%， 则 DNA 分子的总碱基数为20P%＝5P，而由“双链 DNA 分子的 嘌呤碱基占总碱基数的一半”可知：G 占总碱基数的比例＝ 50%－20%＝30%，则 G＝5P×30%＝1.5P(个)。
则排列顺序有4n种，其中n代表碱基对数。
• (3)特异性：每种DNA分子都有特定的碱基 对排列顺序，代表了特定的遗传信息。
二、碱基互补配对原则及相关计算
(1)嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A＋G＝T＋C。 (2)在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条 链及整个DNA分子中都相等。 设在双链DNA分子中的一条链上A1＋T1＝n%，因为A1＝ T2，A2＝T1，则：A1＋T1＝A2＋T2＝n%。 所以A＋T＝A1＋A2＋T1＋T2＝n%＋2 n%＝n%。
• (2)图中DNA片段中碱基对有________对， 该DNA分子应有________个游离的磷酸基。
• (3)从主链上看，两条单链 ________________；从碱基关系看，两条 单链____________。
• (4)如果将14N标记的细胞培养在含15N标记的脱 氧核苷酸的培养液中，此图所示的 ________________(填图中序号)中可测到15N。 若细胞在该培养液中分裂四次，该DNA分子也 复制四次，则得到的子代DNA分子中含14N的 DNA分子和含15N的DNA分子的比例为 ________。
• 一、DNA分子的结构与特性 • 1．DNA分子结构模式图信息解读
• (1)每个脱氧核苷酸中，脱氧核糖中1号碳与 碱基相连
• 接，5号碳与磷酸相连接，3号碳上的－OH 与
• 下一个脱氧核苷酸的磷酸脱水聚合形成磷 酸二
• 酯键相连接，如图。
(•4)碱(2基) 对之间的氢键之(一间种分的子数间量作用关力系，是不是1∶化学1∶键1)，。可用