一、DNA分子的結構1．DNA雙螺旋結構特點(1)兩條鏈

盤旋成雙螺旋結構。(2)

和

交替連接，排列在外側，構成基本骨架；

排列在內(nèi)側。(3)兩條鏈上的堿基通過

連接成堿基對。反向平行脫氧核糖磷酸堿基氫鍵二、DNA分子的復制概念以

為模板合成

分子的過程時間

的間期和

間期場所

(主要)條件模板：

原料：游離的4種

能量：

酶：

、DNA聚合酶等親代DNA子代DNA有絲分裂減數(shù)第一次分裂細胞核DNA的兩條鏈脫氧核苷酸ATP解旋酶原則堿基互補配對原則過程

→合成+互補子鏈→形成

特點①

②

復制結果1個DNA分子→2個

意義確保了親子代之間

解旋子代DNA分子邊解旋邊復制半保留子代DNA分子遺傳信息的連續(xù)性三、基因是有遺傳效應的DNA片段1．基因與DNA的關系(1)一個DNA分子上有

個基因。構成基因的堿基數(shù)

DNA分子的堿基總數(shù)。(2)基因是

的DNA片段。2．遺傳信息與DNA的關系遺傳信息蘊藏在DNA分子的

之中。許多小于有遺傳效應堿基排列順序1.DNA分子的組成和結構(1)基本元素組成：C、H、O、N、P五種元素。(2)基本組成單位——4種脫氧核苷酸。腺嘌呤(A)…………腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤(G)…………鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶(C)…………胞嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶(T)………胸腺嘧啶脫氧核苷酸(4)平面結構——兩條脫氧核苷酸長鏈反向平行(5)DNA雙螺旋結構①DNA分子是由兩條脫氧核苷酸長鏈，按反向平行(指一條鏈的起點為磷酸，另一條鏈的起點為脫氧核糖)方式盤繞成雙螺旋結構。②基本骨架由磷酸和脫氧核糖交替連接而成。③中間的堿基嚴格按堿基互補配對原則(A與T配對，G與C配對)形成堿基對。④DNA分子中，脫氧核苷酸數(shù)∶脫氧核糖數(shù)∶磷酸數(shù)∶含氮堿基數(shù)＝1∶1∶1∶1。2．DNA分子的多樣性與特異性(1)多樣性：堿基對(或脫氧核苷酸對)排列順序的千變?nèi)f化，

構成了DNA的多樣性。(2)特異性：每個DNA分子的堿基對的排列順序是特定的。(3)與生物多樣性的關系：DNA多樣性蛋白質(zhì)多樣性

生物多樣性。[例1]

如圖為DNA分子的結構示意圖，對該圖的正確描述是 (

)A．②和③相間排列，構成了DNA分子的基本骨架B．①②③構成胞嘧啶脫氧核苷酸C．當DNA復制時，DNA連接酶催化④的形成D．DNA分子中⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T[課堂筆記]選

結構圖中①②③分別表示磷酸、脫氧核糖、堿基。磷酸和脫氧核糖的相間排列構成了DNA分子的基本骨架，圖中①②③不是同一個脫氧核苷酸分子的成分，其中磷酸是上面一個脫氧核苷酸的組成成分。④是氫鍵，在DNA復制時，當DNA聚合酶把脫氧核苷酸連接在一起后，堿基之間的氫鍵不需要酶的催化作用就可以形成。根據(jù)堿基互補配對原則，DNA分子中⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T。D1.堿基互補配對原則及相關推論(1)原則：A—T，G—C，圖示為：(2)推論

①腺嘌呤與胸腺嘧啶相等，鳥嘌呤與胞嘧啶相等，即A＝T，G＝C。

②嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)相等，即A＋G＝T＋C。

③在雙鏈DNA分子中，互補堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相等。設在雙鏈DNA分子中的一條鏈上A1＋T1＝n%，因為A1＝T2，A2＝T1，則：A1＋T1＝A2＋T2＝n%。所以A＋T＝A1＋A2＋T1＋T2＝＝n%?？珊営洖椤芭鋵Φ膬蓧A基之和在單、雙鏈中所占比例相等”。④雙鏈DNA分子中，非互補堿基之和所占比例在兩條互補鏈中互為倒數(shù)。設雙鏈DNA分子中，一條鏈上：＝m，則：＝m，∴互補鏈上簡記為：“DNA兩互補鏈中，不配對兩堿基和的比值乘積為1?！?3)復制所需的脫氧核苷酸數(shù)＝a×(2n－1)，其中的a為所求的脫氧核苷酸在原來DNA(即作模板的親代DNA)分子中的數(shù)量，n為復制次數(shù)。[例2]

某DNA分子含m對堿基，其中腺嘌呤有a個。下列有關此DNA在連續(xù)復制時所需的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)目的敘述中，錯誤的是 (

)A．在第一次復制時，需要(m－a)個B．在第二次復制時，需要2(m－a)個C．在第n次復制時，需要2n－1(m－a)個D．在n次復制過程中，總共需要2n(m－a)個(2010·南京質(zhì)檢)用15N標記含有100個堿基對的DNA分子，其中有胞嘧啶60個，該DNA分子在14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復制四次。其結果不可能是 (

)A．含有15N的DNA分子占1/8B．含有14N的DNA分子占7/8C．復制過程中需游離的腺嘌呤脫氧核苷酸600個D．復制結果共產(chǎn)生16個DNA分子解析：由于DNA的復制是半保留復制，經(jīng)過四次復制形成16個DNA分子，有2個DNA分子中一條鏈含有15N，另一條鏈含有14N，其余14個DNA分子兩條鏈全部含有14N，該DNA分子中含有胞嘧啶60個，由此計算出含有鳥嘌呤60個，腺嘌呤和胸腺嘧啶各有40個，復制四次需要腺嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)量為40×(24－1)＝600個，選項中A、C、D正確，B錯誤。答案：B1.對基因本質(zhì)的理解(1)從結構上看①基因是DNA上一個個特定的片段，一個DNA分子上有許多個基因。②基因與DNA結構一樣，也是由四種脫氧核苷酸按一定順序排列而成的，也是雙螺旋結構。③基因中脫氧核苷酸(堿基對)的排列順序代表遺傳信息。(2)從功能上看基因具有遺傳效應，即基因能控制生物的性狀，基因是控制生物性狀的基本單位，特定的基因決定特定的性狀。2．染色體、DNA、基因和脫氧核苷酸的關系3．基因、染色體、蛋白質(zhì)、性狀的關系對于真核細胞來說，染色體是基因的主要載體；線粒體和葉綠體也是基因的載體。[例3]

下列關于基因、遺傳信息的描述，錯誤的是(

)A．基因在染色體上呈線性排列，染色體是基因的主要載體B．遺傳信息可以通過DNA復制傳遞給后代C．互為等位基因的兩個基因肯定具有相同的堿基數(shù)量D．遺傳信息是指DNA分子的脫氧核甘酸的排列順序[課堂筆記]

選

基因是具有遺傳效應的DNA片段，是控制生物性狀的結構和功能單位?；蛟谌旧w上呈線性排列，染色體是基因的主要載體。等位基因是通過基因突變產(chǎn)生的，所以互為等位基因的兩個基因不一定具有相同的堿基數(shù)量。C回顧考情從近幾年新課標地區(qū)生物試題看，考查點主要集中在以下幾個方面：1.DNA分子的結構及其特點。如2009年廣東卷第24題考查了DNA分子的結構。2.DNA分子的復制過程及特點。如2009年江蘇卷第12題以物理模型為背景考查了DNA復制的特點；2008年江蘇卷第9題與DNA復制和基因突變結合起來考查堿基互補配對原則。瞻望考向在2011年的高考中，DNA分子的結構與復制在單科卷中必定會涉及，在命題角度上，可結合基因突變、基因工程等內(nèi)容綜合考查。關于下圖DNA分子片段的說法正確的是(

)命題設計A．限制性內(nèi)切酶可作用于③處B．該片段中某堿基被替換后將導致其指導合成的蛋白質(zhì)結

構改變C．該DNA的特異性表現(xiàn)在堿基種類和(A＋G)/(C＋T)的比例上D．把此DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復制2代，子代中含14N的

DNA占1/4【解題指導】選

限制性內(nèi)切核酸酶能識別雙鏈DNA分子中特定的核苷酸序列并切割特定的核苷酸之間的磷酸二酯鍵，圖示③處不是限制性內(nèi)切酶的作用位點；所有DNA分子都具有相同的堿基種類，不具有分子的特異性，且在所有雙鏈DNA分子中均為1。DNA復制兩代后，得到4個子二代DNA分子，均含有15N，但含14N的DNA分子只有1個，占1/4?；蛲蛔儾灰欢▽е碌鞍踪|(zhì)結構改變。D實驗結果、結論的預測與分析有些實驗的結果可以直接用肉眼觀察出來，而很多實驗是化學反應類型，肉眼觀察不到，應該考慮加入指示劑，借助顏色變化或儀器輔助觀察。實驗結果可采用文字、表格、坐標曲線等方式描述。理論指導1．實驗結果的預測實驗結果是由實驗變量而引起的變化，而實驗結論是根據(jù)實驗結果作出的一種推論。一個正確的實驗設計應達到實驗目的，即得出的結論就是實驗目的。特別注意弄清實驗的目的是“驗證”還是“探究”。如果是“驗證型的”實驗，如“驗證……”、“證明……”都可預測到與實驗目的一致的結果。聯(lián)系實驗目的得出結論。結論是合理的、科學的、肯定的。不少結論是在實驗要驗證的內(nèi)容中尋找。(此時一般只有一個結果和相應的結論，且結論與實驗目的相對應)。若是“探究型的”實驗，如“探究……”預測的實驗結果不唯一，大多有三種可能：“變量促進結果；變量抑制結果；變量與結果無關”，或“全肯定；全否定；一肯定一否定”等。2．觀察變量的確定因變量與觀察變量有時是不同的，對于因變量不能直接觀察的，應該通過相應手段轉換，將因變量間接展現(xiàn)出來，便于觀察。如細胞分裂中染色體可以通過染色、借助顯微鏡觀察，呼吸強度可通過測定密閉裝置中氣壓變化來表現(xiàn)等。3．實驗結論的歸納提煉實驗結果是實驗所得到的直觀現(xiàn)象，如測得的有關數(shù)據(jù)，實驗對象呈現(xiàn)的特殊顏色、氣味、形態(tài)、生理等方面的變化，因此實驗結果應是對實驗現(xiàn)象的直接陳述。而實驗結論是在實驗結果的基礎上，根據(jù)已有知識的合理遷移，通過推理和判斷，得出的關于生命現(xiàn)象最本質(zhì)的認識。如“鑒定葡萄糖是可溶性還原糖”的實驗中，葡萄糖與斐林試劑共熱后出現(xiàn)磚紅色沉淀，這是實驗結果，“葡萄糖是可溶性還原糖”則是實驗結論。某校一個生物活動小組要進行研究性學習，對生物學史上的經(jīng)典實驗進行驗證。這個小組借助某大學的實驗設備，對有關DNA復制的方式進行探索，有人認為DNA是全保留復制，也有人認為DNA是半保留復制。為了證明這兩種假設，這個小組設計了下列實驗程序，請完成實驗并對結果進行預測。命題設計實驗步驟：第一步：在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N—DNA；在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N—DNA。用某種離心方法分離得到的結果如圖所示，其DNA分別分布在輕帶和重帶上。第二步：將親代大腸桿菌(含15N)轉移到含14N的培養(yǎng)基上繁殖一代(Ⅰ)，請分析：如果DNA出現(xiàn)________________________________________________________________________，則是全保留復制；如果DNA出現(xiàn)______________________________，則是半保留復制。第三步：為了進一步驗證第二步的推測結果，將親代大腸桿菌(含15N)轉移到含14N的培養(yǎng)基上連續(xù)繁殖兩代(Ⅱ)，請分析：如果DNA出現(xiàn)_____________________________，則是全保留復制；如果DNA出現(xiàn)_____________________________，則是半保留復制?！窘馕觥坑H代大腸桿菌(含15N)轉移到含14N的培養(yǎng)基上繁殖一代(Ⅰ)后，全保留復制的話，2個DNA分子中1個DNA是14N－DNA、另外1個DNA是15N－DNA，故一半在輕帶位置，一半在重帶位置；半保留復制的話，2個DNA分子中都是各一條鏈含14N、一條鏈含15N，故全部位于中帶位置。親代大腸桿菌(含15N)轉移到含14N的培養(yǎng)基上連續(xù)繁殖兩代(Ⅱ)后，全保留復制的話，4個DNA分子中1個DNA是15N－DNA、另外3個DNA是14N－DNA，故3/4在輕帶位置，1/4在重帶位置；半保留復制的話，2個DNA分子中都是各一條鏈含14N、一條鏈含15N，另2個DNA分子全是14N－DNA，故一半在中帶位置，一半在輕帶位置?！敬鸢浮?/p>

一半在輕帶位置，一半在重帶位置全部位于中帶位置3/4在輕帶位置，1/4在重帶位置一半在中帶位置，一半在輕帶位置1．有關DNA分子結構的敘述，正確的是 (

)A．DNA分子由4種核糖核苷酸組成B．DNA單鏈上相鄰堿基以氫鍵連接C．堿基與磷酸基相連接D．磷酸與脫氧核糖交替連接構成DNA鏈的基本骨架解析：本題考查DNA分子的結構，意在考查考生對DNA分子的化學組成和空間結構的理解。DNA分子由4種脫氧核苷酸組成。DNA雙鏈中兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對。DNA中應是磷酸與脫氧核糖交替連接。答案：D2.在DNA分子的一條單鏈中，相鄰的堿基A與T是通過下列哪項連接的(

)A.氫鍵B.—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—C.肽鍵D.—磷酸—脫氧核糖—磷酸—解析：在單鏈DNA分子中，相鄰兩個脫氧核苷酸是通過磷酸二酯鍵連接形成的，如圖所示：由圖可知，相鄰的堿基A與T之間是通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”相連接的。答案：B3.下列有關DNA復制的敘述中正確的是(雙選)()A.主要發(fā)生在細胞核中B.只發(fā)生在有絲分裂間期C.需要限制酶和DNA聚合酶D.產(chǎn)生的每個子代DNA分子只保留親代DNA分子的一條鏈解析：無論何種細胞的DNA在復制中都遵循半保留復制的特點。答案：AD4．若DNA分子的一條鏈中(A＋T)/(C＋G)＝a，則其互補鏈中該比值為 (

)A．a(chǎn)

B．1/aC．1 D．1－1/a解析：根據(jù)堿基互補配對原則可以判斷出，互補兩堿基的和在兩條單鏈中的比值相等。答案：A5．由50個脫氧核苷酸構成的DNA分子，按其堿基的排列順序不同可區(qū)別為多少種？這表明了DNA分子的什么特性(

)①50種②450種③504種④425種⑤遺傳性⑥分子結構的多樣性⑦分子結構的穩(wěn)定性A．①⑤ B．②⑦C．④⑥ D．②⑥解析：堿基有4種，50個脫氧核苷酸可形成25個堿基對，則堿基對排列順序為425種，即DNA分子為425種可能，這反映了DNA分子的多樣性。答案：C6．(2010·諸暨中學月考)下列關于生物體內(nèi)基因、DNA與染色體的說法正確的是 (

)A．細胞核基因與染色體在減數(shù)分裂過程中的行為是平行的B．生物體內(nèi)的基因都分布在細胞核染色體的DNA上C．基因只有在染色體上才能指導蛋白質(zhì)合成D．人類基因組計劃測定的是24條染色體上基因的堿基序列解析：細胞核基因位于染色體上，所以這些基因與染色體在減數(shù)分裂過程中的行為是平行的；細胞質(zhì)中也有少量的DNA分子，人類基因組計劃測定的是24條染色體上DNA分子的堿基序列。答案：A7．分析下圖，回答有關問題：(1)圖中B是_________，C是__