1、第18屆DNA分子結(jié)構(gòu)DNA的復(fù)制基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段試驗(yàn)綱喀嚦聲 1.DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特征() 2.DNA分子的復(fù)制()3.基因的概念()一、DNA分子的結(jié)構(gòu)巧妙地借圖記憶“33種物質(zhì)：、“44種鹽化學(xué)基對(duì)應(yīng)4種脫氧核苷酸。“55種元素體：僅含c、h、o必含p必含n。 二、DNA的復(fù)制1.2 .進(jìn)程概念以親DNA為鑄造模型合成子DNA的過程時(shí)期有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期過程解旋合成子鏈子鏈延長父子鏈再旋條件數(shù)字大板塊盤：每條母DNA鏈原料： 4種游離脫氧核苷酸能量： ATP釋放的能量酶催化劑： DNA消旋酶催化劑和DNA多聚酶結(jié)果一個(gè)DNA復(fù)制形成兩個(gè)完全相同的DN

2、A特征邊旋轉(zhuǎn)邊復(fù)制，一半保持復(fù)制精密復(fù)印獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供數(shù)字大板塊盤鹽化學(xué)基互補(bǔ)情侶對(duì)戒的原則；意思父母把遺傳信息傳給孩子，保持了遺傳信息的連續(xù)性三、基因具有遺傳效應(yīng)的DNA片段1 .圖1顯示基因與染色體的關(guān)系：基因在染色體上呈直線排列。2 .在圖2中相應(yīng)的水平線上輸入代表以下結(jié)構(gòu)的字符：a .染色體、b.DNA、c .基因、d .脫氧核苷酸。3 .基因本質(zhì)：具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。1.DNA的“五、四、三、二、一”記憶法五種元素體： c、h、o、n、p。4:4種鹽化學(xué)基對(duì)應(yīng)4種脫氧核苷酸。三：磷酸、脫氧核糖、含氮鹽化學(xué)基三種物質(zhì)。二：兩個(gè)脫氧核苷酸長鏈(堿基對(duì)有a和t、g和c兩種配對(duì)方

3、式)。1 :空間結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。2.DNA復(fù)制的兩個(gè)必要知識(shí)要點(diǎn)(1)DNA復(fù)制的特征：一邊解開旋轉(zhuǎn)一邊復(fù)制、半保留復(fù)制。(2)復(fù)制的“四要素”。數(shù)字大板塊： DNA分子的兩條鏈。原料：游離的4種脫氧核苷酸。酶催化劑：消旋酶催化劑和DNA多聚酶。能量：基于細(xì)胞氧化的ATP。3 .基因的兩個(gè)記憶知識(shí)點(diǎn)(1)基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。(2)染色體是基因的主要運(yùn)載體。 在腺粒體和葉綠體中也存在基因。試驗(yàn)法一DNA分子的結(jié)構(gòu)特征和相關(guān)修正算法1.DNA分子結(jié)構(gòu)的解讀(1)基本結(jié)構(gòu)脫氧核苷酸由磷酸、脫氧核糖、含氮鹽化學(xué)基組成，三者之間的數(shù)量關(guān)系為111。每個(gè)DNA片段有兩個(gè)游離磷酸化學(xué)基。(

4、2)水解作用生成物DNA的初步水解作用產(chǎn)物為脫氧核苷酸，完全水解作用產(chǎn)物為磷酸、脫氧核糖、含氮鹽化學(xué)基。(3)DNA分子中存在的化學(xué)鍵氫鍵：堿基對(duì)間的化學(xué)鍵可以用外消旋酶催化劑切斷，也可以用加熱切斷。磷酸二酯類化合物結(jié)合：磷酸和脫氧核糖之間的化學(xué)鍵可以通過限制性的核酸內(nèi)切酶處理切斷，也可以通過DNA連接酶處理連接。(4)堿基對(duì)數(shù)與氫鍵數(shù)的關(guān)系假設(shè)堿基對(duì)數(shù)為n，則氫鍵數(shù)為2n3n，如果已知a為m個(gè)，則氫鍵數(shù)為3n-m。2.DNA分子的特性(1)相對(duì)穩(wěn)定性： DNA分子中磷酸和脫氧核糖交替連接的方式不變2條鏈間的鹽化學(xué)基的互補(bǔ)情侶對(duì)戒方式不變。(2)多樣性： DNA分子不同，脫氧核苷酸的數(shù)量不同，

5、序列順序多種多樣。 一個(gè)DNA分子有n個(gè)堿基對(duì)，排列順序就有4n種。(3)專一性：每個(gè)DNA分子有與其他DNA區(qū)別的特定的堿基對(duì)排列順序，表示特定的遺傳信息。3 .雙鏈DNA分子中鹽化學(xué)基的修正規(guī)則(1)互補(bǔ)的兩個(gè)鹽化學(xué)基的數(shù)量相等，即A=T，C=G。(2)任意兩個(gè)非互補(bǔ)堿基數(shù)之和占?jí)A基數(shù)總數(shù)的50%，即嘌呤之和=嘧啶之和=總堿基數(shù)50%，a g=t c=a c=t g=(a t t g )(3)在雙鏈DNA分子中，互補(bǔ)鹽化學(xué)基之和所占的比例，在任何鏈及DNA分子整體中都相等。在雙鏈DNA分子中的單鏈上設(shè)定A1 T1=n%，如果A1=T2、A2=T1，則A1 T1=A2 T2=n%。 A T=

6、A1 A2 T1 T2=n%。簡單地記為“一對(duì)二鹽化學(xué)基之和在單雙鏈中所占的比例相等”。(4)在雙鏈DNA分子中，非互補(bǔ)鹽化學(xué)基之和所占的比例，在兩互補(bǔ)鏈中相互為倒數(shù)。在雙鏈DNA分子中，單鏈為：=m，該情況下：=m、互補(bǔ)鏈=。簡單地記為“DNA兩互補(bǔ)鏈中，不成對(duì)的二鹽化學(xué)基之和之積為1”關(guān)于DNA分子中的鹽化學(xué)基比例補(bǔ)正算的解題順序DNA分子中的鹽化學(xué)基比例的修正計(jì)算的相關(guān)問題，分3個(gè)步驟進(jìn)行。(1)明確了問題已知的和求得的鹽化學(xué)基的比例是在DNA分子整體的鹽化學(xué)基中所占的比例，還是在DNA分子的一根鏈上的鹽化學(xué)基中所占的比例。(2)描繪DNA分子的模式圖，將已知要求的鹽化學(xué)基繪制在圖中。(

7、3)根據(jù)鹽化學(xué)基互補(bǔ)對(duì)的原則及其規(guī)則進(jìn)行訂正。視角1 DNA分子結(jié)構(gòu)的分析1.(模型分析類)在建構(gòu)DNA分子模型的實(shí)驗(yàn)中，如果4種鹽化學(xué)基性塑料片訂正為20個(gè)，其中4個(gè)表示c，6個(gè)表示g，3個(gè)表示a，7個(gè)表示t，脫氧核糖與磷酸之間的連結(jié)物14個(gè)，脫氧核糖塑料片40個(gè)，磷酸塑料片100個(gè)表示氫鍵a .可以制作20個(gè)脫氧核苷酸b .建構(gòu)的DNA分子片段最長為7堿基對(duì)c .可以制造出410種不同的DNA分子模型可以制成d.4堿基對(duì)的DNA分子片段解析：選擇d為了建構(gòu)20個(gè)脫氧核苷酸，需要脫氧核糖與磷酸之間的連接物數(shù)為20，為了建構(gòu)7堿基對(duì)的DNA分子，需要至少26個(gè)脫氧核糖與磷酸之間的鏈接器(核苷酸

8、內(nèi)部與核苷酸之間)，b錯(cuò)誤。 脫氧核糖和磷酸之間的連接物為14個(gè)，磷酸塑料片為8個(gè)，可以制作4堿基對(duì)的DNA分子片段，可以制作的DNA分子模型種類少于44種，c錯(cuò)誤，d正確。2.(模式圖類)圖是DNA分子結(jié)構(gòu)的模式圖，該圖的記載正確的是()A.和相間排列，構(gòu)成DNA分子的基本骨架B.的名稱為胞嘧啶脫氧核苷酸c .用于DNA多聚酶的形成D.DNA分子中的特定脫氧核苷酸序列表示遺傳信息解析：選擇d由圖可知，和的相間序列構(gòu)成DNA分子的基本骨架中應(yīng)屬于上述脫氧核苷酸的磷酸化學(xué)基的形成按鹽化學(xué)基互補(bǔ)情侶對(duì)戒的原則，不需要DNA多聚酶，DNA多聚酶將游離的脫氧核苷酸脫氧核苷酸視角23.(演繹修訂類) (

9、2016江蘇南通模擬)某雙鏈DNA分子中，鳥嘌呤與胞嘧啶之和在全鹽化學(xué)基中所占的比例為a，其中單鏈鳥嘌呤在該鏈的全鹽化學(xué)基中所占的比例為b，互補(bǔ)鏈的鳥嘌呤在全DNA分子鹽化學(xué)基中所占的比例為()甲/2-乙/2乙/a-bc.(a-b)/(1-a)d.b-a/2解析：選擇a根據(jù)題意，在某雙鏈DNA分子中，G C=a，根據(jù)鹽化學(xué)基互補(bǔ)的原則，G=C=a/2，即雙鏈所含鳥嘌呤的和為a/2。 設(shè)單鏈上的鳥嘌呤(g )在該鏈的總鹽化學(xué)基中所占的比例為b，則由于在總DNA分子鹽化學(xué)基中所占的比例=b/2，互補(bǔ)鏈中的鳥嘌呤(g )在DNA分子整體的鹽化學(xué)基中所占的比例=a/2b/2，故a項(xiàng)是正確的。4.(坐標(biāo)

10、圖示類) (2014高考山東卷)某課題組測定多個(gè)不同雙鏈DNA分子的鹽化學(xué)基組成，根據(jù)測定結(jié)果，建立DNA分子的單鏈與其互補(bǔ)鏈、單鏈與該DNA分子中的堿數(shù)之比的相關(guān)系譜圖，以下準(zhǔn)確為()分析：選擇c的a項(xiàng)，不管DNA分子的單鏈中的(A C)/(T G )的值是多少，DNA分子全體中的(A C)/(T G )都等于1。 b項(xiàng)是雙鏈DNA分子中的a和t的對(duì)，g和c的對(duì)，因此單鏈中的(A C)/(T G )的值和其互補(bǔ)鏈中的(A C)/(T G )的值互為倒數(shù)。 c項(xiàng)是雙鏈DNA分子中的a和t的對(duì)，g和c的對(duì)，因此單鏈中的(A T)/(G C )的值與DNA分子全體中的(A T)/(G C )的值相

11、等。 由于d項(xiàng)是雙鏈DNA分子中的a和t對(duì)、g和c對(duì)，因此單鏈中的(A T)/(G C )的值與其互補(bǔ)鏈中的(A T)/(G C )的值相等。以試驗(yàn)法2半保留復(fù)制為基礎(chǔ)，調(diào)查了DNA復(fù)制的過程和相關(guān)訂正算法1 .生物體內(nèi)DNA分子復(fù)制的場所2 .影響DNA復(fù)制的外界條件3.DNA分子復(fù)制中相關(guān)修正算法的規(guī)則方法DNA分子作為半保留復(fù)制，將一個(gè)全部n原子以15N標(biāo)識(shí)牌的DNA轉(zhuǎn)移到含有14N的培養(yǎng)基中進(jìn)行數(shù)代培養(yǎng)(復(fù)制)時(shí)，其結(jié)果分析如下。(1)子DNA分子數(shù)：2n個(gè)。不論復(fù)制次數(shù)如何，含有15N的DNA分子總是2個(gè)。含有14n的DNA分子為2n個(gè)，僅含有14n的DNA分子為(2n-2 )個(gè)，提

12、出問題時(shí)必須看是“含”還是“含”。(2)子DNA分子的總鏈數(shù)：2n2=2n 1條。無論復(fù)制多少次，包含15N的鏈條總是2條。 問題應(yīng)該看清是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”。包含14N的鏈數(shù)為(2n 1-2)條。(3)所消耗的脫氧核苷酸的數(shù)量。單親DNA分子含有m個(gè)脫氧核苷酸時(shí)，需要經(jīng)n次復(fù)制消耗游離的該脫氧核苷酸為m(2n-1 )個(gè)。進(jìn)行第n次復(fù)制后，消耗該脫氧核苷酸的數(shù)量為m2n-1個(gè)。用模式圖解有關(guān)DNA復(fù)制的問題如下圖所示，學(xué)習(xí)繪制DNA分子的半保留復(fù)制圖有助于理解DNA的相關(guān)修正算法規(guī)則。用視角1分析判斷或圖形分析的方式，調(diào)查DNA復(fù)制的過程和特征1.(示意圖類)圖是真核細(xì)胞DNA復(fù)制過

13、程的示意圖，根據(jù)圖分析，以下的相關(guān)記述有錯(cuò)誤()a .由圖可知，DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制b .解旋酶可以解開雙鏈DNA，但需要消耗ATPc .子DNA分子的兩條鏈反向平行排列D.DNA在復(fù)制過程中先解旋，后半部分留下復(fù)制解析：選擇d從圖中可以看出，復(fù)制的方式是半保留復(fù)制，因?yàn)樵诿總€(gè)新合成的DNA分子中，原始DNA分子中仍有一條鏈，a是正確的。 解旋酶在DNA雙鏈解鎖過程中消耗ATP，b是正確的。 子DNA分子的兩條鏈反向平行，c是正確的DNA在復(fù)制過程中解開旋轉(zhuǎn)，一半留下復(fù)制，d是錯(cuò)誤的。2.(多起點(diǎn)復(fù)制類)圖是真核生物染色體上的DNA分子復(fù)制過程的示意圖，關(guān)于記述錯(cuò)誤則為()a .圖

14、中DNA分子的復(fù)制從多個(gè)起點(diǎn)開始于云同步b .圖中的DNA分子復(fù)制在解除旋轉(zhuǎn)的同時(shí)被雙向復(fù)制c .真核生物DNA分子的復(fù)制過程需要外消旋酶催化劑d .真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制效率解析：選擇a從圖中可以看出，該段的DNA分子有3個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，但多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)不一定在云同步開始。 從圖中的箭頭方向可以看出，DNA分子雙向復(fù)制的半保留復(fù)制模式能夠保持前子孫的遺傳穩(wěn)定性，多起點(diǎn)復(fù)制能夠大幅提高復(fù)制效率DNA分子的復(fù)制過程中需要外消旋酶催化劑、DNA多聚酶等催化劑。以視角2演繹補(bǔ)正算的形式，調(diào)查了DNA半保持復(fù)制過程中的相關(guān)補(bǔ)正算3.(實(shí)驗(yàn)裝置修訂類)某些基因(14N )含有3,000鹽化學(xué)基，腺嘌

15、呤占35%。 以15N同位素標(biāo)識(shí)牌的4種游離脫氧核苷酸為原料復(fù)制3次該DNA分子后。 將所有復(fù)制物放入外消旋酶催化劑處理中進(jìn)行離心分離，得到如圖2所示的結(jié)果。 關(guān)于以下分析，正確的是()A.X層都是只含有14N的基因B.W層中含15N標(biāo)識(shí)牌的胞嘧啶3 150個(gè)C.X層中含有的氫鍵數(shù)是y層的1/4D.W層和z層核苷酸數(shù)的比為14解析：選擇b因?yàn)镈NA是半保留復(fù)制，所以復(fù)制3次，DNA的總數(shù)為8個(gè)，其中含有14N的DNA是2個(gè)(每個(gè)DNA是1條14N鏈，1條15N鏈)，其馀6個(gè)是15N的DNA (兩鏈都是15N )。 由于14N15N的DNA密度小于15N15N的DNA密度，因此x層應(yīng)該是14N1

16、5N的DNA，而y層應(yīng)該是15N15N的DNA，這是一個(gè)a錯(cuò)誤。 一個(gè)DNA中有3，000鹽化學(xué)基，腺嘌呤為35%，胞嘧啶為15%，所以，胞嘧啶的堿基數(shù)為450鹽化學(xué)基，復(fù)制3次，總共獲得8個(gè)DNA，所需的胞嘧啶數(shù)為4507=3，150鹽化學(xué)基，b正確。 如果復(fù)制得到的DNA中含有的堿基數(shù)全部相同，則氫鍵數(shù)也應(yīng)該相同，x層中有2個(gè)DNA，y層中有6個(gè)DNA，這些氫鍵數(shù)的比為DNA數(shù)的比，即x層中含有的氫鍵數(shù)： y層中含有的氫鍵數(shù)=13 x層中含有的氫鍵數(shù)是y層的比，被復(fù)制的8個(gè)DNA總共含有16條鏈，其中14N鏈為2條(分布在z層)，15N鏈為14條(分布在w層)，該基因含有3，000鹽化學(xué)基

17、，因此每鏈的核苷酸數(shù)為1，5004.(演繹修訂類) (2016福建四地六校聯(lián)合試驗(yàn))用15N標(biāo)識(shí)牌含有100堿基對(duì)的DNA分子，其中有60個(gè)胞嘧啶，該DNA分子在含有14N的培養(yǎng)基上連續(xù)4次復(fù)制，結(jié)果可能為()含有a.14n的DNA占7/8b .復(fù)制過程中游離的腺嘌呤脫氧核苷酸600個(gè)含有c.15n的DNA占1/16d .子DNA中嘌呤與嘧啶的比為23解析：選擇b這個(gè)DNA分子在14N培養(yǎng)基上連續(xù)復(fù)制4次，因?yàn)楹?4N的DNA分子能夠得到占100%的16個(gè)DNA分子，所以a是錯(cuò)誤的。 由標(biāo)題可知，該DNA分子中若有40個(gè)腺嘌呤(a )，則復(fù)制4次后需要游離的該脫氧核苷酸為40(24-1)=600個(gè)，因此b是正確的。 含有15N的DNA分子占2/16，因?yàn)镈NA復(fù)制是半保留復(fù)制，親DNA分子的兩條鏈可能進(jìn)入兩個(gè)子DNA分子，所以c是錯(cuò)誤的。 因子DNA分子中嘌呤與嘧啶的比為11，d是錯(cuò)誤的。視角3 DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂5.(原始問題)某生物細(xì)胞球內(nèi)有一對(duì)同源染色體，如圖所示(a和a，b和b是姐妹染色單體，著絲點(diǎn)分裂成子染色體，細(xì)胞球在有絲分裂過程中，子染色體a與b組合進(jìn)入一個(gè)子細(xì)胞球，也與b組合進(jìn)入一個(gè)子細(xì)胞球以000個(gè)為對(duì)象，用15N標(biāo)識(shí)牌同源染色體上的DNA分子雙鏈，進(jìn)而，如果放入不含15N標(biāo)識(shí)