2022届高三一轮复习生物：专题十六 DNA的结构与复制 知识总结

DNA的结构与复制 一、DNA的结构 1、DNA的化学组成 全称：脱氧核糖核酸 元素组成：C、H、O、N、P。 组成物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基（A/ T /C /G 4种）。 基本单位（单体）：4种脱氧（核糖）核苷酸 2、DNA分子的空间结构 （1）双螺旋结构的创建者：沃森和克里克。 （2）DNA分子的双螺旋结构 结构特点：①DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。②DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律：A一定与T配对；G一定与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。 （3）易错点：①一条DNA单链中，相邻的两个碱基之间通过脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖连接。②双链DNA分子中相邻的2个碱基之间通过氢键相连接。③G、C碱基含量越高，DNA分子的稳性更强（氢键多）。④每条脱氧核苷酸链上都只有1个游离的磷酸基团，因此DNA分子中含有2个游离的磷酸基团。⑤DNA分子中，1个脱氧核糖与2个或1个磷酸基团相连。⑥氢键的断裂需要DNA解旋酶、RNA聚合酶或高温的作用，而氢键的形成不需要酶的催化。⑦磷酸二酯键可以被限制酶或DNA酶切断，可以用DNA连接酶或DNA聚合酶连接。 （4）DNA分子的结构特性 a、稳定性：两条单链，磷酸和脱氧核糖交替连接的方式不变， 碱基互补配对的方式不变。 b、多样性：DNA分子中碱基对排列顺序多种多样，n个碱 基对的排列顺序最多为4n种。 c、特异性：每种DNA有区别于其他DNA的特定碱基排列 顺序。（DNA指纹技术） 基因探针：即核酸探针，是一段带有检测标记，且顺序已知的，与目的基因互补的核酸序列(通常为单链DNA或RNA)。基因探针通过分子杂交与目的基因结合，产生杂交信号，能从浩瀚的基因组中把目的基因显示出来。 （5）DNA分子中碱基数目相关计算 某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是（ ） 二、DNA的复制 1、DNA分子复制方式的探究（假说—演绎法） （1）假说一：全保留复制 ★子代的DNA分子双链都是新合成的 （2）假说二：半保留复制（沃森和克里克） ★每个子代DNA均由1条母链和1条子链组成。 2、演绎推理 思路：设法把新合成的单链与原来的链做上不同标记，然 后观察它们在子代DNA中的分布情况。 3、实验验证 ①研究者：梅塞尔森和斯塔尔 ②实验原理：15N和14N是氮元素的两种稳定同位素，这两种 同位素的相对原子质量不同。含15N的DNA比含14N的DNA 密度大，因此，利用离心技术可以在试管中区分含有不同氮 元素的DNA。（利用DNA分子对紫外光有吸收的特点确定 DNA在密度梯度离心后在离心管中所处的位置，深色区域 是紫外光被一定程度吸收而形成的。） ③实验材料：大肠杆菌 ④方法：同位素标记法和密度梯度离心法 ⑤实验过程： （仅比较b和c不能证明DNA的复制方式是半保留复制，需要综合比较a、b、c） ⑥实验结论：DNA的复制方式是半保留复制。 4、DNA复制的过程 （1）概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程 （2）时间：主要是细胞分裂前的间期（有丝分裂、减Ⅰ） （3）场所： 真核生物：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体 原核生物：拟核（主要）细胞质基质（如质粒） （4）条件： 注意：PCR过程中，提供的原料是dATP、dTTP、dGTP、dCTP，这些原料可以在合成DNA时，脱去两个磷酸基团的过程中为DNA的合成供能。 （5）过程：解旋→合成互补子链→形成子代DNA （两条子链的延伸方向均为：5’→3’） （6）方式：半保留复制 （7）特点：边解旋边复制 真核生物：多起点 双向复制 原核生物：单起点 双向复制 （8）意义：使遗传信息从亲代传给了子代，保持了遗传信息 的连续性。 （9）准确复制的原因： ①DNA独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板 ②碱基互补配对原则使复制准确无误地进行（特殊情况 会发生基因突变） 5、DNA复制的有关计算 DNA分子复制为半保留复制，若将一个被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养（复制）若干代，其结果分析如下： （1）子代DNA分子数 ①子代DNA分子总数=2n个 ②含15N的DNA分子数=2个 ③含14N的DNA分子数=2n个 ④只含15N的DN