2023届高三生物一轮复习DNA分子的结构、复制、基因表达及中心法则总结

一、DNA分子的结构 1.美国生物学家沃森和英国物理学家克里克提出了DNA的双螺旋结构模式图。 威尔金斯和富兰克林提供DNA的X衍射图谱——推测DNA是螺旋结构 查哥夫提供的信息:“DNA中A=T,C=G”——推测DNA是双螺旋结构 2.DNA双螺旋结构主要特点 ①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。 ③DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧构成基本骨架;碱基在内侧。 ③两条链上的碱基通过氢键连结起来,形成碱基对,且遵循碱基互补配对原则。G与C形成三 个氢键,A与T形成两个氢键,因此C与G比例越大,DNA结构越稳定。 3.DNA分子的特性 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,如某DNA分子中有n个碱基对,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 4.有关DNA分子结构的计算题 ①由于:双链DNA分子中“A=T,C=G”可得出: 双链DNA分子中“A+C=T+G”或A+G=T+C;即(A+G)/(T+C)=1 ②双链DNA分子中:若(A1+T1)/(G1+C1)=a, 则(A2+T2)/(G2+C2)=a,A1+T1+A2+T2/C1+G1+C2+G2=a 规律1:互补的两个碱基之和之比在一条链中的比例等于另一条链中的比例也等于双链中的比例 若(A1+G1)/(T1+C1)=b, 则(A2+G2)/(T2+C2)=1/b 规律2:非互补的两个碱基之和之比在两条单链中互为倒数。 ③一种碱基在两条链中所占的比例等于这种碱基在每条单链中所占的比例之和的一半 二、DNA分子的复制 1.对DNA复制的推测 ①全保留复制:新复制出的分子直接形成,完全没有旧的部分; ②半保留复制:形成的分子一半是新的,一半是旧的;由沃森和克里克提出 ③分散复制:新复制的分子中新旧都有,但分配是随机组合的; 通过同位素标记法证明了DNA复制方式为半保留复制方式 若为全保留: 若为半保留: 若为分散复制: 3.DNA分子复制过程 ①概念:以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程 ②复制的时间:有丝分裂间期、减数第一次分裂间期 ③复制的场所:真核细胞主要在细胞核中,但在线粒体和叶绿体中也可进行DNA复制原核细胞主要在拟核中,但在质粒中也可以进行DNA复制 ④复制条件:能量(ATP)、 模板(以解开的两条母链分别为模板)、 原料(4中脱氧核苷酸)、 酶(解旋酶、DNA聚合酶) ⑤过程:a.在解旋酶作用下,利用细胞提供的能量,两条螺旋的双链解开 b.以解开的的每一段母链为模板,以游离的4种脱氧核苷酸为原料,遵循碱基互补配对原则,在DNA聚合酶的作用下,各自合成与母链互补的一段子链。 每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构,形成2个与亲代完全的DNA。 ⑥意义:将遗传信息从亲代传给子代,从而保持了遗传信息的连续性。 ⑦DNA能够准确复制的原因:DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板;碱基互补配对原则保证复制准确无误 4.与DNA分子复制有关的计算 三、基因表达 1.概念:基因指导蛋白质合成的过程,包括转录和翻译两个过程。 2.RNA能够作为DNA的信使的原因:RNA是另一类核酸,它的分子结构与DNA很相似,可以储存遗传信息;RNA一般是单链,而且比 DNA 短,因此能够通过细胞核从细胞核转移到细胞质中;RNA也可以进行碱基互补配对。 3.RNA的种类及作用: mRNA:将遗传信息从细胞核带到细胞质,作为蛋白质翻译的直接模板 rRNA:与蛋白质一起构成核糖体,参与蛋白质合成 tRNA:转运氨基酸,参与蛋白质的翻译 4.转录 ①转录的概念:在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成RNA的过程 ②场所:细胞核(主要),线粒体,叶绿体。原核生物为拟核(细胞质) ③条件:模板:DNA解开的一条链;原料:核糖核苷酸;酶:RNA聚合酶;消耗能量 ④过程: 5翻译 ①翻译的概念:mRNA为模板,按照碱基互不配对的原则合成一段多肽链 ②场所:核糖体 ③条件:模板(mRNA)、原料(氨基酸)、酶、能量、tRNA(搬运氨基酸) ④过程: a.核糖体与mRNA结合,并识别起始密码子 b.携带了甲硫氨酸的tRNA通过与mRNA上的密码子碱基互补配对,携带氨基酸计入核糖体1号位 c.携带组氨酸的tRNA以同样方式进入核糖体的2号位 d.甲硫氨酸通过与组氨酸形成肽键二转移到2号位上 e.核糖体读取下一个密码子,占据1号位的tRNA离开核糖体,占据2号位的tRNA进入1号位,携带新的氨基酸的tRNA又进入2号为,重复上面的过程,直到遇到终止密码子。 6.比较密码子和反密码子(位置、种类、关系) 密码子 反密码子 位置 位于mRNA上