精品解析：第20讲 DNA分子的结构、复制以及基因的本质

第20讲 DNA分子的结构、复制以及基因的本质 1．通过掌握DNA分子的结构和功能，理解生命的延续和发展。 2．通过DNA分子中的碱基数量和DNA复制的计算规律，培养归纳与概括、逻辑分析和计算能力。 3．通过DNA复制方式的探究，培养实验设计及结果分析的能力。 考点一　DNA分子的结构和相关计算 1．DNA分子结构模型的建立者及DNA的组成 (1)DNA双螺旋模型构建者：沃森和克里克。 (2)图解DNA分子双螺旋结构 ①DNA由两脱氧核苷酸链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 ②外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接构成主链基本骨架。 ③内侧：两链上碱基通过氢键连接成碱基对。碱基互补配对遵循以下原则：A===T(两个氢键)、G≡C(三个氢键)。 2．DNA分子的结构特点 典型例题1　围绕DNA分子的结构和特性考查生命观念及科学思维 1. 图为一个DNA分子片段的结构示意图，搭建一个DNA分子模型正确顺序是 ①多核苷酸双链 ②1条多核苷酸链 ③脱氧核苷酸 ④双螺旋结构 A. ①②④③ B. ③②①④ C. ③④②① D. ④①②③ 2. 从分子水平上对生物多样性或特异性的分析，不正确的是（　　） A. 碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分子基因的多样性 B. 碱基对特定的排列顺序，构成了每一个DNA分子基因的特异性 C. 一个含有2000个碱基的DNA分子，其碱基对可能的排列顺序有41000种 D. 人体内控制β­珠蛋白的基因由1700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41700种 典型例题2　围绕DNA分子结构的相关计算考查科学思维 经典高考题 3. DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中（A+T）/（G+C）与（A+C）/（G+T）两个比值的叙述，正确的是( ) A. 碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同 B. 前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高 C. 当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链 D. 经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1 4. 在含有4种碱基的DNA区段，有腺嘌呤a个，占该区段全部碱基的比例为b，则（　　） A. b≤0.5 B. b≥0.5 C. 胞嘧啶为a(1/2b－1) D. 胞嘧啶为b(1/2a－1) [方法提炼]　解答有关碱基计算题的“三步曲” 1．DNA分子结构中两种关系与两类化学键的比较 2．DNA分子的碱基互补配对原则及相关计算 (1)碱基互补配对原则：A一定与T配对，G一定与C配对。 (2)四个计算规律 ①规律一：一个双链DNA分子中，A＝T、C＝G，则A＋G＝C＋T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。 ②规律二：在双链DNA分子中，互补的两碱基之和(如A＋T或C＋G)占全部碱基的比值等于其任何一条单链中该种碱基比例的比值，且等于其转录形成的mRNA(T换为U)中该种碱基比例的比值。 ③规律三：在DNA双链中，一条单链的(A1＋G1)/(T1＋C1)的值与其互补单链的(A2＋G2)/(T2＋C2)的值互为倒数关系。但在整个DNA分子中该比值等于1。 ④规律四：在DNA双链中，一条单链的(A1＋T1)/(G1＋C1)的值，与该互补链的(A2＋T2)/(G2＋C2)的值是相等的，与整个DNA分子中的(A＋T)/(G＋C)的值是相等的。 考点二　DNA分子的复制及相关计算 1．DNA分子的复制 (1)概念、时间、场所 (2)过程 (3)特点：边解旋边复制(过程上)、半保留复制(结果上)。 (4)准确复制的原因和意义 ①DNA具有独特的双螺旋结构，为复制提供精确的模板，碱基互补配对原则，保证了复制能准确进行。 ②DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，保持了遗传信息的连续性。 2．染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系 3.DNA半保留复制的实验分析 (1)实验方法：放射性同位素示踪法和离心技术。 (2)实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。 (3)实验假设：DNA以半保留的方式复制。 (4)实验预期：离心后应出现3条DNA带。 ①重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA。 ②中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA。 ③轻带(密度最小)：两条链都为14N标记子代双链DNA。 (5)实验过程 (6)过程分析 ①立即取出，提取DNA→离心→全部重带。 ②繁殖一代后取出，提取DNA→离心→全部中带。 ③繁殖两代后取出，提取DNA→离心→1/2轻带、1/2中带。 (7)实验结论：DNA的复制是以半保留方式进行的。 典型例题1　围绕DNA分子复制考查生命观念和科学思维