2025届高三生物一轮复习课件第18讲 DNA的结构、基因通常是有遗传效应的DNA片段

基因通常是有遗传效应的DNA片段 第18讲 DNA的结构、 一、DNA双螺旋结构模型的构建 1. DNA由4种脱氧核苷酸构成 腺嘌呤 （A） ， 鸟嘌呤 （G） ， 胞嘧啶 （C） ， 胸腺嘧啶 （T） 一、DNA双螺旋结构模型的构建 2. DNA的基本单位 DNA的基本单位－脱氧核苷酸 磷酸 4 ′ 5 ′ 3′ 组成元素：C、H、O、N、P T 胸腺嘧啶 1′ 2′ 脱氧 核糖 一、DNA双螺旋结构模型的构建 2. DNA的基本单位 脱氧核苷酸的种类 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 沃森和克里克搭建双螺旋模型： 脱氧核糖-碱基交替排列为骨架，两条链的之间以 相同的碱基配对。 C=G 沃森和克里克搭建正确的双螺旋模型： 脱氧核糖-碱磷交替排列为骨架，两条链的之间以A与T配对，C与G配对。1953年发表论 文，1962年获得诺奖。 和 拍摄非常清晰的DNA的X 射线衍射照片。 和 根据不清晰的DNA的X射线衍射照片发现DNA是螺旋结构。 发现：DNA分子中A=T， 搭建了三链模型 3 、构建过程 结构模型 脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1'-C, 与磷酸基团相连的碳叫作5'-C 。DNA的 一条单链具有两个末端，一端有一个游 离的磷酸基团，这一端称作5'-端，另 一端有一个羟基 (-OH) , 称作3'-端。 DNA的两条单链走向相反，从双链的 一端起始，一条单链是从5'-端到3'-端 的，另一条单链则是从3'-端到5'-端的。 DNA双螺旋结构的形成 2 3 DNA双螺旋结构模型的特点 （1）DNA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。 （2）DNA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(腺嘌呤）一定与T(胸腺嘧啶）配对；G(鸟嘌呤）一定与C(胞嘧啶） 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。 注意：每条脱氧核苷酸链在5 ′端都只有一个游离的磷酸基团，因此DNA分子中只含有2个游离的磷酸基团。 每个脱氧核糖一般连接几个磷酸？ 2个 DNA单链中碱基的连接？ “—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—” DNA中游离的磷酸基团？ 2个 DNA的空间结构 5' 3.DNA的特性 ①多样性：碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性→遗传信息的多样性→ 蛋白质分子的多样性→生物的多样性 ②特异性：每个DNA分子碱基对的排列顺序是特定的，构成了每个DNA分子的特异性→遗 传信息的特异性→蛋白质分子的多样性→生物的特异性。 ③稳定性：DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成，盘旋成双螺旋结构。磷酸和 核糖交替连接，排列在外侧构成基本骨架；碱基排列在内测。两条链上的相邻碱基通过 氢键相连，碱基间遵循碱基互补配对原则。 4.DNA的功能：携带遗传信息。 5. DNA的结构解题技巧训练 (1)双链DNA分子中，两不互补碱基之和的比值等于1。 ∵A=T， C=G ∴ ( A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1 (2)双链DNA分子中，两 不互补碱基之和占碱基总数的50% 。 ∵A=T， C=G ∴ A+G=T+C =A+C=T+G= 50% T2+C2 n T2+G2 n (3)双链DNA分子中，互补的两条链中两不互补碱基之和的比值互为倒数。 5. DNA的结构解题技巧训练 (4)在双链DNA分子中，两互补碱基之和之比等于任意一条链中的两互补 碱基之和之比 5. DNA的结构解题技巧训练 例题1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？ 因为DNA分子中，A+G=T+C。所以，A=50% -23%=27% 例题2、在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0.4， 上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？ 2.5 1 ; 例题3、某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%， 其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱 基总数的百分含量。 A＋T=54% G+C=46% 24% 例.已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链中 的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中，T和C 分别占该链碱基总数的( B ) A.32.9%,17.1% B.31.3%,18.7% C.18.7%,31.3% D.17.1%,32.9% 解析：互补的碱基之和的比例在DNA的任何一条链中及整个DNA分子 中都相等，由G与C之和占全部碱基总数的35.8%，T和C分别占一条链 碱基总数的32.9%和17.1%，可知A占这条链碱基总数的1－35.8%- 32.9%＝31.3%，G占这条链碱基总数的35.8%－17.1%＝18.7%，根据 碱基互补配对原则，它的互补链中T、C的比例分别为31.3%、18.7%。 (2021 ·广东,5,2分,难度★)DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自 然科学的伟大成就之一。下列研究成果中,为该模型构建提供主要依 据的是 ( ) ①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验 ②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱 ③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等 ④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制 A.①② B.②③ C.③④ D.①④ (2017 · 海南,24,2分,难度★)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 (2021 · 北京,4,2分,难度★)酵母菌的DNA中碱基A约占32%,关于酵母菌 核酸的叙述错误的是( ) A.DNA复制后A约占32% B.DNA中C约占18% C.DNA中 (A+G)/(T+C)=1 D.RNA中U约占32% 基因通常是有遗传效应的DNA片段 1.基因与DNA (1)遗传信息：指基因中的脱氧核苷酸的排列顺序。不同基因的脱氧核苷酸的排列顺 序不同，含有的遗传信息不同。 一个DNA的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸 交替连接而成，从头到尾没有变化。两 条链间碱基互补配对的原则不变.不同的 基因，四种脱氧核苷酸（碱基）的排列 顺序不同。 T A C 研究表明，DNA分子能够储存足够量的遗传信 息；遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱 基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性， 而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分 子的特异性；DNA分子的多样性和特异性是生物体 多样性和特异性的物质基础。DNA分子上分布着多 个基因，基因是有遗传效应的DNA片段。 1.基因与DNA (1)遗传信息：指基因中的脱氧核苷酸的排列顺序。不同基因的脱氧核苷酸的排列顺 序不同，含有的遗传信息不同。 注意: • 并非任何一个DNA片段都是基因，只有具有遗传效应的DNA片段才是基因。DNA 包括基因与非基因的碱基序列。 • 对于RNA病毒来说，基因就是具有遗传效应的RNA片段。 • 生物体的DNA分子数目小于基因数目。生物体内所有基因的碱基总数小于DNA 分子的碱基总数。 • 在人类的DNA分子中，核苷酸序列多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全 相同， 因此，DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。 • 从进化的角度来看基因不能是碱基的随机排列。 综上：基因通常是有遗传效应的DNA片段。 染色体是DNA的主要载体 每个染色体上有一个或两个DNA分子 DNA DNA是主要的遗传物质 基因通常是有遗传效应的DNA片段 每个DNA分子上有许多基因 基因中的脱氧核苷酸排列顺 序代表着遗传信息 每个基因由许多脱 氧核苷酸组成 2.基因、DNA、染色体之间的关系 是遗传物质的结构和功能单位 脱氧核苷酸 染色体 基因 启动子 终止子 编码区： 编码蛋白质 ,连续不间断 非编码区 { ②调控遗传信息表达,上游的RNA聚合酶结合位点 与RNA聚合酶结合位点 非编码区 编码区上游 非编码区 编码区下游 原核细胞的基因结构 ①不编码蛋白质。 编码区 非编码区 编码区 外显子 内含子 原核细胞基因结构 RNA聚合酶结 非编码区 合位点 连续的，并翻译成蛋白质 间隔、不连续，外显子编码蛋白质 非编码区：不编码蛋白质，调控遗传信息的表达 真核细胞基因结构 原核细胞 真核细胞 编码区 真、原核细胞基因的结构 例.在人类的基因组中，编码蛋白质的基因序列只占人类基因组全长的2%， 其余98%的序列都是非编码序列。研究表明，这些非编码序列也具有重要功 能，如内含子序列，基因与基因之间的间隔区序列，都能转录为非编码RNA。 它们虽然不能被翻译为蛋白质，但是发挥着重要的生理和生化功能。有科 学家建议将这些转录生成此类非编码RNA的DNA片段称为RNA基因。下列有关 说法正确的是( B ) A.RNA基因的基本单位是核糖核苷酸 B.tRNA是由DNA的非编码序列转录形成的 C.生物遗传信息的多样性仅由基因的编码区决定 D.人体细胞内的DNA是主要的遗传物质 明这两种生物的亲缘关系越近，这是为什么？ 【提示】形成杂合双链区的部位越 多，则DNA碱基序列的一致性越高， 说明在生物进化过程中，DNA碱基序 列发生的变化越小，因此亲缘关系 越近。 P62 1. DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异。 当两种生物的DNA单链具有互补的碱基序列时，互补的碱基序列就会 结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然 是两条游离的单链（如图所示）。形成杂合双链区的部位越多，说 谢谢！ $$