基因的本质 第二课时

考纲要求： 1、掌握DNA分子的结构及特点 2、能灵活利用碱基互补配对原则解决相关的计算 3、掌握DNA分子的复制过程、条件及特点等相关内容 4、能熟练解决与复制有关的计算

引入 1、将双链DNA彻底水解，得到的产物是 A 两条脱氧核苷酸链 B 四种脱氧核苷酸 C 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 D C、H、O、N、P五种元素 2、有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构中有一个腺嘌呤，则它的其他组成应是 A 两个磷酸、两个核糖和一个胸腺嘧啶 B 两个磷酸、两个核糖和一个胞嘧啶 C 两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶 D 两个磷酸、两个脱氧核糖和一个尿嘧啶 3、在一个有100个碱基对的DNA分子中含有35个胸腺嘧啶，问这个DNA分子中含有多少个胞嘧啶？ A 不确定 B 65个 C 35个 D 80个 4、已知某DNA分子含有1000个碱基对，其中一条链上A：G：T：C=1：2：3：4，问另一条链上这四种碱基的比例是 C A 1：2：3：4 B 4：3：2：1 C 3：4：1：2 D 4：1：3：2 C C B C

一、DNA（脱氧核糖核酸）的结构： 1、元素组成： C、H、O、N、P 一分子磷酸 2、基本单位： 每个脱氧核苷酸 一分子脱氧核糖 3 4 5 1、元素组成： C、H、O、N、P 一分子磷酸 2、基本单位： 每个脱氧核苷酸 一分子脱氧核糖 一分子含氮碱基： 脱氧核苷 （四种） T A G C 1、两条脱氧核苷酸长链按 ____________盘旋成双螺旋结构。 反向平行方式 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 2、DNA分子中的_____________交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；________排列在内侧 脱氧核糖和磷酸 腺嘌呤脱氧核苷酸 3、空间结构： 碱基 3、DNA双链上的碱基通过_____并按照__________________：A—T；C—G（A与T之间是两个氢键，C与G之间是三个氢键） 氢键 鸟嘌呤脱氧核苷酸 碱基互补配对原则 胞嘧啶脱氧核苷酸 DNA的结构是由美国生物学家沃森和英国物理学家克里克共同构建的

4、由DNA结构特点总结出的规律： （1）在整个双链DNA分子中，A=T C=G （2）对于不同的DNA分子来讲，（A+C）/（T+G）= 1或 （A+G）/（T+C）= 1，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数；任意两个不互补的碱基总数占全部碱基数的一半； 不同生物的DNA分子碱基组成不同即（A+T）/（G+C）比例不同。 （3）如果（A1+C1）/（T1+G1）=b 那么（A2+C2）/（T2+G2）=1/b （4)（A+T）/（C+G）=（A1+T1）/（C1+G1）=（A2+T2）/（C2+G2） 即（A1+T1）/（A1+T1+C1+G1）=（A2+T2）/（A2+T2+C2+G2） =(A+T)/(A+T+C+G) 一个DNA分子中互补的碱基之和所占的比例=其中每一单链中这两种碱基之和占单链中碱基数的比例。 （5）若A1/（A1+T1+C1+G1）=a； A2/（A2+T2+C2+G2）=b 则A/（A+T+C+G）=（a+b）/2。在双链DNA分子中，某碱基占碱基总量的百分数等于每条链中该碱基占本链百分数的平均值。

练习 5．有关DNA分子的主链构成方式及其动态变化的下列概括中，正确的是（多选） A．由核糖和磷酸交替排列组成 B．两条主链呈反向平行 C．两条主链有规则盘绕成双螺旋 D．主链排列在双螺旋外侧并相对稳定不变 6、在DNA分子中，一条链上A+C/T+G=a，则另一条互补链上以及整个双链DNA中此比例为 A a、1 B 1/a、1 C a、a D a、1/a 7、双链DNA分子中C+G=44%，其中一条链中A=26%，C=20%则其互补链中A和C分别占该链全部碱基的百分比为 A 28%，22% B 30%，24% C 26%，20% D 24%，30% 8、在一个双链DNA分子中，其中一条链上的腺嘌呤占该链的23%，另一条链上的腺嘌呤占该链的29%，问在整个DNA分子中腺嘌呤占所有碱基数的百分比是 A 23% B 29% C 26% D 52% BCD B B C

5、DNA分子的特点： 稳定的双螺旋空间结构 稳定性 构成DNA的四种脱氧核苷酸和数目和排列顺序的多变 多样性 每个特定的DNA分子中都具有特定的碱基排列顺序，而特定的碱基排列顺序代表了遗传信息 特异性 同一生物个体的每个体细胞都是由受精卵经有丝分裂产生的，在细胞分裂过程中，遗传物质进行了复制并平均分配给子细胞；在细胞分化过程中，DNA种类、数量不发生变化，而细胞形态、功能的差异则是由于基因选择性表达的结果。 真核细胞中DNA主要分布于细胞核，此外在叶绿体和线粒体中也含有少量的DNA；在原核细胞中主要分布于拟核，此外质粒也是由DNA构成的；多数DNA都是双链结构；DNA可以溶于一定浓度的NaCl溶液，但不溶于酒精；DNA可被甲基绿染成绿色，也可与二苯胺水浴加热变蓝。 同一个体不同组织细胞的DNA种类、数量相同

练习 9、DNA指纹技术是法医物证学上进行个人身份认定的主要方法，人的DNA指纹是指 A 双螺旋结构 B 磷酸和脱氧核糖的排列顺序 C 碱基配对原则 D 脱氧核苷酸的排列顺序 10、在人类染色体DNA不表达的碱基对中，有一部分是串联重复的短序列，它们在个体之间具有显著的差异性，这种短序列可用于 A 侦察罪犯 B 生产基因工程药物 C 基因治疗 D 遗传病的产前诊断 11、在DNA分子双螺旋结构中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有两个氢键，胞嘧啶与鸟嘌呤之间有三个氢键，现有四种DNA样品，根据样品中碱基的百分比含量判断最有可能来自嗜热菌的是 A 含胸腺嘧啶32%的样品 B 含腺嘌呤17%的样品 C 含腺嘌呤30%的样品 D 含胞嘧啶15%的样品 D A B

二、DNA分子复制的过程 1、概念 2、复制时间： 3. 复制方式： 4、复制条件 （1）模板： （2）原料： （3）能量： （4）酶： 5、复制特点： 6、复制场所： 7、复制后存在的位置： 8、复制后分开的时间： 9、复制意义： 以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程 a b c d 3` 5` 有丝分裂或减数第一次分裂间期 半保留复制 亲代DNA分子两条脱氧核苷酸链 4种游离的脱氧核苷酸 ATP 解旋酶、 DNA聚合酶等 边解旋边复制 主要在细胞核中，线粒体和叶绿体也存在。 位于两条姐妹染色单体上 着丝点分裂时 保持了遗传信息的连续性。 DNA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复制能够准确地进行；DNA的复制是由5`端到3`端，因而两条链的复制方向相反。

亲本DNA分子

亲本DNA分子 第一次复制

21 第一代DNA分子 第一次复制结束

第一代DNA分子 第二次复制

22 第二代DNA分子 第二次复制结束

第二代DNA分子 第三次复制

23 第三代DNA分子 第三次复制结束

2n 第n代DNA分子 第n次复制

证明DNA是半保留复制的实验证据 放在含有14N的培养液中培养 第二代 第三代 中 第一代 亲本 重链 轻 1/4中、3/4轻 轻 重 全部 第一次复制 放在含有14N的培养液中培养 14N 第三次复制 第二次复制 中 轻链 中 全部 1/2中、1/2轻

10、与DNA复制有关的计算 （1）一个DNA连续复制n次后，DNA分子总数为：2n （2）复制n次产生的所有DNA分子中含有原DNA母链的有2个，占1/2（n-1） 而脱氧核苷酸链则占所有脱氧核苷酸链的1/2n （3）若某DNA分子中含碱基T为a个，则连续复制n次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a(2n-1)（其它三种碱基也是如此计算）

练习 B C C C 12．下列关于DNA复制的叙述中，正确的是 A．一个DNA通过一次复制后产生四个DNA分子 B．DNA复制发生在细胞有丝分裂间期和减数第一次分裂间期 C．DNA双螺旋结构全部解链后，才开始DNA的复制 D．游离的四种脱氧核苷酸在DNA酶的作用下合成新的子链 13．用15N标记某噬菌体DNA，然后再侵染细菌，假设细菌破裂后共释放出16个噬菌体，则这些噬菌体中有几个不含15N A． 2 B． 8 C． 14 D． 16 B C 14、一个DNA有1000个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的20%，如果连续复制两次，参加到复制过程中的游离的脱氧核苷酸中的胞嘧啶有多少 A 600 B 1200 C 1800 D 2400 15、一个双链DNA分子中G+A=140个，G+C=240个，在以该DNA分子为模板的复制过程中共用去140个胸腺嘧啶,则该DNA分子共复制了 A、1次 B、2次 C、3次 D、4次 C C

A CD 16、关于右图DNA分子片段的说法正确的是 A．限制性核酸内切酶可作用于①部位，解旋酶作用于③部位 B．②处的碱基缺失导致染色体结构的变异 C．把此DNA放在含15N的培养液中复制2代，子代中含15N的DNA占3/4 D．该DNA的特异性表现在碱基种类和（A+T）/（G+C）的比例上 ① G C A T 15N 14N ② ③ … 17．右图示DNA分子复制的片段，图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。 一般地说，下列各项正确的是（多选） A．a和c的碱基序列互补 B．b和c的碱基序列相同 C．a链中(A+T)／(G+C)的比值与b链中同项比值相同 D．a链中(A+T)／(G+C)的比值与c链中同项比值相同 CD

（2）新合成的DNA分子与模板DNA分子完全相同的原因是 18、资料显示，近十年来，PCR技术（DNA聚合酶链式反应技术）成为分子生物实验的一种常规手段，其原理是利用DNA半保留复制的特性，在试管中进行DNA的人工复制（如下图），在很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使分子生物实验所需的遗传物质不再受限于活的生物体。请据图回答： （1）加热至94℃的目的是使DNA样品的 键断裂，这一过程在生物体细胞内是通过 酶的作用来完成的。通过分析得出新合成的DNA分子中，A=T，C=G，这个事实说明DNA分子的合成遵循 。 （2）新合成的DNA分子与模板DNA分子完全相同的原因是 _______________________________________________ 和 。 （3）通过PCR技术使DNA分子大量复制时，若将一个用15N标记的模板DNA分子（第一代）放入试管中，以14N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制到第五代时，含15N标记的DNA分子单链数占全部DNA总单链数的比例为 。 氢 解旋 碱基互补配对原则 以模板DNA分子的一条链为模板进行半保留复制 复制过程中严格遵循碱基互补配对原则 1/16