26DNA分子的结构和复制 高三生物复习系列教案
第四部分 遗传与进化
第26课时 DNA分子的结构和复制
一、考点内容全解
(一)本课时考点是什么?
1.DNA分子的结构
(1)结构单元——脱氧核苷酸
[特别提示]①DNA组成元素为C、H、O、N、P ②相邻的棱苷酸以3′,5′–磷酸二酯键连接成长链
(2)DNA的空间结构——双螺旋结构
(二)DNA分子复制
(1)DNA复制的概念、时期和场所
①复制概念:以亲代DNA为模板合成相同子代DNA的过程
②复制时期:有丝分裂间期,减数分裂第一次分裂前间期
③复制场所:细胞核(主要),线粒体、叶绿体和细胞质(细胞质基因)
(2)DNA复制的机理
①碱基互补配对原则 ②边解旋边复制
(3)DNA复制的条件
①模板:亲代DNA的两条链
②原料:4种脱氧核苷酸
③能量:ATP
④酶:DNA解旋酶、DNA聚合酶等
(4)DNA复制的特点
半保留复制:新合成的子代DNA分子中的两条链,一条是从母链“继承”的,另一条为新合成的。
(5)DNA复制的意义
①遗传信息的传递,使本种保持相对稳定和延续。
②由于复制差错而出现基因突变,从而为进化提供了原始选择材料。
(二)考点例析
[例1]大豆根尖细胞所含的核酸中,含有碱基A、G、C、T的核苷酸种类共有 ( )
A.8种 B.7种 C.5种 D.4种
[解析]大豆根爽细胞中舍有Ⅳ队和RNA。DNA的基本组成单位是分别含有碱基A、G、C、T的四种脱氧核苷酸;RNA的基本组成单位是分别含有A、G、C、U的四种核糖核苷酸。
[答案]B
[特别提示]核糖校苷酸与脱氧核苷酸的结构基本相同,但有两处差异:①五碳糖不同。核糖核酸的五碳糖为核糖;②具有尿嘧啶,而无胸腺嘧啶,其他三种碱基相同。由此可见核糖核苷酸和脱氧核苷酸各有4种。
[同类变式]人、噬菌体、SARS病毒的核酸中各有多少种核苷酸 ( )
A.8、4、4 B.7、4、4 C.5、4、4 D.8、5、5
[解析]从二个方面进行分析:①核酸的种类。人为细胞形态的生命,具有DNA和RNA:噬菌体为DNA病毒,SARS为RNA病毒,只有RNA。②结合[例1]分析知每种核酸对应4种核苷酸。
[答案]A
[例2]遗传信息是指 ( )
A.有遗传效应的脱氧核苷酸序列 B.脱氧核苷酸 C.氨基酸序列 D.核苷酸
[解析]DNA分子具有特异性。不同物种DNA分子,核苷酸数目、排列顺序各不相同,其中,有遗传效应的脱氧核苷酸序列(基因)即代表不同的遗传信息,能指导合成特定功能的蛋白质。
[答案]A
[同类变式]对细胞中某些物质的组成进行分析,可以作为鉴别真核生物的不同个体是否为同一物种的辅助手段,一般不采用的物质是 ( )
A.蛋白质 B.DNA C.RNA D.核苷酸
[解析]本例是[例2]的拓展延伸。不同物种具有不同遗传信息→不同DNA→不同mRNA→不同蛋白质,三者都存在物种拍异性,而核苷酸并无物种特异性,因而不能作为鉴别物种个体的依据。
[答案lD
[例3]以下四个双链DNA分子中稳定性最差是 ( )
A.G-C-T-A-A-A-C-C-…-T-T-A-C-G 其中A占25% B.G-C-T-A-A-C-C-…-T-T-A-C-G-A 其中T占30%
C.G-C-A-A-C-C-…-T-T-A-C-G-T-A 其中G占25% D.T-A-A-A-C-C-…G-C--T-T-A-C-G 其中C占30%
[解析]DNA分子中双链间以碱基对相连,即A=T,G≡C,因而G≡C碱基对含量越高分子越稳定,反之越不稳定。A、B、C、D四个双链DNA分子G≡C碱基对含量依次为50%、40%、50%、30%,其中稳定性最差的是D。
[答案]D
[例3]含有32P或31P的磷酸,两者化学性质几乎相同,都可参与DNA分子的组成,但32P比31P质量大。现将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中,连续培养数代后得到G0代细胞。然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养,经过第1、2次细胞分裂后分别得到G1、G2代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取出DNA.经密度梯度离心后得到结果如图。由于DNA分子质量不同,因此在离心管内的分布不同。若①②③分别表示轻、中、重三种DNA分子的位置,请回答:
(1) G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的:G0 ,G1 ,G2
(2) G2代在①、②、③三条带中DNA分子数的比例是
(3)图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是: 条带① ,条带②
(4)上述实验结果证明DNA的复制方式是 。DNA的自我复制能使生物的 保持相对稳定。
[解析]首先应当理解轻、中、重三种DNA的含义:由两条链合31P的脱氧核苷酸组成的是轻DNA;由一条链舍31P的脱氧核组成的链与另一条含32P的脱氧核苷酸组成的链形成的是中DNA;由两条含32P的脱氧柱核酸组成的链形成的是重DNA。
根据DNA半保留复制的特点:G0代细胞中的DNA全部是轻DNA;G1代是以G0代细胞中的DNA为模板,以含32P的脱氧核苷酸为原料形成的两个DNA分子,全部为中DNA;G2代是以G1代细胞DNA为模板,以含32P的脱氧核苷酸为原料形成的4个DNA分子,其中有两个DNA分子,母链含31P,子链含32P为中DNA;另两个DAN分子,母链、子链全为32P,是重DNA。 G2代以后除两个中DNA外,其他均为重DNA。