2022届高三一轮复习生物：专题十六 DNA的结构与复制 知识总结.docx

1、DNA的结构与复制一、DNA的结构1、DNA的化学组成 全称：脱氧核糖核酸 元素组成：C、H、O、N、P。 组成物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基（A/ T /C /G 4种）。 基本单位（单体）：4种脱氧（核糖）核苷酸2、DNA分子的空间结构（1）双螺旋结构的创建者：沃森和克里克。（2）DNA分子的双螺旋结构 结构特点：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。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。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一定与T配对；G一定与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补

2、配对原则。（3）易错点：一条DNA单链中，相邻的两个碱基之间通过脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖连接。双链DNA分子中相邻的2个碱基之间通过氢键相连接。G、C碱基含量越高，DNA分子的稳性更强（氢键多）。每条脱氧核苷酸链上都只有1个游离的磷酸基团，因此DNA分子中含有2个游离的磷酸基团。DNA分子中，1个脱氧核糖与2个或1个磷酸基团相连。氢键的断裂需要DNA解旋酶、RNA聚合酶或高温的作用，而氢键的形成不需要酶的催化。磷酸二酯键可以被限制酶或DNA酶切断，可以用DNA连接酶或DNA聚合酶连接。（4）DNA分子的结构特性 a、稳定性：两条单链，磷酸和脱氧核糖交替连接的方式不变， 碱基互补配对的方式不变。

3、 b、多样性：DNA分子中碱基对排列顺序多种多样，n个碱 基对的排列顺序最多为4n种。 c、特异性：每种DNA有区别于其他DNA的特定碱基排列 顺序。（DNA指纹技术）基因探针：即核酸探针，是一段带有检测标记，且顺序已知的，与目的基因互补的核酸序列(通常为单链DNA或RNA)。基因探针通过分子杂交与目的基因结合，产生杂交信号，能从浩瀚的基因组中把目的基因显示出来。（5）DNA分子中碱基数目相关计算某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是（ ）二、DNA的复制1、DNA分子复制

4、方式的探究（假说演绎法）（1）假说一：全保留复制子代的DNA分子双链都是新合成的（2）假说二：半保留复制（沃森和克里克）每个子代DNA均由1条母链和1条子链组成。2、演绎推理 思路：设法把新合成的单链与原来的链做上不同标记，然 后观察它们在子代DNA中的分布情况。3、实验验证研究者：梅塞尔森和斯塔尔实验原理：15N和14N是氮元素的两种稳定同位素，这两种 同位素的相对原子质量不同。含15N的DNA比含14N的DNA 密度大，因此，利用离心技术可以在试管中区分含有不同氮 元素的DNA。（利用DNA分子对紫外光有吸收的特点确定 DNA在密度梯度离心后在离心管中所处的位置，深色区域 是紫外光被一定程

5、度吸收而形成的。）实验材料：大肠杆菌方法：同位素标记法和密度梯度离心法实验过程：（仅比较b和c不能证明DNA的复制方式是半保留复制，需要综合比较a、b、c）实验结论：DNA的复制方式是半保留复制。4、DNA复制的过程（1）概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程（2）时间：主要是细胞分裂前的间期（有丝分裂、减）（3）场所： 真核生物：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体 原核生物：拟核（主要）细胞质基质（如质粒）（4）条件：注意：PCR过程中，提供的原料是dATP、dTTP、dGTP、dCTP，这些原料可以在合成DNA时，脱去两个磷酸基团的过程中为DNA的合成供能。（5）过程：解旋合成互补子链形

6、成子代DNA （两条子链的延伸方向均为：53）（6）方式：半保留复制（7）特点：边解旋边复制 真核生物：多起点 双向复制 原核生物：单起点 双向复制（8）意义：使遗传信息从亲代传给了子代，保持了遗传信息 的连续性。（9）准确复制的原因： DNA独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板 碱基互补配对原则使复制准确无误地进行（特殊情况 会发生基因突变）5、DNA复制的有关计算DNA分子复制为半保留复制，若将一个被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养（复制）若干代，其结果分析如下：（1）子代DNA分子数 子代DNA分子总数=2n个 含15N的DNA分子数=2个 含14N的DNA分子数=2n个

7、只含15N的DNA分子数=0个 只含14N的DNA分子数=(2n-2)个 同时含有14N、15N的DNA有2个（2）子代脱氧核苷酸链数 子代DNA分子中脱氧核苷酸链数=2n+1条 含15N的脱氧核苷酸链数=2条 含14N的脱氧核苷酸链数=(2n+12)条（3）消耗的脱氧核苷酸数 设亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个，则： 经过n次复制,共消耗游离的该脱氧核苷酸m(2n-1)个。 在第n次复制时,共消耗游离的该脱氧核苷酸m2n-1个。6、与细胞分裂有关的计算7、DNA作为遗传物质所具备的特点（1）在细胞生长和繁殖的过程中能够准确地自我复制，使得 前后代具有一定的连续性；（2）能够指导蛋白质的合成，从而控制生物体的性状和新陈 代谢过程；（3）具有储存大量遗传信息的潜在能力；（4）结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突 变以后还能继续复制，并能遗传给后代。