高二生物DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制1課件

DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制中的計算攀枝花市第十二中學(xué)校概念:堿基之間的一一對應(yīng)關(guān)系叫堿基互補(bǔ)配對原則.堿基互補(bǔ)配對原則及應(yīng)用堿基配對方式:在DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制中,A與T配對,T與A配對,G與C配對,C與G配對;在轉(zhuǎn)錄時,A與U配對,T與A配對,G與C配對,C與G配對;在逆轉(zhuǎn)錄時,U與A配對,A與T配對,G與C配對,C與G配對;在翻譯時,A與U配對,U與A配對,G與C配對,C與G配對;堿基配對中最基本的等量關(guān)系A(chǔ)=TG=CA1=T2T1＝A2G1＝C2C1＝G2(A、T、G、C雙鏈DNA中四種堿基的含量；A1、T1、G1、

C1表示DNA一條鏈中四種堿基的含量；A2

、T2、C2、G2表示DNA另一條互補(bǔ)鏈中四種堿基的含量）由此推出：(一)在雙鏈DNA分子中,1.嘌呤(A+G)=嘧啶(C+T)=50%2.兩個不互補(bǔ)配對的堿基和之比等于1.即A+G/T+C=A+C/T+G=13.兩個互補(bǔ)配對的堿基和之比一般不等于1.即A+T/G+C≠17.DNA分子中某堿基所占的比例,等于該DNA分子中每一單鏈該堿基比例之和的一半.即A=(A1+

A2)/2T=(T1+

T2)/2G=(G1+

G2)/2C=(C1+

C2)/2(三)DNA分子的一條鏈與整個DNA分子間的關(guān)系8.依據(jù)A=TG=CA1=T2T1＝A2G1＝C2C1＝G2

由此推出A=T=A1+T1/2=A2+T2/2G=C=G1+C1/2=G2+C2/2注意，在7、8、9中各字母代表的僅是含量。9.DNA分子中兩個互補(bǔ)配對的堿基和占堿基總數(shù)的比值,與該DNA分子中每一單鏈的該比值相同.即:A+T=A1+T1=A2+T2C+G=C1+G1=C2+G2解題方法:

1.畫圖最直觀2.實施等量代換3.注意用腳碼標(biāo)注4.注意區(qū)分已知條件屬于上述哪種情況5.規(guī)律很多,不必硬記,重在掌握解題方法題型示例例1.某DNA分子片段中，胞嘧啶有240個，占全部堿基的30%，問在這片段中，腺嘌呤有()A.240B.48C.800D.160解析：題中所給條件是胞嘧啶240個，占全部堿基的30%，而要求求的是腺嘌呤的數(shù)量，所以首先要求出這個DNA分子中的堿基總數(shù)。堿基總數(shù)=240÷30%=800個。DNA分子是雙鏈的是，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，A=T，G=C，由此可知G+C=240+240=480個，則A+T=800-(C+C)＝800-480=320，因A＝T，所以A=160。正確解答這道題的關(guān)鍵是要正確運(yùn)用堿基互補(bǔ)配對原則。答案：D例2：一個具有1000個堿基對的DNA分子，如果腺嘌呤的含量為20％，則含胞嘧啶的堿基對為

A、200個B、300個C、400個D、600個

解析：根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，A=T=20％，則G=C=30％，G+C=30％+30％=60％，然則含胞嘧啶的堿基對為60％，即1000×60％=600個

答案：D例4.若DNA分子的一條鏈中(A+T)/(G+C)=a，則其互補(bǔ)鏈中該比值為（）

A.aB.1/aC.1D.1-1/a解析：設(shè)已知鏈為1鏈,則已知條件是(A1+T1)/(G1+C1)=a,要求的是(A2+T2)/(G2+C2)=因為A1=T2T1=A2,所以(A1+T1)=(A2+T2),同理(G1+C1)=(G2+C2),將腳標(biāo)1用與之相等的腳標(biāo)2代換,即可得到答案.答案:A例5.下列哪項對雙鏈DNA分子的敘述是錯誤的（）

A.若一條鏈A和T的數(shù)目相等，則另一條鏈A和T的數(shù)目也相等

B.若一條鏈G的數(shù)目為C的兩倍，則另一條鏈G的數(shù)目為C的0.5倍

C.若一條鏈A：T：G：C＝1：2：3：4，則另一條鏈的相應(yīng)堿基比為2：1：4：3

D.若一條鏈A：T：G：C＝1：2：3：4，則另一條鏈的相應(yīng)堿基比為1：2：3：4解析：雙鏈DNA分子中的堿基配對遵循堿基互補(bǔ)配對原則，A與T配對，G與C配對，即A＝T，G＝C。若一條鏈中A＝T，那么其互補(bǔ)鏈中也必定是A＝T；若一條鏈中G＝2C，由于其互補(bǔ)鏈中的C與G分別等于已知鏈中的G與C，因此互補(bǔ)鏈中的G（1/2）C；若已知鏈中的A：T：G：C＝1：2：3：4，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，其互補(bǔ)鏈中的相應(yīng)堿基比就等于已知鏈中的T：A：C：G＝2：1：4：3。答案：D例7：已知某DNA分子G與C占全部堿基數(shù)的48％，它的一條模板鏈中C與T分別占該鏈堿基總數(shù)的26％和24％，問由它轉(zhuǎn)錄的RNA鏈中尿嘧啶與胞嘧啶分別占堿基總數(shù)的

A、24％和22％B、28％和26％C、28％和22％D、48％和52％

分析：題目是求RNA的堿基含量，RNA是由DNA模板鏈嚴(yán)格按照堿基互補(bǔ)配對原則轉(zhuǎn)錄而來的，雖然某種堿基名稱改變了（RNA中沒的胸腺嘧啶，而有尿嘧啶），但其對等關(guān)系還是存在的。由于在DNA分子中G+C=48％，則A+T=52％。據(jù)公式10可知A1+T1=52％（設(shè)該模板鏈為1鏈），則A1=52％—24％=28％，又因G1+C1=48％，則G1=48％—26％=22％。在轉(zhuǎn)錄時，A1與U配對，G1與C配對，則RNA上的U=28％，C=22％，

答案:C

例8：假設(shè)有一段mRNA上有60個堿基，其中A有15個，G有25個，那么轉(zhuǎn)錄該mRNA的DNA分子區(qū)段中，C和T的個數(shù)共有()

A.15個B.25個C.40個D.60個解析：mRNA上有60個堿基，則轉(zhuǎn)錄成該mRNA的DNA中應(yīng)有120個堿基。DNA是雙螺旋結(jié)構(gòu)，分子中有兩條鏈。按照堿基互補(bǔ)配對原則，A＝T，G=C，則在雙鏈DNA分子中，A+C=C+T。所以C+T=60。這道題有一個陷阱，即mRNA的60個堿基中，有15個A，25個G，如果把注意力集中在這兩個數(shù)據(jù)上，將無法得到一個確定的答案。答案：D

DNA復(fù)制過程中的等量關(guān)系1.一條DNA分子雙鏈,復(fù)制n次,形成子代DNA2n個,其中含親代母鏈的2個,占子代DNA總數(shù)的2/2n,親代母鏈2條,占子代DNA鏈總數(shù)的2/2n+1=1/2n2.設(shè)一條DNA分子中有腺嘌呤m個,則該DNA復(fù)制n次后,形成子代DNA分子需游離的腺嘌呤A=(2n-1)m個.3.設(shè)一條DNA分子中有腺嘌呤m個,則該DNA第n次復(fù)制,形成子代DNA分子需游離的腺嘌呤A=(2n-1)m個.例10.在基因工程中，把選出的目的基因（共1000個脫氧核苷酸對，其中腺嘌呤脫氧核苷酸460個）放入DNA擴(kuò)增儀中擴(kuò)增四代，則在擴(kuò)增儀中至少應(yīng)放入胞嘧啶脫氧核苷酸的個數(shù)是

A．600B．640

C．8100D．86400

解析：先計算基因中胞嘧啶數(shù)：根據(jù)A＝T，G＝C，算出C＝1000－460＝540，即1個基因中含有540個C；再算出基因擴(kuò)增四代增加的DNA分子數(shù)24－1＝15，所以至少放入C＝540×15＝8100。答案：C

例11如果將大腸桿菌的DNA分子用15N標(biāo)記，然后將大腸桿菌移入14N培養(yǎng)基上連續(xù)培養(yǎng)。從分析得知，第一代大腸桿菌DNA儲存的遺傳信息與親代大腸桿菌DNA儲存的遺傳信息完全相同，其原因是__________。若連續(xù)培養(yǎng)三代，此時，含15N標(biāo)記的DNA分子約占大腸桿菌DNA分子總量的多少？其原因是多少？【解析】

解題時，可用下圖表示雙鏈DNA分子復(fù)制過程：從圖解可知，第二代大腸桿菌的DNA分子是以親代的DNA分子中兩條母鏈分別為模板，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則復(fù)制而成的。第二代大腸桿菌的DNA分子總量中，含15N標(biāo)記的為2/4（即2/22）；第三代應(yīng)為2/8（即2/32）?！敬鸢浮?/p>

以親代DNA為模板，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則復(fù)制而成；25％；因DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制。[解析]根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，所有DNA分子中的四種堿基數(shù)量可表示為：A=T，G=C。即A+C=T+G；每個DNA分子兩條鏈之間的A與T相等，C與G相等，即兩條鏈間的A+T相等，C+G相等。不同的DNA分子中堿基的數(shù)目、比例和排列順序是不同的，這是導(dǎo)致DNA分子多樣性的根本原因。在一個新合成的DNA中，由DNA分子中的堿基互補(bǔ)配對，復(fù)制后整個DNA分子中（A＋T）︰（C＋G）的比值是與其模板鏈中（A＋T）︰（C＋G）的比值相同。[答案]（1）相同因為所有DNA雙鏈中，A與T的數(shù)目相同，C與G的數(shù)目相同。（2）堿基的數(shù)目、比例和排列順序不同。（3）相同[拓展分析]堿基互補(bǔ)配對原則在DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及以DNA為模板轉(zhuǎn)錄形成RNA等問題中得到廣泛的靈活應(yīng)用。例14：DNA復(fù)制方式，可以通過設(shè)想來進(jìn)行預(yù)測，可能的情況是：全保留復(fù)制、半保留復(fù)制、分散復(fù)制。

(1)根據(jù)圖3—6中的示例對三種復(fù)制作出可能的假設(shè)：①如果是全保留復(fù)制，則1個DNA分子形成2個DNA分子，其中一個是________而另一個是_________；②如果是半保留復(fù)制，則新形成的兩個DNA分子，各有__________________；

③如果是分散復(fù)制，則新形成的DNA分子中_______________。

答案：①親代的新形成的②一條鏈來自親代DNA分子，另一條鏈?zhǔn)切滦纬傻蘑勖恳粭l鏈中一些段是母鏈而另一些則是子鏈片段

(2)究竟是哪種復(fù)制方式呢？請同學(xué)們設(shè)計實驗來證明DNA的復(fù)制方式。

實驗步驟：

①在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N-DNA(對照)

②在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N-DNA(親代)。

③將親代15N大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度離心方法分離

實驗預(yù)測：①如果與對照(14N/14N)相比，子代I能分辯出兩條帶_____和____，則可以排除____________。②如果子代I只有一條__________，則可以排除_________，但不能肯定是_________________；③如果子代I只有一條中等密度帶