第13講 DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及 遺傳信息的傳遞與表達(dá),考試標(biāo)準(zhǔn),1.DNA的分子結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)：(1)核酸分子的組成(a)；(2)DNA分子的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)(b)；(3)活動(dòng)：制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型(b)。2.遺傳信息的傳遞：(1)DNA分子的復(fù)制(b)；(2)活動(dòng)：探究DNA的復(fù)制過(guò)程(c)。3.遺傳信息的表達(dá)：(1)DNA的功能(a)；(2)DNA與RNA的異同(b)；(3)轉(zhuǎn)錄、翻譯的概念和過(guò)程(b)；(4)遺傳密碼、中心法則(b)；(5)基因的概念(b)；(6)復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的異同。,考點(diǎn)一 DNA分子的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)(a、b/a、b),知識(shí)梳理,1.DNA分子的化學(xué)組成(a/a),(1)基本組成元素： (2)基本單位,脫氧核糖核苷酸,C、H、O、N、P,胞腺嘧啶,腺嘌呤,2.DNA分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) (b/b),(1)DNA分子由兩條長(zhǎng)鏈按 方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu) a.外側(cè)(基本骨架)：一個(gè)脫氧核苷酸的 與另一個(gè)脫氧核苷酸的 結(jié)合。 b.內(nèi)側(cè)： 。 (2)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則：兩條鏈上的堿基通過(guò) 形成堿基對(duì)，且腺嘌呤與 通過(guò)兩個(gè)氫鍵相連，鳥(niǎo)嘌呤與 通過(guò)3個(gè)氫鍵相連。 (3)卡伽夫法則：在DNA分子中，A與T分子數(shù)相等，G與C分子數(shù)相等，但AT的量不一定等于GC的量。 (4)空間結(jié)構(gòu)：規(guī)則的 結(jié)構(gòu)。,反向平行,脫氧核糖,磷酸基團(tuán),堿基對(duì),氫鍵,胸腺嘧啶,胞嘧啶,雙螺旋,1.DNA分子結(jié)構(gòu)的“五四三二一”,2.DNA堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的有關(guān)計(jì)算 規(guī)律1：互補(bǔ)的兩個(gè)堿基數(shù)量相等，即AT，CG。 規(guī)律2：任意兩個(gè)不互補(bǔ)的堿基之和占總堿基數(shù)的50%。 規(guī)律3：一條鏈中互補(bǔ)堿基的和等于另一條鏈中這兩種堿基的和。,1.(2016浙江溫州檢測(cè))有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的敘述中，不正確的一項(xiàng)是( ),A.每個(gè)DNA分子(雙鏈)都含有4種脫氧核苷酸 B.每個(gè)DNA分子中脫氧核糖上連接一個(gè)磷酸和一個(gè)堿基 C.DNA分子兩條鏈中的堿基通過(guò)氫鍵連接起來(lái)，形成堿基對(duì) D.某一段雙鏈DNA分子中若含有20個(gè)胞嘧啶，就一定會(huì)同時(shí)含有20個(gè)鳥(niǎo)嘌呤,知識(shí)梳理,解析 每個(gè)DNA分子(雙鏈)都含有4種脫氧核苷酸，A正確；DNA分子中絕大多數(shù)脫氧核糖上連接2個(gè)磷酸和一個(gè)堿基，只有末端的脫氧核糖連接一個(gè)磷酸和一個(gè)堿基，B錯(cuò)誤；DNA分子兩條鏈中的堿基通過(guò)氫鍵連接起來(lái)，形成堿基對(duì)，C正確；雙鏈DNA分子中堿基之間的配對(duì)遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，且互補(bǔ)配對(duì)的堿基彼此相等，即AT、CG。因此，某一段雙鏈DNA分子中若含有20個(gè)胞嘧啶，就一定會(huì)同時(shí)含有20個(gè)鳥(niǎo)嘌呤，D正確。 答案 B,2.非同源染色體上的DNA分子之間最可能相同的是( ),答案 D,3.已知某DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的35.8%，其中一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%。則在它的互補(bǔ)鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的( ),A.32.9%和17.1% B.31.3%和18.7% C.18.7%和31.3% D.17.1%和32.9%,B,4.下列能正確表示DNA片段的示意圖是( ),解析 DNA通常為雙鏈結(jié)構(gòu)，由4種脫氧核苷酸組成，所含堿基為A、G、C、T。A與T配對(duì)，之間有兩個(gè)氫鍵；G與C配對(duì)，之間有三個(gè)氫鍵。DNA分子的兩條鏈反向平行。 答案 D,5.(2016嘉興期末)下列關(guān)于染色體、DNA、基因的敘述，正確的是( ),A.染色體是DNA的唯一載體，基因是具遺傳效應(yīng)的DNA片段 B.一個(gè)DNA分子中，構(gòu)成基因的堿基總數(shù)和構(gòu)成DNA的堿基總數(shù)相等 C.DNA分子的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰的兩個(gè)堿基通過(guò)氫鍵相連 D.細(xì)胞中的染色體數(shù)目不會(huì)多于DNA分子數(shù)目 解析 除染色體外，DNA還可存在于線粒體或葉綠體中，基因中堿基總數(shù)遠(yuǎn)少于DNA分子中堿基總數(shù)；DNA分子中相鄰堿基通過(guò)3，5磷酸二酯鍵相連。 答案 D,考點(diǎn)二 遺傳信息的傳遞(b、c/b、c),知識(shí)梳理,1.DNA分子的復(fù)制過(guò)程圖解(b/b),解旋酶,脫氧,互補(bǔ)配對(duì),雙螺旋,2.DNA分子復(fù)制的時(shí)間、場(chǎng)所、條件、特點(diǎn)和意義,親代DNA,子代DNA,有絲分裂,減數(shù)第一次分裂,細(xì)胞核,親代DNA的兩條鏈,細(xì)胞呼吸,DNA聚合酶,形成子代DNA分子,半保留復(fù)制,連續(xù)性,特別提醒 DNA分子復(fù)制中的相關(guān)計(jì)算 DNA分子的復(fù)制為半保留復(fù)制，一個(gè)DNA分子復(fù)制n次，其結(jié)果分析如下：,(1)DNA分子數(shù) 子代DNA分子數(shù)2n個(gè)； 含有親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)2個(gè)； 不含親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)(2n2)個(gè)。,(2)脫氧核苷酸鏈數(shù) 子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)2n1條； 親代脫氧核苷酸鏈數(shù)2條； 新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)(2n12)條。 (3)消耗的脫氧核苷酸數(shù) 若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，經(jīng)過(guò)n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸數(shù)為m(2n1)個(gè)； 第n次復(fù)制所需該脫氧核苷酸數(shù)2n個(gè)DNA分子中該脫氧核苷酸數(shù)2n1個(gè)DNA分子中該脫氧核苷酸數(shù)2nmm2n1m(2n2n1)m2n1。,1.一個(gè)雙鏈均含32P的DNA分子，在不含32P的溶液中復(fù)制3次后，含32P的子代DNA分子個(gè)數(shù)是( ),A.1 B.2 C.4 D.8 解析 親代DNA分子雙鏈為32P，在不含32P的溶液中復(fù)制3次，可產(chǎn)生238個(gè)子代DNA，其中只有2個(gè)DNA含有最初的32P模板鏈，故應(yīng)選B。 答案 B,對(duì)點(diǎn)小練,2.有關(guān)真核細(xì)胞DNA分子的復(fù)制，下列敘述正確的是( ),A.復(fù)制過(guò)程中先是全部解旋，再半保留復(fù)制 B.復(fù)制過(guò)程中不需要消耗ATP C.DNA聚合酶催化兩個(gè)游離的脫氧核苷酸之間的連接 D.復(fù)制后產(chǎn)生的兩個(gè)子代DNA分子共含有4個(gè)游離的磷酸基團(tuán) 解析 雙鏈DNA復(fù)制的主要特點(diǎn)是“邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制”，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；復(fù)制過(guò)程需要“原料、酶、能量、模板、適宜的溫度和pH等”，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；DNA聚合酶是催化游離的脫氧核苷酸與一段脫氧核苷酸鏈之間形成磷酸二酯鍵，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案 D,3.用15N標(biāo)記含有100個(gè)堿基對(duì)的雙鏈DNA分子，其中有胞嘧啶60個(gè)，該DNA分子在含有14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次。其結(jié)果不可能是( ),解析 DNA連續(xù)復(fù)制4次，形成16個(gè)DNA分子，其中有2個(gè)含15N,所有的DNA分子都含14N；最初的DNA分子中含腺嘌呤脫氧核苷酸40個(gè)，復(fù)制4次，共需4015600個(gè)腺嘌呤脫氧核苷酸。,C,4.如圖為真核細(xì)胞DNA復(fù)制過(guò)程的模式圖，據(jù)圖分析，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( ),A.由圖示得知，DNA分子復(fù)制的方式是半保留復(fù)制 B.解旋酶能使雙鏈DNA解開(kāi)，且需要消耗ATP C.從圖中可以看出合成兩條子鏈的方向是相反的 D.DNA在復(fù)制過(guò)程中先全部解旋，再?gòu)?fù)制,解析 題圖所示的是真核細(xì)胞DNA復(fù)制的過(guò)程模式圖，由圖可知，DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，因?yàn)樾潞铣傻腄NA單鏈和對(duì)應(yīng)的母鏈組成了新的DNA分子；從解旋酶的參與過(guò)程可以看出，解旋酶使DNA雙鏈分開(kāi)，并且這個(gè)過(guò)程消耗了ATP；分析圖中合成的子鏈，可以看出兩條子鏈的合成方向是相反的；DNA的復(fù)制并沒(méi)有在DNA全部解旋之后，而是邊解旋邊復(fù)制。 答案 D,考點(diǎn)三 遺傳信息的表達(dá),知識(shí)梳理,1.DNA的功能(a/a),(1)攜帶和傳遞遺傳信息 遺傳信息蘊(yùn)藏在4種堿基的 之中。以自身為模板，半保留地進(jìn)行 ，保持遺傳信息的 性。 (2)表達(dá)遺傳信息 DNA能根據(jù)它所貯存的 決定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。,排列順序,復(fù)制,穩(wěn)定,遺傳信息,2.RNA的結(jié)構(gòu)與分類(b/b),(1)RNA的基本單位 (2)結(jié)構(gòu) 一般是 ，比DNA短。 (3)分布 在 內(nèi)合成，通過(guò) 進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)；或在擬核中合成，無(wú)需加工直接進(jìn)行 。,磷酸,核糖,A、U、G、C,核糖核苷酸,單鏈,細(xì)胞核,核孔復(fù)合體,翻譯,(4)分類 mRNA：將遺傳信息從細(xì)胞核內(nèi)傳遞到細(xì)胞質(zhì)中。 ：轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸，識(shí)別mRNA上的密碼子。 rRNA： 的組成成分。,tRNA,核糖體,3.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯(b/b),(1)轉(zhuǎn)錄,RNA聚合酶,堿基,堿基互補(bǔ)配對(duì),一條鏈,核糖核苷酸,mRNA,DNA,雙螺旋,核糖體,mRNA,氨基酸,轉(zhuǎn)運(yùn)RNA,多肽鏈,若干,(3)密碼子和反密碼子 密碼子存在于 上，共有 種。決定氨基酸的密碼子有 種；終止密碼子有 種，不決定氨基酸；起始密碼子有 種，決定氨基酸。 反密碼子存在于 上。 生物界的遺傳密碼是 的，這可以作為生物界統(tǒng)一性的證據(jù)。,mRNA,64,61,3,2,tRNA,統(tǒng)一,4.中心法則與基因概念(b/b),(1)中心法則(b/b) 提出者：克里克。 要點(diǎn)：遺傳信息由 傳遞到 ，然后由 決定 的特異性。 內(nèi)容圖解(用簡(jiǎn)式表示)： 。,DNA,RNA,RNA,蛋白質(zhì),(2)基因(b/b) 作用：遺傳的一個(gè) ，它在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件下控制生物的性狀。 與染色體的關(guān)系：以一定的次序排列在 上。 本質(zhì)：有功能的 ，在大多數(shù)生物中是一段 ，而在RNA病毒中則是一段 。,基本功能單位,染色體,核酸分子片斷,DNA,RNA,1.核酸種類的判斷方法 (1)DNA和RNA的判斷： 含有堿基T或脫氧核糖DNA 含有堿基U或核糖RNA (2)單鏈DNA和雙鏈DNA的判斷：,2.各種生物的信息傳遞歸納,1.遺傳學(xué)上的“密碼子”是指( ),A.DNA一條鏈上的3個(gè)相鄰堿基 B.核糖體RNA上的3個(gè)相鄰堿基 C.轉(zhuǎn)運(yùn)RNA上一端的3個(gè)相鄰堿基 D.信使RNA上決定一種氨基酸的3個(gè)相鄰堿基 解析 密碼子是指mRNA分子上決定氨基酸的3個(gè)相鄰堿基。 答案 D,對(duì)點(diǎn)小練,2.(2016浙江慈溪檢測(cè))如圖為真核細(xì)胞中多聚核糖體合成蛋白質(zhì)的示意圖，下列說(shuō)法正確的是( ),A.上圖表示翻譯過(guò)程，方向從右到左 B.上的四種脫氧核苷酸可組合成64種密碼子,代表20種氨基酸 C.上的一個(gè)密碼子只決定一種氨基酸，一種氨基酸只由一種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn) D.若中有一個(gè)堿基發(fā)生改變，則合成的多肽鏈的結(jié)構(gòu)一定發(fā)生改變,解析 根據(jù)四條多肽鏈的長(zhǎng)度可知核糖體在上的移動(dòng)方向是從右向左，A正確；是mRNA，其上的四種核糖核苷酸可組合成64種密碼子，其中的61種密碼子代表20種氨基酸，B錯(cuò)誤；一種密碼子只能決定一種氨基酸，但一種氨基酸可以由一種或幾種密碼子編碼，所以一種氨基酸可能由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)，C錯(cuò)誤；由于密碼子的簡(jiǎn)并性等原因，若中有一個(gè)堿基發(fā)生改變后，其控制合成的多肽鏈的結(jié)構(gòu)不一定發(fā)生改變，D錯(cuò)誤。 答案 A,3.下圖為轉(zhuǎn)錄過(guò)程示意圖。下列敘述正確的是( ),A.a是編碼鏈 B.b是游離的脫氧核苷酸 C.圖中RNA聚合酶的移動(dòng)方向是從右向左 D.圖示DNA雙螺旋解開(kāi)不需要RNA聚合酶 解析 圖中b為游離的核糖核苷酸，B錯(cuò)誤；圖中RNA聚合酶的移動(dòng)方向是從左向右，C錯(cuò)誤；題圖為轉(zhuǎn)錄過(guò)程，DNA雙螺旋解開(kāi)需要RNA聚合酶參與，D錯(cuò)誤。,A,4.下圖為中心法則的示意圖，其中代表DNA復(fù)制的是( ),A. B. C. D. 解析 圖中依次代表DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、逆轉(zhuǎn)錄。 答案 A,5.(2016浙江杭州五校聯(lián)考)下列關(guān)于DNA和RNA的結(jié)構(gòu)與功能的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是( ),A.區(qū)分單雙鏈DNA、單雙鏈RNA四種核酸可以依據(jù)堿基比率和種類判定 B.雙鏈DNA分子中堿基G、C含量越高，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性相對(duì)越大 C.含有DNA的生物，遺傳物質(zhì)是DNA不是RNA D.含有RNA的生物，遺傳物質(zhì)是RNA不是DNA 解析 只有在僅含RNA無(wú)DNA的病毒中，RNA才是遺傳物質(zhì)。 答案 D,1.基因是遺傳的基本功能單位，它是一段有功能的核酸，在大多數(shù)生物中即一段DNA，而在RNA病毒中，則為一段RNA。 2.DNA分子是脫氧核苷酸的多聚體，其立體結(jié)構(gòu)是規(guī)則的反向平行的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 3.DNA分子中一條鏈上的核苷酸堿基總是跟另一條鏈上的核苷酸堿基互補(bǔ)配對(duì)由氫鍵連接( 間有2個(gè)氫鍵， 間有3個(gè)氫鍵)。 4.DNA分子中AT，GC，但AT不一定等于GC，此即DNA中堿基含量的卡伽夫法則。,5.由親代DNA形成兩個(gè)完全相同的新DNA分子的過(guò)程稱DNA的復(fù)制，以復(fù)制方式合成DNA，可使得遺傳信息在傳遞過(guò)程中保持不變。 6.DNA分子復(fù)制是半保留復(fù)制，即新合成的雙鏈DNA分子總有一條鏈?zhǔn)莵?lái)自親代的DNA，另一條鏈則是新合成的。 7.轉(zhuǎn)錄是指遺傳信息由DNA傳遞到RNA上的過(guò)程，其結(jié)果是形成RNA，需RNA聚合酶參與。 8.RNA分為信使RNA、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA和核糖體RNA，其中mRNA是行使傳達(dá)DNA上遺傳信息功能的。,9.基因形成RNA產(chǎn)物以及mRNA被翻譯為蛋白質(zhì)產(chǎn)物的過(guò)程，稱為基因表達(dá)。 10.遺傳信息由DNA傳遞到RNA，然后由RNA決定蛋白質(zhì)的特異性，再加RNA為模板，反向地合成單鏈DNA(逆轉(zhuǎn)錄)和RNA為模板進(jìn)行RNA復(fù)制，此即中心法則全部?jī)?nèi)容。,