2019雲南教師資格考試生物學科知識:《DNA分子的結構與複製》

DNA分子的結構與複製是高中知識的重點部分,也是考試中常考的內容之一,這部分知識比較簡單,但是知識點比較零散,需要做好總結,另外還會涉及到相關計算,這可能是大部分考生的難點,下面就DNA分子的結構與複製進行總結一下。

2019雲南教師資格考試生物學科知識:《DNA分子的結構與複製》

(一)DNA的分子結構

1.DNA的組成元素:主要組成元素有C、H、O、N、P

2.DNA的基本單位:脫氧核糖核苷酸(4種)

3.DNA的空間結構——雙螺旋結構

(1)提出者:沃森和克里克

(2)內容

①由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈盤旋成雙螺旋結構。

②外側:脫氧核糖和磷酸交替連接構成基本骨架。

③內側:鹼基對按鹼基互補配對原則排列,鹼基依靠氫鍵連接成對:A=T;G≡C,鹼基平面間平行。

4.DNA的結構特性

(1)多樣性:DNA分子中鹼基對的排列順序多種多樣。排列種數:4n(n為鹼基對對數)。

(2)特異性:每個DNA分子的鹼基排列順序是特定的。

(3)穩定性:DNA中兩條主鏈由磷酸與核糖交替排列的順序不變,兩條鏈間鹼基互補配對的方式不變等本單位是脫氧核糖核苷酸(4種)

5.DNA的功能:攜帶遺傳信息(DNA分子中鹼基對的排列順序代表遺傳信息)。

6.有關DNA鹼基的計算(在雙鏈DNA分子中)

(1)A=T、G=C。

(2)任意兩個非互補的鹼基之和相等;且等於全部鹼基和的一半。

例:A+G=A+C=T+G=T+C=1/2全部鹼基。

(3)兩條互補單鏈中的(A+G)/(T+C)的比值互為倒數。

(4)互補配對的鹼基在兩條單鏈中所佔的比例與整個DNA分子中所佔的比例相同。

2019雲南教師資格考試生物學科知識:《DNA分子的結構與複製》

(二)DNA的複製

1.概念:以親代DNA分子兩條鏈為模板,在一定條件下合成子代DNA的過程。

2.時間

(1)體細胞:有絲分裂間期。

(2)有性生殖細胞:減數第一次分裂間期。

3.場所:主要在細胞核。

4.條件

(1)模板:親代DNA分子的兩條鏈;

(2)原料:4種遊離的脫氧核糖核苷酸;

(3)能量:ATP;

(4)酶:解旋酶、DNA聚合酶等。

(5)原則:鹼基互補配對原則

5.過程

(1)解旋,需要細胞提供能量、解旋酶的作用;

(2)合成子鏈;兩條鏈分別做模板,按照鹼基互補配對原則與遊離的四種脫氧核苷酸配對,在DNA聚合酶的作用下,通過磷酸二酯鍵連成子鏈;

(3)子、母鏈盤繞形成子代DNA分子;

(4)DNA複製的方向是從子鏈的5′端向3′端。

6.特點

過程:邊解旋邊複製。

方式:半保留複製。

7.DNA能精確複製的原因

(1)獨特的規則的雙螺旋結構為複製提供了精確的模板;

(2)鹼基互補配對原則保證複製能夠準確進行。

8.意義:DNA分子複製,使遺傳信息從親代傳遞給子代,從而確保了遺傳信息的連續性。

9.與DNA複製有關的計算

一個DNA分子複製n次,則

(1)子代DNA分子數=2n個;其中,

①含有親代鏈的DNA分子數=2個;

②不含有親代鏈的的DNA分子數=2n-2個

(2)子代脫氧核苷酸鏈數=2n+1;其中,

①親代脫氧核苷酸鏈數=2條;

②新合成的脫氧核苷酸鏈數=2n+1-2條;

(3)消耗的脫氧核苷酸數

①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個,經過n次複製需要消耗該脫氧核苷酸數=m×(2n-1);

②第n次複製所需該脫氧核苷酸數為m×2n-1。

注:關於DNA複製的2個易錯點:在做DNA分子複製的計算題時,應看準是“含”還是“只含”,是“DNA分子數”還是“鏈數”;在分析細胞分裂問題時,常以染色體或DNA分子為研究對象,而在分析DNA分子複製問題時,一定要從DNA分子兩條單鏈的角度考慮,所以複製後的一條染色體上的兩個DNA分子中都含有原來的單鏈。

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