DNA分子的结构和复制
教学目的
1.DNA分子的结构特点（C：理解）。
2.DNA分子复制的过程和意义（C：理解）。
重点和难点
1.教学重点
(1)DNA分子的结构。
(2)DNA分子的复制。
2.教学难点
(1)DNA分子的结构特点。
(2)DNA分子的复制过程。
教学过程
【板书】
基本单位——脱氧核苷酸
DNA分子的结构
DNA分子 双螺旋结构的主要特点
的结构 概念
和复制 DNA分子的复制 复制的过程
复制的意义
【注解】
（一）DNA分子的结构
1． 化学 基本单位：脱氧核苷酸（四种）
组成 连接：聚合
【例析】
．在DNA分子中，由于组成脱氧核苷酸的碱基有4种（A．G、C．T），因此，构成DNA分子的脱氧核苷酸也有4种，它们的名称是：腺嘌呤脱氧核苷酸，鸟嘌呤脱氧核苷酸，胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
2．空间结构
两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构
（1）规则的双螺旋结构 外侧的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接而成，内侧是碱基
DNA两条长链间的碱基通过氢键碱基互补配对原则形成碱基对
（2）碱基互补配对原则：A-T C-G（A=T C≡G）
（3）特点
①稳定性：脱氧核糖与磷酸交替排列形成的基本骨架和碱基互补配对的方式不变；碱基对之间的氢键和两条脱氧核糖核苷酸的空间螺旋加强了DNA的稳定性
②多样性：一个最短的DNA分子也大约有4000个碱基对，可能的排列方式有44000，排列顺序千变万化，构成了DNA分子的多样性。（4n，n是碱基对的数目）
③特异性：每个DNA分子中碱基对的特定排列顺序，构成了每个DNA分子的特异性。
【例析】
．DNA分子具有多样性的原因是（D）
A．DNA分子有四种脱氧核苷酸组成 B．DNA的分子量很大
C．DNA具有规则的双螺旋结构 D．DNA的碱基对有很多不同的排列顺序
（二）DNA分子的复制
1.概念：以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程
2.时间：有丝分裂新间期和减数第一次分裂间期（基因突变就发生在该期）
3.特点：边解旋边复制，半保留复制
4.条件：模板、原料、酶、能量
5.意义：保持前后代遗传信息的连续性（DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证复制能够准确进行。）
【例析】
．1条染色单体含有1个双链DNA分子，那么，四分体时期的1条染色体含有（B）
A．4个双链DNA分子 B．2个双链DNA分子 C．2个单链DNA分子 D．1个双链DNA分子
（三）应用
1． 细胞生物和非胞生物的核酸、碱基、核苷酸数目：细胞生物依次是2、5、8；非胞生物依次是1、4、4；
2． 解旋酶、聚合酶的具体作用：解旋酶作用是通过打开氢键从而使DNA分子解开双螺旋；聚合酶的作用是将上下脱氧核苷酸连接。
（此处在脱氧核苷酸中每个脱氧核糖上连一个磷酸、一个碱基；而在DNA分子中错误！链接无效。。）
3．碱基互补配对原则的应用：
（1）基本工具：
① A＝T C＝G
② A1＋A2＝T1＋T2 A1＝T2 A2＝T1
C1＋C2＝G1＋G2 C1＝G2 C2＝G1
③ A1＝Um＝T2
T1＝Am＝A2 总1＋总2＝总
C1＝Gm＝G2 总1＝总2＝总m＝1/2总
G1＝Cm＝C2
(2)具体应用
【例析】
．某DNA分子一条单链上（A+G）/（T+C）=0.5，则该DNA的另一条单链上同样的碱基比是（D）
A．0.5 B．1 C．1.5 D．2
．已知某DNA分子中腺嘌呤a个，占全部碱基的b，则胞嘧啶数为：a（1/2b-1）
4．DNA半保留复制的应用
（1）一个DNA分子复制n代，生成的子代ＤＮＡ分子的数目为２ｎ个；此公式也适用于噬菌体或细菌的增殖，因为这两者每个个体只含有一个ＤＮＡ分子。
(2)一个DNA分子复制n代，生成的子代ＤＮＡ分子中含母链（0代DNA分子链）的子代DNA分子占子代DNA分子总数的比例为2/２ｎ；推导过程如下：
① 无论复制几代，含有母链的始终只有2 个DNA分子；
② 复制n代生成的子代DNA分子总数是２ｎ个
２ｎ个
(3)一个DNA分子复制n代，要从环境中获得某种脱氧核苷酸或碱基的数目为（２ｎ－1）×X；（X是指一个DNA分子中该种脱氧核苷酸或碱基的数目）推导过程如下：（参上图）
２ｎ个
1个 （２ｎ－1）个
① n代时所生成的所有DNA可看作原来的1个亲代DNA分子和另外新形成的（２ｎ－1）个DNA组成；
②新形成的DNA分子与亲代DNA分子完全相同，若原来亲代DNA分子中含某种脱氧核苷酸或碱基的数目为X，则新形成（２ｎ－1）个DNA需从环境中获得某种脱氧核苷酸或碱基的数目为（２ｎ－1）×X
【例析】
．以放射性元素32P标记噬菌体的DNA，35S标记噬菌体的蛋白质，让这种噬菌体去侵染普通的大肠杆菌(含31P、32S)，经过复制到第四代时，问：
①子代产生多少个噬菌体？（24=16个）
②子代噬菌体的DNA中P元素的含量情况如何？（始终只有两个子代DNA的一条链中含有32P，其余的都只含有P。）
③复制n 次后，子代DNA中含有亲本DNA链的占几分之几？（2/２ｎ）
【同类题库】
DNA分子的结构特点（C：理解）
基本单位和化学成分
．在一个DNA分子中有200个碱基对，其中腺嘌呤有90个，则这个DNA片段中含有游离的磷酸基的数目和氢键的数目依次为（C）
A．200个和400个 B．400个和510个 C．2个和510个 D．2个和400个
．下列哪一组是DNA的组成成分（B）
A．核糖、嘧啶、嘌呤和磷酸 B．脱氧核糖、碱基和磷酸
C．核糖、碱基和磷酸 D．脱氧核糖、核酸和磷酸
．组成核酸的核苷酸和碱基各有几种？（D）
A．4种和4种 B．4种和5种 C．8种和8种 D．8种和5种
．组成脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸的相同成分是（C）
A．五碳糖、磷酸和碱基 B．磷酸和碱基
C．腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和磷酸 D．只有磷酸成分相同
．下列核苷酸中,在RNA结构中不可能具有的是（C）
．在人体中，由A、T、C三种碱基参与构成的核苷酸共有（C）
A．两种 B．四种 C．五种 D．八种
．有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构有1个腺嘌呤，则它的其他组成应是（C）
A．3个磷酸、3个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶 B．2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胞嘧啶
C．2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶 D．2个磷酸、2个脱氧核糖和1个尿嘧啶
．右图是DNA分子结构模式图，请据图回答下列问题：
（1）组成DNA的基本单位是〔〕 。
（2）若〔3〕为胞嘧啶，则〔4〕应是
（3）图中〔8〕示意的是一条 的片断。
（4）DNA分子中，由于〔 〕 具有多种不同排列顺序，因而构成了DNA分子的多样性。
（5）DNA分子复制时，由于解旋酶的作用使〔 〕
断裂，两条扭成螺旋的双链解开。
[⑴〔5〕脱氧核苷酸 ⑵鸟嘌呤 ⑶脱氧核苷酸链 ⑷〔6〕碱基对 ⑸〔7〕氢键。]
双螺旋结构的主要特点
．某段双链DNA分子中有腺嘌呤M个，占全部碱基之比为N，则由此段DNA转录形成的mRNA中的嘧啶数为（D）
A．M/2 B．M/2N C．M/2N－M D．不确定
．5—溴尿嘧啶（B）是胸腺嘧啶（T）的结构类似物。在含有B的培养基上培养大肠杆菌，得到少数突变型大肠杆菌，突变型大肠杆菌中的碱基数目不变，但（A＋T）/（C＋G）的碱基比例略小于原大肠杆菌，这表明B诱发突变的机制是（C）
A．阻止碱基正常配对 B．断裂DNA链中的糖与磷酸基
C．诱发DNA链发生碱基种类置换 D．诱发DNA链发生碱基序列变化
．测得某DNA片段含有碱基1600个，其中A占27.5%，问该DNA复制两次需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸有多少个？（C）
A．2520个 B．1480个 C．1080个 D．720个
．DNA分子的基本骨架是（C）
A．磷脂双分子层 B．规则的双螺旋结构
C．脱氧核糖和磷酸的交替排列 D．碱基间的氢键连接
．DNA分子中，下列哪种比例因生物种类的不同而不同（A）
A．A+T/G+C B．A+G/T+C C．A+C/T+G D．C/G或A/T
．DNA分子的一条链中A+C/T+G=0.4，则在其互补链中及整个DNA中该比例分别是（C）
A．0.4，0.4 B．2.5，0.4 C．2.5，1.0 D．0.6，1.0
．某双链DNA分子中，有腺嘌呤P个，占全部碱基比例为N/M（M>2N），则该DNA分子中鸟嘌呤的个数为（D）
A．P B． C． D．
．下列哪项对DNA分子的叙述是不正确的？（D）
A．若一条链上A与T的数目相等，则另一条链A与T的数目也相等
B．若一条链G的数目是C的2倍，则另一条链G的数目是C的0.5倍
C．若一条链A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，则另一条链相应碱基比为2∶1∶4∶3
D．若一条链G∶T=1∶2，则另一条链C∶A=2∶1
．若DNA分子中有腺嘌呤200个，胞嘧啶300个，该DNA分子共有碱基（A）
A．1000个 B．600个 C．500个 D．400个
．在一个标准的双链DNA分子中，含有３５％的腺嘌呤，它所含的胞嘧啶应该是（A）
A．15% B．30% C．35% D．70%
．某DNA分子的一条链上A+T占该链的40%，那么另一条链上的C+G应占该链的（D）
A．30% B．40% C．50% D．60%
．假如有一个双链DNA分子的G占整个DNA分子碱基的27%，并测得DNA分子一条链上A占这条链碱基的28%，那么另一条链上A占整个DNA分子碱基的比例是（A）
A．9% B．18% C．23% D．24%
．一个DNA分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多40%，两者之和占DNA分子碱基总数的24%，则这个DNA分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链碱基数目（A）
A．44% B．24% C．14% D．28%
．（多选）某双链DNA分子中有胞嘧啶a个，且占全部碱基的比例为b，则（ABC）
A．b
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