2021下半年教师资格证考试高中物理知识：DNA分子的结构与复制

　　(一)DNA的分子结构

　　1.DNA的组成元素：主要组成元素有C、H、O、N、P

　　2.DNA的基本单位：脱氧核糖核苷酸(4种)

　　3.DNA的空间结构——双螺旋结构

　　(1)提出者：沃森和克里克

　　(2)内容

　　①由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。

　　②外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。

　　③内侧：碱基对按碱基互补配对原则排列，碱基依靠氢键连接成对：A=T;G≡C，碱基平面间平行。

　　4.DNA的结构特性

　　(1)多样性：DNA分子中碱基对的排列顺序多种多样。排列种数：4n(n为碱基对对数)。

　　(2)特异性：每个DNA分子的碱基排列顺序是特定的。

　　(3)稳定性：DNA中两条主链由磷酸与核糖交替排列的顺序不变，两条链间碱基互补配对的方式不变等本单位是脱氧核糖核苷酸(4种)

　　5.DNA的功能：携带遗传信息(DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息)。

　　6.有关DNA碱基的计算(在双链DNA分子中)

　　(1)A=T、G=C。

　　(2)任意两个非互补的碱基之和相等;且等于碱基和的一半。

　　例：A+G=A+C=T+G=T+C=1/2碱基。

　　(3)两条互补单链中的(A+G)/(T+C)的比值互为倒数。

　　(4)互补配对的碱基在两条单链中所占的比例与整个DNA分子中所占的比例相同。

　　(二)DNA的复制

　　1.概念：以亲代DNA分子两条链为模板，在条件下合成子代DNA的过程。

　　2.时间

　　(1)体细胞：有丝分裂间期。

　　(2)有性生殖细胞：减数次分裂间期。

　　3.场所：主要在细胞核。

　　4.条件

　　(1)模板：亲代DNA分子的两条链;

　　(2)原料：4种游离的脱氧核糖核苷酸;

　　(3)能量：ATP;

　　(4)酶：解旋酶、DNA聚合酶等。

　　(5)原则：碱基互补配对原则

　　5.过程

　　(1)解旋，需要细胞提供能量、解旋酶的作用;

　　(2)合成子链;两条链分别做模板，按照碱基互补配对原则与游离的四种脱氧核苷酸配对，在DNA聚合酶的作用下，磷酸二酯键连成子链;

　　(3)子、母链盘绕形成子代DNA分子;

　　(4)DNA复制的方向是从子链的5′端向3′端。

　　6.特点

　　过程：边解旋边复制。

　　方式：半保留复制。

　　7.DNA能复制的原因

　　(1)独特的规则的双螺旋结构为复制提供了的模板;

　　(2)碱基互补配对原则复制能够进行。

　　8.意义：DNA分子复制，使遗传信息从亲代传递给子代，从而确保了遗传信息的连续性。

　　9.与DNA复制有关的计算

　　一个DNA分子复制n次，则

　　(1)子代DNA分子数=2n个;其中，

　　①含有亲代链的DNA分子数=2个;

　　②不含有亲代链的的DNA分子数=2n-2个

　　(2)子代脱氧核苷酸链数=2n+1;其中，

　　①亲代脱氧核苷酸链数=2条;

　　②新合成的脱氧核苷酸链数=2n+1-2条;

　　(3)消耗的脱氧核苷酸数

　　①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数=m×(2n-1);

　　②第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m×2n-1。

　　注：关于DNA复制的2个易错点：在做DNA分子复制的计算题时，应看准是“含”还是“只含”，是“DNA分子数”还是“链数”;在分析细胞分裂问题时，常以染色体或DNA分子为研究对象，而在分析DNA分子复制问题时，要从DNA分子两条单链的角度考虑，所以复制后的一条染色体上的两个DNA分子中都含有原来的单链。