1、第二课时 遗传信息的翻译【目标导航】 1.结合教材内容，理解密码子的概念并能熟练地查阅密码子表。2.结合教材图414，概述遗传信息翻译的过程和特点。3.分析碱基和氨基酸之间的对应关系。一、遗传密码子1概念mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基，叫做一个遗传密码子，密码子共有64种。2起始密码子和终止密码子真核细胞唯一的起始密码子是AUG，编码的是甲硫氨酸。三种终止密码子：UAA、UAG、UGA，它们不编码氨基酸。3tRNA(1)结构：三叶草形结构，一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个碱基能和mRNA上的密码子互补配对，叫做反密码子。(2)种类：共有61种。(3)功能：携带氨基酸进入核糖体。1
2、种tRNA能携带1种氨基酸，1种氨基酸可由1种或多种tRNA携带。二、遗传信息的翻译过程1概念：按照mRNA上密码子的信息指导氨基酸分子合成为 多肽链的过程。2场所：细胞质。3条件：mRNA、tRNA、核糖体、多种氨基酸和多种酶的共同参与。4过程起始阶段：mRNA、tRNA与核糖体相结合。mRNA上的起始密码子位于核糖体的第一位置上，相应的tRNA识别并与其配对。延伸阶段：携带着特定氨基酸的tRNA按照碱基互补配对 原则，识别并进入第二位置。在酶的作用下，将氨基酸依次连接，形成多肽链。终止阶段：识别终止密码子，多肽链合成终止并被释放。5遗传信息传递方向：mRNA 多肽。判断正误(1)翻译的场所
3、是核糖体，条件是模板(DNA 的一条链)、原料(4种核糖核苷酸)、酶和能量。( )(2)一种氨基酸最多对应一种密码子。( )(3)每种tRNA能识别并转运一种或多种氨基酸。( )(4)细胞中的蛋白质合成是一个严格按照mRNA上密码子的信息指导氨基酸分子合成为多肽链的过程，该过程称为翻译，是在细胞质中进行的。( )(5)密码子共有64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，3种终止密码子不决定氨基酸。( )(6)一种密码子决定一种或多种氨基酸。( )(7)一种氨基酸可由一种或多种tRNA识别和转运。( )答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)一、遗传密码子1尼伦贝格和马太破译的
4、第一个密码子(1)x原理：蛋白质体外合成系统中以人工合成的RNA作模板合成多肽，确定氨基酸与密码子的对应关系。(2)x步骤提取大肠杆菌的破碎细胞液加入试管除去原DNA和mRNA添加20种氨基酸分5组，每个试管各加四种氨基酸加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸合成多肽只在加入酪氨酸、苯丙氨酸、半胱氨酸、丝氨酸的试管中出现多肽链运用同样方法将上述四种氨基酸分装入四个试管含苯丙氨酸的试管中出现多肽链(3)x结论：苯丙氨酸的遗传密码子是UUU。2遗传信息、密码子和反密码子的比较(1)区别存在位置 含义 生理作用遗传信息DNA脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序直接决定mRNA中碱基排列顺序，间接决定氨基酸排
5、列顺序密码子 mRNA mRNA上3个相邻的碱基直接决定翻译的起止和氨基酸排列顺序反密码子tRNA 与密码子互补的3个碱基 识别密码子(2)联系遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上。mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子则起到识别密码子的作用。(3)密码子、反密码子和氨基酸的对应关系每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子简并性)，可由一种或几种tRNA 转运。一种密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。转运RNA是由许多(而不是只有3个)核糖核苷酸构成的“三叶草”形，RNA分子其一端有三个碱基
6、可与信使RNA的密码子配对，我们称之为“反密码子”。1所有的密码子和反密码子都是一一对应的关系吗？答案 不是。密码子共有64种，其中3个终止密码子不决定氨基酸，没有反密码子与之相对应。2若指导蛋白质合成的基因中某一碱基发生改变，其控制合成的氨基酸是否一定发生改变？为什么？答案 不一定。因为一种氨基酸可对应一种或多种密码子。1下列对mRNA的描述，不正确的是( )AmRNA可作为合成蛋白质的直接模板BmRNA 上的每三个相邻的碱基决定一个氨基酸CmRNA 上有四种核糖核苷酸，编码20种氨基酸的密码子有61种DmRNA只有与核糖体结合后才能发挥作用【问题导析】(1)mRNA是合成蛋白质的直接模板，
7、但只有与核糖体结合后才能发挥作用。(2)mRNA上的密码子有64种，其中有3个终止密码子不决定氨基酸，61种密码子决定20种氨基酸。答案 B【一题多变】合成肽链时，出现正常的肽链终止，这是由于( )A一个与mRNA链终止密码子相应的tRNA不能携带氨基酸B不具有与mRNA 链终止密码子相应的反密码子CmRNA 在 mRNA链终止密码子处停止合成DtRNA上出现终止密码子答案 B解析 在mRNA上有终止密码子，生物体内不含有与mRNA链终止密码子相应的反密码子。二、DNA复制、转录、翻译的比较复制 转录 翻译时间 细胞分裂间期 在生长发育的连续过程中场所 主要是细胞核 细胞质中的核糖体原料 4种
8、脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸模板以DNA解旋后的两条链为模板以DNA解旋后的一条链为模板以mRNA 为模板条件需要酶(解旋酶、DNA聚合酶等)和ATP需要酶(RNA聚合酶等) 和ATP需要酶、ATP、tRNA、核糖体碱基配对方式AT、TAGC、CGAU、TA GC、CGAU、UA GC、CG遗传信息传递方向亲代DNA 子代DNA DNA RNA RNA 蛋白质过程及特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录，完成转录后的DNA仍保留原来的双链结构一条mRNA上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链产物 两个双链 DNA 一条单链RNA 多肽或蛋白质联系1根据每种tRNA只能识别并转运
9、一种氨基酸，能否判定 tRNA与氨基酸之间是一一对应关系？并分析原因。答案 不能。虽然一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，但一种氨基酸可能被多种 tRNA转运。2一个mRNA可结合多个核糖体，每个核糖体只合成多肽链中的一段，还是独立合成一条完整的多肽链？答案 每个核糖体合成一条完整的多肽链。2下图表示真核细胞中核基因遗传信息的传递和表达过程。下列相关叙述正确的是( )A过程中碱基配对情况相同B 过程发生的场所相同C 过程所需要的酶相同D过程中核糖体的移动方向是由左向右【问题导析】(1)图中过程是 DNA的复制， 过程是转录，过程是翻译。(2)复制是DNADNA，转录是DNA RNA ，不同的
10、碱基配对方式是 AT、A U；核基因的转录场所是细胞核，翻译的场所是细胞质中的核糖体；(3)过程需要 解旋酶和DNA 聚合酶，过程需要解旋酶和RNA聚合酶；(4)从图可以看出，最右边的一个核糖体上的多肽链最长，其翻译的时间也应该长于左边的两个核糖体，故核糖体的移动方向是由左向右。答案 D【一题多变】判断正误(1)终止密码子没有与其对应的tRNA，不能编码氨基酸。( )(2)真核生物翻译的场所主要在细胞核。( )(3)三种RNA 都与翻译过程有关。( )(4)翻译的过程有水生成。( )(5)翻译需要的20种氨基酸都可以在人体内合成。( )答案 (1) (2) (3) (4) (5)三、转录、翻译
11、过程中相关数量的计算1相关数量的计算比较 数目 (个)DNA中的碱基数( 脱氧核苷酸数) 6nRNA中的碱基数( 核糖核苷酸数) 3n蛋白质中的氨基酸数 n参与转运氨基酸的tRNA数 n蛋白质中的肽链数 m蛋白质中的肽键数( 脱水数) nm2.计算中“最多”和“最少”的分析(1)翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA 上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。(2)基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。(3)在回答有关问题时，应加上最多或最少等字。如：mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的
12、蛋白质最多有 n/3个氨基酸。基因中的碱基数、mRNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之间有何数量关系？答案 基因中的碱基、mRNA分子中的碱基与蛋白质分子中的氨基酸三者之间的数量比为631。3一种动物体内的某种酶是由2条多肽链构成的，含有150个肽键，则控制这个酶合成的基因中核苷酸的分子数至少是( ) A9x个 B456个 C 450 个 D906个【问题导析】(1)根据缩合的概念及肽链条数计算出酶具有的氨基酸数等于1502152个，(2)根据其中的关系求出控制这个酶合成的基因中核苷酸的分子数至少是15269x个。答案 A【一题多变】现代生物工程能够实现在已知蛋白质的氨基酸序列后，再人
13、工合成基因。现已知人体生长激素共含190个肽键(单链)，假设与其对应的密码子序列中有A 和U共313个，则合成的生长激素基因中G有( )A130个 B260个 C 313个 D无法确定答案 B解析 此蛋白质(单链) 中有190个肽键，说明此蛋白质是由191个氨基酸脱水缩合而成的，信使RNA中最少有3191573个碱基，又知RNA中AU 313，所以RNA中GC为573313260个，RNA的碱基数与DNA 的每条链的碱基数相等，所以DNA的两条链中GC共有2602520个，又因为G C，所以G 为520/2260个。1下列关于如图中、两种分子的说法正确的是( )A为DNA，在正常情况下复制后形
14、成两个相同的DNAB 为tRNA，一种tRNA 可携带不同的氨基酸C遗传信息位于上，密码子位于上D和共有的碱基是A、U、G答案 A解析 为DNA，在正常情况下复制后形成两个相同的DNA分子；为tRNA ，一种tRNA只能携带一种氨基酸；遗传信息位于上，密码子位于mRNA 上，上具有反密码子；和共有的碱基是A、G、C，DNA 中无U。2由n个碱基对组成的基因，控制合成由m条多肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均相对分子质量为a ，则该蛋白质的相对分子质量最大为( )A. B. 18( m)na6 na6 n6Cna18( nm) D. 18( m)na3 n3答案 D解析 基因中有n个碱基对，则由此基
15、因转录形成的mRNA 中有n个碱基，指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸，该蛋白质分子由m条肽链组成，其分子量为 (na3m)18。n33mRNA上决定氨基酸的一个密码子的一个碱基发生替换，对识别该密码子的tRNA种类及转运的氨基酸种类将会产生的影响是( )AtRNA种类一定改变，氨基酸种类一定改变BtRNA种类不一定改变，氨基酸种类不一定改变CtRNA种类一定改变，氨基酸种类不一定改变DtRNA种类不一定改变，氨基酸种类一定改变答案 C解析 一种密码子只能对应于一种氨基酸，而一种氨基酸可以有多个密码子。mRNA上密码子的一个碱基发生替换，则识别该密码子的tRNA( 一端有反密码子)种类也肯
16、定发生改变。但有可能改变后的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸，故氨基酸种类不一定改变。4下图为人体蛋白质合成的一个过程，据图分析并回答问题。(1)图中所示属于基因控制蛋白质合成过程中的_步骤，该步骤发生在细胞的_部分。(2)图中 是_ 。按从左到右的次序写出_内mRNA区段所对应的DNA 模板链上碱基的排列顺序_。(3)该过程不可能发生在人体的( ) 内。A神经细胞 B肝细胞C成熟的红细胞 D心肌细胞答案 (1)翻译 细胞质(或核糖体)(2)tRNA(转运 RNA) 核糖体 TTCGAA(3)C解析 图示为翻译过程，以mRNA为模板，以tRNA为运载工具，按照碱基互补配对原则，形成具有一定
17、氨基酸排列顺序的多肽链。人成熟的红细胞不再合成蛋白质，原因是其无细胞核及核糖体等，不能控制蛋白质的合成过程。【基础巩固】1真核细胞中DNA复制、转录和翻译的主要场所依次是( )A细胞核、细胞核、核糖体B细胞核、细胞质、核糖体C细胞核、细胞核、高尔基体D细胞核、细胞质、内质网答案 A解析 DNA的复制、转录都是以DNA为模板，DNA主要在细胞核中，故 DNA复制、转录的场所主要是细胞核，翻译是在细胞质中的核糖体上完成的。2如图简要概括了真核细胞中基因指导蛋白质合成过程中相关物质间的关系。下列说法错误的是( )A图中表示基因，主要位于染色体上B图中 表示转录，该过程中碱基配对方式与DNA 复制过程
18、中有所不同C图中 表示翻译，该过程离不开D图中中的密码子决定其携带的氨基酸的种类答案 D3一个正常受精卵中的所有基因( )A都能表达 B都能转录C都能翻译 D都能复制答案 D4已知某转运RNA的反密码子的3个碱基顺序是GAU ，它运载的是亮氨酸( 亮氨酸的密码子是UUA、UUG、CUU、CUA、CUC、CUG)，那么决定此亮氨酸的密码子是由DNA模板链上的哪个碱基序列转录而来的( )AGAU BCAT CCUA DGAT答案 D解析 tRNA上的反密码子与mRNA上的碱基互补，而决定氨基酸的密码子是mRNA上的碱基序列，故此亮氨酸的密码子是CUA，由DNA 模板链上的GAT转录而来。5把小鼠血
19、红蛋白的mRNA加入到大肠杆菌提取液中，在一定条件下，能合成出小鼠的血红蛋白，这个事实说明( )A控制蛋白质合成的基因位于mRNA上B小鼠的 mRNA能使大肠杆菌向小鼠转化C所有生物共用一套密码子D小鼠的mRNA在大肠杆菌体内控制合成了小鼠的DNA答案 C解析 将小鼠血红蛋白的mRNA加入到大肠杆菌提取液中，在一定条件下，合成出小鼠的血红蛋白，说明大肠杆菌以小鼠的mRNA为模板合成了蛋白质，即所有生物共用一套密码子。6如图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程(AA代表氨基酸)，下列叙述正确的是( )A直接给该过程提供遗传信息的是DNAB该过程合成的产物一定是酶或激素C有多少个密码子，就有多少个反密
20、码子与之对应D该过程有水产生答案 D解析 翻译的直接模板是mRNA而不是DNA；翻译的产物是多肽，经过加工后形成蛋白质，而蛋白质不全是酶与激素；终止密码子不与氨基酸对应，所以没有与终止密码子对应的反密码子；氨基酸脱水缩合形成多肽时，此过程有水的生成。【巩固提升】7下图为细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，下列说法正确的是( )A该过程表明生物体内少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质B该过程的模板是核糖核苷酸，原料是20种游离的氨基酸C该过程表明一个基因在短时间内可表达出多种多肽链D该过程中几条多肽链中氨基酸的顺序不一定相同答案 A解析 一个mRNA上结合多个核糖体，各核糖体分别进行翻译，可
21、以迅速合成出大量的蛋白质。翻译过程的模板是mRNA(核糖核酸)。图中各多肽链都是同一mRNA作模板翻译的产物，表达的是同一种多肽链，这些多肽链中氨基酸的顺序相同。8如图是有关真核细胞内遗传信息传递的过程，下列说法正确的是( )A图所示过程主要发生于细胞核中，其原料为核糖核苷酸B图 2所示过程主要发生于核糖体中，其原料为氨基酸C图 1中是DNA聚合酶，图2中是rRNAD图2所示多肽合成到Gly就终止，导致合成结束的终止密码子是 UAG答案 D解析 图1所示过程为DNA复制，其原料为脱氧核苷酸；图2所示过程为翻译，其唯一场所为核糖体；图1中是解旋酶，图2中是tRNA。9一个mRNA分子有m个碱基，
22、其中GC有n个，由该 mRNA合成的蛋白质有两条肽链，则其模板DNA分子的AT数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是( )Am、m/31 Bm、m/32C2(mn)、m/31 D2(mn) 、m/32答案 D解析 已知mRNA上有m个碱基，其中GCn，则mRNA有A Umn，则其作为模板链的DNA单链上ATmn，DNA双链中AT2(m n)，因为mRNA有m个碱基，则其可控制的蛋白质中氨基酸的数目最多为 ，又知蛋白质有两条肽m3链，则合成蛋白质时脱去的水分子数目为 2。m310一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有 x个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的 t
23、RNA个数及转录此mRNA 的基因中碱基数至少依次为( )A33 x 66 B36 x 72Cx 36 72 Dx 36 66答案 B解析 一条含有x个肽键的多肽，含有x个氨基酸。mRNA 中三个碱基决定一个氨基酸，一个氨基酸至少有一种转运RNA来转运。因此，mRNA 中至少含有36个碱基，x个转运RNA，DNA中至少含有72个碱基。x下面表示蜘蛛的丝腺细胞合成蛛丝蛋白的部分过程示意图，据图回答。(1)在蛋白质合成过程中，该图表示的过程称为_，图中4的结构名称是_，该过程的模板是_。(2)由图中信息可推知DNA 模板链上对应的碱基序列为_。(3)根据图并参考下表分析：1_ 上携带的氨基酸是_。
24、氨基酸 丙氨酸 苏氨酸 精氨酸 色氨酸GCA ACU CGU UGGGCG ACC CGCGCC ACA CGA密码子GCU ACG CGG答案 (1)翻译 核糖体 3或mRNA(2)ACCCGATTTCGC(3)tRNA 丙氨酸解析 (1)图中所示过程为发生于核糖体中的“翻译”，4的名称为核糖体，翻译的模板是mRNA。(2) 由mRNA上的UGGGCUAAAGCG，据碱基互补配对原则可写出DNA模板链上的碱基序列为ACCCGATTTCGC。(3)由mRNA 中密码子为GCU并查得密码子表，可知1上携带的氨基酸为丙氨酸。x如图中左边为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，右边为其中一个生理过
25、程的模式图。请回答下列问题。(1)、代表的结构或物质分别是_、_。(2)完成过程需要的物质是从细胞质进入细胞核的，它们是_。(3)从图中分析，基因表达过程中转录的发生场所有_。(4)根据题中表格判断：为_(填名称) ，携带的氨基酸是_。若蛋白质2在线粒体内膜上发挥作用，推测其功能可能是参与有氧呼吸的第_阶段。(5)用鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中RNA含量显著减少，那么推测鹅膏蕈碱抑制的过程是_(填序号) 。线粒体功能_(填“会”或“不会”)受到影响。(6)下图为题图中过程示意图，图中的b和d在化学组成上的区别是_。下图中a是一种酶分子，它能促进c 的合成，其名称为 _。答案 (1)核膜
26、 线粒体DNA (2)ATP 、核糖核苷酸、酶 (3)细胞核、线粒体 (4)tRNA 苏氨酸 三(5) 会 (6)前者所含的五碳糖为脱氧核糖，后者所含的五碳糖为核糖 RNA聚合酶【走进高考】13(x新课标卷 ，1)关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是( )A一种tRNA可以携带多种氨基酸BDNA聚合酶是在细胞核中合成的C反密码子是位于mRNA上相邻的三个碱基D线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成答案 D解析 一种tRNA只能携带一种氨基酸，A项错误；DNA聚合酶是蛋白质，在细胞质中的核糖体上合成，B项错误；反密码子位于tRNA上，C项错误；线粒体是半自主性细胞器，其DNA能控制某些蛋白质的合成
27、，D项正确。14(x浙江卷， 13)某生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是( )A在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开BDNARNA杂交区域中A应与T配对CmRNA 翻译只能得到一条肽链D该过程发生在真核细胞中答案 A 解析 图示过程为DNA的转录和翻译过程，RNA聚合酶具有解旋功能，在 RNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开，同时开始mRNA的延伸，A 项正确；DNARNA杂交区域中，DNA链上的碱基A与RNA链上的碱基U配对，B项错误；由图可知，多个核糖体结合在该mRNA上，翻译能得到多条相同的肽链， C项错误；根据图示，转录和翻译同时进行，发生在原核细胞中，D 项错误。15(x
28、新课标卷， 1)同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白，组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同，但排列顺序不同。其原因是参与这两种蛋白质合成的( )AtRNA种类不同BmRNA 碱基序列不同C核糖体成分不同D同一密码子所决定的氨基酸不同答案 B解析 细胞内合成蛋白质过程中，tRNA种类和核糖体成分是相同的， A、C项错误；直接决定氨基酸顺序的是mRNA碱基序列，mRNA碱基序列不同，合成的氨基酸顺序也不同，B项正确；同一密码子决定的氨基酸是相同的，D 项错误。16(x江苏卷， 7)关于转录和翻译的叙述，错误的是( )A转录时以核糖核苷酸为原料B转录时 RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列CmRN
29、A 在核糖体上移动翻译出蛋白质D不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性答案 C解析 转录是以DNA的一条链为模板、以核糖核苷酸为原料合成RNA 的过程，A项正确；转录过程需要RNA聚合酶的催化，RNA聚合酶能首先识别并结合到启动子上，驱动基因转录出mRNA，B项正确；以mRNA为模板翻译合成蛋白质时移动的是核糖体，C项错误；一个氨基酸可以有几种不同的密码子，这样有时由于差错导致的密码子改变却不会改变氨基酸，从而保持生物性状的相对稳定，D项正确。第二节 DNA分子的结构和复制第一课时 DNA分子的结构【目标导航】 1.阅读教材图文，了解DNA双螺旋结构模型的构建过程。2.结合教材图48和相关
30、模型，概述DNA分子的双螺旋结构模型的特点。3.通过制作DNA 双螺旋结构模型，进一步理解其结构特点并掌握有关的计算规律。一、DNA分子的结构(一)对DNA 分子结构的认识过程时期 科学家 成果20世纪30年代后期瑞典科学家证明DNA是不对称的续表1951年 查戈夫 (美)定量分析DNA分子的碱基组成发现腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤 (G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量续表1952年 富兰克琳 (英)确认DNA为螺旋结构，并且是由不止一条链所构成1953年 沃森(美 )和克里克 (英) 提出DNA分子的双螺旋结构模型(二)基本组成单位(1)DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，
31、如下图所示：(2)碱基：A.腺嘌呤 ；G：鸟嘌呤；C：胞嘧啶；T： 胸腺嘧啶。(三)DNA 的双螺旋结构1填图右图为DNA分子的双螺旋结构模型图，试着完成相关内容。(1)写出图中各部分的名称：胸腺嘧啶(T)；脱氧核糖 ；磷酸；胸腺嘧啶脱氧核苷酸 ；碱基对；腺嘌呤(A)； 鸟嘌呤(G)；胞嘧啶(C)。(2)图中可以看出，和A配对的一定是 T，和G配对的一定是C，碱基对之间靠氢键连接。其中AT之间是2个氢键，GC之间是3 个氢键。2双螺旋结构特点(1)DNA分子是由两条链构成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。(2)DNA分子中的 脱氧核糖和磷酸 交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基对
32、排列在内侧。(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。碱基配对的规律是：A 与T 配对，G与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。3DNA分子的特性(1)稳定性：空间结构相对稳定。位于外侧的基本骨架一定是由磷酸和脱氧核糖交替连接形成的，不会改变。两条链间的碱基互补配对方式稳定不变，总是A 与T 、G与C配对。碱基对及其侧链基团对维持DNA分子的空间结构的稳定有着重要的作用。(2)多样性：不同的 DNA分子中脱氧核苷酸的数目有差异，排列顺序多种多样。n对脱氧核苷酸可构成4 n种排列次序(n为脱氧核苷酸“对”数)。(3)特异性：每一种 DNA分子都有特定的碱基对排列顺序。二、
33、设计和制作DNA分子双螺旋结构模型1材料用具硬塑方框2个(长约10 cm)，细铁丝2根(长约0.5 m)，球形塑料片( 代表磷酸 )若干，双层五边形塑料片(代表脱氧核糖)若干，4种不同颜色的长方形塑料片(代表4种不同碱基)若干，粗铁丝2根(长约10 cm)，订书钉。2方法步骤(1)制作脱氧核苷酸模型：按照每个脱氧苷核酸的结构组成，挑选模型零件，组装成若干个脱氧核苷酸。(2)制作多核苷酸长链模型：按照一定的碱基排列顺序，将若干个脱氧核苷酸依次穿起来，组成一条多核苷酸长链。在组装另一条多核苷酸长链时，方法相同，但要注意两点：一是两条长链的单核苷酸数目必须相同；二是两条长链并排时，必须保证碱基之间能
34、够相互配对，不能随意组装。这是x成败的关键所在。(3)制作DNA 分子平面结构模型：按照碱基互补配对的原则，将两条多核苷酸长链互相连接起来。(4)制作DNA 分子的立体结构( 双螺旋结构)模型：把DNA 分子平面结构旋转一下，即可得到一个DNA分子的双螺旋结构模型。判断正误(1)DNA分子由四种脱氧核苷酸组成，这四种脱氧核苷酸含有的碱基是A、U 、C、G。( )(2)AT碱基对和GC碱基对具有相同的形状和直径，使DNA分子具有稳定的直径。( )(3)DNA的两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构。( )(4)DNA双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的。( )(5)两条链上的碱
35、基通过氢键连接成碱基对。( )(6)DNA上碱基对的形成遵循碱基互补配对原则，即AT，G C。( )答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 一、DNA分子的结构及特点1DNA的分子组成2DNA的结构分类 主链 侧链构成方式磷酸和脱氧核糖交替连接，两条主链呈反向平行，有规则地盘旋成双螺旋主链上对应碱基以氢键连接成对，对应碱基之间互补(AT，GC)配对，碱基平面之间平行续表排列位置 双螺旋结构外侧 双螺旋结构内侧动态变化 相对稳定 碱基比率和碱基序列可变模型图解3巧记DNA分子的组成及结构五种元素：C、H、O、N、P；四种碱基：A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸；三种物质：磷酸、
36、脱氧核糖、含氮碱基；两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链；一种螺旋：规则的双螺旋结构。4制作DNA双螺旋结构模型(1)制作原理DNA的脱氧核苷酸双链反向平行，磷酸与脱氧核糖交替连接，排列在外侧。碱基排列在内侧，碱基对通过氢键连接，碱基互补配对。(2)制作程序使用各种材料分别“制作”若干个磷酸、脱氧核糖、碱基；将各种配件整合在一起，并连接成脱氧核苷酸链；连接两条脱氧核苷酸链，拼成DNA分子平面结构图；再“旋转”成双螺旋结构。根据设计计划，对制作的DNA分子双螺旋结构模型进行检查，对模型的不足加以修正。1DNA分子中的碱基是如何连接的？答案 DNA单链中相邻的碱基之间通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相
37、连接，而在双链中碱基通过氢键连接。2在一个双链DNA分子中，脱氧核糖、磷酸和含氮碱基的数量比例关系如何？一个DNA分子中含有多少个游离磷酸基团？答案 脱氧核糖磷酸碱基111。一个DNA分子中只含有2个游离磷酸基团。3双链DNA分子中，嘌呤碱基数与嘧啶碱基数有什么关系？答案 嘌呤碱基数嘧啶碱基数。1如图是DNA分子的部分平面结构示意图，下列有关叙述不正确的是( )A图中4的全称是腺嘌呤脱氧核苷酸B构成 DNA的核苷酸种类的不同与2有关CN元素存在于图中的含氮碱基中D从主链上看，两条脱氧核苷酸链反向平行【问题导析】(1)构成DNA 分子的基本单位是脱氧核苷酸；(2)脱氧核苷酸种类的不同与含氮碱基有
38、关，与脱氧核糖和磷酸无关，图中2为脱氧核糖，3为含氮碱基。答案 B【一题多变】(1)从主链上看，两条单链_平行；从碱基关系看，两条单链_。(2)_和 _相间排列，构成了DNA分子的基本骨架。(3)图中有_ 种碱基，_种碱基对。(4)含有200个碱基的某 DNA片段中碱基间的氢键共有260个。请回答：该DNA片段中共有腺嘌呤_个，C和G构成的碱基对共_对。在DNA分子稳定性的比较中，_碱基对的比例越高，DNA 分子稳定性越高。答案 (1)反向 碱基互补配对 (2) 脱氧核糖 磷酸 (3)4 3 (4) 40 60 G与C解析 (1)从主链上看，两条单链是反向平行的；从碱基关系看，两条单链遵循碱基
39、互补配对原则。(2)脱氧核糖与磷酸交替连接排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架。(3)图中涉及到 4种碱基，4种碱基之间的配对方式有两种，但碱基对的种类有4种，即AT、T A、GC、CG，但图中只有3种。(4)假设该 DNA片段只有A、T两种碱基，则200个碱基，100个碱基对，含有200个氢键，而实际上有260个氢键，即G C或CG碱基对共60个，所以该DNA中腺嘌呤数为：(200260)/240个，C和G 共60对。由于G与C之间有三个氢键，A与T之间有两个氢键，因此， G与C构成的碱基对的比例越高，DNA分子稳定性越高。二、有关DNA分子结构的计算1DNA分子的共性和特异性(1)共性：不
40、因生物种类的不同而不同。 1； 1； 1。AT TA GC CG A CT G A GT C(2)特异性： 的值在不同DNA分子中是不同的，是DNA分子多样性和特异A TG C性的表现。2相关计算如图是DNA分子中碱基配对的情况示意图，与碱基互补配对原则有关的规律：腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶相等，即A T ，GC。因此，嘌呤总数与嘧啶总数相等，即AGTC。一条链中的 A和另一条链中的T相等，可记为A 1T 2，同样：T 1A 2，G 1C 2，C 1G 2。设在双链DNA分子中的一条链上A 1T 1n%，因为A 1T 2，A 2T 1，则：A 1T 1T 2A 2n%。整个 DNA分
41、子中：A Tn% 。在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA 分子中都相等。设双链DNA分子中，一条链上：m，则： m，所以互补链上 。A1 G1T1 C1 A1 G1T1 C1 T2 C2A2 G2 A2 G2T2 C2 1m双链DNA分子中，非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数。DNA分子中共有4种类型的碱基对，若某个DNA分子具有n个碱基对，则DNA分子可有4 n种碱基对排列方式。1在双链DNA分子中，若某一条链中 m，则在另一条链中 的比值A TG C A TG C是多少？在整个DNA分子中 的比值是多少？A TG C答案 在另一条链中及整个DNA分子中都
42、是m。2在双链DNA分子中，若某一条链中 n，则在另一条链中 的比值A GT C A GT C是多少？在整个DNA分子中 的比值是多少？A GT C答案 在另一条链中 的比值为1/n，在整个DNA分子中 1。A GT C A GT C2某DNA分子中AT占整个DNA分子碱基总数的44%，其中一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链(b)上的G占该链碱基总数的比例是( ) A35% B29% C28% D21%【问题导析】(1)整个DNA 中的 AT占整个DNA碱基总数的44% ，则GC占整个DNA 碱基总数的56% ；(2)因为其中一条链(a)上的G占该链碱基总数的2
43、1%，所以与G对应的互补链(b)上的C 占b链碱基总数的21%，则G(a链上) C(b链上)占DNA分子碱基总数的21%。(3)因为总的G C 占整个DNA分子碱基总数的56%，所以G(b链上)C(a 链上) 占整个DNA分子碱基总数的35%，推得G占b链碱基总数的35%。答案 A【一题多变】已知某双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的( )A34% 和16% B 34% 和 18%C16%和34% D32% 和 18%答案 A解析 根据双链DNA分子的特点，双链中，GC17%，A
44、T 33%，因其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它的互补链中，T 66%32%34% ，C34%18% 16%。1下列能正确表示DNA片段的示意图的是( )答案 D2由50个脱氧核苷酸构成的DNA分子，按其碱基的排列顺序不同，决定了DNA的种类及特性分别是( )50 4种 4 50种 4 25种 遗传性 多样性特异性A B C D答案 D解析 50个脱氧核苷酸共构成了25个碱基对，共有排列顺序4 25种，由此说明由于碱基对(或脱氧核苷酸对) 的排列顺序的多样性，决定了DNA分子的多样性。3假设一个DNA分子片段中，碱基T共3x个，占全部碱基的26%，则此DNA片段中碱基
45、G所占百分比和数目分别是( )A26%,3x个 B24%,288个C24%,298个 Dx%,144个答案 B解析 DNA分子的碱基数目和比例严格遵循碱基互补配对原则，即DNA 分子中有一个A，必定有一个和其互补的T；有一个C，必有一个G 。根据这个原理可知G 24% ；又知T共3x个，占26% ，则可知该DNA 分子片段中共有碱1 26%22基3x26%1 200个；前面已计算出G占24%，则G的数目是1 20024%288个。4分析以下材料，回答有关问题。材料一 在沃森和克里克提出DNA的双螺旋结构模型之前，人们已经证实了DNA 分子是由许多脱氧核苷酸构成的长链，自然界中的DNA并不以单链
46、形式存在，而是由两条链结合形成的。材料二 在1949年到1951年期间，科学家查戈夫(E.Chargaff)研究不同生物的DNA时发现，DNA分子中的嘧啶核苷酸的总数始终等于嘌呤核苷酸的总数，即A的总数等于T的总数，G的总数等于C的总数，但(AT)与(GC)的比值是不固定的。材料三 根据富兰克琳(R.E.Fra nklin)等人对DNA的X射线衍射分析表明，DNA 分子由许多“亚单位”组成，每一层的间距为0.34 nm，而且整个DNA分子长链的直径是恒定的。以上科学研究成果为1953年沃森和克里克提出DNA的双螺旋结构模型奠定了基础。请分析回答：(1)材料一表明DNA分子是由两条 _组成的，其基本单位是_。(2)嘧啶核苷酸的总数始终等于嘌呤核苷酸的总数，说明_。(3)A的总数等于 T的总数，G的总数等于C的总数，说明 _。(4)A与T的总数和G与C的总数的比值不固定，说明_。(5)富兰克琳等人提出的DNA 分子中的亚单位事实上是_；亚单位的间距都为0.34 nm，而且DNA分子的直径是恒定的，这些特征表明_。(6)基于以上分析，沃森和克里克提出了各对应碱基之间的关系是_，并成功地构建了
