例谈DNA分子结构图示的判断

例谈DNA分子结构图示的判断 湖北省恩施清江外国语学校　彭邦凤 例：在下列DNA分子结构的模式图中，正确的是（    ） 〖知识回顾〗 DNA分子的基本单位：DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，因含氮碱基的不同，有腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸等四种。 DNA分子的结构组成：DNA分子的立体结构为规则的双螺旋结构，具体为：由两条DNA反向平行的DNA链盘旋成双螺旋结构。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；碱基排列在内侧。DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对（A与T通过两个氢键相连、C与G通过三个氢键相连），碱基配对遵循碱基互补配对原则。具体为： ⑴DNA链：由一分子脱氧核苷酸的3号碳原子与另一分子脱氧核苷酸的5号碳原子端的磷酸基团之间通过脱水缩合形成磷酸二脂键，由磷酸二脂键将脱氧核苷酸连接成链。 ⑵5'端和3'端：由于DNA链中的游离磷酸基团连接在5号碳原子上，称5'端；另一端的3号碳原子端没有与磷酸基团成键，称为3'端。 ⑶反向平行：指构成DNA分子的两条链中，总是一条链的5'端与另一条链的3'端相对，即一条链是3'～5'，另一条为5'～3'。 ⑷碱基配对原则：两条链之间的碱基配对时，总是A与T配对、C与G配对。 〖判断方法〗一看外侧链是否由磷酸与脱氧核糖交替连接而成，据此可知，图D错误；二看外侧链的成键位置是否正确，即是否由一分子核苷酸的磷酸基团与相邻核苷酸的3号碳原子之间成键，据此可知，图E错误；三看外侧链是否反向平行，即是否一条链为3'～5'，对应链为5'～3'，据此可知，图B错误；四看内侧链碱基配对是否遵循碱基互补配对原则，如出现“同配”“错配”均不正确，图C错误。显然，只有图A正确。 〖小结〗对DNA分子结构的理解与把握，有利于理解结构与功能相适应的生物学观点，而正确判断DNA分子结构图示正误的直接依据是DNA分子的结构组成及其特点，即内侧链碱基对之间是否符合碱基互补配对原则，外侧链是否反向平行及其成键位置是否正确。 2008-11-27  人教网 数字化”DNA分子 江西省万安中学　高华山 DNA的结构中涉及到许多数字，如果从这些数字去理解DNA的结构，则既有兴趣又好记忆，现归纳如下： 1、数字一： ①     DNA分子是一种规则的双螺旋结构； ②     碱基间配对遵循一个原则----碱基互补配对原则。 2、  数字二： ①DNA含两条平行的脱氧核糖核苷酸链且两条链向两个相反的方向延伸，可以根据DNA的平面结构图中表示五碳糖的五边形的一个角（含O原子）的指向来判断，一条链的角向上，另外一条链的角向下； ②DNA含两大类碱基，分别是嘌呤和嘧啶，且它们的数目相等； ③碱基的配对方式有两种A与T、G与C配对； ④要掌握的两种化学键：连接碱基的氢键和连接脱氧核苷酸的磷酸二酯键，磷酸二酯键表示是用直线，而磷酸与脱氧核糖连接的化学键表示是用折线（含2个化学键），请注意它们的区别，画图时别画错了。另外注意：氢键容易被破坏，磷酸二酯键则难破坏，这有利于增强DNA分子的稳定性； ⑤腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）碱基间配对是通过2个氢键连接，稳定性低； ⑥两种结构：平面结构和立体（空间）结构； ⑦两条脱氧核糖核苷酸链的空间分成两部分：脱氧核糖与磷酸相间排列在外侧，构成DNA的基本骨架；两条链之间的横档是碱基对，排列在内侧。相对应的两个碱基通过氢键连结形成碱基对； ⑧DNA水解有两种情况：不完全水解的产物是四种脱氧核苷酸，完全水解的产物是磷酸分子、五碳糖分子和含氮碱基分子。 3、  数字三： ①1个脱氧核苷酸分子中含3种分子（磷酸分子、五碳糖分子、含氮碱基分子）；  ②鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）碱基间配对是通过3个氢键连接，稳定性更高，故含G-C碱基对多的DNA分子更耐高温； ③三个结构特点： 稳定性：DNA分子两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的，从而导致DNA分子的稳定性。 多样性：DNA中的碱基对的排列顺序是千变万化的。碱基对的排列方式为4n（n为碱基对的数目） 特异性：每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。 数字四： ①     4种含氮碱基：腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C） ②     4种核苷：腺嘌呤脱氧核糖核苷、胸腺嘧啶脱氧核糖核苷、鸟嘌呤脱氧核糖核苷、胞嘧啶脱氧核糖核苷； ③     4种脱氧核糖核苷酸：腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸、鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸、胞嘧啶脱氧核糖核苷酸； ④     4种碱基对：A-T、T-A、G-C、C-G，注意顺序不同碱基对也不同。 5、数字五：组成DNA的化学元素有5种（C、H、O、N、P）。 解读中心法则 吉林省梨树县第一高级中学　姜万录 中心法则是克里克于1957年提出的遗传信息在细胞内生物大分子间转移的基本法则。中心法则阐明了在生命活动中核酸与蛋白质的分工和联系。核酸的功能是贮存和转移遗传信息，指导和控制蛋白质的合成；蛋白质的主要功能是作为生物体的结构成分和调节新陈代谢活动，使遗传信息得到表达。 1．中心法则──遗传信息转移的规律 1．1　内容 中心法则是指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。也可以从DNA传递给DNA，即完成DNA的复制过程。这是所有细胞结构的生物所遵循的法则。在某些病毒中的RNA自我复制（如烟草花叶病毒等）和在某些病毒中能以RNA为模板逆转录成DNA的过程（某些致癌病毒）是对中心法则的补充和发展。 1．2　图解 从图解看出，遗传信息的转移分为两类： 一类是以DNA为遗传物质的生物（包括具有细胞结构的真核生物和原核生物以及DNA病毒）遗传信息传递。用实线箭头表示，包括DNA复制、RNA转录和蛋白质的翻译。 另一类以RNA为遗传物质的生物遗传信息传递。包括虚线箭头表示过程，即RNA复制、RNA逆转录。RNA的自我复制和逆转录过程，在病毒单独存在时是不能进行的，只有寄生到寄主细胞中后才发生。 ①RNA病毒（如烟草花叶病毒）遗传信息传递过程： ②逆转录病毒（如某些致癌病毒）遗传信息传递过程。 1．3　含义 包括五个方面，而且均遵循碱基互补配对原则。 过程 模板 原料 碱基互补 产物 实例 DNA复制 （DNA→DNA） DNA两条链 含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸 A—T G—C DNA 绝大多数生物 DNA转录 （DNA→RNA） DNA 一条链 含A、U、G、C的四种核糖核苷酸 A—UT—A G—C RNA 绝大多数生物 RNA复制 （RNA→RNA） RNA 含A、U、G、C的四种核糖核苷酸 A—T G—C RNA 以RNA为遗传物质的生物，如烟草花叶病毒 RNA逆转录 （RNA→DNA） RNA 含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸 A—TU—A G—C DNA 某些致癌病毒、艾滋病病毒、SARS病毒 翻译（RNA→多肽） mRNA 20种氨基酸 A—U G—C 多肽 所有生物             1．4　意义 ①中心法则是对遗传物质作用原理的高度概括。 ②中心法则是对DNA的两大基本功能的高度概括。体现了遗传信息的传递功能，和遗传信息的表达功能。 ③中心法则是对遗传物质与性状关系的高度概括。基因通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状。 2．对中心法则的考查 2．1　以图解的形式考查 例1．下图是中心法则示意图，各个数字代表不同的过程。请据图回答问题。  ⑴2、5所表示的过程分别是           和           。 ⑵需要tRNA和核糖体同时参与的过程是            （用图中的数字回答）。 ⑶1过程发生在真核细胞分裂的          期。 ⑷在真核细胞中，1和2两个过程发生的主要场所是                 。 ⑸能特异性识别信使RNA上密码子的分子是         ，后者所携带的分子是      。 ⑹若某蛋白质是由3条肽链290个氨基酸组成的，那么在合成该蛋白质的过程中至少需要DNA上_______个碱基，最多需要________种氨基酸。 ⑺用图中物质和数字表示HIV的遗传信息传递和表达的过程：                  。 解析：本题以中心法则示意图考查遗传信息传递过程的基础知识。根据箭头的方向可知1是DNA复制、2是转录、3是逆转录、4是RNA复制、5是翻译过程。其中5翻译过程需要tRNA和核糖体同时参与，tRNA能识别mRNA上的密码，同时能搬运氨基酸；1DNA复制过程发生在真核细胞分裂的间期（S期）；在真核细胞中，1和2两个过程发生细胞核中。在蛋白质合成过程中，基因上至少6个碱基才能决定1个氨基酸，这样某蛋白质是由3条肽链290个氨基酸组成的，那么在合成该蛋白质的过程中至少需要DNA上1740个碱基，最多需要20种氨基酸。HIV是逆转录病毒其遗传信息传递和表达的过程为RNA → DNA → RNA → 蛋白质。 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 ：（1）转录     翻译  （2）5  （3）间（S）（4）细胞核  （5）tRNA（转运RNA）  氨基酸  （6）1740     20  （7）RNA → DNA → RNA → 蛋白质 2．2以结构图的形式考查 例2．已知甲、乙、丙三种类型的病毒，其遗传信息的传递方式分别用右图表示：  ⑴图中3、10表示遗传物质          过程，此过程正常进行所必备的条件有        酶、        酶、         、          、           等。 ⑵图中1、8表示遗传信息的         过程，图中2、5、9表示遗传信息的        过程。 ⑶图中7表示遗传信息的         过程。此过程的进行需要        酶的参与。发现这一现象的重要意义是             。 ⑷请写出图甲中遗传信息的传递过程图式：                                。 解析：甲、乙、丙图示遗传信息的三种表达模式，即甲是DNA为遗传物质的生物遗传信息传递。包括1是RNA转录、2是翻译和3是DNA复制过程。乙和丙是以RNA为遗传物质的生物遗传信息传递。其中4是RNA复制、5、6和9是翻译过程、7是逆转录、8是转录过程。这样结合问题便可顺利做答。 继续阅读