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基因的概念和结构基因是生物体内控制生物遗传性状的基本单位，是生物遗传信息的承载体。
基因可以看作是DNA分子上的一个特定区域，它包含了一系列的遗传信息，这些遗传信息指导并决定了生物体的形态、生理和行为特征。
基因的结构非常多样化，不仅在各个物种之间存在差异，而且在同一物种的不同个体中也可能存在差异。
下面将从DNA的结构、基因的组成和基因的功能几个方面详细介绍基因的概念和结构。
首先，DNA分子是生物体内的遗传物质，它以双螺旋的形式存在，由四种核苷酸（腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和酸嘌呤）按照一定的序列组成。
DNA的双螺旋结构由两条互补的链组成，核苷酸通过互补配对连接在一起。
腺嘌呤和胞嘧啶之间通过三个氢键连接，鸟嘌呤和酸嘌呤之间通过两个氢键连接。
这种互补配对规则使得DNA的两条链具有相同的序列信息，一个链上的碱基序列可以唯一确定另一条链上的碱基序列。
基因是DNA上特定区域的遗传单位，基因由若干个外显子和内含子组成。
外显子是具有编码功能的DNA片段，它们被转录成mRNA，并进一步翻译成蛋白质，蛋白质是生物体内的重要功能分子。
而内含子则是在转录过程中被剪接掉的DNA片段，它们不参与编码过程。
除了外显子和内含子外，基因还包含有启动子和终止子等调控元件。
启动子是位于基因前端的DNA序列，它能够结合转录因子，促进转录过程的开始。
终止子则位于基因尾端，它指示转录过程的结束。
基因的外显子和内含子以及调控元件共同组成了基因的结构。
基因的功能是通过编码蛋白质来实现的。
DNA的两条链在转录的过程中，通过互补配对规则，构成一条mRNA链。
mRNA链被核糖体翻译成具有特定氨基酸序列的多肽链，最终折叠成特定的蛋白质结构。
蛋白质通过它们的结构和功能来决定生物体的形态和生理特征。
例如，酶是生物体内的催化剂，它们能够促进化学反应的发生；激素是生物体内的信号分子，它们能够调节生物体的生长和发育。
基因的功能既包括遗传信息的传递，也包括蛋白质的合成和调节。
第18讲DNA的结构、复制及基因[目标要求] 1.概述DNA分子结构的主要特点。
2.概述DNA分子的复制。
3.理解基因的概念。
考点一DNA的结构及相关计算1．DNA的双螺旋结构特点(1)DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作5′－端，另一端有一个羟基(—OH)，称作3′－端，两条单链走向相反，一条单链是从5′－端到3′－端的，另一条单链是从3′－端到5′－端的。
(2)DNA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。
(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定规律：A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对，G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。
碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。
2．DNA 中的碱基数量的计算规律设DNA 一条链为1链，互补链为2链。
根据碱基互补配对原则可知，A 1＝T 2，A 2＝T 1，G 1＝C 2，G 2＝C 1。
(1)A 1＋A 2＝T 1＋T 2；G 1＋G 2＝C 1＋C 2。
即：双链中A ＝T ，G ＝C ，A ＋G ＝T ＋C ＝A ＋C ＝T ＋G ＝12(A ＋G ＋T ＋C)。
规律一：双链DNA 中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。
(2)A 1＋T 1＝A 2＋T 2；G 1＋C 1＝G 2＋C 2。
A 1＋T 1N 1＝A 2＋T 2N 2＝A ＋T N(N 为相应的碱基总数)， C 1＋G 1N 1＝C 2＋G 2N 2＝C ＋G N。
规律二：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，简记为“补则等”。
(3)A 1＋C 1T 1＋G 1与A 2＋C 2T 2＋G 2的关系是互为倒数。
规律三：非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，简记为“不补则倒”。
必修2第三章第2-4节DNA的结构、复制以及基因与DNA的关系年级⾼⼆学科⽣物版本⼈教新课标版课程标题必修⼆第三章第2－4节DNA的结构、复制以及基因与DNA的关系编稿⽼师马学春⼀校黄楠⼆校林卉审核于泗勇⼀、学习⽬标：1. 掌握DNA分⼦的基本单位、核苷酸的种类、碱基的种类、元素的种类；DNA分⼦的平⾯结构和空间结构；碱基互补配对原则。
2. 概述DNA分⼦的复制。
3. 说明基因是有遗传效应的DNA⽚段。
⼆、重点、难点：重点：DNA分⼦结构；DNA分⼦复制的条件、过程和特点；基因与DNA的关系，DNA 分⼦的多样性和特异性。
难点：DNA分⼦结构的主要特点；DNA分⼦复制的过程；遗传信息多样性的基础。
三、考点分析：内容要求DNA分⼦结构的主要特点ⅡDNA中遗传信息的多样性Ⅱ基因与DNA的关系ⅠDNA分⼦复制的过程Ⅱ在⾼考中，常将DNA分⼦的结构与细胞分裂、变异等内容综合在⼀起出题考查，这种⽅式是对DNA知识考查的新⽅向。
但考查的基础仍然是分⼦结构的特点，及DNA分⼦复制过程中的原料等知识。
同学应该注重基础，深⼊理解，以不变应万变是化解难度、解决问题的关键。
⼀、DNA分⼦的结构：1. 两条长链反向平⾏盘绕形成规则的双螺旋结构（1）两条长链反向平⾏。
（2）外侧为脱氧核糖与磷酸交替排列，形成基本⾻架。
（3）内部为碱基互补配对。
碱基之间的配对⽅式：A与T配对，G与C配对。
（A—T、G—C，且AT间两个氢键连接，CG间三个氢键连接）2. 结构特点：①稳定性：DNA分⼦的两条长链上的脱氧核糖与Pi交替排列的顺序和两条长链之间碱基互补配对的⽅式是稳定不变的，从⽽导致了DNA分⼦的稳定性。
②多样性：DNA分⼦中的碱基相互配对原则不变，但碱基对的排列顺序千变万化（例：4种），构⼀个最短的DNA分⼦⼤约有4000个碱基对，这些碱基对可能的排列⽅式就有4000成了DNA分⼦的多样性。
③特异性：每个DNA分⼦都具有特定的碱基排列顺序，这就构成了DNA分⼦的特异性。
1、DNA的碱基互补配对原则：A与T配对，G与C配对。
2、DNA复制：是指以亲代DNA分子为模板来合成子代DNA的过程。
DNA的复制实质上是遗传信息的复制。
3、解旋：在ATP供能、解旋酶的作用下，DNA分子两条多脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，于是部分双螺旋链解旋为二条平行双链，解开的两条单链叫母链（模板链）。
4、DNA的半保留复制：在子代双链中，有一条是亲代原有的链，另一条则是新合成的。
5、人类基因组是指人体DNA分子所携带的全部遗传信息。
人类基因组计划就是分析测定人类基因组的核苷酸序列。
1、DNA的化学结构：①DNA是高分子化合物：组成它的基本元素是C、H、O、N、P等。
②组成DNA的基本单位——脱氧核苷酸。
每个脱氧核苷酸由三部分组成：一个脱氧核糖、一个含氮碱基和一个磷酸③构成DNA的脱氧核苷酸有四种。
DNA在水解酶的作用下，可以得到四种不同的核苷酸，即腺嘌呤（A）脱氧核苷酸；鸟嘌呤（G）脱氧核苷酸；胞嘧啶（C）脱氧核苷酸；胸腺嘧啶（T）脱氧核苷酸；组成四种脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸都是一样的，所不相同的是四种含氮碱基：ATGC。
④DNA是由四种不同的脱氧核苷酸为单位，聚合而成的脱氧核苷酸链。
2、DNA的双螺旋结构：DNA的双螺旋结构，脱氧核糖与磷酸相间排列在外侧，形成两条主链（反向平行），构成DNA的基本骨架。
两条主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，DNA一条链上的碱基排列顺序确定了，根据碱基互补配对原则，另一条链的碱基排列顺序也就确定了。
3、DNA的特性：①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。
②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：4n（n为碱基对的数目）③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。
