备课素材：DNA的变性和复性-高二下学期生物人教版选择性必修3.docx

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1、DNA的变性和复性高中生物学选择性必修三提到，DNA扩增每一次循环一般可分为变性、复性和延伸三步：那么，DNA如何变性和复性？影响因素有哪些？蛋白质和DNA都是生物大分子，都有空间结构，但两者之间还是有一定的区别，如蛋白质的空间结构多种多样，而双链DNA的空间结构都是双螺旋结构，并没有表现出DNA空间结构的多样性。同样，蛋白质的变性和DNA的变性也有很大区别。1.DNA的变性DNA双链之间以氢键连接，氢键是一种次级键，能量较低，易受破坏，在某些理化因素作用下，DNA分子互补碱基对之间的氢键断裂，使DNA双螺旋结构松散,变成单链，即为DNA变性。DNA变性只涉及二级结构改变,不伴随一级共价键的断

2、裂。加热、低盐及强酸、强碱均可使DNA变性。NA的变性从开始到解链完全，是在一个相当窄的温度内完成的，在这一范围内，紫外光吸收值增加达到最大增加值的50时的温度叫做DNA的解链温度（Tm）。一种DNA分子的 Tm值的大小与其所含碱基中的 GC的比例相关也与DNA分子大小及变性条件有关，G+C的比例越高，DNA分子越长，溶液离子强度越高,Tm值越大。Tm不仅与DNA本身性质有关，而且与溶液的条件有关，通常溶液的离子强度较低时，Tm值较低，融点范围也较宽，离子强度增高时，Tm值较高，融点范围也变窄。因此，DNA制剂不应保存在离子强度过低的溶液中，一般保存在1mol/l NaCl溶液中较稳定。那么为

3、什么离子强度越强，DNA解链温度越高？稳定DNA双螺旋结构的一个重要因素就是碱基堆积力(比氢键更重要)，碱基层层堆积，内部形成疏水核心。离子强度高，即溶液极性大，碱基对的疏水作用力会增加，碱基堆积力更大，结构更稳定。此外，离子强度高，也可以降低DNA骨架上磷酸负离子的排斥作用，结构会更稳定。2.DNA的复性变性DNA在适当条件下，两条互补链可重新恢复天然的双螺旋构象，这种现象称为复性。热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，并维持在比Tm低2530左右时，变性后的单链DNA即可恢复双螺旋结构，因此这一过程也叫退火，一般认为，比Tm值低 25的温度是DNA复性的最佳条件。DNA复性的实际应用分子杂交

4、：通过变性DNA的复性性质，我们可知道，DNA单链之间、RNA单链之间、一条DNA和一条RNA链之间只要存在序列互补配对区域，不管是整条链互补，还是部分序列互补，即可重新形成整条双链或部分双链，这即为核酸分子杂交，这在分子生物学研究中有极大的应用，如可用于在基因组中对特异基因的定位及检测，PCR技术扩增目的基因等。例、在一定温度下，DNA双链会解链成单链，即发生DNA变性。Tm是DNA的双螺旋有一半发生热变性时相应的温度。如图表示DNA分子中的G-C含量与DNA的Tm之间的关系曲线（EDTA对DNA分子具有保护作用），下列叙述中错误的是（）A.DNA的Tm值受到G-C含量的影响B.DNA的Tm

5、值受到离子浓度的影响C.双链DNA热变性与解旋酶的催化作用有关D.双链DNA热变性后不改变其中的遗传信息解析：分析曲线图：DNA分子中的G-C含量越高，Tm（DNA的双螺旋有一半发生热变性时相应的温度）越高，两者呈正相关；0.15MNaCl所在的曲线比0.01MNaCl所在的曲线高，说明DNA的Tm值受到NaCl浓度的影响，题干和题图均没有涉及到解旋酶。DNA分子中的G-C含量越高，Tm越高，说明DNA的Tm值受到G-C含量的影响，A正确；0.15MNaCl所在的曲线与0.01MNaCl所在的曲线不重叠，说明DNA的Tm值受到离子浓度的影响，B正确；在一定温度下，DNA双链会解旋成单链，这与解旋酶无关；DNA双链解旋成单链后，遗传信息不会改变，C错误，D正确。故答案为C。学科网（北京）股份有限公司