1、第16课时DNA的结构和DNA的复制目标导航1.理解DNA分子结构的主要特点，掌握DNA的化学组成。2.熟悉DNA分子的复制过程及意义。3.通过制作DNA分子双螺旋结构模型，培养从平面到空间的思维转换能力。4.从DNA半保留复制实验中，学习同位素标记的方法。一、DNA双螺旋结构模型的构建历程1在对DNA分子结构的研究中，美国生物学家_和英国物理学家_做了突出的贡献。2DNA分子是以4种_为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有_四种碱基。3沃森和克里克尝试了很多种不同的双螺旋结构和三螺旋结构，但都被否定了。后来他们重新构建了一个将_骨架安排在螺旋外部，_安排在螺旋内部的双链螺旋。4后来，
2、沃森和克里克又根据其他科学家得出的腺嘌呤(A)的量总是_胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是_胞嘧啶(C)的量的信息，改变了碱基配对的方式，让_配对，_配对，构建出DNA的_结构模型。二、DNA分子的双螺旋结构1DNA分子由两条链组成，这两条链按_的方式盘旋成_结构。2DNA分子中的_和_交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；_排列在内侧。3两条链上的碱基通过_连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：A(腺嘌呤)一定与_(胸腺嘧啶)配对；G(鸟嘌呤)一定与_(胞嘧啶)配对。碱基之间这种一一对应的关系，叫做_。三、DNA复制的过程及意义1DNA的复制是指以亲代_的过程。发生在_和_。DNA复制
3、的场所主要是_。2过程：(1)复制方式：_。(2)DNA复制的模板：_。DNA复制的原料：游离的4种脱氧核苷酸。DNA复制的能量：_。DNA复制的酶：_、DNA聚合酶等。3DNA复制的意义：_。知识点一DNA双螺旋结构模型的构建1下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克琳、查戈夫等人在DNA分子结构构建方面的突出贡献的说法中，正确的是()A威尔金斯和富兰克琳提供了DNA分子的电子显微镜图像B沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型C查戈夫提出了A与T配对、C与G配对的正确关系D富兰克琳和查戈夫发现碱基A量等于T量、C量等于G量2DNA两条链上排列顺序稳定不变的是()A脱氧核苷酸B脱氧核糖和磷
4、酸C碱基对D碱基知识点二DNA分子的结构3下面关于DNA结构的叙述中，不正确的一项是()ADNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧BDNA分子中的嘌呤碱基与嘧啶碱基总数相同CDNA分子中只有四种碱基，故实际上只能构成44种DNADDNA分子中碱基之间一一对应的配对关系是碱基互补配对原则4下列不是DNA结构特征的是()ADNA双链反向平行B碱基按嘌呤与嘧啶(AT；GC)，嘧啶与嘌呤(TA；CG)互补配对CDNA分子排列中，两条长链上的脱氧核糖与磷酸排列千变万化DDNA螺旋沿中心轴旋转知识点三DNA分子复制的过程5在DNA复制过程中，保证复制准确无误进行的关键步骤是()A解旋酶破坏氢键并使
5、DNA双链解开B游离的脱氧核苷酸与母链碱基互补配对C与模板链配对的脱氧核苷酸连接成子链D子链与模板链盘绕成双螺旋结构6科研人员欲利用从生物体细胞内提取的一个DNA分子和标记了放射性同位素3H的4种脱氧核苷酸，在实验室里合成新的DNA分子。(1)除了上述几种物质外，还需_和_。(2)在第二代所有DNA分子中含3H的单链和第三代中不含3H的单链各有_条和_条。(3)如果在DNA分子的100个脱氧核苷酸碱基对中有30个T，那么以其为模板所复制的一个新的DNA分子中应有_个G。(4)由上述实验结果可知DNA的复制方式是_。知识点四DNA分子复制的有关计算7某DNA分子复制三次后，所得到的第四代DNA分
6、子中，含有第一代DNA中脱氧核苷酸链的条数是()A1条B2条C4条D8条8DNA分子某片段包含m个碱基，其中胞嘧啶n个。该片段复制2次，需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为()A(m2n)/2B(3m6n)/2Cm2nD2m4n基础落实1下面关于DNA分子结构的叙述中，错误的是()A每个双链DNA分子含有四种脱氧核苷酸B每个核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基C每个DNA分子的碱基数磷酸数脱氧核糖数D双链DNA分子中的一段若含有40个胞嘧啶，就一定会同时含有40个鸟嘌呤2在DNA分子的一条脱氧核苷酸链中，相邻的碱基A与T之间的连接结构是()A氢键B磷酸脱氧核糖磷酸C肽键D脱氧核糖磷酸脱氧核糖3下列关于
7、DNA复制的叙述，正确的是()ADNA分子在解旋酶的作用下，水解成脱氧核苷酸B在全部解旋之后才开始碱基配对C解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链D复制后，每个新DNA分子中都含有一条母链和一条子链4DNA分子复制时解旋酶作用的结构可以是()A.B.CAUDGC5DNA分子具有多样性和特异性是由于()ADNA分子是高分子化合物，相对分子质量大BDNA分子中碱基数目很多，能形成很多氢键CDNA分子中两条链上的脱氧核糖和磷酸之间的排列顺序变化多端DDNA分子中碱基对的排列顺序千变万化，但在特定的DNA分子中碱基对排列顺序不变6如图表示DNA分子复制的片段，图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。一
8、般地说，下列各项正确的是()Aa和c的碱基序列互补Bb和c的碱基序列相同Ca链中(AT)/(GC)的比值与b链中同项比值相同Da链中(AT)/(GC)的比值与d链中同项比值不同能力提升7某DNA分子的一条链(AG)/(TC)2，这种比例在其互补链和整个DNA分子中分别是()A都是2B1/2和2C1/2和1D2和18已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条(链)子链中T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%，则在链的互补链(链)中，T和C分别占(链)碱基总数的()A32.9%和17.1%B31.3%和18.7%C18.7%和31.3%D17.1%和32.9%9如
9、果把只含15N的DNA分子叫做重DNA，把只含14N的DNA分子叫做轻DNA，把一条链含15N、另一条链含14N的DNA分子叫做中DNA。那么，将一个完全被15N标记的DNA分子放入到含14N的培养基上培养，让其连续复制三代，则培养基内重DNA、中DNA和轻DNA的分子数分别是()A0、2、6B2、0、6C2、4、2D6、0、210某个DNA片段由500对碱基组成，AT占碱基总数的34%。若该DNA片段复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为()A330B660C990 D1 32011若将果蝇的一个精原细胞中的一个DNA分子用15N进行标记，正常情况下在该细胞形成的精细胞中，含15N的
10、精细胞数占()A1/8B1/4C1/2D1/1612用32P标记玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期一个细胞中的染色体数目和被32P标记的染色体数目分别是()A中期20和20、后期40和20B中期20和10、后期40和20C中期20和20、后期40和10D中期20和10、后期40和10题号123456789101112答案13.已知双链DNA分子的一条单链中(AG)/(TC)m，求：(1)在互补链中上述比例为_，据此可得推论：_。(2)在整个DNA分子中上述比例为_，据此可得推论：_。若在一单链中，(AT)/(CG
11、)n时，求：(3)在另一条互补链中上述比例为_。(4)在整个DNA分子中上述比例为_。(5)据(3)和(4)可得推论：_。14在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14NDNA(对照)；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15NDNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(和)，用某种离心方法分离得到的结果如图甲所示。(1)由实验结果可以推测第一代()细菌DNA分子中一条链是_，另一条链是_。(2)将第一代()细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到的细菌的DNA分子用同样的方法分离，请参照图甲，将DNA分子可能出现在试管中
12、的位置在图乙中标出。答案 知识清单一、1.沃森克里克2脱氧核苷酸A、T、C、G3磷酸脱氧核糖碱基4等于等于A与TG与C双螺旋二、1.反向平行双螺旋2脱氧核糖磷酸碱基3氢键TC碱基互补配对原则三、1.DNA分子为模板合成子代DNA分子有丝分裂间期减数分裂间期细胞核2(1)DNA半保留复制(2)DNA分子的两条链 细胞提供的能量解旋酶3DNA分子通过复制，使遗传信息从亲代传递给子代，从而保证了遗传信息的连续性对点训练1B在DNA分子结构构建方面，威尔金斯和富兰克琳提供了DNA的衍射图谱；查戈夫发现了碱基A量等于T量、C量等于G量。沃森和克里克在以上基础上提出了DNA分子的双螺旋结构。2BDNA分子
13、中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，且稳定不变。3CDNA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分子中含有四种碱基，由于许多的碱基排列起来使DNA分子种类多种多样，其种类数量为4n，n为碱基对数。4CDNA分子排列中，两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在外侧。5B在DNA复制过程中，有解旋、合成子链和螺旋化等过程，但是能保证复制得到的两个DNA分子相同的机制是在复制过程中，严格按照碱基互补配对原则合成子链。6(1)酶能量(ATP)(2)62(3)70(4)半保留复制解析DNA复制时以解开的每一段母链为模板，以游离的脱氧核苷酸为原料，同时还需要
14、能量(ATP)和DNA聚合酶等酶的参与。由于新合成的每个DNA分子中都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式被称为半保留复制。7B1个亲代DNA分子复制n代后，新形成的DNA分子中只有两条含亲代母链。8B双链DNA分子中，GCn，所以TAn。该片段复制2次需要消耗游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为(221)(n)。课后作业1B由于组成DNA的五碳糖是脱氧核糖，所以B项的叙述是错误的。2D解决本题的关键是“一条脱氧核苷酸链，相邻碱基A和T之间的连接结构”，核苷酸与核苷酸是通过磷酸与脱氧核糖相连形成单链。3D在解旋酶的作用下，DNA分子解螺旋形成两条脱氧核苷酸长链；DNA复制是边解旋边复制的，
15、并以解开的两条母链为模板合成两个子代DNA分子；形成的新的DNA分子中都含有一条母链和一条子链。4DDNA分子复制时，解旋酶的作用是使DNA碱基对间的氢键断开。DNA中碱基对有GC、AT两种。5DDNA分子中碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而特定的碱基对排列顺序又构成了特定的DNA分子。6Ca、d两条母链碱基互补，a、b两条链碱基互补，c、d两条链碱基互补，可推出a和c碱基序列相同，b和c碱基序列互补；两条互补链中的(AT)/(GC)相同。7C在整个DNA分子中，AT、CG，因此，AGTC。由于在DNA分子的单链中，一条链中的AG或TC与互补链中的TC或AG相等，一条链的
16、(AG)/(TC)2，其互补链的该比值就是1/2。8B由于整个DNA分子中GC35.8%，则每条链中GC35.8%，AT64.2%；由于链中T与C分别占链碱基总数的32.9%和17.1%，由此可以求出链中G18.7%、A31.3%，则其互补链链中T和C分别占链碱基总数的31.3%和18.7%。9A1个重DNA放到含14N的培养基上培养，让其连续复制3代后，总共得到8个DNA分子。而原来重DNA的两条链分别在2个子代DNA中，因此子代中有2个中DNA(含有一条母链的2个子代DNA)和6个轻DNA。10C该DNA片段共有碱基50021 000个，已知(AT)34%，所以CG1 000(134%)/
17、2330。复制2次后共有4个DNA片段，原DNA片段上有330个胞嘧啶脱氧核苷酸分子，所以需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为3303990。11C一个精原细胞减数分裂形成4个精细胞，整个过程中，DNA只复制1次，细胞连续分裂2次，而1个被15N标记过的DNA复制后形成的2个DNA分子中都含有15N。该细胞形成的4个精细胞中，有2个含有被标记的DNA分子，另外2个含有其同源染色体上的未被标记的DNA分子。12ADNA分子的复制为半保留复制，一个玉米细胞中有20条染色体，其内含20个DNA分子，有40条DNA分子单链被32P标记。第一次分裂形成的2个子细胞中所有染色体都被32P标记(每个DNA分
18、子中一条链被标记，一条链不被标记)；第二次分裂时，中期的染色体都被标记；后期由于染色单体分离变为两条染色体，则有一半染色体被标记，为20条。如果是多个细胞也符合这样的规律。13(1)1/m两非互补碱基和的比例在双链DNA的两条子链中互为倒数关系 (2)1在整个DNA分子中，嘌呤碱基之和等于嘧啶碱基之和 (3)n(4)n(5)在整个DNA分子中，(AT)/(GC)与分子内任一条链上的该比例相同解析假设DNA双链分别为和，链为已知链，链为互补链：(1)据碱基互补配对原则可知：AT，AT，CG，GC，故(AG)/(TC)(TC)/(AG)m，则互补链中(AG)/(TC)1/m。可见，在两条链中这种碱
19、基比例互为倒数关系。(2)在双链DNA中，AT、GC，则(AG)/(TC)1。可见，在整个DNA分子中，嘌呤碱基之和等于嘧啶碱基之和。(3)根据上面的假设，在整个DNA分子中有下列关系存在：ATTA，GCCG，则有(AT)/(GC)(AT)/(GC)n。(4)根据上面的假设，在双链DNA中有下列关系存在：AT、AT、GC、CG，故整个DNA分子中：(AT)/(GC)(AA)(TT)/(GG)(CC)2(AT)/2(GC)n。根据(3)和(4)可知：在整个DNA分子中，AT/GC与分子内任何一条链上的该比例相同。14(1)15N模板链14N新链(2)如下图解析此题考查DNA分子复制的特点。DNA分子的复制为半保留复制，即新的DNA分子是由一条模板链和一条新链组成的。