1、第二节 DNA的分子结构和复制【考点分析】 主要考查DNA的化学组成、空间结构及其特点，碱基互补配对原则及应用；考查DNA的复制过程、碱基互补配对原则的应用以及生物学意义。【自主复习导航】一、DNA的分子结构1、DNA的结构：化学结构：基本单位脱氧核苷酸(包括_ _种，分别是：_ _脱氧核苷酸，_ 脱氧核苷酸,_脱氧核苷酸,_ _脱氧核苷酸。)空间结构：一般右旋，极少数左旋,一般双链，极少数单链。由两条反向平行的_ _长链向右盘旋而成。外侧脱氧核糖和磷酸_ _连结，构成基本骨架；内侧碱基与脱氧核糖连结。两条链上的碱基按照_原则(AT，GC)通过_连结起来，形成_。 2、结构特性: 稳定性：基本
2、骨架相同，都是由_交替连接；碱基对之间由_按_原则连接。多样性：脱氧核苷酸的排列顺序千变万化，有_ _种(n表示碱基对数)。特异性：不同的DNA分子有其特定的_ _。3、DNA的结构的总结： 种元素 类物质 种基本单位 条链 种结构 二、DNA的复制1场所：主要在_ _，还有_ _。2时期：_。3条件：模板是 ；原料是 ；能量是 ；酶是 和 。4结构基础： 。5原则： 。6过程：母链解旋合成延伸和盘绕。7结果：形成 。8特点:A. ； B. 。9意义：将亲代的_传递给子代，使前后代保持了一定的_ _，从而保证了亲子代间性状相似注意：但DNA复制时，有时也会发生差错，由于没有严格按照_原则进行,
3、使子代DNA的遗传信息与亲代遗传信息发生改变,这称为基因_。三、基因每个DNA分子上含有_基因。基因是_片段。遗传信息蕴藏在4种_中。DNA分子的多样性源于_的多样性。特异性源于每个DNA分子的碱基特定的_。例题精析例1假设一个分子片段中含碱基共个，占全部碱基的，则此片段中碱基所占百分比和数目分别是（）答案: 个例2. 分析一个DNA分子时，发现30%的脱氧核苷酸含有腺嘌呤，由此可知该分子一条链上鸟嘌呤含量的最大值可占此链碱基总数的A20% B30% C40% D70%解析:根据碱基互补配对原则，可知鸟嘌呤占DNA碱基总数为(130%2)2=20%。双链中G+C=40%，推知单链中G+C=40
4、%，一般情况下DNA双链上都应有G分布，所以G40%，但也有一种极端情况，使G集中分布在一条链上(无C)，而另一条链上没有G(只有C)。所以该分子一条链上鸟嘌呤最大值可占该链的40%。答案:C例3.解析:画出DNA简图。(如右图)依题意，列出等量关系：A1=14G1而A1G1=48联立得：A1 = 28(3)依“等量代换”有：T2=Al=28，即胸腺嘧啶占该链碱基数目的28。 答案:D【例1】由120个碱基组成的DNA分子片段，可因碱基对组成和序列的不同而携带不同的遗传信息，其种类数最多可达 （ ） A4120 B1204 C460 D604【例2】基因研究最新发现表明，人与小鼠的基因约 80
5、相同。则人与小鼠的DNA碱基序列相同的比例是 （ ） A20 B80 C100 D无法确定【例3】决定DNA遗传特异性的是 （ ） A脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特点B嘌呤总数与嘧啶总数的比值 C碱基互补配对的原则 D碱基排列顺序【自我诊断】基础题1、DNA的复制不可能发生在 （ ）A、细胞核中 B、叶绿体中 C、线粒体中 D、核糖体中2、一条染色体含有一个双链DNA分子，经复制后，一条染色单体含有 （ ）A、 两条双链DNA分子 B、一条双链DNA分子 C、一条单链DNA分子 D、四条双链DNA分子3、保证准确无误的进行DNA复制的关键步骤是 （ ）A、解旋酶促使DNA的两条链分离 B
6、、游离的脱氧核苷酸与母链碱基进行互补配对C、配对的脱氧核苷酸之间连接成与母链互补的子链D、模板母链与互补子链盘绕成双链结构 4、具有100个碱基对的一个DNA分子区段，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制2次，需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 （ ） A、 60个 B、80个 C、120个 D、180个5、在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的42，若其中一条链中胞嘧啶占该链碱基总数的24，胸腺嘧啶占30，那么在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占 （ ）A、12 34 B、21 52 C、34 12 D、58 306、已知某DNA分子长度达30mm，DNA复制速度约为4ummin，但复制
7、整个过程的完成时间仅需30min多，这主要是因为 ( )A边解旋边复制 B以半保留方式复制C有许多复制起点即分段复制 DDNA双链同时复制7. 用15N标记的DNA分子，放入14N培养基中进行复制，当测得含有15N的DNA分子占12.5%时，该DNA分子已复制的次数是 ( )A1 B2 C3 D48某DNA分子中含有1000个碱基对（P元素只是32P）若将该DNA分子放在只含31P的脱氧核苷酸的培养液中，让其复制两次，则子代DNA分子的相对分子质量平均比原DNA分子（ ）A减少1500 B增加1500 C减少1000 D增加10009、在试管中合成DNA的过程是：先把高能磷酸基团接种在四种脱氧
8、核苷酸上，然后将这四种三磷酸脱氧核苷酸放入一只试管内。还要加入从某中生物体内提取的DNA聚合酶等酶系，最后放入带15N标记的人体DNA分子，根据下面实验结果回答：（1）生化分析得知：新合成的DNA分子中，A=T，G=C这个事实说明DNA的合成遵循_。 （2）生化分析发现，新合成的DNA分子中，带15N标记的DNA约占总量的50，这个事实说明_。10、含有32P或31P的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可能参与DNA分子的组成，但32P比31P质量大。现在将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中，连续培养数代后得到G0代细胞。然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养，经过第一、二次细
9、胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取DNA，经密度梯度离心后得到结果如下图。由于DNA分子质量不同，因此在离心管内的分布不同。若、分别表示轻、中、重3种DNA分子的位置。请回答：（1）G0、G1、G23代DNA离心后的试管分别是图中 G0_、G1_、G2_。（2）G2代在、3条带中DNA数的比例为_。（3）图中、两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是：条带_、条带_。（4）上述实验结果证明DNA分子的复制是_。DNA的自我复制使生物的_保持相对稳定。11、DNA复制方式，可以通过设想来进行预测，可能的情况是：全保留复制、半保留复制、分散复制。(1)根据图36中的
10、示例对三种复制作出可能的假设：如果是全保留复制，则1个DNA分子形成2个DNA分子，其中一个是_而另一个是_；如果是半保留复制，则新形成的两个DNA分子，各有_；如果是分散复制，则新形成的DNA分子中_。(2)究竟是哪种复制方式呢？请同学们设计实验来证明DNA的复制方式。实验步骤：在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N-DNA(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15N-DNA(亲代)。将亲代15N大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(和)，用密度梯度离心方法分离实验预测：如果与对照(14N/14N)相比，子代I能分辩出两条带_和_
11、，则可以排除_。如果子代I只有一条_，则可以排除_，但不能肯定是_；如果子代I只有一条中等密度带，再继续做子代II_DNA密度鉴定，若子代II可以分出_和_，则可以排除_，同时肯定_；如果子代II不能分出_密度两条带，则排除_。实验结果：用图例表示【高考指向】一、DNA结构1、结构分析（1）化学元素（2）基本单位-脱氧核苷酸（四种）组成 连接：聚合种类在DNA分子中，由于组成脱氧核苷酸的碱基有4种（AG、CT），因此，构成DNA分子的脱氧核苷酸也有4种，它们的名称是：腺嘌呤脱氧核苷酸，鸟嘌呤脱氧核苷酸，胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。思考：细胞生物和非胞生物的核酸、碱基、核苷酸数目：细胞
12、生物依次是_；非胞生物依次是_；强调：解旋酶、聚合酶的具体作用：解旋酶作用是通过打开氢键从而使DNA分子解开双螺旋；聚合酶的作用是将上下脱氧核苷酸连接。（此处在脱氧核苷酸中每个脱氧核糖上连一个磷酸、一个碱基；而在DNA分子中每个脱氧核糖上连一个磷酸、一个碱基。）（3）分子组成2、空间结构（1）DNA分子双螺旋结构的主要特点：A、DNA分子是由_ 条链组成的，_ 方式盘旋成 结构。B、DNA分子中的_和_交替连接，排列在_ 侧，构成基本骨架；碱基排列在_侧。C、两条链上的碱基通过 连接成_，且按_原则配对。_和_，_和_配对。(2)、碱基互补配对原则：_(3)规律： (1)A=T，G=C，A1=
13、T2 G1=C2 A2=T1 G2=C1 (2)AG=TC=AC=TG=50% (3)若A1T1=a，则A2T2=_ _ _，AT=_ _。 (4)若A1G1/T1C1=b，则A2G2/T2C2=_ _，AG/TC=_ _。 (5)若A1T1/G1C1=m，则A2T2/G2C2=_ _，AT/GC=_ _。例题:某DNA分子一条单链上（A+G）/（T+C）=0.5，则该DNA的另一条单链上同样的碱基比是（）A0.5 B1 C1.5 D23、分子的特性稳定性：脱氧核糖与磷酸交替排列形成的基本骨架和碱基互补配对的方式不变；碱基对之间的氢键和两条脱氧核糖核苷酸的空间螺旋加强了DNA的稳定性多样性：一
14、个最短的DNA分子也大约有4000个碱基对，可能的排列方式有44000，排列顺序千变万化，构成了DNA分子的多样性。（4n，n是碱基对的数目）特异性：每个DNA分子中碱基对的特定排列顺序，构成了每个DNA分子的特异性。【例析】DNA分子具有多样性的原因是（）ADNA分子有四种脱氧核苷酸组成 BDNA的分子量很大CDNA具有规则的双螺旋结构 DDNA的碱基对有很多不同的排列顺序4、RNA的结构： 化学结构：基本单位核糖核苷酸（包括_种，分别是_核糖核苷酸，_核糖核苷酸，_核糖核苷酸，_核糖核苷酸。）空间结构：一般单链,极少数是双链。与DNA的比较:二、分子的复制1 概念：时间：场所：2 过程：特
15、点： 3 条件：4 意义：【例析】1条染色单体含有1个双链DNA分子，那么，四分体时期的1条染色体含有（）A4个双链DNA分子 B2个双链DNA分子 C2个单链DNA分子 D1个双链DNA分子 5DNA半保留复制的应用（1）一个DNA分子复制n代，生成的子代分子的数目为个；此公式也适用于噬菌体或细菌的增殖，因为这两者每个个体只含有一个分子。（2） 一个DNA分子复制n代，生成的子代分子中含母链（0代DNA分子链）的子代DNA分子占子代DNA分子总数的比例为2/；推导过程如下： 无论复制几代，含有母链的始终只有2 个DNA分子； 复制n代生成的子代DNA分子总数是个个（3） 一个DNA分子复制n
16、代，要从环境中获得某种脱氧核苷酸或碱基的数目为（1）X；（X是指一个DNA分子中该种脱氧核苷酸或碱基的数目）推导过程如下：（参上图） 个 1个 （1）个 n代时所生成的所有DNA可看作原来的1个亲代DNA分子和另外新形成的（1）个DNA组成； 新形成的DNA分子与亲代DNA分子完全相同，若原来亲代DNA分子中含某种脱氧核苷酸或碱基的数目为X，则新形成（1）个DNA需从环境中获得某种脱氧核苷酸或碱基的数目为（1）X例DNA分子中有100个碱基对，其中有40个腺嘌呤，如果该DNA分子连续复制两次，参与到DNA分子复制中的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数有（ ）A 40 B 80 C 120 D 180三、
17、有关基因知识 1.基因的概念2.基因与DNA的关系3.基因与染色体的关系4.基因与脱氧核苷酸的关系5.基因与性状的关系6.基因的功能总结上述关系例、下列叙述中正确的是 （ ） A、 细胞中的DNA都在染色体上 B、细胞中每条染色体都只有一个DNA分子C、减数分裂过程中染色体与基因的行为一致D、以上叙述均对自我诊断-复制1-8 DBBDCCDA9、答案：（1）碱基互补配对原则 （2）DNA分子的复制方式是半保留复制10、答案：（1）A B D（2）0:1:1（3）31P 31P和32P（4）半保留复制 遗传特性11、答案：(1)实验假设：亲代的 新形成的 一条链来自亲代DNA分子，另一条链是新形成的 每一条链中一些段是母链而另一些则是子链片段实验预测：一条轻带(14N/14N)一条重带(15N/15N )半保留和分散复制 中等密度带 全保留复制 1/2中等密度带和1/2轻密度带 分散复制 半保留复制 中、轻 半保留复制实验结果：见下图
