1、一、DNA分子的结构特点1两条链_盘旋成_结构。2_和_交替连接,排列在外侧,构成_;_排列在内侧。3两条链上的碱基通过_连接成碱基对。二、DNA分子复制1时期:_间期和减数第一次分裂的_期。2条件:模板、_、能量、_。3特点:(1)边_边复制,(2)_复制。4过程:(1)解旋:需要细胞提供能量,在_的作用下,两条螺旋的双链_。(2)合成子链:以_为模板,在_等酶的作用下,利用游离的4种_为原料,按照_原则,合成与母链_的子链。(3)形成子代DNA分子:延伸子链,母子链盘绕成_结构。结果,一个DNA分子形成_子代DNA分子。5意义:将_从亲代传给子代,保持了遗传信息的连续性。三、基因是有遗传效
2、应的DNA片段1一条染色体含有_DNA分子,一个DNA分子上有_个基因,每个基因由_个脱氧核苷酸组成。2基因是有_的DNA片段。3基因中_代表遗传信息。答案:一、1.反向平行 双螺旋 2.脱氧核糖 磷酸 基本骨架 碱基 3.氢键二、1.有丝分裂 间 2.原料 酶 3.(1)解旋(2)半保留 4.(1)解旋酶 解开(2)两条母链 DNA聚合酶 脱氧核苷酸 碱基互补配对 互补(3)双螺旋 两个 5.遗传信息三、1.一个 许多 成百上千 2.遗传效应 3.脱氧核苷酸的排列顺序1基本元素组成:C、H、O、N、P 5种元素。2基本组成单位:4种脱氧核苷酸,每个脱氧核苷酸由3种小分子化合物构成。磷酸用“”
3、表示,脱氧核糖用“”表示,含氮碱基用“”表示,三者之间的连接如图,其差异是由碱基种类决定的。3由多个脱氧核苷酸分子聚合形成脱氧核苷酸长链。4两条长链反向平行盘旋成双螺旋结构。两条长链的碱基之间靠氢键连接成碱基对,碱基对的形成遵循碱基互补配对原则。5平面结构图及空间结构6碱基互补配对原则及其推论(1)原则:AT,GC,图示为:(2)推论:腺嘌呤与胸腺嘧啶相等,鸟嘌呤与胞嘧啶相等,即AT,GC。嘌呤总数与嘧啶总数相等,即AGTC。不配对的两碱基之和的比值等于1,即1。相互配对碱基之和所占比例“三不变”,即在一条链中相互配对碱基之和所占该链碱基的比例,等于其在互补链中的比例,也等于在整个DNA分子中
4、所占比例。特别提醒:以上原则及推论仅适用于双链DNA分子的碱基计算,不适用于单链DNA分子的碱基计算。应用上述推论,还可以解决转录时mRNA中相关碱基数目和比例的计算等问题。若取一个全部N原子被15N标记的DNA分子(0代),转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代,其结果分析如下表:世代DNA分子的特点DNA中脱氧核苷酸的特点分子总数细胞中的DNA分子离心后在管中的位置不同DNA分子占全部DNA分子之比链总数不同脱氧核苷酸链占全部链之比含15N的链含14N的链只含15N的分子含14N、15N的杂种分子只含14N的分子0 1全在下部10021012全在中部010412122412中部,12上
5、部01212814343814中部,34上部01434161878n2n22n中部,1 22n上部022n(或12n1)122n2n112n1 12n特别提醒:子代DNA分子中,含14N的有2n个,只含14N的有(2n2)个,做题时应看准是“含”还是“只含”。无论复制多少次,含15N的DNA分子始终是2个,占总数比例为子代DNA分子的链中:总链数2n22n1条。含15N的链始终是2条,占总数比例22n112n。做题时,应看准是“DNA分子数”还是“链数”。若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸m(2n1)个。1染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系2基
6、因、染色体、蛋白质、性状的关系1稳定性:指DNA分子双螺旋结构的相对稳定性。原因有:(1)DNA分子基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接而成,从头至尾没有变化。(2)碱基配对方式始终不变,即AT,GC。2多样性:构成DNA分子的碱基只有4种,配对方式只有2种,但是碱基对的数目却可以成千上万,设某DNA分子有n对碱基,在DNA上有一个碱基对,此碱基对可能是AT或TA或GC或CG,即每一个碱基对有4种类型的可能性,故n对碱基的排列顺序是4n,从而构成了DNA分子的多样性,也决定了遗传信息的多样性。3特异性:每个特定的DNA分子中都具有特定的碱基对排列顺序,而特定的碱基对排列顺序中有遗传效应的片段代表遗
7、传信息,所以每个特定的DNA分子中都储存着特定的遗传信息,这种特定的碱基对排列顺序就构成了DNA分子的特异性。1从结构上看(1)基因是DNA上一个个特定的片段,一个DNA分子上有许多个基因。(2)基因与DNA结构一样,也是由四种脱氧核苷酸按一定顺序排列而成的,也是双螺旋结构。(3)每个基因的脱氧核苷酸数目及排序是特定的。(4)基因中的碱基排列顺序(或脱氧核苷酸的排列顺序)代表遗传信息。2从功能上看基因具有遗传效应,即基因能控制生物的性状。基因是控制生物性状的基本单位,特定的基因决定特定的性状。组成DNA结构的基本成分是()核糖 脱氧核糖 磷酸 腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶 胸腺嘧啶 尿嘧啶A BCD
8、解析:组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸。脱氧核苷酸是由磷酸、脱氧核糖和碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶)组成,核糖及尿嘧啶则是组成RNA的成分。答案:C有一对氢键连接的脱氧核苷酸,已查明它的结构中有一个腺嘌呤,则它的其他组成成分应是()A三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶B两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胞嘧啶C两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶D两个磷酸、两个脱氧核糖和一个尿嘧啶答案:C解析:一个脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成,因为组成脱氧核苷酸的含氮碱基只有A、T、C、G四种,所以只有四种脱氧核苷酸。又依据题中“有一对氢键连接的脱氧核苷酸”,则必定形成碱
9、基对,按照碱基互补配对原则,与腺嘌呤配对的一定为胸腺嘧啶,而其他成分相同。将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中让其复制三次,则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例和占全部DNA单链的比例依次为()A1/2,1/4B1/4,1/8C1/4,1/6D1/8,1/8解析:DNA分子的复制为半保留复制,复制过程中DNA的两条链均可作为母链(模板)来形成子链,形成两个DNA分子,子代DNA的两条链中,一条来自母链,一条是新合成的子链。复制三次指连续同步复制,共形成8个DNA分子。在8个DNA分子的16条单链中,只有某2个DNA分子含有原来标记的15N(第一代)DNA分子的母链。
10、答案:B某DNA分子共有a个碱基,其中含胞嘧啶m个,则该DNA分子复制3次,需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为()A7(am)B 8(a m)D8(2am)答案:C答案:C解析:DNA分子复制后,产生的DNA分子与亲代DNA分子是完全相同的,即碱基的种类、数量 及 排 列 顺 序 都 是 相 同 的,利 用 公 式 M x(2n1),其中M为DNA分子复制过程中需要某种游离的脱氧核苷酸的数量,x为亲代DNA分子中该种脱氧核苷酸的数目,n为DNA分子复制的次数。由题知亲代DNA分子中,T(a2m)/2,则该DNA分子复制3次后需碱基T为(a2m)/2(231)(2010连云港模拟)用a表示DNA,
11、b表示基因,c表示脱氧核苷酸,d表示碱基,则四者的关系是()解析:DNA、基因、脱氧核苷酸、碱基四者之间的关系,分析如下:答案:D对染色体、DNA、基因三者关系的叙述中,错误的是()A每条染色体上含有一或两个DNA分子,每个DNA分子上含有多个基因B都能复制、分离和传递,且三者行为一致C三者都是生物细胞内的遗传物质D生物的传种接代中,染色体的行为决定着DNA和基因的行为答案:C解析:每条染色体含有一个(未复制时)或两个(复制后)DNA分子。染色体是DNA和基因的主要载体,因而染色体的行为决定着DNA和基因的行为(复制、分离、组合、传递)。染色体是遗传物质的主要载体。染色体的遗传作用是由DNA或
12、基因决定的,因而不能说染色体是遗传物质。1遗传信息是指()A有遗传效应的脱氧核苷酸序列B脱氧核苷酸C氨基酸序列D核苷酸答案:A解析:DNA是遗传物质,其脱氧核苷酸的排列顺序就包含着遗传信息。实质上遗传信息就是基因的脱氧核苷酸序列。2DNA分子复制时解旋酶作用于下列哪一结构()答案:D解析:DNA复制时解旋酶的作用是使扭曲在一起的两条链打开,两条链是通过碱基之间的氢键联系在一起的。3某生物核酸的碱基组成中,嘌呤占52%,嘧啶占48%,此生物一定不是()A噬菌体B大肠杆菌C青霉菌D人答案:A解析:嘌呤占52%,嘧啶占48%说明生物体内不是只存在双链DNA。噬菌体只含有双链DNA。4用一个32P标记
13、的噬菌体侵染细菌。若该细菌解体后释放出32个大小、形状一样的噬菌体,则其中含有32P的噬菌体有()A0个B2个C30个 D32个答案:B解析:噬菌体是以DNA为遗传物质的细菌病毒,每一个噬菌体含有一个DNA分子。DNA分子由两条链构成,当用32P标记时,DNA分子的两条链都被标记。由于DNA分子的复制是半保留复制,所以当噬菌体侵染细菌后,无论产生多少个后代,只有2个噬菌体含有最初被32P标记的DNA链。5(2010保定模拟)已知某细胞在减数分裂时有4个四分体,那么该细胞在四分体时期所含的脱氧核苷酸链数是()A4条B8条C16条 D32条答案:D解析:联会后的一对同源染色体含有四条姐妹染色单体叫
14、一个四分体,一个四分体含有4个DNA分子,4个四分体含有16个DNA分子,每个DNA分子含两条脱氧核苷酸链,因此四个四分体含有32条脱氧核苷酸链。6含有31P或32P的磷酸,两者化学性质几乎相同,都可参与DNA分子的组成,但32P比31P质量大。现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1、2次细胞分裂后,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、重三种DNA分子的位置。请回答
15、:(1)G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的:G0_;G1_;G2_。(2)G2代在、三条带中DNA数的比例是_。(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 的 复 制 方 式 是_。DNA的自我复制能使生物的_保持相对稳定。答案:(1)A B D(2)022(3)31P 32P和31P(4)半保留复制 遗传特性解析:首先应该看懂图解,知道轻、中、重三种DNA划分的标准:由两条含31P的脱氧核苷酸组成的是轻DNA;由一条含31P的脱氧核苷酸组成的链和另一条含32P的脱氧核苷酸组成的链形成的是中DNA;由两条含3
16、2P的脱氧核苷酸组成的是重DNA。然后回顾DNA的复制过程:解旋,由一个DNA分子形成两条半分子母链。以每一条母链为模板,按照碱基配对的原则,从周围吸收新的脱氧核苷酸,形成新的子链,产生两个子代DNA分子。注意,此时在含有31P磷酸的培养基中,含31P的脱氧核苷酸参与构成子链;在含有32P磷酸的培养基中,含32P的脱氧核苷酸参与构成子链。DNA分子的复制是半保留复制,即复制后形成的子代DNA中,每个DNA分子都只含有一条子链,另一条则为母链。根据题意:G0代细胞中的DNA全部由含31P的脱氧核苷酸组成,是轻DNA;G1代是以G0代细胞中的DNA为模板,以含32P的脱氧核苷酸为原料形成的两个DN
17、A分子,第一个DNA分子中,母链含31P,子链含32P,是中DNA;G2代是以G1代为模板,以含32P的脱氧核苷酸为原料形成的四个DNA分子,有两个DNA分子,母链含31P,子链含32P,是中DNA,另两个DNA分子,母链、子链都含32P,是重DNA。7在DNA分子双螺旋结构中,腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有2个氢键,胞嘧啶与鸟嘌呤之间有3个氢键。现有四种DNA样品,根据样品中碱基的百分含量判断最有可能来自嗜热菌(生活在高温环境中)的是()A含胸腺嘧啶32%的样品B含腺嘌呤17%的样品C含腺嘌呤30%的样品D含胞嘧啶15%的样品答案:B解析:温度过高DNA分子易受到破坏。DNA分子的稳定性强弱与分子中
18、氢键的多少有一定的关系,即在高温环境中嗜热菌体内的DNA较稳定,与其含较多的氢键有关。选项中只有B项表明DNA分子中AT碱基对较少,因而GC碱基对较多,氢键总数也相对较多。8(2010上海生物)细胞内某一DNA片段中有30%的碱基为A,则该片段中()AG的含量为30%BU的含量为30%C嘌呤含量为50%D嘧啶含量为40%答案:C解析:因在DNA中双链间只有AT和GC碱基对,故AT30%,GC20%,AG50%,TC50%。9将15N标记的一个DNA分子放入14N培养基中连续培养四代,则后代DNA分子中只含14N的DNA分子数与含有15N的DNA分子数之比为()A11B71C81D51答案:B解
19、析:DNA复制是半保留复制,它无论复制多少次,后代DNA分子中含有原DNA链(即含15N的链)的DNA始终只有2个。连续培养四代即DNA连续复制4次,DNA总数为2416,后代DNA分子中只含14N的分子个数为16214。10DNA分子经过诱变,某位点上的一个正常碱基(设为P)变成了尿嘧啶,该DNA连续复制两次,得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为UA、AT、GC、CG,推测“P”可能是()A胸腺嘧啶B腺嘌呤C胸腺嘧啶或腺嘌呤D胞嘧啶答案:D解析:DNA的复制是半保留复制,根据碱基互补配对的原则是由4个子代DNA分子开始,由后往前推测出原DNA中P点的碱基种类,见图。11(2010
20、金华模拟)科学家在研究DNA分子复制方式时进行了如下的实验(已知培养用的细菌大约每20 min分裂一次,实验结果见相关图示):(1)为了证明DNA复制的特点为半保留复制,请设计完成实验三(用图示和有关文字补充在上图中),并画出结果C。(2)该过程中,实验一、实验二起_作用。若用15N标记的DNA作为模板,用含14N标记的培养基培养,在坐标图中画出连续培养细菌60min过程中,15N标记DNA分子含量变化的曲线图。答案:(1)(2)对照 曲线如图:解析:DNA复制的特点是半保留复制,用15N标记的DNA为模板,用14N标记的培养基培养,可以得到不同密度的DNA分子。在不断复制过程中含15N的DN
21、A分子的比例会越来越低。12(2010山东理综)蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期,然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期,其染色体的放射性标记分布情况是()A每条染色体的两条单体都被标记B每条染色体中都只有一条单体被标记C只有半数的染色体中一条单体被标记D每条染色体的两条单体都不被标记答案:B解析:DNA复制是半保留复制,蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷(3HT)培养基中完成一个细胞周期,每一个DNA分子都有一条脱氧核苷酸链含3HT,然后在不含放射性标记的培养液中培养至中期,每个DNA分子复制的两个DNA分子存在于同一染色体的两条姐妹染色单体上
22、,其中一个DNA分子的一条链含3HT,如下图:13(2010北京理综)科学家以大肠杆菌为实验对象,运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验,实验内容及结果见下表。组别1组2组3组4组培养液中唯一氮源14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl繁殖代数多代多代一代两代培养产物ABB的子代代B的子代代操作提取DNA并离心离心结果仅为轻带(14N/14N)仅为重带(15N/15N)仅为中带(15N/14N)1/2轻带(14N/14N)1/2中带(15N/14N)请分析并回答:(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B,必须经过_代培养,且培养液中的_是
23、唯一氮源。(2)综 合 分 析 本 实 验 的 DNA 离 心 结 果,第_组结果对得到结论起到了关键作用,但需把它与第_组和第_组的结果进行比较,才能说明DNA分子的复制方式是_。(3)分析讨论:若子代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带,则“重带”DNA来自于_,据此可判断DNA分子的复制方式不是_复制。若将子代DNA双链分开后再离心,其结果_(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。若在同等条件下将子代继续培养,子n代DNA 离心的结果是:密度带的数量和位 置_,放射性强度发生变化的是_带。若某次实验的结果中,子代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽,可能的原因是 新
24、合 成 DNA 单 链 中 的 N 尚 有 少 部 分 为_。答案:(1)多 15N/15NH4Cl(2)3 1 2 半保留复制(3)B 半保留 不能 没有变化 轻 15N解析:(1)DNA是半保留复制,若要DNA中的N全部为15N,须在15N培养基中多代培养。(2)第3组中双链为15N的DNA(B)在14N原料中复制1次,子代DNA中一条链为14N,一条链为15N,说明DNA为半保留复制。(3)代DNA离心后仅为中带,说明为半保留复制,否则不能说明。若将代中DNA双链分开后离心,会出现轻带和重带,不能判断DNA的复制方式。若将子代继续培养,得到的子代DNA仍是14N/15N、14N/14N,密度带的数量和位置不变,双链都是14N的DNA分子(14N/14N)增多,14N/15N DNA分子不变。若子代DNA“中带”略宽,可能是新合成的链中有少部分15N所致。