2018年高中生物 第四章 遺傳的分子基礎 第二節(jié) DNA分子的結構和復制教學案 蘇教版必修2.doc

《2018年高中生物 第四章 遺傳的分子基礎 第二節(jié) DNA分子的結構和復制教學案 蘇教版必修2.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018年高中生物 第四章 遺傳的分子基礎 第二節(jié) DNA分子的結構和復制教學案 蘇教版必修2.doc（20頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

第二節(jié) DNA分子的結構和復制 學習目標：1.DNA分子結構的探究歷程 2．DNA分子的主要結構特點 3．DNA分子的復制過程及特點 4．米西爾森和斯塔爾證明DNA分子復制方式的實驗 [教材梳理] 一、DNA分子的結構 1．DNA分子結構的探索歷程 時期 科學家 成果 20世紀30年代后期 瑞典科學家 證明DNA是不對稱的 1951年 查哥夫(美) 定量分析DNA分子的堿基組成，發(fā)現(xiàn)腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量，鳥嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量 1952年 富蘭克琳(英) 確認DNA為螺旋結構，而不是由一條鏈構成的 1953年 沃森(美)和克里克(英) 提出DNA分子的雙螺旋結構模型 2.DNA分子的基本組成單位 DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸，如圖所示： (1)組成：①磷酸；②脫氧核糖；③含氮堿基。 (2)堿基：A：腺嘌呤；G：鳥嘌呤；C：胞嘧啶；T：胸腺嘧啶。 3．DNA分子的立體結構 (1)整體：由兩條脫氧核苷酸鏈反向平行盤旋而成的雙螺旋結構。 (2)外側——基本骨架：由脫氧核糖和磷酸交替連接構成。 (3)內側——堿基對：由兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，是按堿基互補配對原則連接而成的，即A與T配對、G與C配對。 4．DNA分子的多樣性和特異性 (1)多樣性：堿基對排列順序的千變萬化。 (2)特異性：特定的堿基對排列順序構成了每一個DNA分子的特異性。 二、DNA分子的復制 1．DNA復制的概念、時期、場所及條件 (1)概念：以親代DNA分子為模板合成子代DNA分子的過程。 (2)時期：細胞有絲分裂間期和減數(shù)分裂的間期。 (3)場所：細胞核(主要)。 (4)DNA復制的條件： ①模板：DNA分子的兩條鏈。 ②原料：游離的四種脫氧核苷酸。 ③能量：由細胞提供。 ④酶：解旋酶和DNA聚合酶等。 2．過程 3．特點 ①邊解旋邊復制；②半保留方式復制。 4．準確復制的原因和意義 (1)原因 ①DNA分子獨特的雙螺旋結構為復制提供了精確的模板； ②通過堿基互補配對，保證了復制能夠精確地進行。 (2)意義：使遺傳信息從親代傳給子代，從而確保了遺傳信息的連續(xù)性。 [牛刀小試] 一、DNA分子的結構 1．觀察教材P68圖4－8，結合制作模型體驗，探討下列問題： (1)DNA分子中同一條鏈和兩條鏈中連接相鄰兩個堿基的結構有何不同？ 提示：同一條鏈中連接相鄰兩個堿基的結構是—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—；兩條鏈中連接相鄰兩個堿基的結構是氫鍵。 (2)運用堿基互補配對原則分析，在所有的雙鏈DNA分子中，(A＋G)/(C＋T)的值相同嗎？在DNA分子的一條鏈中是否存在同樣的規(guī)律？ 提示：①相同。在雙鏈DNA分子中，由于A＝T，G＝C，所以嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)，即A＋G＝T＋C，可得(A＋G)/(T＋C)＝1，因此在所有的雙鏈DNA分子中(A＋G)/(T＋C)的值相同。 ②在單鏈DNA分子中不存在同樣的規(guī)律，因為A與T，G與C不一定相等。 (3)某實驗小組同學制作了如下堿基對模型，你認為哪些是正確的，哪些是錯誤的？ 提示：①～④所示模型中只有①正確，②、③、④均不正確。②中多了一個氫鍵，③中堿基配對錯誤，也未遵照“反向平行”的特點；④中未遵照“反向平行”特點。 2．連線 二、DNA分子的復制 閱讀教材P71～72，結合圖4－10、4－11，探究下列問題： (1)DNA復制時有幾條模板鏈？新合成的DNA分子中的兩條鏈全是子鏈嗎？ 提示：①兩條模板鏈(親代DNA分子解開螺旋的兩條鏈)。②不是，而是一條母鏈和一條子鏈。 (2)DNA復制時，用什么方法識別DNA中哪一條鏈是母鏈，哪一條鏈是子鏈？DNA復制所形成的子代DNA分子是否是親代DNA鏈和子代DNA鏈隨機結合的？ 提示：①同位素標記法。②不是，而是親代DNA鏈與其相應的子鏈結合形成的子代DNA分子。 (3)若將某一試管中加入緩沖液、ATP、DNA模板和四種脫氧核苷酸，并置于適宜的溫度下，能否完成DNA復制？分析原因。 提示：不能。復制條件不完全，缺少解旋酶、DNA聚合酶。 (4)若1個DNA分子含有m個腺嘌呤，則復制n次需要多少游離的腺嘌呤脫氧核苷酸？ 提示：需(2n－1)m個。因為1個DNA分子復制n次，共形成2n個DNA分子，其中有兩條脫氧核苷酸鏈為母鏈，不需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸。 (5)DNA分子復制具有準確性，那么在任何情況下，DNA分子復制產生的子代DNA分子與親代DNA分子都完全相同嗎？ 提示：不一定。DNA分子復制時，受到各種因素的干擾，堿基序列可能會發(fā)生改變，從而使后代DNA分子與親代DNA分子堿基序列不同，導致遺傳信息發(fā)生改變。 [重難突破] 一、DNA分子的結構層次 1．DNA分子結構中的“五、四、三、二、一”： “五”——DNA分子的基本組成元素有5種(C、H、O、N、P)。 “四”——DNA分子的基本組成單位為“四種”脫氧核苷酸。 “三”——每種單位均由三分子物質(1分子磷酸、1分子脫氧核糖及1分子含氮堿基)構成。 “二”——兩條脫氧核苷酸長鏈。 “一”——一種規(guī)則的雙螺旋結構。 2．DNA分子結構層次圖示 二、DNA分子中的堿基計算規(guī)律 1．堿基互補配對原則 2．堿基間的數(shù)量關系 項目 雙鏈DNA 1鏈 2鏈 規(guī)律 A、T、G、C關系 A＝T，G＝C A1＝T2，G1＝C2， T1＝A2，C1＝G2 雙鏈DNA中，A總等于T，G總等于C，且1鏈上的A等于2鏈上的T,1鏈上的G等于2鏈上的C 非互補堿基和之比，即或 1 m 1/m DNA雙鏈中非互補堿基之和總相等，兩鏈間非互補堿基和之比互為倒數(shù) 互補堿基和之比，即或 n n n 在同一DNA中，雙鏈和單鏈中互補堿基和之比相等 某種堿基的比例(x為A、T、G、C中某種堿基的百分含量) (x1＋x2) x1 x2 某堿基占雙鏈DNA堿基總數(shù)的百分數(shù)等于相應堿基占相應單鏈的比值的和的一半 3.堿基比例與DNA分子的共性和特異性 (1)共性： ①＝＝1；②＝＝1；③＝＝1 (2)特異性： 的比值是多樣的，是DNA分子多樣性和特異性的主要表現(xiàn)。 [特別提醒] (1)在DNA單鏈中，A與T、G與C也可能相等。 (2)(A＋T)/(G＋C)的比值能體現(xiàn)DNA分子的特異性，不同的DNA分子中該值可能相同。 三、DNA分子復制過程中相關計算 1．DNA分子數(shù)、DNA鏈數(shù)及所占比例的計算 2.脫氧核苷酸鏈數(shù)的計算 (1)子代DNA分子中脫氧核苷酸總鏈數(shù)＝2n＋1條； (2)親代脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2條； (3)新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)＝(2n＋1－2)條。 3.所需脫氧核苷酸數(shù)的計算 若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，則： (1)經過n次復制，共需消耗游離的該脫氧核苷酸m(2n－1)個。 (2)第n次復制時，需消耗游離的該脫氧核苷酸m2n－1個。 4．與染色體、細胞數(shù)目相關的計算 研究DNA分子的半保留復制時，常涉及計算后代帶放射性標記的DNA、染色體或細胞所占比例的問題，此時要注意： (1)一個DNA分子含兩條DNA鏈，只要有一條DNA鏈帶標記該DNA分子便帶標記。 (2)每條染色體含一個或兩個DNA分子，只要有一條DNA鏈帶標記，該染色體便帶標記。 (3)每個細胞含多條染色體，每條染色體的情況是一樣的，只需分析一條染色體(減數(shù)分裂時只需分析一對同源染色體)即可。 [實驗探究] DNA復制方式的探究 1．方法 放射性同位素標記法和密度梯度離心技術。 2．原理 含15N的雙鏈DNA密度最大，含14N的雙鏈DNA密度最小，一條鏈含14N和一條鏈含15N的雙鏈DNA分子密度中等。 3．過程 (1)用放射性同位素15N標記大腸桿菌的DNA。 (2)將被標記的大腸桿菌轉入以含14N物質為唯一氮源的培養(yǎng)液中培養(yǎng)。 (3)分別取完成一次細胞分裂和兩次細胞分裂的大腸桿菌，并將其中的DNA分子分離出來，進行密度梯度超速離心和分析。 4．結果圖示 5．結論：DNA的復制方式為半保留復制。 [考向聚焦] [例1]　 下列有關DNA分子結構的敘述，正確的是(　　) A．DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的規(guī)則的雙螺旋結構，其基本骨架由脫氧核糖、磷酸和含氮堿基交替排列而成 B．整個DNA分子中，嘌呤數(shù)目等于嘧啶數(shù)目，所以每條DNA單鏈中A＝T、G＝C C．與DNA分子中的堿基G直接相連的是脫氧核糖和堿基C D．每個脫氧核糖均只與一個磷酸和一個堿基相連 [解析]　 DNA分子雙螺旋結構的外側是磷酸與脫氧核糖交替排列構成的基本骨架，堿基排列在內側。若DNA分子的一條鏈上是堿基A，則另一條鏈上與之配對的一定是堿基T；一條鏈上是堿基G，則另一條鏈上與之配對的一定是堿基C，反之亦然。所以，在雙鏈DNA分子中A＝T、G＝C，但在單鏈中，堿基A的數(shù)目不一定等于堿基T的數(shù)目，堿基G的數(shù)目也不一定等于堿基C的數(shù)目。在一個脫氧核苷酸中，堿基G與脫氧核糖直接相連，兩鏈之間堿基G與堿基C互補配對。每個脫氧核糖均只與一個堿基相連，但除了游離的脫氧核糖只與一個磷酸相連外，其余脫氧核糖均與兩個磷酸相連。 [答案]　C [例2]　(福建高考)雙脫氧核苷酸常用于DNA測序，其結構與脫氧核苷酸相似，能參與DNA的合成，且遵循堿基互補配對原則。DNA合成時，在DNA聚合酶作用下，若連接上的是雙脫氧核苷酸，子鏈延伸終止；若連接上的是脫氧核苷酸，子鏈延伸繼續(xù)。在人工合成體系中，有適量的序列為GTACATACATG的單鏈模板、胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸和4種脫氧核苷酸。則以該單鏈為模板合成出的不同長度的子鏈最多有(　　) A．2種　　　　　　　　B．3種 C．4種 D．5種 [解析]　 根據(jù)堿基互補配對原則，單鏈模板鏈中A與胸腺嘧啶配對。單鏈模板鏈中含有4個“A”，其中每個“A”均可能與胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸配對，當單鏈模板上的“A”與胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸配對會有4種不同長度的子鏈；若單鏈模板鏈上的“A”只與脫氧核苷酸結合，形成1種子鏈，所以最多會產生5種子鏈。 [答案]　D [例3]　科學家以大腸桿菌為實驗對象，運用同位素示蹤技術及密度梯度離心方法進行了DNA復制方式的探索實驗，實驗內容及結果見下表。 組別 1組 2組 3組 4組 培養(yǎng)液中 唯一氮源 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl 繁殖代數(shù) 多代 多代 一代 兩代 培養(yǎng)產物 A B B的子Ⅰ代 B的子Ⅱ代 操作 提取DNA并離心 離心結果 僅為輕帶 (14N/14N) 僅為重帶 (15N/15N) 僅為中帶 (15N/14N) 1/2輕帶(14N/14N) 1/2中帶(15N/14N) 請分析并回答： (1)要得到DNA中的N全部被放射性標記的大腸桿菌B，必須經過________代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的________是唯一氮源。 (2)綜合分析本實驗的DNA離心結果，第________組結果對得到結論起到了關鍵作用，但需把它與第________組和第________組的結果進行比較，才能說明DNA分子的復制方式是________________。 (3)分析討論： ①若子Ⅰ代DNA的離心結果為“輕”和“重”兩條密度帶，則“重帶”DNA來自________，據(jù)此可判斷DNA分子的復制方式不是________復制。 ②若將子Ⅰ代DNA雙鏈分開后再離心，其結果________(選填“能”或“不能”)判斷DNA的復制方式。 ③若在同等條件下將子Ⅱ代繼續(xù)培養(yǎng)，子n代DNA離心的結果是：密度帶的數(shù)量和位置________，放射性強度發(fā)生變化的是________帶。 ④若某次實驗的結果中，子Ⅰ代DNA的“中帶”比以往實驗結果的“中帶”略寬，可能的原因是新合成DNA單鏈中的N尚有少部分為________。 [解析]　經過一代培養(yǎng)后，只能是標記DNA分子的一條單鏈，所以要想對所有的DNA分子全部標記，要進行多代培養(yǎng)；在探究DNA分子的復制方式為半保留復制的實驗中，“重帶”應為兩個單鏈均被15N標記，“輕帶”為兩個單鏈均被14N標記，“中帶”為一個單鏈被14N標記，另一個單鏈被15N標記。 [答案]　(1)多　15N(15NH4Cl)　(2)3　1　2　半保留復制　(3)①B　半保留?、诓荒堋、蹧]有變化　輕?、?5N ———————————————[課堂歸納]———————————————— [網絡構建] 填充：①雙螺旋　?、诜聪蚱叫小　　、劢惶孢B接 ④互補配對?、葸吔庑厪椭啤、薨氡Ａ魪椭? ⑦解旋　　?、嗪铣勺渔? [關鍵語句] 1．DNA分子由兩條脫氧核苷酸鏈構成，兩鏈按反向平行方式盤旋成規(guī)則的雙螺旋結構，其脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，堿基排在內側。 2．DNA分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，其中A一定與T配對，G一定與C配對，A與T之間形成2個氫鍵，G與C之間形成3個氫鍵。 3．組成DNA分子的堿基雖然只有4種，但堿基對的排列順序卻是千變萬化的，含n個堿基對的DNA分子，可形成4n種排列順序，這些排列順序即代表遺傳信息。 4．DNA分子堿基對排列順序的千變萬化，構成了DNA分子的多樣性，而堿基對的特定的排列順序又構成了每一個DNA分子的特異性。 5．DNA復制發(fā)生于細胞有絲分裂間期和減數(shù)分裂的間期。 6．DNA分子復制是半保留復制，DNA分子獨特的雙螺旋結構為復制提供了精確的模板，通過堿基互補配對原則保證了復制能精確地進行。 7．DNA分子通過復制，使遺傳信息從親代傳給子代，從而確保了遺傳信息的連續(xù)性。 知識點一、DNA的結構及相關計算 1．如圖為核苷酸鏈結構圖，下列敘述不正確的是(　　) A．能構成一個完整核苷酸的是圖中的a和b B．圖中每個五碳糖都只有1個堿基與之直接相連 C．各核苷酸之間是通過化學鍵③連接起來的 D．若該鏈為脫氧核苷酸鏈，從堿基組成上看，缺少的堿基是T 解析：選A　核苷酸由1分子磷酸、1分子五碳糖和1分子堿基組成，即圖中的a，b中磷酸的連接位置不正確，A錯誤；由題圖可知，每個五碳糖都只有1個堿基與之直接相連，B正確；核苷酸之間通過磷酸二酯鍵即圖中③相連形成核苷酸鏈，C正確；脫氧核苷酸根據(jù)堿基不同分為腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸，因此若該鏈為脫氧核苷酸鏈，從堿基組成上看，缺少的堿基是胸腺嘧啶T，D正確。 2．從某生物組織中提取DNA進行分析，其四種堿基數(shù)的比例是鳥嘌呤和胞嘧啶之和占全部堿基數(shù)的46%，又知該DNA的一條鏈(H鏈)所含的堿基中28%是腺嘌呤，則與H鏈相對應的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數(shù)的(　　) A．26%　　　　　　　　　　B．24% C．14% D．11% 解析：選A　由題中條件可知C＋G在整個DNA分子中占有的比例為46%，因為C＋G在整個DNA分子中占有的比例等于它在DNA某一條鏈中占有的比例，則在H鏈上C＋G＝46%。又因為在H鏈上腺嘌呤占28%，則胸腺嘧啶(T)占的比例為26%，據(jù)堿基互補配對原則，H鏈上胸腺嘧啶等于其互補鏈中腺嘌呤的數(shù)目或比例，則另一條鏈中腺嘌呤占該鏈堿基數(shù)的26%。 知識點二、DNA的復制及相關計算 3．如圖為真核生物染色體上DNA分子復制過程示意圖，有關敘述錯誤的是(　　) A．圖中DNA分子復制是從多個起點同時開始的 B．圖中DNA分子復制是邊解旋邊雙向復制的 C．真核生物DNA分子復制過程需要解旋酶 D．真核生物的這種復制方式提高了復制速率 解析：選A　圖中DNA分子的復制是從多個起點開始的，但并不是同時開始的。圖中DNA分子的復制是邊解旋(需解旋酶)邊雙向復制的。 4．一個雙鏈均被32P標記的DNA由5 000個堿基對組成，其中腺嘌呤占20%，將其置于只含31P的環(huán)境中復制3次。下列敘述不正確的是(　　) A．該DNA分子中含有氫鍵的數(shù)目為1.3104個 B．復制過程需要2.4104個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸 C．子代DNA分子中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為1∶7 D．子代DNA分子中含32P與只含31P的分子數(shù)之比為1∶3 解析：選B　該DNA分子中A－T堿基對的數(shù)目為5 000220%＝2 000個，G－C堿基對的數(shù)目為5 000－2 000＝3 000個，則該DNA分子中含有的氫鍵數(shù)目為2 0002＋3 0003＝1.3104個；該復制過程需要的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為(23－1)3 000＝21 000個；子代中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為2∶(232－2)＝1∶7；子代中含32P與只含31P的DNA分子數(shù)之比為2∶(23－2)＝1∶3。 5．據(jù)圖回答問題： (1)該圖表示的生理過程是________，該過程主要發(fā)生在細胞的________(填部位名稱)。 (2)圖中的1、2、3、4、5分別表示____________________(填堿基名稱，用字母表示)。 (3)假如經過科學家的測定，α鏈上的一段堿基序列(M)中的A∶T∶C∶G為2∶1∶1∶3，能不能說明科學家的測定是錯誤的？______，原因是______________________________。 (4)如果以(3)中的α鏈的M為模板，復制出的β鏈的堿基比例應該是________________。 解析：DNA是雙螺旋結構，兩條脫氧核苷酸鏈之間的堿基遵循堿基互補配對原則，即A與T、C與G配對，所以DNA分子中A＝T，G＝C。DNA復制是半保留復制，即以DNA的兩條母鏈為模板，根據(jù)堿基互補配對原則進行堿基互補配對，所以形成的DNA子鏈必定與DNA中的一條母鏈完全相同，新形成的兩個DNA分子，與親代DNA分子完全相同。 答案：(1)DNA復制　細胞核　(2)A、T、C、C、T (3)不能　在單鏈中不一定存在A＝T、G＝C (4)T∶A∶G∶C＝2∶1∶1∶3 (時間：25分鐘；滿分：50分) 一、選擇題(每小題2分，共20分) 1．下列關于沃森和克里克構建DNA雙螺旋結構模型的敘述，錯誤的是(　　) A．沃森和克里克構建DNA雙螺旋結構模型是建立在DNA分子以4種脫氧核苷酸(堿基為A、T、G、C)為單位連接而成的長鏈的基礎上 B．威爾金斯和富蘭克林通過對DNA衍射圖譜的有關數(shù)據(jù)進行分析，得出DNA分子呈螺旋結構 C．沃森和克里克曾嘗試構建了多種模型，但都不科學 D．沃森和克里克最后受腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量，鳥嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量的啟發(fā)，構建出了科學的模型 解析：選B　沃森和克里克最先提出了堿基在外側的雙螺旋和三螺旋結構模型，后來又提出了堿基在內側的雙螺旋結構模型，并且同種堿基配對。最后提出了堿基互補配對的雙螺旋結構模型。 2．下面關于DNA分子結構的敘述中，錯誤的是(　　) A．每個雙鏈DNA分子含有四種脫氧核苷酸 B．每個堿基分子上均連接著一個磷酸和一個脫氧核糖 C．每個DNA分子中堿基數(shù)＝磷酸數(shù)＝脫氧核糖數(shù) D．雙鏈DNA分子中的一段含有40個胞嘧啶，就一定會同時含有40個鳥嘌呤 解析：選B　脫氧核苷酸分子的連接方式應為。在雙鏈的DNA分子內部，堿基之間通過氫鍵連接形成堿基對，對一個堿基來說，一側連接著一個脫氧核糖，另一側通過氫鍵和另一個堿基相連。 3．在一個DNA分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基總數(shù)的42%，若其中一條鏈的胞嘧啶占該鏈堿基總數(shù)的24%，胸腺嘧啶占30%，則另一條鏈上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分別占該鏈堿基總數(shù)的(　　) A．21%,12% B．30%,24% C．34%,12% D．58%,30% 解析：選C　解這類題目，最好先畫出DNA分子的兩條鏈及堿基符號，并標出已知堿基的含量，這樣比較直觀，更易找到解題方法。然后利用DNA分子的堿基互補配對原則，由整個DNA分子中A＋T＝42%，可得出A1＋T1即對應單鏈堿基總數(shù)的百分比也為42%，則C1＋G1＝58%。由一條鏈中C1＝24%，C1＋G1＝58%，得出對應另一條單鏈中C2＝34%，由一條鏈中A1＋T1＝42%，A1＝12%，得出對應另一條單鏈T2＝12%。 4．(上海高考)在DNA分子模型搭建實驗中，如果用一種長度的塑料片代表A和G，用另一長度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA雙螺旋的整條模型(　　) A．粗細相同，因為嘌呤環(huán)必定與嘧啶環(huán)互補 B．粗細相同，因為嘌呤環(huán)與嘧啶環(huán)的空間尺寸相似 C．粗細不同，因為嘌呤環(huán)不一定與嘧啶環(huán)互補 D．粗細不同，因為嘌呤環(huán)與嘧啶環(huán)的空間尺寸不同 解析：選A　A和G都是嘌呤堿基，C和T都是嘧啶堿基，在DNA分子中，總是A＝T，G＝C，依題意，用一種長度的塑料片代表A和G，用另一長度的塑料片代表C和T，則DNA的粗細相同。 5．如圖為DNA分子結構示意圖，相關敘述正確的是(　　) a．②和③相間排列，構成了DNA分子的基本骨架 b．④的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸 c．⑨是氫鍵，其形成遵循堿基互補配對原則 d．DNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息 e．③占的比例越大，DNA分子越不穩(wěn)定 f．⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T A．bcdf　　　　　　　B．cdf C．abcf D．bce 解析：選B　DNA分子是反向平行的雙螺旋結構，①磷酸與②脫氧核糖交替排列在外側，構成了DNA的基本骨架；④中的③②及②下方的磷酸基團組成胞嘧啶脫氧核苷酸；堿基互補配對，配對堿基之間通過氫鍵相連； DNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息；G與C之間形成3條氫鍵，G與C含量越多，DNA分子越穩(wěn)定；根據(jù)堿基互補配對原則，⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T。 6．下列有關DNA復制的說法中，正確的是(　　) A．DNA復制時只有一條鏈可以作為模板 B．DNA復制所需要的原料是4種脫氧核苷酸 C．DNA復制的場所只有細胞核 D．DNA復制的時間只能是有絲分裂間期 解析：選B　DNA復制時， 兩條鏈都可以作為模板，真核生物DNA復制的場所可以是細胞核，也可以是線粒體和葉綠體，在細菌體內還可以是擬核。DNA復制時需要的原料是4種脫氧核苷酸。 7．把培養(yǎng)在含輕氮(14N)環(huán)境中的一個細菌，轉移到含重氮(15N)環(huán)境中，培養(yǎng)相當于繁殖一代的時間，然后全部放回原環(huán)境中培養(yǎng)相當于連續(xù)繁殖兩代的時間后，細菌DNA組成分析表明(　　) A．3/4輕氮型、1/4中間型 B．1/4輕氮型、3/4中間型 C．1/2輕氮型、1/2中間型 D．3/4重氮型、1/4中間型 解析：選A　輕氮(14N)環(huán)境中的一個細菌轉移到重氮(15N)環(huán)境中培養(yǎng)相當于繁殖一代的時間后，DNA分子全為15N/14N，再返回輕氮(14N)環(huán)境中培養(yǎng)繁殖，產生8個DNA分子，3/4輕氮型、1/4中間型。 8.如圖表示DNA分子復制的片段，圖中a、b、c、d表示各條脫氧核苷酸鏈。一般地說，下列各項中正確的是(　　) A．a和c的堿基序列互補 B．b和c的堿基序列相同 C．a鏈中(A＋T)/(G＋C)的比值與b鏈中同項比值相同 D．a鏈中(A＋T)/(G＋C)的比值與d鏈中同項比值不同 解析：選C　a、d兩條母鏈堿基互補，a、b兩條鏈堿基互補，c、d兩條鏈堿基互補，可推出a和c堿基序列相同，b和c堿基序列互補；兩條互補鏈中的(A＋T)/(G＋C)相同。 9．(山東高考)某研究小組測定了多個不同雙鏈DNA分子的堿基組成，根據(jù)測定結果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關系圖，下列正確的是(　　) 解析：選C　DNA分子中(A＋C)/(T＋G)應始終等于1；一條單鏈中(A＋C)/(T＋G)與其互補鏈中(A＋C)/(T＋G)互為倒數(shù)，一條單鏈中(A＋C)/(T＋G)＝0.5時，互補鏈中(A＋C)/(T＋G)＝2；一條單鏈中(A＋T)/(G＋C)與其互補鏈中(A＋T)/(G＋C)及DNA分子中(A＋T)/(G＋C)都相等。 10．某DNA分子中含有1 000個堿基對(被32P標記)，其中有胸腺嘧啶400個。若將該DNA分子放在只含被31P標記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中讓其復制兩次，其結果不可能是(　　) A．含32P的DNA分子占1/2 B．含31P的DNA分子占1/2 C．子代DNA分子相對分子質量平均比原來減少1 500 D．共消耗鳥嘌呤脫氧核苷酸1 800個 解析：選B　該DNA分子在含31P的培養(yǎng)液中復制兩次，可得到4個DNA分子，其中含31P的DNA分子占100%，含32P的DNA分子占2/4＝1/2。因為DNA復制為半保留復制，親代DNA分子的兩條鏈只可能進入兩個子代DNA分子中；4個DNA分子中有兩個DNA分子的每條鏈都只含有31P，還有兩個DNA分子都是一條鏈含31P，另一條鏈含32P。前兩個DNA 分子相對分子質量比原DNA分子共減少了4 000，后兩個DNA分子比原DNA分子共減少了2 000，這樣4個DNA分子的相對分子質量平均比原來減少了6 000/4＝1 500；在1 000個堿基對的DNA分子中，胸腺嘧啶400個，則含有鳥嘌呤個數(shù)(1 0002－4002)/2＝600(個)，復制兩次所消耗鳥嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目為600(22－1)＝1 800(個)。 二、非選擇題(共30分) 11．(10分)如圖是DNA片段的結構圖，請據(jù)圖回答問題。 (1)圖甲是DNA片段的________結構，圖乙是DNA片段的________結構。 (2)填出圖中部分結構的名稱：[2]________________、[5]__________________。 (3)從圖中可以看出DNA分子中的兩條鏈是由________和________交替連接的。 (4)連接堿基對的化學鍵是____________，堿基配對的方式如下：即________與________配對；________與________配對。 (5)從圖甲可以看出組成DNA分子的兩條鏈的方向是________的，從圖乙可以看出組成DNA分子的兩條鏈相互纏繞成________的________結構。 (6)含有200個堿基的某DNA片段中堿基間的氫鍵共有260個。請回答： ①該DNA片段中共有腺嘌呤________個，C和G共________對。 ②該DNA片段復制4次，共需原料胞嘧啶脫氧核苷酸________個。 ③在DNA分子穩(wěn)定性的比較中，________堿基對的比例高，DNA分子穩(wěn)定性高。 解析：(1)從圖中可以看出：甲表示的是DNA分子的平面結構。而乙表示的是DNA分子的立體(空間)結構。(2)圖中2表示的是一條脫氧核苷酸鏈片段，而5表示的是腺嘌呤脫氧核苷酸。(3)從圖甲的平面結構可以看出：DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側構成了基本骨架。(4)DNA分子的兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，且有一定規(guī)律：A與T配對，G與C配對。(5)根據(jù)圖甲可以判斷：組成DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈是反向平行的；從圖乙可以看出組成DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈相互纏繞成規(guī)則的雙螺旋結構。(6)①堿基對G和C之間有三個氫鍵，而A和T間有兩個氫鍵，設該DNA片段堿基A有x個，堿基G有y個，則有以下關系：x＋y＝2001/2＝100,2x＋3y＝260，解得A為40個，G和C各為60個。②復制4次共需原料C為：(24－1)60＝900個。③C和G之間的氫鍵多于A、T之間的氫鍵，因此C和G比例越高，DNA分子穩(wěn)定性越大。 答案：(1)平面　立體(或空間)　(2)一條脫氧核苷酸鏈片段　腺嘌呤脫氧核苷酸　(3)脫氧核糖　磷酸　(4)氫鍵　A(腺嘌呤)　T(胸腺嘧啶)　G(鳥嘌呤)　C(胞嘧啶)　(5)反向　規(guī)則　雙螺旋　(6)①40　60?、?00　③C和G 12．(10分)DNA指紋技術正發(fā)揮著越來越重要的作用，目前在親子鑒定、偵察罪犯等方面是最為可靠的鑒定技術。 請思考回答下列有關DNA指紋技術的問題： (1)DNA親子鑒定中，DNA探針必不可少，DNA探針實際是一種已知堿基順序的DNA片段。請問：DNA探針尋找基因所用的原理是：_______________________________。 (2)用DNA做親子鑒定時，小孩的條碼會一半與其生母相吻合，另一半與其生父相吻合，其原因是________________________________________________________。 (3)如圖為通過提取某小孩和其母親以及待測定的兩位男性的DNA，進行DNA指紋鑒定，部分結果如圖所示。則該小孩的真正生物學父親是_________________________。 (4)現(xiàn)在已知除了一卵雙生胞胎外，每個人的DNA是獨一無二的，就好像指紋一樣，這說明了：______________________________________________________________。 (5)為什么用DNA做親子鑒定，而不用RNA?________________________。 (6)為了確保實驗的準確性，需要克隆出較多的DNA樣品，若一個只含31P的DNA分子用32P標記的脫氧核苷酸為原料連續(xù)復制3次后，含32P的單鏈占全部單鏈的________。 解析：DNA具有特異性，不同個體的DNA分子不同，因此可利用DNA分子雜交原理進行親子鑒定。由于子代的同源染色體一條來自父方，一條來自母方，因此親子鑒定時，應一半與父親吻合，一半與母親吻合。人體所有細胞都來源于同一個受精卵，因此都含有相同的遺傳物質。 答案：(1)堿基互補配對原則　(2)孩子的每一對同源染色體一條來自父親，一條來自母親　(3)B　(4)DNA分子具有多樣性和特異性　(5)因為基因在DNA上，而不在RNA上，且DAN具有特異性　(6)7/8 13．(10分)DNA復制方式可以通過設想來進行預測，可能的情況是：全保留復制、半保留復制、分散復制。 (1)根據(jù)圖示對三種復制作出可能的假設： ①如果是全保留復制，則1個DNA分子形成2個DNA分子，其中一個是__________，而另一個是_______________________________________________________________； ②如果是半保留復制，則新形成的兩個DNA分子各有____________________； ③如果是分散復制，則新形成的DNA分子中__________________________________。 (2)請設計實驗來證明DNA的復制方式。 實驗步驟： ①在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N－DNA(對照)。 ②在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌， 其DNA分子均為15N－DNA(親代)。 ③將親代含15N的大腸桿菌轉移到14N培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度離心方法分離。 (3)實驗預測： ①如果與對照(14N/14N)相比，子代Ⅰ能分離出兩條帶：________和________，則可以排除________，同時肯定是________________。 ②如果子代 Ⅰ 只有一條________，則可以排除________，但不能肯定是_______。 ③如果子代 Ⅰ只有一條中密度帶，再繼續(xù)做子代ⅡDNA密度鑒定，若子代Ⅱ可以分出____________和____________，則可以排除__________________，同時肯定__________。 ④如果子代Ⅱ不能分出________兩條密度帶，則排除________，同時肯定________。 (4)用圖例表示出最可能的實驗結果。 答案：(1)①親代的　新形成的　②一條鏈來自親代DNA，另一條鏈是新形成的?、勖織l鏈中的一些片段是母鏈的，另一些片段是子鏈的　(3)①一條輕密度帶(14N/14N)　一條重密度帶(15N/15N)　半保留復制和分散復制　全保留復制?、谥忻芏葞?14N/15N)　全保留復制　半保留復制還是分散復制?、垡粭l中密度帶(14N/15N)　一條輕密度帶(14N/14N)　分散復制　半保留復制?、苤?、輕　半保留復制　分散復制　(4)最可能的實驗結果(如圖所示)：