2018版高中生物 第四章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第二節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制教學(xué)案 蘇教版必修2.doc

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第二節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制 1.DNA分子由兩條脫氧核苷酸鏈構(gòu)成，兩鏈按反向平行 方式盤(pán)旋成規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 2．脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成DNA 的基本骨架；堿基排在內(nèi)側(cè)，兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵 連接成堿基對(duì)。 3．堿基配對(duì)遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，即A與T配對(duì)， G與C配對(duì)。 4．特定的堿基對(duì)的排列順序構(gòu)成每一個(gè)DNA分子的特 異性；堿基對(duì)排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分 子的多樣性。 5．以親代DNA分子為模板合成子代DNA分子的過(guò)程 稱為DNA復(fù)制。 一、解開(kāi)DNA分子結(jié)構(gòu)之謎[填表] 時(shí)期 科學(xué)家 成果 20世紀(jì)30年代后期 瑞典科學(xué)家 證明DNA分子是不對(duì)稱的 1951年 查哥夫 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(niǎo)嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量 1952年 富蘭克琳 確認(rèn)DNA分子為螺旋結(jié)構(gòu)，并且不是由一條鏈所構(gòu)成 1953年 沃森和克里克 提出DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型 二、DNA分子的結(jié)構(gòu) 1．基本組成單位 (1)名稱：脫氧核苷酸。 (2)結(jié)構(gòu)圖示：[填圖] 2．DNA分子的平面結(jié)構(gòu)[填圖] 3．DNA分子的立體結(jié)構(gòu)及特性 (1)立體結(jié)構(gòu)：DNA分子呈規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 (2)特性： ①堿基對(duì)的排列順序代表遺傳信息。 ②特異性：每個(gè)DNA分子都有其特定的堿基對(duì)排列順序。 ③多樣性：堿基對(duì)排列順序的千變?nèi)f化。 三、DNA分子的復(fù)制 1．DNA復(fù)制的概念、時(shí)期、場(chǎng)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(guò)程。 (2)時(shí)期：細(xì)胞有絲分裂間期和減數(shù)分裂的間期。 (3)場(chǎng)所：細(xì)胞核(主要)。 (4)DNA復(fù)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(xì)胞提供。 ④酶：解旋酶、DNA聚合酶等。 2．DNA復(fù)制的過(guò)程及特點(diǎn) (1)復(fù)制過(guò)程：[填圖] (2)復(fù)制特點(diǎn)： ①?gòu)?fù)制方式是半保留復(fù)制。 ②DNA分子的復(fù)制是一個(gè)邊解旋邊復(fù)制的過(guò)程。 3．DNA復(fù)制的意義 DNA分子通過(guò)復(fù)制，使遺傳信息從親代傳給子代，確保了遺傳信息的連續(xù)性。 1．判斷下列說(shuō)法的正誤 (1)DNA分子由兩條鏈組成，其兩條鏈呈反向平行方式盤(pán)旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)(√) (2)DNA分子中的脫氧核糖與堿基交替連接排列于外側(cè)，構(gòu)成基本骨架() (3)A與T之間形成3個(gè)氫鍵，G與C之間形成2個(gè)氫鍵() (4)脫氧核苷酸排列順序的千變?nèi)f化體現(xiàn)了DNA分子的多樣性(√) (5)DNA完全解旋后再進(jìn)行復(fù)制() (6)DNA復(fù)制是半保留復(fù)制(√) 2．DNA完全水解后，得到的化學(xué)物質(zhì)是(　　) A．氨基酸、葡萄糖、含氮堿基 B．核糖、含氮堿基、磷酸 C．脫氧核糖、含氮堿基、磷酸 解析：選C　DNA中不含有氨基酸和葡萄糖；組成DNA的五碳糖是脫氧核糖，而不是核糖；DNA分子的徹底水解產(chǎn)物是脫氧核糖、含氮堿基、磷酸。 3．在DNA分子中，不可能存在的是(　　) A．腺嘌呤　　　　B．尿嘧啶　　　　C．磷酸 解析：選B　尿嘧啶是RNA特有的組成成分，在DNA分子中沒(méi)有。 4．下列能正確表示脫氧核苷酸分子內(nèi)連接關(guān)系的是(　　) A．磷酸－脫氧核糖－堿基 B．磷酸－核糖－堿基 C．磷酸－堿基－脫氧核糖 解析：選A　脫氧核苷酸是脫氧核糖核酸的基本單位，由一分子磷酸、一分子含氮堿基和一分子脫氧核糖組成。 5．DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)中遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的是(　　) A．G與T配對(duì) B．A與C配對(duì)　　C．A與T配對(duì) 解析：選C　DNA分子中，G與C配對(duì)，A與T配對(duì)。 6．將單個(gè)的脫氧核苷酸連接成DNA分子的酶是(　　) A．DNA酶 B．DNA解旋酶　　C．DNA聚合酶 解析：選C　DNA酶是水解DNA分子的酶；DNA解旋酶的作用是將DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)解開(kāi)并使氫鍵斷裂；在DNA分子復(fù)制時(shí)，DNA聚合酶將單個(gè)的脫氧核苷酸連接成DNA分子，形成新的DNA分子。 7．一個(gè)DNA分子復(fù)制完畢后，新形成的DNA子鏈(　　) A．是DNA母鏈的片段 B．與DNA母鏈之一相同 C．與DNA母鏈完全不同 解析：選B　由于DNA復(fù)制是半保留復(fù)制，因此復(fù)制完畢，新形成的DNA子鏈與DNA模板鏈互補(bǔ)，與母鏈之一相同。 8．將雙鏈都有3H標(biāo)記的1個(gè)DNA分子，放入沒(méi)有標(biāo)記物的溶液中，經(jīng)過(guò)3次復(fù)制后，有3H標(biāo)記的DNA分子的數(shù)量是(　　) A．1個(gè) B．2個(gè) C．4個(gè) 解析：選B　由于DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制，親代DNA分子的兩條鏈?zhǔn)冀K存在于子代中2個(gè)DNA分子中，因此經(jīng)過(guò)3次復(fù)制產(chǎn)生的8個(gè)DNA分子中，含有3H標(biāo)記的DNA分子仍只有2個(gè)。 1．結(jié)構(gòu)層次 組成元素：C、H、O、N、P 基本單位：脫氧核苷酸(4種) 　 [名師點(diǎn)撥]　DNA分子結(jié)構(gòu)中的化學(xué)鍵 (1)磷酸二酯鍵：相鄰兩個(gè)脫氧核苷酸之間形成的化學(xué)鍵。 (2)氫鍵：配對(duì)的堿基之間形成的化學(xué)鍵，A－T之間有兩個(gè)氫鍵，C－G之間有三個(gè)氫鍵?？捎媒庑笖嗔?，也可加熱斷裂。 2．DNA分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性原因分析 (1)DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接的方式穩(wěn)定不變。 (2)DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的中間為堿基對(duì)，堿基與堿基之間形成氫鍵，從而維持了雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。 (3)DNA分子兩條鏈間堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則嚴(yán)格不變。 (4)每個(gè)特定的DNA分子中堿基對(duì)的數(shù)量和排列順序穩(wěn)定不變。 3．堿基互補(bǔ)配對(duì)的有關(guān)計(jì)算 (1)在雙鏈DNA分子中： ①由于A＝T、C＝G ，可以推出A1＝T2、C1＝G2、G1＝C2、T1＝A2 。 ②非互補(bǔ)堿基之和：(A＋G)/(T＋C)＝(A＋C)/(T＋G)＝1，因此DNA分子中任意兩個(gè)非互補(bǔ)堿基之和占?jí)A基總數(shù)的一半。這是雙鏈DNA分子的共性。 ③互補(bǔ)堿基之和的比：(A＋T)/(G＋C)不是定值，而且不同DNA的該比值不一定相同，這是DNA分子具有特異性的原因之一。 (2)以DNA分子的兩條單鏈為研究對(duì)象時(shí)，堿基數(shù)量具有如下關(guān)系： ①A1＝T2，G1＝C2，C1＝G2，T1＝A2； ②兩鏈間非互補(bǔ)堿基和之比互為倒數(shù)。即若1鏈中(A1＋G1)/(T1＋C1)＝m，則2鏈中(A2＋G2)/(T2＋C2)＝1/m。 (3)DNA分子的雙鏈和單鏈中堿基數(shù)量的關(guān)系： ①若在雙鏈中(A＋T)/(G＋C)＝n，則在1鏈中(A1＋T1)/(G1＋C1)＝n，在2鏈中(A2＋T2)/(G2＋C2)＝n。 結(jié)論：在同一DNA分子中，雙鏈和單鏈中互補(bǔ)堿基和之比相等。 ②若1鏈中A1占的比例為X1,2鏈中A2占的比例為X2，則整個(gè)DNA分子中A占的比例為(X1＋X2)/2。 結(jié)論：某堿基占雙鏈DNA分子堿基總數(shù)的百分比等于相應(yīng)堿基占相應(yīng)單鏈比值和的一半。 [思考探究] 1．(1)脫氧核苷酸有哪幾種？差別體現(xiàn)在哪里？ 提示：有4種。差別是組成脫氧核苷酸的堿基種類(lèi)不同。 (2)某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)制作了如下堿基對(duì)模型，你認(rèn)為哪些是正確的，哪些是錯(cuò)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(gè)氫鍵，③中堿基配對(duì)錯(cuò)誤；④中未遵照“反向平行”特點(diǎn)。 (3)DNA分子中的“五、四、三、二、一”分別指什么？ 提示：“五”是指5種元素(C、H、O、N、P)；“四”是指4種脫氧核苷酸；“三”是指3種小分子(磷酸、脫氧核糖及含氮堿基)；“二”是指2條脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈；“一”是指1種規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 [題組沖關(guān)] 1.由1分子磷酸，1分子堿基和1分子化合物a構(gòu)成了化合物b，如圖所示，則下列敘述正確的是(　　) A．若m為腺嘌呤，則b肯定為腺嘌呤脫氧核苷酸 B．若a為核糖，則b為DNA的基本組成單位 C．若m為尿嘧啶，則DNA中肯定不含b這種化合物 D．若a為脫氧核糖，則由b構(gòu)成的核酸完全水解，得到的化合物最多有8種 解析：選C　若m為腺嘌呤，則b為腺嘌呤核糖核苷酸或腺嘌呤脫氧核糖核苷酸；若a為核糖，則b為核糖核苷酸，是RNA的基本組成單位；若m為尿嘧啶，尿嘧啶是RNA中特有的堿基，因此DNA中肯定不含b這種化合物；若a為脫氧核糖，則b為脫氧核苷酸，則由b構(gòu)成的核酸為DNA，DNA完全水解，得到的化合物最多有6種(磷酸、脫氧核糖、4種含氮堿基)。 2．在雙螺旋DNA模型搭建實(shí)驗(yàn)中，使用代表氫鍵的訂書(shū)釘將代表四種堿基的塑料片連為一體，為了逼真起見(jiàn)，A與T之間以及C與G之間最好分別釘(　　) A．2和2個(gè)釘　　　　　 B．2和3個(gè)釘 C．3和2個(gè)釘 D．3和3個(gè)釘 解析：選B　每個(gè)A與T之間通過(guò)2個(gè)氫鍵連接，每個(gè)C與G之間通過(guò)3個(gè)氫鍵連接。 1．實(shí)驗(yàn)證據(jù)分析 (1)實(shí)驗(yàn)方法：放射性同位素標(biāo)記技術(shù)和離心技術(shù)。 (2)實(shí)驗(yàn)原理：含15N的雙鏈DNA密度大，含14N的雙鏈DNA密度小，一條鏈含14N、另一條鏈含15N的雙鏈DNA分子密度居中。 (3)實(shí)驗(yàn)假設(shè)：DNA以半保留的方式復(fù)制。 (4)實(shí)驗(yàn)預(yù)期：離心后應(yīng)出現(xiàn)3條DNA帶。 ①重帶(密度最大)：兩條鏈都為15N標(biāo)記的親代雙鏈DNA。 ②中帶(密度居中)：一條鏈為14N標(biāo)記，另一條鏈為15N標(biāo)記的子代雙鏈DNA。 ③輕帶(密度最小)：兩條鏈都為14N標(biāo)記的雙鏈DNA。 (5)實(shí)驗(yàn)過(guò)程： (6)相關(guān)分析： ①大腸桿菌在含有15N培養(yǎng)基中培養(yǎng)若干代后取出，提取DNA→離心→全部重帶。 ②被15N標(biāo)記的大腸桿菌在14N培養(yǎng)基中繁殖一代后取出，提取DNA→離心→全部中帶。 ③被15N標(biāo)記的大腸桿菌在14N培養(yǎng)基中繁殖兩代后取出，提取DNA→離心→1/2輕帶、1/2中帶。 (7)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA的復(fù)制是以半保留方式進(jìn)行的。 2．有關(guān)計(jì)算 (1)取一個(gè)被15N全部標(biāo)記的DNA分子(0代)，轉(zhuǎn)入含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)(復(fù)制)若干代，結(jié)果如下： 分子或鏈 所占比例 世代 只含15N分子 含14N、15N雜交分子 只含14N分子 含15N鏈的比例 含14N鏈的比例 0 1 0 0 1 0 第一代 0 1 0 1/2 1/2 第二代 0 1/2 1/2 1/4 3/4 第n代 0 2/2n 1－2/2n 1/2n 1－1/2n (2)后代帶放射性標(biāo)記的DNA、染色體或細(xì)胞所占比例的問(wèn)題： ①一個(gè)DNA分子含兩條DNA鏈，只要有一條DNA鏈帶標(biāo)記該DNA分子便帶標(biāo)記。 ②每條染色體含一個(gè)或兩個(gè)DNA分子，只要有一條DNA鏈帶標(biāo)記該染色體便帶標(biāo)記。 ③每個(gè)細(xì)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(shí)需分析一對(duì)同源染色體)即可。 (3)所需脫氧核苷酸數(shù)的計(jì)算： 若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，則： 分析右圖可知： ①無(wú)論復(fù)制多少次，原來(lái)的DNA分子鏈都是兩條。 ②復(fù)制后的DNA分子中和原DNA分子中各種堿基的含量是相同的。 ③經(jīng)過(guò)n次復(fù)制后相當(dāng)于得到的新DNA分子數(shù)為2n－1，經(jīng)過(guò)n次復(fù)制，共需消耗游離的該脫氧核苷酸為m(2n－1)個(gè)。 ④每次復(fù)制后DNA分子數(shù)都是前一次的兩倍，所以第n次復(fù)制所增加的DNA分子數(shù)為2n－1，第n次復(fù)制時(shí)，需消耗游離的該脫氧核苷酸為m2n－1個(gè)。 [名師點(diǎn)撥]　DNA的多起點(diǎn)復(fù)制 真核生物的DNA復(fù)制是多個(gè)起點(diǎn)的，同時(shí)有很多復(fù)制酶復(fù)合體結(jié)合在一個(gè)DNA上，多處開(kāi)始，一起復(fù)制，所以復(fù)制速度很快。 [思考探究] 2．(1)洋蔥根尖細(xì)胞中DNA存在的場(chǎng)所有哪些？ 提示：洋蔥根尖細(xì)胞中DNA主要存在于細(xì)胞核內(nèi)的染色體上，此外，線粒體中也含少量DNA(植物細(xì)胞葉綠體中雖含DNA，但洋蔥根尖細(xì)胞無(wú)葉綠體)。 (2)在教材P71關(guān)于米西爾森和斯塔爾的實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)只有一個(gè)細(xì)菌的一個(gè)DNA分子被15N標(biāo)記后，放在含有14N培養(yǎng)基中培養(yǎng)，試分析說(shuō)明子一代含15N和14N的DNA有幾個(gè)？含15N和14N的DNA單鏈各有幾條？子二代又是怎樣的？ [題組沖關(guān)] 3．DNA分子復(fù)制過(guò)程的基本條件不包括(　　) A．DNA聚合酶　　　　 B．RNA聚合酶 C．模板鏈 D．游離的四種脫氧核苷酸 解析：選B　DNA復(fù)制的基本條件是模板(DNA的雙鏈)、能量、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游離的四種脫氧核苷酸)；同時(shí)遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。 4．用15N標(biāo)記含有100個(gè)堿基對(duì)的DNA分子，其中有胞嘧啶30個(gè)，該DNA分子在14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次。其結(jié)果可能是(　　) A．含有15N的DNA分子占1/8 B．含有14N的DNA分子占7/8 C．消耗游離的腺嘌呤脫氧核苷酸300個(gè) D．含有100個(gè)堿基對(duì)的DNA分子最多有2100種 解析：選A　DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，不管復(fù)制幾次，最終只有2個(gè)子代DNA含15N，所以含有15N的DNA分子占1/8；由于DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制，最終只有2個(gè)子代DNA各含1條15N鏈，1條14N鏈，其余DNA都只含14N，故全部子代DNA都含14N；含有100個(gè)堿基對(duì)即200個(gè)堿基的DNA分子中，其中有胞嘧啶30個(gè)，解得A＝70個(gè)，故復(fù)制過(guò)程中需腺嘌呤脫氧核苷酸為(24－1)70＝1 050個(gè)；含有100個(gè)堿基對(duì)的DNA分子最多有4100種。 一、選擇題 1．下列核苷酸不可能屬于DNA初步水解產(chǎn)物的是(　　) 解析：選B　B項(xiàng)中該物質(zhì)的堿基是U，因此是尿嘧啶核糖核苷酸，為RNA所特有，一定不是DNA水解的產(chǎn)物。 2．組成DNA分子的基本單位是(　　) A．四種堿基　　　　　　　 B．四種堿基對(duì) C．四種脫氧核苷酸 D．四種核苷酸 解析：選C　構(gòu)成DNA的基本單位有四種脫氧核苷酸：腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸。 3．在DNA雙鏈中，堿基之間是一一對(duì)應(yīng)的，這種關(guān)系稱為(　　) A．堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 B．半保留原則 C．一一對(duì)應(yīng) D．堿基對(duì) 解析：選A　在DNA雙鏈中，堿基之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系稱為堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，即A與T配對(duì)，C與G配對(duì)。 4．在某雙鏈DNA分子的堿基中，腺嘌呤的分子數(shù)占18%，那么鳥(niǎo)嘌呤的分子數(shù)占(　　) A．9% B．18% C．32% D．36% 解析：選C　已知DNA分子含腺嘌呤的分子數(shù)占18%，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，A＝T，則腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占36%，所以鳥(niǎo)嘌呤G＝C＝(1－36%)2＝32%。 5．某雙鏈DNA分子中，鳥(niǎo)嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基的比例為a，其中一條鏈上鳥(niǎo)嘌呤占該鏈全部堿基的比例為b，則互補(bǔ)鏈中鳥(niǎo)嘌呤占整個(gè)DNA分子堿基的比例為(　　) A.－ B．a(chǎn)－b C. D．b－ 解析：選A　由題意知，該雙鏈DNA分子中，鳥(niǎo)嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基的比例為a，則雙鏈中鳥(niǎo)嘌呤G占a/2 ，一條鏈上鳥(niǎo)嘌呤占該鏈全部堿基的比例為b，占雙鏈的比例是b/2 ，互補(bǔ)鏈中鳥(niǎo)嘌呤占整個(gè)DNA分子堿基的比例為a/2 －b/2 。 6．進(jìn)行“DNA分子模型的搭建”時(shí)，以下描述正確的是(　　) ①將多個(gè)脫氧核苷酸同方向排列組成單鏈；②將多個(gè)脫氧核苷酸正反方向交互排列組成單鏈；③將兩條脫氧核苷酸單鏈同方向排列組成雙鏈；④將兩條脫氧核苷酸單鏈反方向排列組成雙鏈；⑤若要旋轉(zhuǎn)形成雙螺旋，則代表堿基的塑料片需準(zhǔn)備20個(gè)；⑥若用不同的幾何圖形來(lái)代表基本單位的不同組成，則需準(zhǔn)備3種幾何圖形 A．①④⑤ B．②④⑤ C．①③⑥ D．②③⑥ 解析：選A　DNA每條單鏈上的脫氧核糖核苷酸的排列方向相同，因此將多個(gè)脫氧核苷酸同方向排列組成單鏈，①正確，②錯(cuò)誤；DNA的兩條鏈反向平行構(gòu)成雙螺旋結(jié)構(gòu)，因此將兩條脫氧核苷酸單鏈反方向排列組成雙鏈，③錯(cuò)誤，④正確；螺旋每旋轉(zhuǎn)一周包含了10對(duì)堿基，若要做出雙螺旋效果，要10對(duì)或10對(duì)以上才行，則代表堿基的塑料片需準(zhǔn)備20個(gè)，⑤正確；DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸，一個(gè)脫氧核苷酸分子由一分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子含氮堿基組成，其中含氮堿基有4種，因此若用不同的幾何圖形來(lái)代表基本單位的不同組成，則需準(zhǔn)備6種幾何圖形，⑥錯(cuò)誤。 7．DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)是(　　) A．半保留復(fù)制 B．復(fù)制需要模板 C．全保留復(fù)制 D．復(fù)制需要酶 解析：選A　邊解旋邊復(fù)制和半保留復(fù)制都是DNA分子復(fù)制過(guò)程的特點(diǎn)。 8．如圖為真核細(xì)胞DNA復(fù)制過(guò)程的模式圖，下列相關(guān)敘述不正確的是(　　) A．從圖中可以看出兩條子鏈的合成方向是相反的 B．解旋酶能使雙鏈DNA解開(kāi)，需要消耗ATP C．由圖示得知，DNA分子復(fù)制的方式是半保留復(fù)制 D．DNA分子復(fù)制需要DNA聚合酶將子鏈和母鏈連接成DNA分子 解析：選D　從圖中可以看出兩條子鏈合成方向是相反的；解旋酶能打開(kāi)雙鏈間的氫鍵，使雙鏈DNA解開(kāi)，需要消耗ATP；DNA分子復(fù)制時(shí)都保留了原來(lái)DNA分子中的一條鏈，這種方式叫做半保留復(fù)制；DNA分子的復(fù)制需要DNA聚合酶將單個(gè)脫氧核苷酸連接成DNA片段。 9．下圖為某同學(xué)在學(xué)習(xí)了DNA分子的結(jié)構(gòu)后畫(huà)的含有兩個(gè)堿基對(duì)的DNA分子片段(其中○代表磷酸基團(tuán))，下列為幾位同學(xué)對(duì)此圖的評(píng)價(jià)，其中正確的是(　　) A．甲說(shuō)：該圖沒(méi)有什么物質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的錯(cuò)誤 B．乙說(shuō)：該圖只有一處錯(cuò)誤，就是U應(yīng)改為T(mén) C．丙說(shuō)：該圖中核糖應(yīng)改為脫氧核糖 D．丁說(shuō)：如果他畫(huà)的是雙鏈RNA分子，則該圖就是正確的 解析：選C　該同學(xué)要畫(huà)的為DNA分子結(jié)構(gòu)圖，圖中的錯(cuò)誤：五碳糖應(yīng)為脫氧核糖；堿基不能含尿嘧啶(U)；磷酸與磷酸之間無(wú)化學(xué)鍵的連接，磷酸應(yīng)與脫氧核糖交替連接。 二、非選擇題 10．下面是DNA片段的結(jié)構(gòu)圖，請(qǐng)據(jù)圖回答： (1)圖甲是DNA片段的________結(jié)構(gòu)，圖乙是DNA片段的____________結(jié)構(gòu)。 (2)填出圖中部分結(jié)構(gòu)的名稱：[2]_______________、[3]__________、[5]______________。 (3)從圖中可以看出DNA分子中的兩條鏈?zhǔn)怯蒧_________和________交替連接構(gòu)成的。 (4)連接堿基對(duì)的化學(xué)鍵是________，堿基配對(duì)是有一定規(guī)律的：即____________與____________配對(duì)；____________與____________配對(duì)。 (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________________結(jié)構(gòu)。 解析：(1)從圖中可以看出：甲表示的是DNA分子的平面結(jié)構(gòu)，而乙表示的是DNA分子的立體(空間)結(jié)構(gòu)。(2)圖中2表示的是一條脫氧核苷酸單鏈片段，3表示脫氧核糖，而5表示的是腺嘌呤脫氧核苷酸。(3)從圖甲的平面結(jié)構(gòu)可以看出：DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)構(gòu)成了基本骨架。(4)DNA分子兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì)，且有一定規(guī)律：A與T配對(duì)，G與C配對(duì)。(5)根據(jù)圖甲可以判斷：組成DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?；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(jié)構(gòu)。 答案：(1)平面　立體(或空間)　(2)一條脫氧核苷酸單鏈片段　脫氧核糖　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(niǎo)嘌呤)　C(胞嘧啶)　(5)反向平行　規(guī)則的雙螺旋 一、選擇題 1．根據(jù)概念圖，判斷下列敘述正確的是(　　) ＋＋―→―→ A．a(chǎn)表示的堿基有5種　　 B．b表示的是核糖 C．d表示核糖核苷酸 D．d表示脫氧核糖核苷酸 解析：選D　a是含氮堿基，組成DNA的堿基有4種；組成DNA的五碳糖是脫氧核糖；組成DNA的基本單位是脫氧核糖核苷酸。 2.右圖為核苷酸鏈結(jié)構(gòu)圖，下列表述不正確的是(　　) A．能構(gòu)成一個(gè)完整核苷酸的是圖中的a或b B．圖中與每個(gè)五碳糖直接相連的堿基只有1個(gè) C．相鄰核苷酸之間是通過(guò)化學(xué)鍵③連接起來(lái)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　圖中的b所含的磷酸，應(yīng)與下方的脫氧核糖和堿基C共同構(gòu)成一個(gè)完整的脫氧核苷酸；在每個(gè)核苷酸中，堿基都與五碳糖相連；相鄰核苷酸之間是通過(guò)(③)磷酸二酯鍵連接；組成DNA的堿基有A、G、C、T4種。 3．分別用水解酶將T2噬菌體和HIV的遺傳物質(zhì)徹底水解成小分子，兩者共有的小分子有(　　) A．3種 B．4種 C．5種 D．7種 解析：選B　T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，徹底水解成的小分子有磷酸、脫氧核糖、A、T、G、C；HIV的遺傳物質(zhì)是RNA，徹底水解成的小分子有磷酸、核糖、A、U、G、C，所以兩者共有的小分子有磷酸、A、G、C，共4種。 4．關(guān)于下列甲、乙、丙三圖的敘述，正確的是(　　) A．甲圖中共有5種核苷酸 B．乙圖所示的化合物中含有3個(gè)高能磷酸鍵 C．甲、乙、丙中都含有腺嘌呤 D．丙圖所示物質(zhì)含有的單糖只能是核糖 解析：選C　甲圖中共有8種核苷酸(4種脫氧核糖核苷酸和4種核糖核苷酸)；乙圖所示的化合物是ATP分子，含有2個(gè)高能磷酸鍵；由圖可知，甲、乙和丙中都含有腺嘌呤(A)；丙圖所示物質(zhì)是核苷酸，其含有的單糖可能是核糖，也可能是脫氧核糖。 5．DNA分子的雙鏈在復(fù)制時(shí)解旋，從連接的氫鍵處分開(kāi)的堿基對(duì)是(　　) A．鳥(niǎo)嘌呤與胸腺嘧啶 B．鳥(niǎo)嘌呤與尿嘧啶 C．鳥(niǎo)嘌呤與胞嘧啶 D．腺嘌呤與尿嘧啶 解析：選C　鳥(niǎo)嘌呤和胸腺嘧啶不能配對(duì)，它們之間沒(méi)有氫鍵；在DNA中沒(méi)有尿嘧啶。 6．DNA分子經(jīng)過(guò)誘變，某位點(diǎn)上的一個(gè)正常堿基(設(shè)為P)變成了尿嘧啶。該DNA連續(xù)復(fù)制兩次，得到的4個(gè)子代DNA分子相應(yīng)位點(diǎn)上的堿基對(duì)分別是U－A、A－T、G－C、C－G。推測(cè)“P”可能是(　　) A．鳥(niǎo)嘌呤 B．腺嘌呤 C．胸腺嘧啶 D．胸腺嘧啶或胞嘧啶 解析：選A　由題意知，DNA分子經(jīng)過(guò)誘變，某位點(diǎn)上的一個(gè)正常堿基(設(shè)為P)變成了尿嘧啶，連續(xù)復(fù)制兩次，得到的4個(gè)子代DNA分子相應(yīng)位點(diǎn)上的堿基對(duì)分別是U－A、A－T、G－C、C－G，由于正常DNA分子中不含有堿基U，因此U－A、A－T是由發(fā)生突變的DNA鏈為模板復(fù)制而來(lái)，G－C、C－G是以正常DNA單鏈為模板復(fù)制產(chǎn)生，所以P堿基應(yīng)該是G或者C。 7．如果DNA分子的一條鏈上，腺嘌呤比鳥(niǎo)嘌呤多40%，兩者之和占整個(gè)DNA分子堿基總數(shù)的24%。則這個(gè)DNA分子的另一條鏈上，T占該鏈堿基數(shù)目的(　　) A．12% B．20% C．28% D．36% 解析：選C　由題意知，該DNA分子的一條單鏈A1＋G1占整個(gè)DNA分子雙鏈的24%，因此A1＋G1占該單鏈的48%；又知該單鏈中腺嘌呤比鳥(niǎo)嘌呤多40%，設(shè)鳥(niǎo)嘌呤是x，則腺嘌呤是x(1＋40%)，x＋x(1＋40%)＝48%，解得x＝20%，所以該鏈中腺嘌呤(A)占28%，在該DNA分子中，另一條鏈上的堿基T＝28%。 8．下列有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是(　　) A．每個(gè)DNA分子片段中均含有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán) B．DNA分子中的每個(gè)脫氧核糖均與2個(gè)磷酸基團(tuán)相連 C．一條DNA單鏈中相鄰兩個(gè)堿基之間通過(guò)氫鍵連接 D．若DNA分子片段中有a個(gè)堿基對(duì)，且已知胞嘧啶有b個(gè)，則該DNA分子中的氫鍵數(shù)為2a－b個(gè) 解析：選A　DNA分子的每一條鏈中都有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，所以每個(gè)DNA分子中均含有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)； DNA分子鏈末端的脫氧核糖只與1個(gè)磷酸基團(tuán)相連接；一條DNA單鏈中相鄰兩個(gè)堿基之間通過(guò)脫氧核糖－磷酸－脫氧核糖連接；如果DNA分子中含有a個(gè)堿基對(duì)，且已知胞嘧啶有b個(gè)，腺嘌呤＝(a－b)個(gè)，則該DNA分子中的氫鍵數(shù)為3b＋2(a－b)＝(2a＋b)個(gè)。 9．一個(gè)用15N標(biāo)記的DNA分子有1200個(gè)堿基對(duì)，其中腺嘌呤700個(gè)。該DNA分子在無(wú)放射性標(biāo)記的溶液中復(fù)制2次，則(　　) A．復(fù)制完成后，具有放射性的腺嘌呤共有1 400個(gè) B．復(fù)制完成后，不含15N的DNA分子總數(shù)與含15N的DNA分子總數(shù)之比為3∶1 C．復(fù)制過(guò)程中，共消耗胞嘧啶脫氧核苷酸1 500個(gè) D．含有放射性的DNA分子的兩條鏈都有放射性 解析：選C　復(fù)制2次后具有放射性的腺嘌呤仍是700個(gè)；復(fù)制完成后，不含15N的DNA分子總數(shù)2個(gè)，含15N的DNA分子總數(shù)也是2個(gè)，兩者之比為1∶1；復(fù)制過(guò)程中，共消耗胞嘧啶脫氧核苷酸＝500(22－1)＝1 500個(gè)；由于DNA分子是半保留復(fù)制，所以含有放射性的DNA分子的一條鏈含有放射性，另一條鏈不含放射性。 二、非選擇題 10．下圖1為真核生物染色體上部分DNA分子復(fù)制過(guò)程示意圖，圖2為擬核或質(zhì)粒復(fù)制過(guò)程示意圖，據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)從圖1可以看出，DNA的分子復(fù)制是_____________________________。 (2)真核生物DNA分子復(fù)制過(guò)程需要的條件是________________________等，DNA解旋酶的作用是________________________________。 (3)圖1生物的DNA復(fù)制方式的意義是__________________________。 (4)將不含放射性的擬核放在含有3H－胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，如果第一次復(fù)制時(shí)，圖2中1、2處的放射性強(qiáng)度相同，證明DNA復(fù)制方式很可能是________________________________________________________________________。 (5)若圖2中DNA在復(fù)制開(kāi)始前的堿基總數(shù)是100個(gè)，其中T為20個(gè)，則復(fù)制一次需要游離的C為_(kāi)_______個(gè)。 解析：圖1中的復(fù)制起點(diǎn)有3個(gè)，每個(gè)起點(diǎn)處復(fù)制都是雙向進(jìn)行的，且邊解旋邊復(fù)制，這種復(fù)制方式有利于提高復(fù)制速率。DNA復(fù)制需要模板、原料、酶、ATP等條件。如果第一次復(fù)制時(shí)圖2中1、2處的放射性的鏈都是一條，也說(shuō)明了DNA復(fù)制屬于半保留復(fù)制。 答案：(1)多起點(diǎn)、雙向復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制　(2)模板、能量、脫氧核苷酸、酶　打開(kāi)DNA分子堿基對(duì)之間的氫鍵，形成兩條單鏈　(3)提高了復(fù)制速率　(4)半保留復(fù)制　(5)30