DNA分子结构与复制.pdf

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1、第 1 页 共 8 页 DNA 分子的结构、复制及基因是有遗传效应的 DNA 片段 一、DNA 分子的结构 1 DNA 分子的化学组成(1)基本组成元素：C、H、O、N、P。(2)基本单位 2 DNA 分子的结构（1)主要特点 两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋而成。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。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，即：错误!遵循碱基互补配对原则（2)空间结构：规则的双螺旋结构。（3）要点分析 DNA 分子中之间的数量比为 111。使碱基对中氢键打开的方法有：用解旋酶断裂，加热断裂。除 DNA 末端的两个脱氧核糖外，其余每个脱氧核糖连接着 2 个

2、磷酸.每个 DNA 片段中，游离的磷酸基团有 2 个。在 DNA 分子的一条单链中相邻的碱基 A 与 T 通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连接。若碱基对为 n，则氢键数为 2n3n；若已知 A 有 m 个，则氢键数为 3nm。DNA 初步水解产物是脱氧核苷酸,彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。3DNA 分子的特性(1)相对稳定性:DNA 分子中磷酸和脱氧核糖交替连接的方式不变;两条链间碱基互补配对的方式不变。(2)多样性：不同的 DNA 分子中脱氧核苷酸的数目不同，排列顺序多种多样。若某 DNA 分子中有 n 个碱基对，则排列顺序有 4n种。（3)特异性:每种 DNA 分子都有区别于其他

3、DNA 的特定的碱基对排列顺序,代表了特定的遗传信息。4.DNA 碱基互补配对原则的有关计算 规律 1：互补的两个碱基数量相等，即 AT，CG.规律 2:任意两个不互补的碱基和占总碱基的 50%.规律 3：一条链中互补碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和。规律 4：若一条链中，错误!n，则另一条链中错误!n,错误!n.规律 5：若一条链中错误!K，则另一条链中错误!错误!,错误!1.提升训练 第 2 页 共 8 页 1 判断下列有关 DNA 分子结构的叙述:（1)DNA 分子由 4 种脱氧核苷酸组成 （)（2)DNA 单链上相邻碱基以氢键连接 ()(3)碱基与磷酸基相连接 （）(4)磷酸与脱氧

4、核糖交替连接构成 DNA 链基本骨架 (）（5）DNA 分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的 （)(6）双链 DNA 分子中嘌呤数等于嘧啶数 （）（7)分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同（）（8)沃森和克里克研究 DNA 分子的结构时，运用了构建物理模型的方法（)（9)DNA 分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸基和一个含氮碱基 (）（10）嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了 DNA 分子空间结构的相对稳定()2 如图为 DNA 分子结构示意图，对该图的正确的描述是（双选)（）A和相间排列，构成了 DNA 分子的基本骨架 B的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸 CDN

5、A 聚合酶用于的形成 DDNA 分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息 答案 AD 3 20 世纪 50 年代初，有人对多种生物 DNA 做了碱基定量分析，发现(AT)/（CG)的比值如下表。结合所学知识,你认为能得出的结论是 (）DNA 来源 大肠杆菌 小麦 鼠 猪肝 猪胸腺 猪脾（AT）/（CG）1。01 1.21 1。21 1.43 1.43 1.43 A猪的 DNA 结构比大肠杆菌的 DNA 结构更稳定一些 B小麦和鼠的 DNA 所携带的遗传信息相同 C小麦 DNA 中(AT)的数量是鼠 DNA 中(CG)数量的 1。21 倍 D同一生物不同组织的 DNA 碱基组成相同 答案 D 4

6、 在一个 DNA 分子中，碱基总数为 a，A 碱基数为 b，则下列有关数目正确的是（）脱氧核苷酸数脱氧核糖数磷酸数碱基数a ATb GC(a2b)/2 AGCT A仅正确 B仅正确 C仅正确 D 答案 D 二、DNA 分子的复制(一)基本知识 1概念：以亲代 DNA 为模板合成子代 DNA 的过程。第 3 页 共 8 页 2时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期.3条件错误!4过程：DNA错误!两条母链错误!形成子链新 DNA 分子。5方式:半保留复制。6特点：边解旋边复制.7意义:将遗传信息从亲代传给了子代,从而保持了遗传信息的连续性。(二）真核生物染色体上 DNA 分子复制过程：1。图

7、中 DNA 复制的场所是细胞核。2.图中 DNA 分子复制是从多个起点开始的，但不同时开始，复制开始时间右边最早.3.图中 DNA 分子复制的特点有：边解旋边复制、多起点复制、双向复制、半保留复制。4.图中 DNA 复制需要的酶有解旋酶和 DNA 聚合酶。5。真核生物的这种复制方式的意义是：提高了复制速率。（三)DNA 复制的有关计算 1。DNA 复制为半保留复制，若将亲代 DNA 分子复制 n 代，其结果分析如下：(1)子代 DNA 分子数为 2n个。含有亲代链的 DNA 分子数为 2 个.不含亲代链的 DNA 分子数为 2n2 个。含子代链的 DNA 有 2n个。（2）子代脱氧核苷酸链数为

8、 2n1条。亲代脱氧核苷酸链数为 2 条。新合成的脱氧核苷酸链数为 2n12 条。2。消耗的脱氧核苷酸数 若一亲代 DNA 分子含有某种脱氧核苷酸 m 个，经过 n 次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为 m(2n1）个。第 n 次复制所需该脱氧核苷酸数为 m2n1个。提升训练 2 已知某双链 DNA 分子中，G 与 C 之和占全部碱基总数的 34,其一条链中的 T 与 C 分别占该链碱基总数的 32和 18%，则在它的互补链中,T 和 C 分别占该链碱基总数的(）A34%和 16%B34和 18 C16%和 34 D32和 18%答案 A 3 某 DNA 分子含 m 对碱基，其中腺嘌呤有 A 个。下

9、列有关此 DNA 在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述中，错误的是 （）A在第一次复制时，需要(mA)个 B在第二次复制时，需要 2（mA）个 C在第 n 次复制时，需要 2n1（mA)个 D在 n 次复制过程中,总共需要 2n(mA）个 答案 D 第 4 页 共 8 页 4假设一个双链均被32P 标记的噬菌体 DNA 由 5 000 个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的 20。用这个噬菌体侵染只含31P 的大肠杆菌，共释放出 100 个子代噬菌体.下列叙述正确的是(）A该过程至少需要 3105个鸟嘌呤脱氧核苷酸 B噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等 C含32P 与只含31P 的子

10、代噬菌体的比例为 149 D该 DNA 发生突变，其控制的性状即发生改变 答案 C 三、基因是有遗传效应的 DNA 片段 1 基因、DNA 和染色体的关系:2 基因的基本功能包括：遗传信息的传递;遗传信息的表达。提升训练：1 观察下面图一、图二，回答相关内容：（1）据图一分析得出 基因与染色体的关系是：基因在染色体上呈线性排列。染色体由 DNA 和蛋白质构成，一个 DNA 上有许多个基因，构成基因的碱基数小于（填“大于”或“小于”或“等于”）DNA 分子的碱基总数。基因的本质是有遗传效应的 DNA 片段.遗传信息蕴藏在4 种碱基的排列顺序之中。（2）将代表下列结构的字母填入图二中的相应横线上

11、a染色体 bDNA c基因 d脱氧核苷酸 2。科学研究发现，小鼠体内 HMIGIC 基因与肥胖直接相关.具有 HMIGIC 基因缺陷的实验小鼠与作为对照的正常小鼠,吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组小鼠变得十分肥胖，而具有 HMIGIC 基因缺陷的实验小鼠体重仍然保持正常，说明()A基因在 DNA 上 B基因在染色体上 C基因具有遗传效应 DDNA 具有遗传效应 答案 C 3 如图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，从中得到的正确结论是 ()AR 基因中与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸基和一个碱基 BR、S、N、O 互为非等位基因 C果蝇的每个基因是由成百上千个核糖核苷酸组成的 D每

12、个基因中有一个碱基对的替换，都会引起生物性状的改变 答案 B 第 5 页 共 8 页 四、知识回顾总结总结：提能训练 1 下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法,不正确的是 (）A基因一定位于染色体上 B基因在染色体上呈线性排列 C四种脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了基因的多样性和特异性 D一条染色体上含有 1 个或 2 个 DNA 分子 答案 A 2 下列关于 DNA 复制的叙述，正确的是 （)ADNA 复制时，严格遵循 A-U、CG 的碱基互补配对原则 BDNA 复制时，两条脱氧核苷酸链均可作为模板 CDNA 分子全部解旋后才开始进行 DNA 复制 D脱氧核苷酸必须在 DNA 酶的

13、作用下才能连接形成子链 答案 B 3 某 DNA 分子中含腺嘌呤 200 个,复制数次后，消耗了周围环境中的腺嘌呤脱氧核苷酸 3 000 个，该 DNA 复制了 (）A三次 B四次 C五次 D六次 答案 B 4 有关真核细胞 DNA 分子的复制，下列叙述正确的是 ()A复制过程中先是全部解旋,再半保留复制 B复制过程中不需要消耗 ATP CDNA 聚合酶催化两个游离的脱氧核苷酸之间的连接 D复制后产生的两个子代 DNA 分子共含有 4 个游离的磷酸基团 答案 D 5 DNA 熔解温度（Tm)是使 DNA 双螺旋结构解开一半时所需要的温度,不同种类 DNA 的 Tm值不同。如图表示DNA 分子中

14、 GC 含量（占全部碱基的比例)与 Tm的关系.下列有关叙述，不正确的是 (）A一般地说,DNA 分子的 Tm值与 GC 含量呈正相关 BTm值相同的 DNA 分子中 GC 的数量有可能不同 C维持 DNA 双螺旋结构的主要化学键有磷酸二酯键和氢键 第 6 页 共 8 页 DDNA 分子中 G 与 C 之间的氢键总数比 A 与 T 之间多 答案 D 6 细菌在含15N 的培养基中繁殖数代后,细菌 DNA 的含氮碱基皆含有15N，然后再将其移入含14N 的培养基中培养，抽取亲代及子代的 DNA,离心分离,如图为可能的结果，下列叙述错误的是（)A子一代 DNA 应为 B子二代 DNA 应为 C子三

15、代 DNA 应为 D亲代的 DNA 应为 答案 C 7 科学家用15N 标记的 NH4Cl 培养液来培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖两代，然后收集并提取 DNA，再将提取的 DNA 进行密度梯度离心。离心后试管中 DNA 的位置是（)A全部位于下层 B一半居中，一半位于上层 C全部居中 D一半居中，一半位于下层 答案 D 8 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

16、体都不被标记 答案 B 9 双脱氧核苷酸常用于 DNA 测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与 DNA 的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA 合成时，在 DNA 聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的序列为 GTACATACATG 的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和 4 种脱氧核苷酸。则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有()A2 种 B3 种 C4 种 D5 种 答案 D 解析 根据题意,在合成子链时，胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸在与腺嘌呤脱氧核苷酸配对时存在竞争关系，当胸腺嘧啶双脱氧核苷酸与腺

17、嘌呤脱氧核苷酸配对时，子链延伸终止，不再继续合成子链。因此，子链的合成可能会在碱基 A 的位点终止，所以会形成含有 3 个、5 个、7 个、9 个和11 个(只有胸腺嘧啶脱氧核苷酸与腺嘌呤脱氧核苷酸配对)共 5 种不同长度的子链.三、非选择题 10下图是某 DNA 分子的局部结构示意图,请据图回答下列问题。（1）写出图中序号代表的结构的中文名称:_,_,_，_。（2)图中 DNA 片段中碱基对有_对,该 DNA 分子应有_个游离的磷酸基团。第 7 页 共 8 页(3）从主链上看，两条单链方向_,从碱基关系看，两条单链_。(4）如果将14N 标记的细胞培养在15N 标记的脱氧核苷酸的培养液中，此

18、图所示的_（填图中序号）中可测到15N。若细胞在该培养液中分裂四次,该 DNA 分子也复制四次,则得到的子代 DNA分子中含14N 的 DNA 分子和含15N 的 DNA 分子的比例为_。(5）若该 DNA 分子共有 a 个碱基，其中腺嘌呤有 m 个，则该 DNA 分子复制 4 次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为_个。答案（1）胞嘧啶 脱氧核糖 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 一条脱氧核苷酸链的片段（2）4 2（3)反向平行 互补配对（4)18(5）15（a/2m）11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

19、 组 3 组 4 组 培养液中唯一氮源 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl 繁殖代数 多代 多代 一代 两代 培养产物 A B B 的子代 B 的子代 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

20、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，可能的原因是新合成 DNA 单链中的 N 尚有少部分为_。答案(1）多 15NH4Cl（2）3 1 2 半保留复制(3）B 半保留 不能 没有变化 轻

21、 15N 15如图为 DNA 复制的图解，请据图回答下列问题：(1)DNA 复制发生在_。（2）过程称为_。(3)中的子链是_。（4）过程必须遵循_原则。（5)子代 DNA 分子中只有一条链来自亲代 DNA 分子,由此说明 DNA 复制具第 8 页 共 8 页 有_的特点。（6)用15N 标记含有 100 个碱基对的 DNA 分子，其中有胞嘧啶 60 个，若该 DNA 分子在14N 的培养基中连续复制四次，则结果不可能是 (）A含有15N 的 DNA 分子占 1/8 B含有14N 的 DNA 分子占 7/8 C复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸 600 个 D共产生 16 个 DNA 分子（7

22、)具有 N 个碱基对的一个 DNA 分子片段中，含有 m 个腺嘌呤脱氧核苷酸。该片段完成 n 次复制需要_个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。该片段完成第 n 次复制需要_个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。A(2n1)（Nm）B2n1(Nm）C2n1（N/2m)D2n（N/2m)(8）若用32P 标记了玉米体细胞（含 20 条染色体)的 DNA 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总条数和被32P 标记的染色体条数分别是（)A中期 20 和 20、后期 40 和 20 B中期 20 和 10、后期 40 和 20 C中期 20 和 20、后期 40 和 10 D中期 20 和 10、后期 40 和 10 答案（1）有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期（2)解旋（3)、（4）碱基互补配对(5）半保留复制（6）B(7）A B（8)A