DNA分子结构与复制

1、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 ON、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。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，即: 脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧，构成基本骨 架；碱基排列在侧。A= T 或 T = AGC 或 G遵循碱基互补配对原则 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1 ： 1 ： 1。 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个磷酸。每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个。

2、 在DNA分子的一条单链中相邻的碱基 A与T通过“一脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖一”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3n m 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。3. DNA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 种。(3) 特异性：每种 DNA分子都有区别于其他 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

3、原则的有关计算规律1:互补的两个碱基数量相等，即A= T, C= G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,=n,则另条链中A2+ T2A2+ T2+ C2+ G2A+ T 1 +2A+ T + C+ G 1+ 2规律5:若条链中A1 + GiT1 + G=K,则另条链中A + GT2 + C2A+ GC+1+2=1。(V )(X )(X )(V )(V )提升训练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、4) 磷酸与脱氧核糖交替连接构成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双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数（V ） 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（X ）（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（V ）（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（X ）（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（ V ）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C. DNA

5、聚合酶用于的形成D. DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息答案 AD（A + T）/（C + G）的比值如下表。结合所3. 20世纪50年代初，有人对多种生物DNA故了碱基定量分析，发现学知识，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(A + T)/ (C +G)1.011.211.211.431.431.43( )A.猪的DNA吉构比大肠杆菌的 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 （A + T）的数量是鼠 DNA中 （C + G）数量的1.21倍D. 同一生物不同组织的 DNA减基组成相同答案 D4.在一个DNA分子

6、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 A= T= b G= C= (a 2b)/2 A+ G= C+ TA.仅正确B.仅正确C.仅正确答案 DD.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。2 .时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。模板：解旋后两条母链原料：细胞中游离的 4种脱氧核苷酸能量：ATP酶：解旋酶、DN骤合酶等3.条件亲代1 I/、I 代| |H Illi li 叫IIII IIJA. 34%和 16%B. 34呀口 18%答案 A3.某DNA分子含m对碱基，其中

7、腺嘌呤有 目的叙述中，错误的是A.在第一次复制时，需要 （m A）个4 过程：DN/邑两条母链D聚合？形成子链t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。（

8、三）DNAM制的有关计算DNA分子复制n代，其结果分析如下:1. DNA复制为半保留复制，若将亲代子代DNA分子数为个。 含有亲代链的 DNA分子数为2个。 不含亲代链的 DNA分子数为2n 2个。 含子代链的DNA有生个。（2）子代脱氧核苷酸链数为 22二条。 亲代脱氧核苷酸链数为 2条。 新合成的脱氧核苷酸链数为2n+1-2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（2 n 1）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

9、该链碱基总数的32唏口 18%则在它的互补链中， T和C分别占该链碱基总数的（）C . 16%和 34%D. 32卿 18%A个。下列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数（ ）B.在第二次复制时，需要2（m A）个C.在第n次复制时，需要 2n1（m A）个 D.在n次复制过程中，总共需要2n（m A）个答案 D4 .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 3X 105个鸟嘌呤脱氧核苷酸B 噬菌体增殖需要细菌提供模板、

10、原料和酶等C.含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1 : 49 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：染色体DNA毎条朋色休上含冇一个戒两 一一- DN冉分子 匸是主耍的遗慢物质基閑品有遗传数毎个de閱井子含有许參个畢内是遗怜物质的结构和功能单位应的DMA片段圧因在塢色痒上呈线性排列基因的脱氧檢,每个荃因中含冇醛脱包核1T酸酋艘排列顺序匚脱氧孩苗板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，回答相关容：(1) 据图一分析得出 基因与染色体的关系是：基因在染色

11、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 _(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a.染色体 b. DNA c.基因 d.脱氧核苷酸2. 科学研究发现，小鼠体 HMIGIC基因与肥胖直接相关。具有身嚴舉削K 黄时石tt灯 宝 来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，而具有鼠体重仍然保持正常，说明()A. 基因在DNA上B.基因

12、在染色体上C .基因具有遗传效应HMIGIC基因缺陷的实验小D . DNA具有遗传效应答案 C3. 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A. R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B. R、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. 条染色

13、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A. DNAM制时，严格遵循 A U、C G的碱基互补配对原则B. DNA复制时，两条脱氧核苷酸链均可作为模板C. DNA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酶的作用下才能连接形成子链 答案 B3. 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 B4. 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 ATPC. DNA聚

14、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 DDNA的 Tm值不同。如图表示5 . DNA熔解温度（Tn）是使DNA双螺旋结构解开一半时所需要的温度，不同种类DNA分子中G+ C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G+ C含量呈正相关B. Tm值相同的DNA分子中G+ C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D. DNA分子中G与C之间的氢键总数比 A与T之间多 答案 D6. 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

15、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C.子三代DNA应为B. 子二代DNA应为D. 亲代的DNA应为答案 C7. 科学家用15N标记的NHCI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. 半居中，一半位于上层C. 全部居中D. 半居中，一半位于下层答案 D8 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

16、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 B9.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贝农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()A. 2种B. 3种C. 4种D. 5种答案 D解析 根据题意，在合成子链时，胸

17、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。(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

18、养在15N标记的脱氧核苷酸的培养液中，此图所示的 (填图中序号)中可测到15No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)42(3)反向平行 互补配对(4)1 ：8(5)15(a/2 m)DNA复制方式的探索实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验，实验容及结果见下表。组别1组2组3组4组培

19、养液中唯一氮源14nhci15NHCI14nhci14nhci繁殖代数多代多代一代两代培养产物ABB的子I代B的子n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(N/ N)1/2 轻带(14N/14N)1/2 中带(15N/14N)请分析并回答:.代培养，且培养液中的(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，才能说明DNA分子的复制方式是。(3)分析讨论： 若子I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I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H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I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 多15NHCI (2)312半保留复制 (3)B 半保留 不能 没有变化 轻 15Ncttgtca- arGAACAGT15.如图为DNA复制的图解，请据图回答下列