分子的结构分子的复制

分子的结构分子的复制第一页，共四十二页，编辑于2023年，星期五第二页，共四十二页，编辑于2023年，星期五二、DNA分子的复制第三页，共四十二页，编辑于2023年，星期五第四页，共四十二页，编辑于2023年，星期五三、基因是有遗传效应的DNA片段第五页，共四十二页，编辑于2023年，星期五（教师资源·备选题库）1.下列叙述中不正确的是（）A.DNA分子结构的多样性取决于4种碱基配对方式的多样性B.生物界的丰富多彩，起决定作用的是DNA的多样性C.体现生物界多样性的是蛋白质的多样性D.没有RNA的多样性，就没有蛋白质的多样性解析：生物界多样性的直接原因是蛋白质多样性，是由DNA的多样性决定RNA的多样性，然后再决定蛋白质的多样性。但DNA结构的多样性取决于4种碱基对的排列顺序，而不是碱基配对方式。答案：A第六页，共四十二页，编辑于2023年，星期五2.（2013年济宁模拟）对于下列图解，说法不正确的是（）A.在DNA分子的一条单链中相邻的碱基A与T的连接是通过“脱氧核糖－磷酸－脱氧核糖”B.一个DNA分子可以转录成多种、多个信使RNAC.该图中的产物须穿过0层生物膜与细胞质中的核糖体结合，完成遗传信息的表达D.H5N1禽流感病毒在培养基上也可以完成该过程解析：禽流感病毒没有独立代谢的能力，必须用活的宿主细胞培养。答案：D第七页，共四十二页，编辑于2023年，星期五3.（2013年南昌模拟）下图表示一个DNA分子的片段，有关叙述正确的是（）A.若b2为合成信使RNA的模板链，则信使RNA的碱基序列与b1完全相同B.若b2为合成信使RNA的模板链，则转运RNA的碱基序列与b1完全相同C.b1、b2链中均有ATGC四种碱基，且b1中的A碱基量与b2中A碱基量相同D.若以b2为DNA复制时的模板链，则新形成的子DNA链碱基序列与b1完全相同第八页，共四十二页，编辑于2023年，星期五解析：信使RNA中含碱基U不含T，DNA中含碱基T不含U，所以以b2为模板链合成的RNA的碱基序列与b1不完全相同。由于A＝T，所以b1中的A碱基量与b2中的T碱基量相同。因此A、B、C选项均错。答案：D第九页，共四十二页，编辑于2023年，星期五4.下列关于DNA复制的叙述，正确的是（）A.在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制B.DNA通过一次复制后产生四个DNA分子C.DNA双螺旋结构全部解链后，开始DNA的复制D.单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链解析：DNA通过一次复制后产生两个DNA分子；DNA的复制是边解旋边复制；单个脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接合成新的子链。答案：A第十页，共四十二页，编辑于2023年，星期五5.如图为大肠杆菌的DNA分子结构示意图（片段）。请据图回答问题：（1）图中1表示

，2表示

，1、2、3结合在一起的结构叫__________________________________________________。其排列顺序中蕴藏着___________________________________________

_____________________________。（2）图中3有

种，中文名字分别是

。第十一页，共四十二页，编辑于2023年，星期五（3）含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个。请回答：①该DNA片段中共有腺嘌呤

个，C和G共

对。②该片段复制4次，共需原料胞嘧啶脱氧核苷酸_______________

_____________________________________________________个。③在DNA分子稳定性的比较中，

碱基对的比例越高，DNA分子稳定性越高。（4）假定大肠杆菌只含14N的DNA的相对分子质量为a；只含15N的DNA的相对分子质量为b。现将只含15N的DNA培养到含14N的培养基中，子一代DNA的平均相对分子质量为

，子二代DNA的平均相对分子质量为___________________________________________

_____________________________。第十二页，共四十二页，编辑于2023年，星期五解析：（1）DNA、基因、脱氧核苷酸、碱基之间的关系可表示为（2）图中3应为碱基，由于有3个氢键存在，因此应为C（胞嘧啶）或G（鸟嘌呤）。（3）①A、T碱基对间的氢键个数为2个，G、C碱基对间的氢键数为3个，若200个碱基均由A、T构成应有200个氢键，多出来的60个氢键应是G、C碱基对的，因此共有腺嘌呤40个，C与G共60对。②DNA分子的复制方式为半保留复制，即任一DNA分子都由一条母链和一条子链组成。含60个胞嘧啶的DNA复制4次，形成16个DNA分子，新增DNA分子15个，需胞嘧啶为60×15＝900。第十三页，共四十二页，编辑于2023年，星期五答案：（1）磷酸脱氧核糖脱氧核苷酸遗传信息（2）2鸟嘌呤、胞嘧啶（3）①40

60

②900

③C和G（4）（a＋b）/2（3a＋b）/4第十四页，共四十二页，编辑于2023年，星期五考点一DNA分子的结构分析1.DNA的分子组成第十五页，共四十二页，编辑于2023年，星期五2.结构形成第十六页，共四十二页，编辑于2023年，星期五①为组成单位；②为脱氧核苷酸单链；③④为脱氧核苷酸双链；⑤为双螺旋结构。由图分析，可以看出：（1）每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个。（2）○之间的数量关系为1∶1∶1。（3）○和之间的化学键为磷酸二酯键，用限制酶处理可切断，用DNA连接酶处理可连接，还可用DNA聚合酶连接。（4）和之间的化学键为氢键，可用解旋酶使之断裂，也可加热使之断裂，A与T之间有两个氢键，G与C之间有3个氢键。（5）每个脱氧核糖连接着2个磷酸，每条单链上相邻碱基不直接相连。（6）若碱基对为n，则氢键数为2n～3n，若已知A有m个，则氢键数为3n－m。第十七页，共四十二页，编辑于2023年，星期五［特别提醒］沃森和克里克发现的DNA双螺旋结构，可概括为“五种元素、四种碱基、三种物质、两条单链、一种结构”。即：五种元素：C、H、O、N、P四种碱基：A、T、G、C，相对应四种脱氧核苷酸三种物质：磷酸、脱氧核糖、碱基两条单链：两条反向平行的脱氧核苷酸链一种结构：规则的双螺旋结构第十八页，共四十二页，编辑于2023年，星期五3.DNA分子的结构特性（1）稳定性：DNA中脱氧核糖和磷酸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：DNA分子中碱基对排列顺序多种多样。（3）特异性：每种DNA有别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。4.由碱基种类及比例可分析判断核酸的种类（1）若有U无T，则该核酸为RNA。（2）若有T无U，且A＝T，G＝C，则该核酸一般为双链DNA。（3）若有T无U，且A≠T，G≠C，则该核酸为单链DNA。5.有关DNA碱基的计算根据A＝T，G＝C，图示如下：第十九页，共四十二页，编辑于2023年，星期五α链—A—G—C—T—T—C—C—…mβ链—T—C—G—A—A—G—G—…m第二十页，共四十二页，编辑于2023年，星期五第二十一页，共四十二页，编辑于2023年，星期五1.（2013年黄冈模拟）在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤占碱基总数的（）A.24%

B.22%C.26% D.23%答案：A

第二十二页，共四十二页，编辑于2023年，星期五考点二DNA的复制1.有关DNA复制的几个问题（1）复制的场所：主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、叶绿体、细胞质基质（如质粒）中也可进行DNA复制。（2）外界条件对DNA复制的影响：在DNA复制的过程中，需要酶的催化和ATP供能，凡是影响酶活性的因素和影响细胞呼吸的因素，都会影响DNA的复制。（3）DNA复制的准确性①一般情况下，DNA能准确地进行复制。②特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可能造成碱基配对发生差错，引起基因突变。（4）DNA的半保留复制特点：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链（模板链）。第二十三页，共四十二页，编辑于2023年，星期五第二十四页，共四十二页，编辑于2023年，星期五（3）消耗的脱氧核苷酸数设亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个，则：①经过n次复制，共需消耗游离的该种脱氧核苷酸m·（2n－1）个。②在第n次复制时，共需消耗游离的该脱氧核苷酸m·2n－1个。第二十五页，共四十二页，编辑于2023年，星期五2.（2013年江苏淮安调研）如图为细胞内某基因（15N标记）结构示意图，A占全部碱基的20%。下列说法错误的是（）A.该基因中不可能含有S元素B.该基因的碱基（C＋G）/（A＋T）为3∶2C.限制性核酸内切酶作用于①部位，DNA解旋酶作用于②部位D.将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的脱氧核苷酸链占1/4第二十六页，共四十二页，编辑于2023年，星期五解析：基因是有遗传效应的DNA片段，其组成元素有C、H、O、N、P，A正确；在双链DNA分子中，A＝T，T也占全部碱基的20%，由于A＋T＋G＋C＝100%、C＝G，得出C和G各占全部碱基的30%，所以该基因的碱基（C＋G）/（A＋T）为3∶2，B正确；限制性核酸内切酶作用于①部位的磷酸二酯键，DNA解旋酶作用于②部位的氢键，C正确；复制3次共产生8个DNA分子，16条脱氧核苷酸链，有两条母链含15N，所以含15N的脱氧核苷酸链占子代总脱氧核苷酸链的1/8，D错误。答案：D第二十七页，共四十二页，编辑于2023年，星期五探究DNA的复制方式理论归纳：关于DNA复制方式的探究，充分体现了假说—演绎法，即在克里克假说的基础上，通过演绎推理，最终通过实验得以验证。1.实验材料：大肠杆菌。2.实验方法：放射性同位素标记技术和离心技术。3.实验假设：DNA以半保留的方式复制。4.实验过程：（见下图）（1）大肠杆菌在含15N标记的NH4Cl培养基中繁殖几代，使DNA双链充分标记15N。（2）将含15N的大肠杆菌转移到14N标记的普通培养基中培养。第二十八页，共四十二页，编辑于2023年，星期五（3）在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA（间隔的时间为大肠杆菌繁殖一代所需时间）。（4）将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA位置。第二十九页，共四十二页，编辑于2023年，星期五5.实验预期：离心后应出现3条DNA带。（见上图）（1）重带（密度最大）：15N标记的亲代双链DNA（15N/15N）。（2）中带（密度居中）：一条链为15N，另一条链为14N标记的子代双链DNA（15N/14N）。（3）轻带（密度最小）：两条链都为14N标记的子代双链DNA（14N/14N）。6.实验结果：与预期的相符。（见上图）（1）立即取出提取DNA→离心→全部重带（15N/15N）。（2）繁殖一代后取出提取DNA→离心→全部中带（14N/15N）。（3）繁殖两代后取出提取DNA→离心→1/2轻带、1/2中带。7.实验结论：DNA的复制是以半保留方式进行的。第三十页，共四十二页，编辑于2023年，星期五3.（2013年武汉模拟）科学家在研究DNA分子复制方式时进行了如下的实验研究（已知培养用的细菌大约每20min分裂一次，实验结果见相关图示）：第三十一页，共四十二页，编辑于2023年，星期五（1）复制过程除需要模板DNA、脱氧核苷酸外，还需要

等（至少答两点）。（2）为了证明DNA复制的方式为半保留复制，请设计实验三（用图示和相关文字补充在上图中），并画出结果C（同时含有14N和15N的DNA分子称为中链DNA）。（3）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60分钟过程中，15N标记DNA分子含量变化的曲线图。第三十二页，共四十二页，编辑于2023年，星期五解析：（1）DNA分子复制除了需要模板、原料外，还需要能量、酶和适宜的环境条件，如温度、pH等。（2）实验一、二不能证明半保留复制的特点，用15N标记DNA的细菌在14N培养基中培养或用14N标记DNA的细菌在15N培养基中培养，然后提取细菌DNA离心，观察结果，如果复制1次结果只有中链DNA，则可以证明DNA复制方式为半保留复制。（3）细菌大约每20分钟分裂1次，连续培养细菌60分钟过程中，可认为细菌连续分裂3次，DNA复制3次，不管复制几次产生多少个DNA分子，含最初两条母链的DNA只有两个，且含两条母链的DNA所占比例为2/2n。第三十三页，共四十二页，编辑于2023年，星期五答案：（1）能量、酶、适宜的温度和pH（2）（3）对照第三十四页，共四十二页，编辑于2023年，星期五类型一DNA的结构［例1］（2013年长春统考）图为DNA分子结构示意图，对该图的描述正确的是（）第三十五页，共四十二页，编辑于2023年，星期五A.②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架B.④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸C.当DNA复制时，⑨的形成需要连接酶D.DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息［听课记录］

①和②相间排列，构成了DNA分子的基本骨架，A错误；④的结构并不是胞嘧啶脱氧核苷酸，①是属于上一个脱氧核苷酸的磷酸，由②和③及下面的磷酸才可以构成胞嘧啶脱氧核苷酸，B错误；DNA复制时，氢键的形成不需要连接酶，DNA片段的连接才需要DNA连接酶，C错误。［答案］

D第三十六页，共四十二页，编辑于2023年，星期五第三十七页，共四十二页，编辑于2023年，星期五类型二DNA复制的特点分析［例2］（2010年高考山东卷）蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸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［听课记录］

蚕豆的根尖细胞完成一个细胞周期后，根据DNA半保留复制的特点，形成的子细胞中染色体上的DNA都只有一条链具有放射性，另一条链不具有放射性，即每条染色体都具有放射性。

第三十八页，共四十二页，编辑于2023年，星期五当在不具有放射性标记的培养基中接着进行下一个细胞周期时，完成DNA复制后，有丝分裂前期以及中期每条染色体都含有两条染色单体，每条染色单体含有一个DNA分子，这两个DNA分子一个具有放射性，