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第2讲DNA分子结构和特点遗传信息传递1/78DNA分子结构和特点(Ⅱ)。遗传信息传递(Ⅱ)。试验：制作DNA双螺旋结构模型。2/78知识点一DNA分子结构和特点1．DNA分子结构 (1)DNA分子双螺旋结构模型提出者：

。沃森和克里克3/78基本单位(4种)

C、H、O、N、P

脱氧核苷酸

脱氧核糖

A、T、G、C

双螺旋结构

4/782．DNA分子结构特点 (1)DNA分子由两条长链按

方式盘旋成双螺旋结构 外侧(基本骨架)：一个核苷酸

与另一个核苷酸

结合。 内侧：碱基。 (2)碱基互补配对标准：两条链上碱基经过

形成碱基对，且腺嘌呤与

经过两个氢键相连，鸟嘌呤

与

经过3个氢键相连。反向平行脱氧核糖磷酸基因胸腺嘧啶胞嘧啶氢键5/78(3)卡伽夫法则：在DNA分子中，A与T分子数相等，G与C分子数相等，但A＋T量不一定等于G＋C量。思索1：在①T＝32%，②A＝17%，③A＝30%，④C＝15%四个DNA分子中，最稳定(最有可能来自高温环境嗜热菌)是哪一个？为何？提醒：因为A、T间含两个氢键，G、C间含三个氢键，故含G—C对百分比越大DNA分子，其稳定性越高，即①～④中②最稳定。

6/78知识点二遗传信息传递——DNA复制1．概念：新DNA合成就是产生两个跟亲代DNA

新DNA分子过程。2．证据：DNA复制过程

技术和

离心法。完全相同同位素示踪密度梯度超速7/78母链

脱氧核苷酸DNA聚合酶磷酸二酯键(3)合成子代DNA：一条母链与碱基互补配正确子链，螺旋成DNA分子8/784．结果：产生两个彼此相同DNA分子，且与亲代DNA分子相同。5．特点：

，边解旋边复制。6．意义：DNA复制是遗传信息从亲代向子代传递基础，从而保持了前后代遗传信息

。半保留复制连续性9/7810/78DNA分子组成及结构图(注A、T间含两个氢键，G、C间含三个氢键)11/7812/78判断正误(1)DNA初步水解产物是4种脱氧核苷酸，彻底水解产物有磷酸、脱氧核糖和碱基(A、T、G、C4种) (√)(2)单个脱氧核苷酸借助DNA聚合酶经过氢键彼此连接成DNA链 (×)(3)DNA双螺旋全部解链后，开始DNA复制 (×)(4)单个脱氧核苷酸在DNA酶作用下连接成子链，而且2条子链形成子代DNA分子 (×)(5)DNA复制只发生在有丝分裂间期，且只在细胞核内进行

(×)

13/78DNA分子结构和特点

(·江苏单科、上海单科……)

高考地位：5年6考14/78【典例1】 (·湖北八校联考)下列图是某DNA

分子局部结构示意图，请据图回答。15/78(1)写出以下图中序号代表结构汉字名称：①_______，⑦_______，⑧__________，⑨__________。(2)图中DNA片段中碱基对有________对，该DNA分子应有________个游离磷酸基。(3)从主链上看，两条单链__________；从碱基关系看，两条单链____________。(4)假如将14N标识细胞培养在含15N标识脱氧核苷酸培养液中，此图所表示________________(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，则得到子代DNA分子中含14NDNA分子和含15NDNA分子百分比为________。16/78(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，需要游离胞嘧啶脱氧核苷酸为_________个。17/7818/78本考点高考命题多以选择题形式出现，考查概念、特点等基础知识较常见，试题难度小，命题频率低。提醒考生要关注碱基互补配对时相关计算，高考未必不考。19/781．DNA结构分类主链侧链组成方式磷酸和脱氧核糖交替连接，两条主链呈反向平行，有规则盘旋成双螺旋主链上对应碱基以氢键连接成对，对应碱基之间互补(A—T，G—C)配对，碱基平面之间平行排列位置双螺旋结构外侧双螺旋结构内侧20/78动态改变相对稳定碱基比率和碱基序列可变模型图解21/782.DNA分子特征

(1)稳定性：磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧组成基本骨架。

(2)多样性：碱基对各种多样排列次序。 提醒

若某DNA分子中有n个碱基对，则排列次序有4n种，其中n代表碱基对数。

(3)特异性：每种DNA分子都有特定碱基对排列次序，代表了特定遗传信息。22/7823/7824/7825/78(1)双链DNA分子中A＝T，G＝C，若出现A≠T或G≠C可必定不是双链DNA，但若A＝T、G＝C也为未必一定是双链DNA(单链DNA中也可能出现该情况)。(2)若出现“嘌呤≠嘧啶”则可必定不是双链DNA分子，可能为“RNA”、“单链DNA”或“DNA＋RNA”。26/78【训练1】

下列能正确表示DNA片段示意图是

(

)。27/78解析DNA通常为双链结构，由含有A、T、C、G四种碱基脱氧核苷酸组成。A与T配对，之间有两个氢键；G与C配对，之间有三个氢键。DNA分子两条链反向平行。答案D28/7829/78解析核酸内含有“T”，说明该核酸是DNA，DNA主要存在于细胞核中，细胞质中也有少许分布，且假如该生物是病毒，则不存在细胞结构，D错误。由所给等式能推导出A＝C、G＝T，单链和双链都有可能。答案C30/78【训练3】

下图是DNA片段结构图，请据图回答下列问题。31/78(1)图甲是DNA片段________结构，图乙是DNA片段________结构。(2)填出图中部分结构名称：[2]________、[3]________、[5]________。(3)从图中能够看出，DNA分子中两条链是由________和________交替连接组成。(4)连接碱基正确[7]是________，碱基互补配正确方式以下：即________与________配对；________与________配对。(5)从图甲能够看出，组成DNA分子两条链方向是________；从图乙能够看出，组成DNA分子两条链相互缠绕成________结构。32/78解析(1)从图中能够看出：甲表示是DNA分子平面结构，而乙表示是DNA分子立体(空间)结构。(2)图中2表示是一条脱氧核苷酸单链片段，3表示脱氧核糖，而5表示是腺嘌呤脱氧核苷酸。(3)从图甲平面结构能够看出：DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧组成了基本骨架。(4)DNA分子两条链上碱基经过氢键连接成碱基对，且有一定规律：A与T配对，G与C配对。(5)依据图甲能够判断，组成DNA分子两条脱氧核苷酸链是反向平行；从图乙能够看出，组成DNA分子两条脱氧核苷酸链相互缠绕成规则双螺旋结构。33/78答案(1)平面立体(或空间)

(2)一条脱氧核苷酸单链片段脱氧核糖腺嘌呤脱氧核苷酸(3)脱氧核糖磷酸(4)氢键A(腺嘌呤)

T(胸腺嘧啶)

G(鸟嘌呤)

C(胞嘧啶)(5)反向平行规则双螺旋34/78遗传信息传递——DNA复制

(·山东理综、福建理综，·浙江理综……)

高考地位：5年9考35/78【典例2】 (·山东理综，5)假设一个双链均被32P标识噬菌体DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基20%。用这个噬菌体侵染只含31P大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。以下叙述正确是 (

)。

A．该过程最少需要3×105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子代噬菌体百分比为1∶49 D．该DNA发生突变，其控制性状即发生改变破题关键36/78解析本题主要考查了噬菌体侵染细菌过程相关知识以及DNA分子相关计算。首先计算得出一个噬菌体DNA中鸟嘌呤脱氧核苷酸占30%，其数量是5000×2×30%＝3000个，由一个噬菌体增殖为100个噬菌体，最少需要3000×(100－1)＝2.97×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸，A错误；噬菌体侵染细菌过程中，需要细菌提供原料、能量、酶等条件，但模板是由噬菌体提供，B错误；依据DNA半保留复制特点可知释放出100个子代噬菌体中含有32P与只含31P子代噬菌体分别是2个、98个，百分比为1∶49，C正确；DNA发生突变，其控制性状不一定发生改变，D错误。答案C37/78本考点是高考重点考查内容之一。从高考试题来看，考查DNA复制主要包括DNA复制过程中改变、特点，与细胞增殖、遗传和变异等关系，DNA复制与其它生理过程(如转录、翻译等)区分等。38/781．DNA复制DNA复制机理①碱基互补配对标准；②边解旋边复制DNA复制场所真核细胞：细胞核(主要)、线粒体、叶绿体原核细胞：拟核、细胞溶胶DNA复制条件模板亲代DNA两条链原料4种游离脱氧核苷酸能量ATP酶解旋酶、DNA聚合酶等39/78DNA复制特点①半保留复制；②多个复制起点DNA复制意义①遗传信息传递，使物种保持相对稳定和延续②因为复制差错而出现基因突变，从而为进化提供了原始选择材料40/782.DNA分子复制中相关计算规律方法

DNA分子复制为半保留复制，若将 一个全部N原子被15N标识DNA转 移到含14N培养基中培养(复制)若 干代，其结果分析以下：

41/78

(1)子代DNA分子数：2n个。 ①不论复制多少次，含15NDNA分子一直是2个。 ②含14N有2n个，只含14N有(2n－2)个，做题时应 看准是“含”还是“只含”。

(2)子代DNA分子总链数：2n×2＝2n＋1条。 ①不论复制多少次，含15N链一直是2条。做题时应 看准是“DNA分子数”还是“链数”。 ②含14N链数是(2n＋1－2)条。42/78(3)消耗脱氧核苷酸数①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则经过n次复制需要消耗游离该脱氧核苷酸为m×(2n－1)个。②若进行第n次复制，则需消耗该脱氧核苷酸数为m×2n－1个。 43/78(1)DNA复制并非一定准确无误在DNA复制过程中，脱氧核苷酸序列含有相对稳定性，但也可能发生差错，即发生碱基正确增添、缺失或改变——基因突变。这种稳定性与可变性统一，是生物遗传和变异物质基础和根本原因。(2)一个DNA分子不论复制几次，母链只有两条，含母链子代DNA分子只有两个。44/78解答这类计算题时要尤其注意以下几点：(1)“DNA复制了n次”和“第n次复制”区分，前者包含全部复制，但后者只包含最终一次复制。(2)碱基数目单位是“对”还是“个”。(3)在DNA复制过程中，不论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链DNA分子都只有两个。另外，还要看清是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词，以免掉进陷阱。45/78【训练4】

如图为真核细胞DNA复制过程模式图，据图分析，以下相关叙述错误是 (

)。

A．由图示得知，DNA分子复制方式是半保留复制

B．解旋酶能使双链DNA解开，但需要消耗ATP C．从图中能够看出合成两条子链方向是相反

D．DNA在复制过程中是先进行解旋，后半保留复制 解析DNA分子复制是边解旋边复制。 答案D46/7847/78解析一个DNA分子复制4次，共得到16个DNA分子，其中有2个DNA分子各有1条链带15N标识，因DNA分子为半保留复制，全部DNA分子中均带14N标识，故A正确、B和D错误；该DNA分子中有腺嘌呤100－60＝40个，复制4次相当于合成了15个新DNA分子，共消耗腺嘌呤15×40＝600个。答案A

48/78DNA复制与染色体分配同位素放射性跟踪【典例】 (·山东卷)蚕豆根尖细胞(2N＝12)在含3H标识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识培养基中继续分裂至中期，其染色体放射性标识分布情况是 (

)。

A．每条染色体两条单体都被标识

B．每条染色体中都只有一条单体被标识

C．只有半数染色体中一条单体被标识

D．每条染色体两条单体都不被标识强力突破1个高考难点

49/78继续探究：根据题意，假如让其在不含放射性标识培养基中继续分裂至后期，则其染色体放射性标识分布情况应该是怎样？其产生子细胞中，含3H标识染色体条数为多少？解析DNA复制是半保留复制，蚕豆根尖细胞在含3H标识胸腺嘧啶脱氧核苷酸(3H－T)培养基中完成一个细胞周期，每一个DNA分子都有一条脱氧核苷酸链含3H－T，然后在不含放射性标识培养液中培养至中期，每个DNA分子复制两个DNA分子存在于同一染色体两条姐妹染色单体上，其中一个DNA分子一条链含3H－T，以下列图：50/78答案B继续探究答案：继续分裂至后期时24条染色体应有12条带有放射性，子细胞中含放射性染色体则为0～12条。51/78解答本类题目关键在于清楚DNA分子半保留复制特点并明确复制后新DNA分子位置、及子DNA分开时间与去向，即复制后子DNA位于两姐妹染色单体上，由着丝粒连结在一起，于有丝分裂后期或减数第二次分裂后期分开，可采取画图法帮助了解，详细解题思绪以下：52/78以细胞含有一条染色体为例，画出含一条染色体细胞图，并画出该条染色体上1个DNA分子

画出放在所设定培养基中经过一次复制后染色体及其单体，并画出染色单体上DNA链(被标识链用另样颜色画),务必让两姐妹染色单体连于同一着丝点上，从中可看出这条染色体标识情况若继续推测后期情况，可想象着丝粒分裂，染色单体(a与a′)分开局面，并进而推测子细胞拥有染色体情况)——

——

——

53/78(1)将DNA半保留复制结果及子DNA位置与分开时间熟记于心。54/78(2)务必分清楚标识次序①未标识模板→标识培养基中培养；②标识模板→未标识培养基中培养。55/78纠错演练1．(·河北联考)果蝇体细胞含有8条染色体。现有一个果蝇体细胞，它每条染色体DNA双链都被32P标识。假如把该细胞放在不含32P培养基中培养，使其连续分裂，那么将会在第几次细胞分裂中出现每个细胞中期和后期分别有8条、16条被标识染色体 (

)。

A．第1次 B．第2次

C．第3次 D．第4次56/78解析亲代DNA为32P/32P，则第一次分裂中期染色体为32P/31P·32P/31P，后期着丝粒分裂后，每条染色体均为32P/31P，所以第一次分裂中期与后期分别有8条和16条被标识染色体。答案A57/782．科学家在研究DNA分子复制方式时 进行了如图所表示试验研究(已知培养用细菌大约每20min分裂一次)：58/78试验三：59/78(1)试验一和试验二作用是________。(2)从试验三结果C、D能够看出DNA分子复制______(是/不是)半保留复制。(3)假如试验三结果都为F，则可判断DNA分子复制方式________(是/不是)半保留复制。(4)假如DNA分子复制方式是半保留复制，某次试验结果中，结果C比以往试验结果所展现带略宽，那么可能原因是新合成DNA单链中N还有少部分为__________。(5)假如DNA分子复制方式是半保留复制，与结果D相比，结果E密度带数量和位置________________，放射性强度不一样是________带。60/78解析(1)试验一和试验二分别表示14N和15N标识DNA分子离心结果，其作用是与后面试验结果形成对照。(2)从试验三结果C、D能够看出新形成DNA分子中有保留了原来DNA分子(15N/15N)中一条链，可见DNA分子复制含有半保留复制特点。(3)结果F表明原来被15N标识DNA分子两条链没有分开。(4)“中带”为15N/14N，“中带”略宽，说明新合成DNA分子之间相对分子质量有差异，是由DNA单链中N还有少部分为15N引发。(5)假设原有DNA分子数目为n，结果D和结果E都有2n个DNA分子为15N/14N，结果D有2n个DNA分子为14N/14N，结果E有6n个DNA分子为14N/14N，所以与结果D相比，结果E密度带数量和位置没有改变，放射性强度发生改变是轻带。61/78答案(1)对照(2)是(3)不是(4)15N

(5)没有改变轻

62/78制作DNA分子双螺旋结构模型1．试验原理

依据DNA分子结构特点，每个DNA分子是由两条反向平行脱氧核苷酸长链盘旋而成规则双螺旋结构；DNA分子外侧(基本骨架)是脱氧核糖和磷酸交替连接而成；两条链内侧是碱基对，碱基对之间严格按碱基互补配对标准配对，并经过氢键相连接。63/782．方法步骤

从小到大依次完成(共分五步)。64/78注意：制作过程中注意事项(1)熟悉制作模型用各种零件代表物质，写出4种碱基字母名称。(2)两条链长度、碱基总数一致，碱基互补、方向相反。(3)磷酸、脱氧核糖、碱基三者之间连接部位要正确。(4)制作中各零件连接应牢靠，防止旋转时脱落。(5)各组模型制作以不一样数量和次序A—T、C—G、T—A、G—C，四种碱基对排列，领悟DNA分子多样性。65/78DNA分子双螺旋结构模型制作，属高考冷考点，在题目中包括较少，但相关内容对了解DNA结构，进行DNA相关碱基计算及把握DNA分子复制原理及过程极其主要，故仍有必要进行认真整合与归纳。66/78【典例】

下图为某同学在学习DNA结构后制作含有两个碱基正确DNA片段(“○”代表磷酸基团)，以下为几位同学对此图评价，其中正确是 (

)。67/78A．甲说：“物质组成和结构上没有错误”B．乙说：“只有一处错误，就是U应改为T”C．丙说：“最少有三处错误，其中核糖应改为脱氧核糖”D．丁说：“假如说他画是RNA双链则该图就是正确”解析本题考查DNA分子结构。DNA中含有五碳糖应为脱氧核糖，而不是核糖；不含碱基U，而是含碱基T；两个相邻核苷酸之间磷酸二酯键连接不正确，应是前一个核苷酸脱氧核糖与后一个核苷酸磷酸基团连接形成磷酸二酯键。答案C68/781．(·上海单科，27)某双链DNA分子含有400个碱基，其中一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4。以下表述错误是 (

)。

A．该DNA分子一个碱基改变，不一定会引发子代性状改变

B．该DNA分子连续复制两次，需要游离腺嘌呤脱氧核苷酸120个DNA分子结构和特点

69/78C．该DNA分子中4种碱基百分比为A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7D．该DNA分子中碱基排列方式共有4200种70/782．(·上海单科，16)在一个细胞周期中，DNA复制过程中解旋发生在 (

)。

A．两条DNA母链之间

B．DNA子链与其非互补母链之间

C．两条DNA子链之间

D．DNA子链与其非互补母链之间 解析在DNA复制时，首先是组成DNA两条母链解旋，然后以分开两条母链为模板，按照碱基互补配对标准合成子链。 答案A71/783.(·福建理综，5)双脱氧核苷酸惯用于DNA测序，其结构与脱氧核苷酸相同，能参加DNA合成，且遵照碱基互补配对标准。DNA合成时，在DNA聚合酶作用下，若连接上是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量序列为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不一样长度子链最多有 (

)。

A．2种 B．3种

C．4种 D．5种遗传信息传递

72/78解析此题考查DNA结构相关知识。在DNA双螺旋结构中，碱基A与T、G与C分别形成碱基对，胸腺嘧啶双脱氧核苷酸(假定用T′表示)应与A配对形成氢键。故碱基序列为GTACATACATG单链模板在正常脱氧核苷酸环境中会生成以下双链DNA分子：GTACATACATGCATGTATGTAC①

②

③

④双脱氧核苷酸会使子链合成终止，所以当DNA复制时若加入胸腺嘧啶双脱氧核苷酸(T′)，可能会在①②③④位置替换碱基T而形成4种异常DNA片段，故可