2015炎德文化名师导学新高考第一轮总复习生物必修2 3

第二十一课时第2～4节DNA分子的结构、DNA的复制、基因是有遗传效应的DNA片段1．DNA分子结构的主要特点2.DNA分子的复制3.基因的概念沃森和克里克

4种脱氧核苷酸

胸腺嘧啶(T)

鸟嘌呤(G)的量

反向平行

磷酸

脱氧核糖

基本骨架

碱基对

A与T，C与G

【典例精析】【例1】(2013上海)在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C，6个G，3个A，7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则()A．能搭建出20个脱氧核苷酸B．所搭建的DNA分子片段最长为7碱基对C．能搭建出410种不同的DNA分子模型D．能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段D【解析】一分子脱氧核苷酸由一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子含氮碱基构成，在构建双链DNA分子时，由于只有2个脱氧核糖各与1个磷酸结合，其余各与2个磷酸结合，故在脱氧核糖和磷酸之间的连接物只有14个的条件下，DNA分子双链片段最长有(14＋2)/4＝4个碱基对；构建的DNA分子双链不可能含有10个碱基对，因而不会有410种类型。

亲代DNA的两条链

有丝分裂的间期

减数第一次分裂的间

染色体

解旋酶

解开的每一条链

DNA聚合酶

游离的4种脱氧核苷酸

碱基互补配对

两个

模板、原料、能量和酶

DNA分子独特的双螺旋结构

碱基互补配对

遗传信息

遗传信息【典例精析】【例2】将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中复制n次，则后代中含有15N的单链占全部DNA单链的比例和含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例依次是()A．1/2n，1/2nB．1/2n，1/2n－1C．1/2n，1/2n＋1D．1/2n－1，1/2nB【解析】DNA分子的复制是半保留复制，因此将用15N标记的DNA分子放在含有14N的培养基中复制n次后，得到2n个DNA分子，其中含有15N的DNA分子两个，含有15N的DNA链两条。故后代中含15N的单链占全部单链的比例为2/(2n×2)，含15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为2/2n。【例3】一个DNA分子的α链上，腺嘌呤是鸟嘌呤的1.4倍，两者之和占DNA分子碱基总数的24%。在这个DNA分子的β链上，胸腺嘧啶与腺嘌呤之和占该链碱基数目的56%，那么，α链上胞嘧啶的数目占该链碱基数目的()A．44%B．28%C．24%D．13.34%C【解析】α链上腺嘌呤与鸟嘌呤两者占碱基总数的24%，即占单链的48%，α链上A＋G占48%，A＝1.4G，则2.4G占48%，G占20%，A占28%；β链上，A＋T占56%，则G＋C占44%，β链上G＋C的数目与α链上G＋C的数目相等，故α链上C占44%－20%＝24%。许多

小于

遗传效应

4种碱基的排列顺序

多样性和特异性

二、DNA的特性1．稳定性：DNA分子两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的，从而导致DNA分子的稳定性。2．多样性：DNA分子中碱基相互配对的方式虽然不变，但长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。如一个最短的DNA分子大约有4000个碱基对，这些碱基对可能的排列方式就有44000种。实际上构成DNA分子的脱氧核苷酸数目是成千上万的，其排列种类几乎是无限的，这就构成了DNA分子的多样性。3．特异性：每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。4．DNA分子的多样性和特异性不矛盾：DNA分子的多样性是指不同的DNA分子其碱基排列顺序不同，DNA分子特异性是指对某一特定的DNA分子而言，其碱基排列顺序是特定的。【典例精析】【例4】下列关于染色体和DNA的关系说法正确的是()①DNA均位于染色体上②染色体就是DNA③DNA是染色体的主要成分④染色体和DNA都是遗传物质⑤每条染色体上总是只含一个DNA分子⑥染色体的基本组成单位是脱氧核苷酸⑦染色体和DNA都是在间期复制并加倍⑧有丝分裂中，染色体和DNA都是在间期复制、后期加倍⑨基因都位于DNA上，也都位于染色体上A．③B．②③⑤C．①⑦⑨D．④⑧⑨A【解析】染色体由DNA和蛋白质组成，②、⑥错；核DNA位于染色体上，质DNA位于线粒体、叶绿体等细胞器中，①、⑨错；染色体是遗传物质的主要载体，④错；DNA在细胞分裂间期复制加倍，而染色体在间期复制增加的染色单体仍由一个着丝点相连，所以染色体数目不加倍，但复制后的染色体上含两个DNA，姐妹染色单体分离后的染色体上含一个DNA，故⑤和⑦、⑧错。正确的只有③。课时练习二十一一、选择题(每小题只有一个正确选项)1．(2013广东)1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于()①证明DNA是主要的遗传物质②确定DNA是染色体的组成成分③发现DNA如何储存遗传信息④为DNA复制机制的阐明奠定基础A．①③

B．②③C．②④

D．③④D【解析】Watson和Crick构建的DNA双螺旋结构模型对于发现DNA如何储存遗传信息、如何复制有重要意义。2．下列有关计算结果，错误的是()A．DNA分子上的某个基因片段含有600个碱基对，由它控制合成的蛋白质分子最多含有的氨基酸数为200个B．将一个15N标记的噬菌体(含一个双链DNA分子)去侵染14N的细菌，噬菌体复制3次后，则含15N标记的噬菌体占总数的1/8C．在某双链DNA分子的所有碱基中，鸟嘌呤占26%，则腺嘌呤占24%D．某DNA分子的一条单链中(A＋T)/(C＋G)＝0.4，其互补链中该碱基比例也是0.4B【解析】基因表达过程中，基因中的碱基数(或对数)∶RNA中的碱基数∶蛋白质中的氨基酸数＝6(或3)∶3∶1，故A正确；DNA进行的是半保留复制，用15N标记噬菌体，在细菌体内复制三次将形成8个DNA分子，其中两个DNA含有放射性，故B错误；在双链DNA分子中，任何不配对的碱基之和占总碱基数的50%，鸟嘌呤占26%，则胸腺嘧啶占24%、腺嘌呤占24%、胞嘧啶占26%，故C正确。B【解析】真核细胞中线粒体和叶绿体内也有少量DNA，故A错误。DNA聚合酶与限制性核酸内切酶均作用于①部位，C错误。该基因复制3次，需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸4200个，D错误。CC6．假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5000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的子代噬菌体的比例为1∶49D．噬菌体第五次复制需要游离胸腺嘧啶脱氧核苷酸62000个C【解析】由题干可知DNA分子中鸟嘌呤脱氧核苷酸为3000个，共产生100个噬菌体，需要(100－1)×3000＝297000个鸟嘌呤脱氧核苷酸；噬菌体增殖需要细菌提供场所、原料和酶等，模板由噬菌体提供；噬菌体第五次复制需要游离胸腺嘧啶脱氧核苷酸为16×2000＝32000个。7．下列有关遗传物质基础的叙述中，正确的是()A．(A＋C)/(T＋G)的碱基比例体现了DNA分子的特异性B．tRNA识别并转运氨基酸是通过碱基互补配对实现的C．要用32P标记噬菌体，可直接用含相应的磷酸盐的培养基培养D．基因通过控制血红蛋白的结构直接控制红细胞形态D【解析】DNA分子碱基的特定排列顺序，构成了DNA分子的特异性，从碱基对比例的角度看，决定DNA分子特异性的是(A＋T)/(G＋C)，氨基酸上没有碱基，不能与转运RNA(tRNA)进行碱基配对。氨基酸与tRNA的专一性识别，是靠氨酰tRNA合成酶来完成的。氨酰tRNA合成酶能将氨基酸与相应的tRNA连接起来，形成氨酰tRNA，参与核糖体上蛋白质的合成。噬菌体是病毒，以活细菌为寄生，标记噬菌体，先用含32P的培养基培养大肠杆菌，再用该大肠杆菌培养噬菌体。8．小林准备搭建一个含5对碱基的DNA分子模型，下列对他前期准备工作的描述中，错误的是()A．需准备四种不同颜色的塑料片以代表四种碱基B．需准备10个代表脱氧核糖的塑料片C．至少需准备5个代表氢键的塑料片D．DNA旋转一周包含10对碱基，若要旋转形成双螺旋，则代表碱基的塑料片需准备20个【解析】DNA双链结构中，A与T之间有两个氢键，G与C之间有3个氢键，所以至少需准备10个代表氢键的塑料片。C9．有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构有一个腺嘌呤，则它的其他组成应是()A．3个磷酸、3个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶B．2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胞嘧啶C．2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶D．2个磷酸、2个脱氧核糖和1个尿嘧啶

CC【解析】该图有三处错误，即其中的U应改为T，核糖应改为脱氧核糖，两个脱氧核苷酸之间的键连接方式错误，应