高中生物：DNA的分子结构与复制 2

第2DNA的分子结构与复制

1.分析DNA结构图示，完成下列相关内容

4基本骨架

(DDNA的基本组成单位：4种.

(2)图示中的④为____________④由1分子①.

1分子③.

⑶构成DNA分子的碱基：⑤，©..(中文名称)

双链DNA分子两条链间，脱氧核甘酸以连接，而一条单链内，脱氧核甘的工处;［屋田L一一二期一③)

酸通过连接

(4)基本结构

①由磷酸、脱氧核糖、含氮碱基组成，三者之间的数量关系为o

②磷酸：每个DNA片段中，游离的磷酸基团有个。

(5)水解产物

DNA的初步水解产物是,彻底水解产物是。

(3)DNA分子中存在的化学键

①氢键：碱基对之间的化学键，可用断裂，也可断裂，A与T之间一个氢键，G与C之间有一个氢键。

②磷酸二酯键：和之间的化学键,。

2.DNA分子的结构特点

(1)主要特点：

①两条脱氧核甘酸长链平行盘旋而成。

②交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；排列在内侧。

③两条链上的碱基通过连接成碱基对，例如：

(2)空间结构：规则的结构。

(3)DNA分子的特性

(1)相对稳定性：DNA分子中交替连接的方式不变；两条链间的方式不变。

(2)多样性：不同的DNA分子中脱氧核昔酸数目不同，多种多样。若DNA分子中有〃个碱基对，则排列顺序有一种。

⑶特异性：每种DNA分子都有区别于其他DNA分子的特定的，代表了特定的遗传信息。

巩固练习

1.正误判断

(1)沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中喀咤数不等于嗯吟数()

(2)双链DNA分子中一条链上的磷酸与核糖是通过氢键连接的()

(3)含有G、C碱基对比较多的DNA分子热稳定性较差()

(4)在DNA分子中，每个脱氧核糖都连一个磷酸基团()

2.关于DNA分子结构的叙述中，不正确的是()

A.DNA分子由四种脱氧核甘酸组成

B.每个DNA分子中，碱基数=脱氧核甘酸数=脱氧核糖数

C.双链DNA分子中的一段，若含有30个胞喀咤，就一定会同时含有30个鸟喋吟

D.DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个含氮碱基

4.DNA分子的复制

时期:间期

⑴概念：以为模板，合成的过程。

解旋(①需要细胞提供能量

(2)时间：o②需要解旋梅的作用

DNA③结果:把两条螺旋的双链解开

⑶条件：模板________________________________________聚合梅)

原料________________________________________(①模板:解开后的两条母链

合成②原料:游离的四种脱氧核甘酸

酶_________________________________________丁链］③薜:DNA聚合梅等

④原则:碱基互补配对原则

能量_________________________________________

⑷特点：o重新螺旋:每一条新能与其对应的模板

能盘绕成双螺旋结构

⑸方式：O

特点:①半保留式复制②边解旋边复制

(6)结果：形成两个完全相同的DNA分子。

(7)意义：将从亲代传给子代，保持了的连续性。

5.据图分析DNA分子结构中的碱基计算

A1*C,Gi

①根据碱基互补配对原则，A=T；C=G,可得：―111

a.A+G=C+T,即喋吟碱基总数等于喀咤碱基总数(适用于双链DNA)；T2A2G2C2

bA±C=A+G=

T+GJT+C'

A2+C2

②若一条链中则另一条链中,:，总碱基中此比值为一

11十5T2+G2

③若一条链中，।=a,则另一条链中，।=____，总链中，7X7=

LriIUriVr2Ivr2Civ

6.DNA分子复制过程中的数量关系

亲代：：

DNA复制为半保留复制，若将亲代DNA分子复制〃代，其结构分析如下：/'

(1)子代DNA分子数为___________个。1代：|

①含有亲代链的DNA分子数为个。2代；'||

②不含亲代链的DNA分子数为____________个。，।।

»代1.…

③含子代链的DNA分子数为个。：111

2n

(2)子代脱氧核昔酸链数为条。

①亲代脱氧核甘酸链数为条。②新合成的脱氧核昔酸链数为条。

(3)消耗脱氧核昔酸数。

①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核甘酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核甘酸数为个。

②第n次复制所需该脱氧核甘酸数为个。

巩固练习

3.正误判断

(1)DNA两条链彻底解旋后才开始合成子链DNA()

(2)单个脱氧核甘酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链()

4.如图表示一个DNA分子的片段，下列有关表述正确的是()

A.④代表的物质中贮存着遗传信息B.不同生物的DNA分子中④的种类无特异性

C.转录时该片段的两条链都可作为模板链D.DNA分子中A与T碱基对含量越高，其结构越稳定

5.某双链DNA分子含有200个碱基对,其中一条链上A：T：G：C=1：2：3：4。下列关于该DNA分子的叙述，错误的是()

A.共有140个鸟喋吟脱氧核甘酸B.4种碱基的比例为A：T：G：C=3：3：7：7

C.若该DNA分子中的这些碱基随机排列，可能的排列方式共有420°种

D.若连续复制两次，则需180个游离的胸腺喀咤脱氧核甘酸

7.DNA复制与细胞分裂相结合知识辨析

（1）有丝分裂过程图:

②连续分裂两次，形成四个子细胞，有3种情况出现：第一种情况是4个子细胞都是.

第二种情况是

第三种情况是.

⑵减数分裂过程图:

一个性原细胞经过减数分裂，产生了四个子细胞。每个子细胞的染色体..较性原细胞.,并且每个子细胞中的每

条染色体上的DNA分子.

忤

巩固练习

(b.d)

6.如图表示DNA分子正常复制的片段，图中编号①〜④表示DNA单链。有关叙述错误的是（）

复制

A.①和④的碱基序列相同B.③和④的碱基序列互补

①'yx、②

C.该过程可实现遗传信息的传递D.该过程需要RNA聚合酶参与③④

7..利用大肠杆菌探究DNA的复制方式，实验的培养条件与方法是：（1）在含15N的培养基中培养若干代，使DNA均被AN标记,

离心结果如图中的甲；（2）转至MN的培养基培养，每20分钟繁殖一代；（3）取出每代大肠杆菌的DNA样本，离心。图中的乙、

丙、丁是某学生画的结果示意图。下列有关推论，正确的是（）

A.乙是转入14N培养基中繁殖一代的结果

B.丙是转入14N培养基中繁殖两代的结果

C.出现丁的结果需要40分钟

甲乙丙丁

D.转入培养基中繁殖三代后含有14N的DNA占3/4

8.某双链DNA分子中含有200个碱基，一条链上A：T：G：C=1：2：3：4,则该DNA分子（）

A.四种含氮碱基A：T：G：C=4：4：7：7B.若该DNA中A为p个，占全部碱基的强加＞2几），则G的个数为劈一p

C.碱基排列方式共有42。。种D.含有4个游离的磷酸

9.在DNA复制开始时，将大肠杆菌放在含低剂量3H标记的脱氧胸昔CH—dT）的培养基中，3H—dT可掺入正在复制的DNA分

子中，使其带有放射性标记。几分钟后，将大肠杆菌转移到含高剂量3H—dT的培养基中培养一段时间。收集、裂解细胞，抽取

其中的DNA进行放射性自显影检测，结果如图所示。据图可以作出的推测是（）

A.复制起始区在高放射性区域B.DNA复制为半保留复制高放射性低放射性高放射性

复制从起始点向两个方向延伸复制方向为\I/

C.DNAD.DNAa-cbc

10.用15N标记含有100个碱基对的DNA分子,其中有胞喀咤60个。该DNA分子在含MN

的培养基中连续复制4次，其结果可能是（）

A.含有14N的DNA占100%B.复制过程中需游离的腺喋吟脱氧核甘酸640个

C.含15N的链占1/8D.子代DNA中喋吟与喀咤之比是2:3

11.假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5000个碱基对组成，其中腺喋吟占全部碱基的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3X105个鸟喋吟脱氧核甘酸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.该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变

12.取小鼠睾丸中的一个精原细胞，在含3H标记的胸腺喀咤脱氧核昔酸培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的

培养基中继续完成减数分裂过程。下列有关叙述正确的是（）

A.初级精母细胞中每条染色体的两条染色单体都被标记

B.次级精母细胞中每条染色体都被标记C.只有半数精细胞中有被标记的染色体

D.所有精细胞的全部染色体中，被标记的染色体数与未被标记的染色体数相等

13.用32P标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链。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

裂完成后每个细胞中被32P标记的染色体条数是（）

A.0条B.20条C.大于0小于20条D.以上都有可能电10Gl.

14.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。5/

如图表示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（）4。

A.一般地说，DNA分子的Tm值与G+C含量呈正相关

T仕

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

15.一mRNA上含有0个碱基，其中C、G之和为b,经过逆转录得到一单链DNA分子，利用该单链DNA得到〃个双链DNA

分子，合成这些双链DNA分子共需胸腺喀咤脱氧核甘酸的个数为（）

A.无法计算B.(n—l)(a—b)C.2n(a—b)D.n(a—b)

16.具有p个碱基对的1个双链DNA分子片段，含有q个腺口票玲。下列叙述正确的是（)

A.该片段即为一个基因B.该分子片段中，碱基的比例总是（A+T）/（C+G）=1

C.该DNA分子控制合成的多肽最多含有的氨基酸个数为p/3

D.该片段完成n次复制需要2"。一4）个游离的胞喀咤脱氧核甘酸

17.图为DNA分子结构示意图，以下相关叙述中，错误的是（）

A.核酶中的核甘与脱氧核糖核甘酸中的核昔不同

B.在人体不同细胞中（除成熟的红细胞外）都含有8种核昔酸、5种碱基

结构没有稳定，是因为它的②与③之间形成的键与的不同

C.RNADNADNA④⑤

D.DNA解旋酶可作用于④和⑤之间的化学键

18.由1分子磷酸、1分子碱基和1分子化合物a构成了化合物b,如图K19—7所示，则下列叙述正确的是（）

A.若m为腺喋吟，则b肯定为腺喋吟脱氧核甘酸B.在禽流感病毒、幽门螺杆菌体内b均为4种CX

C.若ATP脱去两个高能磷酸键，可形成b,则a为核糖

D.若a为脱氧核糖，则由b构成的核酸完全水解，得到的化合物最多有8种1

19.在搭建DNA分子结构模型的实验中，若4种碱基塑料片共30个，其中6个C、10个G、6个A、8个T,脱氧核糖和磷酸

之间的连接物有18个，脱氧核糖塑料片、磷酸塑料片、代表氢键的连接物、脱氧核糖和碱基之间的连接物等材料均充足，贝1（）

A.能搭建出30个脱氧核甘酸B.所搭建的DNA分子最长可含12个碱基对

C.能搭建出“5种不同的DNA分子D.能搭建出一个含5个碱基对的DNA分子片段

20.将蚕豆根尖置于含3H标记的胸腺喀咤的培养液中，培养一个细胞周期的时间。取出根尖，移至不含放射性物质的

培养液中，继续培养两个细胞周期的时间。在第一个、第二个和第三个细胞周期取样，检测中期细胞

染色体上的放射性分布。下列判断不正确的是（）

A.第一个细胞周期中的染色体均如图甲所示

B.第二个细胞周期中的染色体均如图乙所示IflFrf

c.第三个细胞周期中i/4的染色体如图丙所示|H|IUUL

甲乙丙

中期的染色体示意图

（深色代美有效时性）

D.图丙所示染色体仅出现在第三个细胞周期

21.下列有关生物体内遗传物质DNA的叙述，正确的是（）

A.一个DNA分子中含氮碱基的数量等于脱氧核糖的数量B.DNA分子一条链上A占20%,则另一条链上的A也占20%

C.DNA分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关

D.一个DNA分子中的脱氧核糖只与一个磷酸及一个含氮碱基相连

22.科学家们在研究成体干细胞的分裂时提出这样的假说：成体干细胞总是将含有相对古老的DNA链（永生化链）的染色体分配

给其中一个子代细胞，使其成为成体干细胞，同时将含有相对新的合成链的染色体分配给另一个子代细胞，这个细胞分化并最终

衰老、凋亡（如图K19—8所示）。下列相关推测不正确的是（）

A.成体干细胞的细胞分裂方式为有丝分裂B.从图中可看出成体干细胞分裂时DNA进行半保留复制，染色体随机分配

C.通过该方式可以减少成体干细胞积累DNA复制过程中产生的基因突变

D.根据该假说可以推测生物体内成体干细胞的数量保持相对稳定

23.BrdU是一种喀咤类似物，能替代胸腺喀咤与腺喋吟配对。将植物根尖分生组织细胞放在含有BrdU的培养基中培养到第二个

细胞周期的中期，其染色体的情况是（）

A.每条染色体的两条染色单体都含有BrdUB.每条染色体的两条染色单体都不含BrdU

C.每条染色体中都只有一条染色单体含有BrdUD.只有半数的染色体中一条染色单体含有BrdU

24.下列叙述错误的是（）

A.通过分子的复制，储存在DNA中的遗传信息实现稳定表达B.DNA复制形成子链时先形成氢键，后形成磷酸二酯键

C.DNA复制过程中有氢键的断裂和重新形成D.神经细胞和衰老的细胞一般都不会出现DNA分子的复制

25.某真核生物DNA片段的结构示意图如52所示。正确的是（）

A.①的形成需要DNA聚合酶催化

B.②表示腺喋畛脱氧核甘

C.③的形成只能发生在细胞核

D.若a链中A+T占48%,则DNA分子中G占26%

26.利用大肠杆菌探究DNA的复制方式，实验的培养条件与方法：①在含15N的培养基中

培养若干代，使DNA均被MN标记，离心结果如图Z5-4中甲所示；②转至含"N的培养基中培养，每20分钟繁殖1代；

③取出每代大肠杆菌的DNA样本，离心。乙、丙、丁是某学生画的结果示意图。下列叙述正确的是（

A.乙是转入"N培养基中繁殖1代的结果B.丙是转入"N培养基中繁殖2代的结果

C.位于丁管上部的DNA含有KN和MND.探究过程采用了密度梯度离心技术

27.在真核生物中关于染色体、DNA、基因、脱氧核甘酸的说法，错误的是（）

A.在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸基团和一个碱基

B.基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子中可含有成百上千个基因

C.一个基因含有许多个脱氧核甘酸，基因的特异性由脱氧核甘酸的排列顺序决定

D.染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子

27.将某精原细胞（2N=8）的DNA分子用青标记后置于含"N的培养基中培养。经过连续两次细胞分裂后，检测子细胞中的情

况。下列推断正确的是（）

A.若进行有丝分裂，则含SN染色体的子细胞比例为1/2B.若进行有丝分裂，则第二次分裂中期含"N的染色单体有8条

C.若进行减数分裂，则减I中期含"N的染色单体有8条D.若进行减数分裂，则含15N染色体的子细胞比例为1

28.小鼠的睾丸中一个精.原细胞在含3H标记的胸腺喀咤脱氧核甘酸培养基中完成二个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养

基中继续完成减数分裂过程，其染色体的放射性标记分布情况是（）

A.初级精母细胞中每条染色体的两条单体都被标记B.次级精母细胞中每条染色体都被标记

C.只有半数精细胞中有被标.记的染色体D.产生的四个精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标记数相.等

29.下列对甲、乙、丙3图的叙述，错误的是()

RNA--U—A—C—G--

甲乙丙

A.甲图中共有5种核甘酸B.乙图所示的化合物中含有2个高能磷酸键

C.甲、乙、丙中都含有腺喋吟D.丙图所示物质含有的单糖不只是核糖

30.BrdU能替代T并与A配对，从而渗入新合成的DNA链中。当用姬姆萨染料染色时，不含BrdU的链为深蓝色，含BrdU的

链为浅蓝色。现将水稻(2〃=24)根尖分生组织放在含有BrdU的培养液中进行培养，图Z5-6中a〜c依次表示加入BrdU后连续3

次细胞分裂中期，来自1条染色体的各染色体的显色情况(阴影表示深蓝色，非阴影为浅蓝色)。下列有关说法正确的是()

A.a细胞表示染色体及DNA经过复制而得到加倍①j

B.b组细胞表示每个染色体均含有BrdU

C.a组细胞到b组细胞完成了基因的分离定律和自由组合定律