第17课时 DNA的分子结构和复制
一、DNA分子结构的主要特点
1.基本单位: 。
2.DNA分子的结构特点
(1)两条 的脱氧核苷酸长链盘旋成 结构。
(2)DNA分子中的 和 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,遵循碱基互补配对原则, 与T(胸腺嘧啶)配对;G(鸟嘌呤)与 配对。
3.DNA分子的多样性和特异性
(1)多样性:DNA分子中 多种多样。
(2)特异性:每种DNA都有区别于其他DNA的 。
(3)稳定性:DNA中 和 交替连接的方式不变;两条链间 的方式不变。
4.DNA碱基互补配对原则的有关计算
规律1:互补的两个碱基数量 ,即A= ,C= 。
规律2:任意两个不互补的碱基和占总碱基的 。
规律3:一条链中互补碱基的和等于另一条链中 。
规律4:若一条链中=n,则另一条链中= ,在双链DNA中= 。
规律5:若一条链中=K,则另一条链中=。
二、DNA、基因和遗传信息以及基因与染色体的关系
1.基因的实质
(1)(人教版)基因通常是 片段。(对于RNA病毒而言,基因是 片段)
(2)(苏教版)多数生物的基因是 片段。
2.基因与DNA的关系:一个DNA分子上有许多基因。构成基因的碱基数小于DNA分子的碱基总数。
3.基因与遗传信息:基因中脱氧核苷酸的 即为遗传信息。
4.基因与染色体的关系:基因在染色体上呈 排列。
三、DNA分子的复制
1.概念:以 为模板合成子代DNA的过程。
2.时期: 。
3.条件
4.过程:
5.方式: 。
6.特点: 。
7.意义:将遗传信息 ,保持了 。
【例1】(2024届东海高级中学合格考)若DNA分子的一条单链上某段碱基序列是5'-AGCTCGC-3',则另一条单链与之配对的部分是( )
A.5'-GCGAGCT-3' B.5'-TCGACGC-3'
C.5'-AGCTGCG-3' D.5'-GCGTCGA-3'
【例2】(2021届江苏省合格考)下列关于真核生物中基因的叙述,正确的是( )
A.基因的基本组成单位是葡萄糖 B.一个DNA分子只含有一个基因
C.基因与生物体性状遗传无关 D.基因是具有遗传效应的DNA片段
【例3】(2024届南京六校合格考)下列关于DNA复制的叙述,正确的是( )
A.DNA复制过程中只以亲代DNA的一条链为模板
B.DNA复制需要模板、脱氧核苷酸、ATP和RNA聚合酶等条件
C.DNA复制只发生在有丝分裂和减数分裂前的间期
D.DNA通过复制能将遗传信息从亲代传给子代
一、选择题
1.(2023届江苏省合格考)下列关于DNA分子结构的叙述,错误的是( )
A.脱氧核苷酸通过肽键互相连接
B.DNA分子的两条链反向平行
C.碱基通过氢键连接成碱基对,排列在内侧
D.脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧
2.(2023届扬州市合格考)下图为某DNA片段的结构模式图,下列叙述正确的是( )
A.①表示腺嘌呤 B.②表示胞嘧啶
C.③表示葡萄糖 D.④表示磷酸二酯键
3.(2021届北京市合格考)双链DNA分子中,数目相等的碱基是( )
A.腺嘌呤和鸟嘌呤 B.胸腺嘧啶和胞嘧啶
C.腺嘌呤和胞嘧啶 D.胞嘧啶和鸟嘌呤
4.(2024届盐城市合格考)下列表示DNA片段的平面结构示意图中,正确的是( )
A B
C D
5.(2024届百校联考合格考)在双链DNA分子中,碱基通过氢键连接成碱基对,与A(腺嘌呤)配对的碱基是( )
A.G(鸟嘌呤) B.C(胞嘧啶) C.A(腺嘌呤) D.T(胸腺嘧啶)
6.(2024届常州三中合格考)某DNA分子的碱基中,鸟嘌呤(G)占22%,则胸腺嘧啶占( )
A.11% B.22% C.28% D.44%
7.(2021届江苏省合格考)作为科学家合作研究的典范,沃森和克里克配合,揭示了DNA分子的结构。排列在DNA分子外侧,构成基本骨架的物质是( )
A.碱基对 B.脱氧核糖和磷酸
C.肽链 D.果糖
8.(2023届扬州市合格考)下列关于DNA分子复制过程的叙述,错误的是( )
A.在复制过程中需全部解旋之后才开始复制
B.在复制过程中需要的原料是脱氧核苷酸
C.在复制过程中需要的酶有解旋酶和DNA聚合酶等
D.在复制过程中需要ATP提供能量
9.(2023届江苏省合格考)DNA分子通过复制,将遗传信息从亲代传给子代。1个DNA分子连续复制两代,得到的DNA分子数量是( )
A.2个 B.4个 C.8个 D.16个
10.(2024届东海高级中学合格考)真核生物遗传物质DNA的复制方式为( )
A半保留复制 B.全保留复制 C分散复制 D.单链复制
11.(2021届江苏省合格考)DNA复制是以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。下列关于真核细胞中DNA复制的叙述,错误的是( )
A.复制方式是半保留复制 B.复制是边解旋边复制的过程
C.复制过程中不消耗能量 D.复制主要发生在细胞核中
12.(2023届连云港市合格考)“DNA指纹技术”常应用于刑事侦破、亲子鉴定等方面,其主要依据是DNA分子具有( )
A.稳定性 B.特异性 C.多样性 D.可变性
13.(2024届南京六校合格考)一个被15N标记的DNA分子在不含标记的培养液中培养3代,产生的子代DNA中含15N的DNA数量为( )
A.1 B.2 C.4 D.6
14.(2024届江苏合格考冲刺)将两条链均被15N标记的DNA分子置于只含14N的培养液中,该DNA分子复制一次后,每个子代DNA分子中( )
A.只含有15N B.一条链含有15N,另一条链含有14N
C.只含有14N D.每条单链同时含有14N和15N
15.将32P标记的DNA分子放在含31P的培养基上培养,经过3次复制,在所形成的子代DNA中,含32P的DNA占总数的( )
A.1/16 B.1/8 C.1/4 D.1/2
16.(2023届江苏省合格考)下列关于基因的叙述,错误的是( )
A.基因具有遗传效应 B.基因能够控制蛋白质合成
C.基因和染色体是同一概念 D.基因能够储存遗传信息
二、非选择题
17.甲图中DNA分子有a和d两条链,将甲图中某一片段放大后如乙图所示,结合所学知识回答下列问题:
甲 乙
(1)从甲图可看出DNA复制的方式是 。
(2)甲图中,A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶,其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链,从而形成子链,则A是 酶,B是 酶。子链延伸的方向是 (填“5'→3'”或“3'→5'”)。
(3)乙图中,7是 。DNA分子的基本骨架由 交替连接而成。
(4)若用1个32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,释放出300个子代噬菌体。其中含有32P的噬菌体所占的比例是 。
(5)若图乙中亲代DNA分子在复制时,一条链上的G变成了A,则该DNA分子经过n次复制后,发生差错的DNA分子占DNA分子总数的 。
第17课时 DNA的分子结构和复制
【考点填空】
一、1.脱氧核苷酸
2.(1)反向平行 双螺旋 (2)磷酸 脱氧核糖
碱基对 (3)氢键 A(腺嘌呤) C(胞嘧啶)
3.(1)碱基对的排列顺序 (2)特定的碱基排列顺序 (3)脱氧核糖 磷酸 碱基互补配对
4.相等 T G 50% 这两种碱基的和 n n
二、1.(1)有遗传效应的DNA 有遗传效应的RNA (2)DNA分子上的功能
3.排列顺序
4.线性
三、1.亲代DNA分子
2.有丝分裂间期和减数分裂前的间期
3.解旋后的两条母链 游离的4种脱氧核苷酸 ATP DNA聚合酶
5.半保留复制
6.边解旋边复制、半保留复制
7.从亲代传给了子代 遗传信息的连续性
【典题精练】
【例1】A 【解析】DNA的两条链互补,反向平行。
【例2】D 【解析】真核细胞中,基因是有遗传效应的DNA片段,因此组成基因的基本单位是脱氧核苷酸,A错误;一个DNA分子含有许多个基因,B错误;基因控制生物的性状,C错误。
【例3】D 【解析】DNA复制的过程中以亲代DNA的两条链分别作为模板,A错误;DNA复制需要的酶是解旋酶和DNA聚合酶等,B错误;DNA复制主要发生在有丝分裂的间期和减数分裂前的间期,无丝分裂也可以发生DNA的复制,C错误。
【过关训练】
1.A 【解析】脱氧核苷酸通过磷酸二酯键互相连接,两个氨基酸分子之间通过肽键相连接。
2.B 【解析】①是胸腺嘧啶,②是胞嘧啶,③是脱氧核糖,④是氢键。
3.D 【解析】在双链DNA分子中,碱基配对遵循碱基互补配对原则,即A—T、G—C。所以在双链DNA分子中,数目相等的碱基是腺嘌呤和胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶。
4.D 【解析】A图碱基配对错误,B图C-G碱基对氢键数目错误,C图A-T碱基对的氢键数目错误。
5.D
6.C 【解析】在DNA双链中碱基A与T配对,碱基G与C配对,因此,在DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数,各占碱基总数的50%,若鸟嘌呤(G)占22%,则腺嘌呤的比例为50%-22%=28%,而胸腺嘧啶的含量与腺嘌呤的含量相等,即该DNA分子中胸腺嘧啶的含量为28%,C正确。
7.B
8.A 【解析】DNA分子复制边解旋边复制。
9.B 【解析】由于DNA分子是半保留复制,因此连续复制两次,产生4个DNA分子。
10.A
11.C 【解析】DNA复制需要模板、原料、能量和酶等条件。
12.B 【解析】每个DNA分子的碱基具有特定的排列顺序,构成了DNA分子的特异性,使得每个人的DNA都不完全相同,可以像指纹一样用来识别身份。
13.B 【解析】一个DNA分子培养3代得8个DNA,根据DNA半保留复制特点,其中有2个DNA分子各含一条母链,而根据题意母链是15N标记的链,因此,ACD错误,B正确。
14.B 【解析】用15N标记的一个DNA分子在14N的培养液中复制一次,因为以含15N标记的DNA链为模板进行复制,所以得到的两个DNA分子都是一条链含有15N,另一条链含有14N。
15.C 【解析】将32P标记的一个DNA分子放在没有标记的环境中培养,让其复制3次,则产生的DNA分子共有23=8个。一个DNA分子共有2条脱氧核苷酸链,由于DNA是半保留复制,所以连续复制3次,含有32P的DNA分子占全部DNA分子的比例是2/8=1/4。
16.C 【解析】基因通常是具有遗传效应的DNA片段;染色体是基因的主要载体,由DNA和蛋白质组成。
17.(1)半保留复制 (2)解旋 DNA聚合 5'→3' (3)胸腺嘧啶脱氧核苷酸 脱氧核糖和磷酸 (4)1/150 (5)1/2
【解析】(1)据甲图分析可知,DNA的复制都保留亲代的一条链,其特点是半保留复制、边解旋边复制。(2)A是解旋酶,打开双链;B是DNA聚合酶,可以催化子链延伸。子链延伸的方向是5'→3'。(3)乙图中7是胸腺嘧啶脱氧核苷酸;DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接而成,其分子内部的碱基通过氢键相连,碱基之间遵循碱基互补配对原则。(4)若用1个32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,释放出来300个子代噬菌体,其中只有2个噬菌体含有32P,因此含有32P的噬菌体所占的比例是1/150。(5)若图乙中亲代DNA分子在复制时,一条链上的G变成了A,则以该链为模板合成的DNA都发生了差错,而以另一条链为模板形成的DNA都是正确的,所以发生差错的DNA分子占DNA分子总数的1/2。