dna分子的結構和復制和基因的本質

1、反向平行,脫氧核糖,磷酸,堿基,氫鍵,T(胸腺嘧啶),C(胞嘧啶),問題探究1：DNA分子的熱穩(wěn)定性與什么有關？提示：與堿基對的種類有關，如果DNA分子中G≡C堿基對含量高，熱穩(wěn)定性就高。因為G、C之間形成三個氫鍵，而A、T之間只形成兩個氫鍵。,二、DNA分子的復制,,,親代DNA,子代DNA,有絲分裂,減數(shù)第一次分裂,細胞核,DNA的兩條鏈,脫氧核苷酸,,ATP,解旋酶,,,,解旋,子代DNA分子,邊解旋邊復制,半保留,子代DNA分

2、子,遺傳信息的連續(xù)性,問題探究2：為什么在細胞有絲分裂的分裂期，核DNA不能復制？提示：在有絲分裂的分裂期，核DNA存在于高度螺旋化的染色體上，不能解旋。,有遺傳效應,多樣性,問題探究3：基因的載體有哪些？提示：主要是細胞核中的染色體，另外還有線粒體、葉綠體、原核生物的擬核、質粒、病毒的核酸(DNA或RNA)。,【解析】 DNA分子兩條鏈之間通過氫鍵形成堿基對連接，從而形成雙螺旋結構，而一條鏈中的相鄰的兩個脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵連

3、接，一條鏈中相鄰的兩個堿基通過“脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖”相連接?！敬鸢浮?×,2．DNA分子結構穩(wěn)定，其結構不會發(fā)生改變。(　　)【解析】 DNA分子結構的穩(wěn)定性是相對的，在某些條件下，也可發(fā)生結構的改變，如高溫時解旋?！敬鸢浮?×3．減數(shù)第一次分裂過程中，非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換，染色體的形態(tài)結構沒有改變，因此，DNA的結構也沒有發(fā)生改變?！窘馕觥?DNA的空間結構沒有改變，但化學結構(脫氧核苷酸的

4、排列順序)發(fā)生了改變。【答案】 ×,4．DNA的雙螺旋結構為DNA復制提供了精確的模板。(　　)【答案】 √5．DNA復制的原料為四種核苷酸。(　　)【解析】 DNA復制的原料為：腺嘌呤脫氧核苷酸，鳥嘌呤脫氧核苷酸，胸腺嘧啶脫氧核苷酸，胞嘧啶脫氧核苷酸，共四種?！敬鸢浮?√,6．DNA復制是細胞增殖的物質基礎，在細胞周期的分裂期，沒有DNA的復制。(　　)【解析】 在細胞周期的分裂

5、期，沒有核DNA復制，但還有細胞質DNA的復制，如線粒體DNA的復制?！敬鸢浮?×,二、選擇題7．用一個32P標記的噬菌體侵染細菌。若該細菌解體后釋放出16個大小、形狀一樣的噬菌體，則其中含有32P的噬菌體(　　)A．1個　　　B．2個　　　C．15個　　　D．16個【解析】 標記了一個噬菌體，等于標記了兩個DNA鏈，由于DNA為半保留復制，各進入兩個噬菌體內，以后不管復制多少次，最終都只有2個噬菌體被標記。

6、【答案】 B,8．(2011·日照)下列有關DNA的敘述，正確的是(　　)①在人的白細胞中，DNA上含有人的全部遺傳信息?、谕晃锓N的個體之間的DNA完全相同?、跠NA是一切生物的遺傳物質?、芤粋€DNA分子可以控制許多性狀?、菥又泻械倪z傳信息量與卵細胞中的遺傳信息量相同A．③④　　　B．③⑤　　　C．①④　　　D．④⑤,【解析】 人的白細胞是體細胞，來自于受精卵，故其含有人的全部遺傳信息；一個DNA分子

7、含有多個基因，可以控制許多性狀；同一物種的不同個體之間的DNA是不同的；一切生物的遺傳物質的核酸，而不是DNA；卵細胞中的遺傳信息量包括核中DNA和線粒體中的DNA，故其總量比精子多?！敬鸢浮?C,9．(2011·煙臺)據(jù)右圖回答：,(1)該圖表示的生理過程是________，該過程主要發(fā)生在細胞的________(部位)。(2)圖中的1、2、3、4、5處堿基分別是________、________、________、__

8、______、________。(3)假如經(jīng)過科學家的測定，A鏈上的一段(M)中的A∶T∶C∶G為2∶1∶1∶3，能不能說明該科學家的測定是錯誤的？________，原因是___________________。(4)如果以A鏈的M為模板，復制出的B鏈堿基比例應該是________。,【解析】 本題考查DNA的結構、DNA的半保留復制以及堿基互補配對原則。DNA是雙螺旋結構，兩條脫氧核苷酸鏈之間的堿基遵循堿基互補配對原則，即A與T、

9、C與G配對，所以DNA分子中A＝T，G＝C。DNA復制是半保留復制，即以DNA的兩條母鏈為模板，根據(jù)堿基互補配對原則進行堿基互補配對。所以形成的DNA子鏈必定與DNA中的一條母鏈完全相同，新形成的兩個DNA分子，與親代DNA分子完全相同。,【答案】 (1)DNA復制　細胞核(2)A　T　C　C　T(3)不能　在單鏈中不一定A＝T、G＝C(4)T∶A∶G∶C＝2∶1∶1∶3,腺嘌呤(A)…………腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤(G)…………

10、鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶(C)…………胞嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶(T)………胸腺嘧啶脫氧核苷酸(3)DNA分子的組成層次,(5)DNA雙螺旋結構①DNA分子是由兩條脫氧核苷酸長鏈，按反向平行(指一條鏈的起點為磷酸，另一條鏈的起點為脫氧核糖)方式盤繞成雙螺旋結構。②基本骨架由磷酸和脫氧核糖交替連接而成。③中間的堿基嚴格按堿基互補配對原則(A與T配對，G與C配對)形成堿基對。④DNA分子的雙螺旋結構及其特點使DNA分子具有相對的穩(wěn)

11、定性。,2．DNA分子的多樣性與特異性(1)多樣性：堿基對(或脫氧核苷酸對)排列順序的千變萬化，構成了DNA的多樣性。(2)特異性：每個DNA分子的堿基對的排列順序是特定的。(3)與生物多樣性的關系：DNA多樣性決定,蛋白質多樣性體現(xiàn),生物多樣性。,【解析】 ②和①相間排列，構成了DNA分子的基本骨架；④中的①不是這個胞嘧啶脫氧核苷酸的磷酸基團，④中②下方的磷酸基團與②③才共同構成這個胞嘧啶脫氧核苷酸；⑨是氫鍵，⑨的形成不需要連接

12、酶。【答案】 D,【解析】 G—C堿基對含3個氫鍵，結構穩(wěn)定。若被破壞，需要較多能量?！敬鸢浮?A,2．(2012·蘇州質檢)已知某DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的35.8%。其中一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%，則在它的互補鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的(　　)A．32.9%和17.1%　　　　　　B．31.3%和18.7%C．18.7%和31.3% D．17.

13、1%和32.9%,【解析】 由于整個DNA分子中G＋C＝35.8%，則每條鏈中G＋C＝35.8%，A＋T＝64.2%；由于其中一條鏈中T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%，由此可以求出該鏈中，G＝18.7%，A＝31.3%，則其互補鏈中T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的31.3%和18.7%?！敬鸢浮?B,3．(2012·山東濟南期末)基因芯片技術是近幾年發(fā)展起來的新技術，將待測DNA分子用放射性同位素或熒光物質標記，如

14、果能與芯片上的單鏈DNA探針配對，它們就會結合起來，并出現(xiàn)“反應信號”。下列說法中不正確的是(　　)A．基因芯片的工作原理是堿基互補配對B．待測的DNA分子首先要解旋變?yōu)閱捂湥趴捎没蛐酒瑴y序,C．“反應信號”是由待測DNA分子與基因芯片上的放射性探針結合產(chǎn)生的D．由于基因芯片技術可以檢測待測DNA分子，因而具有廣泛的應用前景,【解析】 A項正確，基因探針的工作原理是堿基互補配對；B項正確，待測DNA分子必須是單鏈的，才能與探針

15、進行堿基互補配對；C項錯誤，在該技術中，放射性同位素或熒光物質標記的是待測分子。【答案】 C,1.復制場所：主要場所是細胞核，但在擬核、線粒體、葉綠體、細胞質基質(如質粒)中也進行DNA復制。2．復制條件復制除模板、原料、能量、酶外，還需相對穩(wěn)定的細胞內部條件以保證酶的活性，如：一定的溫度、pH等。3．同位素示蹤法和離心技術證明DNA的半保留復制(或DNA分子連續(xù)復制的計算規(guī)律),已知某一DNA分子用15N標記(0代)，將含有該

16、標記DNA分子的細胞(或某種細菌)轉移到只含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)(進行DNA復制)若干代后，其DNA分子數(shù)、脫氧核苷酸鏈數(shù)及相關比例如下表：,Ⅱ.當DNA分子雙鏈都被3H標記后，再將根移到含有秋水仙素的非放射性培養(yǎng)基中，培養(yǎng)一段時間后，觀察細胞分裂中期染色體的放射性情況。請回答相關問題：(1)蠶豆根尖細胞進行的分裂方式是_______；秋水仙素能使部分細胞的染色體數(shù)目加倍，其作用的機理是________。(2)Ⅰ中，在根尖細胞進行

17、第一次分裂時，每一條染色體上帶有放射性的染色單體有________條，每個DNA分子中，有________條鏈帶有放射性。,Ⅱ中，若觀察到一個細胞具有24條染色體，且二分之一的染色單體具有放射性，則表明該細胞的染色體在無放射性的培養(yǎng)基上復制________次，該細胞含有________個染色體組。(3)上述實驗表明，DNA分子的復制方式是________。,【解析】 (1)蠶豆根尖細胞為體細胞，其分裂方式為有絲分裂。秋水仙素可以抑制紡

18、錘體的形成，導致染色體不能被拉向兩極，從而形成了染色體數(shù)目加倍的細胞。(2)由于DNA的復制為半保留復制，第一次分裂完成時，每個DNA分子中都有一條鏈被3H標記，每一條染色體上有2條染色單體被3H標記。當DNA分子雙鏈都被3H標記后，再將根移到含有秋水仙素的非放射性培養(yǎng)基中，觀察到一個細胞具有24條染色體，且二分之一的染色單體具有放射性，則表明該細胞的染色體在無放射性的培養(yǎng)基上復制2次，該細胞含有4個染色體組。(3)該實驗證明DNA分子

19、的復制是半保留復制。,【答案】 (1)有絲分裂　抑制紡錘體的形成(2)2　1　2　4(3)半保留復制,1.復制的“精確性”：DNA分子之所以能自我復制，取決于DNA的雙螺旋結構，它為復制提供了模板；同時，由于堿基具有互補配對的特性，因此能確保復制的完成。2．復制“差錯”：在復制過程中，脫氧核苷酸序列具有相對的穩(wěn)定性，但也可能發(fā)生差錯即發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變——基因突變。這種穩(wěn)定性與可變性的統(tǒng)一，是生物遺傳和變異的物質基礎和根

20、本原因。,3．DNA復制中的相關計算DNA的復制為半保留復制，一個DNA分子復制n次，則有,(3)消耗的脫氧核苷酸數(shù)①若一個親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經(jīng)過n次復制需要消耗該脫氧核苷酸為m·(2n－1)個。②復制第n次所需該脫氧核苷酸數(shù)為m·2n－1。,【解析】 根據(jù)DNA分子半保留復制的特點，完全標記的1個雙鏈DNA分子在無放射性標記的溶液中復制兩次形成4個DNA分子，其中2個DNA分子的兩條鏈都沒

21、有放射性；另2個DNA分子都是一條鏈含有放射性，另一條鏈無放射性。兩次復制過程如下圖所示。,2．(2012·山東濱州一模)一個DNA分子在15N的環(huán)境中復制，若子一代DNA的一條單鏈出現(xiàn)差錯，則子二代DNA中，差錯DNA單鏈和含15N的DNA分子分別占(　　)A．1/3,1 B．1/4,1C．1/3,1/2 D．1/4,1/2【解析】 一條初始DNA分子有兩條鏈，沒被標記，在15N的環(huán)境中復制兩次后，形成4個D

22、NA分子，全部被標記。若子代DNA一條單鏈出現(xiàn)差錯，則子二代DNA中會有兩條單鏈出現(xiàn)差錯，因此選B?！敬鸢浮?B,3．(2012·濰坊質檢)真核細胞內某基因由1000對脫氧核苷酸組成，其中堿基A占20%，下列說法正確的是(　　)A．該基因一定存在于染色體上B．該基因的一條脫氧核苷酸鏈中(C＋G)/(A＋T)為3∶2C．DNA解旋酶能催化該基因水解為多個脫氧核苷酸D．該基因復制3次，需游離鳥嘌呤脫氧核苷酸2800個

23、,【解析】 該基因可能存在于染色體上，也可能存在于細胞DNA上，故A錯；其中A＝T＝20%，故基因中A＋T＝40%，C＋G＝60%，故雙鏈(C＋G)/(A＋T)＝3∶2，單鏈中(C＋G)/(A＋T)為3∶2，B正確；DNA解旋酶催化氫鍵斷裂，形成DNA單鏈，C錯；A＝20%×2000＝400個，A＋G＝50%，G＝600個，復制3次，需G＝600×(23－1)＝4200個，故D錯。【答案】 B,1.對基因本質的理解

24、(1)從結構上看①基因是DNA上一個個特定的片段，一個DNA分子上有許多個基因。②基因與DNA結構一樣，也是由四種脫氧核苷酸按一定順序排列而成的，也是雙螺旋結構。③基因中脫氧核苷酸(堿基對)的排列順序代表遺傳信息。,(2)從功能上看基因具有遺傳效應，即基因能控制生物的性狀，基因是控制生物性狀的基本單位，特定的基因決定特定的性狀。2．染色體、DNA、基因和脫氧核苷酸的關系,4．基因的基本功能(1)遺傳信息的傳遞：發(fā)生在傳種接

25、代過程中，通過復制實現(xiàn)遺傳信息由親代到子代的傳遞。(2)遺傳信息的表達：發(fā)生在生物個體發(fā)育過程中，是通過轉錄和翻譯控制蛋白質的合成過程，通過遺傳信息的表達控制個體發(fā)育過程。,【解析】 基因是具有遺傳效應的DNA片段，DNA不一定位于染色體上，因此基因不一定位于染色體上，故A錯誤；多個基因位于同一條染色體上，基因在染色體上呈線性排列，故B正確；不同基因中脫氧核苷酸的數(shù)目和排列順序不同，基因具有多樣性，而每一個基因中脫氧核苷酸的數(shù)目和排列

26、順序是特定的，因此基因又具有特異性，故C正確；沒有復制的每條染色體含有1個DNA分子，復制后的每條染色體含有2條染色單體，每條染色單體含有1個DNA分子，故D正確?！敬鸢浮?A,1.DNA上有很多片段，其中有遺傳效應的片段才叫基因，沒有遺傳效應的片段不叫基因。2．對于真核細胞來說，染色體是基因的主要載體；線粒體和葉綠體是基因的次要載體。3．對于原核細胞來說，基因在擬核中的DNA分子或質粒上，DNA是裸露的，并沒有與蛋白質一起構成染

27、色體，因此，沒有染色體這一載體。,4．位于染色體上的基因隨染色體傳遞給子代，其遺傳遵循孟德爾遺傳定律。5．位于線粒體和葉綠體中的基因隨線粒體和葉綠體傳給后代，是細胞質遺傳的基礎。,A．A是脫氧核糖B．G是蛋白質C．D在E中的排列順序代表遺傳信息D．F的基本組成單位是圖中的E【解析】 E是F中有遺傳效應的片段，F(xiàn)和E的基本單位都是D?！敬鸢浮?D,2．科學研究發(fā)現(xiàn)，小鼠體內HMIGIC基因與肥胖直接相關。具有HMIGIC基因缺

28、陷的實驗小鼠與作為對照的正常小鼠，吃同樣多的高脂肪食物，一段時間后，對照組小鼠變得十分肥胖，而具有HMIGIC基因缺陷的實驗小鼠體重仍然保持正常，這說明(　　)A．基因在DNA上 B．基因在染色體上C．基因具有遺傳效應 D．DNA具有遺傳效應,【解析】 正常小鼠吃高脂肪食物會變得肥胖，而具有HMIGIC基因缺陷的小鼠吃同樣多的高脂肪食物體重仍保持正常，這說明肥胖由基因控制，從而得出基因能夠控制性狀，具有遺傳效應。

29、【答案】 C,A．白眼基因含有多個核糖核苷酸B．白眼基因是有遺傳效應的DNA片段C．白眼基因位于細胞質內D．白眼基因基本組成單位是4種堿基【解析】 基因是有遺傳效應的DNA片段，其基本組成單位與DNA相同，即為脫氧核苷酸，脫氧核苷酸共有4種；每個DNA分子上含有很多個基因，每個基因中含有許多個脫氧核苷酸；由題干可知，白眼基因位于染色體上，是細胞核基因?！敬鸢浮?B,【錯因分析】 審題不清。誤認為復制次數(shù)與代數(shù)相同?！菊_解

30、答】 若設復制次數(shù)為n，則(2n－1)×200＝3000；解得n＝4。復制了四次，是第五代。選D。,【解析】 本題主要考查DNA分子的半保留復制和DNA分子中有關堿基的計算。每個DNA分子中的G的個數(shù)為：800－600＝200個，用去了6200個，即增加了31個DNA,2n－1＝31，得n＝5，復制了5次，為第6代個體?！敬鸢浮?C,【錯因分析】 錯選A項或C項的具體分析如下：,【正確解答】 由“蠶豆根尖細胞在含3H標記的胸

31、腺嘧啶脫氧核苷培養(yǎng)基中完成一個細胞周期”可知，DNA復制第一次，根據(jù)半保留復制特點，每個DNA分子中有一條鏈含放射性；由“在不含放射性標記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期”可知，DNA復制第二次，根據(jù)半保留復制，一個著絲點連接的兩個DNA分子一個含放射性，一個不含放射性，每條染色單體含一個DNA分子，所以每條染色體中都只有一條染色單體含放射性。選B。,【解析】 掌握DNA半保留復制及減數(shù)分裂的過程和特點是解決本題的關鍵。精原細胞的一個DNA分子

32、被15N標記，與此DNA所在染色體相配對的另一條染色體上的DNA不含15N，但它們均以14N為原料進行復制，結合DNA半保留復制的特點，子代DNA均含有14N，減數(shù)分裂結束后子代DNA均分到4個精子中，形成的4個精子均含14N,2個含15N?！敬鸢浮?D,研究DNA半保留復制的方法研究DNA的半保留復制，常見的有兩種方法：1．密度梯度離心法，是指用超速離心機對小分子物質溶液長時間加一個離心力，使其達到沉降平衡，在沉降池內從液面到底

33、部出現(xiàn)一定的密度梯度。若在該溶液里加入少量大分子溶液，則溶液內比溶劑密度大的部分就產(chǎn)生大分子沉降，比溶劑密度小的部分就會上浮，最后在重力和浮力平衡的位置，集聚形成大分子帶狀物。,因此根據(jù)離心后DNA分子帶所處的位置，很容易判定其組成(如圖為將15N標記的DNA分子放入14N培養(yǎng)基中連續(xù)培養(yǎng)2代的情況)。,2．同位素示蹤法，是利用放射性同位素作為示蹤劑對研究對象進行標記的微量分析方法。放射性元素能不斷地發(fā)射具有一定特征的射線，因此通過放射

34、性探測方法，可隨時追蹤含有放射性元素的標記物在體內或體外的位置及其數(shù)量的變化情況。將15N標記的DNA分子放入14N培養(yǎng)基中連續(xù)培養(yǎng)n代，其后代DNA的情況如表所示：,【解析】 本題以噬菌體的增殖為話題，考查DNA復制的原料、條件、結果與性狀控制。噬菌體DNA含有10000個堿基，腺嘌呤占全部堿基的20%，可推知：A＝T＝2000，G＝C＝3000，在噬菌體的增殖過程中，DNA進行半保留復制，100個子代噬菌體含有100個DNA，相當于

35、新合成了99個DNA，至少需要的鳥嘌呤(G)脫氧核苷酸的數(shù)量為99×3000＝297000(個)；,噬菌體增殖過程中的模板來自其自身的DNA，原料和酶則由細菌提供；這個被32P標記的噬菌體DNA有兩條鏈，根據(jù)半保留復制方式，在子代的100個DNA中，有2個含32P和31P，有98個只含31P，即含32P與只含31P的子代噬菌體的比例為1∶49；DNA發(fā)生突變，其突變的位置可能不在有遺傳效應的片段(即基因)中，也可能突變后的基因