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第2、3、4节DNA分子的结构DNA的复制基因是有遗传效应的DNA片段考纲要求考纲要求四年考情四年考情DNADNA分子结构的主要特点分子结构的主要特点 福建高考无单独考查福建高考无单独考查基因的概念基因的概念 DNADNA分子的复制分子的复制 20122012福建福建选择题选择题T5T5一、一、DNADNA分子的结构分子的结构1.1.基本单位基本单位_；_；_。磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖碱基碱基2.2.平面结构平面结构3.3.空间结构空间结构规则的规则的_结构。结构。磷酸、脱氧核糖磷酸、脱氧核糖碱基对碱基对T TT TG GG G碱基互补配对碱基互补配对双螺旋双螺旋二、二、DNADNA分子的复制分子的复制1.1.概念概念以以_为模板为模板, ,合成子代合成子代DNADNA的过程。的过程。2.2.时间时间_。亲代亲代DNADNA有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期DNADNA分子的两条链分子的两条链游离的游离的4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸ATPATPDNADNA聚合酶聚合酶4.4.基础基础DNADNA规则的双螺旋结构和严格遵循规则的双螺旋结构和严格遵循_原则。原则。5.5.过程过程DNA DNA 两条母链两条母链 形成子链形成子链 新新DNADNA分子。分子。6.6.方式方式_。7.7.特点特点_。8.8.意义意义使使_从亲代传给子代从亲代传给子代, ,保持了保持了_的连续性。的连续性。碱基互补配对碱基互补配对_酶酶解旋解旋_酶酶DNADNA聚合聚合半保留复制半保留复制边解旋边复制边解旋边复制遗传信息遗传信息遗传信息遗传信息三、基因是有遗传效应的三、基因是有遗传效应的DNADNA片段片段d dc cb ba a1.1.据图分析得出据图分析得出(1)(1)基因与染色体的关系是基因与染色体的关系是: :基因在染色体上呈基因在染色体上呈_排列。排列。(2)(2)染色体由染色体由DNADNA和蛋白质构成。一个和蛋白质构成。一个DNADNA上有上有_个基因。构个基因。构成基因的碱基数成基因的碱基数_(_(填填“大于大于”或或“小于小于”或或“等于等于”)DNA)DNA分子的碱基总数。分子的碱基总数。(3)(3)基因的本质是有基因的本质是有_的的DNADNA片段。遗传信息蕴藏在片段。遗传信息蕴藏在_的排列顺序之中。的排列顺序之中。2.2.将代表下列结构的字母填入图中的相应横线上将代表下列结构的字母填入图中的相应横线上a.a.染色体、染色体、b.DNAb.DNA、c.c.基因、基因、d.d.脱氧核苷酸。脱氧核苷酸。线性线性许多许多小于小于遗传效应遗传效应4 4种碱基种碱基1.(20121.(2012江苏江苏T2C)T2C)沃森和克里克提出在沃森和克里克提出在DNADNA双螺旋结构中嘧啶数双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数。不等于嘌呤数。( )( )【分析分析】沃森和克里克在提出沃森和克里克在提出DNADNA双螺旋结构时的依据是双螺旋结构时的依据是A A和和T T的含量总是相等的含量总是相等,G,G和和C C的含量也相等。的含量也相等。2.2.构成基因的碱基总数与构成基因的碱基总数与DNADNA分子的碱基总数相等。分子的碱基总数相等。( )( )【分析分析】基因是具有遗传效应的基因是具有遗传效应的DNADNA片段片段,DNA,DNA中还含有非基因中还含有非基因片段片段, ,无论基因片段还是非基因片段均是由碱基组成的无论基因片段还是非基因片段均是由碱基组成的, ,因此因此, ,DNADNA分子中的碱基总数多于基因中的碱基总数。分子中的碱基总数多于基因中的碱基总数。3.(20103.(2010广东广东T4C)DNAT4C)DNA复制就是基因表达的过程。复制就是基因表达的过程。( )( )【分析分析】DNADNA复制是以亲代复制是以亲代DNADNA为模板为模板, ,合成子代合成子代DNADNA的过程的过程, ,而而基因表达是指基因指导蛋白质合成的过程。基因表达是指基因指导蛋白质合成的过程。4.DNA4.DNA的复制有可能出现的复制有可能出现“差错差错”。( )( )【分析分析】在在DNADNA复制过程中复制过程中, ,脱氧核苷酸序列具有相对稳定性脱氧核苷酸序列具有相对稳定性, ,但也可能发生差错但也可能发生差错, ,即发生碱基对的增添、缺失或替换即发生碱基对的增添、缺失或替换基基因突变。这种稳定性与可变性的统一因突变。这种稳定性与可变性的统一, ,是生物遗传和变异的物是生物遗传和变异的物质基础和根本原因。质基础和根本原因。5.DNA5.DNA复制遵循碱基互补配对原则复制遵循碱基互补配对原则, ,新合成的两条子链形成新新合成的两条子链形成新的的DNADNA双链。双链。( )( )【分析分析】DNADNA分子的复制方式为半保留复制分子的复制方式为半保留复制, ,是边解旋边复制是边解旋边复制, ,所以子代所以子代DNADNA分子中包含一条母链和一条子链。分子中包含一条母链和一条子链。考点考点 一一 DNADNA分子的结构分子的结构 1.DNA1.DNA分子的组成分子的组成2.DNA2.DNA分子的结构分子的结构(1)(1)氢键氢键: :配对的碱基间形成碱基对配对的碱基间形成碱基对, ,通过氢键相连通过氢键相连, ,可用可用DNADNA解解旋酶断裂旋酶断裂, ,也可用高温断裂。也可用高温断裂。(2)(2)磷酸二酯键磷酸二酯键: :连接磷酸和相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖的化学连接磷酸和相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖的化学键键, ,可用限制酶切断可用限制酶切断, ,可用可用DNADNA连接酶或连接酶或DNADNA聚合酶连接。聚合酶连接。(3)(3)每个每个DNADNA片段中有片段中有2 2个游离的磷酸基团个游离的磷酸基团, ,而且在整个而且在整个DNADNA分子分子中磷酸、脱氧核糖和含氮碱基三者的数目相等。中磷酸、脱氧核糖和含氮碱基三者的数目相等。3.DNA3.DNA分子的结构特点分子的结构特点(1)(1)稳定性稳定性:DNA:DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变；两条中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。链间碱基互补配对的方式不变。(2)(2)多样性多样性:DNA:DNA分子中碱基的排列顺序多种多样。分子中碱基的排列顺序多种多样。(3)(3)特异性特异性: :每种每种DNADNA有别于其他有别于其他DNADNA的特定的碱基排列顺序。的特定的碱基排列顺序。【高考警示高考警示】(1)DNA(1)DNA的水解产物根据水解程度的不同而不同的水解产物根据水解程度的不同而不同, ,彻底水解产物彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和四种含氮碱基是磷酸、脱氧核糖和四种含氮碱基, ,初步水解产物是四种脱氧初步水解产物是四种脱氧核苷酸。核苷酸。(2)(2)案例案例: :在在DNADNA分子的一条单链中分子的一条单链中, ,相邻的碱基相邻的碱基A A与与T T通过什么连通过什么连接接? ?正确答案正确答案: :- -脱氧核糖脱氧核糖- -磷酸磷酸- -脱氧核糖脱氧核糖- -错误答案错误答案: :氢键。分析氢键。分析: :受思维定式的影响受思维定式的影响, ,未注意未注意“一条单链一条单链中中, ,相邻的碱基相邻的碱基A A与与T T”, ,看到看到A A与与T T的连接就认为是氢键的连接就认为是氢键, ,实际上实际上DNADNA分子两条单链上的碱基分子两条单链上的碱基A A与与T T通过氢键连接通过氢键连接, ,一条单链中相邻一条单链中相邻的碱基的碱基A A与与T T通过通过“- -脱氧核糖脱氧核糖- -磷酸磷酸- -脱氧核糖脱氧核糖- -”连接。连接。【典例典例1 1】(2013(2013济南模拟济南模拟) )下图为下图为DNADNA分子部分结构示意图分子部分结构示意图, ,以下叙述正确的是以下叙述正确的是( () )A.DNAA.DNA的稳定性与有关的稳定性与有关, ,生物体内生物体内DNADNA解旋酶、解旋酶、RNARNA聚合酶、聚合酶、DNADNA聚合酶、逆转录酶等可以断开聚合酶、逆转录酶等可以断开B.B.是一个胞嘧啶脱氧核苷酸是一个胞嘧啶脱氧核苷酸C.DNAC.DNA连接酶可催化或键形成连接酶可催化或键形成D.AD.A链、链、B B链的方向相反链的方向相反, ,骨架是磷酸和脱氧核糖骨架是磷酸和脱氧核糖【解析解析】选选D D。结构图中分别表示磷酸、脱氧核糖、胞。结构图中分别表示磷酸、脱氧核糖、胞嘧啶。磷酸和脱氧核糖的相间排列构成了嘧啶。磷酸和脱氧核糖的相间排列构成了DNADNA分子的基本骨分子的基本骨架架,A,A链、链、B B链方向相反。图中不是同一个脱氧核苷酸分链方向相反。图中不是同一个脱氧核苷酸分子的组成成分子的组成成分, ,其中是上面一个脱氧核苷酸的组成成分。其中是上面一个脱氧核苷酸的组成成分。是氢键是氢键, ,生物体内的解旋酶可将其断开生物体内的解旋酶可将其断开, ,但但RNARNA聚合酶和聚合酶和DNADNA聚合聚合酶及逆转录酶分别将核糖核苷酸、脱氧核苷酸、脱氧核苷酸连酶及逆转录酶分别将核糖核苷酸、脱氧核苷酸、脱氧核苷酸连接成核苷酸链。接成核苷酸链。【互动探究互动探究】(1)DNA(1)DNA复制时需要的酶至少有哪两种复制时需要的酶至少有哪两种? ?提示提示: :解旋酶和解旋酶和DNADNA聚合酶。解旋酶使双链聚合酶。解旋酶使双链DNADNA解旋解旋,DNA,DNA聚合酶聚合酶使脱氧核苷酸连接在一起。使脱氧核苷酸连接在一起。(2)DNA(2)DNA分子的特异性由什么决定分子的特异性由什么决定? ?提示提示: :碱基的排列顺序。碱基的排列顺序代表遗传信息。碱基的排列顺序。碱基的排列顺序代表遗传信息。考点考点 二二 DNADNA的复制的复制1.DNA1.DNA分子的复制分子的复制( (以真核细胞为例以真核细胞为例) )时间时间有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期场所场所细胞核、线粒体、叶绿体细胞核、线粒体、叶绿体需要需要条件条件模板模板解旋后的两条单链解旋后的两条单链原料原料四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸能量能量ATPATP酶酶解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶结构结构基础基础独特的双螺旋结构独特的双螺旋结构: :提供精确的模板；碱基互补配对提供精确的模板；碱基互补配对: :确确保复制准确无误保复制准确无误过程过程包括解旋、合成子链、形成子代包括解旋、合成子链、形成子代DNADNA三步三步结果结果形成两个完全相同的形成两个完全相同的DNADNA分子分子特点特点边解旋边复制、半保留复制边解旋边复制、半保留复制意义意义将遗传信息从亲代传递给子代将遗传信息从亲代传递给子代, ,保持了遗传信息的连保持了遗传信息的连续性续性2.DNA2.DNA复制的有关计算复制的有关计算DNADNA复制为半保留复制复制为半保留复制, ,若将亲代若将亲代DNADNA分子复制分子复制n n代代, ,其结果分析其结果分析如下如下: :(1)(1)子代子代DNADNA分子数为分子数为2 2n n个。个。含有亲代链的含有亲代链的DNADNA分子数为分子数为2 2个。个。不含亲代链的不含亲代链的DNADNA分子数为分子数为(2(2n n-2)-2)个。个。含子代链的含子代链的DNADNA有有2 2n n个。个。(2)(2)子代脱氧核苷酸链数为子代脱氧核苷酸链数为2 2n+1n+1条。条。亲代脱氧核苷酸链数为亲代脱氧核苷酸链数为2 2条。条。新合成的脱氧核苷酸链数为新合成的脱氧核苷酸链数为(2(2n+1n+1-2)-2)条。条。(3)(3)消耗的脱氧核苷酸数。消耗的脱氧核苷酸数。若一亲代若一亲代DNADNA分子含有某种脱氧核苷酸分子含有某种脱氧核苷酸m m个个, ,经过经过n n次复制需要次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为消耗该脱氧核苷酸数为m(2m(2n n-1)-1)个。个。第第n n次复制所需该脱氧核苷酸数为次复制所需该脱氧核苷酸数为m2m2n-1n-1个。个。【思维拓展思维拓展】 (1)(1)生物体中生物体中DNADNA分子复制的场所分子复制的场所: :凡是细胞内有凡是细胞内有DNADNA的地方均可复制的地方均可复制, ,总结如下总结如下: :(2)(2)外界条件对外界条件对DNADNA复制的影响复制的影响: :因为在因为在DNADNA复制的过程中需要酶的催化作用和复制的过程中需要酶的催化作用和ATPATP供能供能, ,所以凡所以凡是影响酶活性和影响细胞呼吸的因素都会影响是影响酶活性和影响细胞呼吸的因素都会影响DNADNA的复制。的复制。【典例典例2 2】(2013(2013温州模拟温州模拟) )下图为真核细胞下图为真核细胞DNADNA复制过程模复制过程模式图式图, ,下列分析错误的是下列分析错误的是( () )A.A.酶能使酶能使DNADNA双链的配对碱基之间的氢键断开双链的配对碱基之间的氢键断开B.B.图中可体现出边解旋边复制及半保留复制的特点图中可体现出边解旋边复制及半保留复制的特点C.C.在复制完成后在复制完成后, ,甲、乙可在有丝分裂后期和减数第二次分裂甲、乙可在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期分开后期分开D.D.若该若该DNADNA分子中复制前有分子中复制前有1 0001 000个碱基对个碱基对, ,其中其中A 200A 200个个, ,则图则图示过程完成共需原料示过程完成共需原料C 300C 300个个【解析解析】选选D D。酶是解旋酶。酶是解旋酶, ,能使能使DNADNA双链的配对碱基之间的双链的配对碱基之间的氢键断开；图中可体现出边解旋边复制及半保留复制的特点；氢键断开；图中可体现出边解旋边复制及半保留复制的特点；在复制完成后在复制完成后, ,甲、乙两个甲、乙两个DNADNA分子可在有丝分裂后期和减数第分子可在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期随着丝点的分裂而分开；若该二次分裂后期随着丝点的分裂而分开；若该DNADNA分子中复制前分子中复制前有有1 0001 000个碱基对个碱基对, ,其中其中A A有有200200个个, ,则则C C有有800800个个, ,因此图示过程完因此图示过程完成共需原料成共需原料C 800C 800个。个。【变式训练变式训练】用用1515N N标记含有标记含有100100个碱基对的个碱基对的DNADNA分子分子, ,其中有胞其中有胞嘧啶嘧啶6060个个, ,该该DNADNA分子在含分子在含1414N N的培养基中连续复制的培养基中连续复制4 4次。其结果次。其结果不可能的是不可能的是( () )A.A.含有含有1515N N的的DNADNA分子占分子占1/81/8B.B.含有含有1414N N的的DNADNA分子占分子占7/87/8C.C.消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600600个个D.D.产生了产生了1616个个DNADNA分子分子【解析解析】选选B B。由于。由于DNADNA的复制为半保留复制的复制为半保留复制, ,经过经过4 4次复制形成次复制形成1616个个DNADNA分子分子, ,有有2 2个个DNADNA分子中一条链含有分子中一条链含有1515N,N,另一条链含有另一条链含有1414N,N,其余其余1414个个DNADNA分子两条链全部含有分子两条链全部含有1414N N。该。该DNADNA分子中含有胞嘧啶分子中含有胞嘧啶6060个个, ,由此计算出含有鸟嘌呤由此计算出含有鸟嘌呤6060个个, ,腺嘌呤和胸腺嘧啶各有腺嘌呤和胸腺嘧啶各有4040个个, ,复制复制4 4次需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为次需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为4040(2(24 4-1)=600-1)=600个。个。【拓展延伸拓展延伸】 染色体、染色体、DNADNA、基因和脱氧核苷酸的关系、基因和脱氧核苷酸的关系1.1.四者关系图四者关系图2.2.四者关系分析四者关系分析关系关系内容内容基因与脱基因与脱氧核苷酸氧核苷酸基因的基本组成单位是脱氧核苷酸基因的基本组成单位是脱氧核苷酸, ,每个基因含有每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。基因中脱氧核苷酸的排成百上千个脱氧核苷酸。基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息列顺序称为遗传信息基因与基因与DNADNA基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段, ,每个每个DNADNA分子上有很分子上有很多个基因多个基因基因与染基因与染色体色体基因在染色体上呈线性排列基因在染色体上呈线性排列, ,染色体是基因的主要染色体是基因的主要载体载体关系关系内容内容基因与生基因与生物性状物性状基因是遗传物质结构和功能的基本单位基因是遗传物质结构和功能的基本单位, ,特定基因特定基因控制相应的性状控制相应的性状DNADNA与染与染色体色体染色体主要由染色体主要由DNADNA和蛋白质构成。通常情况下一条和蛋白质构成。通常情况下一条染色体上含有染色体上含有1 1个个DNADNA分子分子, ,染色体是染色体是DNADNA的主要载的主要载体体四者之间的四者之间的数量关系数量关系1 1条染色体条染色体 1 1个或个或2 2个个DNADNA分子分子 许多个基许多个基因因 成百上千个脱氧核苷酸成百上千个脱氧核苷酸四者之间的四者之间的层次关系层次关系脱氧核苷酸脱氧核苷酸 基因基因 DNADNA分子分子 染色体染色体【备选典例备选典例】分析图示分析图示, ,回答下列问题回答下列问题: :(1)(1)图中图中B B是是,F,F是是,G,G是是。(2)1(2)1个个A A与与C C有两种比例关系有两种比例关系: : 和和；每个；每个C C含有含有个个D,D,每个每个D D中可以有中可以有个个E E。(3)D(3)D与与A A的位置关系是的位置关系是 。(4)(4)从分子水平看从分子水平看,D,D与与C C的关系是的关系是。(5)C(5)C的基本组成单位是图中的的基本组成单位是图中的。D D的主要载体是的主要载体是图中的图中的。(6)(6)在在E E构成的链中间构成的链中间, ,与与1 1分子分子G G相连接的有相连接的有分子分子的的F F和和分子的分子的H H。(7)(7)遗传信息是遗传信息是D D中中的排列顺序。的排列顺序。(8)(8)生物的性状遗传主要通过生物的性状遗传主要通过A A上的上的_传递给后代传递给后代, ,实际上是通过实际上是通过的排列顺序来传递遗的排列顺序来传递遗传信息的。传信息的。【解析解析】(1)(1)由于染色体主要是由由于染色体主要是由DNADNA和蛋白质组成的和蛋白质组成的, ,因此由因此由题干分析知题干分析知B B是蛋白质是蛋白质,F,F是含氮碱基是含氮碱基,G,G是脱氧核糖。是脱氧核糖。(2)DNA(2)DNA未复制时未复制时,1,1条染色体上有条染色体上有1 1个个DNADNA分子分子,DNA,DNA复制后复制后, ,着丝着丝点分裂前点分裂前,1,1条染色体上有条染色体上有2 2个个DNADNA分子分子, ,所以所以1 1个个A A与与C C有有1111和和1212两种比例关系；每个两种比例关系；每个C C含有很多个基因含有很多个基因, ,每个每个D D中可以有成中可以有成百上千个百上千个E E。(3)D(3)D与与A A的位置关系是的位置关系是D(D(基因基因) )在在A(A(染色体染色体) )上呈线性排列。上呈线性排列。(4)(4)从分子水平看从分子水平看,D,D与与C C的关系是的关系是D(D(基因基因) )是有遗传效应的是有遗传效应的C(DNA)C(DNA)的片段。的片段。(5)C(5)C的基本组成单位是图中的的基本组成单位是图中的E(E(或脱氧核苷酸或脱氧核苷酸) )。D D的主要载体的主要载体是图中的是图中的A(A(或染色体或染色体) )。(6)(6)在在E E构成的链中间构成的链中间, ,与与1 1分子分子G G相连接的有相连接的有1 1分子的分子的F F和和2 2分子的分子的H H。(7)(7)遗传信息是遗传信息是D D中中E(E(或脱氧核苷酸或或脱氧核苷酸或F F或碱基或碱基对或碱基或碱基对) )的排列的排列顺序。顺序。(8)(8)生物的性状遗传主要通过生物的性状遗传主要通过A A上的上的D(D(或基因或基因) )传递给后代传递给后代, ,实际实际上是通过脱氧核苷酸的排列顺序来传递遗传信息的。上是通过脱氧核苷酸的排列顺序来传递遗传信息的。答案答案: :(1)(1)蛋白质蛋白质 含氮碱基含氮碱基 脱氧核糖脱氧核糖(2)11(2)1112 12 很多很多 成百上千成百上千(3)D(3)D在在A A上呈线性排列上呈线性排列(4)D(4)D是有遗传效应的是有遗传效应的C C的片段的片段(5)E(5)E(或脱氧核苷酸或脱氧核苷酸) A() A(或染色体或染色体) )(6)1 2(6)1 2(7)E(7)E(或脱氧核苷酸或或脱氧核苷酸或F F或碱基或碱基对或碱基或碱基对) )(8)D(8)D(或基因或基因) ) 脱氧核苷酸脱氧核苷酸【变式训练变式训练】下列关于染色体、下列关于染色体、DNADNA、基因三者之间关系的、基因三者之间关系的叙述中叙述中, ,不正确的是不正确的是( () )A.DNAA.DNA主要存在于染色体上主要存在于染色体上B.B.基因在基因在DNADNA分子上分子上C.C.一条染色体就是一个一条染色体就是一个DNADNA分子分子D.D.一个一个DNADNA分子上有很多个基因分子上有很多个基因【解析解析】选选C C。染色体包括。染色体包括DNADNA和蛋白质和蛋白质, ,但但DNADNA也存在于线粒体也存在于线粒体和叶绿体中和叶绿体中, ,因此因此DNADNA主要存在于染色体上主要存在于染色体上, ,但一条染色体不是但一条染色体不是一个一个DNADNA分子；一个分子；一个DNADNA上有许许多多个基因上有许许多多个基因, ,基因是有遗传效基因是有遗传效应的应的DNADNA片段。片段。DNADNA分子中碱基的计算方法分子中碱基的计算方法【典例典例】从某生物组织中提取从某生物组织中提取DNADNA进行分析进行分析, ,其中鸟嘌呤与胞嘧其中鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的啶之和占全部碱基数的46%,46%,又知该又知该DNADNA分子的一条链分子的一条链(H(H链链) )所含所含的碱基中的碱基中28%28%是腺嘌呤是腺嘌呤,24%,24%是胞嘧啶是胞嘧啶, ,则与则与H H链相对应的另一条链相对应的另一条链中链中, ,腺嘌呤、胞嘧啶分别占该链全部碱基数的腺嘌呤、胞嘧啶分别占该链全部碱基数的( () )A.26%A.26%、22% B.24%22% B.24%、28%28%C.14%C.14%、11% D.11%11% D.11%、14%14%【解析解析】选选A A。由题干可获取的主要信息有。由题干可获取的主要信息有: :DNADNA双链中双链中G=C=G=C=23%23%；H H链中链中A A占占28%,C28%,C占占24%24%。解答本题首先求出各类碱基占。解答本题首先求出各类碱基占全部碱基的比例全部碱基的比例, ,然后利用关系式然后利用关系式 =A%=A%计算并做出计算并做出判断。由判断。由DNADNA分子中分子中G G与与C C之和占全部碱基的之和占全部碱基的46%,46%,可知可知DNADNA分子中分子中A A与与T T之和占全部碱基的之和占全部碱基的54%,54%,则在则在DNADNA分子双链中分子双链中A=T=27%,G=C=A=T=27%,G=C=23%,H23%,H链中链中A A占占28%,C28%,C占占24%,24%,则与则与H H链相对应的另一条链中链相对应的另一条链中,A,A占占2 227%-28%=26%,C27%-28%=26%,C占占2 223%-24%=22%23%-24%=22%。12A %A %2【方法归纳方法归纳】根据根据A=T,G=C,A=T,G=C,图示如下图示如下: :链链A AG GC CT TT TC CC Cm m链链T TC CG GA AA AG GG Gm m则则: :简记为简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。(3)(3)设设 , ,则则且以且以链为模板合成的链为模板合成的RNARNA中中( )( )RNARNA= = 。简记为简记为“DNADNA两互补链中两互补链中, ,不配对的两碱基之和的比值乘积为不配对的两碱基之和的比值乘积为1 1”。(4)(4)在一个双链在一个双链DNADNA分子中分子中, ,某碱基占碱基总数的百分数等于每条某碱基占碱基总数的百分数等于每条链中该碱基所占比例的平均值。链中该碱基所占比例的平均值。即即= =AG()nTCAG1()UCnAGUC1nAA+A=2总【易错提醒易错提醒】上述所涉及的关系是针对双链上述所涉及的关系是针对双链DNADNA而言的而言的, ,单链单链DNADNA无上述关系。无上述关系。【变式训练变式训练】已知某双链已知某双链DNADNA分子中分子中,G,G与与C C之和占全部碱基总之和占全部碱基总数的数的34%,34%,其一条链中的其一条链中的T T与与C C分别占该链碱基总数的分别占该链碱基总数的32%32%和和18%,18%,则在它的互补链中则在它的互补链中,T,T和和C C分别占该链碱基总数的分别占该链碱基总数的( () )A.34%A.34%和和16% B.34%16% B.34%和和18%18%C.16%C.16%和和34% D.32%34% D.32%和和18%18%【解析解析】选选A A。设该。设该DNADNA分子的两条链分别为分子的两条链分别为1 1链和链和2 2链链, ,双链双链DNADNA分子中分子中,G,G与与C C之和占全部碱基总数的之和占全部碱基总数的34%,34%,则则A+TA+T占占66%,66%,又因为双又因为双链链DNADNA分子中分子中, ,互补配对的两种碱基之和占整个互补配对的两种碱基之和占整个DNADNA分子比例和分子比例和每条链中的比例相同每条链中的比例相同, ,因此因此A A1 1+T+T1 1=66%,G=66%,G1 1+C+C1 1=34%,=34%,又因为又因为T T1 1与与C C1 1分别占该链碱基总数的分别占该链碱基总数的32%32%和和18%,18%,则则A A1 1=66%-32%=34%=66%-32%=34%；G G1 1=34%-=34%-18%=16%,18%=16%,根据根据DNADNA分子的碱基互补配对关系分子的碱基互补配对关系, ,所以所以T T2 2=A=A1 1=34%,=34%,C C2 2=G=G1 1=16%=16%。1.19531.1953年年, ,沃森和克里克建立了沃森和克里克建立了DNADNA分子的结构模型。关于分子的结构模型。关于DNADNA分子双螺旋结构的特点分子双螺旋结构的特点, ,叙述错误的是叙述错误的是( () )A.DNAA.DNA分子由两条反向平行的链组成分子由两条反向平行的链组成B.B.脱氧核糖和磷酸交替连接脱氧核糖和磷酸交替连接, ,排列在外侧排列在外侧C.C.碱基对构成碱基对构成DNADNA分子的基本骨架分子的基本骨架D.D.两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对【解析解析】选选C C。DNADNA的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替排列构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替排列构成的。成的。2.2.关于关于DNADNA分子结构的叙述分子结构的叙述, ,不正确的是不正确的是( () )A.A.每个每个DNADNA分子一般都含有四种脱氧核苷酸分子一般都含有四种脱氧核苷酸B.B.每个每个DNADNA分子中的碱基、磷酸、脱氧核苷酸、脱氧核糖的数分子中的碱基、磷酸、脱氧核苷酸、脱氧核糖的数目是相等的目是相等的C.C.每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基D.D.双链双链DNADNA分子中的一段分子中的一段, ,如果有如果有4040个腺嘌呤个腺嘌呤, ,就一定同时含有就一定同时含有4040个胸腺嘧啶个胸腺嘧啶【解析解析】选选C C。DNADNA分子的结构单位是脱氧核苷酸分子的结构单位是脱氧核苷酸, ,在形成在形成DNADNA分分子时子时, ,相邻的脱氧核苷酸之间的磷酸和脱氧核糖之间形成了磷相邻的脱氧核苷酸之间的磷酸和脱氧核糖之间形成了磷酸二酯键酸二酯键, ,因此因此, ,除除DNADNA分子中处于两端的脱氧核糖之外分子中处于两端的脱氧核糖之外, ,其余脱其余脱氧核糖均连接有两个磷酸。氧核糖均连接有两个磷酸。3.3.某某DNADNA分子片段中分子片段中, ,胞嘧啶有胞嘧啶有240240个个, ,占全部碱基的占全部碱基的30%,30%,则该片则该片段中腺嘌呤有段中腺嘌呤有( () )A.240A.240个个B.160B.160个个C.800C.800个个D.48D.48个个【解析解析】选选B B。在。在DNADNA分子中分子中, ,由于遵循碱基互补配对原则由于遵循碱基互补配对原则, ,即即A=T,G=C,A=T,G=C,故当胞嘧啶有故当胞嘧啶有240240个个, ,占全部碱基的占全部碱基的30%30%时时, ,此片段的全此片段的全部碱基数为部碱基数为24024030%=80030%=800个个, ,腺嘌呤和胸腺嘧啶各占腺嘌呤和胸腺嘧啶各占20%,20%,通过通过计算可求得其分别有计算可求得其分别有160160个。个。4.4.用用1515N N标记细菌的标记细菌的DNADNA分子分子, ,再将它们放入含再将它们放入含1414N N的培养基中连的培养基中连续繁殖续繁殖4 4代代,a,a、b b、c c为为3 3种种DNADNA分子分子,a,a只含只含1515N,bN,b同时含同时含1414N N和和1515N,cN,c只含只含1414N,N,则如下图所示这三种则如下图所示这三种DNADNA分子的比例正确的是分子的比例正确的是( () )【解析解析】选选D D。假设亲代。假设亲代DNADNA分子为分子为n n个个, ,则繁殖则繁殖4 4代后代后,DNA,DNA分子分子总数为总数为16n,16n,其中其中, ,只含只含1515N N的的DNADNA分子为分子为0 0个个, ,同时含同时含1414N N和和1515N N的的DNADNA分子为分子为2n2n个个, ,只含只含1414N N的的DNADNA分子有分子有14n14n个个, ,则它们呈现的比例如则它们呈现的比例如D D图所示。图所示。5.5.下图是下图是DNADNA复制的有关图示。复制的有关图示。ABCABC表示大肠杆菌的表示大肠杆菌的DNADNA复复制片段制片段,DF,DF表示哺乳动物的表示哺乳动物的DNADNA分子复制片段。图中黑点表示分子复制片段。图中黑点表示复制起点复制起点,“”,“”表示复制方向表示复制方向,“,“ ”表示时间顺序。请回答表示时间顺序。请回答有关复制的一些问题有关复制的一些问题: :(1)C(1)C与与A A、F F与与D D相同相同,C,C、F F之所以能被如此准确地复制出来之所以能被如此准确地复制出来, ,是是因为因为DNADNA分子独特的分子独特的可以为复制提供精确的模板；可以为复制提供精确的模板；通过通过可以保证复制能够准确无误地进行。可以保证复制能够准确无误地进行。(2)DNA(2)DNA分子复制的时期是分子复制的时期是 , ,复制需要的基本条件是复制需要的基本条件是 。(3)A(3)AF F均有以下特点均有以下特点: :延伸的子链紧跟着解旋酶延伸的子链紧跟着解旋酶, ,这说明这说明DNADNA分分子的复制是子的复制是。(4)DNA(4)DNA分子的复制方式是半保留复制分子的复制方式是半保留复制, ,这种复制方式已在这种复制方式已在19581958年被科学家运用年被科学家运用技术得到证实。技术得到证实。【解析解析】(1)(1)因为因为DNADNA分子独特的双螺旋结构分子独特的双螺旋结构, ,可以为复制提供精可以为复制提供精确的模板；通过严格的碱基互补配对确的模板；通过严格的碱基互补配对( (原则原则),),可以保证复制能够可以保证复制能够准确无误地进行。因此准确无误地进行。因此C C、F F才能被准确地复制出来。才能被准确地复制出来。(2)DNA(2)DNA分子复制的时期是有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间分子复制的时期是有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期期, ,复制需要的基本条件是模板、原料、能量、酶。复制需要的基本条件是模板、原料、能量、酶。(3)DNA(3)DNA复制时复制时, ,解旋酶破坏氢键解旋酶破坏氢键, ,打开双链打开双链, ,然后合成子链然后合成子链, ,形成新形成新DNADNA片段片段, ,接着解旋酶又继续发挥作用接着解旋酶又继续发挥作用, ,所以所以DNADNA是边解旋边复制。是边解旋边复制。(4)DNA(4)DNA分子的复制方式是半保留复制分子的复制方式是半保留复制, ,这种复制方式已在这种复制方式已在19581958年年被科学家运用被科学家运用( (放射性放射性) )同位素示踪技术得到证实。同位素示踪技术得到证实。答案答案: :(1)(1)双螺旋结构双螺旋结构 碱基互补配对碱基互补配对( (原则原则) )(2)(2)有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 模板、原料、模板、原料、能量、酶能量、酶(3)(3)边解旋边复制边解旋边复制(4)(4)(放射性放射性) )同位素示踪同位素示踪6.(20126.(2012福建高考福建高考) )双脱氧核苷酸常用于双脱氧核苷酸常用于DNADNA测序测序, ,其结构与脱其结构与脱氧核苷酸相似氧核苷酸相似, ,能参与能参与DNADNA的合成的合成, ,且遵循碱基互补配对原则。且遵循碱基互补配对原则。DNADNA合成时合成时, ,在在DNADNA聚合酶作用下聚合酶作用下, ,若连接上的是双脱氧核苷酸若连接上的是双脱氧核苷酸, ,子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸, ,子链延伸继续。在子链延伸继续。在人工合成体系中人工合成体系中, ,有适量的序列为有适量的序列为GTACATACATGGTACATACATG的单链模板、胸的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和腺嘧啶双脱氧核苷酸和4 4种脱氧核苷酸。则以该单链为模板合种脱氧核苷酸。则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有成出的不同长度的子链最多有( () )A.2A.2种种B.3B.3种种C.4C.4种种D.5D.5种种【解题指南解题指南】解答本题的关键是解答本题的关键是: :(1)(1)注意题干关键信息注意题干关键信息: :双脱氧核苷酸结构与脱氧核苷酸相似双脱氧核苷酸结构与脱氧核苷酸相似, ,由此推出胸腺嘧啶双脱氧核苷酸与碱基由此推出胸腺嘧啶双脱氧核苷酸与碱基A A能发生碱基互补配对。能发生碱基互补配对。(2)(2)注意特殊情况注意特殊情况: :胸腺嘧啶双脱氧核苷酸未与碱基胸腺嘧啶双脱氧核苷酸未与碱基A A配对。配对。【解析解析】选选D D。由题干可知。由题干可知, ,胸腺嘧啶双脱氧核苷酸可以与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸可以与DNADNA序列中的碱基序列中的碱基A A发生互补配对发生互补配对, ,在人工合成的适量在人工合成的适量DNADNA序列中有序列中有4 4个碱基个碱基A,A,可以在可以在4 4处与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸发生碱基互补配处与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸发生碱基互补配对产生对产生4 4个不同的子链；若在这个不同的子链；若在这4 4处都没有发生碱基互补配对处都没有发生碱基互补配对, ,则产生第则产生第5 5种子链种子链, ,因此以该单链为模板最多能合成因此以该单链为模板最多能合成5 5种不同长种不同长度的子链。度的子链。7.(20117.(2011海南高考海南高考) )关于核酸生物合成的叙述关于核酸生物合成的叙述, ,错误的是错误的是( () )A.DNAA.DNA的复制需要消耗能量的复制需要消耗能量B.RNAB.RNA分子可作为分子可作为DNADNA合成的模板合成的模板C.C.真核生物的大部分核酸在细胞核中合成真核生物的大部分核酸在细胞核中合成D.D.真核细胞染色体真核细胞染色体DNADNA的复制发生在有丝分裂前期的复制发生在有丝分裂前期【解析解析】选选D D。A A项项,DNA,DNA的复制需要线粒体提供能量；的复制需要线粒体提供能量；B B项项,RNA,RNA可可以逆转录合成以逆转录合成DNA,DNA,因此某些逆转录病毒可以把因此某些逆转录病毒可以把RNARNA分子作为分子作为DNADNA合成的模板；合成的模板；C C项项,DNA,DNA的复制及的复制及mRNAmRNA、tRNAtRNA的合成都主要是在细的合成都主要是在细胞核中完成的；胞核中完成的；D D项项, ,真核细胞染色体真核细胞染色体DNADNA的复制发生在有丝分裂的复制发生在有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。的间期和减数第一次分裂前的间期。8.(20118.(2011安徽高考安徽高考) )甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程程, ,下列叙述正确的是下列叙述正确的是( () )A.A.甲、乙所示过程通过半保留方式进行甲、乙所示过程通过半保留方式进行, ,合成的产物是双链核合成的产物是双链核酸分子酸分子B.B.甲所示过程在细胞核内进行甲所示过程在细胞核内进行, ,乙在细胞质基质中进行乙在细胞质基质中进行C.DNAC.DNA分子解旋时分子解旋时, ,甲所示过程不需要解旋酶甲所示过程不需要解旋酶, ,乙需要解旋酶乙需要解旋酶D.D.一个细胞周期中一个细胞周期中, ,甲所示过程在每个起点只起始一次甲所示过程在每个起点只起始一次, ,乙可起乙可起始多次始多次【解析解析】选选D D。甲图。甲图, ,每一起点处每一起点处DNADNA的两条链都作为模板的两条链都作为模板, ,且双且双向延伸向延伸, ,因此甲为因此甲为DNADNA的复制；乙图的复制；乙图, ,每一起点处每一起点处DNADNA的一条链作的一条链作为模板为模板, ,且单向延伸且单向延伸, ,因此乙为转录因此乙为转录, ,只有甲通过半保留方式进只有甲通过半保留方式进行行, ,合成的产物是双链核酸分子。甲、乙所示过程都主要在细合成的产物是双链核酸分子。甲、乙所示过程都主要在细胞核内进行胞核内进行, ,都不能在细胞质基质中进行；甲、乙所示过程都都不能在细胞质基质中进行；甲、乙所示过程都需要解旋酶；一个细胞周期中需要解旋酶；一个细胞周期中,DNA,DNA只复制一次只复制一次, ,转录可进行多转录可进行多次。次。9.(20109.(2010上海高考上海高考) )细胞内某一细胞内某一DNADNA片段中有片段中有30%30%的碱基为的碱基为A,A,则该片段中则该片段中( () )A.GA.G的含量为的含量为30% B.U30% B.U的含量为的含量为30%30%C.C.嘌呤含量为嘌呤含量为50% D.50% D.嘧啶含量为嘧啶含量为40%40%【解析解析】选选C C。DNADNA分子中不含分子中不含U,U,其中其中A=TA=T、G=CG=C、嘌呤碱基、嘌呤碱基= =嘧嘧啶碱基啶碱基=50%=50%。
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