DNA分子结构与复制.doc

DNA分子的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA片段一、DNA分子的结构1 DNA分子的化学组成(1)基本组成元素：C、H、O、N、P。(2)基本单位2 DNA分子的结构(1)主要特点两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋而成。脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，即：遵循碱基互补配对原则(2)空间结构：规则的双螺旋结构。（3）要点分析DNA分子中之间的数量比为111。 使碱基对中氢键打开的方法有：用解旋酶断裂，加热断裂。除DNA末端的两个脱氧核糖外，其余每个脱氧核糖连接着2个磷酸。每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个。在DNA分子的一条单链中相邻的碱基A与T通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连接。若碱基对为n，则氢键数为2n3n；若已知A有m个，则氢键数为3nm。DNA初步水解产物是脱氧核苷酸，彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。3DNA分子的特性(1)相对稳定性：DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。(2)多样性：不同的DNA分子中脱氧核苷酸的数目不同，排列顺序多种多样。若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种。(3)特异性：每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。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相等，即AT，CG。规律2：任意两个不互补的碱基和占总碱基的50%。规律3：一条链中互补碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和。规律4：若一条链中，n，则另一条链中n，n。规律5：若一条链中K，则另一条链中，1。提升训练1 判断下列有关DNA分子结构的叙述：(1)DNA分子由4种脱氧核苷酸组成()(2)DNA单链上相邻碱基以氢键连接()(3)碱基与磷酸基相连接()(4)磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链基本骨架()(5)DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的()(6)双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数()(7)分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同()(8)沃森和克里克研究DNA分子的结构时，运用了构建物理模型的方法()(9)DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸基和一个含氮碱基()(10)嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了DNA分子空间结构的相对稳定()2 如图为DNA分子结构示意图，对该图的正确的描述是(双选)（）A和相间排列，构成了DNA分子的基本骨架B的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸CDNA聚合酶用于的形成DDNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息答案AD3 20世纪50年代初，有人对多种生物DNA做了碱基定量分析，发现(AT)/(CG)的比值如下表。结合所学知识，你认为能得出的结论是()DNA来源大肠杆菌小麦鼠猪肝猪胸腺猪脾(AT)/ (CG)1.011.211.211.431.431.43A猪的DNA结构比大肠杆菌的DNA结构更稳定一些B小麦和鼠的DNA所携带的遗传信息相同C小麦DNA中(AT)的数量是鼠DNA中(CG)数量的1.21倍D同一生物不同组织的DNA碱基组成相同答案D4 在一个DNA分子中，碱基总数为a，A碱基数为b，则下列有关数目正确的是()脱氧核苷酸数脱氧核糖数磷酸数碱基数aATb GC(a2b)/2 AGCTA仅正确 B仅正确C仅正确 D答案D二、DNA分子的复制（一）基本知识1概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。2时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。3条件4过程：DNA两条母链形成子链新DNA分子。5方式：半保留复制。6特点：边解旋边复制。7意义：将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。（二）真核生物染色体上DNA分子复制过程：1.图中DNA复制的场所是细胞核。2.图中DNA分子复制是从多个起点开始的，但不同时开始，复制开始时间右边最早。3.图中DNA分子复制的特点有：边解旋边复制、多起点复制、双向复制、半保留复制。4.图中DNA复制需要的酶有解旋酶和DNA聚合酶。5.真核生物的这种复制方式的意义是：提高了复制速率。（三）DNA复制的有关计算1.DNA复制为半保留复制，若将亲代DNA分子复制n代，其结果分析如下：(1)子代DNA分子数为2n个。含有亲代链的DNA分子数为2个。不含亲代链的DNA分子数为2n2个。含子代链的DNA有2n个。(2)子代脱氧核苷酸链数为2n1条。亲代脱氧核苷酸链数为2条。新合成的脱氧核苷酸链数为2n12条。2.消耗的脱氧核苷酸数若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m(2n1)个。第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m2n1个。提升训练2 已知某双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的()A34%和16% B34%和18% C16%和34% D32%和18%答案A3 某DNA分子含m对碱基，其中腺嘌呤有A个。下列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述中，错误的是()A在第一次复制时，需要(mA)个 B在第二次复制时，需要2(mA)个C在第n次复制时，需要2n1(mA)个 D在n次复制过程中，总共需要2n(mA)个答案D4假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000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3105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149 D该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变答案C三、基因是有遗传效应的DNA片段1 基因、DNA和染色体的关系：2 基因的基本功能包括：遗传信息的传递；遗传信息的表达。提升训练：1 观察下面图一、图二，回答相关内容：(1)据图一分析得出基因与染色体的关系是：基因在染色体上呈线性排列。染色体由DNA和蛋白质构成，一个DNA上有许多个基因，构成基因的碱基数小于(填“大于”或“小于”或“等于”)DNA分子的碱基总数。基因的本质是有遗传效应的DNA片段。遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。(2)将代表下列结构的字母填入图二中的相应横线上a染色体bDNAc基因d脱氧核苷酸2.科学研究发现，小鼠体内HMIGIC基因与肥胖直接相关。具有HMIGIC基因缺陷的实验小鼠与作为对照的正常小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组小鼠变得十分肥胖，而具有HMIGIC基因缺陷的实验小鼠体重仍然保持正常，说明()A基因在DNA上 B基因在染色体上 C基因具有遗传效应 DDNA具有遗传效应答案C3 如图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，从中得到的正确结论是()AR基因中与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸基和一个碱基BR、S、N、O互为非等位基因C果蝇的每个基因是由成百上千个核糖核苷酸组成的D每个基因中有一个碱基对的替换，都会引起生物性状的改变答案B四、知识回顾总结总结：提能训练1 下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是()A基因一定位于染色体上B基因在染色体上呈线性排列C四种脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了基因的多样性和特异性D一条染色体上含有1个或2个DNA分子答案A2 下列关于DNA复制的叙述，正确的是()ADNA复制时，严格遵循AU、CG的碱基互补配对原则BDNA复制时，两条脱氧核苷酸链均可作为模板CDNA分子全部解旋后才开始进行DNA复制D脱氧核苷酸必须在DNA酶的作用下才能连接形成子链答案B3 某DNA分子中含腺嘌呤200个，复制数次后，消耗了周围环境中的腺嘌呤脱氧核苷酸3 000个，该DNA复制了()A三次 B四次 C五次 D六次答案B4 有关真核细胞DNA分子的复制，下列叙述正确的是()A复制过程中先是全部解旋，再半保留复制B复制过程中不需要消耗ATPCDNA聚合酶催化两个游离的脱氧核苷酸之间的连接D复制后产生的两个子代DNA分子共含有4个游离的磷酸基团答案D5 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。如图表示DNA分子中GC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 ()A一般地说，DNA分子的Tm值与GC含量呈正相关BTm值相同的DNA分子中GC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DDNA分子中G与C之间的氢键总数比A与T之间多答案D6 细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再将其移入含14N的培养基中培养，抽取亲代及子代的DNA，离心分离，如图为可能的结果，下列叙述错误的是 ()A子一代DNA应为 B子二代DNA应为C子三代DNA应为 D亲代的DNA应为答案C7 科学家用15N标记的NH4Cl培养液来培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖两代，然后收集并提取DNA，再将提取的DNA进行密度梯度离心。离心后试管中DNA的位置是()A全部位于下层 B一半居中，一半位于上层C全部居中 D一半居中，一半位于下层答案D8蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷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分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是()A每条染色体的两条单体都被标记 B每条染色体中都只有一条单体被标记C只有半数的染色体中一条单体被标记 D每条染色体的两条单体都不被标记答案B9 双脱氧核苷酸常用于DNA测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与DNA的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA合成时，在DNA聚合酶作用下，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，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的序列为GTACATACATG的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4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()A2种 B3种 C4种 D5种答案D解析根据题意，在合成子链时，胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸在与腺嘌呤脱氧核苷酸配对时存在竞争关系，当胸腺嘧啶双脱氧核苷酸与腺嘌呤脱氧核苷酸配对时，子链延伸终止，不再继续合成子链。因此，子链的合成可能会在碱基A的位点终止，所以会形成含有3个、5个、7个、9个和11个(只有胸腺嘧啶脱氧核苷酸与腺嘌呤脱氧核苷酸配对)共5种不同长度的子链。三、非选择题10下图是某DNA分子的局部结构示意图，请据图回答下列问题。(1)写出图中序号代表的结构的中文名称：_，_，_，_。(2)图中DNA片段中碱基对有_对，该DNA分子应有_个游离的磷酸基团。(3)从主链上看，两条单链方向_，从碱基关系看，两条单链_。(4)如果将14N标记的细胞培养在15N标记的脱氧核苷酸的培养液中，此图所示的_(填图中序号)中可测到15N。若细胞在该培养液中分裂四次，该DNA分子也复制四次，则得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例为_。(5)若该DNA分子共有a个碱基，其中腺嘌呤有m个，则该DNA分子复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为_个。答案(1)胞嘧啶脱氧核糖胸腺嘧啶脱氧核苷酸一条脱氧核苷酸链的片段(2)42(3)反向平行互补配对(4)18(5)15(a/2m)11科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。组别1组2组3组4组培养液中唯一氮源14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl繁殖代数多代多代一代两代培养产物ABB的子代B的子代操作提取DNA并离心离心结果仅为轻带(14N/14N)仅为重带(15N/15N)仅为中带(15N/14N)1/2轻带(14N/14N) 1/2中带(15N/14N)请分析并回答：(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过_代培养，且培养液中的_是唯一氮源。(2)综合分析本实验的DNA离心结果，第_组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与第_组和第_组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是_。(3)分析讨论：若子代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于_，据此可判断DNA分子的复制方式不是_复制。若将子代DNA双链分开后再离心，其结果_(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。若在同等条件下将子代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置_，放射性强度发生变化的是_带。若某次实验的结果中，子代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成DNA单链中的N尚有少部分为_。答案(1)多15NH4Cl(2)312半保留复制(3)B半保留不能没有变化轻15N15如图为DNA复制的图解，请据图回答下列问题：(1)DNA复制发生在_。(2)过程称为_。(3)中的子链是_。(4)过程必须遵循_原则。(5)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子，由此说明DNA复制具有_的特点。(6)用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，若该DNA分子在14N的培养基中连续复制四次，则结果不可能是 ()A含有15N的DNA分子占1/8 B含有14N的DNA分子占7/8C复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个 D共产生16个DNA分子(7)具有N个碱基对的一个DNA分子片段中，含有m个腺嘌呤脱氧核苷酸。该片段完成n次复制需要_个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。该片段完成