DNA分子的结构复制 教研教案高中生物.docx

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DNA分子的结构复制教研教案高中生物

DNA分子的结构、复制

基因是有遗传效应的DNA片段

【考纲要求及热点导学】

考纲要求

热点问题透视

1．DNA分子结构的主要特点B

2．基因和遗传信息的关系B

3．DNA分子的复制B

1．DNA分子的结构特点、复制及相关计算

2．基因与DNA、染色体、遗传信息、脱氧核苷酸之间的关系

【核心知识讲解】

一、DNA分子的结构及相关计算

1．DNA分子的组成

2．平面结构与空间结构

[拓展提升]

（1）脱氧核苷酸聚合形成长链的过程中产生水；

（2）DNA分子结构可简记为5种元素，4种碱基（脱氧核苷酸），3种小分子，2条长链，1个双螺旋；

（3）每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个；之间的数量关系为1∶1∶1；

（4）○和

之间的化学键为磷酸二酯键，用限制性核酸内切酶处理可切断，用DNA聚合酶和DNA连接酶处理可连接；磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA的基本骨架；

（5）之间的化学键为氢键，可用解旋酶使其断裂，也可加热使其断裂；A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键，C－G对占比例越大，DNA结构越稳定；

（6）每个脱氧核糖连接着2个磷酸；在同一条脱氧核苷酸链中，相邻2个碱基之间通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖间接相连；

（7）一个双链DNA分子中，A＝T、C＝G，则A＋G＝C＋T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。

3．DNA分子的结构特点

（1）稳定性

（2）多样性：

DNA分子中碱基对排列顺序多种多样。

（3）特异性：

每种生物的DNA分子都有特定的碱基顺序，储存有特定的遗传信息。

[思维拓展]　

（1）决定DNA分子特异性的是

。

（2）DNA分子的多样性和特异性从分子水平上解释了生物体具有多样性和特异性的原因。

（3）DNA分子中碱基对（脱氧核糖核苷酸）排列顺序代表的是遗传信息，若一DNA分子由n个碱基对构成，则可代表的遗传信息有4n种（注：

n是碱基的对数）。

例1．在DNA分子的一条单链中，相邻的碱基A与T是通过下列哪种结构连接起来的A．氢键B．脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖

C．肽键D．磷酸—脱氧核糖—磷酸

例2．（2011·聊城模拟）如下图为DNA分子结构示意图，对该图的正确描述是（　　）

A．②和③相间排列，构成DNA分子的基本骨架

B．④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸

C．当DNA复制时，⑨的形成需要DNA连接酶

D．DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息

例3．（2010·江苏）下列关于核酸的叙述中，正确的（　　）

A．DNA和RNA中的五碳糖相同

B．组成DNA与ATP的元素种类不同

C．T2噬菌体的遗传信息贮存在RNA中

D．双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数

例4．下列对双链DNA分子的叙述，哪项是不正确的（　　）

A．若一条链G的数目为C的2倍，则另一条链G的数目为C的0.5倍

B．若一条链A和T的数目相等，则另一条链A和T的数目也相等

C．若一条链的A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链相应碱基比为2∶1∶4∶3

D．若一条链的G∶T＝1∶2，另一条链的C∶A＝2∶1

例5．（2010·济宁模拟）下列关于DNA分子结构的叙述中错误的是（　　）

A．每个双链DNA分子最多含有四种脱氧核苷酸

B．每个碱基分子上均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖

C．每个DNA分子中碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数

D．一段双链DNA分子中若含有40个胞嘧啶，就会同时含有40个鸟嘌呤

例6．甲生物核酸的碱基组成为：

嘌呤占46%、嘧啶占54%，乙生物遗传物质的碱基比例为：

嘌呤占34%、嘧啶占66%，则甲、乙生物可能是（　　）

A．蓝藻、变形虫B．T2噬菌体、豌豆

C．硝化细菌、绵羊D．肺炎双球菌、烟草花叶病毒

二、DNA分子的复制

概念

以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程

时期

体细胞：

有丝分裂的间期

原始生殖细胞：

减数第一次分裂前的间期

条件

模板：

亲代DNA分子的2条链

原料：

4种游离的脱氧核苷酸

能量：

ATP

酶：

解旋酶、DNA聚合酶等

过程

边解旋边复制：

解旋→合成子链→母链、子链组成双螺旋结构

特点

半保留复制：

新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链（模板链）

结果

一个DNA分子形成了两个DNA分子

意义

保持了遗传信息的连续性

例7．（2010·韶关模拟）用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在14N的培养基中连续复制4次，其结果不可能是（　　）

A．含有15N的DNA分子占1/8B．含有14N的DNA分子占7/8

C．复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸600个D．复制结果共产生16个DNA分子

例8．（2010·山东卷）蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷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

例9．（2010·南通联考）某DNA分子中含有1000个碱基对（P元素只是32P）。

若将该DNA分子放在只含31P的脱氧核苷酸的培养液中让其复制两次，则子代DNA的相对分子质量平均比原来（　　）

A．减少1500B．增加1500

C．增加1000D．减少1000

例10．（2009·江苏卷）下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，有关叙述错误的是（　　）

A．图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的

B．图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的

C．真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶

D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率

三、基因与脱氧核苷酸、DNA和染色体之间的关系

关　系

内　　容

基因与脱氧核苷酸

基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，

基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息

基因与DNA

基因是有遗传效应的DNA片段，每个DNA分子上有很多个基因

基因与染色体

基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体

图　示

例11．对染色体、DNA、基因三者之间关系的叙述中，错误的是（　　）

A．每条染色体上含有一个或两个DNA分子，DNA分子上含有多个基因

B．都能复制、分离和传递，且三者行为一致

C．三者都是生物细胞内的遗传物质

D．在生物的传宗接代中，染色体的行为决定着DNA和基因的行为

例12．（2010·江苏南通一模）下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是（　　）

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和一个碱基

B．基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因

C．一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的

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

例15．假定某高等生物体细胞内的染色体数是10条，其中染色体中的DNA用3H胸腺嘧啶标记，将该体细胞放入不含有标记的培养液中连续培养2代，则在形成第2代细胞时的有丝分裂后期，没有被标记的染色体数为（　　）

A．5条B．40条C．20条D．10条

【课后作业】

1．分析一个DNA时，发现20%的脱氧核苷酸含有鸟嘌呤，由此可知，该分子中一条链上腺嘌呤含量的最大值可占此链碱基数的：

（）

A．60%B.30%C.40%D.80%

2.双链DNA分子中，G占碱基总数的38%，其中一条链中的T占5%，那么另一条链中的T占该链的：

A．19%B.38%C.5%D.76%

3.DNA分子下列碱基数量比能说明自然界生物多样性的是：

（）

A．A+C/T+GB.A+T/G+CC.A+G/T+CD.A+G/T+G

4.已知A和T间有2个氢键，G和C间有3个氢键，甲DNA分子有30%的腺嘌呤，乙DNA分子有30%鸟嘌呤，对这两个DNA分子结构稳定性判断正确的是：

（）

A．甲强于乙B.乙强于甲C.甲等于乙D.无法判断

5.某DNA分子有100个碱基对，其中鸟嘌呤30个，则该DNA分子中的氢键和游离

的磷酸基个数分别是：

（）

A．230和2B.130和4C.230和4D.260和2

6.生物界这样形形色色，丰富多彩的根本原因在于（）

蛋白质的多种多样B.DNA分子的多种多样

C.自然环境的多种多样D.非同源染色体组合形式多样

7．每个脱氧核苷酸是由哪几部分组成的（）

A．二分子磷酸，一分子脱氧核糖和二分子含氮碱基

A．三分子磷酸，一分子脱氧核糖和四分子含氮碱基

B．一分子磷酸，一分子脱氧核糖和四分子含氮碱基

C．一分子磷酸，一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基

8．某DNA分子含腺嘌呤200个，占碱基总数的20%，该DNA分子中含胞嘧啶（）

A．350B.200C.300D.600

9．DNA分子的基本骨架是（）

A．通过氢键相互连接的碱基对B.通过氢键相互连接的核苷酸对

C.交替连接的脱氧核糖和磷酸D.通过共价键依次相连的脱氧核糖和碱基

10．一个植物细胞处在有丝分裂的中期，其染色体数，染色单体数和脱氧核苷酸链数比值为（）

A．1：

2：

4B.1：

2：

2C.1：

1：

2D.2：

2：

1

11．由120个碱基组成的DNA分子片段，可因其碱基对组成和序列的不同而携带不同的遗传信息，其种类最多可达（）

A．4120B.1204C.460D.604

12．下面关于DNA分子结构的叙述错误的是（）

A.每个DNA分子中一般都含有四种脱氧核苷酸

B.每个DNA分子中，都是碱基数=磷酸数=脱氧核苷酸数=脱氧核糖数

C.双链DNA分子中的一段，若含有40个腺嘌呤，就一定会同时含有40个胸腺嘧啶

D.每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基

13．一段多核苷酸链中的碱基组成为30%的A，30%的C，20%的G，20%的T.它是一段（）

A．双链DNAB.单链DNAC.双链RNAD.单链RNA

14所有病毒的遗传物质是（）

A．都是DNAB.都是RNAC.DNA和RNAD.DNA或RNA

15在含有四种碱基的DNA区段中，有腺嘌呤a个，占该区段全部碱基的比例为b,则

A.b≤0.5B.b≥0.5C.胞嘧啶为a（1/2b-1）个D.胞嘧啶为b（1/2b-1）个

16.关于DNA的描述错误的是（）

A.每一个DNA分子由两条平行的脱氧核苷酸链缠绕而成

B.两条链的碱基以严格的互补关系配对

C.DNA双链的互补碱基对之间以氢键相连

D.两条链反向平行排列

17.为保持DNA两条脱氧核苷酸链之间的距离不变，碱基对应保持（）

A．A-T碱基对相等B.G-C碱基对相等

C.A-T；G-C碱基对都相等D.A-G；T-C碱基对相等

18.DNA双螺旋结构模型的提出，标志着人类对于生命本质的认识，已经发展到（）

A．分子水平B.细胞水平C.个体水平D.群体水平

19.DNA的一条链中，（G+C）/（A+C）=2，（A+T）/（G+C）=0.5，则该DNA分子中另一条互补链上同样的碱基比例分别为（）

A．2和2B.0.5和0.5C.2和0.5D.0.5和2

20.已知1个DNA分子中有4000个碱基对，其中胞嘧啶有2200个，这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是（）

A.4000个和900个B.4000个和1800个

C.8000个和1800个D.8000个和3600个

二、填空题

21．在空间结构上，已知DNA双链是围绕一个中心轴，形成规则的梯状双螺旋结构.每个螺旋包含10对碱基，每相邻的两对碱基之间的距离为0.34纳米.如果一个脱氧核苷酸的平均分子量为350，问：

（1）人类二倍体细胞含有DNA6×10-12，其总长度是多少？

______________.

（2）真核生物的细胞的细胞核直径一般为（10-20）um，根据上述结果，你怎样解释DNA在细胞内的存在状态？

_____________________________________________________________________________________.

22．DNA是主要的遗传物质：

（1）已知10-8gDNA中有1000个碱基对，而一个碱基对长0.34nm，,试计算长度是由地球到月球距离（3.4

105m）的DNA质量.

（2）已知人类细胞能合成50000种不同的蛋白质，平均每种蛋白质由300个氨基酸构成，而合成这些蛋白质仅用了DNA碱基对的2%，请计算一个DNA分子有多少个碱基对？

（3）噬菌体M13的DNA有如下碱基组成：

A23%，T36%，G21%，C20%，问这是一种什么DNA？

23.（5分）右下图为DNA片段示意图，请据图回答：

（1）请指出该图的错误：

（2）该示意图中含有种核苷酸。

（3）DNA分子复制时要解旋，应在何处分开（）

A．1和2B．2和3

C．3和4D．5和6

（4）若在该DNA分子的某片段中，有腺嘌呤P个，

占该片段全部碱基的比例为

（M>2N），则该片

段有胞嘧啶个。

（5）若该DNA分子共有a个碱基，其中含胞嘧啶m个，如该DNA分子连续复制3次，需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为。

1．在DNA复制的过程中，DNA分子首先利用细胞提供的能量，在的作用下，把两条螺旋的双链

解开（）

A．DNA连接酶；B.DNA酶；C.DNA解旋酶；D.DNA聚合酶.

2．1条染色体含有1个双链的DNA分子，那么，1个四分体中含有：

（）

A．4条染色体，4个DNA分子B.2条染色体，4条脱氧核苷酸链

C.2条染色体，8条脱氧核苷酸链D.4条染色体，4条脱氧核苷酸链

3．DNA分子具有多样性的原因是：

（）

A．DNA是由4种脱氧核苷酸组成的；B.DNA的分子量很大；

C.DNA具有规则的双螺旋结构；D.DNA的碱基对有很多种不同的排列顺序.4．构成双链DNA的碱基是A、G、C、T4种，下列那种比例因生物种类不同而变化（）

A．（G+C）/（A+T）B.（A+C）/（G+T）C.（A+G）/（C+T）D.G/C

5．一个由15N标记的DNA分子，放在没有标记的环境中培养，复制5次后标记的DNA

分子占DNA分子总数的（）

A．1/10B.1/5C.1/16D.1/25

6.某DNA分子共有a个碱基，其中含胞嘧啶m个，则该DNA分子复制3次，

需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为（）

A．7（a-m）B.8（a-m）C.7（a/2-m）D.8（2a-m）

7.生物界这样形形色色、丰富多彩的根本原因在于（）

A．蛋白质的多样性；B.DNA分子的复杂多样；

C.自然环境的多种多样；D.非同源染色体组合形式多样.

8.由120个碱基组成的DNA分子片段，可因其碱基对组成和序列的不同而携带不同的遗传信息，其种类数最多可达（）

A．4120B.1204C.460D.604

9.决定DNA遗传特异性的是（）

A.脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特点

B.嘌呤总数与嘧啶总数的比值

C.碱基互补配对原则

D.碱基排列顺序

10．1个DNA复制成2个DNA，这两个携带完全相同遗传信息的DNA分子彼此分离发生在（）

A．细胞分裂间期

B．减数第一次分裂后期

C．减数第一次分裂后期和有丝分裂后期

D．减数第二次分裂后期和有丝分裂后期

11．有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构有一个腺嘌呤，则它的其他组成应是（）

A．三个磷酸、三个脱氧核苷酸和一个胸腺嘧啶

B．两个磷酸、两个脱氧核苷酸和一个胞嘧啶

C．两个磷酸、两个脱氧核苷酸和一个胸腺嘧啶

D．两个磷酸、两个脱氧核苷酸和一个尿嘧啶

12．DNA分子的多样性和特异性分别决定于（）

A．碱基对有不同的排列顺序和特定的碱基排列顺序

B．细胞分裂的多样性和DNA复制的稳定性

C．碱基对有不同的排列顺序和碱基互补配对原则

D．DNA分子的双螺旋结构和解旋酶的特异性

13．实验室内模拟生物的DNA复制必需的一组条件是（）

①ATP②DNA分子③酶④转运RNA⑤信使RNA⑥游离的脱氧核苷酸

⑦适宜的酸碱度⑧适宜的温度

A．①②③⑥⑦⑧B.①②③④⑤⑥C.①②③⑤⑦⑧D.②③④⑤⑥⑦

14．假设将含有一对同源染色体的精原细胞的DNA分子用15N标记，并供给14N的原料，

该细胞进行减数分裂产生的4个精子中，含15N标记的DNA的精子所占的比例为（）

A．0B.25%C.50%D.100%

15．在含有4种碱基的DNA区段中，有腺嘌呤a个，占该区段全部碱基的比例为b.下列说法中，

正确的是（）

A．b≤0.5B.b≥0.5

C.胞嘧啶为a（1/2b—1）个D.胞嘧啶为b（1/2a—1）个

16．若在一双链DNA分子中鸟嘌呤和胞嘧啶之和占碱基总和的44%，在其中的一条链中A和C分别占该链碱基数的22%和30%，那么在另一条链中腺嘌呤和胞嘧啶分别占该链碱基数的比值为（）

A．34%、14%B.22%、30%C.14%、34%

D.20%、28%

17．下列有关DNA的叙述正确的是（）

A．同一生物个体各种体细胞核中的DNA，具有相同的碱基组成

B.双链DNA分子的碱基含量是A+T=C+G或A+C=G+T

C.细胞缺水和营养不足将影响DNA的碱基组成

D.DNA只存在于生物的细胞中

18．DNA分子在复制完成后，新合成的那条子链的脱氧核苷酸的序列应与（）

A．模板母链相同B.非模板母链相同

C．两条模板母链相同D.两条模板母链不相同

19．若DNA分子的一条链中（A+T）/（C+G）=a，则其互补链中该比值以及整个DNA分子中该比值依次为

A．a、aB.1/a、aC.1、1D.1/a、1/a

20．现有一待测核酸样品，经检测后，对碱基个数统计和计算得到下列结果：

（A+T）/（C+G）=1，（A+G）/（T+C）=1根据此结果，该样品（）

A．无法确定是脱氧核酸还是核糖核酸

B.可被确定为双链DNA

C.无法被确定是单链还是双链DNA

D.可被确定为单链DNA

二、填空题

21．根据DNA分子复制的过程回答下列问题：

（1）DNA分子的能够为复制提供精确的模板；它的保证了复制能准确无误的进行.

（2）DNA复制的时间一般是和.

（3）DNA复制所需的原料是，它们能严格地“对号入座”是因为.

（4）形成的子代DNA分子含有一条和一条，因此，DNA分子的复制方式被称为复制.

（5）子代DNA分子和亲代DNA分子的碱基对排列顺序是的；而子代DNA的母链与新链之间的碱基排列顺序是的.

（6）如果一个DNA分子连续复制3次，则形成的新DNA分子中，有条新合成的多核苷酸链.

22．康贝格（Kornberg）曾以噬菌体为引子，用四种脱氧核苷酸为原料，加入适量ATP和DNA聚合酶，在试管中把游离的脱氧核苷酸合成了噬菌体DNA，这种半人工合成的DNA也能够在宿主（细菌）体内繁殖.请据此回答下列问题：

（1）该实验说明的问题是.

（2）加入ATP的目的是，说明该过程是.

（3）加入DNA聚合酶的目的是.

（4）若DNA是在细菌细胞内合成的，则其场所是；若在真菌细胞内合成的，其场所可能是.若在高等植物叶肉细胞内合成，其场所又可能是.

分析下图，回答有关问题：

（1）图中B是，F是，G是.

（2）1个A与C有两种比例关系：

和，每个C含有个D，每个D可以有个E组成.

（3）D与A的位置关系是.

（4）从分子水平看，D与C的关系是.

（5）C的基因组成单位是图中.D的主要载体是图中的，除此之外，

和也是D由亲代传递给子代的载体.

（6）在E构成的链中，与1分子G相连接的有分子的F和分子的H.

（7）遗传信息是D中排列顺序.

（8）生物的性状遗传主要通过A上的传递给后代，实际上是通过

的排列顺序来传递遗传信息.