2018年高中生物 第四章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第二節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制教學(xué)案 蘇教版必修2

《2018年高中生物 第四章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第二節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制教學(xué)案 蘇教版必修2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018年高中生物 第四章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第二節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制教學(xué)案 蘇教版必修2（20頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第二節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.DNA分子結(jié)構(gòu)的探究歷程2DNA分子的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3DNA分子的復(fù)制過程及特點(diǎn)4米西爾森和斯塔爾證明DNA分子復(fù)制方式的實(shí)驗(yàn)教材梳理一、DNA分子的結(jié)構(gòu)1DNA分子結(jié)構(gòu)的探索歷程時(shí)期科學(xué)家成果20世紀(jì)30年代后期瑞典科學(xué)家證明DNA是不對(duì)稱的1951年查哥夫(美)定量分析DNA分子的堿基組成，發(fā)現(xiàn)腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量，鳥嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量1952年富蘭克琳(英)確認(rèn)DNA為螺旋結(jié)構(gòu)，而不是由一條鏈構(gòu)成的1953年沃森(美)和克里克(英)提出DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型2.DNA分子的基本組成單位DNA的基本組成

2、單位是脫氧核苷酸，如圖所示：(1)組成：磷酸；脫氧核糖；含氮堿基。(2)堿基：A：腺嘌呤；G：鳥嘌呤；C：胞嘧啶；T：胸腺嘧啶。3DNA分子的立體結(jié)構(gòu)(1)整體：由兩條脫氧核苷酸鏈反向平行盤旋而成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。(2)外側(cè)基本骨架：由脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成。(3)內(nèi)側(cè)堿基對(duì)：由兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對(duì)，是按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則連接而成的，即A與T配對(duì)、G與C配對(duì)。4DNA分子的多樣性和特異性(1)多樣性：堿基對(duì)排列順序的千變?nèi)f化。(2)特異性：特定的堿基對(duì)排列順序構(gòu)成了每一個(gè)DNA分子的特異性。二、DNA分子的復(fù)制1DNA復(fù)制的概念、時(shí)期、場(chǎng)所及條件(1)概念：以親代DNA分子為模板合

3、成子代DNA分子的過程。(2)時(shí)期：細(xì)胞有絲分裂間期和減數(shù)分裂的間期。(3)場(chǎng)所：細(xì)胞核(主要)。(4)DNA復(fù)制的條件：模板：DNA分子的兩條鏈。原料：游離的四種脫氧核苷酸。能量：由細(xì)胞提供。酶：解旋酶和DNA聚合酶等。2過程3特點(diǎn)邊解旋邊復(fù)制；半保留方式復(fù)制。4準(zhǔn)確復(fù)制的原因和意義(1)原因DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板；通過堿基互補(bǔ)配對(duì)，保證了復(fù)制能夠精確地進(jìn)行。(2)意義：使遺傳信息從親代傳給子代，從而確保了遺傳信息的連續(xù)性。牛刀小試一、DNA分子的結(jié)構(gòu)1觀察教材P68圖48，結(jié)合制作模型體驗(yàn)，探討下列問題：(1)DNA分子中同一條鏈和兩條鏈中連接相鄰兩個(gè)堿基的結(jié)構(gòu)有

4、何不同？提示：同一條鏈中連接相鄰兩個(gè)堿基的結(jié)構(gòu)是脫氧核糖磷酸脫氧核糖；兩條鏈中連接相鄰兩個(gè)堿基的結(jié)構(gòu)是氫鍵。(2)運(yùn)用堿基互補(bǔ)配對(duì)原則分析，在所有的雙鏈DNA分子中，(AG)/(CT)的值相同嗎？在DNA分子的一條鏈中是否存在同樣的規(guī)律？提示：相同。在雙鏈DNA分子中，由于AT，GC，所以嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)，即AGTC，可得(AG)/(TC)1，因此在所有的雙鏈DNA分子中(AG)/(TC)的值相同。在單鏈DNA分子中不存在同樣的規(guī)律，因?yàn)锳與T，G與C不一定相等。(3)某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)制作了如下堿基對(duì)模型，你認(rèn)為哪些是正確的，哪些是錯(cuò)誤的？提示：所示模型中只有正確，、均不正確。中多了一個(gè)氫鍵，中

5、堿基配對(duì)錯(cuò)誤，也未遵照“反向平行”的特點(diǎn)；中未遵照“反向平行”特點(diǎn)。2連線二、DNA分子的復(fù)制閱讀教材P7172，結(jié)合圖410、411，探究下列問題：(1)DNA復(fù)制時(shí)有幾條模板鏈？新合成的DNA分子中的兩條鏈全是子鏈嗎？提示：兩條模板鏈(親代DNA分子解開螺旋的兩條鏈)。不是，而是一條母鏈和一條子鏈。(2)DNA復(fù)制時(shí)，用什么方法識(shí)別DNA中哪一條鏈?zhǔn)悄告?，哪一條鏈?zhǔn)亲渔?？DNA復(fù)制所形成的子代DNA分子是否是親代DNA鏈和子代DNA鏈隨機(jī)結(jié)合的？提示：同位素標(biāo)記法。不是，而是親代DNA鏈與其相應(yīng)的子鏈結(jié)合形成的子代DNA分子。(3)若將某一試管中加入緩沖液、ATP、DNA模板和四種脫氧核苷

6、酸，并置于適宜的溫度下，能否完成DNA復(fù)制？分析原因。提示：不能。復(fù)制條件不完全，缺少解旋酶、DNA聚合酶。(4)若1個(gè)DNA分子含有m個(gè)腺嘌呤，則復(fù)制n次需要多少游離的腺嘌呤脫氧核苷酸？提示：需(2n1)m個(gè)。因?yàn)?個(gè)DNA分子復(fù)制n次，共形成2n個(gè)DNA分子，其中有兩條脫氧核苷酸鏈為母鏈，不需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸。(5)DNA分子復(fù)制具有準(zhǔn)確性，那么在任何情況下，DNA分子復(fù)制產(chǎn)生的子代DNA分子與親代DNA分子都完全相同嗎？提示：不一定。DNA分子復(fù)制時(shí)，受到各種因素的干擾，堿基序列可能會(huì)發(fā)生改變，從而使后代DNA分子與親代DNA分子堿基序列不同，導(dǎo)致遺傳信息發(fā)生改變。重難突破一、D

7、NA分子的結(jié)構(gòu)層次1DNA分子結(jié)構(gòu)中的“五、四、三、二、一”：“五”DNA分子的基本組成元素有5種(C、H、O、N、P)?！八摹盌NA分子的基本組成單位為“四種”脫氧核苷酸?！叭泵糠N單位均由三分子物質(zhì)(1分子磷酸、1分子脫氧核糖及1分子含氮堿基)構(gòu)成?！岸眱蓷l脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈?！耙弧币环N規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。2DNA分子結(jié)構(gòu)層次圖示二、DNA分子中的堿基計(jì)算規(guī)律1堿基互補(bǔ)配對(duì)原則2堿基間的數(shù)量關(guān)系項(xiàng)目雙鏈DNA1鏈2鏈規(guī)律A、T、G、C關(guān)系A(chǔ)T，GC A1T2，G1C2，T1A2，C1G2雙鏈DNA中，A總等于T，G總等于C，且1鏈上的A等于2鏈上的T,1鏈上的G等于2鏈上的C非互補(bǔ)堿基和之比，

8、即或1m1/mDNA雙鏈中非互補(bǔ)堿基之和總相等，兩鏈間非互補(bǔ)堿基和之比互為倒數(shù)互補(bǔ)堿基和之比，即或nnn在同一DNA中，雙鏈和單鏈中互補(bǔ)堿基和之比相等某種堿基的比例(x為A、T、G、C中某種堿基的百分含量)(x1x2)x1x2某堿基占雙鏈DNA堿基總數(shù)的百分?jǐn)?shù)等于相應(yīng)堿基占相應(yīng)單鏈的比值的和的一半3.堿基比例與DNA分子的共性和特異性(1)共性：1；1；1(2)特異性：的比值是多樣的，是DNA分子多樣性和特異性的主要表現(xiàn)。特別提醒(1)在DNA單鏈中，A與T、G與C也可能相等。(2)(AT)/(GC)的比值能體現(xiàn)DNA分子的特異性，不同的DNA分子中該值可能相同。三、DNA分子復(fù)制過程中相關(guān)計(jì)

9、算1DNA分子數(shù)、DNA鏈數(shù)及所占比例的計(jì)算 2.脫氧核苷酸鏈數(shù)的計(jì)算(1)子代DNA分子中脫氧核苷酸總鏈數(shù)2n1條；(2)親代脫氧核苷酸鏈數(shù)2條；(3)新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)(2n12)條。3.所需脫氧核苷酸數(shù)的計(jì)算若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，則：(1)經(jīng)過n次復(fù)制，共需消耗游離的該脫氧核苷酸m(2n1)個(gè)。(2)第n次復(fù)制時(shí)，需消耗游離的該脫氧核苷酸m2n1個(gè)。4與染色體、細(xì)胞數(shù)目相關(guān)的計(jì)算研究DNA分子的半保留復(fù)制時(shí)，常涉及計(jì)算后代帶放射性標(biāo)記的DNA、染色體或細(xì)胞所占比例的問題，此時(shí)要注意：(1)一個(gè)DNA分子含兩條DNA鏈，只要有一條DNA鏈帶標(biāo)記該DNA分子便帶標(biāo)記。

10、(2)每條染色體含一個(gè)或兩個(gè)DNA分子，只要有一條DNA鏈帶標(biāo)記，該染色體便帶標(biāo)記。(3)每個(gè)細(xì)胞含多條染色體，每條染色體的情況是一樣的，只需分析一條染色體(減數(shù)分裂時(shí)只需分析一對(duì)同源染色體)即可。實(shí)驗(yàn)探究DNA復(fù)制方式的探究1方法放射性同位素標(biāo)記法和密度梯度離心技術(shù)。2原理含15N的雙鏈DNA密度最大，含14N的雙鏈DNA密度最小，一條鏈含14N和一條鏈含15N的雙鏈DNA分子密度中等。3過程(1)用放射性同位素15N標(biāo)記大腸桿菌的DNA。(2)將被標(biāo)記的大腸桿菌轉(zhuǎn)入以含14N物質(zhì)為唯一氮源的培養(yǎng)液中培養(yǎng)。(3)分別取完成一次細(xì)胞分裂和兩次細(xì)胞分裂的大腸桿菌，并將其中的DNA分子分離出來，進(jìn)

11、行密度梯度超速離心和分析。4結(jié)果圖示5結(jié)論：DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制?？枷蚓劢估? 下列有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是()ADNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈盤旋而成的規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)，其基本骨架由脫氧核糖、磷酸和含氮堿基交替排列而成B整個(gè)DNA分子中，嘌呤數(shù)目等于嘧啶數(shù)目，所以每條DNA單鏈中AT、GCC與DNA分子中的堿基G直接相連的是脫氧核糖和堿基CD每個(gè)脫氧核糖均只與一個(gè)磷酸和一個(gè)堿基相連解析 DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的外側(cè)是磷酸與脫氧核糖交替排列構(gòu)成的基本骨架，堿基排列在內(nèi)側(cè)。若DNA分子的一條鏈上是堿基A，則另一條鏈上與之配對(duì)的一定是堿基T；一條鏈上是堿基G，則另一條鏈

12、上與之配對(duì)的一定是堿基C，反之亦然。所以，在雙鏈DNA分子中AT、GC，但在單鏈中，堿基A的數(shù)目不一定等于堿基T的數(shù)目，堿基G的數(shù)目也不一定等于堿基C的數(shù)目。在一個(gè)脫氧核苷酸中，堿基G與脫氧核糖直接相連，兩鏈之間堿基G與堿基C互補(bǔ)配對(duì)。每個(gè)脫氧核糖均只與一個(gè)堿基相連，但除了游離的脫氧核糖只與一個(gè)磷酸相連外，其余脫氧核糖均與兩個(gè)磷酸相連。答案C例2(福建高考)雙脫氧核苷酸常用于DNA測(cè)序，其結(jié)構(gòu)與脫氧核苷酸相似，能參與DNA的合成，且遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。DNA合成時(shí)，在DNA聚合酶作用下，若連接上的是雙脫氧核苷酸，子鏈延伸終止；若連接上的是脫氧核苷酸，子鏈延伸繼續(xù)。在人工合成體系中，有適量的序

13、列為GTACATACATG的單鏈模板、胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸和4種脫氧核苷酸。則以該單鏈為模板合成出的不同長(zhǎng)度的子鏈最多有()A2種B3種C4種 D5種 解析 根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，單鏈模板鏈中A與胸腺嘧啶配對(duì)。單鏈模板鏈中含有4個(gè)“A”，其中每個(gè)“A”均可能與胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸配對(duì)，當(dāng)單鏈模板上的“A”與胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸配對(duì)會(huì)有4種不同長(zhǎng)度的子鏈；若單鏈模板鏈上的“A”只與脫氧核苷酸結(jié)合，形成1種子鏈，所以最多會(huì)產(chǎn)生5種子鏈。答案D例3科學(xué)家以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，運(yùn)用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心方法進(jìn)行了DNA復(fù)制方式的探索實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果見下表。組別1組2組3組4組培養(yǎng)液中唯一氮源

14、14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl繁殖代數(shù)多代多代一代兩代培養(yǎng)產(chǎn)物ABB的子代B的子代操作提取DNA并離心離心結(jié)果僅為輕帶(14N/14N)僅為重帶(15N/15N)僅為中帶(15N/14N)1/2輕帶(14N/14N)1/2中帶(15N/14N)請(qǐng)分析并回答：(1)要得到DNA中的N全部被放射性標(biāo)記的大腸桿菌B，必須經(jīng)過_代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的_是唯一氮源。(2)綜合分析本實(shí)驗(yàn)的DNA離心結(jié)果，第_組結(jié)果對(duì)得到結(jié)論起到了關(guān)鍵作用，但需把它與第_組和第_組的結(jié)果進(jìn)行比較，才能說明DNA分子的復(fù)制方式是_。(3)分析討論：若子代DNA的離心結(jié)果為“輕”和“重”兩條密度帶，則“

15、重帶”DNA來自_，據(jù)此可判斷DNA分子的復(fù)制方式不是_復(fù)制。若將子代DNA雙鏈分開后再離心，其結(jié)果_(選填“能”或“不能”)判斷DNA的復(fù)制方式。若在同等條件下將子代繼續(xù)培養(yǎng)，子n代DNA離心的結(jié)果是：密度帶的數(shù)量和位置_，放射性強(qiáng)度發(fā)生變化的是_帶。若某次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果中，子代DNA的“中帶”比以往實(shí)驗(yàn)結(jié)果的“中帶”略寬，可能的原因是新合成DNA單鏈中的N尚有少部分為_。解析經(jīng)過一代培養(yǎng)后，只能是標(biāo)記DNA分子的一條單鏈，所以要想對(duì)所有的DNA分子全部標(biāo)記，要進(jìn)行多代培養(yǎng)；在探究DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)中，“重帶”應(yīng)為兩個(gè)單鏈均被15N標(biāo)記，“輕帶”為兩個(gè)單鏈均被14N標(biāo)記，“中

16、帶”為一個(gè)單鏈被14N標(biāo)記，另一個(gè)單鏈被15N標(biāo)記。答案(1)多15N(15NH4Cl)(2)312半保留復(fù)制(3)B半保留不能沒有變化輕15N課堂歸納網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建填充：雙螺旋反向平行交替連接互補(bǔ)配對(duì)邊解旋邊復(fù)制半保留復(fù)制解旋合成子鏈關(guān)鍵語句1DNA分子由兩條脫氧核苷酸鏈構(gòu)成，兩鏈按反向平行方式盤旋成規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)，其脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，堿基排在內(nèi)側(cè)。2DNA分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對(duì)，其中A一定與T配對(duì)，G一定與C配對(duì)，A與T之間形成2個(gè)氫鍵，G與C之間形成3個(gè)氫鍵。3組成DNA分子的堿基雖然只有4種，但堿基對(duì)的排列順序卻是千變?nèi)f化的，含n個(gè)堿基對(duì)的DNA分子，可形

17、成4n種排列順序，這些排列順序即代表遺傳信息。4DNA分子堿基對(duì)排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性，而堿基對(duì)的特定的排列順序又構(gòu)成了每一個(gè)DNA分子的特異性。5DNA復(fù)制發(fā)生于細(xì)胞有絲分裂間期和減數(shù)分裂的間期。6DNA分子復(fù)制是半保留復(fù)制，DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板，通過堿基互補(bǔ)配對(duì)原則保證了復(fù)制能精確地進(jìn)行。7DNA分子通過復(fù)制，使遺傳信息從親代傳給子代，從而確保了遺傳信息的連續(xù)性。知識(shí)點(diǎn)一、DNA的結(jié)構(gòu)及相關(guān)計(jì)算1如圖為核苷酸鏈結(jié)構(gòu)圖，下列敘述不正確的是()A能構(gòu)成一個(gè)完整核苷酸的是圖中的a和bB圖中每個(gè)五碳糖都只有1個(gè)堿基與之直接相連C各核苷酸之間是通過化

18、學(xué)鍵連接起來的D若該鏈為脫氧核苷酸鏈，從堿基組成上看，缺少的堿基是T解析：選A核苷酸由1分子磷酸、1分子五碳糖和1分子堿基組成，即圖中的a，b中磷酸的連接位置不正確，A錯(cuò)誤；由題圖可知，每個(gè)五碳糖都只有1個(gè)堿基與之直接相連，B正確；核苷酸之間通過磷酸二酯鍵即圖中相連形成核苷酸鏈，C正確；脫氧核苷酸根據(jù)堿基不同分為腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸，因此若該鏈為脫氧核苷酸鏈，從堿基組成上看，缺少的堿基是胸腺嘧啶T，D正確。2從某生物組織中提取DNA進(jìn)行分析，其四種堿基數(shù)的比例是鳥嘌呤和胞嘧啶之和占全部堿基數(shù)的46%，又知該DNA的一條鏈(H鏈)所含的堿基中2

19、8%是腺嘌呤，則與H鏈相對(duì)應(yīng)的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數(shù)的()A26%B24%C14% D11%解析：選A由題中條件可知CG在整個(gè)DNA分子中占有的比例為46%，因?yàn)镃G在整個(gè)DNA分子中占有的比例等于它在DNA某一條鏈中占有的比例，則在H鏈上CG46%。又因?yàn)樵贖鏈上腺嘌呤占28%，則胸腺嘧啶(T)占的比例為26%，據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，H鏈上胸腺嘧啶等于其互補(bǔ)鏈中腺嘌呤的數(shù)目或比例，則另一條鏈中腺嘌呤占該鏈堿基數(shù)的26%。知識(shí)點(diǎn)二、DNA的復(fù)制及相關(guān)計(jì)算3如圖為真核生物染色體上DNA分子復(fù)制過程示意圖，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A圖中DNA分子復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)開始的B圖中DNA分子復(fù)制是

20、邊解旋邊雙向復(fù)制的C真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶D真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制速率解析：選A圖中DNA分子的復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)開始的，但并不是同時(shí)開始的。圖中DNA分子的復(fù)制是邊解旋(需解旋酶)邊雙向復(fù)制的。4一個(gè)雙鏈均被32P標(biāo)記的DNA由5 000個(gè)堿基對(duì)組成，其中腺嘌呤占20%，將其置于只含31P的環(huán)境中復(fù)制3次。下列敘述不正確的是()A該DNA分子中含有氫鍵的數(shù)目為1.3104個(gè)B復(fù)制過程需要2.4104個(gè)游離的胞嘧啶脫氧核苷酸C子代DNA分子中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為17D子代DNA分子中含32P與只含31P的分子數(shù)之比為13解析：選B該DNA分子中AT堿基對(duì)的

21、數(shù)目為5 000220%2 000個(gè)，GC堿基對(duì)的數(shù)目為5 0002 0003 000個(gè)，則該DNA分子中含有的氫鍵數(shù)目為2 00023 00031.3104個(gè)；該復(fù)制過程需要的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為(231)3 00021 000個(gè)；子代中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為2(2322)17；子代中含32P與只含31P的DNA分子數(shù)之比為2(232)13。5據(jù)圖回答問題：(1)該圖表示的生理過程是_，該過程主要發(fā)生在細(xì)胞的_(填部位名稱)。(2)圖中的1、2、3、4、5分別表示_(填堿基名稱，用字母表示)。(3)假如經(jīng)過科學(xué)家的測(cè)定，鏈上的一段堿基序列(M)中的ATCG為2113，能不能說明

22、科學(xué)家的測(cè)定是錯(cuò)誤的？_，原因是_。(4)如果以(3)中的鏈的M為模板，復(fù)制出的鏈的堿基比例應(yīng)該是_。解析：DNA是雙螺旋結(jié)構(gòu)，兩條脫氧核苷酸鏈之間的堿基遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，即A與T、C與G配對(duì)，所以DNA分子中AT，GC。DNA復(fù)制是半保留復(fù)制，即以DNA的兩條母鏈為模板，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)，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(gè)DNA分子，與親代DNA分子完全相同。答案：(1)DNA復(fù)制細(xì)胞核(2)A、T、C、C、T(3)不能在單鏈中不一定存在AT、GC(4)TAGC2113(時(shí)間：25分鐘；滿分：50分)一、選擇題(每小題2分，共20分)1

23、下列關(guān)于沃森和克里克構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的敘述，錯(cuò)誤的是()A沃森和克里克構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是建立在DNA分子以4種脫氧核苷酸(堿基為A、T、G、C)為單位連接而成的長(zhǎng)鏈的基礎(chǔ)上B威爾金斯和富蘭克林通過對(duì)DNA衍射圖譜的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)C沃森和克里克曾嘗試構(gòu)建了多種模型，但都不科學(xué)D沃森和克里克最后受腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量，鳥嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量的啟發(fā)，構(gòu)建出了科學(xué)的模型解析：選B沃森和克里克最先提出了堿基在外側(cè)的雙螺旋和三螺旋結(jié)構(gòu)模型，后來又提出了堿基在內(nèi)側(cè)的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，并且同種堿基配對(duì)。最后提出了堿基互補(bǔ)配對(duì)的雙

24、螺旋結(jié)構(gòu)模型。2下面關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述中，錯(cuò)誤的是()A每個(gè)雙鏈DNA分子含有四種脫氧核苷酸B每個(gè)堿基分子上均連接著一個(gè)磷酸和一個(gè)脫氧核糖C每個(gè)DNA分子中堿基數(shù)磷酸數(shù)脫氧核糖數(shù)D雙鏈DNA分子中的一段含有40個(gè)胞嘧啶，就一定會(huì)同時(shí)含有40個(gè)鳥嘌呤解析：選B脫氧核苷酸分子的連接方式應(yīng)為。在雙鏈的DNA分子內(nèi)部，堿基之間通過氫鍵連接形成堿基對(duì)，對(duì)一個(gè)堿基來說，一側(cè)連接著一個(gè)脫氧核糖，另一側(cè)通過氫鍵和另一個(gè)堿基相連。3在一個(gè)DNA分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基總數(shù)的42%，若其中一條鏈的胞嘧啶占該鏈堿基總數(shù)的24%，胸腺嘧啶占30%，則另一條鏈上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分別占該鏈堿基總數(shù)的

25、()A21%,12% B30%,24%C34%,12% D58%,30%解析：選C解這類題目，最好先畫出DNA分子的兩條鏈及堿基符號(hào)，并標(biāo)出已知堿基的含量，這樣比較直觀，更易找到解題方法。然后利用DNA分子的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，由整個(gè)DNA分子中AT42%，可得出A1T1即對(duì)應(yīng)單鏈堿基總數(shù)的百分比也為42%，則C1G158%。由一條鏈中C124%，C1G158%，得出對(duì)應(yīng)另一條單鏈中C234%，由一條鏈中A1T142%，A112%，得出對(duì)應(yīng)另一條單鏈T212%。4(上海高考)在DNA分子模型搭建實(shí)驗(yàn)中，如果用一種長(zhǎng)度的塑料片代表A和G，用另一長(zhǎng)度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA雙螺旋

26、的整條模型()A粗細(xì)相同，因?yàn)猷堰虱h(huán)必定與嘧啶環(huán)互補(bǔ)B粗細(xì)相同，因?yàn)猷堰虱h(huán)與嘧啶環(huán)的空間尺寸相似C粗細(xì)不同，因?yàn)猷堰虱h(huán)不一定與嘧啶環(huán)互補(bǔ)D粗細(xì)不同，因?yàn)猷堰虱h(huán)與嘧啶環(huán)的空間尺寸不同解析：選AA和G都是嘌呤堿基，C和T都是嘧啶堿基，在DNA分子中，總是AT，GC，依題意，用一種長(zhǎng)度的塑料片代表A和G，用另一長(zhǎng)度的塑料片代表C和T，則DNA的粗細(xì)相同。5如圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖，相關(guān)敘述正確的是()a和相間排列，構(gòu)成了DNA分子的基本骨架b的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸c是氫鍵，其形成遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則dDNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息e占的比例越大，DNA分子越不穩(wěn)定f依次代表A、G

27、、C、TAbcdfBcdfCabcf Dbce解析：選BDNA分子是反向平行的雙螺旋結(jié)構(gòu)，磷酸與脫氧核糖交替排列在外側(cè)，構(gòu)成了DNA的基本骨架；中的及下方的磷酸基團(tuán)組成胞嘧啶脫氧核苷酸；堿基互補(bǔ)配對(duì)，配對(duì)堿基之間通過氫鍵相連； DNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息；G與C之間形成3條氫鍵，G與C含量越多，DNA分子越穩(wěn)定；根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，依次代表A、G、C、T。6下列有關(guān)DNA復(fù)制的說法中，正確的是()ADNA復(fù)制時(shí)只有一條鏈可以作為模板BDNA復(fù)制所需要的原料是4種脫氧核苷酸CDNA復(fù)制的場(chǎng)所只有細(xì)胞核DDNA復(fù)制的時(shí)間只能是有絲分裂間期解析：選BDNA復(fù)制時(shí)， 兩條鏈都可以

28、作為模板，真核生物DNA復(fù)制的場(chǎng)所可以是細(xì)胞核，也可以是線粒體和葉綠體，在細(xì)菌體內(nèi)還可以是擬核。DNA復(fù)制時(shí)需要的原料是4種脫氧核苷酸。7把培養(yǎng)在含輕氮(14N)環(huán)境中的一個(gè)細(xì)菌，轉(zhuǎn)移到含重氮(15N)環(huán)境中，培養(yǎng)相當(dāng)于繁殖一代的時(shí)間，然后全部放回原環(huán)境中培養(yǎng)相當(dāng)于連續(xù)繁殖兩代的時(shí)間后，細(xì)菌DNA組成分析表明()A3/4輕氮型、1/4中間型B1/4輕氮型、3/4中間型C1/2輕氮型、1/2中間型D3/4重氮型、1/4中間型解析：選A輕氮(14N)環(huán)境中的一個(gè)細(xì)菌轉(zhuǎn)移到重氮(15N)環(huán)境中培養(yǎng)相當(dāng)于繁殖一代的時(shí)間后，DNA分子全為15N/14N，再返回輕氮(14N)環(huán)境中培養(yǎng)繁殖，產(chǎn)生8個(gè)DNA

29、分子，3/4輕氮型、1/4中間型。8.如圖表示DNA分子復(fù)制的片段，圖中a、b、c、d表示各條脫氧核苷酸鏈。一般地說，下列各項(xiàng)中正確的是()Aa和c的堿基序列互補(bǔ)Bb和c的堿基序列相同Ca鏈中(AT)/(GC)的比值與b鏈中同項(xiàng)比值相同Da鏈中(AT)/(GC)的比值與d鏈中同項(xiàng)比值不同解析：選Ca、d兩條母鏈堿基互補(bǔ)，a、b兩條鏈堿基互補(bǔ)，c、d兩條鏈堿基互補(bǔ)，可推出a和c堿基序列相同，b和c堿基序列互補(bǔ)；兩條互補(bǔ)鏈中的(AT)/(GC)相同。9(山東高考)某研究小組測(cè)定了多個(gè)不同雙鏈DNA分子的堿基組成，根據(jù)測(cè)定結(jié)果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補(bǔ)鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目

30、比值的關(guān)系圖，下列正確的是()解析：選CDNA分子中(AC)/(TG)應(yīng)始終等于1；一條單鏈中(AC)/(TG)與其互補(bǔ)鏈中(AC)/(TG)互為倒數(shù)，一條單鏈中(AC)/(TG)0.5時(shí)，互補(bǔ)鏈中(AC)/(TG)2；一條單鏈中(AT)/(GC)與其互補(bǔ)鏈中(AT)/(GC)及DNA分子中(AT)/(GC)都相等。10某DNA分子中含有1 000個(gè)堿基對(duì)(被32P標(biāo)記)，其中有胸腺嘧啶400個(gè)。若將該DNA分子放在只含被31P標(biāo)記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中讓其復(fù)制兩次，其結(jié)果不可能是()A含32P的DNA分子占1/2B含31P的DNA分子占1/2C子代DNA分子相對(duì)分子質(zhì)量平均比原來減少1 50

31、0D共消耗鳥嘌呤脫氧核苷酸1 800個(gè)解析：選B該DNA分子在含31P的培養(yǎng)液中復(fù)制兩次，可得到4個(gè)DNA分子，其中含31P的DNA分子占100%，含32P的DNA分子占2/41/2。因?yàn)镈NA復(fù)制為半保留復(fù)制，親代DNA分子的兩條鏈只可能進(jìn)入兩個(gè)子代DNA分子中；4個(gè)DNA分子中有兩個(gè)DNA分子的每條鏈都只含有31P，還有兩個(gè)DNA分子都是一條鏈含31P，另一條鏈含32P。前兩個(gè)DNA 分子相對(duì)分子質(zhì)量比原DNA分子共減少了4 000，后兩個(gè)DNA分子比原DNA分子共減少了2 000，這樣4個(gè)DNA分子的相對(duì)分子質(zhì)量平均比原來減少了6 000/41 500；在1 000個(gè)堿基對(duì)的DNA分子中

32、，胸腺嘧啶400個(gè)，則含有鳥嘌呤個(gè)數(shù)(1 00024002)/2600(個(gè))，復(fù)制兩次所消耗鳥嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目為600(221)1 800(個(gè))。二、非選擇題(共30分)11(10分)如圖是DNA片段的結(jié)構(gòu)圖，請(qǐng)據(jù)圖回答問題。(1)圖甲是DNA片段的_結(jié)構(gòu)，圖乙是DNA片段的_結(jié)構(gòu)。(2)填出圖中部分結(jié)構(gòu)的名稱：2_、5_。(3)從圖中可以看出DNA分子中的兩條鏈?zhǔn)怯蒧和_交替連接的。(4)連接堿基對(duì)的化學(xué)鍵是_，堿基配對(duì)的方式如下：即_與_配對(duì)；_與_配對(duì)。(5)從圖甲可以看出組成DNA分子的兩條鏈的方向是_的，從圖乙可以看出組成DNA分子的兩條鏈相互纏繞成_的_結(jié)構(gòu)。(6)含有200個(gè)堿

33、基的某DNA片段中堿基間的氫鍵共有260個(gè)。請(qǐng)回答：該DNA片段中共有腺嘌呤_個(gè)，C和G共_對(duì)。該DNA片段復(fù)制4次，共需原料胞嘧啶脫氧核苷酸_個(gè)。在DNA分子穩(wěn)定性的比較中，_堿基對(duì)的比例高，DNA分子穩(wěn)定性高。解析：(1)從圖中可以看出：甲表示的是DNA分子的平面結(jié)構(gòu)。而乙表示的是DNA分子的立體(空間)結(jié)構(gòu)。(2)圖中2表示的是一條脫氧核苷酸鏈片段，而5表示的是腺嘌呤脫氧核苷酸。(3)從圖甲的平面結(jié)構(gòu)可以看出：DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)構(gòu)成了基本骨架。(4)DNA分子的兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對(duì)，且有一定規(guī)律：A與T配對(duì)，G與C配對(duì)。(5)根據(jù)圖甲可以判斷：組

34、成DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械模粡膱D乙可以看出組成DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈相互纏繞成規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。(6)堿基對(duì)G和C之間有三個(gè)氫鍵，而A和T間有兩個(gè)氫鍵，設(shè)該DNA片段堿基A有x個(gè)，堿基G有y個(gè)，則有以下關(guān)系：xy2001/2100,2x3y260，解得A為40個(gè)，G和C各為60個(gè)。復(fù)制4次共需原料C為：(241)60900個(gè)。C和G之間的氫鍵多于A、T之間的氫鍵，因此C和G比例越高，DNA分子穩(wěn)定性越大。答案：(1)平面立體(或空間)(2)一條脫氧核苷酸鏈片段腺嘌呤脫氧核苷酸(3)脫氧核糖磷酸(4)氫鍵A(腺嘌呤)T(胸腺嘧啶)G(鳥嘌呤)C(胞嘧啶)(5)反向規(guī)則雙螺旋

35、(6)4060900C和G12(10分)DNA指紋技術(shù)正發(fā)揮著越來越重要的作用，目前在親子鑒定、偵察罪犯等方面是最為可靠的鑒定技術(shù)。請(qǐng)思考回答下列有關(guān)DNA指紋技術(shù)的問題：(1)DNA親子鑒定中，DNA探針必不可少，DNA探針實(shí)際是一種已知堿基順序的DNA片段。請(qǐng)問：DNA探針尋找基因所用的原理是：_。(2)用DNA做親子鑒定時(shí)，小孩的條碼會(huì)一半與其生母相吻合，另一半與其生父相吻合，其原因是_。(3)如圖為通過提取某小孩和其母親以及待測(cè)定的兩位男性的DNA，進(jìn)行DNA指紋鑒定，部分結(jié)果如圖所示。則該小孩的真正生物學(xué)父親是_。(4)現(xiàn)在已知除了一卵雙生胞胎外，每個(gè)人的DNA是獨(dú)一無二的，就好像指

36、紋一樣，這說明了：_。(5)為什么用DNA做親子鑒定，而不用RNA?_。(6)為了確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，需要克隆出較多的DNA樣品，若一個(gè)只含31P的DNA分子用32P標(biāo)記的脫氧核苷酸為原料連續(xù)復(fù)制3次后，含32P的單鏈占全部單鏈的_。解析：DNA具有特異性，不同個(gè)體的DNA分子不同，因此可利用DNA分子雜交原理進(jìn)行親子鑒定。由于子代的同源染色體一條來自父方，一條來自母方，因此親子鑒定時(shí)，應(yīng)一半與父親吻合，一半與母親吻合。人體所有細(xì)胞都來源于同一個(gè)受精卵，因此都含有相同的遺傳物質(zhì)。答案：(1)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則(2)孩子的每一對(duì)同源染色體一條來自父親，一條來自母親(3)B(4)DNA分子具有多樣性和

37、特異性(5)因?yàn)榛蛟贒NA上，而不在RNA上，且DAN具有特異性(6)7/813(10分)DNA復(fù)制方式可以通過設(shè)想來進(jìn)行預(yù)測(cè)，可能的情況是：全保留復(fù)制、半保留復(fù)制、分散復(fù)制。(1)根據(jù)圖示對(duì)三種復(fù)制作出可能的假設(shè)：如果是全保留復(fù)制，則1個(gè)DNA分子形成2個(gè)DNA分子，其中一個(gè)是_，而另一個(gè)是_；如果是半保留復(fù)制，則新形成的兩個(gè)DNA分子各有_；如果是分散復(fù)制，則新形成的DNA分子中_。(2)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明DNA的復(fù)制方式。實(shí)驗(yàn)步驟：在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為14NDNA(對(duì)照)。在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌， 其DNA分子均為15NDNA(親代)。

38、將親代含15N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到14N培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代(和)，用密度梯度離心方法分離。(3)實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)：如果與對(duì)照(14N/14N)相比，子代能分離出兩條帶：_和_，則可以排除_，同時(shí)肯定是_。如果子代 只有一條_，則可以排除_，但不能肯定是_。如果子代 只有一條中密度帶，再繼續(xù)做子代DNA密度鑒定，若子代可以分出_和_，則可以排除_，同時(shí)肯定_。如果子代不能分出_兩條密度帶，則排除_，同時(shí)肯定_。(4)用圖例表示出最可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。答案：(1)親代的新形成的一條鏈來自親代DNA，另一條鏈?zhǔn)切滦纬傻拿織l鏈中的一些片段是母鏈的，另一些片段是子鏈的(3)一條輕密度帶(14N/14N)一條重密度帶(15N/15N)半保留復(fù)制和分散復(fù)制全保留復(fù)制中密度帶(14N/15N)全保留復(fù)制半保留復(fù)制還是分散復(fù)制一條中密度帶(14N/15N)一條輕密度帶(14N/14N)分散復(fù)制半保留復(fù)制中、輕半保留復(fù)制分散復(fù)制(4)最可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(如圖所示)：20