《高中生物 第三章 第二、三节 DNA的分子结构和特点 遗传信息的传递课件 浙科版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物 第三章 第二、三节 DNA的分子结构和特点 遗传信息的传递课件 浙科版必修2（68页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二、三节DNA的分子结构和特点 遗传信息的传递考纲要求考纲要求四年考情四年考情DNADNA的分子结构和特点的分子结构和特点浙江高考无单独考查浙江高考无单独考查遗传信息的传递遗传信息的传递一、一、DNADNA的分子结构的分子结构1.DNA1.DNA双螺旋结构模型的构建者双螺旋结构模型的构建者_。2.DNA2.DNA的化学组成的化学组成(1)DNA(1)DNA的基本单位的基本单位:_:_。(2)(2)写出图中各部分结构的名称写出图中各部分结构的名称: :_;_;_;_;_。沃森和克里克沃森和克里克脱氧核苷酸脱氧核苷酸磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖碱基碱基3.3.平面结构平面结构(1)(1)基本骨架基本
2、骨架:_:_、_交替连接而成的反向平行长链。交替连接而成的反向平行长链。(2)(2)内侧内侧: :遵循遵循_原则。原则。(3)(3)碱基对的种类碱基对的种类:_:_。4.4.空间结构空间结构_。磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖碱基互补配对碱基互补配对A=T(A=T(或或T=A)T=A)、GC(GC(或或CG)CG)规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构5.DNA5.DNA分子的结构层次分子的结构层次组成元素组成元素:_:_组成化合物组成化合物:_:_、磷酸、含氮碱基、磷酸、含氮碱基(A(A、G G、C C、T)T)组成的基本单位组成的基本单位:4:4种种_一级结构一级结构: :一般为一般为_条脱氧核苷酸聚合
3、链条脱氧核苷酸聚合链, ,少数为单链少数为单链( (编码并储存遗传信息编码并储存遗传信息) )空间结构空间结构: :多为多为_结构结构C C、H H、O O、N N、P P脱氧核糖脱氧核糖脱氧核苷酸脱氧核苷酸两两双螺旋双螺旋二、二、DNADNA的复制的复制1.1.概念概念是产生两个跟亲代是产生两个跟亲代DNADNA完全相同的完全相同的_的过程。的过程。2.2.时间时间有丝分裂间期和有丝分裂间期和_。3. 3. 条件条件新新DNADNA分子分子减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前的间期模板模板:_:_原料原料: :细胞核中细胞核中_能量能量:ATP:ATP酶酶: :解旋酶、解旋酶、_等等解旋后
4、两条母链解旋后两条母链游离的游离的4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸DNADNA聚合酶聚合酶4.4.过程过程(1)(1)解旋解旋: :在在_的作用下的作用下, ,把两条螺旋的双链解开。把两条螺旋的双链解开。(2)(2)合成子链合成子链: :以解开的母链为模板以解开的母链为模板, ,按按_原则原则, ,合成子链。合成子链。(3)(3)形成新的形成新的DNADNA分子分子: :每一条子链与其对应的母链盘绕成双每一条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构螺旋结构, ,形成两个新的形成两个新的DNADNA分子。分子。5.5.结果结果一个一个DNADNA分子经复制产生两个分子经复制产生两个_的子代的子代DNAD
5、NA分子。分子。解旋酶解旋酶碱基互补配对碱基互补配对完全相同完全相同1.DNA1.DNA的两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构。的两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构。( )( )【分析【分析】对对DNADNA空间结构认识不清空间结构认识不清, ,应是两条脱氧核苷酸链反向应是两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构。平行盘旋成双螺旋结构。2.DNA2.DNA双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的。成的。( )( )【分析【分析】磷酸、脱氧核糖交替连接磷酸、脱氧核糖交替连接, ,排列在外侧排列在外侧, ,构成构成DNADNA双
6、螺双螺旋结构的基本骨架。旋结构的基本骨架。3.3.一段一段DNADNA无论有多长无论有多长, ,游离的磷酸基团只有两个。游离的磷酸基团只有两个。( )( )【分析【分析】DNADNA的两条单链各有一个游离的磷酸基团的两条单链各有一个游离的磷酸基团, ,但两者所处但两者所处的位置正好相反。的位置正好相反。4.(20114.(2011海南海南T25D)T25D)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前期。前期。( )( )【分析【分析】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间期或的复制发生在有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期减数
7、第一次分裂前的间期, ,不是有丝分裂前期。不是有丝分裂前期。5.5.含含GCGC多的多的DNADNA比含比含A=TA=T多的多的DNADNA更稳定。更稳定。( )( )【分析【分析】A=TA=T只含两个氢键只含两个氢键, ,而而GCGC由于含三个氢键由于含三个氢键, ,稳定性更稳定性更高高, ,所以含所以含GCGC多的多的DNADNA更稳定。更稳定。6.6.正常情况下正常情况下, ,一个一个DNADNA分子复制形成的一个子代分子复制形成的一个子代DNADNA分子中模分子中模板链与另一个子代板链与另一个子代DNADNA分子中新合成的子链碱基序列完全相同。分子中新合成的子链碱基序列完全相同。( )
8、( )【分析【分析】正常情况下正常情况下, ,在在DNADNA分子复制后分子复制后, ,一个子代一个子代DNADNA分子中模分子中模板链与另一个子代板链与另一个子代DNADNA分子中新合成的子链碱基序列完全相同。分子中新合成的子链碱基序列完全相同。特殊情况下特殊情况下, ,由于外界因素和生物内部因素的作用由于外界因素和生物内部因素的作用, ,可能造成碱可能造成碱基互补配对发生差错基互补配对发生差错, ,引起基因突变。引起基因突变。考点考点 一一 DNADNA分子的结构分子的结构1.DNA1.DNA分子结构模式图信息解读分子结构模式图信息解读(1)(1)基本结构基本结构脱氧核苷酸脱氧核苷酸: :
9、由磷酸、脱氧核糖、含氮碱基组成由磷酸、脱氧核糖、含氮碱基组成, ,三者之间的数量关系为三者之间的数量关系为111111。磷酸磷酸: :每个每个DNADNA片段中片段中, ,游离的磷酸基团有游离的磷酸基团有2 2个。个。(2)(2)水解产物水解产物:DNA:DNA的初步水解产物是脱氧核苷酸的初步水解产物是脱氧核苷酸, ,彻底水解产物彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。(3)DNA(3)DNA分子中存在的化学键分子中存在的化学键: :氢键氢键: :碱基对之间的化学键碱基对之间的化学键, ,可用解旋酶断裂可用解旋酶断裂, ,也可加热断裂。也可加热断裂。磷酸二酯键磷酸二
10、酯键: :磷酸和脱氧核糖之间的化学键磷酸和脱氧核糖之间的化学键, ,用限制性核酸内用限制性核酸内切酶处理可切断切酶处理可切断, ,用用DNADNA连接酶处理可连接。连接酶处理可连接。2.DNA2.DNA分子的结构特点分子的结构特点(1)(1)稳定性稳定性: :外侧的磷酸基团和脱氧核糖相间排列比较稳定外侧的磷酸基团和脱氧核糖相间排列比较稳定; ;内内侧的碱基对通过氢键连接。侧的碱基对通过氢键连接。(2)(2)多样性多样性: :由碱基对的排列顺序的多样性决定。由碱基对的排列顺序的多样性决定。(3)(3)特异性特异性: :每一个特定的每一个特定的DNADNA分子都有自己特定的碱基对排列分子都有自己特
11、定的碱基对排列顺序。顺序。【高考警示【高考警示】在在DNADNA分子的一条单链中相邻的碱基分子的一条单链中相邻的碱基A A与与T T通过什么连接通过什么连接? ?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。氢键。分析分析: :由于思维定式由于思维定式, ,看到看到“A A与与T T连接连接”就想到氢键就想到氢键, ,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, ,一条单链中相邻的一条单链中相邻的碱基碱基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
12、例【典例1 1】(2013(2013大同模拟大同模拟) )有关有关DNADNA分子结构的叙述分子结构的叙述, ,正确正确的是的是( () )A.DNAA.DNA分子由分子由4 4种核糖核苷酸构成种核糖核苷酸构成B.DNAB.DNA单链上相邻碱基以氢键连接单链上相邻碱基以氢键连接C.C.碱基与磷酸相连接碱基与磷酸相连接D.D.磷酸与脱氧核糖交替连接构成磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNADNA链的基本骨架链的基本骨架【解析【解析】选选D D。本题考查。本题考查DNADNA分子的结构分子的结构, ,意在考查对意在考查对DNADNA分子的分子的化学组成和空间结构的理解。化学组成和空间结构的理解。DNAD
13、NA双链中两条链上的碱基通过双链中两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。氢键连接成碱基对。DNADNA中应是磷酸与脱氧核糖交替连接。中应是磷酸与脱氧核糖交替连接。【变式训练【变式训练】下列能正确表示下列能正确表示DNADNA片段示意图的是片段示意图的是( () )【解析【解析】选选D D。本题考查的知识点有。本题考查的知识点有:DNA:DNA分子的两条长链是分子的两条长链是反向平行的反向平行的, ,而不是而不是B B选项中同向的选项中同向的( (依据两条链中脱氧核糖分依据两条链中脱氧核糖分析析);DNA);DNA中存在中存在T,T,不存在不存在U,U,可排除可排除A A选项选项;A;A与与T T
14、之间形成两之间形成两个氢键个氢键,G,G与与C C之间形成三个氢键之间形成三个氢键,G,G与与C C含量多的含量多的DNADNA分子相对更分子相对更加稳定加稳定, ,因此可排除因此可排除C C选项。选项。考点二考点二 DNADNA的复制的复制1.1.复制的方式复制的方式(1)(1)研究研究DNADNA复制的常用方法复制的常用方法: :同位素示踪法和离心法同位素示踪法和离心法, ,常标记常标记3 3H H、1515N N、3232P,P,通过离心在试管中通过离心在试管中形成不同位置。形成不同位置。(2)(2)实验证据实验证据: :时间时间:1958:1958年。年。材料材料: :大肠杆菌。大肠杆
15、菌。方法方法: :同位素示踪法。同位素示踪法。步骤步骤: :第一步第一步: :用用1515N N标记的标记的NHNH4 4ClCl培养液培养大肠杆菌培养液培养大肠杆菌, ,获得获得1515N-N-1515N-DNAN-DNA。第二步第二步: :将大肠杆菌转移到含将大肠杆菌转移到含1414N N的普通培养液中培养。的普通培养液中培养。第三步第三步: :在不同时刻收集大肠杆菌并提取在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNADNA。第四步第四步: :将提取的将提取的DNADNA进行离心进行离心, ,记录离心后试管中记录离心后试管中DNADNA的位置。的位置。结果结果: :出现三种情况出现三种情况: :第一种
16、第一种: :立即取出提取立即取出提取DNADNA离心离心全部重带全部重带( (1515N-N-1515N-DNA)N-DNA)。第二种第二种: :繁殖一代后取出提取繁殖一代后取出提取DNADNA离心离心全部中带全部中带( (1414N-N-1515N-N-DNA)DNA)。第三种第三种: :繁殖两代后取出提取繁殖两代后取出提取DNADNA离心离心1/21/2轻带、轻带、1/21/2中带。中带。结论结论:DNA:DNA的复制是以半保留复制的方式进行的。的复制是以半保留复制的方式进行的。2.2.复制的场所复制的场所主要场所是细胞核主要场所是细胞核, ,但在拟核、线粒体、叶绿体、细胞溶胶但在拟核、线
17、粒体、叶绿体、细胞溶胶( (如如质粒质粒) )中也可进行中也可进行DNADNA复制。复制。3.DNA3.DNA复制的过程复制的过程4.4.影响影响DNADNA复制的条件复制的条件在在DNADNA复制的过程中复制的过程中, ,需要酶的催化和需要酶的催化和ATPATP供能供能, ,凡是影响酶活性凡是影响酶活性的因素和影响细胞呼吸的因素的因素和影响细胞呼吸的因素, ,都会影响都会影响DNADNA的复制。的复制。5.DNA5.DNA复制过程中遗传物质的变化复制过程中遗传物质的变化(1)(1)一般情况下遗传物质不发生变化一般情况下遗传物质不发生变化, ,其原因在于其原因在于: :DNADNA双螺旋结构为
18、复制提供精确模板。双螺旋结构为复制提供精确模板。碱基互补配对原则保证了复制的准确性。碱基互补配对原则保证了复制的准确性。(2)(2)偶然情况下也会出现复制差错偶然情况下也会出现复制差错, ,导致基因突变导致基因突变, ,从而为进化从而为进化提供原材料。提供原材料。6.DNA6.DNA的半保留复制特点的半保留复制特点新合成的每个新合成的每个DNADNA分子中分子中, ,都保留了原来都保留了原来DNADNA分子中的一条链分子中的一条链( (模模板链板链) )。【思维拓展【思维拓展】由由DNADNA复制可联想到的知识复制可联想到的知识(1)DNA(1)DNA复制与细胞周期的关系复制与细胞周期的关系:
19、 :间期进行间期进行DNADNA复制复制,DNA,DNA复制时间的长短可影响细胞周期的长短。复制时间的长短可影响细胞周期的长短。(2)DNA(2)DNA复制与基因突变的联系复制与基因突变的联系: :DNADNA复制一般是准确无误的复制一般是准确无误的, ,但有时由于内外环境因素的影响但有时由于内外环境因素的影响,DNA,DNA复制也会发生差错而导致基因突变。复制也会发生差错而导致基因突变。【拓展延伸【拓展延伸】DNADNA分子复制的特点分子复制的特点由图可知由图可知DNADNA分子复制的特点是分子复制的特点是: :(1)(1)多个复制起点不同时开始复制。多个复制起点不同时开始复制。(2)(2)
20、双向复制。双向复制。(3)(3)边解旋边复制。边解旋边复制。(4)(4)半不连续复制半不连续复制, ,形成单链片段需形成单链片段需DNADNA连接酶拼接。连接酶拼接。(5)(5)半保留复制。半保留复制。【典例【典例2 2】下列关于下列关于DNADNA分子复制的叙述中分子复制的叙述中, ,正确的是正确的是( () )A.DNAA.DNA分子在解旋酶的作用下分子在解旋酶的作用下, ,水解成脱氧核苷酸水解成脱氧核苷酸B.DNAB.DNA独特的双螺旋结构及碱基互补配对原则与独特的双螺旋结构及碱基互补配对原则与DNADNA准确复制无关准确复制无关C.C.解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链解旋后以一条
21、母链为模板合成两条新的子链D.D.一条母链和一条子链形成一个新的一条母链和一条子链形成一个新的DNADNA分子分子【解析【解析】选选D D。本题主要考查。本题主要考查DNADNA分子的复制过程。在复制过程分子的复制过程。在复制过程中中, ,解旋酶打开连接两条脱氧核苷酸长链的氢键解旋酶打开连接两条脱氧核苷酸长链的氢键, ,这样每条母链这样每条母链都作模板都作模板, ,按照碱基互补配对原则按照碱基互补配对原则, ,以脱氧核苷酸为原料以脱氧核苷酸为原料, ,分别分别合成两条子链合成两条子链, ,合成后每条子链与其模板母链螺旋盘绕成新的合成后每条子链与其模板母链螺旋盘绕成新的双螺旋结构双螺旋结构, ,
22、分别形成两个新的子代分别形成两个新的子代DNADNA分子。在分子。在DNADNA复制过程复制过程中中DNADNA独特的双螺旋结构及碱基互补配对原则独特的双螺旋结构及碱基互补配对原则, ,保证了保证了DNADNA分子分子复制准确无误地进行。复制准确无误地进行。【变式训练【变式训练】当牛的精原细胞进行当牛的精原细胞进行DNADNA复制时复制时, ,细胞中不可能发细胞中不可能发生的是生的是( () )A.A.基因重组基因重组 B.DNAB.DNA解旋解旋C.C.基因突变基因突变 D.D.蛋白质合成蛋白质合成【解析【解析】选选A A。基因重组包括交叉互换。基因重组包括交叉互换( (减数第一次分裂前期减
23、数第一次分裂前期) )和非同源染色体的自由组合和非同源染色体的自由组合( (减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期),),在间期不在间期不可能发生基因重组。可能发生基因重组。考点三考点三 DNADNA分子复制问题的有关计算分子复制问题的有关计算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.DNA1.DNA分子数分子数(1)(1)子代子代DNADNA分子数分子数=2=2n n个。个。(2)(2)含有亲代含有亲代DNADNA链的子代链的子代DNADNA分子数分子数=2=2个。个。(3)(3)不含亲
24、代不含亲代DNADNA链的子代链的子代DNADNA分子数分子数=(2=(2n n-2)-2)个。个。2.2.脱氧核苷酸链数脱氧核苷酸链数(1)(1)子代子代DNADNA分子中脱氧核苷酸链数分子中脱氧核苷酸链数=2=2n+1n+1条。条。(2)(2)亲代脱氧核苷酸链数亲代脱氧核苷酸链数=2=2条。条。(3)(3)新合成的脱氧核苷酸链数新合成的脱氧核苷酸链数=(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(1)(1)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次复制次复制, ,需需要消耗该脱氧核苷酸要
25、消耗该脱氧核苷酸m m(2(2n n-1)-1)个。个。(2)(2)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m m2 2n-1n-1个。个。4.4.复制出现异常的结果复制出现异常的结果DNADNA复制过程中其中一条链发生差错复制过程中其中一条链发生差错, ,复制复制n n代后代后, ,发生突变的发生突变的DNADNA占全部占全部DNADNA数的数的50%50%。【高考警示【高考警示】莫混淆莫混淆“经过经过n n次复制次复制”和和“第第n n次复制次复制”(1)(1)经过经过n n次复制是指复制了次复制是指复制了n n次次; ;而第而第n n次复制次复制, ,仅指第仅指第n
26、 n次这一次这一次复制。次复制。(2)(2)二者公式有差别二者公式有差别, ,在计算时要注意题目中的关键词。在计算时要注意题目中的关键词。考查角度考查角度1 1 DNA DNA复制过程中消耗的碱基数量复制过程中消耗的碱基数量【典例【典例3 3】某某DNADNA分子含分子含m m对碱基对碱基, ,其中腺嘌呤有其中腺嘌呤有a a个。下列有关个。下列有关此此DNADNA分子在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述分子在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述中中, ,正确的是正确的是( () )A.A.复制复制3 3次时次时, ,需要需要(m-a)(m-a)个个B.B.在第二次复制时在第二次复
27、制时, ,需要需要(m-a)(m-a)个个C.C.在第在第n n次复制时次复制时, ,需要需要2 2n-1n-1(m-a)(m-a)个个D.D.在在n n次复制过程中次复制过程中, ,总共需要总共需要2 2n n(m-a)(m-a)个个【解析【解析】选选C C。双链。双链DNADNA分子中分子中, ,胞嘧啶脱氧核苷酸数目为胞嘧啶脱氧核苷酸数目为(m-(m-a);a);在第二次复制时在第二次复制时, ,需要胞嘧啶脱氧核苷酸需要胞嘧啶脱氧核苷酸2(m-a)2(m-a)个个; ;在在n n次复次复制过程中制过程中, ,总共需要胞嘧啶脱氧核苷酸总共需要胞嘧啶脱氧核苷酸(2(2n n-1)(m-a)-1
28、)(m-a)个。个。【变式训练【变式训练】某某DNADNA分子共有分子共有a a个碱基个碱基, ,其中含胞嘧啶其中含胞嘧啶m m个个, ,则则该该DNADNA分子复制分子复制3 3次需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数应为多次需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数应为多少少( () )A.7(a-m) B.8(a-m)A.7(a-m) B.8(a-m)C.7(a/2-m) D.8(2a-m)C.7(a/2-m) D.8(2a-m)【解析解析】选选C C。第一步计算出该。第一步计算出该DNADNA分子中胸腺嘧啶脱氧核苷分子中胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目酸的数目:C+T=a/2,C=m,:C+T=a/2,C=m,所
29、以所以T=a/2-m;T=a/2-m;第二步计算出连续复第二步计算出连续复制制3 3次所需的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目次所需的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目:(2:(23 3-1)-1)(a/2-m)(a/2-m)=7(a/2-m)=7(a/2-m)。考查角度考查角度2 2 DNA DNA复制时被标记染色体占的比例复制时被标记染色体占的比例【典例【典例4 4】假定某高等生物体细胞的染色体数是假定某高等生物体细胞的染色体数是1010条条, ,其中染色其中染色体中的体中的DNADNA用用3 3H-H-胸腺嘧啶标记胸腺嘧啶标记, ,将该体细胞放入不含有将该体细胞放入不含有3 3H H的培养的培养液中连续培养
30、液中连续培养2 2代代, ,则在形成第则在形成第2 2代细胞的有丝分裂后期代细胞的有丝分裂后期, ,没有被没有被标记的染色体数为标记的染色体数为( () )A.5A.5条条 B.40B.40条条 C.20C.20条条 D.10D.10条条【解析【解析】选选D D。根据。根据DNADNA分子的半保留复制特点分子的半保留复制特点, ,用用3 3H H标记的标记的DNADNA分子分子, ,在不含在不含3 3H H的培养液中培养了第一代后的培养液中培养了第一代后, ,则每个细胞的每条则每个细胞的每条染色体上的染色体上的DNADNA分子中均含有一条单链是没有被标记的分子中均含有一条单链是没有被标记的,
31、,而在产而在产生第生第2 2代细胞的过程中代细胞的过程中,10,10条染色体经复制形成条染色体经复制形成2020条姐妹染色单条姐妹染色单体体, ,其中一半染色单体的其中一半染色单体的DNADNA是含有标记的是含有标记的, ,另一半染色单体是另一半染色单体是没有被标记的没有被标记的, ,则在有丝分裂后期形成的则在有丝分裂后期形成的2020条染色体中条染色体中, ,有有1010条条染色体没有被标记。染色体没有被标记。【互动探究【互动探究】(1)(1)形成第形成第1 1代细胞的有丝分裂后期代细胞的有丝分裂后期, ,被标记的染被标记的染色体有几条色体有几条? ?提示提示: :2020条。由图示可知染色
32、体全部被标记。条。由图示可知染色体全部被标记。(2)(2)上题中若是形成第上题中若是形成第2 2代细胞的有丝分裂中期代细胞的有丝分裂中期, ,没有被标记的没有被标记的染色体数为几条染色体数为几条? ?提示提示: :0 0条。着丝粒尚未分裂。条。着丝粒尚未分裂。【变式训练【变式训练】(2013(2013丹东模拟丹东模拟) )果蝇的体细胞含有果蝇的体细胞含有8 8条染色体。条染色体。现有一个果蝇体细胞现有一个果蝇体细胞, ,它的每条染色体的它的每条染色体的DNADNA双链都被双链都被3232P P标记。标记。如果把该细胞放在不含如果把该细胞放在不含3232P P的培养基中培养的培养基中培养, ,使
33、其连续分裂使其连续分裂, ,那么那么将会在第几次细胞分裂中出现每个细胞的中期和后期都有将会在第几次细胞分裂中出现每个细胞的中期和后期都有8 8条条被标记的染色体被标记的染色体( () )A.A.第第1 1次次 B.B.第第2 2次次C.C.第第3 3次次 D.D.第第4 4次次【解析【解析】选选B B。DNADNA复制特点是半保留复制。进行第复制特点是半保留复制。进行第1 1次分裂后次分裂后形成的子代形成的子代DNADNA中中,DNA,DNA的两条链只有一条有的两条链只有一条有3232P P标记。当进行第标记。当进行第2 2次分裂时次分裂时,DNA,DNA再次复制再次复制, ,子代子代DNAD
34、NA中只有一半有中只有一半有3232P P标记标记, ,分裂中分裂中期期, ,共有共有8 8条染色体条染色体, ,每条染色体都有每条染色体都有3232P P标记的标记的DNADNA链链; ;而后期而后期, ,着着丝粒分裂丝粒分裂, ,形成形成1616条染色体条染色体, ,则其中只有则其中只有8 8条有条有3232P P标记。标记。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】已知某双链已知某双链DNADNA分子中分子中,G,G与与C C之和占全部碱基总数的之和占全部碱基总数的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
35、%32%和和18%,18%,则在则在它的互补链中它的互补链中,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。如图所示如图所示, ,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+T=66%,A+T=66%,又因为双链又因为双链DNADNA分子分子中
36、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分子比例和每条链中的比分子比例和每条链中的比例相同例相同, ,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分别占该链碱基总分别占该链碱基总数的数的32%32%和和18%,18%,则则A A1 1=66%-32%=34%,G=66%-32%=34%,G1 1=34%-18%=16%,=34%-18%=16%,根据根据DNADNA分子的分子的碱基互补配对关系碱基互补配对关系, ,所以所以T T2 2=A=A1 1=34%,C=34
37、%,C2 2=G=G1 1=16%=16%。【方法归纳【方法归纳】根据卡伽夫法则根据卡伽夫法则, ,在双链在双链DNADNA分子中各种碱基之间分子中各种碱基之间存在一定的数量关系存在一定的数量关系, ,而且有一定的规律而且有一定的规律, ,从以下三个方面归纳从以下三个方面归纳: :(1)(1)嘌呤总数与嘧啶总数的规律嘌呤总数与嘧啶总数的规律: :双链双链DNADNA中中, ,由于由于A=T,G=C,A=T,G=C,则则A+G=T+C,A+G=T+C,即嘌呤总数与嘧啶总数相即嘌呤总数与嘧啶总数相等。等。(2)(2)互补碱基之和规律互补碱基之和规律: :在双链在双链DNADNA分子中分子中, ,互
38、补碱基之和所占比例在任意一条链及整互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个个DNADNA分子中都相等。分子中都相等。设双链设双链DNADNA分子的两条链分子的两条链, ,分别是分别是L L、M,M,其中的一条链上其中的一条链上A AL L+T+TL L=n%,=n%,因为因为A AL L=T=TM M,A,AM M=T=TL L, ,则则:A:AL L+T+TL L=A=AM M+T+TM M=n%=n%。所以。所以A+T=(AA+T=(AL L+A+AM M+T+TL L+T+TM M)/2= =n%)/2= =n%。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、
39、双链中所占比例相等”。(3)(3)非互补碱基之和规律非互补碱基之和规律: :单链之间单链之间倒数倒数: :双链双链DNADNA分子中，非互补碱基之和所占分子中，非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。比例在两条互补链中互为倒数。设双链设双链DNADNA分子中，一条链上分子中，一条链上: :则则: : 互补链上互补链上整个整个DNADNA分子中分子中“1 1”整个整个DNADNA分子中，非互补碱基之和为分子中，非互补碱基之和为1 1，即，即:(A:(AG)/(TG)/(TC)=1C)=1。【易错提醒【易错提醒】有关碱基计算的两个注意点有关碱基计算的两个注意点(1)(1)运用碱基互补配对原则
40、解决碱基比例问题时运用碱基互补配对原则解决碱基比例问题时, ,应注意题中所应注意题中所给的和所求的碱基比例是占整个给的和所求的碱基比例是占整个DNADNA分子的比例分子的比例, ,还是占其中一还是占其中一条链的比例。条链的比例。(2)(2)运用碱基互补配对原则解决碱基比例问题时运用碱基互补配对原则解决碱基比例问题时, ,应熟练掌握在应熟练掌握在双链双链DNADNA分子中分子中, ,不配对的两种碱基之和占碱基总数的一半。不配对的两种碱基之和占碱基总数的一半。(3)(3)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无上述关无上述关系。系。【
41、变式训练【变式训练】(2013(2013赣州模拟赣州模拟) )某双链某双链DNADNA分子中分子中,G+C,G+C之和之和占全部碱基的占全部碱基的35.8%,35.8%,一条链的一条链的A A和和C C分别占该链碱基总数的分别占该链碱基总数的32.9%32.9%和和17.1%,17.1%,则它的互补链中则它的互补链中A A和和C C分别占所在单链碱基总分别占所在单链碱基总数的数的( () )A.32.9%A.32.9%和和17.1% B.31.3%17.1% B.31.3%和和18.7%18.7%C.18.7%C.18.7%和和31.3% D.17.2%31.3% D.17.2%和和32.9%
42、32.9%【解析【解析】选选B B。因为该。因为该DNADNA分子中分子中G+C=35.8%,G+C=35.8%,则该则该DNADNA分子中分子中A+T=64.2%,A+T=64.2%,且一条链中且一条链中G+CG+C、A+TA+T之和占该链碱基总数分别为之和占该链碱基总数分别为35.8%35.8%和和64.2%64.2%。已知一条链中。已知一条链中A A、C C分别占分别占32.9%32.9%和和17.1%,17.1%,则该则该链中链中T T、G G分别占分别占31.3%31.3%和和18.7%,18.7%,也就对应互补链中也就对应互补链中A A、C C所占的所占的比例。比例。1.1.如图是
43、四位同学自制的如图是四位同学自制的DNADNA结构模型结构模型, ,其中最准确的是其中最准确的是( () )【解析【解析】选选B B。DNADNA分子的基本结构单位是脱氧核苷酸分子的基本结构单位是脱氧核苷酸, ,每分子每分子的脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子的脱氧核糖和一分子的含的脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子的脱氧核糖和一分子的含氮碱基组成氮碱基组成, ,磷酸是连接在脱氧核糖的第五位碳原子上磷酸是连接在脱氧核糖的第五位碳原子上, ,碱基是碱基是连接在第一位碳原子上。脱氧核苷酸之间是通过磷酸二酯键相连接在第一位碳原子上。脱氧核苷酸之间是通过磷酸二酯键相连的连的, ,一个脱氧核苷酸分子的磷酸与另一
44、个脱氧核苷酸分子的一个脱氧核苷酸分子的磷酸与另一个脱氧核苷酸分子的脱氧核糖形成磷酸二酯键。脱氧核糖形成磷酸二酯键。2.2.已知一段双链已知一段双链DNADNA中碱基的对数和腺嘌呤的个数中碱基的对数和腺嘌呤的个数, ,能否知道能否知道这段这段DNADNA中中4 4种碱基的比例和种碱基的比例和(A+C)(T+G)(A+C)(T+G)的值的值( () )A.A.能能B.B.否否C.C.只能知道只能知道(A+C)(T+G)(A+C)(T+G)的值的值D.D.只能知道只能知道4 4种碱基的比例种碱基的比例【解析【解析】选选A A。因为。因为A=T,A=T,知道腺嘌呤知道腺嘌呤(A)(A)的个数的个数,
45、,就知道了就知道了T T的个的个数数, ,又知道总的碱基数又知道总的碱基数, ,可以推算出可以推算出G G和和C(C(因为因为G=C)G=C)的个数的个数, ,从而从而计算出计算出A A、T T、C C、G G的比例。在的比例。在DNADNA双链中双链中(A+C)(T+G)(A+C)(T+G)的值是的值是固定的固定的, ,为为1 1。3.3.现将含有两对同源染色体且核现将含有两对同源染色体且核DNADNA都已用都已用3232P P标记的一个细标记的一个细胞胞, ,放在不含放在不含3232P P的培养基中培养的培养基中培养, ,若该细胞连续进行若该细胞连续进行4 4次有丝次有丝分裂分裂, ,则含
46、则含3232P P的子细胞数量最少和最多分别是的子细胞数量最少和最多分别是( (不考虑交叉互不考虑交叉互换换)()() )A.2A.2个、个、1616个个 B.2B.2个、个、8 8个个C.4C.4个、个、8 8个个 D.4D.4个、个、1616个个【解析【解析】选选B B。4 4个被个被3232P P标记的标记的DNA,DNA,经复制经复制4 4次后产生次后产生6464个子代个子代DNA,DNA,其中有其中有8 8个个DNADNA被被3232P P标记标记; ;按自由组合原则按自由组合原则, ,被被3232P P标记的标记的8 8个个DNADNA最少可以全部分到最少可以全部分到2 2个细胞中
47、个细胞中, ,最多可分到最多可分到8 8个细胞中个细胞中, ,则含则含3232P P的子细胞数量最少和最多分别是的子细胞数量最少和最多分别是2 2个和个和8 8个。个。4.4.一个一个DNADNA分子的一条链上分子的一条链上, ,腺嘌呤比鸟嘌呤多腺嘌呤比鸟嘌呤多40%,40%,两者之和两者之和占占DNADNA分子碱基总数的分子碱基总数的24%,24%,则该则该DNADNA分子的另一条链上分子的另一条链上, ,胸腺胸腺嘧啶占该链碱基数目的嘧啶占该链碱基数目的( () )A.28% B.24% C.14% D.44%A.28% B.24% C.14% D.44%【解析【解析】选选A A。已知。已知
48、A A1 1+G+G1 1=(A+G+T+C)=(A+G+T+C)24%,A24%,A1 1=140%G=140%G1 1, ,所以所以G G1 1=10%(A+G+T+C),=10%(A+G+T+C),则则A A1 1=14%(A+G+T+C),=14%(A+G+T+C),又由于又由于A A1 1=T=T2 2,A,A2 2+T+T2 2+C+C2 2+G+G2 2= (A+T+G+C),= (A+T+G+C),所以所以T T2 2=28%(A=28%(A2 2+T+T2 2+G+G2 2+C+C2 2) )。5.5.如图表示如图表示DNADNA分子复制的片段分子复制的片段, ,图中图中a
49、a、b b、c c、d d表示各条脱表示各条脱氧核苷酸链。一般地说氧核苷酸链。一般地说, ,下列各项中正确的是下列各项中正确的是( () )A.aA.a和和c c的碱基序列互补的碱基序列互补,b,b和和c c的碱基序列相同的碱基序列相同B.aB.a链中链中(A+C)/(G+T)(A+C)/(G+T)的比值与的比值与d d链中同项比值相同链中同项比值相同C.aC.a链中链中(A+T)/(G+C)(A+T)/(G+C)的比值与的比值与b b链中同项比值相同链中同项比值相同D.aD.a链中链中(G+T)/(A+C)(G+T)/(A+C)的比值与的比值与c c链中同项比值不同链中同项比值不同【解析【解
50、析】选选C C。DNADNA复制的特点是半保留复制，复制的特点是半保留复制，b b链是以链是以a a链为模链为模板合成的，板合成的，a a链和链和b b链合成一个子代链合成一个子代DNADNA分子。分子。a a链中链中 等于等于b b链中链中 。6.6.如图为如图为DNADNA分子的平面结构分子的平面结构, ,虚线表示碱基间的氢键。请据图虚线表示碱基间的氢键。请据图回答回答: :(1)(1)从主链上看从主链上看, ,两条单链两条单链平行平行; ;从碱基关系从碱基关系看看, ,两条单链两条单链。(2)(2)和和相间排列相间排列, ,构成了构成了DNADNA分子分子的基本骨架。的基本骨架。(3)(
51、3)图中有图中有种碱基种碱基, ,种碱基对。种碱基对。(4)(4)含有含有200200个碱基的某个碱基的某DNADNA片段中碱基间的氢键共有片段中碱基间的氢键共有260260个。个。请回答请回答: :该该DNADNA片段中共有腺嘌呤片段中共有腺嘌呤个个,C,C和和G G构成的碱基对构成的碱基对共共对。对。在在DNADNA分子稳定性的比较中分子稳定性的比较中, ,碱基对的比例碱基对的比例越高越高,DNA,DNA分子稳定性越高。分子稳定性越高。【解析【解析】(1)(1)从主链上看从主链上看, ,两条单链是反向平行的两条单链是反向平行的; ;从碱基关系从碱基关系看看, ,两条单链遵循碱基互补配对原则
52、。两条单链遵循碱基互补配对原则。(2)(2)脱氧核糖与磷酸交替连接排列在外侧脱氧核糖与磷酸交替连接排列在外侧, ,构成构成DNADNA分子的基本分子的基本骨架。骨架。(3)(3)图中涉及图中涉及4 4种碱基种碱基,4,4种碱基之间的配对方式有两种种碱基之间的配对方式有两种, ,但碱基但碱基对的种类有对的种类有4 4种种, ,即即A-T,T-A,G-C,C-GA-T,T-A,G-C,C-G。(4)(4)假设该假设该DNADNA片段只有片段只有A A、T T两种碱基两种碱基, ,则则200200个碱基个碱基,100,100个碱基个碱基对对, ,含有含有200200个氢键个氢键, ,而实际上有而实际
53、上有260260个氢键个氢键, ,即即G-CG-C和和C-GC-G碱基对碱基对共共6060个个, ,所以该所以该DNADNA中腺嘌呤数为中腺嘌呤数为(200-2(200-260)60)2=402=40个。由于个。由于G G与与C C之间有三个氢键之间有三个氢键,A,A与与T T之间有两个氢键之间有两个氢键, ,因此因此,G,G与与C C构成的碱构成的碱基对的比例越高基对的比例越高,DNA,DNA分子稳定性越高。分子稳定性越高。答案答案: :(1)(1)反向反向 碱基互补配对碱基互补配对 (2)(2)脱氧核糖脱氧核糖 磷酸磷酸(3)4 4 (4)40 60 G(3)4 4 (4)40 60 G与
54、与C C7.(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。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间期或的复制发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前的间期
55、;DNA;DNA的复制需要消耗能量的复制需要消耗能量; ;可利用可利用RNARNA分分子为模板通过逆转录合成子为模板通过逆转录合成DNADNA分子分子; ;真核生物的大部分核酸在细胞真核生物的大部分核酸在细胞核中合成核中合成, ,少数核酸在细胞质少数核酸在细胞质( (如叶绿体、线粒体如叶绿体、线粒体) )中合成。中合成。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
56、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。甲图为。甲图为DNADNA的复制的复制, ,通过半保留方式进行通过半保留方式进行, ,合成的合成的产物是双链核酸分子产物是双链核酸分子; ;而乙为转录而乙为转录, ,合成的产物是单链核酸分子合成的
57、产物是单链核酸分子, ,所以所以A A项错误。甲、乙所示过程都主要在细胞核内进行项错误。甲、乙所示过程都主要在细胞核内进行, ,所以所以B B项错误。甲、乙所示过程都需要解旋酶项错误。甲、乙所示过程都需要解旋酶, ,所以所以C C项错误。一个细项错误。一个细胞周期中胞周期中,DNA,DNA只复制一次只复制一次, ,转录可进行多次转录可进行多次, ,所以所以D D项正确。项正确。【易错提醒【易错提醒】(1)(1)解旋酶的作用是打开氢键解旋酶的作用是打开氢键, ,不要以为是解开磷不要以为是解开磷酸二酯键或把酸二酯键或把DNADNA彻底水解成脱氧核苷酸。彻底水解成脱氧核苷酸。(2)(2)解旋后分别以
58、两条母链为模板各自合成一条新的子链。一解旋后分别以两条母链为模板各自合成一条新的子链。一条母链和一条子链形成一个新的条母链和一条子链形成一个新的DNADNA分子分子, ,不是两条新的子链形不是两条新的子链形成一个新成一个新DNADNA分子。分子。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。根据。根据DNADNA双螺旋结构中双螺旋结构中A=TA=T、C=GC=G可知可知, ,嘌呤之嘌呤之和等于嘧啶之和。其他碱基的含量分别为和等于嘧啶之和。其他碱基的含量分别为:T=A=30%,C=G=1-:T=A=30%,C=G=1-(30%+30%)/2=20%(30%+30%)/2=20%。
