新课标高中生物专题复习必修ii第3、基因的本质-dna分子的结构和dna分子的复制

第二节DNA分子的结构和DNA分子的复制课标要求（一）、能力要求1、通过对有关遗传实验的介绍培养学生分析问题的能力。2、通过介绍DNA双螺旋模型的建立过程，使学生了解现代遗传学的研究方法，强化对学生进行科学态度和方法的教育。3、使学生理解DNA的双螺旋结构模型和DNA分子的复制过程，掌握运用碱基互补配对原则分析问题的方法。(二）、内容要求1、了解了DNA双螺旋结构的发现过程；掌握DNA分子的组成及DNA结构特点；2、掌握DNA分子的复制过程；3、了解基因和遗传信息的关系。知识网络体系一、DNA的结构DNA由成百上千的四种脱氧核苷酸聚合而成的___1___长链。化学组成单位——_____2______=1分子脱氧核糖+1分子磷酸+1分子含氮碱基含氮碱基P化学组成脱氧核糖含氮碱基有四种脱氧核苷酸有__3___种腺嘌呤（A）腺嘌呤脱氧核苷酸种类和结构鸟嘌呤（G）鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶（C）胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶（T）胸腺嘧啶脱氧核苷酸由两条反向平行的脱氧核苷酸长链组成______4_______。碱基互补配对原则：______5______结构特点:多样性；特异性：外侧：脱氧核糖和磷酸交替排列，构成基本骨架内侧：双链间碱基通过__6___配对而成碱基对结构特点：稳定性：①.DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变。②.两条链间碱基互补配对的方式不变。多样性：DNA分子中碱基对排列顺序多种多样。特异性：每种DNA有区别于其它DNA的特定的碱基排列顺序。碱基互补配对原则DNA双链中的两个不互补的碱基之和的比值相等。(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=1任意两个不互补的碱基比率之和占总数的50%。(A+G)=(T+C)=(A+C)=(T+G)=50%DNA中一条链上的非互补碱基对之和的比值是另一条互补链的这个比值的倒数。DNA中互补碱基对之和的比率与任一条单链中同样的两个碱基之和的比率相等。二、DNA的复制时间：___________7___________。场所：____8____内。模板：_____________9___________原料：细胞核中游离的四种脱氧核苷酸条件能量：ATP酶：解旋酶、聚合酶解旋：在解旋酶作用下，氢键断裂，双螺旋逐渐解开。合成：以两条母链为模板，以核液中游离的脱氧核苷酸为原料，在多种酶的过程作用下，根据碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链。 复旋：子链与对应的母链扭成螺旋状，构成子DNA分子。特点：______10______（可用放射性同位素示踪的实验验证）；边解旋边复制原因：①DNA的双螺旋结构，为复制提供了精确模板。②碱基互补配对，保证复制能准确进行意义：通过复制将亲代的遗传信息传给子代，使前后代保持连续性。三、基因是有遗传效应的片段基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位，是具有遗传效应的DNA片段。结构基本组成单位碱基五碳糖DNA通常呈双链结构脱氧核苷酸ATGC脱氧核糖RNA通常呈单链结构核糖核苷酸AUGC核糖功能：传递、表达遗传信息RNA结构（与DNA比较）种类：信使RNA（mRNA）、转运RNA（tRNA）：答案：1.两条;2.脱氧核苷酸;3.四;4.双螺旋结构;5.A＝T，C≡G;6.氢键;7.有丝分裂间期，减数分裂前的间期;8.细胞核;9.亲代DNA解旋产生的两条母链;10.半保留复制.重难热点归纳1.重点：染色体是遗传物质的主要载体，遗传物质必须具备的特点，脱氧核苷酸的组成、种类，DNA的分子结构及特点，DNA复制的过程与特点。2.难点：有关碱基配对规律的计算，DNA复制的特点及应用。3.考点与热点：从与人类基因组计划、基因工程成就等生物科技新成果的联系中，去考查DNA的结构、碱基含量计算与DNA复制的有关知识。复习策略重点是碱基含量的计算：基础都是DNA双螺旋结构，碱基互补配对原则和半保留复制。从与人类基因组计划、基因工程成就等生物科技新成果的联系中，去复习DNA的结构、碱基含量计算与DNA复制的有关知识。经典例题剖析1.实验室内现有如下材料：从某生物体细胞内提取的一个DNA分子，具有放射性同位素3H标记的4种脱氧核苷酸。要在实验室内合成新的DNA分子：（1）除以上物质外，还必须有_______和_______，才能合成第二代的DNA分子。（2）在第二代的DNA分子中，有_______条含3H的链。（3）在第二代的DNA分子中，含有3H链的碱基序列_______（填“相同”或“不相同”）。（4）在第五代的全部DNA分子中，有_____条不含3H的链。解析：此题重在考查DNA分子的化学组成和分子结构特点以及DNA自我复制的原理，需注意：①解旋，由一个DNA分子形成两条母链。②以每一条母链为模板，按照碱基互补配对原则，从周围吸收新的脱氧核苷酸，形成新的脱氧核苷酸链参与构成子代DNA分子。③DNA分子复制还需酶、ATP等必需条件。④在解答（2）（3）（4）小题时，应注意DNA分子自我复制的特点是半保留复制。综上分析，在第二代的每个DNA分子中，含有一条3H链，一条母链。而在第二代的DNA分子中，含有3H的碱基是互补的，因而不同。在第五代的全部DNA分子中不含3H的链，只有最初DNA分子中的两条链。答案：（1）酶ATP（2）2（3）不同（4）22、（2004年3+X高考名校联考质检抽测题）碱基互补配对原则可发生在下列哪些结构中①线粒体②高尔基体③叶绿体④核糖体⑤中心体⑥细胞核A.②⑥B.①②③④⑤⑥C.①③④⑥D.①③⑤⑥解析：DNA双螺旋结构具有碱基互补配对，发生DNA复制和转录形成RNA以及蛋白质合成的过程中有碱基互补配对，线粒体、叶绿体和细胞核中都有DNA分子，核糖体内完成蛋白质的合成。答案：C3、、已知一段双链DNA中碱基的对数和腺嘌呤的个数，能否知道这段DNA中4种碱基的比例和（A+C）∶（T+G）的比值A.能B.否C.只知道（A+C）∶（T+G）的比值D.只知道4种碱基的比例 解析：已知腺嘌呤A的个数，等于已知T的个数（A=T）。知道DNA中碱基的对数，可以求出C+G的数目，也就可以求出G和C的数目（G=C）。在双链DNA中，（A+C）/（T+G）=1。答案：A4、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，则A.b≤0.5B.b≥0.5C.胞嘧啶为a（1/2b－1）D.胞嘧啶为b（1/2b－1）解析：根据碱基互补配对原则，有A=T，C=G；A=a=T，A/（A+T+C+G）=b。可以得出：a/（2a+C+G）=b，G+C=a/b－2a，故C=G=1/2（a/b－2a）=a（1/2b－1）。答案：C5、用标记有15N的一条双链DNA分子，在标记有14N的培养液中进行两次复制，其后代的DNA分子单链中，含14N和15N的比值为A.1∶1B.2∶1C.3∶1D.4∶1解析：如果DNA分子复制的次数为n，则后代的DNA分子总数为2n。又因为DNA分子的复制是半保留复制，因此8条DNA单链中，除了两条来自亲代，标有15N外，其余6条单链都是在标有14N的培养液中，经过复制形成的。答案：C6、DNA组成分析表明下列的相关比值中有一个可变的是A.A/TB.G/CC.（A+T）/（G+C）D.（A+G）/（T+C）解析：双链DNA分子中，A=T，C=G，A+G=T+C。所以，A/T=G/C=1，（A+G）/（T+C）=1。而C项中（A+T）/（G+C）的值因DNA分子种类的不同而变化。 答案：C基础试题训练（时间：45分钟满分：100分）一、选择题1.（2003年广东、河南、广西高考题）科学家将含人的α-抗胰蛋白酶基因的DNA片段，注射到羊的受精卵中，该受精卵发育的羊能分泌含α-抗胰蛋白酶的奶，这一过程没有涉及A.DNA按照碱基互补配对原则自我复制B.DNA以其一条链为模板合成RNAC.RNA以自身为模板自我复制D.按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质2.有3个核酸分子，经分析共有5种碱基，8种核苷酸，4条多核苷酸链，它的组成是A.一个DNA分子，两个RNA分子B.三个DNA分子，一个RNA分子C.三个DNA分子D.三个RNA分子3.信使RNA的核苷酸序列与哪条核苷酸序列互补A.DNA分子两条链的核苷酸序列互补B.DNA分子一条链的核苷酸序列互补C.某一转运RNA分子的核苷酸序列互补D.所有的转运RNA分子的核苷酸序列互补4.DNA分子中一条链的碱基摩尔数之比为A∶C∶G∶T＝1∶1.5∶2∶2.5，则其互补链中嘌呤碱基与嘧啶碱基的摩尔数之比为A.5∶4B.4∶3C.3∶2D.3∶45.下面关于转运RNA和氨基酸相互关系的说法正确的是A.每种氨基酸都有它特定的一种转运RNAB.每种氨基酸都可由几种转运RNA携带C.一种转运RNA可以携带几种结构相似的氨基酸D.一种氨基酸可由一种或几种特定的转运RNA来将它带到核糖体上6.某基因含有腺嘌呤的分子数为15%，含胞嘧啶的碱基对占全部碱基对的A.15%B.35%C.70%D.85%7.春天植物向外发出幼叶时要进行旺盛的细胞分裂，其细胞的分裂方式和DNA复制的情况是A.无丝分裂，DNA不复制B.减数分裂，DNA在细胞核中复制 C.有丝分裂，DNA在细胞核中复制D.有丝分裂，DNA在细胞核、线粒体和叶绿体中都进行复制8.下列关于遗传信息传递的叙述，不正确的是A.遗传信息可通过细胞分裂向子细胞中传递B.遗传信息可通过减数分裂和有性生殖向下代传递C.通过有丝分裂和无性生殖，遗传信息也可以向下代传递D.在同一生物个体中，遗传信息不能传递9复制与转录的主要区别是A.场所B.模板C.产物不同D.碱基互补配对原则10.某信使RNA有碱基240个，与之有关的DNA片段，蛋白质的叙述正确的是A.DNA中至少含480个碱基，蛋白质中至少有80个氨基酸B.DNA中最多含480个碱基，蛋白质中最多含有80个氨基酸C.DNA中至少含480个碱基，蛋白质中至多含有80个氨基酸D.DNA中最多含480个碱基，蛋白质中至少有80个氨基酸11.某双链DNA分子一条链上的的碱基比率为0.3，那么,在整个DNA分子中的A∶T∶G∶C的比值为A.1∶1∶1∶1B.1∶1∶1.5∶1.5C.1.5∶1.5∶5∶5D.5∶5∶1.5∶1.512.生化实验测定表明，DNA分子的碱基比率A+T/G+C的值，及碱基序列存在着种间差异，这说明DNA分子结构具有A.相对稳定性B.可变性C.多样性D.特异性13.一个基因平均由1×103个核苷酸对构成，玉米体细胞中有20条染色体，生殖细胞里的DNA合计约有7×109个苷酸对，因此每条染色体平均有基因的个数是A.3.5×106B.3.5×105C.7×105D.1.4×10614.在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其中DNA分子均为14N—DNA，在氮源为15N培养基上生长的大肠杆菌，其中DNA分子均为15N—DNA。若将14N—DNA、15N—DNA以及14N、15N—DNA混在一起，用某种方法离心分离，其结果如上图所示。现将15N—DNA转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代（Ⅰ和Ⅱ）后，将所得DNA采用同样的方法进行离心分离，则结果可用图下列哪一图表示15.DNA分子中胸腺嘧啶的数量为M，占总碱基数的比例为q，若此DNA分子连续复制ｎ次需要的鸟嘌呤脱氧核苷酸为A.（2n－1）MB.M（1/2q－1）C.（2n－1）M（1－2q）/2qD.（2n－1）M/2nq16.某基因中含有78对碱基，由它控制合成的多肽链在形成过程中，脱去的水分子数、形成的肽键数及至少含有的游离氨基和羧基数目依次是A.25、25、77、77B.77、77、1、1C.51、51、1、1D.25、25、1、1 17.科学家将某种细菌在含有15N的培养基中繁殖了多代后，再接种到14N的培养基上，下列有关实验的叙述不正确的是A.本实验可证明DNA是否能以半保留的方式进行复制B.在14N培养基上经第一次分裂，所得后代的DNA含15N和14N的量各占一半C.N是合成DNA的基本化学元素D.在14N培养基上经二次分裂所得的后代的半数是含15N的DNA，另一半细菌则是只含14N的DNA18.碱基互补配对原则适用下列哪组生命活动过程A.DNA复制和遗传信息的转录B.遗传信息的转录和遗传密码的翻译C.遗传物质复制、遗传信息的转录和密码的翻译D.生物体的一切生命活动过程19.一个DNA分子中，G和C之和占全部碱基数的46%，又知在该DNA分子中的一条链中，A和C分别占碱基数的28%和22%，则该DNA分子的另一条链中，A和C分别占碱基数的A.28%、22%B.22%、28%C.23%、27%D.26%、24%20.以最后被分成单链的双链DNA分子在体外转录出信使RNA，每一单链DNA都与信使RNA进行了碱基比的分析和比较，在表中列出了碱基的资料，问双链DNA的哪一链是信使RNA合成的模板AT或UGCDNA－127.032.518.532.0DNA－232.726.522.118.4DNA－328.033.017.021.0DNA－425.035.019.023.0信使RNA27.033.017.023.0A.DNA－1B.DNA－2C.DNA－3D.DNA－421.人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，据此推测胰岛细胞中A.只有胰岛素基因B.比人受精卵中的基因要少C.既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因D.有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因22.已知一段双链DNA中碱基的对数和腺嘌呤的个数，能否知道这段DNA中4种碱基的比例和（A+C）∶（T+G）的值A.能B.否C.只能知道（A+C）∶（T+G）的值D.只能知道四种碱基的比例23.具有100个碱基对的一个DNA分子区段，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制两次，则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为A.60个B.80个C.120个D.180个24.对一个基因的正确描述是①基因是DNA分子上特定的片段②它的分子结构首先是由摩尔根发现③它决定某一遗传性状或功能④它的化学结构不会发生变化A.①和②B.①和③C.③和④D.①和④25.女性子宫瘤细胞中最长的DNA分子可达36mm，DNA复制速度约为4μm/min，但复制过程仅需40min左右即完成，这是因为A.边解旋边复制B.每个复制点双向复制，使子链迅速延伸C.以半保留方式复制D.复制起点多，分段同时复制26.生物体内的蛋白质千差万别，其原因不可能是A.组成肽键的化学元素不同B.组成蛋白质的氨基酸种类和数量不同C.氨基酸排列顺序不同D.蛋白质空间结构不同27.以某DNA分子片段为模板，转录成一个RNA分子，其中A和U碱基分别占全部碱基的16%和32%，那么这段DNA分子中胸腺嘧啶占全部碱基的A.48%B.32%C.24%D.16%28.下列关于双链DNA的叙述错误的是 A.若一条链上A和T数目相等，则另一条链上的A和T数目也相等B.若一条链上A的数目大于T，则另一长链上A的数目小于TC.若一条链的A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链也是A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4D.若一条链上的A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链为A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3二、非选择题1.（2002年广东、河南、广西高考题）在含４种游离的脱氧核苷酸、酶和ATP的条件下,分别以不同生物的DNA为模板合成新的DNA。问：（1）分别以不同生物的DNA为模板合成的各个新DNA之间，（A+C）∶（T+G）的值是否相同？为什么？___________________________________________________________。（2）分别以不同生物的DNA为模板合成的各个新DNA之间存在差异，这些差异是什么？___________________________________________________________。（3）在一个新合成的DNA中，（A+T）∶（C+G）的值是否与它的模板DNA任一单链的相同?___________________________________________________________。2.某生物的DNA分子中共有核苷酸200个，C占19%，此DNA分子连续复制三次，需吸收鸟嘌呤脱氧核苷酸___________个。此DNA转录形成的信使RNA中，（A+U）的比率是______________________________________________。3.不同生物或生物体不同器官（细胞）的DNA分子有关碱基比率如下表：生物或细胞酵母菌小麦人猪牛肝胰脾肾精子肺1.791.211.521.431.431.431.301.291.30（1）表中可见，不同种生物的DNA分子的碱基比率显著不同，这一事实表明，DNA分子结构具有___________。（2）猪或牛的各种组织细胞的DNA分子碱基比率大致相同，这一事实表明，DNA分子结构具有________________________。（3）牛的肾和肺的DNA碱基比率相同，原因是______________________________；但精子与肾或肺的DNA碱基比率稍有差异，原因是_______________________________。（4）猪或牛的各种器官的组织细胞中DNA分子相同，但组织细胞的形态和功能不相同的原因是___________________________________________________________。4.现有从生物体提取的一个DNA分子（称第一代DNA）和标记放射性同位素3H的四种脱氧核苷酸。在实验室合成新的DNA分子。（1）第二代的一个DNA分子中有___________条含3H的多核苷酸链。（2）第五代的全部DNA分子中有___________条不含3H的多核苷酸链。（3）第一代100个脱氧核苷酸对中有30个碱基T，那么第二代的一个DNA分子中应有碱基G___________个。5.已知多数生物的DNA是双链结构，也有个别生物的DNA是单链的。有人从三种生物中提取核酸，经分析它们的碱基比例如下表：ＡＧＵＴＣ甲311903119乙252403319丙232427025（1）___________组为RNA。（2）___________组为双链DNA，原因是________________________________。（3）___________组为单链DNA，原因是________________________________。创新应用训练1.（创新题）人类基因组计划的实施为人类了解自身的奥秘、增进健康具有无可估量的意义，而其基础是对DNA分子和基因结构和功能的认识。下图表示细胞内与基因有关的物质或结构，请仔细阅读并回答问题： （1）细胞内的遗传物质是［］___________，基因和ｇ的关系是_______________。（2）e和g的关系是___________，ｇ被彻底水解后的产物可用字母___________表示。（3）遗传物质的主要载体是［］___________，基因和ｉ的关系是___________。（4）基因和ｈ的关系是_____________________________________，ｈ合成时的模板来自___________过程，模板合成后进入ｈ合成场所___________穿过磷脂分子层，原因是______________________________________。（5）ｇ的成分与RNA的成分相比，主要差异在于_____________________________。（6）ｇ的空间结构一般表现为___________，若其中C+G/T+A＝0.5，则Ａ占总碱基数的比例为___________________，其单链之一的C+G/T+A为____________________。（7）ｇ的功能可表达为______________，ｇ在复制时出现错误，可能出现___________。2.阅读下列材料：材料1美国“9·11事件”使四千多人罹难，事后的尸体辨认只能借助于DNA杂交技术。该方法是从尸体和死者家属提供的死者生前的生活用品中分别提取DNA在一定温度下，水浴共热，使DNA氢键断裂，双链打开。若两份DNA样本来自同一个体，在温度降低下，两份样本中的DNA单链通过氢键连接在一起；若不是来自同一个体，则在两份样本中的DNA单链在一定程度上不能互补。DNA杂交技术就是通过这一过程对面目全非的尸体进行辨认。材料2美国对塔利班实施打击之后，几例炭疽病使美国陷入了新的恐慌。炭疽病是一种急性传染病，由炭疽杆菌引起，可通过皮肤接触传播、呼吸传播、消化道传播三种方式传染给人类，严重时可致人死亡。治疗炭疽病的最常用的抗生素是盘尼西林G、环丙沙星和强力霉素，但条件是必须在接触炭疽病菌后的48小时内使用，故及时治疗可提高治愈机会，但炭疽病的症状难以鉴别，常误认为感冒、食物中毒而错过治疗时机，炭疽杆菌的芽孢有很强的生命力，在空气中可存活数十年之久，对人类生存构成潜在的威胁。请根据上述材料回答下列问题：（1）人体内的DNA主要存在于细胞核中的染色体上，人的所有体细胞具有相同的染色体组成，原因是__________________________________________________________。（2）若已知DNA是一条单链的碱基组成的ATGCCAT，则它的互补的另一条链的碱基组成为___________________；为保证实验的准确性，需用较多的DNA样品，这可通过PCR技术使DNA分子大量复制，若一个DNA分子中，腺嘌呤含量为15%，复制所用的原料为3H标记的脱氧核苷酸，经四次复制后，不含3H的DNA单链占全部DNA单链的________，子代DNA分子中胞嘧啶的比例为______________。（3）DNA杂交技术同样可用于两物种亲缘关系的判断，若两物种的DNA样品经处理后形成的杂合DNA片段越少，则两物种的亲缘关系越____________________。（4）炭疽杆菌与酵母菌相比，在结构上最明显的区别是___________，在环境条件较好时，炭疽杆菌可通过___________方式繁殖后代，酵母菌可通过___________方式繁殖后代，从同化作用方式看，炭疽杆菌应是___________型。 第2节DNA分子的结构和DNA分子的复制一、1.C这一过程包括了DNA复制、转录和翻译。2.A基因有5种碱基、8种核苷酸，则C、D不正确，B含有7条多核苷酸链。3.B4.B已知链中嘌呤碱与嘧啶碱之比为3∶4，则互补链中嘌呤碱与嘧啶碱之比为4∶3。5.D一种转运RNA只能转运一种特定的氨基酸，一种氨基酸可由一种或几种转运ＲNＡ来转运。6.DA=T=15%，G=C=85%。7.D8.D在DNA复制过程中传递遗传信息。9.C10.C11.C12.D13.C（7×109）/（1×103×10）=7×105。 14.CDNA是半保留复制。15.C16.D17.B18.C19.D20.B信使RNA中A与DNA信息链的T配对，U与A配对，C、G正好相反。21.C22.A23.D24.B25.D26.A27.A28.C二、1.（1）相同，因为所有DNA双链中，A=T，C=G（2）碱基的数目、比例和排列顺序不同（3）相同2.26662%3.（1）特异性（2）稳定性（3）由同一受精卵分裂得到的体细胞精子是减数分裂的产物，虽然XY染色体是一对同源染色体，但X、Y染色体上的DNA分子有差异（4）DNA分子中遗传信息的表达有所差异4.（1）1（2）2（3）705.（1）丙（2）甲含碱基T，且A=T，C=G（3）乙含碱基T，但A与T、C与G未互补存在创新应用训练1.（1）gDNA基因是DNA上有遗传效应的结构和功能单位（2）e是g的基本单位b、c、d（3）i染色体基因在染色体上呈线性排列（4）基因指导h合成转录不经核孔进入细胞质（5）碱基（T与U）和五碳糖（脱氧核糖与核糖）（6）双螺旋1/31/2（7）贮存、复制、传递、表达遗传信息基因突变2.（1）通过有丝分裂过程的DNA复制和蛋白质的合成，使染色体的结构稳定，数目恒定（2）TACGGTA1/1635%（3）远（4）无真正的核（即原核）分裂生殖出芽生殖异养