1、1第二节 DNA 分子的结构和复制学习目标：1.DNA 分子结构的探究历程2DNA 分子的主要结构特点3DNA 分子的复制过程及特点4米西尔森和斯塔尔证明 DNA 分子复制方式的实验教材梳理一、DNA 分子的结构1DNA 分子结构的探索历程时期 科学家 成果20 世纪 30 年代后期 瑞典科学家 证明 DNA 是不对称的1951 年 查哥夫(美)定量分析 DNA 分子的碱基组成，发现腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量1952 年 富兰克琳(英)确认 DNA 为螺旋结构，而不是由一条链构成的1953 年 沃森(美)和克里克(英) 提出 DNA 分
2、子的双螺旋结构模型2.DNA 分子的基本组成单位DNA 的基本组成单位是脱氧核苷酸，如图所示：(1)组成：磷酸；脱氧核糖；含氮碱基。(2)碱基：A：腺嘌呤；G：鸟嘌呤；C：胞嘧啶；T：胸腺嘧啶。23DNA 分子的立体结构(1)整体：由两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋而成的双螺旋结构。(2)外侧基本骨架：由脱氧核糖和磷酸交替连接构成。(3)内侧碱基对：由两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，是按碱基互补配对原则连接而成的，即 A 与 T 配对、G 与 C 配对。4DNA 分子的多样性和特异性(1)多样性：碱基对排列顺序的千变万化。(2)特异性：特定的碱基对排列顺序构成了每一个 DNA 分子的特异性。二
3、、DNA 分子的复制1DNA 复制的概念、时期、场所及条件(1)概念：以亲代 DNA 分子为模板合成子代 DNA 分子的过程。(2)时期：细胞有丝分裂间期和减数分裂的间期。(3)场所：细胞核(主要)。(4)DNA 复制的条件：模板：DNA 分子的两条链。原料：游离的四种脱氧核苷酸。能量：由细胞提供。酶：解旋酶和 DNA 聚合酶等。2过程3特点边解旋边复制；半保留方式复制。4准确复制的原因和意义3(1)原因DNA 分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够精确地进行。(2)意义：使遗传信息从亲代传给子代，从而确保了遗传信息的连续性。牛刀小试一、DNA 分子的结构
4、1观察教材 P68 图 48，结合制作模型体验，探讨下列问题：(1)DNA 分子中同一条链和两条链中连接相邻两个碱基的结构有何不同？提示：同一条链中连接相邻两个碱基的结构是脱氧核糖磷酸脱氧核糖；两条链中连接相邻两个碱基的结构是氢键。(2)运用碱基互补配对原则分析，在所有的双链 DNA 分子中，(AG)/(CT)的值相同吗？在 DNA 分子的一条链中是否存在同样的规律？提示：相同。在双链 DNA 分子中，由于 AT，GC，所以嘌呤数等于嘧啶数，即AGTC，可得(AG)/(TC)1，因此在所有的双链 DNA 分子中(AG)/(TC)的值相同。在单链 DNA 分子中不存在同样的规律，因为 A 与 T
5、，G 与 C 不一定相等。(3)某实验小组同学制作了如下碱基对模型，你认为哪些是正确的，哪些是错误的？提示：所示模型中只有正确，、均不正确。中多了一个氢键，中碱基配对错误，也未遵照“反向平行”的特点；中未遵照“反向平行”特点。2连线二、DNA 分子的复制阅读教材 P7172，结合图 410、411，探究下列问题：(1)DNA 复制时有几条模板链？新合成的 DNA 分子中的两条链全是子链吗？4提示：两条模板链(亲代 DNA 分子解开螺旋的两条链)。不是，而是一条母链和一条子链。(2)DNA 复制时，用什么方法识别 DNA 中哪一条链是母链，哪一条链是子链？DNA 复制所形成的子代 DNA 分子是
6、否是亲代 DNA 链和子代 DNA 链随机结合的？提示：同位素标记法。不是，而是亲代 DNA 链与其相应的子链结合形成的子代DNA 分子。(3)若将某一试管中加入缓冲液、ATP、DNA 模板和四种脱氧核苷酸，并置于适宜的温度下，能否完成 DNA 复制？分析原因。提示：不能。复制条件不完全，缺少解旋酶、DNA 聚合酶。(4)若 1 个 DNA 分子含有 m 个腺嘌呤，则复制 n 次需要多少游离的腺嘌呤脱氧核苷酸？提示：需(2 n1) m 个。因为 1 个 DNA 分子复制 n 次，共形成 2n个 DNA 分子，其中有两条脱氧核苷酸链为母链，不需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸。(5)DNA 分子复制具有
7、准确性，那么在任何情况下，DNA 分子复制产生的子代 DNA 分子与亲代 DNA 分子都完全相同吗？提示：不一定。DNA 分子复制时，受到各种因素的干扰，碱基序列可能会发生改变，从而使后代 DNA 分子与亲代 DNA 分子碱基序列不同，导致遗传信息发生改变。重难突破一、DNA 分子的结构层次1DNA 分子结构中的“五、四、三、二、一”：“五”DNA 分子的基本组成元素有 5 种(C、H、O、N、P)。“四”DNA 分子的基本组成单位为“四种”脱氧核苷酸。“三”每种单位均由三分子物质(1 分子磷酸、1 分子脱氧核糖及 1 分子含氮碱基)构成。“二”两条脱氧核苷酸长链。“一”一种规则的双螺旋结构。
8、52DNA 分子结构层次图示二、DNA 分子中的碱基计算规律1碱基互补配对原则2碱基间的数量关系项目 双链 DNA 1 链 2 链 规律A、T、G、C 关系 AT，GCA1T 2，G 1C 2，T1A 2，C 1G 2双链 DNA 中，A 总等于 T，G 总等于 C，且1 链上的 A 等于 2 链上的 T,1 链上的 G 等于 2 链上的 C非互补碱基和之比，即 或A GT C G TA C1 m 1/mDNA 双链中非互补碱基之和总相等，两链间非互补碱基和之比互为倒数互补碱基和之比，即 或A TG C G CA T n n n 在同一 DNA 中，双链和单链中互补碱基和之比相等某种碱基的比例
9、( x为 A、T、G、C 中某种碱基的百分含(x1 x2)12x1 x2某碱基占双链 DNA 碱基总数的百分数等于相应碱基占相应单链6量) 的比值的和的一半3.碱基比例与 DNA 分子的共性和特异性(1)共性： 1； 1； 1AT TA GC CG A CT G A GT C(2)特异性：的比值是多样的，是 DNA 分子多样性和特异性的主要表现。A TG C特别提醒(1)在 DNA 单链中，A 与 T、G 与 C 也可能相等。(2)(AT)/(GC)的比值能体现 DNA 分子的特异性，不同的 DNA 分子中该值可能相同。三、DNA 分子复制过程中相关计算1DNA 分子数、DNA 链数及所占比例
10、的计算2.脱氧核苷酸链数的计算(1)子代 DNA 分子中脱氧核苷酸总链数2 n1 条；(2)亲代脱氧核苷酸链数2 条；(3)新合成的脱氧核苷酸链数(2 n1 2)条。73.所需脱氧核苷酸数的计算若一亲代 DNA 分子含有某种脱氧核苷酸 m 个，则：(1)经过 n 次复制，共需消耗游离的该脱氧核苷酸 m(2n1)个。(2)第 n 次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸 m2n1 个。4与染色体、细胞数目相关的计算研究 DNA 分子的半保留复制时，常涉及计算后代带放射性标记的 DNA、染色体或细胞所占比例的问题，此时要注意：(1)一个 DNA 分子含两条 DNA 链，只要有一条 DNA 链带标记该 D
11、NA 分子便带标记。(2)每条染色体含一个或两个 DNA 分子，只要有一条 DNA 链带标记，该染色体便带标记。(3)每个细胞含多条染色体，每条染色体的情况是一样的，只需分析一条染色体(减数分裂时只需分析一对同源染色体)即可。实验探究DNA 复制方式的探究1方法放射性同位素标记法和密度梯度离心技术。2原理含 15N 的双链 DNA 密度最大，含 14N 的双链 DNA 密度最小，一条链含 14N 和一条链含15N 的双链 DNA 分子密度中等。3过程(1)用放射性同位素 15N 标记大肠杆菌的 DNA。(2)将被标记的大肠杆菌转入以含 14N 物质为唯一氮源的培养液中培养。(3)分别取完成一次
12、细胞分裂和两次细胞分裂的大肠杆菌，并将其中的 DNA 分子分离出来，进行密度梯度超速离心和分析。4结果图示85结论：DNA 的复制方式为半保留复制。考向聚焦例 1 下列有关 DNA 分子结构的叙述，正确的是( )ADNA 分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的规则的双螺旋结构，其基本骨架由脱氧核糖、磷酸和含氮碱基交替排列而成B整个 DNA 分子中，嘌呤数目等于嘧啶数目，所以每条 DNA 单链中 AT、GCC与 DNA 分子中的碱基 G 直接相连的是脱氧核糖和碱基 CD每个脱氧核糖均只与一个磷酸和一个碱基相连解析 DNA 分子双螺旋结构的外侧是磷酸与脱氧核糖交替排列构成的基本骨架，碱基排
13、列在内侧。若 DNA 分子的一条链上是碱基 A，则另一条链上与之配对的一定是碱基 T；一条链上是碱基 G，则另一条链上与之配对的一定是碱基 C，反之亦然。所以，在双链 DNA分子中 AT、GC，但在单链中，碱基 A 的数目不一定等于碱基 T 的数目，碱基 G 的数目也不一定等于碱基 C 的数目。在一个脱氧核苷酸中，碱基 G 与脱氧核糖直接相连，两链之间碱基 G 与碱基 C 互补配对。每个脱氧核糖均只与一个碱基相连，但除了游离的脱氧核糖只与一个磷酸相连外，其余脱氧核糖均与两个磷酸相连。答案 C例 2 (福建高考)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
14、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9C4 种 D5 种解析 根据碱基互补配对原则，单链模板链中 A 与胸腺嘧啶配对。单链模板链中含有 4 个“A” ，其中每个“A”均可能与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对，当单链模板上的“A”与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对会有 4 种不同长度的子链；若单链模板链上的“A”只与脱氧核苷酸结合
15、，形成 1 种子链，所以最多会产生 5 种子链。答案 D例 3 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14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl繁殖代数 多代 多代 一代 两代培养产物 A B B 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
16、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_，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10置_，放射性强度发生变化的是_带。若某次实验的结果中，子代
17、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_。解析 经过一代培养后，只能是标记 DNA 分子的一条单链，所以要想对所有的 DNA分子全部标记，要进行多代培养；在探究 DNA 分子的复制方式为半保留复制的实验中， “重带”应为两个单链均被 15N 标记， “轻带”为两个单链均被 14N 标记， “中带”为一个单链被14N 标记，另一个单链被 15N 标记。答案 (1)多 15N(15NH4Cl) (2)3 1 2 半保留复制 (3)B 半保留 不能 没有变化 轻 15N课堂归纳 网络构建填充：双螺旋 反向平行 交替连接互补配对 边解旋边
18、复制 半保留复制解旋 合成子链 关键语句1DNA 分子由两条脱氧核苷酸链构成，两链按反向平行方式盘旋成规则的双螺旋结构，其脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，碱基排在内侧。2DNA 分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，其中 A 一定与 T 配对，G 一定与C 配对，A 与 T 之间形成 2 个氢键，G 与 C 之间形成 3 个氢键。3组成 DNA 分子的碱基虽然只有 4 种，但碱基对的排列顺序却是千变万化的，含 n 个碱基对的 DNA 分子，可形成 4n种排列顺序，这些排列顺序即代表遗传信息。114DNA 分子碱基对排列顺序的千变万化，构成了 DNA 分子的多样性，而碱基对的特定的排列顺序
19、又构成了每一个 DNA 分子的特异性。5DNA 复制发生于细胞有丝分裂间期和减数分裂的间期。6DNA 分子复制是半保留复制，DNA 分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对原则保证了复制能精确地进行。7DNA 分子通过复制，使遗传信息从亲代传给子代，从而确保了遗传信息的连续性。知识点一、DNA 的结构及相关计算1如图为核苷酸链结构图，下列叙述不正确的是( )A能构成一个完整核苷酸的是图中的 a 和 bB图中每个五碳糖都只有 1 个碱基与之直接相连C各核苷酸之间是通过化学键连接起来的D若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是 T解析：选 A 核苷酸由 1 分子磷酸、
20、1 分子五碳糖和 1 分子碱基组成，即图中的 a，b中磷酸的连接位置不正确，A 错误；由题图可知，每个五碳糖都只有 1 个碱基与之直接相连，B 正确；核苷酸之间通过磷酸二酯键即图中相连形成核苷酸链，C 正确；脱氧核苷酸根据碱基不同分为腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸，因此若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是胸腺嘧啶 T，D正确。2从某生物组织中提取 DNA 进行分析，其四种碱基数的比例是鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基数的 46%，又知该 DNA 的一条链(H 链)所含的碱基中 28%是腺嘌呤，则与 H 链相对12应的另一条链中腺嘌呤占该链全部
21、碱基数的( )A26% B24%C14% D11%解析：选 A 由题中条件可知 CG 在整个 DNA 分子中占有的比例为 46%，因为 CG 在整个 DNA 分子中占有的比例等于它在 DNA 某一条链中占有的比例，则在 H 链上CG46%。又因为在 H 链上腺嘌呤占 28%，则胸腺嘧啶(T)占的比例为 26%，据碱基互补配对原则，H 链上胸腺嘧啶等于其互补链中腺嘌呤的数目或比例，则另一条链中腺嘌呤占该链碱基数的 26%。知识点二、DNA 的复制及相关计算3如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
22、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解析：选 A 图中 DNA 分子的复制是从多个起点开始的，但并不是同时开始的。图中DNA 分子的复制是边解旋(需解旋酶)边双向复制的。4一个双链均被 32P 标记的 DNA 由 5 000 个碱基对组成，其中腺嘌呤占 20%，将其置于只含 31P 的环境中复制 3 次。下列叙述不正确的是( )A该 DNA 分子中含有氢键的数目为 1.3104个B复制过程需要 2.4104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸C子代 DNA 分子中含 32P 的单链与含 31P 的单链之比为 17D子代 DNA 分子中含
23、32P 与只含 31P 的分子数之比为 13解析：选 B 该 DNA 分子中 AT 碱基对的数目为 5 000220%2 000 个，GC 碱基对的数目为 5 0002 0003 000 个，则该 DNA 分子中含有的氢键数目为 2 00023 00031.310 4个；该复制过程需要的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(2 31)3 00021 000个；子代中含 32P 的单链与含 31P 的单链之比为 2(2 322)17；子代中含 32P 与只含 31P 的 DNA 分子数之比为 2(2 32)13。135据图回答问题：(1)该图表示的生理过程是_，该过程主要发生在细胞的_(填部位名称)。(2)图中
24、的 1、2、3、4、5 分别表示_(填碱基名称，用字母表示)。(3)假如经过科学家的测定， 链上的一段碱基序列(M)中的 ATCG 为2113，能不能说明科学家的测定是错误的？_，原因是_。(4)如果以(3)中的 链的 M 为模板，复制出的 链的碱基比例应该是_。解析：DNA 是双螺旋结构，两条脱氧核苷酸链之间的碱基遵循碱基互补配对原则，即A 与 T、C 与 G 配对，所以 DNA 分子中 AT，GC。DNA 复制是半保留复制，即以 DNA 的两条母链为模板，根据碱基互补配对原则进行碱基互补配对，所以形成的 DNA 子链必定与DNA 中的一条母链完全相同，新形成的两个 DNA 分子，与亲代 D
25、NA 分子完全相同。答案：(1)DNA 复制 细胞核 (2)A、T、C、C、T(3)不能 在单链中不一定存在 AT、GC(4)TAGC2113(时间：25 分钟；满分：50 分)一、选择题(每小题 2 分，共 20 分)1下列关于沃森和克里克构建 DNA 双螺旋结构模型的叙述，错误的是( )A沃森和克里克构建 DNA 双螺旋结构模型是建立在 DNA 分子以 4 种脱氧核苷酸(碱基为 A、T、G、C)为单位连接而成的长链的基础上B威尔金斯和富兰克林通过对 DNA 衍射图谱的有关数据进行分析，得出 DNA 分子呈螺旋结构C沃森和克里克曾尝试构建了多种模型，但都不科学14D沃森和克里克最后受腺嘌呤(
26、A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量的启发，构建出了科学的模型解析：选 B 沃森和克里克最先提出了碱基在外侧的双螺旋和三螺旋结构模型，后来又提出了碱基在内侧的双螺旋结构模型，并且同种碱基配对。最后提出了碱基互补配对的双螺旋结构模型。2下面关于 DNA 分子结构的叙述中，错误的是( )A每个双链 DNA 分子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双链 DNA 分子中的一段含有 40 个胞嘧啶，就一定会同时含有 40 个鸟嘌呤解析：选 B 脱氧核苷酸分子的连接方式应为 。在双链的 DNA
27、 分子内部，碱基之间通过氢键连接形成碱基对，对一个碱基来说，一侧连接着一个脱氧核糖，另一侧通过氢键和另一个碱基相连。3在一个 DNA 分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的 42%，若其中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的 24%，胸腺嘧啶占 30%，则另一条链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的( )A21%,12% B30%,24%C34%,12% D58%,30%解析：选 C 解这类题目，最好先画出 DNA 分子的两条链及碱基符号，并标出已知碱基的含量，这样比较直观，更易找到解题方法。然后利用 DNA 分子的碱基互补配对原则，由整个 DNA 分子中 AT42%，可得出 A1T 1即
28、对应单链碱基总数的百分比也为 42%，则C1G 158%。由一条链中 C124%，C 1G 158%，得出对应另一条单链中 C234%，由一条链中 A1T 142%，A 112%，得出对应另一条单链 T212%。4(上海高考)在 DNA 分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表 A 和 G，用另一长度的塑料片代表 C 和 T，那么由此搭建而成的 DNA 双螺旋的整条模型( )A粗细相同，因为嘌呤环必定与嘧啶环互补B粗细相同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸相似C粗细不同，因为嘌呤环不一定与嘧啶环互补D粗细不同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸不同15解析：选 A A 和 G 都是嘌呤碱基，C 和
29、 T 都是嘧啶碱基，在 DNA 分子中，总是AT，GC，依题意，用一种长度的塑料片代表 A 和 G，用另一长度的塑料片代表 C 和 T，则 DNA 的粗细相同。5如图为 DNA 分子结构示意图，相关叙述正确的是( )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c是氢键，其形成遵循碱基互补配对原则dDNA 分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息e占的比例越大，DNA 分子越不稳定f依次代表 A、G、C、TAbcdf BcdfCabcf Dbce解析：选 B DNA 分子是反向平行的双螺旋结构，磷酸与脱氧核糖交替排列在外侧，构成了 DNA 的基本骨架；中的及下方的磷酸基
30、团组成胞嘧啶脱氧核苷酸；碱基互补配对，配对碱基之间通过氢键相连； DNA 分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息；G 与 C 之间形成 3 条氢键，G 与 C 含量越多，DNA 分子越稳定；根据碱基互补配对原则，依次代表 A、G、C、T。6下列有关 DNA 复制的说法中，正确的是( )ADNA 复制时只有一条链可以作为模板BDNA 复制所需要的原料是 4 种脱氧核苷酸CDNA 复制的场所只有细胞核DDNA 复制的时间只能是有丝分裂间期解析：选 B DNA 复制时， 两条链都可以作为模板，真核生物 DNA 复制的场所可以是细胞核，也可以是线粒体和叶绿体，在细菌体内还可以是拟核。DNA 复制时需
31、要的原料是4 种脱氧核苷酸。167把培养在含轻氮( 14N)环境中的一个细菌，转移到含重氮( 15N)环境中，培养相当于繁殖一代的时间，然后全部放回原环境中培养相当于连续繁殖两代的时间后，细菌 DNA 组成分析表明( )A3/4 轻氮型、1/4 中间型B1/4 轻氮型、3/4 中间型C1/2 轻氮型、1/2 中间型D3/4 重氮型、1/4 中间型解析：选 A 轻氮( 14N)环境中的一个细菌转移到重氮( 15N)环境中培养相当于繁殖一代的时间后，DNA 分子全为 15N/14N，再返回轻氮( 14N)环境中培养繁殖，产生 8 个 DNA 分子，3/4 轻氮型、1/4 中间型。8.如图表示 DN
32、A 分子复制的片段，图中 a、b、c、d 表示各条脱氧核苷酸链。一般地说，下列各项中正确的是( )Aa 和 c 的碱基序列互补Bb 和 c 的碱基序列相同Ca 链中(AT)/(GC)的比值与 b 链中同项比值相同Da 链中(AT)/(GC)的比值与 d 链中同项比值不同解析：选 C a、d 两条母链碱基互补，a、b 两条链碱基互补，c、d 两条链碱基互补，可推出 a 和 c 碱基序列相同，b 和 c 碱基序列互补；两条互补链中的(AT)/(GC)相同。9(山东高考)某研究小组测定了多个不同双链 DNA 分子的碱基组成，根据测定结果绘制了 DNA 分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在 DN
33、A 分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是( )17解析：选 C DNA 分子中(AC)/(TG)应始终等于 1；一条单链中(AC)/(TG)与其互补链中(AC)/(TG)互为倒数，一条单链中(AC)/(TG)0.5 时，互补链中(AC)/(TG)2；一条单链中(AT)/(GC)与其互补链中(AT)/(GC)及 DNA 分子中(AT)/(GC)都相等。10某 DNA 分子中含有 1 000 个碱基对(被 32P 标记)，其中有胸腺嘧啶 400 个。若将该 DNA 分子放在只含被 31P 标记的脱氧核苷酸的培养液中让其复制两次，其结果不可能是( )A含 32P 的 DNA 分子占 1/2B含
34、31P 的 DNA 分子占 1/2C子代 DNA 分子相对分子质量平均比原来减少 1 500D共消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸 1 800 个解析：选 B 该 DNA 分子在含 31P 的培养液中复制两次，可得到 4 个 DNA 分子，其中含31P 的 DNA 分子占 100%，含 32P 的 DNA 分子占 2/41/2。因为 DNA 复制为半保留复制，亲代 DNA 分子的两条链只可能进入两个子代 DNA 分子中；4 个 DNA 分子中有两个 DNA 分子的每条链都只含有 31P，还有两个 DNA 分子都是一条链含 31P，另一条链含 32P。前两个 DNA 分子相对分子质量比原 DNA 分子共减少了
35、 4 000，后两个 DNA 分子比原 DNA 分子共减少了 2 000，这样 4 个 DNA 分子的相对分子质量平均比原来减少了 6 000/41 500；在 1 000 个碱基对的 DNA 分子中，胸腺嘧啶 400 个，则含有鸟嘌呤个数(1 00024002)/2600(个)，复制两次所消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为 600(221)1 800(个)。二、非选择题(共 30 分)11(10 分)如图是 DNA 片段的结构图，请据图回答问题。18(1)图甲是 DNA 片段的_结构，图乙是 DNA 片段的_结构。(2)填出图中部分结构的名称：2_、5_。(3)从图中可以看出 DNA 分子中的两条链
36、是由_和_交替连接的。(4)连接碱基对的化学键是_，碱基配对的方式如下：即_与_配对；_与_配对。(5)从图甲可以看出组成 DNA 分子的两条链的方向是_的，从图乙可以看出组成DNA 分子的两条链相互缠绕成_的_结构。(6)含有 200 个碱基的某 DNA 片段中碱基间的氢键共有 260 个。请回答：该 DNA 片段中共有腺嘌呤_个，C 和 G 共_对。该 DNA 片段复制 4 次，共需原料胞嘧啶脱氧核苷酸_个。在 DNA 分子稳定性的比较中，_碱基对的比例高，DNA 分子稳定性高。解析：(1)从图中可以看出：甲表示的是 DNA 分子的平面结构。而乙表示的是 DNA 分子的立体(空间)结构。(
37、2)图中 2 表示的是一条脱氧核苷酸链片段，而 5 表示的是腺嘌呤脱氧核苷酸。(3)从图甲的平面结构可以看出：DNA 分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成了基本骨架。(4)DNA 分子的两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且有一定规律：A 与 T 配对，G 与 C 配对。(5)根据图甲可以判断：组成 DNA 分子的两条脱氧核苷酸链是反向平行的；从图乙可以看出组成 DNA 分子的两条脱氧核苷酸链相互缠绕成规则的双螺旋结构。(6)碱基对 G 和 C 之间有三个氢键，而 A 和 T 间有两个氢键，设该 DNA 片段碱基 A有 x 个，碱基 G 有 y 个，则有以下关系： x y2001/21
38、00,2 x3 y260，解得 A 为40 个，G 和 C 各为 60 个。复制 4 次共需原料 C 为：(2 41)60900 个。C 和 G 之间的氢键多于 A、T 之间的氢键，因此 C 和 G 比例越高，DNA 分子稳定性越大。答案：(1)平面 立体(或空间) (2)一条脱氧核苷酸链片段 腺嘌呤脱氧核苷酸 (3)脱氧核糖 磷酸 (4)氢键 A(腺嘌呤) T(胸腺嘧啶) G(鸟嘌呤) C(胞嘧啶) (5)反向 规则 双螺旋 (6)40 60 900 C 和 G1912(10 分)DNA 指纹技术正发挥着越来越重要的作用，目前在亲子鉴定、侦察罪犯等方面是最为可靠的鉴定技术。请思考回答下列有关
39、 DNA 指纹技术的问题：(1)DNA 亲子鉴定中，DNA 探针必不可少，DNA 探针实际是一种已知碱基顺序的 DNA 片段。请问：DNA 探针寻找基因所用的原理是：_。(2)用 DNA 做亲子鉴定时，小孩的条码会一半与其生母相吻合，另一半与其生父相吻合，其原因是_。(3)如图为通过提取某小孩和其母亲以及待测定的两位男性的 DNA，进行 DNA 指纹鉴定，部分结果如图所示。则该小孩的真正生物学父亲是_。(4)现在已知除了一卵双生胞胎外，每个人的 DNA 是独一无二的，就好像指纹一样，这说明了：_。(5)为什么用 DNA 做亲子鉴定，而不用 RNA?_。(6)为了确保实验的准确性，需要克隆出较多
40、的 DNA 样品，若一个只含 31P 的 DNA 分子用 32P 标记的脱氧核苷酸为原料连续复制 3 次后，含 32P 的单链占全部单链的_。解析：DNA 具有特异性，不同个体的 DNA 分子不同，因此可利用 DNA 分子杂交原理进行亲子鉴定。由于子代的同源染色体一条来自父方，一条来自母方，因此亲子鉴定时，应一半与父亲吻合，一半与母亲吻合。人体所有细胞都来源于同一个受精卵，因此都含有相同的遗传物质。答案：(1)碱基互补配对原则 (2)孩子的每一对同源染色体一条来自父亲，一条来自母亲 (3)B (4)DNA 分子具有多样性和特异性 (5)因为基因在 DNA 上，而不在 RNA 上，且 DAN 具
41、有特异性 (6)7/813(10 分)DNA 复制方式可以通过设想来进行预测，可能的情况是：全保留复制、半保留复制、分散复制。20(1)根据图示对三种复制作出可能的假设：如果是全保留复制，则 1 个 DNA 分子形成 2 个 DNA 分子，其中一个是_，而另一个是_；如果是半保留复制，则新形成的两个 DNA 分子各有_；如果是分散复制，则新形成的 DNA 分子中_。(2)请设计实验来证明 DNA 的复制方式。实验步骤：在氮源为 14N 的培养基上生长的大肠杆菌，其 DNA 分子均为 14NDNA(对照)。在氮源为 15N 的培养基上生长的大肠杆菌， 其 DNA 分子均为 15NDNA(亲代)。
42、将亲代含 15N 的大肠杆菌转移到 14N 培养基上，再连续繁殖两代(和)，用密度梯度离心方法分离。(3)实验预测：如果与对照( 14N/14N)相比，子代能分离出两条带：_和_，则可以排除_，同时肯定是_。如果子代 只有一条_，则可以排除_，但不能肯定是_。如果子代 只有一条中密度带，再继续做子代DNA 密度鉴定，若子代可以分出_和_，则可以排除_，同时肯定_。如果子代不能分出_两条密度带，则排除_，同时肯定_。(4)用图例表示出最可能的实验结果。答案：(1)亲代的 新形成的 一条链来自亲代 DNA，另一条链是新形成的 每条链中的一些片段是母链的，另一些片段是子链的 (3)一条轻密度带( 14N/14N) 一条重密度带( 15N/15N) 半保留复制和分散复制 全保留复制 中密度带( 14N/15N) 全保留复制 半保留复制还是分散复制 一条中密度带( 14N/15N) 一条轻密度带( 14N/14N) 分散复制 半保留复制 中、轻 半保留复制 分散复制 (4)最可能的实验结果(如图所示)：21
