第六单元第2课时.docx

第六单元第2课时.docx

《第六单元第2课时.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第六单元第2课时.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第六单元第2课时

第2课时　DNA的分子结构和特点　遗传信息的传递

一、DNA的分子结构和特点

记忆窍门　借图记忆

“3”→三种物质：

○、

、▭

“4”→四种碱基对应四种脱氧核苷酸

“5”→五种元素：

含C、H、O；

○一定含P；▭一定含N

[判一判]

1．DNA的两条核糖核苷酸长链反向平

行盘旋成双螺旋结构（　　）

2．在①T＝32%，②A＝17%，

③A＝30%，④C＝15%的四个DNA

分子中，最稳定（最有可能来自高温环境

的嗜热菌）的是②（　　）

3．单个脱氧核苷酸借助DNA聚合酶通过氢

键彼此连接成DNA链（　　）

4．DNA分子初步水解的产物有4种，

彻底水解的产物为6种（　　）

[想一想]

1．若某生物全部核酸中嘌呤≠嘧啶，则可能是哪类

生物，不可能是哪类生物？

2．若某生物遗传物质中嘌呤≠嘧啶，则可能是哪类

生物，不可能是哪类生物？

3．若某些核酸中共有8种核苷酸，5种碱基，4条链，

则推断可能的核酸情况。

　二、DNA的复制

[判一判]　

1．DNA复制只发生在有丝分裂间期（　　）

2．DNA双螺旋全部解链后，开始DNA复制（　　）

3．单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接成子链，并且2条子链形成子代DNA分子（　　）

三、DNA半保留复制的观察

1．DNA复制的过程也是染色体形成________________的过程。

2．将植物根尖分生组织放在含有________________（BrdU）的培养液中进行培养，BrdU在结构上与________________类似，能够代替后者与腺嘌呤配对，掺入到新合成的一条DNA链中。

3．色差染色体出现的原因：

含BrdU的脱氧核苷酸链着色很浅（______色），与母链的着色（______色）明显不同。

色差染色体的出现又一次证明了________________。

1．教材55页观察图3－5，体会DNA分子的结构特点。

2．教材56页观察图3－6，体会DNA与染色体的关系。

3．重做教材59－60页中的思考与练习。

4．教材63－64页观察图3－11和图3－12，体会DNA的半保留复制。

5．重做教材65页思考与练习中的选择题。

DNA分子的结构和复制—

　考点一　提升识图析图能力——DNA分子的结构与特性

1．下图为DNA分子某片段的结构示意图，对该图的正确描述是（　　）

A．②和③相间排列，构成了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

排雷　

（1）明确○、

、▭的位置及作用；

（2）双链的方向及与脱氧核糖相连的磷酸哪个是自身的，哪个是相邻脱氧核苷酸的；（3）DNA聚合酶、DNA连接酶、限制酶、解旋酶作用的化学键有所区分；（4）脱氧核苷酸聚合形成长链的过程中产生H2O，即

DNA＋H2O。

1．DNA分子的结构

（1）图示：

见本课时“基础导学”。

（2）考点集锦

①每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个。

②○，

，▭之间的数量关系是1∶1∶1。

③○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连接酶处理可连接。

④碱基对之间的化学键为氢键，可用解旋酶断裂，也可加热断裂。

⑤每个脱氧核糖连接着2个磷酸，分别在3号、5号碳原子上相连接。

⑥若碱基对为n，则氢键数为2n～3n之间，若已知A有m个，则氢键数为3n－m。

⑦每个脱氧核苷酸中，脱氧核糖中1号碳与碱基相连接，

5号碳与磷酸相连接，3号碳与下一个脱氧核苷酸的磷酸相连接，如图。

2．DNA分子的特性

（1）稳定性：

磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧构成基本骨架。

（2）多样性：

碱基对多种多样的排列次序。

提醒　若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种，其中n代表碱基对数。

（3）特异性：

每种DNA分子都有特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。

1．在DNA分子的一条单链中相邻的碱基A与T的连接是通过（　　）

A．肽键

B．—磷酸—脱氧核糖—磷酸—

C．氢键

D．—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—

考点二　提升计算能力——DNA碱基互补配对原则的有关计算

2．一个DNA分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多40%，两者之和占DNA分子碱基总数的24%，则这个DNA分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链碱基数目的（　　）

A．44%B．24%C．14%D．28%

排雷　

（1）单链碱基数＝双链碱基数的一半

（2）DNA两条链中A1＝T2，A2＝T1

（3）（A＋T）/总链＝（A1＋T1）/单链＝（A2＋T2）/单链

解题时先画出简图，根据碱基互补配对原则推知规律

规律1：

在双链DNA分子中，互补碱基两两相等，A＝T，C＝G，A＋G＝C＋T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。

规律2：

在双链DNA分子中，互补的两碱基之和（如A＋T或C＋G）占全部碱基的比例等于其任何一条单链中这两种碱基之和占该单链中碱基数的比例。

（单双链转化公式）

规律3：

DNA分子一条链中（A＋G）/（C＋T）的比值的倒数等于互补链中该种碱基的比值，在整个DNA分子中该比值等于1。

（不配对的碱基之和比例在两条单链中互为倒数）

规律4：

DNA分子一条链中（A＋T）/（C＋G）的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值。

（配对的碱基之和的比值在两条单链和双链中比值都相等）

规律5：

不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即（A＋T）/（C＋G）的值不同。

该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。

规律6：

若

＝b%，则

＝

%。

规律7：

若已知A占双链的比例＝c%，则A1/单链的比例无法确定，但最大值可求出为2c%，最小值为0。

2．在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤占碱基总数的（　　）

A．24%B．22%C．26%D．23%

考点三　提升实验探究和计算能力——DNA复制的研究方法和条件

3．（2011·上海卷，16）在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在（　　）

A．两条DNA母链之间

B．DNA子链与其互补的母链之间

C．两条DNA子链之间

D．DNA子链与其非互补母链之间

排雷　

（1）DNA复制场所

（2）解旋方法

（3）识图析图

解读相关信息如下：

①图中DNA分子复制是从多个起点开始的。

②图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的。

③图中DNA分子在复制速率相同的前提下，复制开始的时间最右边最早。

④真核生物的这种复制方式提高了复制速率。

⑤从箭头看子链的合成方向与母链相反，且右上与左下段连续复制，而左上与右下段复制不连续，最终不连续的片段需要DNA连接酶连接成完整子链。

1．研究DNA复制的常用方法

同位素标记法和离心法，常标记3H、15N、32P，通过离心在试管中形成不同位置。

2．DNA复制的条件

模板

原料

能量

酶

解旋后的两条链

四种游离的脱氧核苷酸

ATP

解旋酶、DNA聚合酶

注意　①影响细胞呼吸（ATP供给）的所有因素都可能影响DNA复制。

②体外也可进行，即PCR扩增技术，除满足上述条件外，还应注意温度、pH的控制及引物的加入。

3．DNA分子复制中相关计算

DNA的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，则：

（1）DNA分子数：

①子代DNA分子数＝2n个；②含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝2个；③不含亲代链的子代DNA分子数＝（2n－2）个。

（2）脱氧核苷酸链数：

①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1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＝（2n＋1－2）条。

3．用32P标记一个T2噬菌体的双链DNA分子，它侵染一个含31P的细菌后释放出了200个后代，则后代中含32P的噬菌体最多占总数的（　　）

A．2%B．1%C．0.5%D50%

4．（2011·海南卷，25）关于核酸生物合成的叙述，错误的是（　　）

A．DNA的复制需要消耗能量

B．RNA分子可作为DNA合成的模板

C．真核生物的大部分核酸在细胞核中合成

D．真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期

　　　　　　　DNA半保留复制的原理和相关计算

关于DNA复制方式的探究，充分体现了假说—演绎法，即在克里克假说的基础上，通过演绎推理，最终通过实验得以验证。

1．实验材料：

大肠杆菌。

2．实验方法：

放射性同位素标记技术和离心技术。

3．实验假设：

DNA以半保留的方式复制。

4．实验过程（如图）

（1）大肠杆菌在含15N标记的NH4Cl培养基中繁殖几代，使DNA双链充分标记15N。

（2）将含15N的大肠杆菌转移到14N标记的普通培养基中培养。

（3）在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA（间隔的时间为大肠杆菌繁殖一代所需时间）。

（4）将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA位置。

5．实验预期：

离心后应出现3条DNA带。

（如上图）

（1）重带（密度最大）：

15N标记的亲代双链DNA（15N/15N）。

（2）中带（密度居中）：

一条链为15N，另一条链为14N标记的子代双链DNA（15N/14N）。

（3）轻带（密度最小）：

两条链都为14N标记的子代双链DNA（14N/14N）。

6．实验结果：

与预期的相符。

提醒　DNA复制为半保留复制，所以亲代的2条15N链不会消失，最终分布在2个DNA分子中，即不管DNA复制多少次，含亲代15N链的DNA只有2个，15N链始终为2条。

典例

　（2010·北京理综，30）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Ⅰ代

B的子Ⅱ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：

①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于________，据此可判断DNA分子的复制方式不是________复制。

②若将子Ⅰ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。

③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养，子n代DNA离心的结果是：

密度带的数量和位置________，放射性强度发生变化的是________带。

④若某次实验的结果中，子Ⅰ代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________。

　　　　　　　对细胞分裂和DNA复制相结合的知

识理解不透

典例

　取1个含有1对同源染色体的精原细胞，用15N标记细胞核中的DNA，然后放在含14N的培养基中培养，让其连续进行两次有丝分裂，形成4个细胞，这4个细胞中含15N的细胞个数可能是（　　）

A．2B．3C．4D．前三项都对

纠错笔记　

（1）细胞分裂过程中先进行DNA复制。

（2）DNA复制的方式：

半保留复制。

（3）图示辨析

这样来看，最后形成的4个子细胞有3种情况：

第一种情况是4个细胞都是

；第2种情况是2个细胞是

，1个细胞是

，1个细胞是

；第3种情况是2个细胞是

，另外2个细胞是

。

规律　只要亲代细胞所有DNA均标记且只复制1次，产生子代DNA分子全带放射性，不管有丝分裂一次产生2个子细胞还是减数分裂连续分裂2次产生4个子细胞，所有子细胞均带放射性。

纠错训练1　用32P标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链。

再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是（　　）

A．中期20和20、后期40和20

B．中期20和10、后期40和20

C．中期20和20、后期40和10

D．中期20和10、后期40和10

纠错训练2　一个精原细胞内含有两对同源染色体，染色体上的DNA全部用15N进行了标记，该细胞进行减数分裂（DNA复制所用原料均不含15N）形成四个精子，其中一个精子和一个不含15N的卵细胞受精形成一个受精卵，该受精卵连续进行两次有丝分裂，形成的四个子细胞中含有15N标记的是几个？

（　　）

A．只有1个B．只有2个

C．不可能3个D．可能有4个

题组一　DNA的作用及相关计算

1．（2011·江苏卷，1）下列物质合成时，需要模板的是（　　）

A．磷脂和蛋白质B．DNA和酶

C．性激素和胰岛素D．神经递质和受体

2．（2010·上海卷，4）细胞内某一DNA片段中有30%的碱基为A，则该片段中（　　）

A．G的含量为30%B．U的含量为30%

C．嘌呤含量为50%D．嘧啶含量为40%

题组二　DNA复制及相关计算

3．（2009·江苏卷，12）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

4．（2007·上海卷，24）已知某DNA分子含有1000个碱基对，其中一条链上A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4。

该DNA分子连续复制2次，共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸数是（　　）

A．600个B．900个

C．1200个D．1800个

题组三　与DNA分子复制有关的实验探究

5．（2011·浙江卷，31）为了探究某物质（X）的作用，研究者提出了以下实验思路：

（1）实验分组：

甲组：

培养液＋Y细胞＋3H－TdR（3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷）＋生理盐水

乙组：

培养液＋Y细胞＋3H－TdR＋X（用生理盐水配制）

每组设置若干个重复样品。

（2）分别测定两组的CRD（细胞内的放射性强度），求每组的平均值。

（3）将各样品在适宜条件下培养合适时间后，测定其CRD，求每组平均值并进行统计分析。

（要求与说明：

答题时用X、CRD、3H－TdR表示相关名词；Y细胞是能增殖的高等动物体细胞）

请回答：

（1）实验目的：

___________________________________________________________。

（2）预测实验结果及结论：

_________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）实验中采用3H－TdR的原因：

________________________________________________

________________________________________________________________________。

课时规范训练

【组题说明】

考　点

题　号

错题统计

错因分析

DNA的结构

1、5、9、10、11、15

DNA的复制

6、7、8、16、17

相关计算题

2、3、4、12、13、14

特别推荐

识图析图题——1、6、10、17；经典计算题——3、4、12

1.（2010·山东省高考信息优化卷）如图为核苷酸链结构图，

下列表述不正确的是（　　）

A．能构成一个完整核苷酸的是图中的a和b

B．图中与每个五碳糖直接相连的碱基有1个

C．各核苷酸之间是通过化学键③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

2．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1/8

B．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

3．真核细胞内某基因由1000对脱氧核苷酸组成，其中碱基A占20%。

下列说法正确的是

（　　）

A．该基因一定存在于染色体上

B．该基因的一条脱氧核苷酸链中（C＋G）/（A＋T）为3∶2

C．DNA解旋酶能催化该基因水解为多个脱氧核苷酸

D．该基因复制3次，需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸2800个

4．已知某双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的

（　　）

A．34%和16%B．34%和18%

C．16%和34%D．32%和18%

5．已知基因工程中的重组DNA分子的复制原点处比较容易打开双链，可以推断该处（　　）

A．A＋T的比例较高

B．C＋G的比例较高

C．位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位

D．位于基因的尾端，是转录停止的信号

6．如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分析，下列相关叙述错误的是（　　）

A．由图示得知，DNA分子复制的方式是半保留复制

B．解旋酶能使双链DNA解开，但需要消耗ATP

C．从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的

D．DNA在复制过程中是先进行解旋，后半保留复制

7．下列有关DNA分子复制的叙述，正确的是（　　）

A．DNA分子在解旋酶的作用下水解成脱氧核苷酸

B．在复制过程中，解旋和复制是同时进行的

C．解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链

D．两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子

8．DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基（设为P）变成了尿嘧啶。

该DNA连续复制两次，得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C—G。

推测“P”可能是（　　）

A．胸腺嘧啶B．腺嘌呤

C．胸腺嘧啶或腺嘌呤D．胞嘧啶

9．下列关于DNA分子的叙述，不正确的是（　　）

A．磷酸和脱氧核糖交替连接排列构成DNA分子的基本骨架

B．由一个DNA分子复制形成的两个子代DNA分子的分离往往与着丝粒的分裂同时发生

C．双链DNA分子中，若一条链上（A＋T）/（G＋C）＝b，则另一条链上一定有（A＋T）/（G＋C）＝b

D．DNA分子复制是在DNA连接酶的作用下将单个脱氧核苷酸连接成DNA分子的过程

10．关于下面概念图的叙述不正确的是（　　）

D

脱

氧

核

苷

酸

H

染

色

体

→

→→

→

→

→→

A．A是脱氧核糖

B．G是蛋白质

C．D在E中的排列顺序代表遗传信息

D．F的基本组成单位是图中的E

11．非同源染色体上的DNA分子之间最可能相同的是（　　）

A．碱基序列

B．碱基数目

C．（A＋T）/（G＋C）的比值

D．碱基种类

12．将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中复制n次，则后代中含15N的单链占全部DNA单链的比例和含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例依次是

（　　）

A．1/2n,1/2nB．1/2n,1/2n－1

C．1/2n,1/2n＋1D．1/2n－1,1/2n

13．关于下图DNA分子片段的说法中，正确的是（　　）

A．限制性核酸内切酶可作用于①③处

B．“G”是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸

C．该DNA的特异性表现在碱基种类和（A＋G）/（C＋T）的比例上

D．把此DNA放在含15N的培养液中复制两代，子代中含15N的DNA占3/4

14．关于DNA分子的结构与复制的叙述中，正确的是（　　）

①含有n个腺嘌呤的DNA分子第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸2n－1×n个　②在一个双链DNA分子中，G＋C占碱基总数的M%，那么该DNA分子的每条链中G＋C都占该链碱基总数的M%　③细胞内全部DNA被32P标记后在不含32P的环境中进行连续有丝分裂，第2次分裂的每个子细胞染色体均有一半有标记　④DNA双链被32P标记后，复制n次，子代DNA中有标记的占1/2n

A．①②B．②③

C．③④D．②④

15．若下图是果蝇某条染色体上的一段DNA分子的示意图。

下列说法正确的是（　　）

A．白眼基因含有多个核糖核苷酸

B．白眼基因是有遗传效应的DNA片段

C．白眼基因位于细胞质内

D．白眼基因基本组成单位是4种碱基

16．（2012·南通一模）如图为DNA的复制图解，请据图回答下列问题。

（1）DNA复制发生在____________________期。

（2）②过程称为________。

（3）指出③中的子链：

______________。

（4）③过程必须遵循______________________原则。

（5）子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子，由此说明DNA的复制具有________________________特点。

（6）将一个细胞的DNA用15N标记，放入含14N的4种脱氧核苷酸培养液中，连续分裂4次，问：

含14N的DNA细胞占总细胞数的________。

含15N的DNA细胞占总细胞数的____________。

17．如图为真核生物DNA的结构（图甲）及发生的生理过程（图乙），请据图回答问题：

（1）图甲为DNA的结构示意图，其基本骨架由________和________（填序号）交替排列构成，④为________。

（2）图乙为________过程，发生的场所为______________________，发生的时期为_______________