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第2講DNA分子結(jié)構(gòu)和特點遺傳信息傳遞1/78DNA分子結(jié)構(gòu)和特點(Ⅱ)。遺傳信息傳遞(Ⅱ)。試驗：制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。2/78知識點一DNA分子結(jié)構(gòu)和特點1．DNA分子結(jié)構(gòu) (1)DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型提出者：

。沃森和克里克3/78基本單位(4種)

C、H、O、N、P

脫氧核苷酸

脫氧核糖

A、T、G、C

雙螺旋結(jié)構(gòu)

4/782．DNA分子結(jié)構(gòu)特點 (1)DNA分子由兩條長鏈按

方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu) 外側(cè)(基本骨架)：一個核苷酸

與另一個核苷酸

結(jié)合。 內(nèi)側(cè)：堿基。 (2)堿基互補配對標準：兩條鏈上堿基經(jīng)過

形成堿基對，且腺嘌呤與

經(jīng)過兩個氫鍵相連，鳥嘌呤

與

經(jīng)過3個氫鍵相連。反向平行脫氧核糖磷酸基因胸腺嘧啶胞嘧啶氫鍵5/78(3)卡伽夫法則：在DNA分子中，A與T分子數(shù)相等，G與C分子數(shù)相等，但A＋T量不一定等于G＋C量。思索1：在①T＝32%，②A＝17%，③A＝30%，④C＝15%四個DNA分子中，最穩(wěn)定(最有可能來自高溫環(huán)境嗜熱菌)是哪一個？為何？提醒：因為A、T間含兩個氫鍵，G、C間含三個氫鍵，故含G—C對百分比越大DNA分子，其穩(wěn)定性越高，即①～④中②最穩(wěn)定。

6/78知識點二遺傳信息傳遞——DNA復制1．概念：新DNA合成就是產(chǎn)生兩個跟親代DNA

新DNA分子過程。2．證據(jù)：DNA復制過程

技術(shù)和

離心法。完全相同同位素示蹤密度梯度超速7/78母鏈

脫氧核苷酸DNA聚合酶磷酸二酯鍵(3)合成子代DNA：一條母鏈與堿基互補配正確子鏈，螺旋成DNA分子8/784．結(jié)果：產(chǎn)生兩個彼此相同DNA分子，且與親代DNA分子相同。5．特點：

，邊解旋邊復制。6．意義：DNA復制是遺傳信息從親代向子代傳遞基礎(chǔ)，從而保持了前后代遺傳信息

。半保留復制連續(xù)性9/7810/78DNA分子組成及結(jié)構(gòu)圖(注A、T間含兩個氫鍵，G、C間含三個氫鍵)11/7812/78判斷正誤(1)DNA初步水解產(chǎn)物是4種脫氧核苷酸，徹底水解產(chǎn)物有磷酸、脫氧核糖和堿基(A、T、G、C4種) (√)(2)單個脫氧核苷酸借助DNA聚合酶經(jīng)過氫鍵彼此連接成DNA鏈 (×)(3)DNA雙螺旋全部解鏈后，開始DNA復制 (×)(4)單個脫氧核苷酸在DNA酶作用下連接成子鏈，而且2條子鏈形成子代DNA分子 (×)(5)DNA復制只發(fā)生在有絲分裂間期，且只在細胞核內(nèi)進行

(×)

13/78DNA分子結(jié)構(gòu)和特點

(·江蘇單科、上海單科……)

高考地位：5年6考14/78【典例1】 (·湖北八校聯(lián)考)下列圖是某DNA

分子局部結(jié)構(gòu)示意圖，請據(jù)圖回答。15/78(1)寫出以下圖中序號代表結(jié)構(gòu)漢字名稱：①_______，⑦_______，⑧__________，⑨__________。(2)圖中DNA片段中堿基對有________對，該DNA分子應(yīng)有________個游離磷酸基。(3)從主鏈上看，兩條單鏈__________；從堿基關(guān)系看，兩條單鏈____________。(4)假如將14N標識細胞培養(yǎng)在含15N標識脫氧核苷酸培養(yǎng)液中，此圖所表示________________(填圖中序號)中可測到15N。若細胞在該培養(yǎng)液中分裂四次，該DNA分子也復制四次，則得到子代DNA分子中含14NDNA分子和含15NDNA分子百分比為________。16/78(5)若該DNA分子共有a個堿基，其中腺嘌呤有m個，則該DNA分子復制4次，需要游離胞嘧啶脫氧核苷酸為_________個。17/7818/78本考點高考命題多以選擇題形式出現(xiàn)，考查概念、特點等基礎(chǔ)知識較常見，試題難度小，命題頻率低。提醒考生要關(guān)注堿基互補配對時相關(guān)計算，高考未必不考。19/781．DNA結(jié)構(gòu)分類主鏈側(cè)鏈組成方式磷酸和脫氧核糖交替連接，兩條主鏈呈反向平行，有規(guī)則盤旋成雙螺旋主鏈上對應(yīng)堿基以氫鍵連接成對，對應(yīng)堿基之間互補(A—T，G—C)配對，堿基平面之間平行排列位置雙螺旋結(jié)構(gòu)外側(cè)雙螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)20/78動態(tài)改變相對穩(wěn)定堿基比率和堿基序列可變模型圖解21/782.DNA分子特征

(1)穩(wěn)定性：磷酸和脫氧核糖交替連接，排列在外側(cè)組成基本骨架。

(2)多樣性：堿基對各種多樣排列次序。 提醒

若某DNA分子中有n個堿基對，則排列次序有4n種，其中n代表堿基對數(shù)。

(3)特異性：每種DNA分子都有特定堿基對排列次序，代表了特定遺傳信息。22/7823/7824/7825/78(1)雙鏈DNA分子中A＝T，G＝C，若出現(xiàn)A≠T或G≠C可必定不是雙鏈DNA，但若A＝T、G＝C也為未必一定是雙鏈DNA(單鏈DNA中也可能出現(xiàn)該情況)。(2)若出現(xiàn)“嘌呤≠嘧啶”則可必定不是雙鏈DNA分子，可能為“RNA”、“單鏈DNA”或“DNA＋RNA”。26/78【訓練1】

下列能正確表示DNA片段示意圖是

(

)。27/78解析DNA通常為雙鏈結(jié)構(gòu)，由含有A、T、C、G四種堿基脫氧核苷酸組成。A與T配對，之間有兩個氫鍵；G與C配對，之間有三個氫鍵。DNA分子兩條鏈反向平行。答案D28/7829/78解析核酸內(nèi)含有“T”，說明該核酸是DNA，DNA主要存在于細胞核中，細胞質(zhì)中也有少許分布，且假如該生物是病毒，則不存在細胞結(jié)構(gòu)，D錯誤。由所給等式能推導出A＝C、G＝T，單鏈和雙鏈都有可能。答案C30/78【訓練3】

下圖是DNA片段結(jié)構(gòu)圖，請據(jù)圖回答下列問題。31/78(1)圖甲是DNA片段________結(jié)構(gòu)，圖乙是DNA片段________結(jié)構(gòu)。(2)填出圖中部分結(jié)構(gòu)名稱：[2]________、[3]________、[5]________。(3)從圖中能夠看出，DNA分子中兩條鏈是由________和________交替連接組成。(4)連接堿基正確[7]是________，堿基互補配正確方式以下：即________與________配對；________與________配對。(5)從圖甲能夠看出，組成DNA分子兩條鏈方向是________；從圖乙能夠看出，組成DNA分子兩條鏈相互纏繞成________結(jié)構(gòu)。32/78解析(1)從圖中能夠看出：甲表示是DNA分子平面結(jié)構(gòu)，而乙表示是DNA分子立體(空間)結(jié)構(gòu)。(2)圖中2表示是一條脫氧核苷酸單鏈片段，3表示脫氧核糖，而5表示是腺嘌呤脫氧核苷酸。(3)從圖甲平面結(jié)構(gòu)能夠看出：DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)組成了基本骨架。(4)DNA分子兩條鏈上堿基經(jīng)過氫鍵連接成堿基對，且有一定規(guī)律：A與T配對，G與C配對。(5)依據(jù)圖甲能夠判斷，組成DNA分子兩條脫氧核苷酸鏈是反向平行；從圖乙能夠看出，組成DNA分子兩條脫氧核苷酸鏈相互纏繞成規(guī)則雙螺旋結(jié)構(gòu)。33/78答案(1)平面立體(或空間)

(2)一條脫氧核苷酸單鏈片段脫氧核糖腺嘌呤脫氧核苷酸(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)反向平行規(guī)則雙螺旋34/78遺傳信息傳遞——DNA復制

(·山東理綜、福建理綜，·浙江理綜……)

高考地位：5年9考35/78【典例2】 (·山東理綜，5)假設(shè)一個雙鏈均被32P標識噬菌體DNA由5000個堿基對組成，其中腺嘌呤占全部堿基20%。用這個噬菌體侵染只含31P大腸桿菌，共釋放出100個子代噬菌體。以下敘述正確是 (

)。

A．該過程最少需要3×105個鳥嘌呤脫氧核苷酸

B．噬菌體增殖需要細菌提供模板、原料和酶等

C．含32P與只含31P子代噬菌體百分比為1∶49 D．該DNA發(fā)生突變，其控制性狀即發(fā)生改變破題關(guān)鍵36/78解析本題主要考查了噬菌體侵染細菌過程相關(guān)知識以及DNA分子相關(guān)計算。首先計算得出一個噬菌體DNA中鳥嘌呤脫氧核苷酸占30%，其數(shù)量是5000×2×30%＝3000個，由一個噬菌體增殖為100個噬菌體，最少需要3000×(100－1)＝2.97×105個鳥嘌呤脫氧核苷酸，A錯誤；噬菌體侵染細菌過程中，需要細菌提供原料、能量、酶等條件，但模板是由噬菌體提供，B錯誤；依據(jù)DNA半保留復制特點可知釋放出100個子代噬菌體中含有32P與只含31P子代噬菌體分別是2個、98個，百分比為1∶49，C正確；DNA發(fā)生突變，其控制性狀不一定發(fā)生改變，D錯誤。答案C37/78本考點是高考重點考查內(nèi)容之一。從高考試題來看，考查DNA復制主要包括DNA復制過程中改變、特點，與細胞增殖、遺傳和變異等關(guān)系，DNA復制與其它生理過程(如轉(zhuǎn)錄、翻譯等)區(qū)分等。38/781．DNA復制DNA復制機理①堿基互補配對標準；②邊解旋邊復制DNA復制場所真核細胞：細胞核(主要)、線粒體、葉綠體原核細胞：擬核、細胞溶膠DNA復制條件模板親代DNA兩條鏈原料4種游離脫氧核苷酸能量ATP酶解旋酶、DNA聚合酶等39/78DNA復制特點①半保留復制；②多個復制起點DNA復制意義①遺傳信息傳遞，使物種保持相對穩(wěn)定和延續(xù)②因為復制差錯而出現(xiàn)基因突變，從而為進化提供了原始選擇材料40/782.DNA分子復制中相關(guān)計算規(guī)律方法

DNA分子復制為半保留復制，若將 一個全部N原子被15N標識DNA轉(zhuǎn) 移到含14N培養(yǎng)基中培養(yǎng)(復制)若 干代，其結(jié)果分析以下：

41/78

(1)子代DNA分子數(shù)：2n個。 ①不論復制多少次，含15NDNA分子一直是2個。 ②含14N有2n個，只含14N有(2n－2)個，做題時應(yīng) 看準是“含”還是“只含”。

(2)子代DNA分子總鏈數(shù)：2n×2＝2n＋1條。 ①不論復制多少次，含15N鏈一直是2條。做題時應(yīng) 看準是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”。 ②含14N鏈數(shù)是(2n＋1－2)條。42/78(3)消耗脫氧核苷酸數(shù)①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，則經(jīng)過n次復制需要消耗游離該脫氧核苷酸為m×(2n－1)個。②若進行第n次復制，則需消耗該脫氧核苷酸數(shù)為m×2n－1個。 43/78(1)DNA復制并非一定準確無誤在DNA復制過程中，脫氧核苷酸序列含有相對穩(wěn)定性，但也可能發(fā)生差錯，即發(fā)生堿基正確增添、缺失或改變——基因突變。這種穩(wěn)定性與可變性統(tǒng)一，是生物遺傳和變異物質(zhì)基礎(chǔ)和根本原因。(2)一個DNA分子不論復制幾次，母鏈只有兩條，含母鏈子代DNA分子只有兩個。44/78解答這類計算題時要尤其注意以下幾點：(1)“DNA復制了n次”和“第n次復制”區(qū)分，前者包含全部復制，但后者只包含最終一次復制。(2)堿基數(shù)目單位是“對”還是“個”。(3)在DNA復制過程中，不論復制了幾次，含有親代脫氧核苷酸單鏈DNA分子都只有兩個。另外，還要看清是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”，“含”還是“只含”等關(guān)鍵詞，以免掉進陷阱。45/78【訓練4】

如圖為真核細胞DNA復制過程模式圖，據(jù)圖分析，以下相關(guān)敘述錯誤是 (

)。

A．由圖示得知，DNA分子復制方式是半保留復制

B．解旋酶能使雙鏈DNA解開，但需要消耗ATP C．從圖中能夠看出合成兩條子鏈方向是相反

D．DNA在復制過程中是先進行解旋，后半保留復制 解析DNA分子復制是邊解旋邊復制。 答案D46/7847/78解析一個DNA分子復制4次，共得到16個DNA分子，其中有2個DNA分子各有1條鏈帶15N標識，因DNA分子為半保留復制，全部DNA分子中均帶14N標識，故A正確、B和D錯誤；該DNA分子中有腺嘌呤100－60＝40個，復制4次相當于合成了15個新DNA分子，共消耗腺嘌呤15×40＝600個。答案A

48/78DNA復制與染色體分配同位素放射性跟蹤【典例】 (·山東卷)蠶豆根尖細胞(2N＝12)在含3H標識胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個細胞周期，然后在不含放射性標識培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期，其染色體放射性標識分布情況是 (

)。

A．每條染色體兩條單體都被標識

B．每條染色體中都只有一條單體被標識

C．只有半數(shù)染色體中一條單體被標識

D．每條染色體兩條單體都不被標識強力突破1個高考難點

49/78繼續(xù)探究：根據(jù)題意，假如讓其在不含放射性標識培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至后期，則其染色體放射性標識分布情況應(yīng)該是怎樣？其產(chǎn)生子細胞中，含3H標識染色體條數(shù)為多少？解析DNA復制是半保留復制，蠶豆根尖細胞在含3H標識胸腺嘧啶脫氧核苷酸(3H－T)培養(yǎng)基中完成一個細胞周期，每一個DNA分子都有一條脫氧核苷酸鏈含3H－T，然后在不含放射性標識培養(yǎng)液中培養(yǎng)至中期，每個DNA分子復制兩個DNA分子存在于同一染色體兩條姐妹染色單體上，其中一個DNA分子一條鏈含3H－T，以下列圖：50/78答案B繼續(xù)探究答案：繼續(xù)分裂至后期時24條染色體應(yīng)有12條帶有放射性，子細胞中含放射性染色體則為0～12條。51/78解答本類題目關(guān)鍵在于清楚DNA分子半保留復制特點并明確復制后新DNA分子位置、及子DNA分開時間與去向，即復制后子DNA位于兩姐妹染色單體上，由著絲粒連結(jié)在一起，于有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期分開，可采取畫圖法幫助了解，詳細解題思緒以下：52/78以細胞含有一條染色體為例，畫出含一條染色體細胞圖，并畫出該條染色體上1個DNA分子

畫出放在所設(shè)定培養(yǎng)基中經(jīng)過一次復制后染色體及其單體，并畫出染色單體上DNA鏈(被標識鏈用另樣顏色畫),務(wù)必讓兩姐妹染色單體連于同一著絲點上，從中可看出這條染色體標識情況若繼續(xù)推測后期情況，可想象著絲粒分裂，染色單體(a與a′)分開局面，并進而推測子細胞擁有染色體情況)——

——

——

53/78(1)將DNA半保留復制結(jié)果及子DNA位置與分開時間熟記于心。54/78(2)務(wù)必分清楚標識次序①未標識模板→標識培養(yǎng)基中培養(yǎng)；②標識模板→未標識培養(yǎng)基中培養(yǎng)。55/78糾錯演練1．(·河北聯(lián)考)果蠅體細胞含有8條染色體?，F(xiàn)有一個果蠅體細胞，它每條染色體DNA雙鏈都被32P標識。假如把該細胞放在不含32P培養(yǎng)基中培養(yǎng)，使其連續(xù)分裂，那么將會在第幾次細胞分裂中出現(xiàn)每個細胞中期和后期分別有8條、16條被標識染色體 (

)。

A．第1次 B．第2次

C．第3次 D．第4次56/78解析親代DNA為32P/32P，則第一次分裂中期染色體為32P/31P·32P/31P，后期著絲粒分裂后，每條染色體均為32P/31P，所以第一次分裂中期與后期分別有8條和16條被標識染色體。答案A57/782．科學家在研究DNA分子復制方式時 進行了如圖所表示試驗研究(已知培養(yǎng)用細菌大約每20min分裂一次)：58/78試驗三：59/78(1)試驗一和試驗二作用是________。(2)從試驗三結(jié)果C、D能夠看出DNA分子復制______(是/不是)半保留復制。(3)假如試驗三結(jié)果都為F，則可判斷DNA分子復制方式________(是/不是)半保留復制。(4)假如DNA分子復制方式是半保留復制，某次試驗結(jié)果中，結(jié)果C比以往試驗結(jié)果所展現(xiàn)帶略寬，那么可能原因是新合成DNA單鏈中N還有少部分為__________。(5)假如DNA分子復制方式是半保留復制，與結(jié)果D相比，結(jié)果E密度帶數(shù)量和位置________________，放射性強度不一樣是________帶。60/78解析(1)試驗一和試驗二分別表示14N和15N標識DNA分子離心結(jié)果，其作用是與后面試驗結(jié)果形成對照。(2)從試驗三結(jié)果C、D能夠看出新形成DNA分子中有保留了原來DNA分子(15N/15N)中一條鏈，可見DNA分子復制含有半保留復制特點。(3)結(jié)果F表明原來被15N標識DNA分子兩條鏈沒有分開。(4)“中帶”為15N/14N，“中帶”略寬，說明新合成DNA分子之間相對分子質(zhì)量有差異，是由DNA單鏈中N還有少部分為15N引發(fā)。(5)假設(shè)原有DNA分子數(shù)目為n，結(jié)果D和結(jié)果E都有2n個DNA分子為15N/14N，結(jié)果D有2n個DNA分子為14N/14N，結(jié)果E有6n個DNA分子為14N/14N，所以與結(jié)果D相比，結(jié)果E密度帶數(shù)量和位置沒有改變，放射性強度發(fā)生改變是輕帶。61/78答案(1)對照(2)是(3)不是(4)15N

(5)沒有改變輕

62/78制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型1．試驗原理

依據(jù)DNA分子結(jié)構(gòu)特點，每個DNA分子是由兩條反向平行脫氧核苷酸長鏈盤旋而成規(guī)則雙螺旋結(jié)構(gòu)；DNA分子外側(cè)(基本骨架)是脫氧核糖和磷酸交替連接而成；兩條鏈內(nèi)側(cè)是堿基對，堿基對之間嚴格按堿基互補配對標準配對，并經(jīng)過氫鍵相連接。63/782．方法步驟

從小到大依次完成(共分五步)。64/78注意：制作過程中注意事項(1)熟悉制作模型用各種零件代表物質(zhì)，寫出4種堿基字母名稱。(2)兩條鏈長度、堿基總數(shù)一致，堿基互補、方向相反。(3)磷酸、脫氧核糖、堿基三者之間連接部位要正確。(4)制作中各零件連接應(yīng)牢靠，防止旋轉(zhuǎn)時脫落。(5)各組模型制作以不一樣數(shù)量和次序A—T、C—G、T—A、G—C，四種堿基對排列，領(lǐng)悟DNA分子多樣性。65/78DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型制作，屬高考冷考點，在題目中包括較少，但相關(guān)內(nèi)容對了解DNA結(jié)構(gòu)，進行DNA相關(guān)堿基計算及把握DNA分子復制原理及過程極其主要，故仍有必要進行認真整合與歸納。66/78【典例】

下圖為某同學在學習DNA結(jié)構(gòu)后制作含有兩個堿基正確DNA片段(“○”代表磷酸基團)，以下為幾位同學對此圖評價，其中正確是 (

)。67/78A．甲說：“物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)上沒有錯誤”B．乙說：“只有一處錯誤，就是U應(yīng)改為T”C．丙說：“最少有三處錯誤，其中核糖應(yīng)改為脫氧核糖”D．丁說：“假如說他畫是RNA雙鏈則該圖就是正確”解析本題考查DNA分子結(jié)構(gòu)。DNA中含有五碳糖應(yīng)為脫氧核糖，而不是核糖；不含堿基U，而是含堿基T；兩個相鄰核苷酸之間磷酸二酯鍵連接不正確，應(yīng)是前一個核苷酸脫氧核糖與后一個核苷酸磷酸基團連接形成磷酸二酯鍵。答案C68/781．(·上海單科，27)某雙鏈DNA分子含有400個堿基，其中一條鏈上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4。以下表述錯誤是 (

)。

A．該DNA分子一個堿基改變，不一定會引發(fā)子代性狀改變

B．該DNA分子連續(xù)復制兩次，需要游離腺嘌呤脫氧核苷酸120個DNA分子結(jié)構(gòu)和特點

69/78C．該DNA分子中4種堿基百分比為A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7D．該DNA分子中堿基排列方式共有4200種70/782．(·上海單科，16)在一個細胞周期中，DNA復制過程中解旋發(fā)生在 (

)。

A．兩條DNA母鏈之間

B．DNA子鏈與其非互補母鏈之間

C．兩條DNA子鏈之間

D．DNA子鏈與其非互補母鏈之間 解析在DNA復制時，首先是組成DNA兩條母鏈解旋，然后以分開兩條母鏈為模板，按照堿基互補配對標準合成子鏈。 答案A71/783.(·福建理綜，5)雙脫氧核苷酸慣用于DNA測序，其結(jié)構(gòu)與脫氧核苷酸相同，能參加DNA合成，且遵照堿基互補配對標準。DNA合成時，在DNA聚合酶作用下，若連接上是雙脫氧核苷酸，子鏈延伸終止；若連接上是脫氧核苷酸，子鏈延伸繼續(xù)。在人工合成體系中，有適量序列為GTACATACATG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不一樣長度子鏈最多有 (

)。

A．2種 B．3種

C．4種 D．5種遺傳信息傳遞

72/78解析此題考查DNA結(jié)構(gòu)相關(guān)知識。在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中，堿基A與T、G與C分別形成堿基對，胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸(假定用T′表示)應(yīng)與A配對形成氫鍵。故堿基序列為GTACATACATG單鏈模板在正常脫氧核苷酸環(huán)境中會生成以下雙鏈DNA分子：GTACATACATGCATGTATGTAC①

②

③

④雙脫氧核苷酸會使子鏈合成終止，所以當DNA復制時若加入胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸(T′)，可能會在①②③④位置替換堿基T而形成4種異常DNA片段，故可