资源描述
DNA分子的结构和复制及基因是有遗传效应的DNA片段
一、DNA分子的结构
答案：1．C、H、O、N、P A、T、G、C 脱氧核糖 脱氧核苷酸 脱氧核苷酸链 DNA分子双螺旋
巧记：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。
2．判断正误。
(1)DNA的两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构。( )
(2)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成的。( )
(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。( )
(4)DNA上碱基对的形成遵循碱基互补配对原则，即A＝U，G＝C。( )
答案：2．(1)× (2)√ (3)√ (4)×
◎想一想：A—T之间两个氢键，C—G之间三个氢键，什么样的DNA分子结构较稳定？
提示：C和G的比例高的DNA分子结构稳定。
解惑：碱基A与T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键。含氢键越多，结构越稳定，即含G—C(或C—G)碱基对的比例越大，结构越稳定。
二、DNA分子的复制(填表)
概念
以________为模板合成____________分子的过程
时间
________的间期和______________间期
场所
________(主要)
条件
模板：__________
原料：游离的4种____________能量：______
酶：______、DNA聚合酶等
原则
碱基互补配对原则
过程
①解旋：在________的作用下，两条螺旋的双链解开
②合成子链：以解开的每一段母链为模板，在______等酶的作用下，按照______原则，合成与母链互补的子链
③形成子代DNA分子：延伸子链，母子链盘绕成__________结构
特点
①____________；②________复制
结果
1个DNA分子→2个____________
意义
将__________从亲代传给了子代，保持了遗传信息的________________________
答案：亲代DNA 子代DNA 有丝分裂 减数第一次分裂 细胞核 DNA的两条链 脱氧核苷酸 ATP 解旋酶 解旋酶 DNA聚合酶 碱基互补配对 双螺旋 边解旋边复制 半保留 子代DNA分子 遗传信息 连续性
◎想一想：DNA分子为什么能够复制？
提示：DNA分子独特的双螺旋结构提供了精确的模板，碱基互补配对保证了复制的准确进行。
三、基因是有遗传效应的DNA片段(判断正误)
1．构成基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相等。( )
2．基因是有遗传效应的DNA片段。( )
3．不同DNA分子携带遗传信息不同的根本原因在于碱基排列顺序不同。( )
4．DNA的多样性主要取决于碱基排列顺序的多样性。( )
答案：1. × 2.√ 3.√ 4.√
解惑：(1)基因是遗传的基本结构和功能单位，其主要载体是染色体。线粒体和叶绿体中也存在基因。(2)原核生物体内也存在基因，但不与蛋白质结合。
DNA分子的结构、基因的本质
1．(2013·广东卷，2)1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于( )
①证明DNA是主要的遗传物质 ②确定DNA是染色体的组成成分 ③发现DNA如何存储遗传信息 ④为DNA复制机构的阐明奠定基础
A. ①③ B. ②③ C. ②④ D. ③④
解析：构建DNA双螺旋结构模型，不能证明DNA是主要的遗传物质，而噬菌体侵染细菌的试验证明了DNA是遗传物质，故①错误。在Watson和Crick构建DNA双螺旋结构模型之前，就已经明确了染色体的组成成分主要是DNA和蛋白质，故②错误。结构决定功能，清楚DNA双螺旋结构，就可以发现DNA如何存储遗传信息，故③正确。清楚了DNA双螺旋结构，就为DNA复制机构的阐明奠定基础，而且Waston和Crick也对DNA复制进行了描述，故④正确。
答案：D
2．人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述正确的是( )
A．孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质
B．噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力
C．沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数
D．烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA
解析：遗传因子只是孟德尔通过实验现象推理出的理论产物，孟德尔并未证实遗传因子的化学本质，A错；由于噬菌体转化实验将DNA和蛋白质的作用分别进行了研究，而肺炎双球转化实验中DNA和蛋白质不能完全分离开(纯度不够)，所以噬菌体转化实验更有说服力，B正确；沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构中，碱基互补配对，嘌呤数等于嘧啶数，C错；烟草花叶病毒感染烟草实验只能说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，D错。
答案：B
3．(双选)有关DNA分子结构的叙述，正确的是( )
A．DNA分子由4种脱氧核苷酸组成
B．DNA单链上相邻碱基以氢键连接
C．碱基与磷酸基相连接
D．磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链基本骨架
解析：DNA双链上相对应的碱基以氢键连接，单链上相邻碱基之间通过脱氧核糖和磷酸二酯键联系起来，脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧，构成DNA链的基本骨架。碱基排列在内侧，与脱氧核糖直接相连。
答案：AD
DNA的复制及实验探究
4．假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是( )
A．该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B．噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等
C．含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1:49
D．该DNA发生突变，其控制的性状也发生改变
解析：由5 000个碱基对组成双链DNA中，腺嘌呤占全部碱基的20%，则鸟嘌呤G占30%，即一个这样的DNA中，A＝T＝2 000个，G＝C＝3 000个，则100个子代噬菌体的DNA中共含有鸟嘌呤(G)3×105个。由一个噬菌体增殖到100个噬菌体的过程中，需要鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为3×105－3 000个，A错误。噬菌体侵染细菌并增殖过程中，DNA复制、转录所需的模板为噬菌体DNA，转录和翻译所需要的核糖核苷酸、核糖体、氨基酸以及酶等皆来自宿主细胞(细菌)，B错误。DNA进行半保留复制，1个双链都含32P的DNA复制后，子代中含有32P的DNA(一条链含32P，一条链含31P的DNA)共有2个，只含有31P的DNA共有98个，二者的比例为2:98即1:49，C正确。由于DNA上有非基因序列，基因中有非编码序列以及密码子具有简并性等原因，DNA发生突变并不意味着性状一定会发生改变，D错误。
答案：C
5．甲、乙图示是真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是( )
A．甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子
B．甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行
C．DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶
D．一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次
解析：本题考查真核生物的DNA复制和转录。甲图以DNA两条单链为模板，而乙图以一条链为模板，且产物是一条链，确定甲图表示DNA复制，乙图表示转录。A项转录不是半保留方式，产物是单链RNA；B项真核细胞的DNA复制可以发生在细胞核、线粒体及叶绿体中；C项DNA复制和转录均需要解旋酶；D项一个细胞周期DNA只复制一次，但要进行大量的蛋白质合成，所以转录多次发生。
答案：D
6．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)
轻带(14N/14N)
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______________________复制。
(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________________。
解析：本题考查的是DNA半保留复制的实验验证过程及所采取的实验方法。(1)据表DNA在以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养多代，可得到大肠杆菌B。(2)若证明DNA的复制为半保留复制，则需证明后代DNA的两条链，一条链是原来的，另一条链是新合成的，第3组结果与第1、2组的结果对比可以证实。(3)①“轻”DNA为14N/14N DNA，“重”DNA为15N/15N DNA，据表，“重带”DNA来自于B代。①的结果是后代DNA的两条链或全是原来的，或全是新合成的，说明DNA分子的复制方式不是半保留复制。②将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，无法判断后代DNA的两条链的来源，不能判断DNA的复制方式。③将子Ⅱ代继续培养，子n代DNA的情况是有2个为15N/14N DNA，其余全部为14N/14N DNA，所以子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置没有变化，放射性强度发生变化的是轻带。④“中带”为15N/14N DNA，“中带”略宽，说明新合成DNA单链中的N尚有少部分为15N。
答案：(1)多 15N(或15NH4Cl) (2)3 1 2 半保留复制
(3)①B 半保留 ②不能 ③没有变化 轻 ④15N
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