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DNA分子的结构、复制
［考纲要求1.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)。2.基因的概念(Ⅱ)。3.DNA分子的复制(Ⅱ)
预学案：
（一）DNA分子的结构1．DNA双螺旋结构模型的构建——沃森、克里克(1953年)
2．DNA双螺旋结构特点：(1)两条链____________盘旋成双螺旋结构。
(2)________和________交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；________排列在内侧。
(3)两条链上的碱基通过________连接成碱基对。
3．碱基互补配对原则：A(腺嘌呤)一定与__________配对；G(鸟嘌呤)一定与________配对。
思考　DNA分子的结构可用“五、四、三、二、一”五个数字加以概括，这些数字的含义分别是什么呢？　
探究点一　DNA分子的结构及相关计算
1．分析下列DNA分子的构成过程，探讨下列问题：
(1)DNA的基本结构单位是________种____________。
(2)DNA分子中的_______和______交替连接，排列在______侧，构成DNA分子的基本骨架。
(3)DNA分子的两条链通过________键连接；按________平行方式盘旋成________结构。
(4)配对的碱基，A与T之间形成______个氢键，G与C之间形成_____个氢键。C—G比例越大，DNA结构越________。
2．DNA分子中碱基数量计算的规律：规律一：在DNA双链中，A＝____，G＝____，
A＋G＝____＋C＝____＋C＝T＋____＝50%，＝＝____。
规律二：在DNA双链中，一条单链的(A＋G)/(T＋C)的值与另一条互补链的(A＋G)/(T＋C)的值互为________关系。
规律三：在DNA双链中，一条单链的(A＋ ( http: / / www.21cnjy.com )T)/(G＋C)的值与另一条互补链的(A＋T)/(G＋C)的值是________的，也与整个DNA分子中的(A＋T)/(G＋C)的值是________的。
探究示例1　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%
变式训练1　某DNA分子中A＋T占整个DNA分子碱基总数的44%，其中一条链(α)上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链(β)上的G占该链碱基总数的比例是(　　)A．35% B．29% C．28% D．21%
（二）DNA分子的复制
(1)概念：以亲代DNA分子为模板，按________原则，合成子代DNA分子的过程
(2)过程：解旋→以母链为模板按________原则合成与母链互补的子链→延伸子链→母链、子链盘绕成________
3．时期：有丝分裂的________和________________的间期。
4．条件：(1)模板：_________ ；(2)原料：____________；(3)能量：ATP；(4)酶：______________。
5．特点：________；________复制：子代DNA＝母链＋子链。
6．准确复制的原因：DNA分子独特的___ ( http: / / www.21cnjy.com )_________，为复制提供了精确的模板；________________能够使复制准确无误地进行。
7．意义：保持了遗传信息的________。
想全了吗？　生物体中DNA分子复制的具体场所有哪些？
思维拓展
1．一个DNA分子复制n次后，得到的DNA分子数量为 。
2．某DNA分子中含某种碱 ( http: / / www.21cnjy.com )基a个，则复制n次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为 ；第n次复制，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为 。
3．若以被同位素标记P32的DNA分子 ( http: / / www.21cnjy.com )的两条链为模板，在不含放射性的P32原料中复制n次后，只含P32的DNA 个，只含P31的DNA 个，含P31的DNA 个，含P32的DNA 个，标记DNA分子占 ，标记的DNA单链占所有单链的 。
探究示例2　蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是(　　)
A．每条染色体的两条单体都被标记 B．每条染色体中都只有一条单体被标记
C．只有半数的染色体中一条单体被标记 D．每条染色体的两条单体都不被标记
变式训练2　某校一个生物活动小组要进行研究性学习，对生物学史上的经典实验进行验证。这个小组借助某大学的实验设备，对有关DNA复制的方式进行探索，有人认为DNA是全保留复制，也有人认为DNA是半保留复制。为了验证这两种假设，这个小组设计了下列实验程序，请完成实验并对结果进行预测。
实验步骤：
第一步：在氮源为14N的培养基上生 ( http: / / www.21cnjy.com )长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N—DNA；在氮源为15N 的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N—DNA。用某种离心方法分离得到的结果如图所示，其DNA分别分布在轻带和重带上。
第二步：将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上繁殖一代(Ⅰ)，请分析：
如果DNA出现_____________________________，则是全保留复制；
如果DNA出现_____________________________，则是半保留复制；
第三步：为了进一步验证第二步的推测结果，将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上连续繁殖两代(Ⅱ)，请分析：
如果DNA出现_________________________ _，则是全保留复制；
如果DNA出现__________________________ ，则是半保留复制。
（三）基因是有遗传效应的DNA片段
1．基因与DNA的关系：(1)基因 ( http: / / www.21cnjy.com )是有________的DNA片段 (2)每个DNA分子含有____个基因 (3)DNA分子中存在不是基因的片段
2．DNA片段中的遗传信息：(1)DNA分子能够储存足够量的________ (2)遗传信息蕴藏在4种碱基的________之中 (3)DNA分子的多样性源于_______ 的多样性。
(4)DNA分子的特异性源于每个DNA分子的碱基的___ _顺序。
3．基因与性状的关系：基因是控制生物性状的结构单位和功能单位
探究示例3　(2010·金陵中学摸底)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
变式训练3　(2010·福建三明一调)如图是科学家对果蝇一条染色体上的基因测定结果，关于该图说法正确的是(　　)
A．控制朱红眼与深红眼的基因是等位基因
B．控制白眼和朱红眼的基因在遗传时遵循着基因的分离定律
C．该染色体上的基因在后代中都能表达
D．该染色体上的碱基数A＝T，G＝C
课堂检测
1．已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的(　　)
A．32.9%和17.1%　 B．31.3%和18.7% C．18.7%和31.3% D．17.1%和32.9%
2．假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA ( http: / / www.21cnjy.com )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
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，其控制的性状即发生改变
3．某双链DNA分子含有400个碱基，其中一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4。下列表述错误的是(　　)
A．该DNA分子的一个碱基改变，不一定会引起子代性状的改变
B．该DNA分子连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个
C．该DNA分子中4种碱基的比例为A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7
D．该DNA分子中的碱基排列方式共有4200种
4．关于下图DNA分子片段的说法不正确的是(多选)(　　)
A．解旋酶作用于③部分
B．②处的碱基对缺失导致染色体结构的变异
C．把此DNA放在含15N的培养液中复制2代，子代含15N的 DNA占3/4
D．该DNA的特异性表现在碱基种类和(A＋T)/(G＋C)的比例上
5．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
6．一个DNA分子的一条链 ( http: / / www.21cnjy.com )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%
7．用15N标记细菌的D ( http: / / www.21cnjy.com )NA分子，再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖四代，a、b、c为三种DNA分子：a只含15N，b同时含14N和15N，c只含14N，如下图，这三种DNA分子的比例正确的是(　　)
8．DNA分子经过诱变，某位点上的一个 ( http: / / www.21cnjy.com )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.下列关于基因的说法，正确的是(多选)(　　)
A．基因是控制生物性状的DNA的功能单位
B．基因是DNA的随机片段，与DNA是局部与整体的关系
C．基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表着遗传信息
D．一个DNA分子上有许多基因，基因具有多样性
10．一条染色体含有一个DNA分子，一个DNA中有许多个基因。若该DNA中某个脱氧核苷酸发生了改变，下列各项叙述错误的是(　　)
A．DNA的分子结构发生了改变
B．DNA分子所携带的遗传信息可能发生改变
C．DNA分子上一定有某个基因的结构发生了改变
D．该DNA分子控制合成的蛋白质的分子结构可能发生改变
11．同源染色体上的两个DNA分子大小一般是相同的，那么在这两个DNA分子的同一位置上的基因(　　)
A．碱基对的排列顺序相同 B．碱基对的排列顺序不同
C．可能相同也可能不同 D．与在染色体上的位置无关
12．经检测得知，一双链DNA分子中鸟嘌呤的数目为x，其占碱基总量的比例是y，以下推断正确的是 (　　)
A．与鸟嘌呤互补的碱基所占的比例是(1－y)
B．该DNA分子的嘌呤碱基和嘧啶碱基的比值是x/y
C．该DNA分子的碱基之间的氢键数是x(1＋2/y)
D．与鸟嘌呤不互补的碱基数目是x(1－2y)/y
13．如图是在电子显微镜下拍摄的某生物细胞DNA复制过程中的图像。下列有关叙述正确的是（ ）
A．此图反映出的DNA复制模式可作为DNA双向复制的证据
B．此过程遵循碱基互补配对原则，任一条链中A＝T、G＝C
C．若将该DNA彻底水解，产物是脱氧核苷酸和四种碱基
D．若该DNA分子的一条链中(A＋T)/(G＋C)＝a，则互补链中该比值为1/a
14.下图是某DNA分子的局部结构示意图，请据图回答。
(1)写出下列图中序号代表的结构的中文 ( http: / / www.21cnjy.com )名称：①________，⑦________，⑧______________⑨_______________________。
(2)图中DNA片段中碱基对有________对，该DNA分子应有________个游离的磷酸基。
(3)从主链上看，两条单链________________；从碱基关系看，两条单链____________。
(4)如果将14N标记的细胞培养在 ( http: / / www.21cnjy.com )含15N标记的脱氧核苷酸的培养液中，此图所示的________________(填图中序号)中可测到15N。若细胞在该培养液中分裂四次，该DNA分子也复制四次，则得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例为________。
(5)若该DNA分子共有a个碱基，其中腺嘌呤有m个，则该DNA分子复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为________个。

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