遺傳的分子基礎(chǔ)1

1、第二課時(shí)　DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因的本質(zhì),一、DNA分子的結(jié)構(gòu),1.模型的構(gòu)建者:沃森和克里克,2.化學(xué)組成,3.空間結(jié)構(gòu),4.結(jié)構(gòu)特性,二、DNA分子的復(fù)制,1.對(duì)DNA分子復(fù)制的推測(cè):沃森和克里克提出了遺傳物質(zhì)自我復(fù)制的假說,2.概念:以親代DNA分子為模板,按⑨堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,合成子代DNA分子的過程,3.過程:解旋→以母鏈為模板合成互補(bǔ)的子鏈→延伸子鏈→母鏈、子鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu),4.發(fā)生時(shí)期:⑩有絲分裂間期和減數(shù)第

2、一次分裂的間期,隨染色體復(fù)制而完成,5.所需條件,6.特點(diǎn):,7.精確復(fù)制的原因,8.意義,1.概念的理解,三、基因,2.基因的功能,,一、DNA分子的結(jié)構(gòu),1.不同個(gè)體的DNA是不相同的,但同一個(gè)體不同的體細(xì)胞中的細(xì)胞核內(nèi)的DNA一般是相同的。經(jīng)過復(fù)制得到的兩條姐妹染色單體中的DNA一般也是相同的。,2.在脫氧核苷酸分子中,特別要注意三個(gè)小分子之間的連接,其中,脫氧核糖的1號(hào)碳原子與含氮堿基相連,5號(hào)碳原子與磷酸分子相連(如

3、下圖)。,3.DNA分子多樣性和差異性表現(xiàn)在堿基的排列順序千變?nèi)f化上,而不是核苷酸和堿基的種類或數(shù)目。若一個(gè)DNA分子有1000個(gè)堿基,則由此組成的DNA分子共有,4500種。不同類型的生物或同種生物不同個(gè)體之間,因差異性的存在,在實(shí)踐上可用于親子鑒定、偵察罪犯、辨認(rèn)尸體、確定不同生物之間的親緣關(guān)系等方面。,4.n個(gè)核苷酸形成DNA雙鏈時(shí)脫去(n-2)個(gè)H2O,在形成單鏈RNA時(shí),脫去(n-1)個(gè)H2O。,5.DNA分子中,脫

4、氧核苷酸的數(shù)目=脫氧核糖的數(shù)目=含氮堿基的數(shù)目=磷酸的數(shù)目。,6.DNA分子各種堿基的數(shù)量關(guān)系,(1)在整個(gè)DNA分子中,A=T、G=C;A+G=T+C,A+C=T+,G;(A+G)/(T+C)=1。,(2)DNA分子的一條鏈中的A+T=另一條鏈的T+A;同理,G+C=C+G。,(3)兩個(gè)非配對(duì)堿基之和占?jí)A基總數(shù)的50%。即A+C=T+G=50%,A+G=T+C=50%。,(4)如果一條鏈中的(A+T)/(G+C)=a,則另一條鏈

5、中的(A+T)/(G+C)比例也是a;如果一條鏈中的(A+G)/(T+C)=b,則另一條鏈中(A+G)/(T+C)的比例是1/b。,比率等于另一條鏈中A+T的和占其鏈的堿基比率,還等于雙鏈DNA分子中A+T的和占整個(gè)DNA分子的堿基比率。即:(A1+T1)%=(A2+T2)%=總(A+T)%;同理:(G1+C1)%=(G2+C2)%=總(G+C)%。,(5)在DNA分子一條鏈中,A+T的和占這一條鏈的堿基,規(guī)律精講精析,DNA

6、分子結(jié)構(gòu)的“五、四、三、二、一”記憶,五種元素:C、H、O、N、P;,四種堿基:A、G、C、T,相應(yīng)的有四種脫氧核苷酸;,三種物質(zhì):磷酸、脫氧核糖、含氮堿基;,兩條長(zhǎng)鏈:兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈;,一種螺旋:規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。,典例1    (2011年安徽理綜)甲、乙圖示真核細(xì)胞內(nèi)兩種物質(zhì)的合成過程,下列敘述正確的是?(　    ),A.甲、乙所示過

7、程通過半保留方式進(jìn)行,合成的產(chǎn)物是雙鏈核酸分子,B.甲所示過程在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行,乙在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行,C.DNA分子解旋時(shí),甲所示過程不需要解旋酶,乙需要解旋酶,D.一個(gè)細(xì)胞周期中,甲所示過程在每個(gè)起點(diǎn)只起始一次,乙可起始多次,制,乙圖表示轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄不是半保留方式,產(chǎn)物是單鏈RNA;真核細(xì)胞的DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄可以發(fā)生在細(xì)胞核、線粒體及葉綠體中;DNA復(fù)制過程解旋需要解旋酶,轉(zhuǎn)錄時(shí)需要的RNA聚合酶具有解旋的功能;一個(gè)細(xì)胞周期

8、DNA只復(fù)制一次,但要進(jìn)行大量的蛋白質(zhì)合成,所以轉(zhuǎn)錄多次發(fā)生。,【答案】D,【思路剖析】甲圖以DNA兩條單鏈均為模板,而乙以一條鏈為模板,且產(chǎn)物是一條鏈,確定甲圖表示DNA復(fù),典例2    (2010年江蘇高考)下列關(guān)于核酸的敘述中,正確的是?(　    ),A.DNA和RNA中的五碳糖相同,B.組成DNA與ATP的元素種類不同,C.T2噬菌體的遺傳信

9、息貯存在RNA中,D.雙鏈DNA分子中嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù),【思路剖析】DNA含有脫氧核糖,RNA含有核糖,A項(xiàng)錯(cuò)誤;DNA和ATP都是由C、H、O、N、P五種元素組成,B項(xiàng)錯(cuò)誤;T2噬菌體遺傳物質(zhì)為DNA,故其遺傳信息也儲(chǔ)存在DNA中,C項(xiàng)錯(cuò)誤;雙鏈DNA嘌呤總是和嘧啶堿基互補(bǔ)配對(duì),故兩者數(shù)量相等,D項(xiàng)正確。,【答案】D,1.DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性:DNA分子之所以能自我復(fù)制,取決于DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu),它為復(fù)制提供了模板;同時(shí),由

10、于堿基具有互補(bǔ)配對(duì)的特性,因此能確保復(fù)制的完成。,二、DNA分子的復(fù)制,規(guī)律精講精析,在復(fù)制過程中,脫氧核苷酸序列具有相對(duì)的穩(wěn)定性,但也可能發(fā)生差錯(cuò)即發(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失或改變——基因突變。這種穩(wěn)定性與可變性的統(tǒng)一,是生物遺傳和變異的物質(zhì)基礎(chǔ)和根本原因。,2.DNA復(fù)制中的相關(guān)計(jì)算,親代DNA分子經(jīng) n 次復(fù)制后,則,(1)DNA分子數(shù),①子代DNA分子數(shù):2n個(gè)。,②含親代母鏈的DNA分子數(shù):2個(gè)。,③不含親代母鏈的DNA分子

11、數(shù):2n-2個(gè)。,(2)消耗的脫氧核苷酸數(shù),若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè),則經(jīng)過n,次復(fù)制后需要消耗該脫氧核苷酸個(gè)數(shù)為:m(2n-1)。,規(guī)律精講精析,在分析細(xì)胞分裂問題時(shí),常以染色體或DNA分子為研究對(duì)象,而在分析DNA分子復(fù)制問題時(shí),一定要從DNA分子兩條單鏈的角度考慮,所以復(fù)制后的一條染色體上的兩個(gè)DNA分子都含有原來的單鏈。,典例3    (2010年北京理綜)科學(xué)家以大

12、腸桿菌為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,運(yùn)用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心方法進(jìn)行了DNA復(fù)制方式的探索實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果見下表。,請(qǐng)分析并回答:,(1)要得到DNA中的N全部被放射性標(biāo)記的大腸桿菌B,必須經(jīng)過　　　　    代培養(yǎng),且培養(yǎng)液中的　　　　        是唯一氮源。,(2)綜合分析本實(shí)驗(yàn)的DNA離心結(jié)果,第　　　　

13、    組結(jié)果對(duì)得到結(jié)論起到了關(guān)鍵作用,但需把它與第　　    　    組和第　　　　    組的結(jié)果進(jìn)行比較,才能說明DNA分子的復(fù)制方式是　　　    。,(3)分析討論:,①若子 Ⅰ 代DNA的離心結(jié)果為“輕”和“重”兩條密

14、度帶,則“重帶”DNA來自于　　　　    ,據(jù)此可判斷DNA分子的復(fù)制方式不是　　　　　　　    復(fù)制。,②若將子Ⅰ代DNA雙鏈分開后再離心,其結(jié)果　　    　　　　    (選填“能”或“不能”)判斷DNA的復(fù)制方式。,③若在同等條件下將子Ⅱ代繼續(xù)培養(yǎng),子n代DNA

15、離心的結(jié)果是:密度帶的數(shù)量和位置　　　　　　　    ,放射性強(qiáng)度發(fā)生變化的是　　　　　　　    帶。,④若某次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果中,子Ⅰ代DNA的“中帶”比以往實(shí)驗(yàn)結(jié)果的“中帶”略寬,可能的原因是新合成DNA單鏈中的N尚有少部分為　　　　　　　    。,【思路剖析】(1)據(jù)表,DNA在15NH4Cl為唯一氮源的培

16、養(yǎng)液中培養(yǎng)多代,可得到大腸桿菌B。(2)若證明DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制,則需證明后代DNA的兩條鏈,一條鏈?zhǔn)窃瓉淼?另一條鏈?zhǔn)切潞铣傻?第3組結(jié)果與第1組、第2組的結(jié)果對(duì)比可以證實(shí)。(3)①“輕”DNA為14N/14N DNA,“重”DNA為15N/15N DNA,據(jù)表,,“重帶”DNA來自于B。①的結(jié)果是后代DNA的兩條鏈或全是原來的,或全是新合成的,說明DNA分子的復(fù)制方式不是半保留復(fù)制。②將子Ⅰ代DNA雙鏈分開

17、后再離心,無法判斷后代DNA的兩條鏈的來源,不能判斷DNA的復(fù)制方式。③將子Ⅱ代繼續(xù)培養(yǎng),子n代DNA的情況是有2個(gè)為15N/14N DNA,其余全為14N/14N DNA,所以子n代DNA離心的結(jié)果是:密度帶的數(shù)量和位置沒有變化,放射性強(qiáng)度發(fā)生變化的是輕帶。④“中帶”為15N/14N DNA,“中帶”略寬,說明新合成DNA單鏈中的N尚有少部分為15N。,【答案】(1)多    15N

18、H4Cl    (2)3　1　2　半保留復(fù)制    (3)①B　半保留　 ②不能　③沒有變化　輕?、?5N,1.DNA上有很多片段,其中有遺傳效應(yīng)的片段才叫基因,沒有遺傳效應(yīng)的片段不叫基因。,2.對(duì)于真核細(xì)胞來說,染色體是基因的主要載體;線粒體和葉綠體是基因的次要載體。,3.對(duì)于原核細(xì)胞來說,基因在擬核中的DNA分子或質(zhì)粒上, DNA是裸露的,并沒

19、有與蛋白質(zhì)一起構(gòu)成染色體,因此,沒有染色體這一載體。,三、基因的本質(zhì),5.位于線粒體和葉綠體中的基因隨線粒體和葉綠體傳給子代,其遺傳不符合孟德爾定律。,4.位于染色體上的基因隨染色體傳遞給子代,其遺傳遵循孟德爾遺傳定律。,規(guī)律精講精析,1.生物體的DNA分子數(shù)目小于基因數(shù)目。生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)小于DNA分子的堿基總數(shù)。這說明基因是DNA的片段,基因不是連續(xù)分布在DNA上的,而是由堿基序列將其分隔開的。,2.堿基排列順

20、序的千變?nèi)f化,構(gòu)成了DNA分子的多樣性,而堿基特定的排列順序,又構(gòu)成了每一個(gè)DNA分子的特異性。DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。生物多樣性的直接原因是蛋白質(zhì)的多樣性,而根本原因則是核酸的多樣性。,典例4    (2012年暨陽期中)DNA具有多樣性的原因是?(　    ),A.組成基因的堿基數(shù)目龐大,B.空間結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化

21、,C.堿基種類有許多種,D.堿基排列順序的千變?nèi)f化,【思路剖析】DNA分子具有多樣性、特異性和穩(wěn)定性三個(gè)特點(diǎn)。其中,堿基排列順序的千變?nèi)f化,構(gòu)成了DNA分子的多樣性。在DNA分子的結(jié)構(gòu)中,磷酸和脫氧核糖交替連接的順序是固定不變的,堿基種類有A、T、G、C四種,空間結(jié)構(gòu)為規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。,【答案】D,典例5    (2012年寧德期末)揭示基因化學(xué)本質(zhì)的表述是?(　  

22、;  ),A.基因是遺傳物質(zhì)的功能單位,B.基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,C.基因是蘊(yùn)含遺傳信息的核苷酸序列,D.基因在染色體上呈線性排列,【思路剖析】從遺傳學(xué)角度,基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能單位;從細(xì)胞學(xué)角度,基因在染色體上呈線性排列;從分子學(xué)角度,基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段,這也就揭示了基因的化學(xué)本質(zhì)是DNA。,【答案】B,,1.(2012年揭陽二模)決定雙鏈DNA遺傳特異性的是?(　

23、    ),A.脫氧核苷酸鏈上脫氧核糖和磷酸的排列順序,B.嘌呤總數(shù)和嘧啶總數(shù)的比值,C.堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,D.堿基數(shù)目及排列順序,DNA分子共有的特點(diǎn)。,【答案】D,【思路剖析】在DNA中只有堿基的數(shù)目與排列順序是可變的,對(duì)于A、B、C三個(gè)選項(xiàng)中的內(nèi)容都是不同,2.某DNA分子中含有1000個(gè)堿基對(duì)(P元素全是32P)。若將DNA分子放在只含31P的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中讓其復(fù)制兩次,則子代

24、DNA的相對(duì)分子質(zhì)量平均比原來?(　    ),A.減少1500　　　　　　B.增加1500,C.增加1000　　 D.減少1000,分子的每條鏈都是含31P,還有兩個(gè)DNA分子都是一條鏈?zhǔn)?1P,另一條鏈?zhǔn)?2P。前兩個(gè)DNA分子的相對(duì)分子質(zhì)量比原DNA分子共減少了4000,后兩個(gè)DNA分子的相對(duì)分子質(zhì)量比原來共減少了2000,這樣四個(gè)DNA分子平均比原來

25、減少了6000/4=1500。,【答案】A,【思路剖析】具有1000個(gè)堿基對(duì)的DNA分子連續(xù)分裂兩次,形成四個(gè)DNA分子,這四個(gè)DNA分子中有兩個(gè)DNA,3.根據(jù)右圖回答下列問題:,(1)DNA分子復(fù)制是在　　　　    位置解旋。,A.①　　　　　B.②,C.③　 　D.④,(2)Z鏈從細(xì)胞核中移到細(xì)胞質(zhì)中,與某細(xì)胞器結(jié)合,這種細(xì)胞器的名稱是　　　　  

26、;  。,(3)若X鏈?zhǔn)荶鏈的模板,則Z的堿基順序由上到下是    　　　    。由X生成Z的場(chǎng)所主要是　　　　    。組成Z的基本單位有　　　　    種。,(4)建立DNA分子立體模型的科學(xué)家沃森和克里克認(rèn)為DNA分子的空間結(jié)構(gòu)是,(5)若要提取

27、DNA,實(shí)驗(yàn)材料能選牛血嗎?　　　　    ,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。,【思路剖析】(1)DNA分子解旋的實(shí)質(zhì)是氫鍵斷裂。(2)Z鏈如果是轉(zhuǎn)錄出來的mRNA,可與核糖體結(jié)合合成蛋白質(zhì)。(3)Z鏈與X鏈互補(bǔ),但要注意Z鏈?zhǔn)荝NA,其堿基組成中有U無T,轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在細(xì)胞核中,RNA的基本組成單位是4種核糖核苷酸。(4)DN

28、A的物理模型是一種雙螺旋結(jié)構(gòu)。(5)牛屬于哺乳動(dòng)物,哺乳動(dòng),物成熟的紅細(xì)胞中無細(xì)胞核,所以不能用于提取DNA,一般采用雞血。,【答案】    (1)A    (2)核糖體    (3)—UACGA—　細(xì)胞核　4    (4)雙螺旋結(jié)構(gòu)   &#

29、160;(5)不能　哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中無細(xì)胞核,一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分),1.(基礎(chǔ)再現(xiàn))基因芯片技術(shù)是近幾年才發(fā)展起來的嶄新技術(shù),涉及生命科學(xué)、信息學(xué)、微電子學(xué)、材料學(xué)等眾多的學(xué)科,固定在芯片上的各個(gè)探針是已知的單鏈DNA分子,而待測(cè)DNA分子用同位素或能發(fā)光的物質(zhì)標(biāo)記。如果這些待測(cè)的DNA分子中正好有能與芯片上的DNA配對(duì)的,它們就會(huì)結(jié)合起來,并在結(jié)合的位置發(fā)出熒光或者射線,出現(xiàn)“反應(yīng)信號(hào)”

30、,下列說法中不正確的是?(　    ),A.基因芯片的工作原理是堿基互補(bǔ)配對(duì),B.待測(cè)的DNA分子首先要解旋變?yōu)閱捂?才可用基因芯片測(cè)序,C.待測(cè)的DNA分子可以直接用基因芯片測(cè)序,D.由于基因芯片技術(shù)可以檢測(cè)未知DNA堿基序列,因而具有廣泛的應(yīng)用前景,好比能識(shí)別的“基因身份”,【思路剖析】待測(cè)的DNA分子首先要解旋變?yōu)閱捂?才能與芯片上的DNA配對(duì)的。,【答案】C,2.(基礎(chǔ)再現(xiàn))DNA

31、片段? ,經(jīng)2次復(fù)制后得到四個(gè)片段 ? 、? 、 ?、? 。下列有關(guān)敘述正確的是?(　    ),A.可能是第一次復(fù)制前一條鏈上的一個(gè)堿基發(fā)生了改變,其余正常,B.可能是第一次復(fù)制時(shí)一條鏈上的一個(gè)堿基配對(duì)錯(cuò)誤,其余正常,其余正常,D.兩次復(fù)制都正常,【思路剖析】??? 、? (或? )

32、?? 、? 、 ?、? 。,【答案】B,C.可能是第二次復(fù)制時(shí)一條鏈上的一個(gè)堿基配對(duì)錯(cuò)誤,,3.(基礎(chǔ)再現(xiàn))在DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)中,腺嘌呤與胸腺嘧啶之間有2個(gè)氫鍵,胞嘧啶與鳥嘌呤之間有3個(gè)氫鍵?，F(xiàn)有四個(gè)DNA樣品,根據(jù)樣品中堿基的百分含量判斷最有可能來自嗜熱菌(生活在高溫環(huán)境中)的是?(       

33、60;),A.含胸腺嘧啶32%的樣品,B.含腺嘌呤17%的樣品,C.含腺嘌呤30%的樣品,D.含胞嘧啶15%的樣品,【思路剖析】DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)在高溫條件下會(huì)分解,但不同的DNA分子,其發(fā)生分解的溫度不同。A—T 之間形成2個(gè)氫鍵、G—C之間形成3個(gè)氫鍵,因此G—C含量越多的生物,其DNA 的穩(wěn)定性就越強(qiáng)。,【答案】B,4.(基礎(chǔ)再現(xiàn))已知某DNA分子中,G與C之和占全部堿基總數(shù)的35.8%,其中一條鏈的T與C分別占該鏈堿基

34、總數(shù)的32.9%和17.1%,則在它的互補(bǔ)鏈中,T和C分別占該鏈堿基總數(shù)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%,求出該鏈中,G=18.7%,A=31.3%,則其互補(bǔ)鏈中T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的31.3%和18.7%。,【答案】B,【思路剖析】由于整個(gè)DNA分子中G+

35、C=35.8%,則每條鏈中G+C=35.8%,A+T=64.2%;由于其中一條鏈中T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%,由此可以,5.(視角拓展)右圖為真核細(xì)胞DNA復(fù)制過程的模式圖,據(jù)圖分析, 相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是?(　    ),A.由圖示得知,DNA分子復(fù)制的方式是半保留復(fù)制,B.DNA解旋酶能使雙鏈DNA解開,且需要消耗ATP,C.從圖中可以看出合成兩條子鏈的方向是相反的,D

36、.DNA在復(fù)制過程中先全部解旋,后半保留復(fù)制,【思路剖析】DNA在復(fù)制時(shí)是邊解旋邊復(fù)制,D項(xiàng)錯(cuò)誤。,【答案】D,6.(視角拓展)DNA分子經(jīng)過誘變,某位點(diǎn)上的一個(gè)正常堿基(設(shè)為P)變成為尿嘧啶。該DNA連續(xù)復(fù)制兩次,得到的4個(gè)子代DNA分子相應(yīng)位點(diǎn)上的堿基對(duì)分別為U—A、A—T、G—C、C—G。推測(cè)“P”可能是?(        ),A.胸腺嘧啶　

37、 　B.腺嘌呤,C.胸腺嘧啶或腺嘌呤　　D.胞嘧啶,了突變,另一條鏈?zhǔn)钦５?因此得到的4個(gè)子代DNA分子中正常的DNA分子和異常的DNA分子各占1/2,因此含有G與C、C與G的2個(gè)DNA分子是未發(fā)生突變的。這兩個(gè)正常的DNA分子和親代DNA分子的堿基組成是一致的。即親代DNA分子中的堿基組成是G—C或C—G,因此P可能是G或C。,【答案】D,【思路剖析】由得到的4個(gè)DNA分子的堿基對(duì)可知該DNA

38、分子經(jīng)過誘變處理后,其中1條鏈上的堿基發(fā)生,7.(視角拓展)保證準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行DNA復(fù)制的關(guān)鍵步驟是?(　    ),A.解旋酶促使DNA的兩條互補(bǔ)鏈分離,B.游離的脫氧核苷酸上的堿基與母鏈堿基進(jìn)行互補(bǔ)配對(duì),C.配對(duì)的脫氧核苷酸之間連接成與母鏈互補(bǔ)的子鏈,D.模板母鏈與互補(bǔ)子鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu),供了精確的模板,通過堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,保證了復(fù)制能夠精確地進(jìn)行。,【答案】B,【思路剖析】DNA分

39、子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu),為復(fù)制提,8.(視角拓展)現(xiàn)將哺乳動(dòng)物的細(xì)胞放在含31P磷酸培養(yǎng)基中,連續(xù)培養(yǎng)數(shù)代后得到G0代細(xì)胞,然后將G0代細(xì)胞移到含32P磷酸培養(yǎng)基中培養(yǎng),經(jīng)過1、2次細(xì)胞分裂后,分別得到G1、G2代細(xì)胞。再從G0、G1、G2三代細(xì)胞中提取DNA。經(jīng)密度梯度離心后,得到下圖結(jié)果,其中①②③分別表示不同密度DNA離心后在試管中的位置,G0、G1、G2三代細(xì)胞DNA離心后的試管依次為?(　  

40、0; ),A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ　　B.Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,C.Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ　　D.Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ,【思路剖析】DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制,新形成的子代DNA分子總是含有一條母鏈和一條子鏈;G0代,細(xì)胞中的DNA全部含31P,密度較小,離心后DNA在試管中的位置應(yīng)是上端,即圖Ⅰ;G1代細(xì)胞是G0代細(xì)胞利用含32P的原料復(fù)制一代形成的,其DNA分子中一條鏈含31P,另一條鏈含32P,離心后DNA在試管中的位置應(yīng)是中間,即圖Ⅱ;G2代細(xì)胞是

41、G1代細(xì)胞又利用含32P的原料復(fù)制一代形成的,新形成的DNA分子中,一半全部含32P,一半一條鏈含32P,另一條鏈含31P,故離心后DNA在試管中的位置應(yīng)是中間和下端,即圖Ⅳ。,【答案】C,9.(基礎(chǔ)再現(xiàn),16分)分析以下材料,回答有關(guān)問題:,材料一:在沃森和克里克提出雙螺旋結(jié)構(gòu)模型之前,人們已經(jīng)證實(shí)了DNA分子是由許多脫氧核苷酸構(gòu)成的長(zhǎng)鏈,自然界中的DNA并不以單鏈形式存在,而是由兩條鏈結(jié)合形成的。,材料二:1949年到1

42、951年期間,科學(xué)家Chargaff研究不同生物的DNA時(shí)發(fā)現(xiàn),DNA分子中的嘧啶核苷酸的總數(shù)始終等于嘌呤核苷酸的總數(shù);A的總數(shù)等于T的總數(shù),G的總數(shù)等于C的總數(shù),但(A+T)與(G+C)比值不是固定的,二、非選擇題(本題共4小題,共52分),材料三:根據(jù)R·Franklin等人對(duì)DNA晶體的X射線衍射分析表明,DNA分子由許多“亞單位”組成,而且每一層的間距為0.34 nm,而且整個(gè)DNA分子長(zhǎng)鏈的直徑是恒定的。

43、,以上科學(xué)研究成果為1953年沃森和克里克提出DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型奠定了基礎(chǔ)。請(qǐng)分析回答:,(1)材料一表明DNA分子是由兩條　　　　　　　    組成的,其基本單位是　　　　　　　    。,(2)嘧啶核苷酸的總數(shù)始終等于嘌呤核苷酸的總數(shù),說明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。,(3)腺嘌呤(

44、A)的總數(shù)等于胸腺嘧啶(T)的總數(shù),鳥嘌呤(G)的總數(shù)等于胞嘧啶(C)的總數(shù),說明　　　　　　    　　　　　　　　　　　    。,(4)A與T的總數(shù)和G與C的總數(shù)的比值不固定,說明　    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。,(5)R·Fra

45、nklin等人提出的DNA分子中的亞單位事實(shí)上是　　　    。亞單位的間距都為0.34 nm,而且DNA分,子的直徑是恒定的,這些特征表明　　　　　　　　    　　　　    。,(6)基于以上分析,沃森和克里克提出了各對(duì)應(yīng)堿基之間的關(guān)系是　　　　　　　　    ,這種

46、對(duì)應(yīng)關(guān)系稱為    　　　　　　　    原則,并成功地構(gòu)建了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。,分子中嘌呤與嘧啶之間一一對(duì)應(yīng)    (3)A與T一一對(duì)應(yīng),C與G一一對(duì)應(yīng)    (4)A與T之間的對(duì)應(yīng)和C與G之間的對(duì)應(yīng)互不影響    (5

47、)堿基對(duì)　DNA分子的空間結(jié)構(gòu)非常規(guī)則    (6)A與T配對(duì),C與G配對(duì)　堿基互補(bǔ)配對(duì),【思路剖析】回答該問題關(guān)鍵是理解DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的內(nèi)容。,【答案】(1)脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈　脫氧核苷酸    (2)DNA,10.(視角拓展,10分)下圖為高等植物細(xì)胞DNA復(fù)制過程模式圖,請(qǐng)根據(jù)圖示過程回答問題:,(1)由圖示得知,1個(gè)

48、DNA分子復(fù)制出乙、丙2個(gè)DNA分子,其方式是　　　　　　　　　    。,(2)DNA解旋酶能使雙鏈DNA解開,但需要細(xì)胞提供    　　    。除了圖中所示酶外,丙DNA分子的合成還需要　　　    酶。,(3)從圖中可以看出合成兩條子鏈的方向　　　 

49、60;  。,(4)細(xì)胞中DNA復(fù)制的場(chǎng)所有　　　　　　　　    ;在復(fù)制完成后,乙、丙分開的時(shí)期為　　　　　　　　        。,(5)若一個(gè)卵原細(xì)胞的一條染色體上的β-珠蛋白基因在復(fù)制時(shí)一條脫氧核苷酸鏈中一個(gè)A替換成T,則由該卵,原細(xì)胞產(chǎn)生的卵細(xì)胞攜帶該突變基因的概率是　　 

50、;       。,【思路剖析】(1)DNA復(fù)制的特點(diǎn)為半保留復(fù)制。(2)解旋酶使氫鍵斷裂需要消耗能量,而丙DNA分子復(fù)制的過程中,兩個(gè)片段的連接需要DNA連接酶。(3)DNA的兩條鏈反向平行,但是復(fù)制的方向都是由5'→3',所以復(fù)制的方向是相反的。(4)植物細(xì)胞中DNA復(fù)制的場(chǎng)所主要在細(xì)胞核,還可以發(fā)生在線粒體和葉綠體。復(fù)制后的子代DN

51、A存在于染色單體中,故在有絲,分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期隨著著絲點(diǎn)的分裂而分離。(5)卵原細(xì)胞的一條染色體上的β-珠蛋白基因在復(fù)制時(shí)一條脫氧核苷酸鏈中一個(gè)A替換成T,則復(fù)制以后,這一對(duì)同源染色體中一條單體的A=T將替換成T=A,而四條單體最終要進(jìn)入四個(gè)子細(xì)胞中,所以卵細(xì)胞攜帶突變基因的概率為1/4。,【答案】(1)半保留復(fù)制    (2)能量(ATP)　DNA連接 

52、0;  (3)相反    (4)細(xì)胞核、線粒體和葉綠體　有絲分裂后期、減數(shù)第二次分裂后期    (5)1/4,11.(高度提升,13分)近10年來,PCR技術(shù)(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))成為分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的一種常規(guī)手段,其原理是利用DNA半保留復(fù)制,在試管中進(jìn)行DNA的人工復(fù)制(如下圖),在很短的時(shí)間內(nèi),將DNA擴(kuò)增幾百萬倍甚至幾十億倍

53、,使實(shí)驗(yàn)室所需的遺傳物質(zhì)不再受限于活的生物體。,(1)加熱使DNA雙鏈打開,這一步是打開　　　    鍵,稱為　　　    ,在細(xì)胞中是在　　　    酶的作用下完成的。,(2)當(dāng)溫度降低時(shí),引物與模板末端結(jié)合,在DNA聚合酶的作用下,引物沿模板延伸,最終合成2條DNA分子,此過程中原料是　　　　　　　

54、0;   ,遵循的原則是　　    　　　　　　　　　　    。,(3)“PCR”技術(shù)的必需條件,除了模板、原料、ATP、酶以外,至少還有三個(gè)條件,即液體環(huán)境、適宜的　    　　    和　　　    

55、;。,(4)假設(shè)一個(gè)模板DNA分子中有800個(gè)堿基對(duì),其中含有腺嘌呤600個(gè),若通過PCR技術(shù)共消耗周圍環(huán)境中游離,的胞嘧啶脫氧核苷酸6200個(gè),則該模板DNA在PCR擴(kuò)增儀中已經(jīng)復(fù)制了　　　    次。,【思路剖析】DNA打開雙鏈的過程是斷開氫鍵,是在細(xì)胞內(nèi)解旋酶的作用下完成;四種脫氧核苷酸是合成DNA的原料,合成過程以堿基互補(bǔ)配對(duì)為原則;“PCR”技術(shù)是通過酶的催化作用完成的,需要適

56、宜的溫度和pH。由已知條件可計(jì)算出每個(gè)DNA分子中含胞嘧啶脫氧核苷酸200個(gè),通過PCR技術(shù)共消耗游離的胞嘧啶脫氧核苷酸6200個(gè),即產(chǎn)生DNA分子32個(gè),共復(fù)制了,5次。,【答案】(1)氫　解旋　解旋    (2)脫氧核苷酸　堿基互補(bǔ)配對(duì)原則    (3)溫度　酸堿度    (4)5,12.(能力綜合,13分

57、)下圖是DNA復(fù)制的有關(guān)圖示。A→B→C表示大腸桿菌的DNA復(fù)制,D→F表示哺乳動(dòng)物的DNA分子復(fù)制片段。圖中黑點(diǎn)表示復(fù)制起點(diǎn), “?”表示復(fù)制方向,“?”表示時(shí)間順序。,(1)若A中含有48502個(gè)堿基對(duì),而子鏈延伸速度是105個(gè)堿基對(duì)/min,則此DNA分子復(fù)制約需30 s,而實(shí)際上只需,約16 s,根據(jù)A→C圖分析,這是因?yàn)椤　　　　　　?#160;   　　　　　　　　　　　　　　　　　　

58、　    。,(2)哺乳動(dòng)物的DNA分子展開可達(dá)2 m之長(zhǎng),若按A→C的方式復(fù)制,至少需要8 h,而實(shí)際上只需約6 h,根據(jù)D→F圖分析,是因?yàn)椤　　　　　　　　　　　　?#160;   。,(3)A~F均有以下特點(diǎn):延伸的子鏈緊跟著解旋酶,這說明DNA分子復(fù)制是　　　　　　　　　　　　　    。,(4)C與A,F與D相

59、同,C、F能被如此準(zhǔn)確地復(fù)制出來,是因?yàn)?。,【思路剖析】(1)DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制,其方式為半保留復(fù)制。DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu),為復(fù)制提供了精確的模板,通過堿基互補(bǔ)配對(duì),保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。(2)從圖示可以看出:①大腸桿菌DNA復(fù)制時(shí),有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn),從這一起點(diǎn)開始,子鏈向兩極延伸,故時(shí)間只需約16 s。②哺乳動(dòng)物DNA分子復(fù)制時(shí)的速度比大腸桿菌快,其原因是,復(fù)制起點(diǎn)不是一個(gè)而是多個(gè),這樣可以大