【本讲教育信息】

一. 教学内容：

DNA分子的结构和复制

二. 学习内容：

本周学习DNA分子的结构，了解DNA分子结构的发现，双螺旋结构的特点，碱基互补配对原则的内容和意义；知道生物多样性和特一性的分子水平的最终原因是DNA分子的多样性，掌握DNA分子的复制特点，复制过程以及复制的特殊方式对生物的重要意义。

三. 学习重点：

1. DNA的分子结构特点

2. DNA分子的复制过程，意义

3. 碱基互补配对原则的内容，意义

四. 学习难点：

1. DNA的分子结构特点

2. DNA分子的复制过程

五. 学习过程：

1. DNA分子的结构：高分子化合物

（1）组成

元素：C、H、O、N、P

单体：核苷酸（脱氧核糖核苷酸）

染色体的结构成分是：蛋白质和DNA，染色体在生物体中起到遗传物质载体作用

核苷酸=一分子磷酸+一分子含氮碱基+一分子核糖

四种碱基的分子结构图：（了解内容）

两种核糖的分子结构图：（了解内容）

核苷的结构组成：（了解内容）

组成核苷酸单体有四种：（必会内容）

腺嘌呤脱氧核糖核苷酸

鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸

胞嘧啶脱氧核糖核苷酸

胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸

核苷酸的结构

磷酸——脱氧核糖（核糖）——含氮碱基

彼此间共价键连接

2. DNA的空间结构：形成高分子的化合物

（1）单链结构：

组成：很多核苷酸通过彼此脱水缩合形成长的核苷酸链

脱水位置：一核苷酸的磷酸和另一核苷酸的脱氧核糖间缩合

结构：

（2）双链结构：

双链结构：两条单链结构的核苷酸链在含氮碱基碱间形成氢键作用，彼此结合，然后扭曲螺旋形成相对稳定的空间结构即双螺旋结构

DNA分子的立体结构：

① 是规则的双螺旋结构

② 结构特点：

DNA分子是由两条链组成，两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构

DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧

DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律

③ 空间结构：

发现：1953年，美国的沃森、英国的克里克共同提出、构建DNA模型

结构：

3. 碱基互补配对原则

DNA分子中的碱基配对时遵循互补配对原则：

嘌呤碱基一定与嘧啶碱基配对，是一一对应关系

A（腺嘌呤）一定与T（胸腺嘧啶）配对

G（鸟嘌呤）一定与C（胞嘧啶）配对

碱基碱的氢键数目一定

A、T间以两个氢键相连

G、C间以三个氢键相连

两条链间的距离不变：由嘌呤与嘧啶配对形成的碱基对决定

3. DNA分子的多样性

组成DNA分子的碱基只有四种，但碱基对的排列顺序千变万化构成了DNA分子的多样性生物体内，一个最短的DNA分子有4000个碱基对其排列顺序方式有：4⁴⁰⁰⁰种

碱基对的特定的排列顺序，构成了每个DNA分子的特异性

碱基对的排列顺序就代表了遗传信息

DNA分子能够储存大量的遗传信息，从分子水平说明了生物体具有多样性和特异性

（1）DNA分子的复制

① DNA分子结构的意义：

能储存大量的遗传信息，能够传递遗传信息

双螺旋结构为复制提供了精确的模板

碱基互补配对原则保证了复制的准确进行

② 遗传信息的传递方式：DNA分子的复制完成

③ DNA分子的复制：

概念：以亲代DNA分子为模板，合成子代DNA的过程

时间：细胞有丝分裂的间期和减数分裂的间期，随染色体的复制而完成

基本条件：

<1> 模板 以原来的DNA单链为模板

<2> 原料 四种脱氧核苷酸

<3> 酶 合成酶系统

<4> 能量 高能磷酸键提供，用于解旋、合成

复制过程：

<1> 开始：解旋

<2> 进行：以母链为模板进行复制

特点：边解旋、边合成、边缠绕成新的双链反向螺旋DNA分子

<3> 结束：形成两个新的DNA分子

一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子

新形成的DNA分子与母链DNA完全相同

每条子DNA中有一条单链完全来自母链，另一条新合成的

通过细胞分裂，子代DNA分配到子细胞中去，完成遗传物质的传递

（图中：红色表示新合成的子链，蓝色表示的是母链结构）

概念：

半保留复制：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子的一条链，这种复制称之为半保留复制

（4）DNA复制的意义

使遗传信息从子代，保证了遗传信息的连续性

【模拟试题】（答题时间：60分钟）

1. 所有的病毒的遗传物质是（ ）

A. 都是DNA B. 是DNA和RNA

C. 都是RNA D. 是DNA或RNA

2. DNA的主要功能是遗传信息的（ ）

A. 储存和传递 B. 转录和翻译

C. 储存和分配 D. 传递和释放

3. 一核酸的碱基构成情况是A=20%、C=30%、T=25%、G=25%，据此推测知，这一核酸的结构特点是（ ）

A. 双链DNA B. 单链DNA

C. 双链RNA D. 单链RNA

4. DNA分子的多样性和特异性是由于（ ）

A. 分子量大

B. 主链的稳定性

C. 一个DNA分子中包含的碱基数目很多，以及碱基对不同的排列方式

D. 含有氢链

5. 以下哪个不是DNA自我复制的条件（ ）

A. 解旋酶，聚合酶等酶

B. 聚合成多核昔酸链的原料一单核昔酸

C. DNA模板和能量

D. 逆转录酶

6. 用噬菌体去侵染含³²P的细菌，在细菌解体后含³²P是（ ）

A. 子代噬菌体DNA

B. 子代噬菌体蛋白质外壳

C. 子代噬菌体所有部分

D. 子代噬菌体不含³²P

7. 将某一细胞中的一条DNA分子用³H进行标记，此细胞连续进行4次有丝分裂后，含有标记的DNA的细占分裂后子代细胞的（ ）

A. 1/16 B. 1/8 C. 1/4 D. 1/2

8. 在同一草场，牛吃了草长成牛，羊吃了草长成羊，这是由于（ ）

A. 消化能量不同

B. 不同的DNA控制合成不同的蛋白质

C. 蛋白质的结构不同

D. 染色体数目不同

9. 下列哪项对双链DNA分子的叙述是不正确的（ ）

A. 若一条链A和T的数目相等，则另条链A和T的数目也相等

B. 若一条链A的数目大于T，则另条链A的数目小于T

C. 若一条链的A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，则另条链相应碱基比为1∶2∶3∶4

D. 若一条链的A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，则另条链的A∶T∶G∶C=2∶l∶4∶3

10. 用¹⁵N标记细菌中的DNA，然后又将普遍的¹⁴N来供给这种细菌，于是该细菌便用¹⁴N来合成DNA，假设细菌在含¹⁴N的营养基上连续分裂两次产生了4个新个体，它们DNA中的含¹⁴N链与¹⁵N链的比例是（ ）

A. 3∶1 B. 2∶1 C. 1∶1 D. 7∶1

11. 已知一条完全标记上¹⁵N的DNA分子经n次复制后，含¹⁴N的DNA分子总数与含¹⁵N的DNA分子总数之比为7∶1，则n是（ ）

A. 2 B. 3 C. 4 D. 5

12. 具有100个碱基对的1个DNA分子区段，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制两次，则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为（ ）

A. 60个 B. 80个 C. 20个 D. 180个

13. 具有A个碱基对的一个DNA分子片段，含有m个腺嘌呤，该片段完成第n次复制需要多少个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸（ ）

A. B. C. D.

14. 从某生物组织中提取DNA进行分析，其四种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46％，又知该DNA的一条链（H链）所含的碱基中28％是腺嘌呤，问与H链相对应的另一条链中腺嘌吟占该链全部碱基数的（ ）

A. 26％ B. 24％ C. 14％ D. 11％

15. 基因研究最新发现表明，人与小鼠的基因约80％相同。则人与小鼠DNA碱基序列相同的比例是（ ）

A. 20％ B. 80％ C. 0％ D. 无法确定

16. 人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，据此推测胰岛细胞中（ ）

A. 只有胰岛素基因

B. 比人受精卵的基因要少

C. 既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因

D. 有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因

17. 下列物质中，必须从核膜孔进入核内的是（ ）

A. 氨基酸 B. RNA酶 C. 呼吸作用酶系 D. 葡萄糖

18. 理论上每一个表皮细胞与神经细胞内所含DNA的质与量是一样的，为何所含蛋白质的质与量不一样（ ）

A. 不同细胞的基因经过不同的重组，所以合成的蛋白质不一样

B. 不同细胞的基因数量不一样多，所以合成的蛋白质不一样

C. 不同细胞被转录的基因不一样多，所以合成的蛋白质不一样

D. 不同细胞的基因复制速度不同，所以合成的蛋白质不一样

19. 硫酸铵是农村常用的一种铵态氮肥。下列有关叙述中正确的有（ ）

① NH₄⁺主要是作物根部的分生区以主动运输方式吸收的

② 田间一次施化肥过多，会导致作物枯萎发黄

③ 过多施用化肥，是水体富营养化的主要原因之一

④ 固氮微生物固氮基因遗传信息的具体表达途径是：固氮基因RNA固氮酶

A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ②④

20. 要研究基因控制蛋白质的合成过程，最好选择下列哪一项为实验材料（ ）

A. 成熟的红细胞 B. 成熟的白细胞 C. 卵细胞 D. 受精卵

21. DNA分子结构具有多样性的原因是（ ）

A. 碱基和脱氧核糖排列顺序千变万化 B. 四种碱基的配对方式千变万化

C. 两条长链的空间结构千变万化 D. 碱基对的排列顺序千变万化

22. 女性子宫癌细胞中最长的DNA分子可达36mm，DNA复制速度约为4μm／min，但复制过程的完成仅需4min左右，这主要是因为（ ）

A. 边解旋边复制 B. 半保留方式复制

C. 有许多复制起点 D. 每个复制起点双向复制

23. 一个DNA分子复制完毕后，新形成的DNA子链（ ）

A. 是DNA母链的片段

B. 和DNA母链之一完全相同

C. 和DNA母链相同，但T为U所代替

D. 和DNA母链稍有不同

24. 下图是DNA复制图解，请据图回答问题：

（1）DNA复制的时期是 。

（2）DNA复制的结构基础是 和 。

（3）实验室内模拟DNA复制所需的一组条件是（ ）

① DNA模板 ② 解旋酶、连接酶和聚合酶 ③ ATP和四种脱氧核苷酸 ④ RNA引物 ⑤ 适宜的温度和酸碱度

A. ①②③ B. ①②③④

C. ①②③④⑤ D. ①③④⑤

（4）图中长方形A表示 ，图中的箭头B表示 ，断点C通过 作用，相互连接起来。

（5）¹⁵N标记的DNA分子，放在没有标记的培养基上培养，复制三次后标记的DNA分子占DNA分子总数的 ，标记的链占全部DNA单链的 。

（6）NA分子复制完毕后，新形成的DNA分子子链是（ ）

A. 是DNA母链的片段

B. 和DNA母链之一完全相同

C. 和DNA母链相同，但T被U所取代

D. 和DNA母链稍有不同

（7）由第（6）题可见，DNA分子复制又称为 复制。

（8）亲代DNA分子复制后，其中一份传给子代细胞。由于DNA分子中脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息，这样子代细胞就获得了亲代细胞的遗传信息。细胞中的遗传信息是我们眼睛看不到的，但由于遗传信息能决定生物的性状，从而使子代像亲代，这样从子代的性状就能间接了解子代遗传信息与亲代是否相同。请你举一个动物或人体的例子来说明。

【试题答案】

1. D 2. A 3. B 4. C 5. D 6. A 7. B 8. B 9. C 10. A

11. C 12. D 13. B 14. A 15. D 16. C 17. B 18. C 19. D 20. D

21. D 22. C 23. B

24. （1）有丝分裂的间期和减数分裂第一次分裂之前的间期（2）独特的双螺旋结构 碱基互补配对原则（3）C（4）DNA聚合酶 DNA延伸方向 DNA连接酶（5）1/4 1/8（6）B（7）半保留（8）克隆羊的培育成功，子代的性状与亲代相同，是因为子代细胞核中的DNA与亲代完全相同（或人类的同卵双胞）