高中生物dna分子的结构与dna的复制 例题解析(2)新课标 人教版 必修2

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1、DNA分子的结构与DNA的复制例题解析【例1】在含有四种碱基的DNA区段中，有腺嘌呤a个，占该区段全部碱基的比例为b，则A.b≤0.5B.b≥0.5C.胞嘧啶为a（－1）个D.胞嘧啶为b（－1）个解析：根据DNA的结构和碱基互补配对原则，有A、T、C、G四种碱基，并有A=T，C=G，依题意，腺嘌呤A有a个，占全部碱基比为b，则推断：①b只能小于0.5，而不能等于或大于0.5；②全部碱基数为a/b；③胞嘧啶数=。需要说明的是：由于A=T，G=C，由此基本关系可推理出以下几种变化：(1)①A＋G=T＋C，②A＋C=T＋G，亦即：A＋G=T＋

2、C=A＋C=T＋G，即：双链DNA分子中不互补的两碱基含量之和相等，且各占DNA中碱其总量的50％。(2)假设双链DNA分子的两条链分别为1链和2链，其上的碱基分别为A1T1C1G1和A2T2C2G2；R为一常数。根据碱基互补配对原则，由A1=T2，G1=C2，C1=G2，T1=A2可产生①，则②(3)双链DNA分子中互补的碱基对含量之和(例如A+T)与其每条单链中同样两碱基占该链碱基总量的百分含量之和(A1＋T1)相等。C＋G同理。这是因为：①每条单链的碱基总量相等，且各占DNA碱基总量的一半；②一条链中A＋T(如A1＋T1)之和恰好

3、与其对应链中T＋A(如T2＋A2)之和相等。验证：假设双链DNA分子中，碱基总量为R，1链中总量为R1，2链中碱基总量为R2,则R1=R2=R/2。以A+T为例：由于（A1+T1）/R1=（A2+T2）/R2所以，C＋G同理，即。答案：C【例2】具有1000个碱基对的某个DNA分子区段，内含600个腺嘌呤，若连续复制两次，则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为A.400B.600C.1200D.1800解析：(1)1000个碱基对中有腺嘌呤600个，则有胞嘧啶C=(1000×2－600×2)/2=400个；(2)第一次复制，1DNA→2DN

4、A，两个DNA分子完全相同，因而需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸400个。第二次复制，2DNA→4DNA，与第一次复制同理，需800个胞嘧啶脱氧核苷酸，两次复制共需1200个胞嘧啶脱氧核苷酸。本题的另一种解法是：由1个DNA分子经两次复制，最终形成4个DNA分子，除原来的1个DNA分子碱基含量外，净增加3个DNA分子，因此需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸400×(22－1)=1200个。本题是DNA复制中比较典型的问题，意在考查学生两方面的知识：一是DNA复制的过程。它是严格按照碱基互补配对原则进行的；二是DNA复制的结果。DNA无论复制多少次，最终形

5、成的子代DNA分子与亲代DNA分子完全相同。在物质的量上，实际上是以亲代DNA中物质的量为基准，成倍地增加。因此，复制n次的DNA分子，其净增加的DNA分子数为2n－1个，需要周围环境中物质的量等于亲代DNA中含有的该物质的量与净增加的DNA分子数(2n－1)的乘积。即：增加量=亲代DNA分子中该物的质量×(2n－1)。答案：C【例3】在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N－DNA(对照)；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(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连

6、续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用某种离心方法分离得到的结果如图6－12所示。图6－12请分析：(1)由实验结果可推测第一代(Ⅰ)细菌DNA分子中一条链是__________，另一条链是__________。(2)将第一代(Ⅰ)细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到细菌的DNA用同样方法分离。请参照图6－12，将DNA分子可能出现在试管中的位置在图6－13中标出。图6－13解析：(1)DNA的复制发生在细胞分裂过程中，一个细胞周期，DNA复制一次。对于多细胞的生物来说，细胞分裂仅仅是增加细胞数目的方式，而对于单细胞生物来说，则是繁殖后代的

7、方式。因此，题目中大肠杆菌的繁殖代数就与DNA的复制次数建立了一一对应的关系(多细胞动物的细胞周期数、细胞分裂次数与DNA复制次数有一一对应关系)。(2)DNA复制是指以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程。其复制过程是边解旋边复制，包括三个步骤：①解旋；②以母链为模板进行碱基互补配对；③每条子链与对应母链相盘绕，形成两个新的DNA分子。从复制过程不难发现，DNA分子复制的特点是半保留复制，新形成的DNA分子中都包含一条亲代DNA分子的脱氧核苷酸链(母链)和一条配对新合成的脱氧核苷酸链(子链)。由于两条母链间是互补关系，因此，新形成

8、的分属在两个DNA分子中的两条子链也是互补关系。DNA复制所需的基本条件是模板(母链)、原料(环境中游离的脱氧核苷酸)、能量(ATP)、酶。正常情况下，原料从周围环境中吸收进入细胞核而被利用。在实验条件下，