第18讲DNA结构、复制及基因的本质

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2023届高三一轮复习课件：DNA的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA片段

(2)某DNA分子中含某种碱基a个，则复制n次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为_a_×__(_2_n_－__1_) 第n次复制，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为 a×2n－1 。
DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题
P152题2.蚕豆根尖细胞(2n＝12)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
含有15N，则可说明DNA的复制为半保留复制×
例3：有15N标记的一个DNA分子放在含有14N的
培养基中复制三次，则含15N的DNA分子占全
部DNA分子的比例和占全部DNA分子单链的比
例依次是( A )
A. 1/4 、1/8
B. 1/2、1/4
C. 1/4 、1/16
D. 1/8、1/8
归纳:
①若以被同位素标记的DNA分子的两条链为模板，复制n次后，标记的DNA分子占_2_/_2_n_，标记的DNA单链DNA分子中含A有P个，占全部碱基数
的20%，则该DNA分子中的G有__1__.5_P___个；
例2.下列是一组有关双链DNA分子中含氮碱基的问题，请回答： (1)一条链中(A＋T)/(C＋G)＝0.4，互补链中的此值是___0_.4____，DNA双链中此值是____0_.4___ 。 (2)一条链中(A＋C)/(T＋G)＝0.4，互补链中的此值是___2_.5____，DNA双链中此值是____1____。
一分子_含__氮__碱__基_ →A、T、G、C
脱氧核苷
脱氧核苷酸
脱水缩合形成磷酸二酯键
单链
磷酸脱氧核糖
→氢键
碱基
氢键
A TG C
分析DNA分子结构图像: 5'
3'
P147有改动

高三生物一轮复习课件：第18DNA的结构、复制与基因的本质

A．分裂产生的子细胞中带有标记的染色体最多为4条 B．分裂结束具有放射性的子细胞最多有4个
D
C．分裂产生的子细胞中带有标记的染色体最少为0条
D．分裂结束具有放射性的子细胞最少有0个
D
9、若一果蝇精原细胞中8条染色体上的全部DNA已被15N标记，其中一对同源染色体上有基因A和a，现给此精原细胞提供含14N的原料让其进行连续分裂两次产生四个子细胞(不考虑突变和交叉互换)。下列叙述中正确的是
DNA聚合酶
脱氧核苷酸
双螺旋结构
一、DNA的复制
(5)特点：
①复制方式为半保留复制； ②边解旋边复制。
收集不同子代大肠杆菌并提取DNA，将提取的DNA进行密度梯度离心，记录离心后 DNA的位置。
一、DNA的复制
(5)特点：
①复制方式为半保留复制； ②边解旋边复制。
(6)DNA精确复制的原因：
①DNA分子独特的双螺旋结构提供精确的模板。 ②碱基互补配对原则保证复制精确进行。
②
裂
③
④全部子细胞
④
带有标记
分裂形成4个子细胞，子细胞类型有4种组合方式
2.减数分裂与DNA复制的分析
15N标记1对同源染色体上的两个DNA分子
同源染色体分离姐妹染色单体分离
分裂形成4个子细胞，全部子细胞中的每条染色体均带有标记。
7、果蝇的体细胞含有8条染色体。现有一个果蝇体细胞，它的每条染色体的DNA双链都被32P标记。如果把该细胞放在不含32P的培养基中培养，使其
C
考点二 DNA的复制
一、DNA的复制
(1)概念：
以亲代DNA的2条链为模板合成子代DNA的过程
(2)时间：
有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期

第18讲 DNA的结构、复制与基因的本质

︱高中总复习︱一轮·生物
3.特点 (1)复制方式为半保留复制。 (2)边解旋边复制。 4.DNA分子精确复制的原因 (1)DNA分子独特的双螺旋结构提供精确的模板。 (2) 碱基互补配对原则保证复制精确进行。 5.意义使遗传信息从亲代传给子代,保持了遗传信息的连续性。
︱高中总复习︱一轮·生物
︱高中总复习︱一轮·生物
6.(2018·浙江卷)某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动,结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl,a、b、c表示离心管编号,条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是(B )
A.本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术 B.a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的 C.b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是15N/14N-DNA D.实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制的
︱高中总复习︱一轮·生物
(1)子代DNA分子数为 2n 个。 ①含有亲代链的DNA分子数为 2 个。 ②只含亲代链的DNA分子数为 0 个。 ③不含亲代链的DNA分子数为 (2n-2) 个。 ④含子代链的DNA分子数有 2n 个。 (2)子代脱氧核苷酸链数为 2n+1 条。 ①亲代脱氧核苷酸链数为 2 条。 ②新合成的脱氧核苷酸链数为 (2n+1-2) 条。 (3)若模板DNA中含有m个碱基,其中A有a个,则: ①连续复制n次需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为(m/2-a)×(2n-1) 个。 ②第n次复制需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为 (m/2-a)×2n-1 个。
︱高中总复习︱一轮·生物
(4)所有的细胞中都要进行核DNA分子的复制。( × ) 提示:哺乳动物成熟的红细胞因为无细胞核和各种细胞器而不能进行核DNA分子复制;不分裂的细胞不存在DNA分子复制。 (5)复制后的两个子DNA分子将在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点分裂时,随两染色单体分离而分开,分别进入两个子细胞中。( √ )

2021版高考生物(人教版)一轮复习学案：第六单元第18讲 DNA分子的结构、复制及基因的本质 Word版含答案

第18讲DNA分子的结构、复制及基因的本质考点一DNA分子的结构1．DNA分子的结构层次[助学巧记]利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子的结构2．DNA分子的结构特点(必修2 P58 “科学·技术·社会”、P60“思维拓展”改编)DNA指纹图谱法的基本操作：从生物样品中提出DNA(DNA一般都有部分的降解)，可运用________扩增出DNA片段或者完整的基因组DNA，然后将扩增出的DNA用合适的________切割成DNA片段，利用电泳技术将这些片段按大小分开后，转移至尼龙滤膜上，然后将已标记的DNA探针与膜上具有________序列的DNA片段杂交，用放射自显影便可获得DNA指纹图谱。

答案：PCR技术限制酶互补碱基【真题例证·体验】(2017·高考海南卷)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。

下列关于生物体内DNA分子中(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值的叙述，正确的是() A．碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同B．前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高C．当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链D．经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1解析：选D。

由于双链DNA分子中碱基A的数目等于T的数目，G的数目等于C的数目，故(A＋C)/(G＋T)为恒值1，A错误；碱基对A和T含2个氢键，C和G含3个氢键，(G＋C)数目越多，氢键数越多，双链DNA分子的稳定性越高，B错误；(A＋T)/(G＋C)与(A ＋C)/(G＋T)两个比值相等，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C错误；经半保留复制得到的DNA分子，是双链DNA，故(A＋C)/(G＋T)＝1，D正确。

【考法纵览·诊断】(1)细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和[2017·海南卷，23C](×)(2)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的[2014·全国卷Ⅱ，T5C](×)(3)DNA有氢键，RNA没有氢键[2013·全国卷Ⅱ，T1A](×)【长句特训·规范】根据DNA的分子结构图，回答下列问题：(1)基本单位：________________。

第18讲-DNA分子的结构与复制、基因的本质--一轮复习

对基因的正确叙述是（ C）
A.基因是DNA上有一定功能的特异碱基排列顺序 B.一个DNA分子就是一个基因 C.基因是有遗传效应的DNA片段 D.它的化学结构不会发生改变
染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
脱氧核苷酸/碱基对的排列顺序遗传信息
基因（性状）
蛋白质 DNA
有遗传效应的DNA片段决定生物性状的基本单位在染色体上呈线性排列姐妹染色单体相同位置上是相同基因（不考虑基因突变四分体内发生交叉互同源染色体相同位置上是相同/等位基因
考点一 DNA的分子结构
DNA模型构建中重大贡献的科学家
回 ➢威尔金斯—物理学家——DNA的X射线衍射图
眸 ➢富兰克林—化学家——DNA的X射线衍射图
历史
➢查哥夫—化学家— A的量等于T的量 G的量等于C的量
➢克里克—物理学家— 发现DNA双螺旋结构
➢沃森——生物学家— 发现DNA双螺旋结构
1.DNA分子的化学组成及其基本单位
第18讲 DNA的结构、复制及基因的本质
[最新考纲] 1.DNA分子结构的主要特点（Ⅱ）。 2.DNA分子的复制（Ⅱ）。3.基因的概念（Ⅱ）。 ➢ 1.识记DNA分子的化学组成及其基本单位。 ➢ 2.理解DNA分子结构及特点。 ➢ 3.理解DNA分子的复制过程及意义。 ➢ 4.掌握碱基互补配对原则并熟练计算。 ➢ 5.掌握DNA复制有关的计算。
3.每条脱氧核苷酸链上都只有一个游离的磷酸
基，因此DNA分子中含有2个游离的磷酸基
（√ ）
4.DNA分子中，C—G对占比例越大，DNA结
构越稳定 √
5.DNA分子的特异性是由碱基对的特定的配对
方式决定的，配对方式只有A—T、C—G （×）

第18讲 DNA分子的结构、复制和基因是有遗传效应的DNA片段

1.某双链DNA分子中，鸟嘌呤占23%，求腺嘌 27% 呤占________
2、在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是 ______________ 2.5 1 3．若DNA的一个单链中，A+T/G+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是 0.4 0.4 ____________
2n+1
２
2n+1-2
2）跟据碱基互补配对及亲子代DNA完全相同规律来计算
若某种DNA分子含某种碱基m个，则该DNA 分子进行n次复制，需要游离的: 含该碱基的脱氧核苷酸分子数 n-1）·m （ 2 =____________ 个。其中，第n次复制，需要游离的：含该碱基的脱氧核苷酸分子数 n-1 ·m 2 =____________个。
考点四
基因是有遗传效应的DNA片段
1．基因、染色体、蛋白质、性状的关系
2.四者关系分析
3．基因的基本功能 (1) 遗传信息的传递：通过 _______ 复制实现遗传信息由亲代到子代的传递。 (2) 遗传信息的表达：通过 ___________ 转录和翻译控制蛋白质合成过程的，通过遗传信息的表达控制个体发育过程。
【变式】用15N标记精原细胞的一个
DNA分子，并供给含14N的原料。则该细
胞产生的4个精子中，含14N的有( A ．1 个 B ．2 个
D)
C ．3 个
D ．4 个
4.基础 DNA规则的双螺旋结构碱基互补配对原则。严格遵循_____________ 5.过程 DNA聚合酶 _____ 酶 ________ 解旋 DNA 两条母链形成子链新DNA分子。 6.方式 ___________ 半保留复制。 7.特点边解旋边复制 _____________。 8.意义遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传使_________ 信息的连续性。

DNA分子的结构复制以及基因的本质

DNA分子的结构复制以及基因的本质DNA（脱氧核糖核酸）是存在于几乎所有生物体中的一种长链分子，它是遗传信息的主要载体。

DNA分子的结构，复制以及基因的本质是生物学中重要的概念。

首先，让我们来了解DNA分子的结构。

DNA是由四种碱基（腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶）组成的长链分子。

碱基通过氢键连接在一起，形成“梯子”的两个侧边，这个结构被称为双螺旋。

双螺旋是由两条互补的链通过氢键相互卷曲形成的。

其中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间形成两个氢键连接，鸟嘌呤与胞嘧啶之间形成三个氢键连接。

这种特定的碱基配对是DNA分子稳定性的关键。

DNA复制是指在细胞分裂时，DNA分子通过一系列的生物化学反应将自身复制成两个完全相同的分子。

DNA复制是生命的基本过程，确保细胞能够遗传信息给其后代。

复制过程是由酶和其他蛋白质的复杂调控下进行的。

它始于酶解双螺旋，从而形成两条互补的单链。

为了进行复制，每条单链需要作为模板，合成新的互补链。

这是通过DNA聚合酶酶进行的，该酶能够识别模板链上的碱基，并在新合成链上添加互补的碱基。

这个过程在每一个DNA分子的上千个碱基上重复进行，最终形成两个完全相同的DNA分子。

基因是DNA分子中的特定区域，它编码着生物体的遗传信息，决定了生物体的特征和功能。

基因的本质可以分为两个方面：序列和表达。

每个基因都有一个特定的序列，由三个碱基组成的密码子编码着不同的氨基酸，这些氨基酸的顺序决定了蛋白质的结构和功能。

序列中的一些区域可能具有调控蛋白质合成的功能，如启动子和增强子。

在生物体中，基因的表达是一个复杂的过程，涉及到转录和翻译两个步骤。

转录是指酶通过识别基因的启动子区域，将DNA转录成RNA的过程。

转录产物（mRNA）被带到细胞质中，随后被翻译成蛋白质。

综上所述，DNA分子的结构、复制以及基因的本质是生物学中极为重要的概念。

DNA通过双螺旋结构稳定地储存和传递遗传信息。

复制过程确保细胞能够产生完全相同的DNA分子，并将遗传信息传递给子代。

DNA分子的结构、复制及基因的本质

（1）多样性：一个DNA分子中碱基对的排列方式有4n种；
（2）特异性：每个DNA分子都有其特定的碱基排列顺序；
（3）稳定性：磷酸、脱氧核糖交替排列形成基本骨架，碱基互补配对的方式不变（A-T,C-G）。
DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
一个DNA上有许多个基因，每一个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应——基因是有遗传效应的DNA片段。
（5）过程：
②复制：以解旋后的两条母链为模板，四种脱氧核苷酸为原料，按碱基互补配对原则合成为两条新的子链
③形成子代DNA：
一条母链和一条子链盘绕成双螺旋结构，形成新的DNA分子
（6）特点：边解旋边复制，半保留复制（7）“准确”复制的原因： ①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板 ②碱基具有互补配对的能力，能使复制准确无误（8）意义：使遗传信息从亲代传给子代，保持遗传信息的连续性
DNA分子的结构、复制及
基因的本质
考纲要求：
1、DNA分子结构的主要特点； 2、DNA分子的复制； 3、基因的概念。
1、DNA分子的结构（1）元素组成：C、H、O、N、P （2）基本单位：脱氧核苷酸
磷酸
4 5
1
3
2
脱氧核糖
含氮碱基
ห้องสมุดไป่ตู้
脱氧核糖核苷酸
5'
外侧：磷酸、脱氧核糖交替连接
DNA的基本骨架
2、DNA的复制：
（1）DNA的复制方式是由沃森和克里克提出。（2）证明DNA的复制方式运用了同位素示踪技术。
（3）验证过程：
用含15N标记的 NH4Cl培养液培养大肠杆菌

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18
考点
储知识·练表达·悟考题
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考点一
考点二
解析：由于双链DNA碱基A数目等于T数目，G数目等于C数目，故(A＋C)/(G＋T)为恒值1，A错。A和T碱基对含2个氢键，C和G含3个氢键，故(A＋T)/(G＋C)中，(G＋ C)数目越多，氢键数越多，双链DNA分子的稳定性越高，B错。(A＋T)/(G＋C)与(A ＋C)/(G＋T)两个比值相等，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C错。经半保留复制得到的DNA分子，是双链DNA，(A＋C)/(G＋T)＝1，D正确。答案：D
21
考点
储知识·练表达·悟考题
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考点一
考点二
[规律·技法]
解答有关碱基计算题的“三步曲”
22考点储知识·来自表达·悟考题课时作业·知能提升
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考点一
考点二
考点二 DNA分子的复制及基因的概念
1．DNA的复制
23
考点
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课时作业·知能提升
·······················
×
(1)DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基( ) √ (2)DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连( ) ×
(3)嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了DNA分子空间结构的相对×稳定( )
(4)分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同( )
(1)基本单位：__脱__氧__核__苷__酸__。
①由磷酸、脱氧核糖、含氮碱基组成，三者之间的数量关系为_1_∶__1_∶__1_。
②每个DNA片段中，含2个游离的磷酸基团。
(2)水解产物：DNA的初步水解产物是_脱__氧__核__苷__酸__，彻底水解产物是__磷__酸__、__脱__氧__
__核__糖__和__含__氮__碱__基__。
12
考点
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考点一
考点二
命题点 1 DNA分子结构分析 1．1953年，沃森和克里克建立了DNA分子的结构模型，两位科学家于1962年获得诺贝尔生理学或医学奖。关于DNA分子双螺旋结构的特点，叙述错误的是( ) A．DNA分子的两条链呈现反向平行双螺旋结构 B．脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧 C．碱基对构成DNA分子的基本骨架 D．两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对
1．DNA分子的结构 (1)DNA双螺旋模型构建者：_沃__森__和__克__里__克___。 (2)图解DNA分子结构
3
考点
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考点一
考点二
4
考点
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考点一
考点二
2．DNA分子结构特点 (1)__多__样__性__：若DNA含有n个碱基对，则其可能有4n种碱基对排列顺序。 (2)特异性：__每__个__D_N_A__分__子__都__有__其__特__定__的__碱__基__对__排__列__顺__序__。 (3) _稳__定__性：两条主链磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变，碱基对配对方式不变等。
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考点
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考点一
考点二
2.科学思维理清两种关系与两类化学键
9
考点
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考点一
考点二
3.科学思维 DNA 分子中碱基数量的计算规律 (1)在 DNA 双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即 A＋G＝T＋C。
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考点一
考点二
解析：题图中含有胸腺嘧啶T，是DNA特有的碱基，说明该片段是DNA链的一段，因此2只能表示脱氧核糖，A错误；4由脱氧核糖、胞嘧啶、磷酸组成，为胞嘧啶脱氧核苷酸，是组成DNA的基本单位，B正确；核苷是由2脱氧核糖和3含氮碱基组成的， C错误；若构建好5的互补链后，需加上2＋3＋3＝8个氢键，D错误。答案：B
19
考点
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考点一
考点二
4．某双链DNA分子含有200个碱基对，其中一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则有关该DNA分子的叙述，正确的是( ) A．含有4个游离的磷酸基 B．含有腺嘌呤脱氧核苷酸30个 C．4种含氮碱基A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7 D．碱基排列方式共有4200种
分子作为遗传物质所
补配对的反向平行长链形成双和交流。
螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息。
2.制作 DNA 分子双螺旋结构模型。
具有的特征。(生命观念、科学思维)
3.概述DNA分子通过半保留方式
进行复制。
2
考点
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考点一
考点二
考点一 DNA分子的结构及相关计算
在 DNA 一条链中AT＋＋GC＝a，则在其互补链中AT＋＋GC＝1a，而在整个 DNA 分子中AT＋＋GC
＝1。(注：不同双链 DNA 分子中非互补碱基之和的比均为 1，无特异性)
10
考点
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考点一
考点二
4.科学思维根据 DNA 分子结构图回答下列问题：
11
考点
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考点一
考点二
(3)DNA分子中存在的化学键 ①氢键：碱基对之间的化学键，可用_解__旋__酶__断裂，也可加热断裂。 ②磷酸二酯键：磷酸和脱氧核糖之间的化学键，用_限__制__性__核__酸__内__切__酶___处理可切割，用_D__N_A__连__接__酶__处理可连接。 (4)碱基对数与氢键数的关系： ①若碱基对数为n，则氢键数为_2_n_～__3_n_。 ②若n个碱基对中，A有m个，则氢键数为_3_n_－__m__。
13
考点
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考点一
考点二
解析：DNA分子是由两条链组成的，这两条链是反向平行的，A正确；DNA分子的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成基本骨架，B正确，C错误；两条链上的碱基通过氢键连接形成碱基对，D正确。答案：C
14
考点
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16
考点
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考点一
考点二
[规律·技法]
“三看法”判断DNA分子结构的正误
17
考点
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考点一
考点二
命题点 2 DNA分子结构的相关计算 3．(2017·高考海南卷)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值的叙述，正确的是( ) A．碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同 B．前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高 C．当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链 D．经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1
5
考点
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考点一
考点二
■教材细
节······································································································
························
1．教材必修2 P48“侧栏思考题”：沃森和克里克在构建模型的过程中，利用了哪些他人的经验和成果？
提示：当时科学界已经发现的证据有：①英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的
DNA的X射线衍射图谱；②美国生物化学家鲍林按照X射线衍射分析的实验数据建
立模型的方法；③奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果。
2．教材必修2 P49“思考与讨论”：说出资料中涉及到的科学知识与方法。提示：主要涉及物理学(主要是晶体学)、生物化学、数学和分子生物学等学科的知
(2)“互补碱基之和”的比例在任意一条链及整个 DNA 分子中都相同，即若在一条
链中GA＋＋TC＝m，在互补链及整个 DNA 分子中GA＋＋TC＝m。而且由任一条链转录来的
mRNA 分子中(A＋U)/(G＋C)仍为 m(注：不同 DNA 分子中 m 值可不同，显示特异
性)。 (3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个 DNA 分子中为 1，即若
20
考点
储知识·练表达·悟考题
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考点一
考点二
解析：每条单链各有一个游离的磷酸基，所以DNA分子应该有2个游离的磷酸基。计算碱基数目时，需要注意所给碱基总数为个数还是对数，该DNA分子中含有200个碱基对，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，根据双链中A＋T所占比例＝单链中A ＋T所占比例，则双链中A＋T占3/10，根据A＝T，推知A和T各占3/20，故腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为200×2×(3/20)＝60。双链中A和T分别占3/20，则C和G分别占 7/20，故A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7。在碱基比例不确定的情况下，碱基排列方式共有4n种，n为碱基对数，即共有4200种，而该DNA分子碱基比例已确定，故排列方式小于4200种。答案：C