届高考高三生物总复习第18讲DNA分子的结构复制及基因的本质学案Word格式文档下载.docx

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（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，即若在DNA分子的一条链中

＝a，则在其互补链中

＝

，而在整个DNA分子中

＝1。

1．判断下列有关DNA分子结构的叙述

（1）沃森和克里克研究DNA分子的结构时，运用了构建物理模型的方法（　√　）

（2）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（　√　）

（3）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（　×

　）

（4）DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基（　×

（5）DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连（　×

（6）双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的（　×

（7）DNA分子的X光衍射照片属于物理模型（　×

（8）DNA分子中的核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成基本骨架（　×

2．判断下列有关DNA分子的特性的叙述

（1）DNA分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关（　×

（2）不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值可能相同（　√　）

（3）同一生物个体不同细胞中DNA分子的（A＋T）/（C＋G）的值不同（　×

（4）人体内控制β珠蛋白的基因由1700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41700种

（　×

（5）DNA分子的多样性是指一个DNA分子上有许多个基因（　×

分析DNA分子结构图像

（1）一个DNA分子片段中有几个游离的磷酸基团？

提示　2个。

（2）图中④能表示胞嘧啶脱氧核苷酸吗？

提示　不能。

（3）图中碱基之间是如何连接的？

提示　双链DNA中，反向平行的两条链之间的碱基通过氢键连接成碱基对，而同一条链上核苷酸之间是通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连的。

（4）解旋酶作用于哪个部位？

限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于哪个部位？

提示　解旋酶作用于⑨，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于⑩。

（5）DNA初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么？

提示　初步水解的产物是4种脱氧核苷酸，彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。

（6）如何根据碱基的种类和比例确定核酸的类型？

提示　根据碱基的种类确定是DNA还是RNA，若含有碱基U则是RNA，若含有碱基T而不含有碱基U，则是DNA；

根据碱基的比例确定是单链还是双链，若嘌呤数/嘧啶数＝1，则一般是双链，若嘌呤数/嘧啶数≠1，则是单链。

（7）若某双链DNA分子含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该DNA分子碱基排列方式共有4100种，对吗？

提示　错。

命题点一　DNA分子结构分析

1．下列关于DNA分子结构的叙述，正确的是（　　）

A．DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的单链结构

B．DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基

C．DNA分子两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对

D．DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连

答案　C

解析　DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的双链结构，A错误；

DNA分子中的绝大多数磷酸连接着两个脱氧核糖，且磷酸不与碱基直接相连，B错误；

DNA分子一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连，D错误。

2．（2017·

江西师大附中考试）用卡片构建DNA平面结构模型，所提供的卡片类型和数量如下表所示，以下说法正确的是（　　）

卡片类型

脱氧核糖

磷酸

碱基

A

T

G

C

卡片数量

10

2

3

A.最多可构建4种脱氧核苷酸，5个脱氧核苷酸对

B．构成的双链DNA片段最多有10个氢键

C．DNA中每个脱氧核糖均与1分子磷酸相连

D．最多可构建44种不同碱基序列的DNA

答案　B

解析　根据表格数据可知，代表脱氧核糖、磷酸和含氮碱基的卡片数分别都是10，所以最多可构建10个脱氧核苷酸，根据碱基种类可推知最多构建4种脱氧核苷酸，4个脱氧核苷酸对；

构成的双链DNA片段中可含有2个A—T碱基对和2个G—C碱基对，故最多可含有氢键数＝2×

2＋2×

3＝10（个）；

DNA分子结构中，与脱氧核糖直接连接的一般是2个磷酸，但最末端的脱氧核糖只连接1个磷酸；

碱基序列要达到44种，每种碱基对的数量至少要有4个。

命题点二　DNA分子结构的相关计算

3．（2017·

南通模拟）某双链DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的比率为a，其中一条链上鸟嘌呤占该链全部碱基的比例为b，则（　　）

A．互补链中含2个游离的磷酸基团

B．互补链中鸟嘌呤与胞嘧啶所占比例为a

C．互补链中鸟嘌呤占该链碱基的比率为

D．以互补链为模板转录产生的某mRNA中鸟嘌呤与胞嘧啶所占比率为a

解析　双链DNA分子的每条链含有1个游离的磷酸基团，A项错误；

在双链DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的比率与每条链中鸟嘌呤与胞嘧啶所占的比率相等，B项正确；

互补链中鸟嘌呤占该链的比率为a－b，C项错误；

转录是以DNA上某基因的一条链为模板，所以转录产生的mRNA中鸟嘌呤与胞嘧啶所占比率是不确定的，D项错误。

4．（2018·

临川模拟）从某生物组织中提取DNA进行分析，其中鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%，又知该DNA分子的一条链（H链）所含的碱基中28%是腺嘌呤，24%是胞嘧啶，则与H链相对应的另一条链中，腺嘌呤、胞嘧啶分别占该链全部碱基数的（　　）

A．26%、22%B．24%、28%

C．14%、11%D．11%、14%

答案　A

解析　已知DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基总数的46%，即C＋G＝46%，则C＝G＝23%、A＝T＝50%－23%＝27%。

又已知该DNA的一条链所含的碱基中28%是腺嘌呤，24%是胞嘧啶，即A1＝28%、C1＝24%，根据碱基互补配对原则，A＝（A1＋A2）÷

2，C＝（C1＋C2）÷

2，则A2＝26%，C2＝22%。

三步解决DNA分子中有关碱基比例的计算

第一步：

搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例，还是占DNA分子一条链上碱基的比例。

第二步：

画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基。

第三步：

根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。

考点二　DNA分子的复制及基因的概念

1．DNA分子的复制

（1）方式推测：

沃森和克里克提出假说：

DNA分子复制方式为半保留复制。

（2）实验证据

①实验方法：

放射性同位素示踪法和离心技术。

②实验原理：

含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。

③实验假设：

DNA以半保留的方式复制。

④实验预期：

离心后应出现3条DNA带。

重带（密度最大）：

两条链都为15N标记的亲代双链DNA；

中带（密度居中）：

一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA；

轻带（密度最小）：

两条链都为14N标记的子代双链DNA。

⑤实验过程

⑥过程分析：

立即取出，提取DNA→离心→全部重带。

繁殖一代后取出，提取DNA→离心→全部中带。

繁殖两代后取出，提取DNA→离心→1/2轻带、1/2中带。

⑦实验结论：

DNA的复制是以半保留方式进行的。

（3）复制过程

①概念：

以亲代DNA为模板，合成子代DNA的过程。

②时间：

有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期。

③图解

④特点：

边解旋边复制。

⑤方式：

半保留复制。

⑥结果：

形成两个完全相同的DNA分子。

⑦意义：

将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。

⑧保障：

DNA具有独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；

通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。

拓展　

（1）利用数字“1,2,3,4”巧记DNA的复制

1个主要场所（细胞核），2种时期（有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期），3个步骤（解旋、合成新链、形成子代DNA），4个条件（模板、酶、原料和能量）。

（2）DNA分子的多起点、双向复制

一个DNA分子可以由多个复制起点同时（或先后）复制。

下图中，从3个复制起点进行双向复制，明显提高了DNA分子复制的速率；

图中的复制环大小不一，因此它们的复制时间有先后，右侧最早，左侧最晚。

2．基因的概念

1．判断下列有关DNA分子复制过程及特点分析的叙述

（1）DNA复制遵循碱基互补配对原则，新合成的DNA分子中两条链均是新合成的（　×

（2）单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链（　×

（3）DNA复制时，严格遵循A－U、C－G的碱基互补配对原则（　×

（4）在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在两条DNA母链之间（　√　）

（5）在人体内，成熟的红细胞、浆细胞中不发生DNA的复制（　√　）

（6）某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物如下图D所示

（　√　）

（7）将已被15N标记了DNA的大肠杆菌在含14N的培养基中培养繁殖一代，若子代大肠杆菌的DNA分子中既含有14N，又含有15N，则可说明DNA的复制为半保留复制（　×

（8）复制时，子代DNA分子的两条单链中只有一条和亲代DNA分子完全相同（　×

（9）DNA分子复制时解旋酶与DNA聚合酶不能同时发挥作用（　×

2．判断下列有关染色体、DNA、基因与脱氧核苷酸关系的叙述

（1）真核细胞的基因只存在于细胞核中，而核酸并非仅存在细胞核中（　×

（2）DNA分子中每一个片段都是一个基因（　×

（3）非等位基因都位于非同源染色体上（　×

（4）真核细胞基因中核糖核苷酸的排列顺序代表遗传信息（　×

（5）基因只位于染色体上，所以染色体是基因的载体（　×

分析DNA复制过程

（1）图示中的解旋酶和DNA聚合酶各有什么作用？

提示　前者使氢键打开，DNA双链解旋；

后者催化形成磷酸二酯键，从而形成新的子链。

（2）蛙的红细胞和哺乳动物成熟红细胞，是否都能进行图示过程呢？

提示　蛙的红细胞进行无丝分裂，可进行DNA分子的复制；

哺乳动物成熟的红细胞已丧失细胞核，也无各种细胞器，不能进行DNA分子的复制。

（3）上图所示DNA复制过程若发生在细胞核内，形成的两个子DNA位置如何？

其上面对应片段中基因是否相同？

两个子DNA将于何时分开？

提示　染色体复制后形成两条姐妹染色单体，刚复制产生的两个子DNA分子即位于两条姐妹染色单体中，由着丝点相连，其对应片段所含基因在无突变等特殊变异情况下应完全相同，两个子DNA分子将于有丝分裂后期或减数第二次分裂