江苏专用19版高考生物大一轮复习第6单元遗传的分子基础第18讲DNA的结构复制及基因的本质学案.docx

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江苏专用19版高考生物大一轮复习第6单元遗传的分子基础第18讲DNA的结构复制及基因的本质学案

第18讲　DNA的结构、复制及基因的本质

[江苏最新考纲]　1.DNA分子结构的主要特点（B）。

2.DNA分子的复制（B）。

考点一　DNA分子的结构及相关计算（5年12考）

1.图解DNA分子结构

■助学巧记

巧记DNA分子结构的“五·四·三·二·一”

2.DNA分子的特性

1.真题重组　判断正误

（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）大肠杆菌细胞中只有A、T、C、G四种碱基（2012·海南卷，5C）（×）

（3）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，5C）（×）

（4）DNA的X光衍射实验证明了DNA是遗传物质。

（2013·全国卷Ⅱ，5C）（×）

（5）DNA有氢键，RNA没有氢键（2013·全国卷Ⅱ，1A）（×）

以上内容主要源自教材必修2P47～50，把握DNA双螺旋结构模型构建历程及DNA双螺旋结构内涵是解题关键。

2.（必修2P49图3－11改编）下图为大肠杆菌DNA分子片段，分析并回答下列问题：

（1）图中2是核糖还是脱氧核糖？

________。

1、2、3构成了一个完整的脱氧核苷酸分子，据图推测其中文名称是____________。

（2）图中的碱基对5和6是G—C、A—T还是A—U？

________。

你的判断理由是什么？

_______________________________________________________________。

（3）每个DNA片段中有几个游离的磷酸基团？

____________________________。

（4）图中a处为________键，用________酶可将其断裂，b处为________键，该键形成时需________酶参与，其断裂时需用________酶。

提示　

（1）脱氧核糖　胞嘧啶脱氧核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸

（2）A—T　5与6间有2个氢键，应为A—T对，而不是G—C对，而且DNA分子中无“U”

（3）2个

（4）氢　解旋　磷酸二酯　DNA聚合酶或DNA连接　限制性核酸内切

　DNA分子的结构及特点

1.（2017·海南卷，24）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　在双链DNA分子中，A、T之间形成2个氢键构成碱基对，G、C之间形成3个氢键构成碱基对，所以G、C对相对越多，DNA分子越稳定，B错误；又因A＝T、G＝C，所以只要是双链DNA分子（A＋C）/（G＋T）都恒等于1，A错误，D正确；单链DNA中，两个比值也可能相同，C错误。

答案　D

2.（2017·山东部分重点中学联考）下列有关DNA分子的叙述，正确的是（　　）

A.“噬菌体侵染细菌实验”证明DNA是主要的遗传物质

B.一个含n个碱基的DNA分子，转录出的mRNA分子的碱基数量是n/2

C.DNA的一条单链上相邻的碱基A与T之间通过氢键连接

D.DNA分子互补配对的两条链中碱基序列一定不同

解析　“噬菌体侵染细菌实验”只证明了DNA是遗传物质，A错误；一个含n个碱基的DNA分子，由于DNA中存在非编码区，故转录出的mRNA分子的碱基数量肯定小于n/2，B错误；DNA的一条单链上相邻的碱基A与T之间通过脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖连接，C错误；DNA分子互补配对的两条链中，碱基序列肯定不同，D正确。

答案　D

（1）DNA分子的特异性是由碱基对的排列顺序决定的，而不是由配对方式决定的，配对方式只有四种：

A—T、C—G、T—A、G—C。

（2）DNA中并不是所有的脱氧核糖都连着两个磷酸基团，两条链各有一个3′端的脱氧核糖连着一个磷酸基团（环状DNA分子除外）。

（3）双螺旋结构并不是固定不变的，复制和转录过程中会发生解旋。

（4）在DNA分子中，A与T分子数相等，G与C分子数相等，但A＋T的量不一定等于G＋C的量，后者恰恰反映了DNA分子的特异性。

（5）并非所有的DNA分子均具“双链”，有的DNA分子为单链。

原核细胞及真核细胞细胞器中的DNA分子为“双链环状”。

　DNA分子结构相关计算

【典例】某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是（　　）

[慧眼识图　获取信息]

答案　C

“归纳法”求解DNA分子中的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。

（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

＝m，在互补链及整个DNA分子中

＝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，即若在DNA一条链中

＝a，则在其互补链中

＝

，而在整个DNA分子中

＝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）

【方法体验】

1.下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是（　　）

A.某DNA分子有胸腺嘧啶312个，占总碱基比为26%，则该DNA上有鸟嘌呤288个

B.若质粒含有2000个碱基，则该分子同时含有2个游离的磷酸基团

C.某DNA分子含有500个碱基，可能的排列方式有4500种

D.某DNA分子内胞嘧啶占25%，则每条单链上的胞嘧啶占25%～50%

解析　DNA分子上有胸腺嘧啶312个，则总碱基数为312/26%＝1200，可推出该DNA分子上有鸟嘌呤（1200－312×2）/2＝288，A正确；质粒是环状的DNA分子，不含游离的磷酸基团，B错误；含有500个碱基的DNA，可能的排列方式有4250种，C错误；某DNA分子内胞嘧啶占25%，则每条单链上的胞嘧啶占0%～50%，D错。

答案　A

2.（2017·镇江一模）在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C，6个G，3个A，7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则所搭建的DNA分子片段最长为多少碱基对（　　）

A.4B.5

C.6D.7

解析　设能搭建的DNA分子含有n个碱基对，则每条链需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物的数目为2n－1，共需（2n－1）×2个，已知脱氧核糖和磷酸之间的连接物有14个，则n＝4，所以只能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段。

答案　A

3.（2017·南京多校联考）DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基（设为X）变成了尿嘧啶，该DNA连续复制两次，得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U－A、A－T、G－C、C－G，推测“X”可能是（　　）

A.胸腺嘧啶B.胞嘧啶

C.腺嘌呤D.胸腺嘧啶或腺嘌呤

解析　DNA分子的复制方式是半保留复制，即亲代双链分离后，每条单链均作为新链合成的模板.因此，复制完成时将有两个子代DNA分子，每个分子的核苷酸序列均与亲代分子相同，且每个子代DNA分子中，一条链来自亲代，另一条链为新合成的链。

由4个子代DNA分子的碱基对可知该DNA分子经过诱变处理后，其中1条链上的碱基发生了突变，另一条链是正常的，所以得到的4个子代DNA分子中正常的DNA分子和异常的DNA分子各占

，因此含有G与C、C与G的2个DNA分子是未发生突变的，这两个正常的DNA分子和亲代DNA分子的碱基组成是一致的，即亲代DNA分子中的碱基组成是G－C或C－G，因此X可能是G或C。

答案　B

考点二　DNA分子的复制及基因的概念（5年13考）

1.DNA分子的复制

（1）概念、时间、场所

（2）过程

（3）特点

①过程：

边解旋边复制

②方式：

半保留复制

（4）准确复制的原因和意义

①原因：

DNA具有独特的双螺旋结构，为复制提供精确的模板，碱基互补配对原则，保证了复制能准确进行。

②意义：

DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，保持了复制信息的连续性。

■助学巧记

巧记DNA分子的复制的“二、二、三、四”

2.观察下面的基因关系图，完善相关内容

1.下列有关DNA结构及复制的叙述正确的是（　　）

A.DNA分子复制总是精确无误的，不会出现差错

B.PCR与细胞中DNA分子复制所需要的条件完全一致

C.DNA分子一条链中相邻碱基通过脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖连接

D.每个DNA分子中只有一个启动子，启动子是DNA复制的起点

解析　由于内外种种原因，DNA复制，会出现差错，A错误；PCR扩增DNA时需要耐高温的DNA聚合酶，需要加热到90～95℃变性，冷却到55～60℃退火，升温到70～75℃延伸，与体内复制所需温度不同，B错误；DNA分子一条链中相邻碱基通过脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖连接，C正确；启动子是RNA聚合酶结合点，是转录的起点，每个DNA有多个基因，每个DNA有多个启动子，D错误。

答案　C

2.（2017·盐城龙岗中学）某双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的比为（　　）

A.34%和16%B.34%和18%

C.16%和34%D.32%和18%

解析　由“双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%”可知，一条链上G与C之和占该链碱基总数的34%，则A与T之和占该链碱基总数的66%，又已知“T与C分别占该链碱基总数的32%和18%”，则该链上A占34%、G占16%，故互补链上T和C分别占该链碱基总数的34%、16%。

答案　A

1.DNA复制的类型：

在真核生物中，DNA复制一般是多起点复制。

在原核生物中，DNA复制一般是一个起点。

无论是真核生物还是原核生物，DNA复制大多数都是双向进行的。

如图所示为真核生物DNA的多起点、双向复制：

图中显示多起点复制，但多起点并非同时进行，其意义在于提高复制速率。

2.DNA分子复制中的相关计算

DNA分子的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，则有：

（1）DNA分子数

①子代DNA分子数＝2n个；

②含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝2个；

③不含亲代DNA链的子代DNA分子数＝（2n－2）个。

（2）脱氧核苷酸链数

①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条；

②亲代脱氧核苷酸链数＝2条；

③新合成的脱氧核苷酸链数＝（2n＋1－2）条。

（3）消耗的脱氧核苷酸数

①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m·（2n－1）个；

②第n次复制需该脱氧核苷酸数＝m·（2n－2n－1）＝m·2n－1个。

【即学即练】

1.（2017·扬州高邮中学10月检测）用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在14N的培养基中连续复制4次。

下列有关判断错误的是（　　）

A.含有15N的DNA分子占1/8

B.含有14N的DNA分子占7/8

C.复制过程需腺嘌呤脱氧核苷酸600个

D.复制结果共产生16个DN