高中高届高级生物复习资料创新设计配套学案及练习必修二 第六单元 第17讲Word格式文档下载.docx

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全国卷Ⅱ（5）

科学

思维

构建DNA分子双螺旋结构模型,阐明其半保留复制过程

探究

实验设计与实验结果分析:

验证DNA分子通过半保留方式进行复制

考点一　DNA分子的结构及相关计算

图解DNA分子结构

■助学巧记

1.巧记DNA分子结构的“五·

四·

三·

二·

一”

2.DNA分子的特性

教材

高考

1.高考重组　判断正误

（1）细胞核中的DNA复制和转录都以DNA为模板（2018·

海南卷,13D）（　　）

（2）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）（　　）

（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·

提示　

（1）√

（2）×

　DNA分子除含基因片段外,还有许多无遗传效应的片段。

（3）×

　DNA一条链上磷酸和脱氧核糖通过磷酸二酯键相连。

（4）×

　DNA的X光衍射图谱实验为DNA双螺旋结构模型建构提供了重要依据。

2.教材·

拓展·

拾遗

（1）（教材必修2P48“旁栏思考题”）沃森和克里克在构建DNA模型的过程中利用了他人的哪些经验和成果？

提示　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美国生物化学家鲍森揭示生物大分子结构的方法（1950年）,即按照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:

腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量,鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量这一碱基之间的数量关系。

（2）（教材必修2P58科学·

技术·

社会）如果获得DNA指纹图谱？

该技术有哪些应用？

提示　①应用DNA指纹技术,首先需要用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段,然后用电泳的方法将这些片段按大小分开,再经过一系列步骤,最后形成DNA指纹图；

②由于每个人的DNA指纹图是独一无二的,所以我们可以根据分析指纹图的吻合程度来帮助确认身份。

因而此技术被广泛应用于刑侦领域、亲子鉴定、遗骸鉴定等。

　围绕DNA分子的结构及特点考查结构与功能观

1.（2019·

广东惠州检测）如图是某DNA片段的结构示意图,下列叙述正确的是（　　）

A.DNA复制时,解旋酶先将①全部切割,再进行复制

B.DNA分子中A＋T含量高时稳定性较高

C.磷酸与脱氧核糖交替排列构成DNA分子的基本骨架

D.a链、b链方向相同,a链与b链的碱基互补配对

解析　DNA复制时边解旋边复制,A错误；

碱基A和T之间有两个氢键,碱基G和C之间有三个氢键,因此G＋C含量高的DNA分子的相对稳定性较高,B错误；

磷酸与脱氧核糖交替排列构成DNA分子的基本骨架,C正确；

DNA分子的两条链方向相反,a链与b链的碱基互补配对,D错误。

答案　C

（1）DNA分子中A与T间可形成2个氢键,G与C间可形成3个氢键——故G≡C对占比例越高的DNA分子其稳定性越高。

（2）并非所有的DNA分子均具“双链”,有的DNA分子为单链。

（3）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

2.（2014·

山东理综,5）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]

3.（2019·

河北石家庄模拟）在一个双链DNA分子中,碱基总数为m,腺嘌呤碱基数为n,G与C之间形成3个氢键,A与T之间形成2个氢键。

则下列有关叙述正确的是（　　）

①脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基数＝m　②碱基之间的氢键数为（3m－2n）/2　③一条链中A＋T的数量为n　④G的数量为m－n

A.①②③④B.②③④

C.③④D.①②③

解析　每个脱氧核苷酸分子含有一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子碱基,所以脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基数＝m,①正确；

因为A和T之间有2个氢键、C和G之间有3个氢键,根据碱基互补配对原则,A＝T＝n,则C＝G＝（m－2n）/2,所以碱基之间的氢键数为2n＋3（m－2n）/2＝（3m/2）－n,②正确；

双链DNA中,A＝T＝n,则根据碱基互补配对原则,一条链中A＋T的数量为n,③正确；

由②中计算可知:

G的数量＝（m－2n）/2,④错误。

答案　D

“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。

——此比值在不同DNA分子中具特异性。

（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

（或

）＝a,则在其互补链中该比值为

而在整个DNA分子中该比值为1,——此比值在不同双链DNA分子中无特异性（具共性）。

　　　考点二　DNA分子的复制及基因的本质

1.DNA分子的复制

（1）过程归纳

DNA复制之“二、二、三、四”

（2）实验探究

①实验方法:

同位素示踪法和离心技术

②实验结果:

③实验结论:

DNA的复制是以半保留方式进行的。

2.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系

1.同源染色体上的DNA分子之间除哪项外均可能不同？

请说明理由。

①碱基对的排列顺序　②磷酸二酯键的数目

③脱氧核苷酸的种类　④

的比值

提示　③　同源染色体上的DNA分子可能是相同的,也可能是不同的,如X、Y染色体,所以构成DNA的脱氧核苷酸数目就可能不同,连接两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键的数目也就可能不同,碱基对的排列顺序不同；

DNA分子中A＝T、C＝G,但（A＋T）/（C＋G）在不同的DNA分子中可能不同,而构成所有DNA的脱氧核苷酸均只有4种。

2.如图是人类某染色体DNA的片段,含有基因A、基因b和无遗传效应的片段M。

请思考:

（1）基因A和b的本质区别是什么？

（2）决定mRNA上终止密码子的碱基对是否位于M处？

若M中插入若干个脱氧核苷酸对是否可引发基因突变？

为什么？

（3）A复制时b是否也复制？

A转录时,b是否也转录？

其转录的模板链一定相同吗？

提示　

（1）不同基因的本质区别在于其脱氧核苷酸序列不同。

（2）M为无遗传效应的非基因片段,故其无转录功能,当然不存在决定mRNA上终止密码的碱基对,M中即使插入若干脱氧核苷酸对也不会引发基因突变。

（3）DNA分子复制为全程复制,故A复制时b也复制,但基因表达却为“选择性表达”,故A转录时,b未必转录,即使都转录,其模板链也未必相同。

　结合DNA分子的复制及相关计算考查科学思维能力

1.[2016·

全国卷Ⅰ,29（3）]将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记,并使其感染大肠杆菌,在不含有32P的培养基中培养一段时间。

若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体（n个）并释放,则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n,原因是________________________________________________

___________________________________________________________________。

答案　一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后,标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中,因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记

2.在氮源为14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子分别为14N—DNA（相对分子质量为a）和15N—DNA（相对分子质量为b）。

将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,连续繁殖两代（Ⅰ和Ⅱ）,用离心方法分离得到的结果如图所示。

下列对此实验的叙述正确的是（　　）

A.Ⅰ代细菌DNA分子中两条链都是14N

B.Ⅱ代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的

C.预计Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为

D.上述实验Ⅰ代→Ⅱ代的结果能证明DNA复制方式为半保留复制

解析　Ⅰ代细菌DNA分子中一条链是14N,另一条链是15N,A错误；

Ⅱ代细菌含15N的DNA分子有2个,占全部（4个）DNA分子的

B错误；

由于1个含有14N的DNA分子的相对分子质量为a,则每条链的相对分子质量为

；

1个含有15N的DNA分子的相对分子质量为b,则每条链的相对分子质量为

。

将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,连续繁殖三代,得到共8个DNA分子,这8个DNA分子共16条链,只有2条是含15N的,14条是含14N的,因此总相对分子质量为

×

2＋

14＝b＋7a,所以每个DNA分子的平均相对分子质量为

C正确；

实验Ⅰ代→Ⅱ代的结果不能证明DNA复制方式为半保留复制,D错误。

DNA分子复制中有关计算

假设1个DNA分子复制n次（设该DNA分子中含某种脱氧核苷酸m个）

点悟:

“DNA复制”相关题目的4点“注意”

（1）注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别,前者包括所有的复制,但后者只包括第n次的复制。

（2）注意碱基的单位是“对”还是“个”。

（3）切记在DNA复制过程中,无论复制了几次,含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。

（4）看清试题中问的是“DNA分子数”还是“链数”,是“含”还是“只含”等关键词,以免掉进陷阱。

　围绕基因的本质考查结构与功能观

3.（2014·

海南卷,21）下列是某同学关于真核生物基因的叙述:

①携带遗传信息　②能转运氨基酸　③能与核糖体结合

④能转录产生RNA　⑤每相邻三个碱基组成一个反密码子　⑥可能发生碱基对的增添、缺失、替换

其中正确的是（　　）

A.①③⑤B.①④⑥

C.②③⑥D.②④⑤

解析　基因是具有遗传效应的DNA片段,携带遗传信息,并能够将遗传信息通过转录传递到RNA,通过翻译表现为蛋白质特定的氨基酸序列和空间结构,基因中可能发生碱基对的增添、缺失或替换,即基因突变,故选B。

答案　B

4.（2019·

南昌调研）下列关于基因、染色体、性状之间的关系的叙述中,正确的是（　　）

A.性状与基因之间都存在一一对应的关系

B.真核生物的基因都位于染色体上,呈线性排列

C.每条染色体上有许多个DNA分子,每个DNA分子上有许多基因,每个基因中有许多脱氧核苷酸

D.染色体结构变异可能会使基因的数目或排列顺序发生改变

解析　性状与基因之间并不都存在一一对应的线性关系,有的性状受多个基因控制,有的基因同时控制多个性状,A错误；

真核生物的基因主要位于细胞核中的染色体上,也有部分基因位于线粒体、叶绿体中的DNA上,B错误；

每条染色体含有一个或2个DNA分子,C错误；

染色体结构变异可能会使基因的数目或排列顺序发生改变,D正确。

澄清易混易错·

强化科学思维

[易错易混]

易错点1　误认为DNA分子中“嘌呤一定等于嘧啶”

点拨　DNA分子一般为“双螺旋结构”,双链DNA中嘌呤等于嘧啶,但其一条链中嘌