高考生物北师大版总复习 讲义第五单元 第17讲 DNA分子的结构复制及基因的本质Word格式.docx

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（2）多样性：

不同的DNA分子具有不同的核苷酸排列顺序，从而构成了DNA分子遗传信息的多样性。

若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种。

（3）特异性：

每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的核苷酸排列顺序，代表了特定的遗传信息。

4．观察下面的基因关系图，完善相关内容：

[诊断与思考]

1．判断下列说法的正误

（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）富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也作出了巨大的贡献（　√　）

（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（　×

　）

（4）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（　√　）

（5）DNA分子中两条脱氧核糖核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的（　√　）

（6）含有G、C碱基对比较多的DNA分子热稳定性较差（　×

（7）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（　×

2．据图回答相关问题：

（1）基本结构

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磷酸：

每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个。

（2）水解产物

DNA的初步水解产物是脱氧核糖核苷酸，彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。

（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，A与T之间有两个氢键，G与C之间有三个氢键。

②磷酸二酯键：

磷酸和脱氧核糖之间的化学键，用限制性内切酶处理可切断，用DNA连接酶处理可连接。

（4）碱基对数与氢键数的关系

若碱基对数为n，则氢键数为2n～3n，若已知A有m个，则氢键数为3n－m。

3．据图分析DNA分子结构中的碱基计算

（1）在双链DNA分子中，互补碱基两两相等，A＝T，C＝G，A＋G＝C＋T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。

（2）在双链DNA分子中，互补的两碱基之和（如A＋T或C＋G）占全部碱基的比例等于其任何一条单链中这两种碱基之和占该单链中碱基数的比例。

（3）DNA分子一条链中（A＋G）/（C＋T）的比值的倒数等于互补链中该种碱基的比值，在整个DNA分子中该比值等于1。

（不配对的碱基之和的比值在两条单链中互为倒数）

（4）DNA分子一条链中（A＋T）/（C＋G）的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值。

（配对的碱基之和的比值在两条单链和双链中比值都相等）

（5）不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即（A＋T）/（C＋G）的值不同。

该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。

（6）若已知A占双链的比例为c%，则A1/单链的比例无法确定，但最大值可求出为2c%，最小值为0。

题组一　DNA分子的结构分析

1．（2013·

广东，2）1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于（　　）

①证明DNA是主要的遗传物质　②确定DNA是染色体的组成成分　③发现DNA如何贮存遗传信息　④为DNA复制机制的阐明奠定基础

A．①③B．②③C．②④D．③④

答案　D

解析　沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构模型的特点是：

（1）DNA分子由两条链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构；

（2）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：

A一定与T配对，G一定与C配对。

DNA中碱基对排列顺序可以千变万化，这为解释DNA如何贮存遗传信息提供了依据；

一个DNA分子之所以能形成两个完全相同的DNA分子，其原因是DNA分子的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，碱基互补配对原则保证复制精确完成，所以DNA双螺旋结构模型的构建为人们后来阐明DNA复制的机理奠定了基础。

2．如图表示一个DNA分子的片段，下列有关表述正确的是（　　）

A．④代表的物质中储存着遗传信息

B．不同生物的DNA分子中④的种类无特异性

C．转录时该片段的两条链都可作为模板链

D．DNA分子中A与T碱基对含量越高，其结构越稳定

答案　B

解析　遗传信息蕴藏在4种脱氧核糖核苷酸的排列顺序之中，单个核苷酸则不能贮存遗传信息，A项错误；

不同生物的DNA均由4种脱氧核糖核苷酸（包括④）组成，B项正确；

转录时以其中的一条链为模板，C项错误；

由于C—G碱基对含3个氢键，所以C—G碱基对含量越高，DNA越稳定，D项错误。

题组二　DNA分子结构中的碱基计算

3．某双链DNA分子中含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该DNA分子（　　）

A．四种含氮碱基A∶T∶G∶C＝4∶4∶7∶7

B．若该DNA中A为p个，占全部碱基的

（m>

2n），则G的个数为

－p

C．碱基排列方式共有4200种

D．含有4个游离的磷酸

解析　该DNA分子的一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，另一条链上A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3，整个DNA分子中A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7，A项错误；

若该DNA中A为p个，占全部碱基的

，则碱基总数为

个，则G＝

＝

－p，B项正确；

该DNA分子含有100个碱基对，30个A—T碱基对，70个G—C碱基对，碱基排列方式少于4100种，C项错误；

一个DNA分子由两条DNA链组成，含2个游离的磷酸，D项错误。

4．下列是一组有关双链DNA分子中含氮碱基的问题，请回答：

（1）若A占20%，则G占________。

（2）若双链DNA中A占20%，且一条链中的A占20%，则此链中C所占比例的最大值是________。

（3）一条链中（A＋C）/（T＋G）＝0.4，互补链中的此值是________。

（4）一条链中（A＋T）/（C＋G）＝0.4，互补链中的此值是________。

（5）若A有P个，占全部碱基数的20%，则该DNA分子中的G有________个。

答案　

（1）30%　

（2）60%　（3）2.5　（4）0.4　（5）1.5P

解析　

（1）由双链DNA分子的嘌呤碱基数占总碱基数的一半可知：

A＋G＝50%，因而G占30%。

（2）由双链DNA分子A占20%可知：

该DNA分子中（A＋T）占40%，（C＋G）占60%，对任意一条链而言，某种碱基所占比例的最大值即该对碱基所占的比例，因而，C最多占该链的60%。

（3）由双链DNA中，一条链中的（A＋C）/（T＋G）与另一条链中的该比值互为倒数可知：

其互补链中的（A＋C）/（T＋G）＝1/0.4＝2.5。

（4）由于双链DNA及任意一条链中的（A＋T）/（C＋G）为一定值，可知其互补链中的（A＋T）/（C＋G）＝0.4。

（5）若A有P个，占全

部碱基数的20%，则DNA分子的总碱基数为P/20%＝5P（个），而由双链DNA分子的嘌呤碱基数占总碱基数的一半可知：

G占总碱基数的50%－20%＝30%，则G有5P×

30%＝1.5P（个）。

1．把握DNA结构的3个常考点

2．DNA分子中有关碱基比例计算的解题步骤

解DNA分子中有关碱基比例计算的试题时要分三步进行：

（1）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。

（2）画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知和所求的碱基。

（3）根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。

考点二　DNA分子的复制及本质

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．过程

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子代，保证了亲子代遗传信息的一致性，使子代的性状与亲代相同或相近，从而确保了生物物种的延续性和多样性。

（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）DNA双螺旋结构全部解旋后，开始DNA的复制（　×

（3）单个脱氧核糖核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链（　×

（4）DNA复制时，严格遵循A－U、C－G的碱基互补配对原则（　×

2．如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图回答相关问题：

（1）由图示得知，DNA分子复制的方式具有什么特点？

提示　半保留复制。

（2）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双链发生解旋；

后者催化形成新的子链。

3．DNA复制过程中的数量关系

DNA复制为半保留复制，若将亲代DNA分子复制n代，其结构分析如下：

（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不含亲代链的DNA分子数为（2n－2）个。

③含子代链的DNA分子数为2n个。

（2）子代脱氧核糖核苷酸链数为2n＋1条。

①亲代脱氧核糖核苷酸链数为2条。

②新合成的脱氧核糖核苷酸链数为（2n＋1－2）条。

（3）消耗脱氧核糖核苷酸数

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

（2n－1）个。

②第n次复制所需该脱氧核糖核苷酸数为m·

2n－1个。

题组一　DNA复制过程的分析

1．下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，有关叙述错误的是（　　）

A．图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的

B．图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的

C．真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶

D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率

答案　A

解析　从图中能看出有多个复制起点，但并不是同时开始，所以A错误。

图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的，B错误；

真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等酶的参与，C错误；

这种半保留复制的模式不仅保持前后代的稳定性，同时每次复制都可产生两个DNA分子，提高了复制速率，D错误。

2．在DNA复制开始时，将大肠杆菌放在含低剂量3H标记的脱氧胸苷（3H－dT）的培养基中，3H－dT可掺入正在复制的DNA分子中，使其带有放射性标记。

几分钟后，将大肠杆菌转移到含高剂量3H－dT的培养基中培养一段时间。

收集、裂解细胞，抽取其中的DNA进行放射性自显影检测，结果如图所示。

据图可以作出的推测是（　　）

A．复制起始区在高放射性区域

B．DNA复制为半保留复制

C．DNA复制从起始点向两个方向延伸

D．DNA复制方向为a→c

答案　C

解析　根据放射性自显影结果可知，中间低放射性区域是复制开始时在含低剂量3H标记的脱氧胸苷（3H－dT）的培养基中进行复制的结果，A项错误；

两侧高放射性区域是将大肠杆菌转移到含高剂量3H－dT的培养基中进行复制的结果，因此可判断DNA复制从起始点（中间）向两个方向延伸，C项正确，D项错误；

该实验不能证明DNA复制为半保留复制，B项错误。

题组二　DNA复制的相关计算

3．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培养基中