版生物大一轮复习第六单元遗传的物质基础第23讲DNA分子的结构DNA的复制基因是有遗传效应的DNA片段学案Word下载.docx

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（2）任意两个不互补的碱基数量之和占碱基总数的50%，即嘌呤之和＝嘧啶之和＝总碱基数×

50%，A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝（A＋T＋C＋G）×

50%，

＝

＝1。

（3）在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。

设在双链DNA分子中的一条链上A1＋T1＝n%，因为A1＝T2，A2＝T1，则：

A1＋T1＝A2＋T2＝n%，所以A＋T＝A1＋A2＋T1＋T2＝

＝n%。

简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。

（4）双链DNA分子中，非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。

设双链DNA分子中，一条链上：

＝m，

则：

＝m，互补链上

。

简记为：

“DNA两互补链中，不配对两碱基之和的比值乘积为1”。

【感知考题】

下列说法中正确的是（　　）

A．在DNA分子模型的搭建实验中，若仅用订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含10对碱基（A有6个）的DNA双链片段，那么使用的订书钉个数为82个（2016·

上海，28）

B．沃森和克里克以DNA大分子为研究材料，采用X射线衍射的方法，破译了全部密码子（2015·

江苏，4D）

C．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Ⅱ，5C）

D．沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数（高考江苏卷）

[答案]　A

（1）A选项构建的模型中，胞嘧啶C占全部碱基总数的20%。

（2）A选项若不考虑A的数量，则构建的模型可以搭建出410种不同的DNA分子。

高分点拨——类题通法

DNA分子中有关碱基比例计算的解题步骤

（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。

【跟进题组】

命题1　DNA分子结构分析

1．（2017·

江苏淮安调研）如图是某同学制作的脱氧核苷酸对模型，其中正确的是（　　）

解析：

选D。

选项A中，从五碳糖和磷酸基团的形态和位置可判断，两条脱氧核苷酸链不是反向平行的，错误；

选项B中，A与T之间的氢键应该是两个而不是三个，错误；

选项C中，含氮碱基（C）应连接在五碳糖的1号位上（如图所示），且G与C之间有三个氢键，错误。

2．（2017·

山师大附中统考）同源染色体上的DNA分子之间最可能相同的是（　　）

A．碱基对的排列顺序

B．磷酸二酯键的数目

C．初步水解产物的种类

D．（A＋T）/（G＋C）的比值

选C。

同源染色体一条来自父方，一条来自母方，其来源不同，碱基序列存在差异，A项错误；

X、Y染色体为同源染色体，但其大小不同，磷酸二酯键的数目也不同，B项错误；

DNA分子都由腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸组成，C项正确；

不同DNA分子中（A＋T）/（C＋G）的比值不同，D项错误。

DNA分子的水解程度不同，产物会不同

DNA分子彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和四种含氮碱基，初步水解产物是四种脱氧核苷酸。

命题2　DNA分子中的碱基计算

3．（高考山东卷改编）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（　　）

A项，无论DNA分子的一条单链中（A＋C）/（T＋G）的值为多少，整个DNA分子中（A＋C）/（T＋G）都等于1。

B项，由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对，故一条单链中（A＋C）/（T＋G）的值与其互补链中的（A＋C）/（T＋G）的值互为倒数。

C项，由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对，故一条单链中（A＋T）/（G＋C）的值与整个DNA分子中（A＋T）/

（G＋C）的值相等。

D项，由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对，故一条单链中（A＋T）/（G＋C）的值与其互补链中（A＋T）/（G＋C）的值相等。

4．（2017·

连云港、徐州、淮安、宿迁四市模拟）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4100种

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。

　DNA复制的过程及相关计算（含基因的本质）

1．DNA的复制

（1）

（2）过程

概念

以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程

时期

有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期

过程

解旋→合成子链→子链延伸→亲子链复旋

条件

①模板：

亲代DNA的每一条链；

②原料：

4种游离的脱氧核苷酸；

③能量：

ATP释放的能量；

④酶：

解旋酶和DNA聚合酶

结果

1个DNA复制形成2个完全相同的DNA

特点

边解旋边复制，半保留复制

精确复制

①独特的双螺旋结构提供模板；

②碱基互补配对原则

意义

将遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性

2．基因——有遗传效应的DNA片段

（1）据图1写出基因与染色体的关系：

基因在染色体上呈线性排列。

（2）将代表下列结构的字母填入图2中的相应横线上：

a．染色体、b．DNA、c．基因、d．脱氧核苷酸。

（3）基因的实质：

具有遗传效应的DNA片段。

）

1．（必修2P53图3—12改编）将一个用15N标记的DNA放到14N的培养基上培养，让其连续复制三次，再将全部复制产物置于试管内进行离心，如图中分别代表复制1次、2次、3次后分层结果的是（　　）

A．c、e、f

B．a、e、b

C．a、b、d

D．c、d、f

选A。

由于DNA分子的复制是半保留复制，一个用15N标记的DNA在含14N的培养基上培养，复制第一次后产生2个DNA分子，每个DNA分子的一条链含15N，一条链含14N，密度中，对应图中的c；

复制第二次后，共产生4个DNA分子，其中含15N和14N的DNA分子为2个，密度中，只含14N的DNA分子为2个，密度小，对应图中的e；

复制第三次后，共产生8个DNA分子，其中含15N和14N的DNA分子为2个，密度中，只含14N的DNA分子为6个，密度小，对应图中的f。

2．（深入追问）

（1）无丝分裂过程中有DNA分子的复制吗？

有。

三种增殖方式都存在DNA分子的复制。

（2）DNA片段都是基因吗？

都携带遗传信息吗？

DNA分子上的片段不都是基因，基因是有遗传效应的DNA片段，所以DNA片段不都携带遗传信息。

突破1　生物体中DNA分子复制的场所

（1）真核生物：

细胞核（主要场所）、叶绿体、线粒体。

（2）原核生物：

拟核、细胞质（如质粒中DNA的复制）。

（3）DNA病毒：

宿主细胞内。

突破2　DNA复制与染色体复制

（1）DNA复制特点：

半保留复制。

（2）①1条染色体含有2条染色单体，含有2个DNA分子。

②每条染色单体含有1个DNA分子。

突破3　子代DNA随姐妹染色单体分开的时间

（1）有丝分裂：

后期。

（2）减数分裂：

减数第二次分裂后期。

突破4　实验证明DNA复制的特点

以上实验证明DNA分子复制的特点是半保留复制。

突破5　通过“图解法”分析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，其结构分析如图：

（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）消耗脱氧核苷酸数

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次复制所需该脱氧核苷酸数为m·

2n－1个。

（1）碱基数目：

碱基的数目单位是“对”还是“个”。

（2）复制模板：

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

（3）关键词语：

看清是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。

（2016·

高考全国卷甲，2）某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。

若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是（　　）

A．随后细胞中的DNA复制发生障碍

B．随后细胞中的RNA转录发生障碍

C．该物质可将细胞周期阻断在分裂中期

D．可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用

[解析]　DNA分子的复制和转录都需要在DNA双链解开后才能进行，A、B项正确；

DNA分子的复制发生在细胞周期中的间期，若DNA双链不能解开，细胞周期将被阻断在间期而不是中期，C项错误；

癌细胞具有无限增殖的能力，该物质能阻断DNA分子的复制，故能抑制癌细胞的增殖，D项正确。

[答案]　C

（1）将DNA分子两条链之间的碱基对打开，可采用的方法有解旋酶、RNA聚合酶、高温加热等。

（2）DNA分子多起点双向复制的生物学意义是能保证DNA分子复制在短时间内完成。

（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：

（2）影响DNA复制的外界条件

命题1　DNA分子复制过程及特点分析

山东德州重点中学月考）真核细胞中DNA复制如图所示，下列表述错误的是（　　）

A．多起点双向复制能提高DNA复制的效率

B．每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代

C．复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化

D．DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则

DNA复制过程中氢键的破坏需要解旋酶的催化，但氢键的形成不需要酶的催化，C错误。

2．H2O2能将鸟嘌呤（G）氧化损伤为8oxodG，8oxodG可与腺嘌呤（A）互补配对。

若图中所示DNA片段中有两个鸟嘌呤发生上述氧化损伤后，再正常复制多次形成大量的子代DNA，下列相关叙述不正确的是（　　）

A．子代DNA分子都有可能发生碱基序列的改变

B．部分子代DNA中嘧啶碱基的比例可能会增加

C．子代DNA控制合成的蛋白质可能不发生改变

D．氧化损伤可能诱发原癌基因或抑癌基因的突变

选B。

由题干信息可知，H2O2能将G氧化损伤为8oxodG，8oxodG与A互补配对，而图示DNA片段中含有3个G，若发生氧化损伤的两个G位于不同链，则形成的子代DNA分子都有可能发生碱基序列的改变，A正确；

由于G氧化损伤为8oxodG后，能与A配对，所以正常复制多次形成的子代DNA中嘧啶碱基比例不变，B错误；

由于密码子的简并性，突变后形成的蛋白质的结构可能不变，C正确；

氧化损伤可能诱发原癌基因或抑癌基因的突变，D正确。

DNA复制的准确性

（1）一般情况下，DNA分子能准确地进行复制。

原因是DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板；

通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。

（2）在特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可以造成碱基配对发生差错，引发基因突变。

命题2　DNA分子复制过程中的相关计算

3．（2017·

临川一中质检）用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶脱氧核苷酸60个，该DNA分子在含有14N的培养基中连续复制4次。

其结果不可能是（　　）

A．含有15N的DNA分子占1/8

B．含有14N的DNA分子占7/8

C．复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸600个

D．复制结果共产生16个DNA分子

DNA复制为半保留复制，子代每个DNA的两条链，一条来自母链，一条是新合成的子链。

由题可知，该DNA分子中有腺嘌呤（A）40个，则复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸为40×

（24－1）＝600（个）。

该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次，可形成16个DNA分子，其中含有15N的DNA分子占1/8，含有14N的DNA分子占100%。

4．某DNA分子中含m对碱基，其中腺嘌呤有A个。

下列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述，错误的是（　　）

A．在第一次复制时，需要（m－A）个

B．在第二次复制时，需要2（m－A）个

C．在第n次复制时，需要2n－1（m－A）个

D．在n次复制过程中，总共需要2n（m－A）个

解答本题时，首先把模板中胞嘧啶脱氧核苷酸的数目求出，即（2m－2A）/2＝（m－A）个，则复制一次，需要（m－A）（21－1）＝（m－A）个；

复制两次，共需要（m－A）（22－1）＝3（m－A）个，因此，第二次复制需要3（m－A）－（m－A）＝2（m－A）个；

在n次复制过程中，总共需要（m－A）（2n－1）个，则第n次复制需要（m－A）（2n－1）－（m－A）（2n－1－1）＝2n－1（m－A）个。

巧借模式图解答与DNA复制有关的问题

学会画DNA分子半保留复制图解有助于理解DNA复制的相关计算规律，如图所示：

命题3　基因、DNA和染色体的关系

5．（2017·

大连二十四中高三测试）如图为果蝇X染色体的部分基因图，下列对此X染色体的叙述，错误的是（　　）

A．基因在染色体上呈线性排列

B．l、w、f和m为非等位基因

C．说明了各基因在染色体上的绝对位置

D．雄性X染色体上的基因来自其雌性亲本

基因位于染色体上，且呈线性排列，A正确；

等位基因是位于同源染色体上同一位置控制相对性状的基因，而l、w、f和m在同一条染色体的不同位置，为非等位基因，B正确；

变异会导致基因的排列顺序发生改变，故基因在染色体上的位置不是绝对的，C错误；

雄性果蝇的X染色体来自母本，因此雄性X染色体上的基因来自其雌性亲本，D正确。

6．下面关于基因的理解正确的一项是（　　）

A．控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的DNA上（2015·

全国Ⅰ，1D）

B．编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链（2015·

重庆，5D）

C．真核生物基因具有以下特点：

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可能发生碱基对的增添、缺失或替换（2014·

海南，21改编）

D．线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成（高考全国卷Ⅰ）　

D

易错点1　误认为染色体是基因的唯一载体

[点拨]　

（1）真核细胞的线粒体和叶绿体也是基因的载体。

（2）原核细胞无染色体，拟核中的DNA分子和质粒DNA均是裸露的。

易错点2　混淆基因、DNA与染色体的关系

[点拨]　

[核心体系构建]

[填空]　①稳定性　②特异性　③基因　④边解旋边复制、半保留复制　⑤解旋→合成子链→形成子代DNA

⑥两条反向平行长链　⑦磷酸、脱氧核糖交替连接　⑧碱基互补配对形成碱基对

[规范答题必备]

1．DNA的“五、四、三、二、一”记忆法

五：

五种元素——C、H、O、N、P。

四：

四种碱基对应四种脱氧核苷酸。

三：

三种物质——磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。

二：

两条脱氧核苷酸长链（碱基对有A与T、G与C两种配对方式）。

一：

一种空间结构——规则的双螺旋结构。

2．DNA复制的两个必记知识点

边解旋边复制、半保留复制。

（2）复制的“四要素”

DNA分子的两条链。

游离的四种脱氧核苷酸。

③酶：

解旋酶和DNA聚合酶。

④能量：

细胞呼吸产生的ATP。

3．基因的两个记忆知识点

（1）基因是有遗传效应的DNA片段。

（2）染色体是基因的主要载体，线粒体和叶绿体中也存在基因。

课时作业

湖北武汉部分学校联考）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

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。

西安调研）已知某双链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（　　）

A．34%和16%　　　　　　B．34%和18%

C．16%和34%D．32%和18%

设该DNA分子的两条链分别为1链和2链，双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，则A＋T占66%，又因为双链DNA分子中，互补配对的两种碱基之和占整个DNA分子比例和每条链中的比例相同，因此A1＋T1＝66%，G1＋C1＝34%，又因为T1与C1分别占该链碱基总数的32%和18%，则A1＝66%－32%＝34%；

G1＝34%－18%＝16%，根据DNA分子的碱基互补配对关系，所以T2＝A1＝34%，C2＝G1＝16%。

石家庄模拟）如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，下列有关叙述错误的是（　　）

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效率

由图可看出，此段DNA分子有三个复制起点，但多个复制起点并不一定是同时开始的；

由图中的箭头方向可知，DNA分子是双向复制的；

半保留复制的模式可以保持前后代的遗传稳定性，多起点复制可以大大提高复制效率；

DNA分子复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等催化。

山东省实验中学月考）20世纪50年代初，查哥夫对多种生物DNA做了碱基定量分析，发现（A＋T）/（C＋G）的比值如表。

结合所学知识，你认为能得出的结论是（　　）

DNA来源

大肠

杆菌

小麦

鼠

猪肝

猪胸腺

猪脾

（A＋T）/

（C＋G）

1．01

1．21

1．43

A．猪的DNA结构比大肠杆菌的DNA结构更稳定一些

B．小麦和鼠的DNA所携带的遗传信息相同

C．小麦DNA中（A＋T）的数量是鼠DNA中（C＋G）数量的1．21倍

D．同一生物不同组织的DNA碱基组成相同

大肠杆菌DNA中（A＋T）/（C＋G）的比值小于猪的，说明大肠杆菌DNA所含C—G碱基对的比例较高，而C—G碱基对含三个氢键，因此大肠杆菌的DNA结构稳定性高于猪的，故A项错；

虽然小麦和鼠的（A＋T）/（C＋G）比值相同，但不能代表二者的碱基序列与数目相同，故B、C项错；

同一生物的不同组织所含DNA的碱基序列是相同的，因此DNA碱基组成也相同，故D项对。

5．某噬菌体的DNA为单链DNA，四种碱基的比率是A—0．28、G—0．32、T—0．24、C—0．16。

当它感染宿主细胞时，能形成杂合型双链DNA分子，则杂合型双链DNA分子中A、G、C、T的比率依次是（　　）

A．0．24　0．16　0．32　0．28

B．0．26　0．24　0．24　0．26

C．0．28　0．32　0．24　0．16

D．0．24　0．26　0．26　0．24

双链DNA分子中A＝T，G＝C，因此排除A、C项；

单链中的碱基A、T分别与互补链中的碱基T、A对应，因此可计算出双链DNA分子中A＝T，占0．26，C＝G，占0．24。

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是（　　）

DNA的复制方式为半保留复制，复制后不存在亲代的DNA分子（双链均为白色），排除A、B项；

第二次复制后得到的4个DNA分子中，每个DNA分子各有1条链是第二次复制形成的（黑色），排除C项；

进一步分析可知D项符合题意。

7．已知一条完全被15N标记的DNA分子在只含14N的培养基中复制n次后，仅含14N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1，则n是（　　）

A．2B．3

C．4D．5

该DNA分子经过n次复制后得到的DNA分子数为2n个，其中有2个DNA分子中各有一条链有15N标记，故仅