高考生物 DNA分子的结构复制及基因的本质导学案.docx
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高考生物DNA分子的结构复制及基因的本质导学案
DNA分子的结构、复制及基因的本质
【预习目标】
1、说出DNA分子结构的主要特点
2、了解DNA分子的复制
3、明确基因的概念
[知识梳理]
一、DNA分子的双螺旋结构（1953年和提出）
1、画出只含四种碱基A、T、C、G的DNA分子结构平面结构图（参照课本图3—11）
据图总结：
（1）DNA的组成元素是，基本组成单位是，有种
（2）DNA是由反向平行的脱氧核糖核苷酸链盘绕成双螺旋。
外侧：
和通过交互连接成长链，构成DNA分子的
；内侧：
碱基间通过按原则形成碱基对。
【例题1】下列各图中磷酸、脱氧核糖和碱基各部件之间连接正确的是（）
【思考】不同脱氧核苷酸的差别体现在不同，碱基间的氢键数量与DNA分子的稳定性有什么必然联系？
【特别提醒】碱基A和T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键。
含氢键越多，结构越稳定，即含G—C比例越大，结构越稳定。
【例题2】在DNA分子双螺旋结构中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有2个氢键，鸟嘌呤与胞嘧啶之间有3个氢键，请判断来自嗜热菌（生活在高温环境中）的是（）
A．含胸腺嘧啶32%的样品B．含腺嘌呤17%的样品
C．含腺嘌呤30%的样品D．含胞嘧啶15%的样品
2、DNA分子结构特点
（1）。
原因：
①DNA分子基本骨架是交替连接而成，从头至尾没有变化。
②碱基配对方式始终不变，即。
（2）多样性：
千变万化，从而构成了DNA分子的多样性，也决定了遗传信息的。
（3）特异性：
是由DNA分子中特定的决定的，也决定了生物的。
【例题3】由120个碱基组成的DNA分子片段，可因其碱基对组成和序列的不同而携带不同的遗传信息，其种类数量最多可达（）
A、4120B、1204C、460D、604
二、DNA分子的复制过程
1、发生时期：
。
2、场所：
主要在，也在进行复制。
3、过程：
→合成子链→形成子代DNA分子
4、条件模板：
原料：
能量：
由水解提供酶：
5、特点：
6、结果：
7、准确复制的原因：
DNA分子独特的结构提供精确模板。
通过原则保证了复制准确进行。
遗传：
DNA通过复制使从亲代传给子代，保持了
8、意义的连续性。
变异：
复制差错（产生可遗传变异）
【例题4】下列关于DNA复制的叙述，正确的是（）
A、在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制
B、DNA通过一次复制后产生四个DNA分子
C、DNA双螺旋结构全部解链后，开始DNA的复制
D、单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链
三、基因是有遗传效应的DNA片段
【例题5】关于基因的概念，错误的是（）
A、基因是有遗传效应的DNA片段B、基因是DNA上有一定功能的特异性碱基排列顺序
C、基因是染色体的一段D、基因是控制遗传物质的结构单位和功能单位
预习检测：
（限时10分钟）
1、在DNA分子的一条单链中，相邻的碱基A与T的连接是通过哪种方式?
（）
A．肽键 B．一磷酸一脱氧核糖一磷酸一
C．氢键 D．一脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖一
2、实验室内模拟生物体DNA复制所必须的条件是下列的哪几个（）
①酶②游离的脱氧核苷酸③ATP④DNA分子
⑤mRNA⑥tRNA⑦适宜的温度⑧适宜的酸碱度
A．①②③④⑤⑥B．②③④⑤⑥⑦C．④⑤⑥⑦⑧D．①②③④⑦⑧
3、在洋葱根尖细胞中，组成核酸的碱基、五碳糖、核苷酸各有多少种？
（）
A.5、2、8B.4、2、2C.5、2、2D.4、4、8
4、下图是大肠杆菌DNA分子结构示意图（片段）。
请据图回答：
（1）图中1表示，2表示，1、2、3结合在一起的结构叫。
（2）3有种，若3为碱基A，则4为碱基；若3为碱基C，则4为碱基.
（3）DNA分子中3与4是通过连接起来的。
（4）DNA被彻底氧化分解后，能产生含氮废物的是（用序号表示）。
（5）在菠菜的叶肉细胞中，含有DNA的细胞结构有。
（6）1953年，青年学者沃森和克里克发现了DNA的结构并构建了模型，从而获得诺贝尔奖，他们的成就开创了分子生物学的时代。
请回答：
①沃森和克里克发现的DNA结构特点为.
②组成DNA分子的四种脱氧核苷酸的全称是.
DNA分子的结构、复制及基因的本质（课内探究案）
【探究目标】
1、理解并学会利用基本公式解决有关DNA分子的有关计算
2、DNA分子复制中相关计算
考点一、DNA与RNA结构的异同
【典型例题1】如图四种化合物的化学组成中，“〇”中所对应的名称正确的是（）
A.①腺嘌呤核糖核苷酸B.②腺苷C.③腺嘌呤脱氧核苷酸D.④腺嘌呤
【变式训练1】在下列四种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是（ ）
A．①和②B．①和③C．③和④D．②和④
考点二、有关DNA碱基的计算
【例题2】一个DNA分子片段中含碱基T共312个，占全部碱基的26%，则此DNA片段中碱基G所占百分比和数目分别是（）
A.26%、312个B.24%、288个C.24%、298个D.12%、144个
【例题3】（2008年广州调研）从某生物组织提取DNA进行分析，其四种碱基数的比例为鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%，又知该DNA的一条链（H链）所含的碱基中28%是腺嘌呤，问与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的（）
A.26%B.24%C.14%D.11%
[归纳点拨]1.有关DNA的碱基计算
根据A=T，G=C，图示如下：
α链—A—G—C—T—T—C—C—…m
β链—T—C—G—A—A—G—G—…m则
α链中碱基A的数量与β链中的数量相同，G与相同，反之亦然；
根据DNA分子的结构特点自己总结DNA分子中某碱基的百分率的求法：
【变式训练2】下列对双链DNA分子的叙述，哪项是不正确的（）
A.若一条链G的数目为C的2倍，则另一条链G的数目为C的0.5倍
B.若一条链A和T的数目相等，则另一条链A和T的数目也相等
C.若一条链的A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，则另一条链相应碱基比为2∶1∶4∶3
D.若一条链的G∶T=1∶2，另一条链的C∶A=2∶1
【变式训练3】甲生物核酸的碱基组成为：
嘌呤占46%、嘧啶占54%，乙生物遗传物质的碱基比例为：
嘌呤占34%、嘧啶占66%，则甲、乙生物可能是（）
A、蓝藻、变形虫B、T2噬菌体、豌豆
C、硝化细菌、绵羊D、肺炎双球菌、烟草花叶病毒
考点三、DNA分子复制中相关计算
【例题4】有100个碱基对的某DNA分子片段，内含60个胞嘧啶脱氧核苷酸，若连续复制n次，则在第n次复制时需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸（）个，这n次复制共需游离腺嘌呤脱氧核苷酸（）个。
A.40n-1B.40nC.40×2n-1D.40×（2n-1）
【例题5】将15N标记的DNA分子置于含14N的脱氧核苷酸的培养基中，经过3次连续复制，含15N标记的脱氧核苷酸链占总脱氧核苷酸链的比是（）
A．1/4B．1/6C．1/8D．1/16
【例题6】（2010·山东卷7）蚕豆根尖细胞在含
标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是
A.每条染色体的两条单体都被标记B.每条染色体中都只有一条单体被标记
C.只有半数的染色体中一条单体被标记D.每条染色体的两条单体都不被标记
拓展：
若不换培养基一直在含
标记的培养基中分裂，让其复制三次，则不含
的DNA占全部DNA分子的比例、含有
的DNA分子占全部DNA分子的比例以及不含
的脱氧核苷酸链占全部DNA单链的比例依次是
A.1/2，7/8，1/4B.0，1，1/8
C.0，7/8，1/8D.1/8，1，1/8
[归纳点拨]DNA的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，则有
1、一个DNA分子复制n代，能形成个DNA分子。
2、用15N标记的DNA分子，在不含15N的环境中让其复制，有下列特点：
①无论复制多少次，总有个DNA分子含有15N，总有条脱氧核苷酸链含15N
②DNA连续复制n次后：
含15N的DNA分子占DNA总数的；含15N的脱氧核苷酸链占总链的。
3、若某DNA分子含某碱基m个，则该DNA分子连续复制n次，需含该碱基的脱氧核苷酸数=其互补的碱基的脱氧核苷酸数=个。
【变式训练4】某DNA分子有2000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A∶G∶T∶C=1∶2∶3∶4，若该DNA分子复制一次，则需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数是（）
A．200个B．300个C．400个D．800个
【变式训练5】一双链DNA分子在复制解旋时，一条链上的G变成了C，则DNA分子经n次复制后，发生差错的DNA占（）
A．1/2B．1／2n-1C．１／２nD．1／2n+1
考点四、基因、脱氧核苷酸、遗传信息、DNA、染色体、蛋白质、生物性状之间的关系
【典型例题7】分析下图回答
1中B是_____________，C是_____________，G是_____________，
2F的基本组成单位是图中的_______________。
3中E和F的关系是____________________。
中F的主要载体是___________，F和H的关系是__________________________。
1个H中含_______个F，1个F中含有______个E，1个E中含有____个D。
点拨归纳：
1、对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体；线粒体和叶绿体是基因的
次要载体
2、对于原核细胞来时，基因在拟核中的DNA分子或质粒上，DNA是裸露的，并没有与蛋白质一起构成染色体，因此，没有染色体这个载体。
3、位于线粒体和叶绿体中的基因随线粒体和叶绿体传给后代，是细胞质遗传
的基础。
【变式训练6】人类基因组计划的实施为人类了解自身的奥秘、增进健康具有无可估量的意义，而其基础是对DNA分子和基因结构和功能的认识。
下图表示细胞内与基因有关的物质或结构，请仔细阅读并回答问题：
（1）细胞内的遗传物质是［］___________，基因和ｇ的关系是_______________。
（2）e和g的关系是___________，ｇ被彻底水解后的产物可用字母________表示。
（3）遗传物质的主要载体是［］___________，基因和ｉ的关系是___________。
（4）基因和ｈ的关系是_____________________________________，ｈ合成时的模板来自___________过程，模板合成后进入ｈ合成场所___________穿过_____层磷脂分子层，原因是______________________________________。
（5）ｇ的成分与RNA的成分相比，主要差异在于_____________________________。
（6）ｇ的空间结构一般表现为___________，若其中C+G/T+A＝0.5，则Ａ占总碱基数的比例为_______________，其单链之一的C+G/T+A为__________________。
（7）ｇ的功能可表达为____________，ｇ在复制时出现错误，可能出现___________。
当堂检测（限时8分钟）
1、经测定，甲、乙、丙3种生物的核酸中的碱基之比如下表，这3种生物的核酸分别为
A
G
C
T
U
甲
60
40
60
40
-
乙
30
20
20
30
-
丙
41
23
44
-
28
A.双链DNA、单链DNA、RNAB.单链DNA、双链DNA、RNA
C.双链DNA、RNA、单链DNAD.RNA、单链DNA、双链DNA
2、已知病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA和单链RNA四种类型，现发现了一种新病毒，要确定其核酸属于上述哪一种类型，应该
A.分析碱基类型，确定碱基比率B.分析碱基类型，分析核糖类型
C.分析蛋白质的氨基酸组成，分析碱基类型
D.分析蛋白质的氨基酸组成，分析核糖类型
3、DNA完全水解后得到的化学物质是（）
A.氨基酸、葡萄糖、含氮碱基B.氨基酸、核苷酸、葡萄糖
C.核糖、含氮碱基、磷酸D.脱氧核糖、含氮碱基、磷酸
4、对细胞中某些物质的组成进行分析，可以作为鉴别真核生物的不同个体是否为同一物种的辅助手段，一般不采用的物质是（）
A．蛋白质B．DNAC．RNAD．核苷酸
5、下列有关DNA分子复制的叙述，正确的是（）
A.DNA分子在解旋酶的作用下水解成脱氧核苷酸
B.在复制过程中，解旋和复制是同时进行的
C.解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链
D.两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子
6、分析一个DNA分子时，发现30%的脱氧核苷酸含有腺嘌呤，由此可知该分子中一条链上鸟嘌呤的含量占此链碱基数的最大值是（）A.20%B.30%C.40%D.70%
7.（2013全国课标卷Ⅱ）1．关于DNA和RNA的叙述，正确的是（）
A．DNA有氢键，RNA没有氢键；B．一种病毒同时含有DNA和RNA；
C．原核细胞中既有DNA，也有RNA；D．叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA。
DNA分子的结构、复制及基因的本质（课后拓展案）
A组1、（2011海南，25）关于核酸生物合成的叙述，错误的是
A.DNA的复制需要消耗能量B.RNA分子可作为DNA合成的模板
C.真核生物大部分核酸在细胞核中合成D.真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期
2、（2008年上海生物，26）某个DNA片段由500对碱基组成，A+T占碱基总数的34%。
若该DNA片段复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为（）
A.330B.660C.990D.1320
3、（2007年山东理综，7）DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基（设为P）变成为尿嘧啶。
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“P”可能是（）
A.胸腺嘧啶B.腺嘌呤C.胸腺嘧啶或腺嘌呤D.胞嘧啶
4、关于核酸的叙述，正确的是
A.只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质
B.DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的
C.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
D.用染色SARS病毒可观察到DNA和RNA的分布
5、在进行基因工程时，已经得到一个目的基因，要人工复制，使数量增多，需要的复制条件是（）
①CTAGGGC或GATCCCG模板链②含A、U、C、G碱基的核苷酸③含A、T、C、G碱基的核苷酸④核糖⑤脱氧核糖⑥酶⑦ATP⑧磷酸⑨蛋白质
A.①③④⑦⑧⑨B.①②④⑥⑦⑧C.①②⑤⑥⑦⑨D.①③⑤⑥⑦⑧
6、DNA分子的一条链中C+T/G+A=1.25，则它的互补链中此比值是（）
A.0.4B.0.8C.1.25D.2.5
7、（2009年广州高三调研）关于DNA分子结构的叙述不正确的是（）
A.每个DNA分子一般都含有四种脱氧核苷酸
B.每个DNA分子中的碱基、磷酸、脱氧核糖的数目是相等的
C.每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基
D.双链DNA分子中的一段，如果有40个腺嘌呤，就一定同时含有40个胸腺嘧啶
8、（2009年启东模拟）下图示DNA分子复制的片段，图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。
一般地说，下列各项正确的是（）
A.a和c的碱基序列互补
B.b和c的碱基序列相同
C.a链中（A+T）/（G+C）的比值与b链中同项比值不同
D.a链中（A+T）/（G+C）的比值与c链中同项比值相同
9、在一个双链DNA分子中，碱基总数为ｍ，腺嘌呤碱基数为ｎ，则下列有关叙述正确的是（）
①脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基总数＝ｍ②碱基之间的氢键数为
③一个链中A+T的数量为ｎ④G的数量为ｍ-ｎ
A.①②③④B.②③④C.③④D.①②③
10、（2008年长沙模拟）将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中，让其复制三次，则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例、含有14N的DNA分子占全部DNA分子的比例以及含有15N的脱氧核苷酸链占全部DNA单链的比例依次是（）
A.1/2，7/8，1/4B.1/4，1，1/8C.1/4，7/8，1/8D.1/8，1，1/8
11、将精原细胞的一个DNA分子用15N标记，并提供14N的原料，则该精原细胞产生的四个精子中没有放射性同位素15N的有（）
A．0个B．1个C．2个D．4个
12、已知某细胞在减数分裂时有4个四分体，那么该细胞此时含脱氧核苷酸链数是（）
A.4B.8C.16D.32
13、为确定细胞分裂中DNA复制期的长短，要加入以氚标记的R化合物，下列化合物中最适合作为R的是（）
A．腺嘌呤B．胸腺嘧啶C．鸟嘌呤D．胞嘧啶
14、将用15N标记的一个双链DNA分子放入含14N的培养基中，连续复制三次，其后代中含有14N和15N的DNA分子之比是（）
A．7∶1B．8∶1C．4∶1D．8∶0
B组15（013广东卷）.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如何存储遗传信息④为DNA复制机构的阐明奠定基础
A.①③B.②③C.②④D.③④
16、（2013海南生物卷）12．甲（ATGG）是一段单链DNA片段，乙是该片段的转录产物，丙（A-P～P～P）是转录过程中的一种底物。
下列叙述错误的是
A．甲、乙、丙的组分中均有糖B．甲、乙共由6种核苷酸组成
C．丙可作为细胞内的直接能源物质D．乙的水解产物中含有丙
17（2011上海生命科学卷）27．某双链DNA分子含有400个碱基，其中一条链上A：
T：
G：
C＝1：
2：
3：
4。
下列表述错误的是
A．该DNA分子的一个碱基改变，不一定会引起子代性状的改变
B．该DNA分子连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个
C．该DNA分子中4种碱基的比例为A：
T：
G：
C＝3：
3：
7：
7
D．该DNA分子中的碱基排列方式共有4200种
18（2012山东卷）5．假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。
用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。
下列叙述正确的是
A．该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B．噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等
C．含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1:
49
D．该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变
19、含有32P或是31P的磷酸，两者的化学性质几乎相同，都可以参与DNA分子的组成，但32P比31P质量大。
现将某哺乳动物细胞放在含有31P磷酸的培养基中，连续培养数代得到G0代细胞。
然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养，经过第1、2次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。
再从Ｇ0、Ｇ1、Ｇ2代细胞中提取出DNA，经密度梯度离心后得到的结果如下图。
由于DNA分子的质量不同，因此在离心管中的分布不同。
若①、②、③分别表示轻、中、重三种DNA分子的位置，请回答：
（1）G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中
的：
G0、G1、G2。
（2）G2代在①、②、③三条带中DNA分子数的比例
是。
（3）图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷分
别是：
条带①、条带②。
（4）上述实验结果证明DNA的复制方式
是复制。
DNA的自我复制能使生物的保持相对的稳定。
（5）若原第一世代DNA分子中共有14000个脱氧核苷酸，且（A+T）/（G+C）=2/5，则培养第三世代细胞时，培养基中至少应添加游离胸腺嘧啶脱氧核苷酸个。
（选作）（2010年北京）.（16分）
科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素失踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。
组别
1组
2组
3组
4组
培养液中唯一氮源
繁殖代数
多代
多代
一代
两代
培养产物
A
B
B的子I代
B的子II代
操作
提取DNA并离心
离心结果
仅为轻带（
/
）
仅为重带（
/
）
仅为中带（
/
）
1/2轻带（
/
）
1/2中带（
/
）
请分析并回答：
（1）要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过___________代培养，且培养液中的__________是唯一氮源。
（2）综合分析笨实验的DNA离心结果，第_________组结果对得到的结论起到了关键作用，但需把它与第__________组和第___________组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是_________。
（3）分析讨论：
1若子I代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于________
据此可判断DNA分子的复制方式不是___________复制。
2若将子I代DNA双链分开后再离心，其结果是___________（选填“能”或“不能”）
判断DNA的复制方式。
③若在同等条件下将子II代继续培养，子n代DNA离心的结果是：
密度带的数量和位置是_____________，放射性强度发生变化的是__________带。
3若某次实验的结果中，子I代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成的DNA单链中的N尚有少部分为______________.
DNA分子的结构、复制及基因的本质（课前预习案）
例1—例5BBCAC
1-3DDA
4、答案:
（1）磷酸脱氧核糖脱氧核苷酸
（2）4TG
（3）氢键（4）3、4（5）叶绿体、线粒体、细胞核
（6）①双螺旋结构模型②腺嘌呤脱氧核苷酸（A）、鸟嘌呤脱氧核苷酸（G）、胞嘧啶脱氧核苷酸（C）、胸腺嘧啶脱氧核苷酸（T）
一、1、
（1）C、O、H、N、P脱氧核苷酸4
（2）两条脱氧核糖磷酸磷酸二酯健基本骨架氢键碱基互补配对
思考：
含氮碱基氢键数量越多DNA的稳定性越高
2、
（1）稳定性磷酸脱氧核糖碱基互补配对
（2）碱基排列方式多样性
（3）碱基排列顺序特异性
二、1、有丝分裂间期和减数分裂间期
2、细胞核线粒体叶绿体3、解旋4、DNA的两条链4种脱氧核苷酸
ATP解旋酶、DNA聚合酶5、边解旋边复制半保留复制6、得到两个完全相同的DNA分子
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