届一轮复习中图版DNA的分子结构及复制教案.docx

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届一轮复习中图版DNA的分子结构及复制教案

第16讲　DNA的分子结构及复制

[最新考纲]　1.DNA分子结构的主要特点（Ⅱ）。

2.DNA分子的复制（Ⅱ）。

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

教材高考

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二P57～59，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.（必修二P59图3－1－10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】（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]

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】

（2017·河南洛阳检测）如图为DNA分子部分结构示意图，对该图的描述不正确的是（　　）

A.DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构

B.④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸，②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架

C.⑤⑥⑦⑧对应的碱基依次为A、G、C、T

D.若该DNA分子中A与T之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中G占该链碱基总数的22%，则另一条链中G占该链碱基总数的24%

解析　DNA分子由反向平行的两条链组成，A正确；④由一分子磷酸，一分子胞嘧啶和一分子脱氧核糖构成，但①②③不能构成胞嘧啶脱氧核苷酸，②脱氧核糖和①磷酸交替排列，构成了DNA分子的基本骨架，B错误；根据碱基互补配对原则，在DNA分子中A与T配对，G与C配对，C正确；若该DNA分子中A与T之和占全部碱基数目的54%，则该DNA分子的一条链中A与T之和占该链碱基数目的54%，若一条链中G占该链碱基总数的22%，则该条链中C占24%，则互补链中G占该链碱基总数的24%，D正确。

答案　B

考点二　DNA分子的复制及基因的概念（5年13考）

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，保持了遗传信息的连续性。

■助学巧记

巧记DNA分子的复制的“二、二、三、四”

　DNA分子的复制及相关计算

（2016·全国卷Ⅱ，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　某物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能打开，说明该物质会阻碍DNA分子的解旋，因而会阻碍DNA分子的复制、转录和抑制细胞增殖，A、B、D三项均正确；因DNA分子的复制发生在分裂间期，所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期，C项错误。

答案　C

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】

（2017·河北省承德高三期中）用15N标记含有100个碱基对的DNA分子（其中有腺嘌呤60个），该DNA分子在含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分子只有两个

B.含有14N的DNA分子占总数的

C.4次复制共消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸600个

D.复制共产生了16个DNA分子

解析　该DNA分子是在含14N的培养基中复制的，新形成的子链均为14N，故16个DNA分子都含14N，比例为100%，B错误；含有100个碱基对200个碱基的DNA分子，其中有腺嘌呤60个，解得C＝40个，故4次复制共消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸：

（24－1）×40＝600，C正确；1个DNA经过4次复制，共产生24＝16个DNA分子，D正确。

答案　B

易错·防范清零

[易错清零]

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，但注意一条链中嘌呤不一定等于嘧啶，单链DNA分子中嘌呤也不一定等于嘧啶。

易错点2　误认为DNA复制“只发生于”细胞核中

点拨　细胞生物中凡存在DNA分子的场所均可进行DNA分子的复制，其场所除细胞核外，还包括叶绿体、线粒体、原核细胞的拟核及质粒。

易错点3　混淆DNA复制、“剪切”与“水解”中的四种酶

点拨　

（1）DNA聚合酶：

需借助母链模板，依据碱基互补配对原则，将单个脱氧核苷酸连接成“链”；

（2）DNA连接酶：

将多个复制起点所复制出的“DNA片段”“缝合”起来形成磷酸二酯键，即连接“片段”；

（3）限制性内切酶：

用于切断DNA双链中主链上的“3，5－磷酸二酯键”；

（4）DNA水解酶：

用于将DNA分子水解为脱氧核苷酸。

易错点4　DNA结构与复制解题时的5个“注意”

点拨　

（1）注意不要将DNA分子中碱基对之间氢键的形成与断裂条件混淆，氢键可由解旋酶催化断裂，同时需要ATP供能，也可加热断裂（体外）；而氢键是自动形成的，不需要酶和能量。

（2）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。

（3）注意碱基的单位是“对”还是“个”。

（4）注意在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。

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

纠错小练]

1.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