XX届高考生物第一轮复习导学案DNA分子的结构.docx

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XX届高考生物第一轮复习导学案DNA分子的结构

XX届高考生物第一轮复习导学案:

DNA分子的结构

本资料为woRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址　　第2、3、4节

　　DNA分子的结构

　　DNA分子的复制

　　基因是有遗传效应的DNA片段

　　【高考目标导航】

　　、DNA分子结构的主要特点

　　2、基因的概念

　　3、DNA分子的复制

　　【基础知识梳理】

　　一、DNA分子的结构及特点

　　、结构

（1）元素组成：

c、H、o、N、P

（2）基本单位：

脱氧核苷酸．如图所示：

　　其中，○表示一分子磷酸；

　　表示一分子脱氧核糖；

　　表示含氮碱基．构成DNA分子的含氮碱基共有4种，即A、T、G、c。

　　脱氧核糖的结构简式如右图：

　　在脱氧核苷酸分子中，特别要注意三个小分子之间的连接，其中，脱氧核糖的l号碳原子与含氮碱基相连，5号碳原子与磷酸分了相连。

　　（3）一条脱氧核苷酸单链中，相邻脱氧核苷酸之间的连接如图所示。

　　一分子脱氧核苷酸中脱氧核糖的3号碳原子与另一分子脱氧核苷酸中的磷酸通过形成新的化学键相连接。

　　（4）两条单链之间形成的碱基对表示如下

　　①碱基之间的配对方式有两种，即上图所示的A一定与T配对，G一定与c配对。

　　③配对的碱基之间以氢键相连，A与T之间形成两条氢键．G与c之间形成三条氢键。

　　③配对的两个脱氧核苷酸方向相反，尤其要注意脱氧核糖的位置。

　　2、特点

（1）两条链反向平行盘旋成双螺旋结构。

（2）外侧基本骨架为脱氧核糖与磷酸交替连接，内侧排列碱基对。

　　由该原则知：

A=T，c=G

　　因此：

A+G=T+c=A+c=T+G=50%

　　（3）内侧碱基对按碱基互补配对原则通过氢键相连。

　　二、DNA分子的复制

　　、推测：

沃森和克里克提出半保留复制过程

　　2、证明：

放射性同位素15N示踪大肠杆菌实验

　　3、概念：

以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。

　　4、时期：

有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期

　　5、过程：

　　解旋：

亲代DNA在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开，形成两条单链。

解旋是使两条链之间的氢键断裂，需ATP提供能量。

　　子链合成：

以解开的两条母链为模板，以周围环境中游离的脱氧核苷酸为原料各自合成与母链互补的一条子链。

　　子代DNA分子的形成两条母链分别与各自决定的子链组成两个完全相同的DNA分子。

　　6、特点：

（1）边解旋边复制。

（2）复制方式：

半保留复制。

　　7、条件：

（1）模板：

亲代DNA分子的两条链。

（2）原料：

4种游离的脱氧核苷酸。

　　（3）能量：

ATP释放的能量。

　　（4）酶：

DNA解旋酶、DNA聚合酶。

　　8、准确复制的原因：

（1）DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板。

（2）通过碱基互补配对原则保证了复制准确进行。

　　9、意义：

　　将遗传信息从亲代传给了子代，保持了遗传信息的连续性。

　　三、基因是有遗传效应的DNA片段

　　、基因与DNA的关系

（1）一个DNA上有许多个基因。

构成基因的碱基数小于DNA分子的碱基总数。

（2）基因实质：

基因是有遗传效应的DNA片段。

　　2、遗传信息与DNA的关系

　　遗传信息蕴藏在DNA分子的4种碱基的排列顺序之中。

　　3、DNA分子特性：

（1）多样性：

主要取决于碱基排列顺序。

（2）特异性：

是由DNA分子中特定的碱基排列顺序决定的。

　　（3）稳定性：

主要取决于DNA分子的双螺旋结构。

　　【要点名师透析】

　　一、DNA的结构

　　、平面结构图解

　　2.图解各部分含义

　　①磷酸：

是脱氧核苷酸的重要组成基团，DNA分子中绝大部分脱氧核苷酸都连接2个磷酸基团，但1个DNA分子中只有2个游离的磷酸。

　　②磷酸二酯键：

是两个脱氧核苷酸相连的化学键，可用限制酶切断，可用DNA连接酶或DNA聚合酶连接。

　　③脱氧核糖：

是脱氧核苷酸的组成部分。

　　④碱基：

共有4种，分别是A，G，T，c。

　　⑤碱基对：

A与T、G与c分别配对，配对遵循碱基互补配对原则。

　　⑥氢键：

配对的碱基之间通过氢键相连，可用DNA解旋酶断裂，也可用高温断裂。

碱基AT、Gc之间分别有2个和3个氢键。

　　⑦脱氧核苷酸：

含有磷酸、脱氧核糖和含氮碱基各1个。

是DNA的基本组成单位，DNA初步水解产物。

　　⑧脱氧核苷酸链：

两条反向平行的脱氧核苷酸链双螺旋成DNA分子。

　　⑨DNA的内侧：

由碱基对按不同的顺序排列而成，决定了DNA的特异性和多样性。

　　⑩DNA的外侧：

由脱氧核糖和磷酸交替连接而成，构成DNA的基本骨架。

　　【典例】如图为DNA分子结构示意图，对该图的描述正确的是

　　A.②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架

　　B.④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸

　　c.当DNA复制时，⑨的形成需要DNA连接酶

　　D.DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息

　　【解析】脱氧核糖与磷酸交替连接排列在外侧，构成了基本骨架。

④中的①是其他脱氧核苷酸的磷酸，所以④不是胞嘧啶脱氧核苷酸。

⑨是氢键，解旋需要DNA解旋酶，但形成不需要酶。

　　【答案】D

　　二、有关DNA复制的几个问题

　　、复制的场所：

DNA主要分布在细胞核内，细胞核是DNA复制的主要场所。

　　2、外界条件对DNA复制的影响：

在DNA复制的过程中，需要酶的催化和ATP供能，凡是影响酶活性的因素和影响细胞呼吸的因素，都会影响DNA的复制。

　　3、复制的过程：

　　4、DNA复制的准确性的原因

（1）DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板。

（2）通过碱基互补配对原则保证了复制准确进行。

　　5、DNA半保留复制的特点：

新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链（模板链）。

　　【典例】下列有关DNA复制过程的叙述中，正确的顺序是

　　①互补碱基对之间氢键断裂

　　②互补碱基对之间氢键形成

　　③DNA分子在解旋酶的作用下解旋

　　④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对

　　⑤子链与母链盘旋成双螺旋结构

　　A.①③④②⑤

　　B.③①⑤④②

　　c.①④②⑤③

　　D.③①④②⑤

　　【解析】DNA复制过程包括解旋、复制、复旋，解旋酶作用于两条链间的氢键，以解旋后的两条母链分别为模板遵循碱基互补配对原则合成新DNA链。

子链与母链恢复双螺旋结构。

　　【答案】D

　　三、DNA的相关计算

　　.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

　　2.有关DNA复制的计算

　　DNA的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，则有

　　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为m•个。

　　②第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m•2n-1。

　　【典例】（XX•宣汉模拟）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的培养基中连续复制四次。

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．复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个

　　D．复制结果共产生16个DNA分子

　　【解析】由于DNA的复制是半保留复制，经过四次复制形成16个DNA分子，有2个DNA分子中一条链含有15N，另一条链含有14N，其余14个DNA分子两条链全部含有14N，该DNA分子中含有胞嘧啶60个，由此计算出含有鸟嘌呤60个，腺嘌呤和胸腺嘧啶各有40个，复制四次需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为40*（24-1）=600个，选项A、c、D正确，B错误。

　　【答案】B

　　四、基因与脱氧核苷酸、DNA、染色体和生物性状之间的关系

　　关系

　　内容

　　基因与脱氧核苷酸

　　基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。

基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息

　　基因与DNA

　　基因是有遗传效应的DNA片段．每个DNA分子上有很多个基因

　　基因与染色体

　　基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体

　　基因与生物性状

　　基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代，还可“使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质的分子结构上来，从而使后代表现出与亲代相似的性状。

遗传学上把这过程叫做基因的表达

　　图示

　　【感悟高考真题】

　　、甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是（）

　　A.甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子

　　B.甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行

　　c.DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶

　　D.一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次

　　【解析】甲图，每一起点处DNA的两条链都作为模板，且双向延伸，因此甲为DNA的复制；乙图，每一起点处DNA的一条链作为模板，且单向延伸，因此乙为转录。

只有甲通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子，所以A项错误；甲、乙所示过程都在细胞核内进行，所以B项错误；甲、乙所示过程都需要解旋酶，所以c项错误；一个细胞周期中，DNA只复制一次，转录可进行多次，所以D项正确。

　　【答案】D

　　2、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．真核生物的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

　　【解析】A项,DNA分子的复制需要线粒体提供能量;B项,RNA可以逆转录合成DNA，因此某些逆转录病毒可以把RNA作为DNA合成的模板;c项,DNA的复制，mRNA、tRNA的合成都主要是在细胞核中完成的;D项,真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期，不是有丝分裂前期。

　　【答案】D

　　3、（XX•山东高考）蚕豆根尖细胞在含3H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

　　【解析】由于DNA分子的复制方式为半保留复制，在有放射性标记的培养基中一个细胞周期后，每个DNA分子中有一条链含放射性。

继续在无放射性的培养基中培养时，由于DNA的半保留复制，所以DNA分子一半含放射性，一半不含放射性，每个染色单体含一个DNA分子，所以一半的染色单体含放射性。

　　【答案】B

　　4、（XX•江苏高考）下列关于核酸的叙述中，正确的是

　　A.DNA和RNA中的五碳糖相同

　　B.组成DNA与ATP的元素种类不同

　　c.T2噬苗体的遗传信息贮存在RNA中

　　D.双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数

　　【解析】本题主要考查核酸的组成、结构和功能。

DNA含有脱氧核糖，RNA含有核糖，A项错误；DNA和ATP都是由c、H、o、N、P五种元素组成，B项错误。

T2噬菌体遗传物质为DNA，故其遗传信息也储存在DNA中，c项错误。

双链DNA嘌呤总和嘧啶碱基互补配对，故两者数量相等，D项正确。

　　【答案】D

　　5、（XX•江苏高考）下图为真核生物