高考生物大一轮复习 第六单元 第讲 DNA分子的结构复制及基因是有遗传.docx

1、高考生物大一轮复习 第六单元 第讲 DNA分子的结构复制及基因是有遗传2021年高考生物大一轮复习 第六单元 第19讲 DNA分子的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA片段教案考纲要求1.DNA分子结构的主要特点()。2.DNA分子的复制()。3.基因的概念()。一、DNA分子的结构巧记借图记忆“3”三种物质：、；“4”四种碱基对应四种脱氧核苷酸；“5”五种元素：含C、H、O；一定含P；一定含N。判一判1DNA的两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构 ()2DNA双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的 ()3两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对 ()4DNA上碱基对的形成遵循碱基

2、互补配对原则，即AU，GC ()解惑碱基A与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GC(或CG)碱基对的比例越大，结构越稳定。二、DNA分子的复制1概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。2时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。3条件4过程：DNA两条母链形成子链新DNA分子。5方式：半保留复制。6特点：边解旋边复制。7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、基因具有遗传效应的DNA片段1据图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中的相应横线上：a.染色体、b.DNA、c.基因、d.脱氧

3、核苷酸。3基因的本质：具有遗传效应的DNA片段。判一判1构成基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相等 ()2某DNA片段中有100个脱氧核苷酸，则可能的排列顺序为2100种 ()提示排列顺序应为4n，n指碱基对数，100个50对，即应为450种，其中“4”有特定含义，代表4种碱基，不能写成2100。3不同DNA分子携带的遗传信息不同的根本原因在于碱基排列顺序不同 ()解惑(1)基因是遗传的基本结构和功能单位，其主要载体是染色体。线粒体和叶绿体中也存在基因。(2)原核生物体内也存在基因，但不与蛋白质结合。考点一聚焦DNA分子的结构及碱基计算1 观察DNA分子结构模型，分析其空间结构(1)空间结构

4、分析分类主链内侧构成方式磷酸和脱氧核糖交替连接，两条主链呈反向平行，有规则盘旋成双螺旋主链上对应碱基以氢键连接成对，对应碱基之间互补(AT，GC)配对，碱基平面之间平行动态变化相对稳定碱基比率和碱基序列可变(2)说出DNA三个结构特点的含义稳定性：DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。多样性：DNA分子中碱基对排列顺序多种多样。特异性：每种DNA都有区别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。2 DNA碱基互补配对原则的有关计算规律1：互补的两个碱基数量相等，即AT，CG。规律2：任意两个不互补的碱基和占总碱基的50%。规律3：一条链中互补碱基的和等于另一条链中这

5、两种碱基的和。规律4：若一条链中，n，则另一条链中n，n。规律5：若一条链中K，则另一条链中。易错警示有关水解产物、氢键及碱基计算的易错点(1)水解产物及氢键数目计算DNA水解产物：初步水解产物是脱氧核苷酸，彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。氢键数目计算：若碱基对为n，则氢键数为2n3n；若已知A有m个，则氢键数为3nm。(2)碱基计算不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即(AT)/(CG)的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。若已知A占双链的比例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。1 如图为核苷酸链结构图，有关叙述不正确的是

6、 ()A能构成一个完整核苷酸的是图中的a和bB各核苷酸之间是通过化学键连接起来的CDNA连接酶可连接断裂的化学键D若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是T答案A解析核苷酸是核酸的基本组成单位，每个核苷酸由一分子的磷酸、一分子的五碳糖、一分子的含氮碱基组成；DNA中有A、T、C、G四种碱基，RNA中有A、U、C、G四种碱基；核苷酸分子通过磷酸二酯键连接组成核苷酸链。 2 下图为真核细胞内某基因(15N标记)的结构示意图，该基因全部碱基中A占20%。下列说法正确的是 ()A该基因一定存在于细胞核内的染色体DNA上B该基因的一条核苷酸链中(CG)/(AT)为32CDNA解旋酶只作用于部位

7、，限制性核酸内切酶只作用于部位D将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA分子占1/8答案B解析真核细胞中的DNA主要存在于细胞核内的染色体中，少量存在于线粒体、叶绿体中。由双链DNA中A(腺嘌呤)占20%，且DNA中AT、CG可知，CG100%(AT)60%，故该基因中(CG)/(AT)32该基因一条核苷酸链中(CG)/(AT)。DNA解旋酶破坏的是碱基对之间的氢键(即)，而限制性核酸内切酶以及DNA连接酶作用于DNA分子中磷酸与脱氧核糖之间的共价键。15N标记的DNA在14N培养液中培养，复制3次后，含15N的DNA占2/231/4。1 DNA结构中化学键的形成与断裂(1)氢键

8、：配对的碱基间形成碱基对，通过氢键相连，可用DNA解旋酶断裂，也可用高温断裂。(2)磷酸二酯键：连接磷酸和相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖的化学键，可用限制酶切断，可用DNA连接酶或DNA聚合酶连接。2 核酸种类的判断方法(1)DNA和RNA的判断：含有碱基T或脱氧核糖DNA含有碱基U或核糖RNA(2)单链DNA和双链DNA的判断：若：双链DNA若：嘌呤嘧啶单链DNA(3)DNA和RNA合成的判断：用放射性同位素标记T或U可判断DNA和RNA的合成。若大量消耗T，可推断正发生DNA的合成；若大量利用U，可推断正进行RNA的合成。考点二探究DNA分子的复制和相关计算1 DNA复制方式的探究关于DNA复制

9、方式的探究，充分体现了假说演绎法，即在克里克假说的基础上，通过演绎推理，最终通过实验得以验证。根据下面实验过程，回答相关问题。(1)实验材料：大肠杆菌。(2)实验方法：放射性同位素标记技术和离心技术。(3)实验假设：DNA以半保留的方式复制。(4)实验过程(如图)(5)实验预期：离心后应出现3条DNA带(如上图)。(根据标记情况作答)重带(密度最大)：15N标记的亲代双链DNA(15N/15N)。中带(密度居中)：一条链为15N，另一条链为14N标记的子代双链DNA(15N/14N)。轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA(14N/14N)。(6)实验结果：与预期的相符。2 D

10、NA分子复制中的相关计算(1)某DNA分子中含某种碱基a个，则复制n次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a(2n1)；第n次复制，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a2n1。(2)若以被同位素标记的DNA分子的两条链为模板，复制n次后，标记的DNA分子占2/2n，标记的DNA单链占所有单链的1/2n；若用同位素标记原料，则复制n次后，标记的DNA分子占100%，标记的单链占11/2n。易错警示关于DNA复制的2个易错点(1)在做DNA分子复制的计算题时，应看准是“含”还是“只含”，是“DNA分子数”还是“链数”。(2)在分析细胞分裂问题时，常以染色体或DNA分子为研究对象，而在分析DNA分子复制问题时，一

11、定要从DNA分子两条单链的角度考虑，所以复制后的一条染色体上的两个DNA分子中都含有原来的单链。3 如图为DNA复制的图解，请据图回答下列问题：(1)DNA复制发生在_。(2)过程称为_。(3)中的子链是_。(4)过程必须遵循_原则。(5)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子，由此说明DNA复制具有_的特点。(6)用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，若该DNA分子在14N的培养基中连续复制四次，则结果不可能是 ()A含有15N的DNA分子占1/8B含有14N的DNA分子占7/8C复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个D共产生16个DNA分子(7)具有N个

12、碱基对的一个DNA分子片段中，含有m个腺嘌呤脱氧 核苷酸。该片段完成n次复制需要_个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。该片段完成第n次复制需要_个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。A(2n1)(Nm) B2n1(Nm)C2n1(N/2m) D2n(N/2m)(8)若用32P标记了玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链。再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是 ()A中期20和20、后期40和20B中期20和10、后期40和20C中期20和20、后期40和10D中期20和10、后期40和10答案(1)有丝分裂间期和减数第一

13、次分裂前的间期(2)解旋(3)、(4)碱基互补配对(5)半保留复制(6)B(7)AB(8)A解析DNA的复制方式为半保留复制，子代DNA分子中有一条母链和一条与母链互补的子链。(6)由于DNA的复制是半保留复制，经过四次复制形成的16个DNA分子中，有2个DNA分子的一条链上含有15N，另一条链上含有14N，其余14个DNA分子的两条链上全部含有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(161)600(个)，选项A、C、D正确，B错误。(7)根据题意，该DNA分子片段含有胞嘧啶脱氧核苷酸的个数为(2

14、N2m)/2Nm。该片段完成n次复制，共产生DNA分子片段数为2n个，新增DNA分子片段(2n1)个。故其完成n次复制需要的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(2n1)(Nm)个，选A。该片段完成第n1次复制时共产生DNA分子片段2n1个，若再完成一次复制(也就是第n次复制)，新增DNA分子片段数为2n1个，故其完成第n次复制需要的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为2n1(Nm)个，选B。(8)玉米体细胞有丝分裂中期和后期细胞中染色体的数量分别为20和40，DNA分子的数量分别为40和40。DNA分子的复制具有半保留复制的特点，即新产生的DNA中有一条链是来自于母链，另一条链是新合成的子链。所以，第一次复制后

15、的所有DNA都是一条链含有32P，另一条链不含；第二次复制得到的DNA分子则有一半含有32P，另一半不含。所以，第二次细胞分裂中期和后期的细胞中都有20个DNA分子含有32P，选A。4 取1个含有1对同源染色体的精原细胞，用15N标记细胞核中的DNA，然后放在含14N的培养基中培养，让其连续进行两次有丝分裂，形成4个细胞，这4个细胞中含15N的细胞个数可能是 ()A2 B3 C4 D前三项都对答案D以上面第4题为例，利用图示法理解细胞分裂与DNA复制相结合的知识。这样来看，最后形成的4个子细胞有3种情况：第一种情况是4个细胞都是；第2种情况是2个细胞是，1个细胞是，1个细胞是；第3种情况是2个

16、细胞是，另外2个细胞是。序号错因分析正确答案序号错因分析正确答案对“方式”与“特点”区分不清半保留复制审题不清，该题是考查解旋的条件能量(ATP)答非所问，没有注意题干中的“还需要”DNA连接忽视题干中的“方向”相反考虑问题不全面细胞核、线粒体和叶绿体对减数分裂与DNA复制的关系理解不清1/4答案不全面有丝分裂后期、减数第二次分裂后期题组一DNA分子的结构及相关计算1 判断正误(1)双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数(xx江苏，1D) ()(2)DNA单链上相邻碱基以氢键连接(xx广东，24B) ()(3)DNA单链上相邻碱基与磷酸基相连接(xx广东，24C) ()(4)DNA分子中两条脱氧核苷

17、酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的(xx海南，16B)()(5)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(xx海南，16C)()答案(1)(2)(3)(4)(5)2 (xx上海卷，4)细胞内某一DNA片段中有30%的碱基为A，则该片段中 ()AG的含量为30% BU的含量为30%C嘌呤含量为50% D嘧啶含量为40%答案C解析根据DNA双螺旋结构中AT、CG可知，嘌呤之和等于嘧啶之和，故C正确。其他碱基的含量分别为：TA30%，CG1(30%30%)/220%。题组二DNA复制及基因的本质3 (xx山东卷，5)假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成

18、，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3105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149D该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变答案C解析根据题干信息可知，噬菌体的DNA含有5 000个碱基对，即为10 000个碱基，腺嘌呤(A)占全部碱基的20%，即AT2 000个，则GC3 000个。在噬菌体增殖的过程中，DNA进行半保留复制，100个子代噬菌体含有100个DNA，相当于新合成了99个DNA，至少需要的鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸数是

19、993 000297 000，A项错误。噬菌体增殖的过程中需要自身的DNA作为模板，而原料和酶由细菌提供，B项错误。根据半保留复制方式的特点可知，在子代噬菌体的100个DNA中，同时含32P和31P的只有2个，只含31P的为98个，C项正确。DNA发生突变，其控制的性状不一定发生改变，如AA突变为Aa以及密码子的简并性等，D项错误。4 (xx山东卷，7)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

20、标记D每条染色体的两条单体都不被标记答案B解析蚕豆的根尖细胞完成一个细胞周期后，根据DNA半保留复制的特点，形成的子细胞中染色体上的DNA都只有一条链具有放射性，另一条链不具有放射性，即每条染色体都具有放射性。当在不具有放射性标记的培养基中接着进行下一个细胞周期时，完成DNA复制后，有丝分裂前期以及中期每条染色体都含有两条染色单体，每条染色单体含有一个DNA分子，这两个DNA分子一个具有放射性，一个没有放射性，即细胞中每条染色体含有的两条染色单体(两个DNA分子)都是一条染色单体(一个DNA分子)被标记，另一条染色单体(另一个DNA分子)不被标记。题组三DNA复制的实验探究5 (xx北京卷，3

21、0)科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示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14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl繁殖代数多代多代一代两代培养产物ABB的子代B的子代操作提取DNA并离心离心结果仅为轻带(14N/14N)仅为重带(15N/15N)仅为中带(15N/14N)轻带(14N/14N) 中带(15N/14N)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)综合分析本实验的DNA离心结果，第_组结果对得到结论起到了关键作

22、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：若子代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。若将子代DNA双链分开后再离心，其结果_(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。若在同等条件下将子代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置_，放射性强度发生变化的是_带。若某次实验的结果中，子代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DNA单链中的N尚有少部分为_。答案(1)多15NH4Cl(2)312半保留复制(3)B半保留不能没有变化轻

23、15N【组题说明】考点题号错题统计错因分析DNA分子的结构1、2、3、13有关碱基的计算4、5、6DNA分子的复制和相关计算7、8、9、10、14、15关于基因的探究11、121 下列关于人类探究遗传奥秘历程中所用的实验方法的叙述，错误的是 ()A孟德尔在以豌豆为实验材料研究遗传规律时，运用了统计学的方法B萨顿提出“基因位于染色体上”的假说时，运用了类比推理的方法C格里菲思进行肺炎双球菌转化实验时，运用了放射性同位素标记法D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答案C解析孟德尔在以豌豆为实验材料研究遗传规律时，运用了统计学的方法；萨顿提出“基因位于染色体上”的假说时，运用

24、了类比推理法；格里菲思进行肺炎双球菌转化实验时，用不同类型的肺炎双球菌去感染小鼠，并未运用放射性同位素标记法；沃森和克里克通过构建物理模型来研究DNA分子的结构。2 下列关于DNA分子结构的叙述中，错误的是 ()ADNA分子由四种脱氧核苷酸组成B每个DNA分子中，碱基数脱氧核苷酸数脱氧核糖数C双链DNA分子中的一段，若含有30个胞嘧啶，就一定会同时含有30个鸟嘌呤DDNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸基和一个含氮碱基答案D解析DNA分子中除每条单链一端的脱氧核糖外，每个脱氧核糖连接两个磷酸基和一个含氮碱基。3 下列有关DNA分子结构的叙述，错误的是 ()A双链DNA分子中含有两个游离的磷

25、酸基团BDNA的一条单链上相邻的碱基A与T之间通过氢键连接C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DDNA分子两条链反向平行答案B解析DNA的一条单链上相邻的碱基A与T之间通过脱氧核糖磷酸脱氧核糖连接。4 经检测得知，一双链DNA分子中鸟嘌呤的数目为x，其占碱基总量的比例是y，以下推断正确的是 ()A与鸟嘌呤互补的碱基所占的比例是(1y)B该DNA分子的嘌呤碱基和嘧啶碱基的比值是x/yC该DNA分子的碱基之间的氢键数是x(12/y)D与鸟嘌呤不互补的碱基数目是x(12y)/y答案D解析由题意可知，G、C所占比例都为y，数量都为x；A、T所占比例都为(1/2y)，数量都为(x

26、/y)2x/2(x/2y)x。与鸟嘌呤互补的碱基所占比例是y。该DNA分子的嘌呤碱基和嘧啶碱基的比值是1。G、C之间有三个氢键，A、T之间有两个氢键，该DNA分子的碱基之间的氢键数目是3x2(x/2y)x(xx/y)。A、T与G不互补，其数目为x(12y)/y。5 已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%，则在它的互补链中，T和 C分别占该链碱基总数的()A32.9%和17.l% B31.3%和18.7%C18.7%和31.3% D17.1%和32.9%答案B解析由题中GC35.8%，可推出CG17.9%，AT32.

27、1%；设它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的比例为X、Y，则有1/2(X32.9%)32.1%,1/2(Y17.1%)17.9%，解得X31.3%，Y18.7%。6 从某种生物中提取出核酸样品，经科学家检测和计算后，碱基之间的相互关系如下：(AT)/(GC)1，(AG)/(TC)1。据此结果，该样品 ()A确定是双链DNA B确定是单链DNAC无法确定单双链 D只存在于细胞核中答案C解析该核酸内含有“T”，说明该核酸是DNA，DNA主要存在于细胞核中，细胞质中也有少量DNA，如果该生物是病毒，则不存在细胞结构，故D错误；由所给等式能推导出AC、GT，单链和双链都有可能。7 如图是在电子显微

28、镜下拍摄的某生物细胞DNA复制过程中的图像。下列有关叙述正确的是 ()A此图反映出的DNA复制模式可作为DNA双向复制的证据B此过程遵循碱基互补配对原则，任一条链中AT，GCC若将该DNA彻底水解，产物是脱氧核苷酸和四种碱基D若该DNA分子的一条链中(AT)/(GC)a，则互补链中该比值为1/a答案A解析在一条链中A与T不一定相等；DNA彻底水解是指将脱氧核苷酸也水解，产物是脱氧核糖、磷酸和四种碱基；DNA分子的一条链中两互补碱基之和的比值，与另一条链中该比值相等。8 下列关于DNA复制的叙述，正确的是 ()ADNA复制时，严格遵循AU、CG的碱基互补配对原则BDNA复制时，两条脱氧核苷酸链均可作为模板C