高考生物二轮复习讲义第17讲 DNA分子的结构复制Word格式文档下载.docx

1、4DNA上碱基对的形成遵循碱基互补配对原则，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。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）图中和分别指氢键和磷酸二酯键。（2）在图中圈出基本骨架（虚线）和

2、G、C碱基所参与构成的脱氧核苷酸（实践）答案（3）由图可知，两条脱氧核苷酸链反向平行，脱氧核酸和磷酸交替连接，均列在外侧构成DNA分子的基本骨架，内侧是碱基对。（4）DNA分子单链中相邻碱基A与T，通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连接起来；而两链间的A与T是通过氢键相连形成碱基对。（5）一个DNA分子中有两个游离的磷酸基；一般来说与脱氧核糖直接相连的是两个磷酸基和一个碱基。2说出DNA分子三个结构特点的含义（1）稳定性：DNA分子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。（2）多样性：DNA分子中碱基对排列顺序多种多样。（3）特异性：每种DNA都有区别于其他DNA的特定的

3、碱基排列顺序。3DNA分子中碱基计算常用规律规律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数的50%，即嘌呤之和嘧啶之和总碱基数50%，AGTCACTG（ATCG）50%，1。规律3：一条链中互补碱基的和等于另一条链中这两个碱基的和，即A1T1A2T2，G1C1G2C2（1、2分别代表DNA分子的两条链，下同）。规律4：一条链中互补的两碱基占该单链碱基数的比例等于DNA分子两条链中这两种碱基占总碱基数的比例，即，。规律5：一条链中两不互补碱基之和的比值，与另一条链中该比值互为倒数，即若一条链中（或）K，则另一条链中（或）。易错警示有关水解产物、氢键及碱基计

4、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。1一个DNA分子的链上，腺嘌呤是鸟嘌呤的1.4倍，两者之和占DNA分子碱基总数的24%。在这个DNA分子的链上，胸腺嘧啶与腺嘌呤之和占该链碱基数目的56%。下面为链的某一片

5、段结构图，有关叙述不正确的是 （）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链上胞嘧啶的数目占该链碱基数目的24%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，只有a才能构成一个完善的核苷酸；核苷酸分子通过磷酸二酯键连接组成核苷酸链，DNA连接酶可连接断裂的磷酸二酯键。若设DNA中碱基总数是100个，则链上A和G的总个数是24个，A个数是G的1.4倍，所以链上A个数是14个，G个数是10个。链上T和A占该链碱基数目的56%，故A、T的总数为56%5028（个），故链上A和T

6、的总数是28个，由于该链上G的数目是10个，所以链上C的个数为50281012（个），故链上C的含量是1250100%24%。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，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

7、%（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。1DNA结构中化学键的形成与断裂（1）氢键：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。2DNA分子中有关碱基比例的计算试题的解题步骤（1）搞清题中已知的

8、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。考点二探究DNA分子的复制和相关计算1DNA复制方式的探究关于DNA复制方式的探究，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（

9、密度最大）：15N标记的亲代双链DNA。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。轻带（密度最小）：两条链都为14N标记的子代双链DNA。（6）实验结果：与预期相符。2DNA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

10、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

11、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

12、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

13、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（2N2m）/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 B3C4