高考生物一轮复习第20讲DNA分子的结构和复制基因的本质培优学案Word文件下载.docx

1、6特点：边解旋边复制，半保留复制。7精确复制的原因（1）独特的双螺旋结构提供模板。（2）碱基互补配对原则。8意义：将遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性。三、基因是有遗传效应的DNA片段1基因的本质：基因是有遗传效应的DNA片段。2基因与DNA的关系：一个DNA分子上有许多基因。构成基因的碱基数小于DNA分子的碱基总数。3基因与遗传信息：基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息；DNA分子能够储存足够量的遗传信息。4基因与染色体的关系：基因在染色体上呈线性排列。5生物体多样性和特异性的物质基础：DNA分子的多样性和特异性。深入思考1无丝分裂过程中有DNA分子复制吗？提示有。三种增殖

2、方式都存在DNA分子的复制。2DNA片段都是基因吗？都携带遗传信息吗？提示DNA分子上的片段不都是基因，基因是有遗传效应的DNA片段，DNA片段不都携带遗传信息。自查诊断1DNA单链上相邻碱基以氢键相连。（）答案2磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架。答案3DNA分子复制是边解旋边双向复制的。4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。5影响细胞呼吸（ATP供给）的所有因素都可能影响DNA复制。板块二考点题型突破考点1DNA分子的结构及相关计算2017海南高考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（AT）/（GC）与（AC）/（G

3、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解析由于双链DNA碱基A数目等于T数目，G数目等于C数目，故（AC）/（GT）为恒值1，A错误；A和T碱基对含2个氢键，C和G含3个氢键，氢键数越多，双链DNA分子的稳定性越高，故（AT）/（GC）比值越大，氢键越少，稳定性越弱，B错误；（AT）/（GC）与（AC）/（GT）两个比值相等，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C错误；双链DNA中（AC）/（GT）的值恒为1，D正确。

4、答案D题型一DNA分子结构及特点1下列关于DNA结构的叙述中，错误的是（）A大多数DNA分子由两条核糖核苷酸长链盘旋而成为螺旋结构B外侧是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基CDNA两条链上的碱基间以氢键相连，且A与T配对，C与G配对DDNA的两条链反向平行答案A解析大多数DNA分子由两条脱氧核糖核苷酸长链盘旋而成为螺旋结构，A错误；DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧，B正确；DNA两条链上的碱基间以氢键相连，并且碱基配对有一定的规律：即A与T配对，C与G配对，C正确；DNA分子的两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，D正确。2.图为D

5、NA分子结构示意图，对该图的叙述正确的是（）a和相间排列，构成了DNA分子的基本骨架b的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸c是氢键，其形成遵循碱基互补配对原则dDNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息Ab、c、d Bc、d Ca、b、c Db、c答案B解析DNA分子是双螺旋结构，磷酸与脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成了DNA分子的基本骨架；中的与下方的磷酸基团组成胞嘧啶脱氧核苷酸；碱基互补配对，形成碱基对时通过氢键相连；DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息。易错警示DNA分子中的数量关系（1）DNA分子中，脱氧核苷酸数脱氧核糖数磷酸数含氮碱基数1111。（2）配对的碱基，A与T之间形成2个

6、氢键，G与C之间形成3个氢键，CG所占比例越大，DNA结构越稳定。（3）每条脱氧核苷酸链上都只有一个游离的磷酸基团，因此DNA分子中含有2个游离的磷酸基团。（4）对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体；线粒体和叶绿体也是基因的载体。（5）对于原核细胞来说，拟核中的DNA分子或者质粒DNA均是裸露的，并不与蛋白质一起构成染色体。题型二DNA分子结构相关计算32014山东高考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（）答案C解析根据DNA分子的结构特点可知，若DNA分子双链中

7、（AT）/（CG）的比值为m，则每条链中（AT）/（CG）比值均为m，由此可判断C正确，D错误；DNA分子中（AC）/（TG）1，而每条链中的（AC）/（TG）不能确定，但两条链中的比值互为倒数，故A、B错误。42017天津模拟已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条（链）子链中T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%，则在链的互补链（链）中，T和C分别占（链）碱基总数的（）A32.9%和17.1% B31.3%和18.7%C18.7%和31.3% D17.1%和32.9%解析由于整个DNA分子中GC35.8%，则每条链中GC35.8%，AT64.2%；由于链

8、中T与C分别占链碱基总数的32.9%和17.1%，由此可以求出链中G18.7%、A31.3%，则其互补链链中T和C分别占链碱基总数的31.3%和18.7%。技法提升碱基互补配对原则及相关计算规律（1）碱基互补配对原则：A一定与T配对，G一定与C配对。（2）四个计算规律规律一：一个双链DNA分子中，AT、CG，则AGCT，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。规律二：在双链DNA分子中，互补的两碱基之和（如AT或CG）占全部碱基的比值等于其任何一条单链中该种碱基比例的比值，且等于其转录形成的mRNA（T换为U）中该种碱基比例的比值。规律三：在DNA双链中，一条单链的的值与其互补单链的的值互为倒数关系。

9、（不配对的碱基之和比例在两条单链中互为倒数）提醒：在整个DNA分子中该比值等于1。规律四：在DNA双链中，一条单链的的值，与该互补链的的值是相等的，也与整个DNA分子中的的值是相等的。综合规律三、四可简记为“补则等，不补则倒”。题型三核酸类型分析5已知病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA、单链RNA四种类型。现发现一种新病毒，要确定其核酸属于哪一种类型，应该（）A分析碱基类型，确定碱基比例B分析蛋白质的氨基酸组成，确定五碳糖类型C分析碱基类型，确定五碳糖类型D分析蛋白质的氨基酸组成，确定碱基类型解析DNA的碱基为A、T、C、G，RNA的碱基是A、U、C、G，T是DNA特有的碱基，U为

10、RNA特有的碱基，所以可以根据这一区别来分辨DNA和RNA。双链DNA中AT且CG，单链DNA和RNA则不具备这一规律。分析碱基类型判断核酸是DNA还是RNA，然后确定碱基比例，确定是单链结构还是双链结构，A正确。判断核酸种类的方法（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合成。考点2DNA复制及基因的概念2016全国卷某种物质可插入DNA

11、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，因此会阻碍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题型一DNA分子复制过程及特点12016湖南十三校联考下图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据

12、图分析，下列相关叙述错误的是（）A解旋酶能使双链DNA解开，但需要消耗ATPBDNA分子复制时两条子链的延伸方向相反CDNA分子复制中的引物是核酸片段D新合成的两条子链的碱基序列是一致的答案D解析两条模板链碱基互补配对，则新合成的两条子链的碱基序列是互补的，D错误。2如图为某真核细胞中DNA复制过程模式图，下列分析错误的是（）A酶和酶均作用于氢键B该过程可发生在细胞有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期C该过程的模板链是a、b链DDNA复制的特点是半保留复制解析酶是解旋酶，酶是DNA聚合酶，前者作用于氢键，后者作用于磷酸二酯键，A错误；该过程需要a、b链分别作模板，c、d链分别是以a、b链为模板

13、合成的子链，C正确；细胞有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期会发生DNA复制，B正确；DNA分子复制具有半保留复制的特点，D正确。题型二DNA复制的相关计算32017临川一中质检用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶脱氧核苷酸60个，该DNA分子在含有14N的培养基中连续复制4次。其结果不可能是（）A含有15N的单链占全部单链的1/16B含有14N的DNA分子占7/8C复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸600个D复制结果共产生16个DNA分子解析由题可知，该DNA分子中有腺嘌呤（A）40个，则复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸为40（241）600（个）。该DNA分子在含14N的培养基中

14、连续复制4次，可形成16个DNA分子，其中含有15N的单链占全部单链的1/16，含有14N的DNA分子占100%。42016泰安期中下列关于DNA的相关计算中，正确的是（）A具有1000个碱基对的DNA，腺嘌呤有600个，则每一条链上都具有胞嘧啶200个B具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，复制n次后共需要2nm个胸腺嘧啶C具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，第n次复制需要2n1D无论是双链DNA还是单链DNA，AG所占的比例均是1/2解析根据碱基互补配对原则，具有1000个碱基对的DNA，ATCG2000个，AT600个，CG400个，但在该DNA分子的每一条链上，所具有的胞嘧啶不一定是200个，A错误

15、；具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，复制n次后共需要（2n1）m个胸腺嘧啶，B错误；具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，第n次复制共需要（2n1）m（2n11）m2n1m个胸腺嘧啶，C正确；在双链DNA分子中，AG所占的比例是1/2，在单链DNA分子中，AG所占的比例不一定是1/2，D错误。DNA分子复制的有关计算DNA复制为半保留复制，若将亲代DNA分子复制n代，其结果分析如下：（1）子代DNA分子数为2n个。含有亲代链的DNA分子数为2个。不含亲代链的DNA分子数为（2n2）个。含子代链的DNA有2n个。（2）子代脱氧核苷酸链数为2n1条。亲代脱氧核苷酸链数为2条。新合成的脱氧核苷酸链数为（2n12

16、）条。（3）消耗的脱氧核苷酸数设亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个，则：经过n次复制，共需消耗游离的该种脱氧核苷酸m（2n1）个。在第n次复制时，共需消耗游离的该脱氧核苷酸m2n1个。题型三DNA半保留复制的实验分析5DNA的复制方式可以通过设想来进行预测，可能的情况是全保留复制、半保留复制、分散复制三种。究竟是哪种复制方式呢？下面设计实验来证明DNA的复制方式。实验步骤：a在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14NDNA（对照）。b在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15NDNA（亲代）。c将亲代含15N的大肠杆菌转移到氮源为14N的培养基中，再连

17、续繁殖两代（和），用密度梯度离心法分离，不同相对分子质量的DNA分子将分布在试管中的不同位置上。实验预测：（1）如果与对照（14N/14N）相比，子代能分辨出两条DNA带：一条_带和一条_带，则可以排除_。（2）如果子代只有一条中密度带，则可以排除_，但不能肯定是_。（3）如果子代只有一条中密度带，再继续做子代DNA密度鉴定：若子代可以分出_和_，则可以排除分散复制，同时肯定半保留复制；如果子代不能分出_密度两条带，则排除_，同时确定为_。答案（1）轻（14N/14N）重（15N/15N）半保留复制和分散复制（2）全保留复制半保留复制还是分散复制（3）一条中密度带一条轻密度带中、轻半保留复制分

18、散复制解析由图示可知，深色为亲代DNA的脱氧核苷酸链（母链），浅色为新形成的子代DNA的脱氧核苷酸链（子链）。因此全保留复制后得到的两个DNA分子，一个是原来的两条母链重新形成的亲代DNA分子，一个是两条子链形成的子代DNA分子；半保留复制后得到的每个子代DNA分子的一条链为母链，一条链为子链；分散复制后得到的每个子代DNA分子的单链都是由母链片段和子链片段间隔连接而成的。62016西安二模将大肠杆菌放在含有15N的培养基中培育若干代后，细菌DNA所有氮均为15N，它比14N分子密度大。然后将DNA被15N标记的大肠杆菌再转移到14N培养基中培养，每隔4 h（相当于分裂繁殖一代的时间）取样一次

19、，测定其不同世代细菌DNA分子的密度。DNA分子的密度梯度离心实验结果如图所示。（1）中带含有的氮元素是_。（2）如果测定第4代DNA分子密度，含15N的DNA分子所占比例为_。（3）如果将第1代（全中）DNA链的氢键断裂后再测定密度，它的四条DNA单链在试管中的分布位置应为_。（4）上述实验表明，DNA分子复制的方式是_。答案（1）14N、15N（2）1/8（3）1/2重带、1/2轻带（4）半保留复制解析两条DNA单链均被15N标记的DNA分子为全重DNA分子，在离心管的最下边；含全重DNA分子的大肠杆菌转入含14N的培养基中培养后，第1代全部为一条链含15N、另一条链含14N的DNA分子，

20、在离心管的中间；第2代为1/2中带DNA分子，1/2轻带DNA分子；第4代为2/24中带DNA分子，（242）/24轻带DNA分子。这一实验结果可以证明：DNA分子复制的方式是半保留复制。题型四DNA复制与细胞分裂问题7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解析依据题目信息，第一次DNA复制的结果是一条脱氧核苷酸链被

21、标记，一条链未被标记，第二次分裂的中期，每条染色体中有两条染色单体，即两个DNA分子，4条脱氧核苷酸单链，其中有3条未标记，1条被标记，故中期的染色体全被标记，为20条；后期着丝点分裂，染色单体分离，染色体数目加倍，故含40条染色体，20条被标记，20条未标记，选A。8小鼠的睾丸中一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸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完成减数分裂过程，其染色体的放射性标记分布情况是（）A初级精母细胞中每条染色体的两条单体都被标记B次级精母细胞中每条染色体都被标记C只有半数精细胞中有被标记的染色体D产生的四个精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标

22、记数相等解析一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期后，每条染色体的DNA分子有一条链被标记，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程，初级精母细胞中每条染色体只有一条染色单体被标记，A错误；着丝点分裂后的次级精母细胞有一半的染色体被标记，B错误；由于染色体的随机结合，含有被标记染色体的精细胞的比例不能确定，C错误；整体来看，产生的四个精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标记数相等，D正确。DNA复制与细胞分裂题的解答方法在解决这类问题时，从大到小再到大画出结构模型，先画出细胞分裂中染色体行为变化，再画DNA，再补全染色体，染色体中只要有一条脱氧核苷酸单链

23、被标记，则认为该染色体含有放射性标记。规律总结：有丝分裂：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。减数分裂：由于减数分裂没有细胞周期，DNA只复制一次，因此产生的子染色体都带有标记。板块三方向真题体验12013全国卷关于DNA和RNA的叙述，正确的是（）ADNA有氢键，RNA没有氢键B一种病毒同时含有DNA和RNAC原核细胞中既有DNA，也有RNAD叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA解析DNA一般为双链结构，其碱基对间为氢键，RNA虽然一般为单链，但tRNA形成的“三叶草”结构中，也存在碱基配对现象，也存在氢键，A错误；DNA病毒只含DNA，RNA病

24、毒只含RNA，一种病毒不可能同时含有DNA和RNA，B错误；原核细胞与真核细胞一样，既有DNA，也有RNA，C正确；叶绿体和线粒体均含有DNA和RNA，而核糖体只含有RNA，D错误。22015上海高考在双螺旋DNA模型搭建实验中，使用代表氢键的订书钉将代表四种碱基的塑料片连为一体，为了逼真起见，A与T之间以及C与G之间最好分别钉（）A2和2个钉 B2和3个钉C3和2个钉 D3和3个钉解析A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键。由此可推知A与T之间最好钉两个钉。C与G之间最好钉3个钉，B正确。32016全国卷节选在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用、和表示ATP或dA

25、TP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（APPP或dAPPP）。回答问题：将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体（n个）并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是_。答案一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记解析1个噬菌体含有1个双链DNA分子，用DNA分子被32P标记的噬菌体感染大肠杆菌，由于DNA分子复制为半保留复制，即亲代DNA分子的两条链在复

26、制中保留下来，且分别进入不同的DNA分子中，所以理论上不管增殖多少代，子代噬菌体中只有2个噬菌体含有32P。限时规范特训一、选择题1决定DNA分子有特异性的因素是（）A两条长链上的脱氧核糖与磷酸的交替排列顺序是稳定不变的B构成DNA分子的脱氧核苷酸只有四种C严格的碱基互补配对原则D每个DNA分子都有特定的碱基排列顺序解析两条长链上的脱氧核糖与磷酸的交替排列顺序是稳定不变的，构成了DNA分子的基本骨架，说明DNA分子具有稳定性，A错误；每种DNA分子的脱氧核苷酸都有四种，说明生物界具有统一性，B错误；DNA分子的两条链遵循严格的碱基互补配对原则，可以保证DNA的精确复制，C错误；每个DNA分子都

27、有特定的碱基排列顺序，说明DNA分子具有特异性，D正确。22017湖北武汉三校联考下列关于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BDNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基CDNA分子两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对DDNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸脱氧核糖磷酸相连解析DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的双链结构，A错误；DNA分子中的绝大多数磷酸连接着两个脱氧核糖，且磷酸不与碱基直接相连，B错误；DNA分子一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖磷酸脱氧核糖相连，D错误。3.上海静安期末如图为DNA分子的片段，下列相关叙述正确的是（）A构成DNA分子的基本单位是B解旋酶可以切断C复制时DNA聚合酶催化形成之间的化学键D构成DNA分子中基本骨架解析图中是脱氧核苷酸单链，构成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，应是，A错误；解旋酶能将DNA解旋，可以切断氢键，B正确；复制时DNA聚合酶催化形成的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键，而之间的键是同一个核苷酸内的化学键，C错误；是碱基对，脱氧核糖和磷酸交替连接构成DNA的基本骨架，D错误。4.益阳模拟某基因（14N）含有3000个碱基，腺嘌呤占35%。若该DNA分子以15N同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复