届《步步高》高考生物一轮复习第22讲DNA分子的结构复制及基因.docx

1、届步步高高考生物一轮复习第22讲DNA分子的结构复制及基因第22讲DNA分子的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA片段考纲要求1.DNA分子结构的主要特点()。2.DNA分子的复制()。3.基因的概念()。考点一DNA分子的结构及相关计算1.DNA分子的化学组成(1)基本组成元素：C、H、O、N、P。(2)基本单位2DNA分子的结构(1)主要特点两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋而成。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。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，其中：遵循碱基互补配对原则(2)空间结构：规则的双螺旋结构。3DNA分子的特性(1)相对稳定性：DNA分子中磷酸和

2、脱氧核糖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：不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同，排列顺序多种多样。若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种。(3)特异性：每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。4DNA分子中的碱基计算的常用方法(1)互补的两个碱基数量相等，即AT，CG。(2)任意两个不互补的碱基数量之和占总碱基数的50%，即嘌呤之和嘧啶之和总碱基数50%，AGTCACTG(ATCG)50%，1。(3)一条链中互补的两种碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和，即A1T1A2T2，G1C1G2C2(1、2分别代表DNA

3、分子的两条链，下同)。(4)一条链中互补的两种碱基之和占该单链碱基数的比例等于DNA分子两条链中这两种碱基数量之和占总碱基数的比例，即，。(5)一条链中两种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)。思维诊断(1)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()(2)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课标，5C)()(3)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()(4)DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的()(5)双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数()(6)分子大

4、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()题组一对DNA分子的结构进行分析1(2013广东，2)1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于()证明DNA是主要的遗传物质确定DNA是染色体的组成成分发现DNA如何储存遗传信息为DNA复制机制的阐明奠定基础A B C D答案D解析本题考查DNA双螺旋结构模型的特点及相关知识。沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构模型的特点是：(1)DNA分子由两条链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构；(2)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：A一定与T配对，G一定与C配对。DNA中碱

5、基对排列顺序可以千变万化，这为解释DNA如何储存遗传信息提供了依据；一个DNA分子之所以能形成两个完全相同的DNA分子，其原因是DNA分子的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，碱基互补配对原则保证复制精确完成，所以DNA双螺旋结构模型的构建为人们后来阐明DNA复制的机理奠定了基础。2如图为DNA分子结构示意图，对该图的描述正确的是()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CDNA聚合酶用于的形成DDNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息答案D解析由图示可知，和相间排列构成了DNA分子的基本骨架；中的应属于上面那个脱氧核苷酸的磷酸基团；的形成依靠碱基互补配对原则，

6、不需DNA聚合酶，DNA聚合酶是将游离的脱氧核苷酸聚合成脱氧核苷酸链。归纳提升DNA分子结构的信息解读图示信息解读(1)基本结构脱氧核苷酸由磷酸、脱氧核糖、含氮碱基组成，三者之间的数量关系为111。每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个。(2)水解产物DNA的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。(3)DNA分子中存在的化学键氢键：碱基对之间的化学键，可用解旋酶断裂，也可加热断裂。磷酸二酯键：磷酸和脱氧核糖之间的化学键，用限制性核酸内切酶处理可切割，用DNA连接酶处理可连接。(4)碱基对数与氢键数的关系若碱基对数为n，则氢键数为2n3n，若已知A有m个，则氢键数为3

7、nm。题组二DNA分子中的碱基计算3双链DNA分子的碱基组成中，AC的情况下，下列公式会随生物种类不同而不同的是()AC/G B(AT)/(CG)C(AC)/(GT) D(GA)/(TC)答案B解析双链DNA分子中，根据碱基互补配对原则，AT，CG，故不同种类生物中都存在C/G1，(AC)/(GT)1，(GA)/(TC)1，而在AC的情况下，不同种类生物中(AT)/(CG)是不同的。4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17.1% B31.3%和18

8、.7%C18.7%和31.3% D17.1%和32.9%答案B解析由题中GC35.8%可推知，在整个DNA分子中及任意一条链中该比值都相等。一条链中可推知互补链中：T31.3%，C18.7%。技法提炼DNA分子中有关碱基比例计算的解题步骤解DNA分子中有关碱基比例计算的试题时要分三步进行：(1)搞清题中已知的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DNA分子的复制及基因的概念1DNA分子的复制(1)概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。

9、(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，从而保持了遗传信息的连续性。2观察下面的基因关系图，完善相关内容：思维诊断(1)DNA复制时，严格遵循AU、CG的碱基互补配对原则()(2)DNA复制时，两条脱氧核苷酸链均可作为模板()(3)DNA分子全部解旋后才开始进行DNA复制()(4)脱氧核苷酸必须在DNA酶的作用下才能连接形成子链()(5)复制过程中不需要消耗ATP()(6)DNA聚合酶催化两个游离的脱氧核苷酸之间的连接()(7)复制后产生

10、的两个子代DNA分子中共含4个游离的磷酸基团()(8)植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制(2014新课标，5B)()题组一DNA复制过程与特点的分析1关于核酸生物合成的叙述，错误的是()ADNA的复制需要消耗能量BRNA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答案D解析DNA的复制需要消耗能量；可以以RNA分子为模板通过逆转录合成DNA分子；真核生物的大部分核酸在细胞核中合成，少数核酸在某些细胞器(如叶绿体、线粒体)中合成；真核细胞染色体DNA复制发生在有丝分裂间期，故D错。2如图为真核生物染色体上DNA分子复制过

11、程示意图，有关叙述错误的是()A图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的B图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的C真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶D真核生物的这种复制方式提高了复制效率答案A解析由图可看出，此段DNA分子有三个复制起点，但多个复制起点并不一定是同时开始的；由图中的箭头方向可知，DNA分子是双向复制的；半保留复制的模式可以保持前后代的遗传稳定性，多起点复制可以大大提高复制效率；DNA分子复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等的催化。图形解读DNA分子复制的图形解读题组二DNA复制的相关计算3用15N标记含有100个碱基对的双链DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含有14

12、N的培养基中连续复制4次。其结果不可能是()A含有15N的DNA分子占1/8B复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸600个C含有14N的DNA分子占7/8D复制结果共产生16个DNA分子答案C解析DNA连续复制4次，形成16个DNA分子，其中有2个含15N，所有的DNA分子都含14N；最初的DNA分子中含腺嘌呤脱氧核苷酸40个，复制4次，共需4015600个腺嘌呤脱氧核苷酸。4某双链DNA分子中含有200个碱基，一条链上ATGC1234，则该DNA分子()A四种含氮碱基ATGC3377B连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个C碱基排列方式共有4100种D含有4个游离的磷酸基团答案A解析该D

13、NA分子的一条链上ATGC1234，则另一条链上ATGC2143，整个DNA分子中ATGC3377；该DNA分子中AT30，GC70，连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸为30(221)90个；该DNA分子含有100个碱基对，30个AT碱基对，70个GC碱基对，碱基排列方式小于4100种；一个DNA分子由两条DNA链组成，含有2个游离的磷酸基团。技法提炼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，其结果分析如下：(1)DNA分子数子代DNA分子数2n个；含有亲代DNA链的子代DNA分子数2个；不含亲代DNA链的子代DNA分子数(2n2)个。(2)脱氧核苷

14、酸链数子代DNA分子中脱氧核苷酸链数2n1条；亲代脱氧核苷酸链数2条；新合成的脱氧核苷酸链数(2n12)条。(3)消耗的脱氧核苷酸数若一亲代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(2n1)个；第n次复制所需该脱氧核苷酸数2n个DNA分子中该脱氧核苷酸数2n1个DNA分子中该脱氧核苷酸数2nmm2n1m(2n2n1)m2n1。题组三DNA复制与细胞分裂5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，在第二次细胞分裂完成后每个细胞中被32P标记的染色体条数是()A0条 B20条C大于0小于20条 D以上都有可

15、能答案D解析第一次细胞分裂完成后形成的细胞中，DNA双链均是一条链含有32P，另一条链不含32P，第二次细胞分裂的间期，染色体复制后每条染色体上都是一条染色单体含32P，一条染色单体不含32P，有丝分裂后期，姐妹染色单体分离，如果含32P的20条染色体同时移向细胞的一极，不含32P的20条染色体同时移向细胞的另一极，则产生的子细胞中被32P标记的染色体条数分别是20条和0条；如果移向细胞两极的20条染色体中既有含32P的，也有不含32P的，则形成的子细胞中被32P标记的染色体条数大于0小于20条。6果蝇一个精原细胞中的一个核DNA分子用15N标记，在正常情况下，其减数分裂形成的精子中，含有15

16、N的精子数占()A1/16 B1/8C1/4 D1/2答案D解析减数分裂过程中，同源染色体要发生联会和分离现象，因此要体现减数分裂过程中染色体中DNA的变化，至少要画出一对同源染色体。果蝇一个精原细胞中的一个核DNA分子用15N标记，即果蝇4对同源染色体中有3对未标记(画图时可略去)，另一对同源染色体中有一条染色体上的DNA分子用15N标记，则该精原细胞进行正常减数分裂形成精细胞时，染色体和DNA的标记情况可用下图进行解析。结合上图分析，观察产生的4个精细胞，答案选D。思维建模模型法理解DNA复制和细胞分裂的关系这样来看，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

17、个细胞是，1个细胞是，1个细胞是；第3种情况是2个细胞是，另外2个细胞是。题组四DNA分子复制过程规范审答案例错因分析正确答案对“方式”与“特点”区分不清半保留复制该题是考查解旋的条件能量(ATP)考虑问题不全面细胞核、线粒体和叶绿体有丝分裂后期、减数第二次分裂后期对减数分裂与DNA复制的关系理解不清1/4网络构建要语强记1DNA的两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋成规则的双螺旋结构。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。3DNA上的碱基对严格遵循碱基互补配对原则，通过氢键连接。4DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。5DNA复制具有边解旋边复制、半保留复制的特点。

18、6DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶参与。7基因是具有遗传效应的DNA片段。8染色体是基因的主要载体。线粒体、叶绿体中也存在基因。探究高考明确考向1(2010山东，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标记D每条染色体的两条单体都不被标记答案B解析DNA复制是半保留复制，蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷(3HT)培养基中完成一个细胞周期，每一个DNA分子都有一条脱氧核苷酸链含3H

19、T，然后在不含放射性标记的培养基中培养至中期，每个DNA分子复制的两个DNA分子存在于同一染色体的两条姐妹染色单体上，其中一个DNA分子的一条链含3HT，如下图：2(2014上海，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解析因在DNA分子双链间只有AT和GC碱基对，故AT30%，GC20%，AG50%，TC50%。3(2012福建，5)双脱氧核苷酸常用于DNA测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与DNA的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA合成时，在DNA聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，

20、子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的序列为GTACATACATG的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸。则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有()A2种 B3种 C4种 D5种答案D解析在DNA双螺旋结构中，碱基A与T、G与C分别形成碱基对，胸腺嘧啶双脱氧核苷酸(假定用T表示)应与A配对形成氢键。故碱基序列为GTACATACATG的单链模板在正常脱氧核苷酸环境中会生成如下双链DNA分子：GTACATACATGC A T G T A T G T A C 双脱氧核苷酸会使子链合成终止，因此当DNA复制时若加入胸腺嘧啶双脱氧核苷酸(T)，可能

21、会在、位置替换碱基T而形成4种异常DNA片段，另外，还有胸腺嘧啶双脱氧核苷酸不参与复制所形成的子链，故可形成5种不同长度的长链。4(2012山东，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，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解析噬菌体的DNA含有10 000个碱基，AT2 000，GC3 000。在噬菌体增殖的过

22、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，至少需要鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸数为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，在100个子代噬菌体的DNA中，同时含32P和31P的有2个，只含31P的有98个，C项正确；DNA发生突变，控制的性状不一定改变，如AA突变为Aa或者发生密码子的简并性等，D项错误。练出高分1下列有关DNA结构的说法，正确的是()A相邻的碱基被相邻的两个核糖连在一起B每个磷酸基团上都连着两个五碳糖C碱基对排列顺序的千变万化构成了DN

23、A分子的特异性D只有嘌呤与嘧啶配对，才能保证DNA两条长链之间的距离不变答案D解析DNA分子中一条链上相邻的碱基被“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连在一起，两条链上相邻的碱基被氢键连在一起；DNA链末端的磷酸基团上连着一个五碳糖；碱基对排序的千变万化构成了DNA分子的多样性。2关于DNA分子结构的叙述中，不正确的是()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和一个含氮碱基答案D解析DNA分子中除两端外，每个脱氧核糖均连接两个磷酸和一个含氮碱基。3

24、下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是()A基因一定位于染色体上B基因在染色体上呈线性排列C四种脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了基因的多样性和特异性D一条染色体上含有1个或2个DNA分子答案A解析基因是具有遗传效应的DNA片段，DNA不一定位于染色体上，因此基因不一定位于染色体上，故A错误；多个基因位于同一条染色体上，基因在染色体上呈线性排列，故B正确；不同基因中脱氧核苷酸的数目和排列顺序不同，基因具有多样性，而每一个基因中脱氧核苷酸的数目和排列顺序是特定的，因此基因又具有特异性，故C正确；没有复制的每条染色体上含有1个DNA分子，复制后的每条染色体上含有2条染色单体，每条

25、染色单体含有1个DNA分子，故D正确。4(2014山东，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()答案C解析双链DNA分子中，(AC)/(TG)一定等于1，A项错误；当一条链中存在(A1C1)/(T1G1)1时，其互补链中存在(A2C2)/(T2G2)(T1G1)/(A1C1)1，B项错误；在DNA分子中，存在(A1T1)/(G1C1)(A2T2)/(G2C2)(AT)/(GC)，C项正确、D项错误。5已知一条完全标记15N的DNA分子在只含14N的培养基中经n次复制

26、后，仅含14N的分子总数与含15N的DNA分子总数之比为71，则n是()A2 B3 C4 D5答案C解析该DNA分子经过n次复制后得到的DNA分子数为2n个，其中有两个DNA分子中各有一条链带有15N标记，故有(2n2)271，所以n4。6现将含有两对同源染色体且核DNA都已用32P标记的一个细胞，放在不含32P的培养基中培养，若该细胞连续进行4次有丝分裂，则含32P的子细胞数量最少和最多分别是(不考虑交叉互换)()A2,16 B2,8 C4,8 D4,16答案B解析复制前两对同源染色体含DNA分子4个，脱氧核苷酸链为8条，所以含有32P标记的脱氧核苷酸链为8条，最多进入到8个子细胞中，排除A

27、、D选项，最少可进入2个子细胞中，故选B项。7 DNA熔解温度(Tm)是使DNA双螺旋结构解开一半时所需要的温度，不同种类DNA的Tm值不同。如图表示DNA分子中GC含量(占全部碱基的比例)与Tm的关系。下列有关叙述，不正确的是()A一般地说，DNA分子的Tm值与GC含量呈正相关BTm值相同的DNA分子中GC的数量有可能不同C维持DNA双螺旋结构的主要化学键有磷酸二酯键和氢键DDNA分子中G与C之间的氢键总数比A与T之间多答案D解析分析图示，GC含量越高，则DNA熔解所需温度越高，所以A项正确；Tm值与DNA分子中GC含量有关，而不能说明GC的数量，B项正确；DNA两条链通过氢键相连，脱氧核苷

28、酸间通过磷酸二酯键连接成DNA单链，C项正确；G与C之间形成三个氢键，A与T之间形成两个氢键，但由于DNA分子中(AT)/(CG)比值不定，所以不能确定哪组碱基对间的氢键总数更多，D项错误。8某高等生物体细胞内的染色体数是8条，若染色体中的DNA全部用3H标记，将该体细胞放入普通的培养液中连续培养两代，在第二次有丝分裂中期，每个细胞中被标记的染色体数为()A2条 B4条 C8条 D16条答案C解析根据DNA分子半保留复制的特点，在第二次有丝分裂中期，一条染色体包括两条姐妹染色单体，其中一条染色单体上含有同位素标记，另一条上没有。9一mRNA上含有a个碱基，其中C、G之和为b，经过反转录得到一单

29、链DNA分子，利用该单链DNA得到n个双链DNA分子，合成这些双链DNA分子共需胸腺嘧啶脱氧核苷酸的个数为()A无法计算 B(n1)(ab)C2n(ab) Dn(ab)答案D解析mRNA含有a个碱基，其中C、G之和为b，则1个DNA分子中碱基总数为2a，GC2b，碱基T(2a2b)/2ab，合成n个双链DNA分子需要n(ab)个胸腺嘧啶脱氧核苷酸。10在果蝇精巢内的细胞中，由A、C、T三种碱基参与构成的核苷酸共有a种。其DNA分子结构稳定性最低的时期是细胞周期的b期。假如在精原细胞进行DNA分子复制之前，用放射性元素标记了其中一条染色体，分裂完成后含有放射性元素的子细胞是c。则a、b、c分别代表()A5、分裂间期、两个来自于同一个次级精母细胞形成的精细胞B5、分裂间期、两个来自于不同次级精母细胞形成的精细胞C3、分裂前期