版新高考生物 第六单元 遗传的物质基础 第18讲 DNA分子的结构复制及基因的本质学案 新人教版doc.docx

1、版新高考生物 第六单元 遗传的物质基础 第18讲 DNA分子的结构复制及基因的本质学案 新人教版doc第18讲DNA分子的结构、复制及基因的本质考点1DNA分子的结构1DNA分子的结构层次助学巧记利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子的结构2DNA分子的结构特点(必修2 P58 “科学技术社会”、P60“思维拓展”改编)DNA指纹图谱法的基本操作：从生物样品中提出DNA(DNA一般都有部分的降解)，可运用_扩增出DNA片段或完整的基因组DNA，然后将扩增出的DNA用合适的_切割成DNA片段，利用电泳技术将这些片段按大小分开后，转移至尼龙滤膜上，然后将已标记的DNA探针与膜上具有_序列的D

2、NA片段杂交，用放射自显影便可获得DNA指纹图谱。答案：PCR技术限制酶互补碱基【真题例证体验】(2017高考海南卷)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)/(GT)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：选D。由于双链DNA分子中碱基A的数目等于T的数目，G的数目等于C的数目，故(AC)/(GT)为恒值1，A错误；碱基对A和T含2个氢键，C和G含3个氢键，(

3、GC)数目越多，氢键数越多，双链DNA分子的稳定性越高，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；经半保留复制得到的DNA分子，是双链DNA，故(AC)/(GT)1，D正确。【考法纵览诊断】(1)细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和2017海南卷，23C()(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全国卷，T5C()(3)DNA有氢键，RNA没有氢键2013全国卷，T1A()【长句应答特训】根据DNA分子的结构图，回答下列问题：(1)基本单位：_。由磷酸、脱氧核糖、含氮碱基组成，三者之间

4、的数量关系为_。每个DNA片段中，含_个游离的磷酸基团。(2)水解产物：DNA的初步水解产物是_，彻底水解产物是_。(3)DNA分子中存在的化学键：氢键：碱基对之间的化学键，可用_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_处理可切割，用_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_。若n个碱基对中，A有m个，则氢键数为_。(5)DNA分子的多样性与其空间结构_(填“有关”或“无关”)，其多样性的原因是_。(6)DNA分子的结构具有稳定性的原因是_。答案：(1)脱氧核苷酸1112(2)脱氧核苷酸磷酸、脱氧核糖和含氮碱基(3)解旋酶限制性核酸内切酶D

5、NA连接酶(4)2n3n3nm(5)无关不同DNA分子中碱基的排列顺序是千变万化的(6)外侧的脱氧核糖和磷酸交替排列的方式稳定不变，内侧碱基配对方式稳定不变1DNA分子结构的三个热考点(1)DNA在DNA酶作用下能够水解生成4种脱氧核苷酸；脱氧核苷酸彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。(2)相邻的碱基在DNA分子的一条单链中通过脱氧核糖磷酸脱氧核糖相连接，在DNA的双链之间通过氢键相连接。(3)不是所有的脱氧核糖都连接着两个磷酸基团，两条链各有一个3端的脱氧核糖连接着一个磷酸基团；DNA分子链的方向是从磷酸基到脱氧核糖，两条链反向平行。2“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量(1)在D

6、NA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即AGTC。(2)“互补碱基之和”的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即若在一条链中m，在互补链及整个DNA分子中m(注：不同DNA分子中m值可不同，显示特异性)。(3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA一条链中a，则在其互补链中，而在整个DNA分子中1(注：不同双链DNA分子中非互补碱基之和的比均为1，无特异性)。DNA分子的结构及特点生命观念1(2020河北定州中学开学考试)下图表示一个DNA分子的片段，下列有关叙述正确的是()A代表的物质中储存着遗传信息B不同生物的DNA分子中的种类无特异性C转录时该

7、片段的两条链都可作为模板链DDNA分子中A与T碱基对的含量越高，其结构越稳定答案：B2(2020陕西西安高三月考)20世纪50年代初，查哥夫对多种生物的DNA做了碱基定量分析，发现(AT)/(CG)的值如下表。结合所学知识，你认为能得出的结论是()DNA来源大肠杆菌小麦鼠猪肝猪胸腺猪脾(AT)/(CG)1.011.211.211.431.431.43A猪的DNA结构比大肠杆菌的DNA结构更稳定一些B小麦和鼠的DNA所携带的遗传信息相同C小麦的DNA中(AT)的数量是鼠的DNA中(CG)数量的1.21倍D同一生物不同组织的DNA碱基组成相同答案：DDNA分子结构的相关计算科学思维3(2020山东

8、淄博高三月考)下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是()A某DNA分子含有500个碱基，可能的排列方式有4500种B若质粒含有2 000个碱基，则该分子同时含有2个游离的磷酸基团C某DNA分子内胞嘧啶占25%，则每条单链上的胞嘧啶占25%50%D某DNA分子上有胸腺嘧啶312个，占总碱基的26%，则该DNA分子上有鸟嘌呤288个解析：选D。某DNA分子含有500个碱基，则可能的排列方式有4250种，A错误；质粒是环状DNA分子，其中不含游离的磷酸基团，B错误；某DNA分子内胞嘧啶占25%，则每条单链上的胞嘧啶占0%50%，C错误；某DNA分子上有胸腺嘧啶312个，占总碱基的26%，则该DN

9、A分子上碱基总数为31226%1 200个，根据碱基互补配对原则，该DNA分子中有鸟嘌呤1 200(50%26%)288个，D正确。4(2020黑龙江牡丹江高三开学摸底)从某生物组织中提取DNA进行分析，其中鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的46%，又知该DNA分子的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤，24%是胞嘧啶，则与H链相对应的另一条链中，腺嘌呤、胞嘧啶分别占该链全部碱基数的()A26%、22%B24%、28%C14%、11% D11%、14%解析：选A。已知DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基总数的46%，即CG46%，则CG23%、AT50%23%27%。又已知该DNA的一条

10、链所含的碱基中28%是腺嘌呤，24%是胞嘧啶，即A128%、C124%，根据碱基互补配对原则，A(A1A2)2，C(C1C2)2，则A226%，C222%。解答有关碱基计算题的“三步曲”考点2DNA分子的复制1DNA复制的假说与证据2DNA分子的复制【真题例证体验】(高考全国卷)某种物质可插入DNA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：选C。DNA分子的复制和转录都需要在DNA双

11、链解开后才能进行，A、B项正确；DNA分子的复制发生在细胞周期中的分裂间期，若DNA双链不能解开，细胞周期将被阻断在分裂间期而不是中期，C项错误；癌细胞具有无限增殖的能力，该物质能阻断DNA分子的复制，故能抑制癌细胞的增殖，D项正确。【考法纵览诊断】(1)用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，注入真核细胞，可用于研究DNA复制的场所2019天津卷，T1A()(2)有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期，都进行1次染色质DNA的复制2016浙江卷，T3A()【长句应答特训】下图是DNA复制的有关图示，ABC表示大肠杆菌的DNA复制。DEFG表示哺乳动物的DNA分子复制。图中黑点表示复制起始点，“”表示

12、复制过程。请回答下列问题：(1)若A中含48 502个碱基对，而子链延伸速度是105个碱基对/min，如果是单起点单向复制，则此DNA分子复制完成需约30 s，而实际上只需约16 s。根据AC图分析，是因为_。(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2 m之长，若按AC的方式复制，至少需要8 h，而实际上只需要2 h左右。据DG图分析，是因为_。(3)AG均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明_的。(4)C与A相同，G与D相同，C、G能被如此准确地复制出来，是因为_。答案：(1)复制是双向进行的(2)从多个起始点同时进行复制(3)DNA分子复制是边解旋边复制(4)DNA分子独特的双螺旋结构为复

13、制提供精确的模板；碱基互补配对原则保证了DNA分子复制能准确无误地完成1DNA复制的类型在真核生物中，DNA复制一般是多起点复制。在原核生物中，DNA复制一般是一个起点。无论是真核生物还是原核生物，DNA复制大多数都是双向进行的。下图所示为真核生物DNA的多起点、双向复制：图中显示多起点复制，但多起点并非同时进行，其意义在于提高复制速率。2DNA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，则有：(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)脱氧核苷酸链数子代DNA分子中脱氧核

14、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m(2n1)个；第n次复制需要该脱氧核苷酸数m(2n2n1)m2n1个。DNA分子复制的过程及特点生命观念、科学探究1(2020青岛模拟)下图所示为某DNA复制过程的部分图解，其中rep蛋白具有解旋的功能。下列相关叙述错误的是()Arep蛋白可破坏A与C、T与G之间形成的氢键BDNA结合蛋白可能具有防止DNA单链重新形成双链的作用CDNA复制具有边解旋边复制和半保留复制的特点D随从链之间的缺口需要DNA连接酶将其补齐

15、解析：选A。rep蛋白具有解旋功能，破坏的是A与T、G与C之间的氢键；从题图中可看出有了DNA结合蛋白后，碱基对之间不能再形成氢键，可以防止DNA单链重新形成双链；DNA连接酶可以将随从链之间的缺口通过磷酸二酯键连接，从而形成完整的单链。2(2020长沙高三模拟)右图为DNA复制可能的两种方式，甲组实验用15N(无半衰期)标记细菌的DNA后，将细菌放在只含14N的培养基中繁殖一代，提取子代细菌的DNA进行离心分析；乙组实验用甲组培养的子代细菌放在只含14N的培养基中繁殖一代，提取子代细菌的DNA进行离心分析。下列有关甲、乙两组实验结果与结论的分析，正确的是()A只分析甲组离心管中条带的数量与位

16、置可确定复制方式B只分析甲组离心管中放射性分布的位置可确定复制方式C只分析乙组离心管中条带的数量可确定复制方式D只分析乙组离心管中放射性分布的位置可确定复制方式解析：选A。甲组实验中亲代DNA都用15N标记，在离心管中处于重带，在含14N的培养液中繁殖一代，若DNA的复制方式为半保留复制，合成的DNA的两条链的标记情况为15N14N，在离心管中全处于中带，若是全保留复制，合成的DNA的两条链的标记情况为15N15N、14N14N，且数量相同，在离心管中的位置分别为重带、轻带，宽度相同，A正确；乙组实验无论是半保留还是全保留复制，离心管中的条带都是两条，C错误；15N无放射性，无法通过观察放射性

17、来判断复制方式，B、D错误。DNA分子复制的相关计算科学思维3(不定项)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培养基中连续复制4次，其结果可能是()A含有14N的DNA占100%B复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸640个C含15N的链占1/8D子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是11解析：选AD。在14N培养基中连续复制4次，得到2416个DNA分子，32条链，其中含14N的DNA分子占100%，含15N的链有2条，占1/16，A项正确，C项错误；根据已知条件，每个DNA分子中腺嘌呤脱氧核苷酸有(1002602)/240个，复制过程中消耗的腺嘌呤脱氧核苷

18、酸为40(241)600个，B项错误；每个DNA分子中嘌呤数和嘧啶数相等，两者之比是11，D项正确。4(不定项)将一个不含放射性同位素32P标记的大肠杆菌(拟核DNA呈环状，共含有m个碱基，其中有a个胸腺嘧啶)放在含有32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间，检测到如图、两种类型的DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)。下列有关该实验的结果预测与分析，不正确的是()ADNA第二次复制产生的子代DNA有、两种类型，比例为13BDNA复制后分配到两个子细胞时，其上的基因遵循基因分离定律C复制n次需要胞嘧啶的数目是(2n1)(ma)/2个D复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链为2n12

19、条答案：ABCDNA复制与细胞分裂的关系科学思维5(2019浙江4月选考)在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色，发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是()A1/2的染色体荧光被抑制B1/4的染色单体发出明亮荧光C全部DNA分子被BrdU标记D3/4的DNA单链被BrdU标记解析：选D。根据DNA的半保留复制特点，

20、第一次有丝分裂结束后，细胞中的DNA全部为一条链含有BrdU，一条链不含；第二次有丝分裂结束，子代所有DNA中有一半DNA的两条链均含BrdU，有一半DNA只有一条链含有BrdU；第三次有丝分裂中期，有1/2的染色体两条染色单体中的DNA双链均含BrdU(即被染色后无明亮荧光)，有1/2的染色体一条染色单体中的DNA一条链含BrdU(被染色后有明亮荧光)，另一条染色单体中DNA双链均含BrdU(被染色后无明亮荧光)。因此在第三次有丝分裂中期，1/2的染色体荧光被抑制，A正确；有1/4的染色单体发出明亮荧光，B正确；全部DNA分子被BrdU标记，C正确；7/8的DNA单链被BrdU标记，D错误。

21、6若用32P标记人的“类胚胎干细胞”的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养液中培养，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中期是46条和46条、后期是92条和46条B中期是46条和46条、后期是92条和92条C中期是46条和23条、后期是92条和23条D中期是46条和23条、后期是46条和23条解析：选A。有丝分裂中期、后期染色体条数的分析：“类胚胎干细胞”来自人体，人体的一个正常细胞中含有染色体条数为46条，有丝分裂中期染色体条数与体细胞相同(46条)，后期染色体条数加倍(92条)，故无论经过几次分裂，在有丝分裂中期染色体条数

22、都是46条，后期染色体条数都是92条。有丝分裂中期、后期被32P标记的染色体条数的分析：以1个DNA分子为例，双链被32P标记，转入不含32P的培养液中培养，由于DNA具有半保留复制的特点，第一次有丝分裂完成时，每个DNA分子中都有1条链被32P标记；第二次有丝分裂完成时，只有1/2的DNA分子被32P标记，故第二次细胞分裂后期，被32P标记的染色体条数是46条。有丝分裂中期时，染色单体没有分开，而这2条没有分开的染色单体中，其中一条被32P标记，导致整条染色体也被32P标记，故第二次细胞分裂中期的细胞中被32P标记的细胞有46条。考点3基因是有遗传效应的DNA片段染色体、DNA及基因之间的关

23、系1下面关于基因的理解，正确的是()A控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的DNA上(2015全国卷，T1D)B编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链(2015重庆卷，T5D)C真核生物基因具有以下特点：携带遗传信息；能转运氨基酸；能与核糖体结合；能转录产生RNA；可能发生碱基对的增添、缺失或替换(2014海南卷，T21改编)D线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成(2013全国卷，T1D)答案：D2(2020石家庄模拟)下图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，下列有关叙述正确的是()AR基因中的全部脱氧核苷酸序列都能编码蛋白质BR、S、N、O互为非等位基因C果蝇的每个基因都是由成百上千个

24、核糖核苷酸组成的D每个基因中有一个碱基对的替换，都会引起生物性状的改变答案：B易误警示易错点1误认为DNA分子都是双链结构或认为DNA分子中嘌呤一定等于嘧啶或认为嘌呤嘧啶时一定为双链DNA分子点拨DNA分子一般为“双螺旋结构”，但也有些DNA分子呈“单链”结构，在此类DNA分子中嘌呤与嘧啶可能相等也可能不相等。由此可见，双链DNA分子中嘌呤“AG”固然等于“TC”或(AC)/(TG)1，但存在该等量或比例关系时，未必一定是双链DNA分子。易错点2误认为DNA分子复制“只发生于”细胞核中点拨细胞生物中凡存在DNA分子的场所均可进行DNA分子的复制，其场所除细胞核外，还包括叶绿体、线粒体、原核细胞

25、的拟核及质粒。需特别注意的是，DNA病毒虽有DNA分子，但其不能独立完成DNA分子的复制病毒的DNA复制必须借助寄主细胞完成，在其DNA分子复制时，病毒只提供“模板链”，其他条件(包括场所、原料、酶、能量)均由寄主细胞提供。易错点3对DNA复制过程中“第n次”还是“n次”复制所需某种碱基数量的计算原理不清点拨第n次复制是所有DNA只复制第n次所需碱基数目；n次复制是指由原来的DNA分子复制n次所需碱基数目。易错点4误认为染色体是基因的唯一载体点拨(1)真核细胞中的线粒体和叶绿体也是基因的载体。(2)原核细胞无染色体，拟核中的DNA分子和质粒DNA均是裸露的。易错点5混淆基因、DNA与染色体的关

26、系点拨纠错体验1下列有关DNA复制的叙述，错误的是()A有丝分裂和减数分裂过程中均可以进行BDNA解旋之后复制随之开始CDNA复制后每个新DNA分子含一条母链和一条新子链DDNA复制可以发生在细胞核和细胞质中答案：B2下列关于DNA的叙述，正确的有()碱基互补配对原则是DNA精确复制的保障之一DNA复制时一定需要解旋酶的参与DNA分子的特异性是指脱氧核苷酸序列的千变万化嘌呤碱基与嘧啶碱基的配对保证了DNA分子空间结构的相对稳定在细菌的一个完整质粒中含有两个游离的磷酸基团A0项 B1项C2项 D3项答案：C3下列关于DNA的计算中，正确的是()A具有1 000个碱基对的DNA，腺嘌呤有600个，

27、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2n1m个胸腺嘧啶D无论是双链DNA还是单链DNA，AG所占的比例均是1/2答案：C4(不定项)下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是()A在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸基和一个碱基B基因一般是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因C一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的D染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个DNA分子解析：选AD。在DNA分子

28、结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是两个磷酸基和一个碱基，A错误；1条染色体上含有1个或2个DNA分子，D错误。1(2020湖南衡阳八中月考)用卡片构建DNA平面结构模型，所提供的卡片类型和数量如下表所示，以下说法正确的是()卡片类型脱氧核糖磷酸碱基ATGC卡片数量10102332A最多可构建4种脱氧核苷酸，5个脱氧核苷酸对B构成的双链DNA片段最多有10个氢键CDNA中每个脱氧核糖均与1个磷酸相连D最多可构建44种不同碱基序列的DNA解析：选B。据表格数据可知，代表脱氧核糖、磷酸和含氮碱基的卡片数分别都是10，所以最多可构建10个脱氧核苷酸，根据碱基种类可推知最多能构建4种脱氧核苷酸，4个脱氧核苷酸对，A错误；构成的双链DNA片段中最多包含2个AT碱基对和2个GC碱基对，所以最多可含有氢键222310个，B正确；DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是2个磷酸，但是两端各有1个脱氧核糖只连接1个磷酸，C错误；碱基序列要达到44种，每种碱基对的数量至少要有4对，D错误。2(2018高考海南卷)现有DNA分子的两条单链均只含有14N(表示为14N14N)的大肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代，再转到含有14N的培养