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1、江苏专用版高考生物大一轮复习第6单元遗传的分子基础第18讲DNA的结构复制及基因的本质学案第18讲DNA的结构、复制及基因的本质江苏最新考纲1.DNA分子结构的主要特点(B)。2.DNA分子的复制(B)。考点一DNA分子的结构及相关计算(5年12考)1.图解DNA分子结构助学巧记巧记DNA分子结构的“五四三二一”2.DNA分子的特性1.真题重组判断正误(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)大肠杆菌细胞中只有A、T、C、G四种碱基(2012海南卷，5C)()(3)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，5C)

2、()(4)DNA的X光衍射实验证明了DNA是遗传物质。(2013全国卷，5C)()(5)DNA有氢键，RNA没有氢键(2013全国卷，1A)()以上内容主要源自教材必修2 P4750，把握DNA双螺旋结构模型构建历程及DNA双螺旋结构内涵是解题关键。2.(必修2 P49图311改编)下图为大肠杆菌DNA分子片段，分析并回答下列问题：(1)图中2是核糖还是脱氧核糖？_。1、2、3构成了一个完整的脱氧核苷酸分子，据图推测其中文名称是_。(2)图中的碱基对5和6是GC、AT还是AU？_。你的判断理由是什么？_。(3)每个DNA片段中有几个游离的磷酸基团？_。(4)图中a处为_键，用_酶可将其断裂，b

3、处为_键，该键形成时需_酶参与，其断裂时需用_酶。提示(1)脱氧核糖胞嘧啶脱氧核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸(2)AT5与6间有2个氢键，应为AT对，而不是GC对，而且DNA分子中无“U”(3)2个(4)氢解旋磷酸二酯DNA聚合酶或DNA连接限制性核酸内切DNA分子的结构及特点1.(2017海南卷，24)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

4、的DNA分子，后一比值等于1解析在双链DNA分子中，A、T之间形成2个氢键构成碱基对，G、C之间形成3个氢键构成碱基对，所以G、C对相对越多，DNA分子越稳定，B错误；又因AT、GC，所以只要是双链DNA分子(AC)/(GT)都恒等于1，A错误，D正确；单链DNA中，两个比值也可能相同，C错误。答案D2.(2017山东部分重点中学联考)下列有关DNA分子的叙述，正确的是()A.“噬菌体侵染细菌实验”证明DNA是主要的遗传物质B.一个含n个碱基的DNA分子，转录出的mRNA分子的碱基数量是n/2C.DNA的一条单链上相邻的碱基A与T之间通过氢键连接D.DNA分子互补配对的两条链中碱基序列一定不同

5、解析“噬菌体侵染细菌实验”只证明了DNA是遗传物质，A错误；一个含n个碱基的DNA分子，由于DNA中存在非编码区，故转录出的mRNA分子的碱基数量肯定小于n/2，B错误；DNA的一条单链上相邻的碱基A与T之间通过脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖连接，C错误；DNA分子互补配对的两条链中，碱基序列肯定不同，D正确。答案D(1)DNA分子的特异性是由碱基对的排列顺序决定的，而不是由配对方式决定的，配对方式只有四种：AT、CG、TA、GC。(2)DNA中并不是所有的脱氧核糖都连着两个磷酸基团，两条链各有一个3端的脱氧核糖连着一个磷酸基团(环状DNA分子除外)。(3)双螺旋结构并不是固定不变的，复制和转录过程

6、中会发生解旋。(4)在DNA分子中，A与T分子数相等，G与C分子数相等，但AT的量不一定等于GC的量，后者恰恰反映了DNA分子的特异性。(5)并非所有的DNA分子均具“双链”，有的DNA分子为单链。原核细胞及真核细胞细胞器中的DNA分子为“双链环状”。DNA分子结构相关计算【典例】 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()慧眼识图获取信息答案C“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律(1)在DNA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

7、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，而且由任一条链转录来的mRNA分子中(AU)/(GC)仍为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)【方法体验】1.下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是()A.某DNA分子有胸腺嘧啶312个，占总碱基比为26%，则该DNA上有鸟嘌呤288个B.若质粒含有2 000个碱基，则该分子同时含有2个游离的

8、磷酸基团C.某DNA分子含有500个碱基，可能的排列方式有4 500种D.某DNA分子内胞嘧啶占25%，则每条单链上的胞嘧啶占25%50%解析DNA分子上有胸腺嘧啶312个，则总碱基数为312/26%1 200，可推出该DNA分子上有鸟嘌呤(1 2003122)/2288，A正确；质粒是环状的DNA分子，不含游离的磷酸基团，B错误；含有500个碱基的DNA，可能的排列方式有4250种，C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%，D错。答案A2.(2017镇江一模)在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C，6个G，3个A，7个T，脱氧核糖和

9、磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则所搭建的DNA分子片段最长为多少碱基对()A.4 B.5C.6 D.7解析设能搭建的DNA分子含有n个碱基对，则每条链需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物的数目为2n1，共需(2n1)2个，已知脱氧核糖和磷酸之间的连接物有14个，则n4，所以只能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段。答案A3.(2017南京多校联考)DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基(设为X)变成了尿嘧啶，该DNA连续复制两次，得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为UA、AT、GC、CG，推测“X

10、”可能是()A.胸腺嘧啶 B.胞嘧啶C.腺嘌呤 D.胸腺嘧啶或腺嘌呤解析DNA分子的复制方式是半保留复制，即亲代双链分离后，每条单链均作为新链合成的模板.因此，复制完成时将有两个子代DNA分子，每个分子的核苷酸序列均与亲代分子相同，且每个子代DNA分子中，一条链来自亲代，另一条链为新合成的链。由4个子代DNA分子的碱基对可知该DNA分子经过诱变处理后，其中1条链上的碱基发生了突变，另一条链是正常的，所以得到的4个子代DNA分子中正常的DNA分子和异常的DNA分子各占，因此含有G与C、C与G的2个DNA分子是未发生突变的，这两个正常的DNA分子和亲代DNA分子的碱基组成是一致的，即亲代DNA分子

11、中的碱基组成是GC或CG，因此X可能是G或C。答案B考点二DNA分子的复制及基因的概念(5年13考)1.DNA分子的复制(1)概念、时间、场所(2)过程(3)特点过程：边解旋边复制方式：半保留复制(4)准确复制的原因和意义原因：DNA具有独特的双螺旋结构，为复制提供精确的模板，碱基互补配对原则，保证了复制能准确进行。意义：DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，保持了复制信息的连续性。助学巧记巧记DNA分子的复制的“二、二、三、四”2.观察下面的基因关系图，完善相关内容1.下列有关DNA结构及复制的叙述正确的是()A.DNA分子复制总是精确无误的，不会出现差错B.PCR与细胞中DNA分

12、子复制所需要的条件完全一致C.DNA分子一条链中相邻碱基通过脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖连接D.每个DNA分子中只有一个启动子，启动子是DNA复制的起点解析由于内外种种原因，DNA复制，会出现差错，A错误；PCR扩增DNA时需要耐高温的DNA聚合酶，需要加热到9095 变性，冷却到5560 退火，升温到7075 延伸，与体内复制所需温度不同，B错误；DNA分子一条链中相邻碱基通过脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖连接，C正确；启动子是RNA聚合酶结合点，是转录的起点，每个DNA有多个基因，每个DNA有多个启动子，D错误。答案C2.(2017盐城龙岗中学)某双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，

13、其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的比为()A.34%和16% B.34%和18%C.16%和34% D.32%和18%解析由“双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%”可知，一条链上G与C之和占该链碱基总数的34%，则A与T之和占该链碱基总数的66%，又已知“T与C分别占该链碱基总数的32%和18%”，则该链上A占34%、G占16%，故互补链上T和C分别占该链碱基总数的34%、16%。答案A1.DNA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，

14、DNA复制大多数都是双向进行的。如图所示为真核生物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。2.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，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分子中脱氧核苷酸链数2 n1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)

15、个 ；第n次复制需该脱氧核苷酸数m(2n2n1)m2n1个。【即学即练】1.(2017扬州高邮中学10月检测)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的培养基中连续复制4次。下列有关判断错误的是()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1个被15N标记的DNA分子在14N的培养基中连续复制4次，共得到2416个DNA分子。根据DNA半保留复制特点可知：这16个DNA分子中有2个DNA分子的一条链是15N，另一条链是14N，其余14个DNA分子的两

16、条链都是14N。由此可见，16个DNA分子都含14N(比例是100%)，含有15N的DNA分子数为2(占1/8)。根据有关公式可求出该DNA分子中含40个A，复制4次需A的数量(241)40600个。答案B2.在DNA复制开始时，将大肠杆菌放在含低剂量3H标记的脱氧胸苷(3HdT)的培养基中，3HdT可掺入正在复制的DNA分子中，使其带有放射性标记。几分钟后，将大肠杆菌转移到含高剂量3HdT 的培养基中培养一段时间。收集、裂解细胞，抽取其中的DNA进行放射性自显影检测，结果如图所示。据图可以作出的推测是()A.复制起始区在高放射性区域B.DNA复制为半保留复制C.DNA复制从起始点向两个方向延

17、伸D.DNA复制方向为ac解析根据放射性自显影结果可知，中间低放射性区域是复制开始时在含低剂量3H标记的脱氧胸苷(3HdT)的培养基中进行复制的结果，A错误；该实验不能证明DNA复制为半保留复制，B错误；两侧高放射性区域是将大肠杆菌转移到含高剂量3HdT的培养基中进行复制的结果，因此可判断DNA复制从起始点(中间)向两个方向延伸，C正确，D错误。答案C3.右图为真核细胞DNA复制过程。下列有关叙述错误的是()A.由图示得知，DNA分子复制的方式是半保留复制B.DNA解旋酶能使DNA双链解旋，且需要消耗ATPC.从图中可以看出合成两条子链的方向相反D.DNA在复制过程中先完成解旋，再复制解析DN

18、A的复制特点是边解旋边复制。答案D易错防范清零易错清零易错点1误认为DNA分子中“嘌呤一定等于嘧啶”点拨DNA分子一般为“双螺旋结构”，双链DNA中嘌呤等于嘧啶，但注意一条链中嘌呤不一定等于嘧啶，单链DNA分子中嘌呤也不一定等于嘧啶。易错点2误认为DNA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、原核细胞的拟核及质粒。易错点3混淆DNA复制、“剪切”与“水解”中的四种酶点拨(1)DNA聚合酶：需借助母链模板，依据碱基互补配对原则，将单个脱氧核苷酸连接成“链”；(2)DNA连接酶：将多个复制起点所复制出的“DNA片

19、段”“缝合”起来形成磷酸二酯键，即连接“片段”；(3)限制性核酸内切酶：用于切断DNA双链中主链上的“3，5磷酸二酯键”；(4)DNA水解酶：用于将DNA分子水解为脱氧核苷酸。易错点4DNA结构与复制解题时的5个“注意”点拨(1)注意不要将DNA分子中碱基对之间氢键的形成与断裂条件混淆，氢键可由解旋酶催化断裂，同时需要ATP供能，也可加热断裂(体外)；而氢键是自动形成的，不需要酶和能量。(2)注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，但后者只包括第n次的复制。(3)注意碱基的单位是“对”还是“个”。(4)注意在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的

20、DNA分子都只有两个。(5)注意看清试题中问的是“DNA分子数”还是“链数”，是“含”还是“只含”等关键词，以免掉进陷阱。 纠错小练1.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B.DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基C.DNA分子两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对D.DNA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绝大多数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分子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，因此两

21、条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对，C正确；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。答案C2.(多选)如图所示为DNA复制的较为详细的图解，据图分析，下列相关叙述，错误的是() A.在解旋酶和DNA聚合酶的催化下，DNA复制可顺利进行B.在DNA复制的过程中，可能会出现尿嘧啶与腺嘌呤互补配对现象C.图示DNA复制的特点有边解旋边复制以及半保留复制等D.复制完成后，前导链和随后链所在单链碱基排列顺序相同解析从图示信息可知，DNA复制需要拓扑异构酶、解旋酶、引物合成酶、聚合酶I和等多种酶的催化，A错误；在DNA复制过程中，RNA引物能与模板链互补形成杂交链，该杂交链中可能含

22、有碱基对AU，B正确；从图中信息可知，DNA复制的特点有边解旋边复制和半保留复制等，C正确；从图中信息可知，前导链和随后链都是新合成的子链，而两条子链上碱基是互补的，D错误。答案AD3.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，正确的是()A.DNA第二次复制产生的子代DNA有、两种类型，比例为13B.DNA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

23、的数目是(2n1) D.复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链数为2(n1)2解析DNA分子具有半保留复制的特点，将一个不含放射性同位素32P标记的大肠杆菌放在含有32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养，复制两次后，会形成4个DNA分子，、两种类型各2个，比例为11，A错误；真核生物在进行有性生殖时，核基因遵循基因的分离定律，原核生物大肠杆菌的基因在二分裂过程中，不遵循基因的分离定律，B错误；DNA共含有m个碱基，其中有a个胸腺嘧啶，则1个DNA分子含有胞嘧啶的数目是(m2a)/2，复制n次需要胞嘧啶的数目是(2n1)(m2a)/2，C错误；该大肠杆菌复制n次，共形成2n个DNA分子，放射性

24、脱氧核苷酸单链数为2(n1)2，D正确。答案D课堂小结思维导图晨读必背1.DNA分子两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。2.科学家运用同位素标记技术，采用假说一演绎法，证实了DNA以半保留方式复制。3.DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。4.DNA复制具有边解旋边复制、半保留复制的特点，主要发生在细胞核中，需要有模板、原料、酶和能量。5.DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶参与。6.基因是有遗传效应的DNA片段，其主要载体是染色体，线粒体和叶绿体中也存在基因。随堂真题演练1.(2012江苏卷，12)如下图为真核生物染色

25、体上DNA分子复制过程示意图，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速率解析从图中能看出有多个复制起点，但不能看出是同时的，A错误；图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的；真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等参与。答案A2.(2016江苏卷，18)近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中

26、20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割(如图)。下列相关叙述错误的是()A.Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成B.向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则C.向导RNA可在逆转录酶催化下合成D.若链剪切点附近序列为TCCACAATC则相应的识别序列为UCCACAAUC解析蛋白质由相应基因指导在核糖体中合成，A正确；向导RNA中双链间遵循碱基互补配对原则，B正确；向导RNA可通过转录形成，逆转录酶以RNA为模板合成DNA，C错误；由于链与识别序列的互补序列互补，故两链碱基相同，只是其中T与U互换，D正确。答案C3.(2015江苏卷，33)荧光原位杂交可用荧光标记的特异DNA

27、片段为探针，与染色体上对应的DNA片段结合，从而将特定的基因在染色体上定位。请回答下列问题：(1)DNA荧光探针的制备过程如图1所示，DNA酶随机切开了核苷酸之间的_键从而产生切口，随后在DNA聚合酶作用下，以荧光标记的_为原料，合成荧光标记的DNA探针。(2)图2表示探针与待测基因结合的原理。先将探针与染色体共同煮沸，使DNA双链中_键断裂，形成单链。随后在降温复性过程中，探针的碱基按照_原则，与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子。图中两条姐妹染色单体中最多可有_条荧光标记的DNA片段。(3)A、B、C分别代表不同来源的一个染色体组，已知AA和BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记

28、。若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交，则其F1有丝分裂中期的细胞中可观察到_个荧光点；在减数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到_个荧光点。解析(1)由图1所知，DNA酶使DNA链断裂，即作用于相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键；DNA探针的本质是荧光标记的DNA片段，合成原料为脱氧核苷酸。(2)通过热变性，使DNA碱基对之间的氢键断裂，复性时能重新形成氢键，并且遵循碱基互补配对原则，形成杂交DNA分子。两条姐妹染色单体，含有四条模板链，可与四个被标记的DNA探针结合形成4个荧光标记的杂交DNA分子。(3)植物甲(AABB)形成的配子染色体组成为AB与植物乙(AACC)的配子AC，受

29、精后合子染色体组成为AABC，又由于 AA 和 BB 中各有一对同源染色体可被荧光探针标记，则AABC将会有3条染色体被标记，6条染色单体，可以观察到6个荧光点。AABC减数分裂时，AA两个染色体组可以正常联会，并且同源染色体分离，减数第一次分裂形成的两个子细胞分别获得一个A染色体组，而B染色体组内的没有同源染色体存在，B中的染色体随机进入两个子细胞中，因此其中一个子细胞含有A和B染色体组内2条能被标记的染色体，标记4条染色单体，可以看到4个荧光点；另一子细胞只含有A中1条能被标记的染色体，2条染色单体，可以观察到2个荧光点。答案(1)磷酸二酯脱氧核苷酸(2)氢碱基互补配对4(3)62和4课后作业 (时间：30分钟满分：100分)一、单项选择题1.将一个不含有放射性同位素标记的大肠杆菌(其拟核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液中，培养一段时间后，检测到如下图、两种类型的DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)。下列有关该实验结果的分析正确的是()A.该拟核DNA分子中每个脱氧核糖都与2分子磷酸基团相连B.第二次复制产生的子代DNA分子中、两种类型的比例为13C.复制n次需要胞嘧啶的数目是(2n1)(ma)/2D.复制n次形成的含放射性脱氧核苷酸单链数为2n2解析由于拟核DNA分子是环状的，所以每个脱氧核糖