1、第2、3、4节DNA 分子的结构、DNA 的复制及基因是有遗传效应的DNA 片段一、DNA 的结构沃森和克里克1DNA 双螺旋结构模型的构建者：_。2DNA 的基本单位：_ 。脱氧核苷酸腺嘌呤胞嘧啶3空间结构：(1)两条脱氧核苷酸长链按_ 方式盘旋成双螺旋结构反向平行碱基氢键碱基互补配对原则(2)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；_排列在内侧(3)DNA两条链上的碱基通过 _ 相 连 接 并 按 照_形成碱基对；互补配对原则为：A 与 T配对；G 与 C 配对。多样性4DNA 的特性：稳定性、_、特异性。1假说与证据二、DNA 的复制沃森和克里克的假说：半保留复
2、制实验材料 材料：大肠杆菌及方法方法：放射性同位素标记法结论：DNA 复制是以半保留方式进行间期间期半保留复制2DNA 分子的复制：解旋螺旋双链脱氧核苷酸DNA 聚合酶碱基互补配对遗传效应排列顺序线性DNA三、基因是有遗传效应的 DNA 片段1基因的实质：基因是有_的 DNA 片段。2基因与 DNA 的关系：一个 DNA 分子上有许多基因。3基因与遗传信息：基因中脱氧核苷酸的_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_排列。5生物体多样性和特异性的物质基础是_分子的多样性和特异性。判断正误1DNA 有氢键，RNA 没有氢键。()2HIV 的遗传
3、物质水解产生 4 种脱氧核苷酸。()3DNA 单链上相邻碱基以氢键相连。()4磷酸与脱氧核糖交替连接构成 DNA 链的基本骨架。()5沃森和克里克提出的 DNA 双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数。()答案：1.2.3.4.5.考点一DNA 分子的结构及基因1结构层次：2DNA 分子的结构模式图解读：图 1图 2(1)由图 1 可解读以下信息：(2)图 2 是图 1 的简化形式，其中是磷酸二酯键，是氢键。解旋酶作用于部位，限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶作用于部位。(3)综合分析，可获得以下信息：DNA 分子具有多样性：若一段 DNA 分子由 n 个碱基对组成，每一位置都有 A、T、C、G 四种
4、可能性，则共有4n 种碱基排列顺序。DNA 分子具有特异性：每个 DNA 分子都有其特定的碱基排列顺序，蕴藏着特定的遗传信息。DNA 分子具有稳定性DNA 分子中磷酸与脱氧核糖交替连接方式不变两条链间碱基互补配对方式不变DNA 分子结构的“五、四、三、二、一”3双链 DNA 分子中碱基的计算规律：(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碱基总数的 50%，即嘌呤之和嘧啶之和总碱基数50%，AGTCACTG(ATCG)50%，AGTCAC1。TG(3)在双链 DNA 分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个 DNA 分子中都相等。设在双链 DNA
5、分子中的一条链上 A1T1n%，因为 A1T2，A2T1，则：A1T1A2T2n%。所以 ATA1A2T1T2n%n%2n%。简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。4基因的本质：并非所有的 DNA 分子都遵循碱基互补配对原则(1)双链 DNA 分子中嘌呤数嘧啶数，遵循碱基互补配对原则。(2)单链 DNA 分子中不遵循碱基互补配对原则，嘌呤数和嘧啶数不一定相等。有关碱基计算的“三步曲”高考探究 考向1DNA 的基本组成单位脱氧核苷酸例1由 1 分子的磷酸、碱基 m 和化合物 a 构成了化合物 b，如下图所示。下列相关叙述中正确的是()A若 m 为胸腺嘧啶，则 b 可能为核糖核苷酸B
6、组成 DNA 的 m 和 b 分别有 4 种、4 种C若 ATP 水解可形成 b，则 a 为脱氧糖核D若 a 为核糖，则 b 是 DNA 的基本单位解析图中a 为五碳糖，m 为含氮碱基，b 为核苷酸。若m为胸腺嘧啶，则b 为胸腺嘧啶脱氧核苷酸；组成DNA 的m 碱基有4 种，组成 DNA 的 b 脱氧核苷酸有4 种。DNA 中的五碳糖为脱氧核糖。ATP 水解形成的b 为腺嘌呤核糖核苷酸，a 为核糖。若 a 为核糖，则b 是核糖核苷酸，是构成RNA 的基本单位。答案B考向2DNA 分子的结构例2(2015 年上海卷)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
7、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C3 和 2 个钉B2 和 3 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 之间最好钉两个图钉，C 与G 之间最好钉 3 个图钉。答案选 B。答案B考向 3 双链 DNA 分子中碱基的计算规律 例 3(2014 年山东卷)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(ABCD解析DNA 分子中(AC)/(T
8、G)应始终等于 1；一条单链中(AC)/(TG)与其互补链中(AC)/(TG)互为倒数，一条单链中(AC)/(TG)0.5 时，互补链中(AC)/(TG)2；一条单链中(AT)/(GC)与其互补链中(AT)/(GC)及 DNA分子中(AT)/(GC)都相等。答案C【考点练透】1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核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：A2(2016 年广东广州模拟)下列对果蝇某基因的叙述，正确的是()A在复制时，不会出现差错B一
9、条脱氧核苷酸链中，相邻的 A、T 碱基均以氢键连接C全部碱基中，若 C 占 30%，则 A 占 20%D转录出的 mRNA 只能指导一条肽链的合成解析：DNA 分子在复制时可能会出现差错，A 错误；一条脱氧核苷酸链中，相邻的 A、T 碱基以“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连接，B 错误；由于双链 DNA 分子中，A 与 T配对、G 与C 配对，因此 ACTG50%，如果C 占30%，则A 占20%，C 正确；一条mRNA 可以合成多条肽链，D 错误。答案：C考点二DNA 分子的复制1生物体中 DNA 分子复制的场所：真核生物：细胞核(主要场所)、叶绿体、线粒体原核生物：拟核、细胞质(如质粒中 DNA
10、的复制)DNA 病毒：宿主细胞内2时间：发生于细胞分裂或病毒增殖时，真核生物 DNA复制发生于有丝分裂间期及减数分裂的第一次分裂的间期。机理碱基互补配对原则条件模板亲代 DNA 的两条链原料4 种游离的脱氧核苷酸能量ATP酶DNA 解旋酶、DNA 聚合酶等特点半保留复制；边解旋边复制；多复制起点结果1 个 DNA 分子形成两个完全相同的子代 DNA 分子，新合成的每个 DNA 分子中，都保留了原来 DNA 分子中的一条链意义遗传信息的传递，使物种保持相对稳定和延续3.DNA 分子的复制：4.与 DNA 复制相关的计算：(1)子代 DNA 分子数：2n 个。无论复制多少次，含 15N 的 DNA
11、 分子始终是 2 个。含 14N 的有 2n 个，只含 14N 的有(2n2)个，做题时应看准是“含”还是“只含”。(2)子代DNA分子的总链数：2n22n+1条。无论复制多少次，含 15N 的链始终是 2 条。做题时应看准是“DNA 分子数”还是“链数”。含 14N 的链数是(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，则经过 n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸为 m(2n1)个。若进行第 n 次复制，则需消耗该脱氧核苷酸数为 m2n1个。巧借模式图解答与 DNA 复制有关问题学会画DNA 分子半保留复制图解有助于理解DNA 的相关计算规律，如下
12、图所示：高考探究 考向 1 DNA 复制的过程及特点例 1(2014 年上海卷)某亲本 DNA 分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的 DNA 子链，以黑色表示第二次复制出的 DNA 子链，该亲本双链 DNA 分子连续复制两次后的产物是()ABCD解析亲代 DNA 双链用白色表示，DNA 复制方式是半保留复制，因此复制一次后得到的两个 DNA 分子只含有白色和灰色，而第二次复制得到的四个 DNA 分子以这两个 DNA 分子的四条链为模板合成的四个 DNA 分子中，都含有黑色的 DNA子链。答案D考向 2 DNA 复制过程中的相关计算例 2(2015 年上海卷)若 N 个双链 DNA 分
13、子在第 i 轮复制结束后，某一复制产物分子一条链上的某个 C 突变为 T，这样在随后的各轮复制结束时，突变位点为 AT 碱基对的双链 DNA分子数与总 DNA 分子数的比例始终为()解析N 个 DNA 分子第i 轮复制结束后，得到的DNA 分子数为 N2i，在此基础上复制一次得到的DNA 分子的总数为N2i1，其中以变异的DNA 分子为模板复制一次，得到一个变异的DNA 分子和一个正常的DNA 分子，由此可推知突变位点为 AT 碱基对的双链DNA 分子数与总DNA 分子数的比例1/(N2i1)。答案C考向 3 DNA 复制与细胞分裂综合考查例 3(2016 年新课标卷)某种物质可插入 DNA
14、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该物质可插入 DNA 分子两条链的碱基对之间，使DNA 双链不能解开，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【考点练透】3下图为真核细胞 DNA 复制过程示意。据图分析，
15、下列相关叙述中错误的是()A由图示得知，子链是沿着一定方向延伸的B合成两条子链时，DNA 聚合酶移动的方向是相反的C细胞内的 DNA 复制场所有细胞核、叶绿体、线粒体D解旋需解旋酶及 DNA 聚合酶的催化，且需要消耗 ATP解析：由题图可知，A、B 正确；细胞内的 DNA 分布在细胞核、线粒体和叶绿体中，这三个结构都可以进行 DNA 复制；解旋不需要 DNA 聚合酶参与。答案：D4细菌在 15N 培养基中繁殖数代后，使细菌 DNA 的含氮碱基皆含有 15N，然后再移入 14N 培养基中培养，抽取亲代及子代的 DNA 经高速离心分离，下图为可能的结果，下列叙述错误的是()(导学号 5713004
16、7)A子一代 DNA 应为C子三代 DNA 应为B子二代 DNA 应为D亲代的 DNA 应为解析：DNA 复制的特点是半保留复制，形成的子一代DNA应为；子二代 DNA 应为；子三代 DNA 应为；亲代的DNA 应为。答案：C5一个双链均被 32P 标记的 DNA 由 5000 个碱基对组成，其中腺嘌呤占 20%，将其置于只含 31P 的环境中复制 3 次。下列叙述不正确的是()A该 DNA 分子中含有氢键的数目为 1.3104 个B复制过程需要 2.4104 个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸C子代 DNA 分子中含 32P 的单链与含 31P 的单链之比为17D子代 DNA 分子中含 32P 与只含
17、 31P 的 DNA 分子数之比为 13解析：据DNA 分子中的A占30%，可知T 占30%，C 占20%，G 占20%，当其中的G 全部被7-乙基化后，新复制的两个DNA 分子中如果一个DNA 分子中的T 占总数的45%，则另一个DNA 分子中的T 占35%，但G 的比例不变。答案：B1下图为真核生物染色体上 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效率解析：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
18、一定是同时开始的。答案：A2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 15N 的精子数占()B1/8D1/2A1/16C1/4答案：D35-BrU(5-溴尿嘧啶)既可以与 A 配对，又可以与 C 配对。将一个正常的有分裂能力的细胞，接种到含有 A、G、C、T、5-BrU 五种核苷酸的适宜培养基上，至少需要经过几次复制后，才能实现细胞中某 DNA 分子某位点上碱基对从 TA 到 GC的替换()(导学号 57130048)A2 次B3 次C4 次D5 次解析：设B 代表5-BrU，第1 次复制可实现AB，第2次复制可实现BC，第3 次复制
19、可实现CG，即至少经过3次复制后，可以实现碱基对从TA 到GC的替换。答案：B4取小鼠睾丸中的一个精原细胞，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。下列有关叙述正确的是()A初级精母细胞中每条染色体的两条染色单体都被标记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所有精细胞的全部染色体中，被标记的染色体数与未被标记的染色体数相等解析：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，形成的子细胞中每条染色体的DNA 分子中都只有一条单链被标记。将该子细胞放在不含放射性标记
20、的培养基中完成减数分裂过程中，初级精母细胞中每条染色体上只有一条染色单体被标记；在减数第二次分裂后期，次级精母细胞中只有一半染色体被标记；由于在减数第二次分裂后期着丝点分裂后，被标记的染色体和未被标记的染色体进行随机结合后移向细胞两极，因此，含被标记的染色体的精细胞占全部精细胞的比例不能确定，但所有精细胞的全部染色体中有一半染色体是被标记的。答案：D5下面的甲图中 DNA 分子有 a 和 d 两条链，将甲图中某一片段放大后如乙图所示，结合所学知识回答下列问题：(1)从甲图可看出 DNA 复制的方式是_。(2)甲图中，A 和 B 均是 DNA 分子复制过程中所需要的酶，其中 B 能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链；则 A 是_酶，B 是_酶。(3)图甲过程在绿色植物叶肉细胞中进行 的 场 所 有_。(4)乙图中，7 是_。DNA 分子的基本骨架由_ 交替连接而成；DNA 分子两条链上的碱基通过_连接成碱基对，并且遵循_原则。答案：(1)半保留复制(2)解旋DNA 聚合(3)细胞核、线粒体、叶绿体(4)胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核糖和磷酸氢键碱基互补配对