1、考点 一DNA分子的结构及相关计算考点 二DNA分子的复制及基因的概念二级训练达标冲关第 2 讲 DNA 分子的结构、复制与基因的本质 先做学案落实知能 1DNA 分子的结构考点一 DNA 分子的结构及相关计算 2DNA 分子的特性(1)相对稳定性：DNA 分子中交替连接的方式不变；两条链间的方式不变。(2)多样性：不同的 DNA 分子中脱氧核苷酸不同，排列顺序。若 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，代表了特定的遗传信息。磷酸和脱氧核糖多种多样数目碱基对排列顺序碱基互补配对小题查验1判断正误(1)双链 DN
2、A 分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的()(2)DNA 有氢键，RNA 没有氢键()(3)双链 DNA 分子中嘌呤数等于嘧啶数()(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)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()(6)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()(7)分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同()(8)含有 G、C 碱基对比较多的 DNA 分子热稳定性较差()(9)磷酸与脱氧核糖交替连接构成 DNA 链的基本骨架()(10)富兰克林和威尔金斯对 DNA 双螺旋结构模型的
3、建立也作出了巨大的贡献()2DNA 分子结构的信息解读(1)基本单位：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。每个 DNA 片段中，含游离的磷酸基团有个。1112(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_，若已知 A 有 m 个，则氢键数为。脱氧核苷酸磷酸、脱氧核糖和含氮碱基解旋酶限制性核酸内切酶3nm2n3nDNA 连接酶再研考向学考贯通
4、考向一 DNA 分子的结构及特点1(2015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。答案：B 2.右图表示生物体内核酸的基本组成单位核苷酸的模式图，下列说法正确的是()ADNA 与 RNA 在核苷酸上的不同点是B如果要构成三磷酸腺苷，必须在上加上 2
5、个磷酸基团C人体内的有 5 种，有 2 种D在细胞核内共有 4 种解析：DNA 与 RNA 在核苷酸上的不同点有两处：五碳糖不同、含氮碱基不同；要构成三磷酸腺苷必须在上加上 2个磷酸基团；在细胞核内共有 5 种。答案：C 3(2016福州十校联考)下图示为 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BRNA 聚合酶可以切断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；RNA 聚合酶能将 DNA 解旋，可以切断氢键；复制时 DNA 聚合酶催化形成的是两个核苷酸之间
6、的磷酸二酯键，而之间的键是同一个核苷酸内的化学键；是碱基对，脱氧核糖和磷酸交替连接构成 DNA的基本骨架。答案：B 考向二 DNA 分子结构中碱基的计算4(2016临沂模拟)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 ATGC4477B若该 DNA 中 A 为 p 个，占全部碱基的nm(m2n)，则 G的个数为pm2npC碱基排列方式共有 4200 种D含有 4 个游离的磷酸解析：该 DNA 分子中 ATGC3377；若该DNA 分子中 A 为 p 个，其占全部碱基的nm，则全部碱基数为 pnm，所以 G 的个数为(pnm2p)
7、2，即pm2np；碱基的排列方式应少于 4100 种；含有 2 个游离的磷酸。答案：B 5一个 DNA 分子的一条链上，腺嘌呤与鸟嘌呤数目之比为21，两者之和占 DNA 分子碱基总数的 24%，则该 DNA分子的另一条链上，胸腺嘧啶占所在链碱基数目的()A32%B24%C14%D28%解析：选 A 根据题意，一条链上腺嘌呤与鸟嘌呤数目之和占 DNA 分子碱基总数的 24%，所以 AG 占该链的比值为 48%，又因为 AG21，所以 A 占该链的比值为48%2/332%，另一条链中 T 的数目与该链中 A 的数目相等，两条链中碱基数目也相等，所以 DNA 分子的另一条链上，胸腺嘧啶占所在链碱基数
8、目的 32%。答案：A6经检测得知，一双链 DNA 分子中鸟嘌呤的数目为 x，其占碱基总量的比例是 y，以下推断正确的是()A与鸟嘌呤互补的碱基所占的比例是(1y)B该 DNA 分子的嘌呤碱基和嘧啶碱基的比值是 x/yC该 DNA 分子的碱基之间的氢键数是 x(12/y)D与鸟嘌呤不互补的碱基数目是x(12y)/y解析：DNA 中与鸟嘌呤互补的碱基的比例与鸟嘌呤的碱基比例相等，为 y；DNA 分子中嘌呤碱基和嘧啶碱基互补配对，二者比值为 1；该 DNA 分子中鸟嘌呤数目为 x，因此，G、C 碱基对数为 x，腺嘌呤胸腺嘧啶(x/y2x)2，由于 G、C 碱基对之间的氢键是 3 个，A、T 碱基对
9、之间的氢键是 2 个，因此 DNA 分子的碱基之间的氢键数是 3x(x/y2x)22x(11/y)；与鸟嘌呤不互补的碱基是腺嘌呤和胸腺嘧啶，为(x/y2x)x(12y)/y。答案：D 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%，(AG)/(TC)(AC)/(TG)1。(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 分子中的一条链上 A1T1n%，因为 A1T2，A2T1，则：A
10、1T1A2T2n%。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)双链 DNA 分子中，非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。设双链 DNA 分子中，一条链上：A1G1T1C1m，则：A1G1T1C1T2C2A2G2m，互补链上A2G2T2C21m。简记为：“DNA 两互补链中，不配对两碱基之和的比值乘积为 1。先做学案落实知能 1DNA 分子的复制考点二 DNA 分子的复制及基因的概念 2.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系3将代表下列结构或成分的字母填入图中的相应横线上a染色体 bDNA c基因 d脱氧核苷酸小题查验 1判断
11、正误(1)植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生 DNA 的复制()(2)在人体内成熟的红细胞、浆细胞中不发生 DNA 的复制()(3)真核生物 DNA 分子复制过程需要解旋酶和能量()(4)在一个细胞周期中，DNA 复制过程中的解旋发生在两条 DNA母链之间()(5)DNA 复制就是基因表达的过程()(6)DNA 复制时，严格遵循 AU、CG 的碱基互补配对原则()(7)DNA 复制时，两条脱氧核苷酸链均可作为模板()(8)DNA 分子全部解旋后才开始进行 DNA 复制()(9)脱氧核苷酸必须在 DNA 酶的作用下才能连接形成子链()(10)复制后产生的两个子代 DNA 分子中共含 4 个游离的
12、磷酸基团()(11)真核细胞染色体 DNA 的复制发生在有丝分裂前期()(12)DNA 分子复制是边解旋边双向复制的()2DNA 复制的准确性(填空)(1)一般情况下，DNA 分子能准确地进行复制。原因：DNA 具有独特的，能为复制提供精确的模板；通过，保证了复制能够准确地进行。(2)在特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可以造成碱基配对发生差错，引发。双螺旋结构碱基互补配对基因突变3回答下列相关问题(1)基因与染色体的关系是：基因在染色体上呈排列。(2)染色体由 DNA 和蛋白质构成，一个 DNA 上有个基因，构成基因的碱基数(填“大于”“小于”或“等于”)DNA 分子的碱基总数。
13、(3)基因的本质是有的 DNA 片段。遗传信息蕴藏在 4 种碱基的之中。线性许多小于遗传效应排列顺序再研考向学考贯通 考向一 DNA 复制的过程及特点1(2016玉溪一中月考)有关真核细胞 DNA 分子复制的叙述，正确的是()A复制的场所是细胞核，发生在细胞分裂的间期B在复制过程中不断有磷酸二酯键和氢键的形成C复制过程只需要解旋酶、DNA 水解酶的催化，并且需要消耗能量D复制后产生的两个子代 DNA 分子共含有 2 个游离的磷酸基团解析：DNA 复制的主要场所是细胞核，线粒体和叶绿体也可发生 DNA 的复制；在复制过程中在同一条链上有磷酸二酯键的形成，在碱基对之间有氢键的形成；复制过程需要解旋
14、酶、DNA 连接酶、DNA 聚合酶的催化；复制后产生的每个子代 DNA 分子都含有 2 个游离的磷酸基团。答案：B 2(2016邯郸摸底)下面为真核细胞 DNA 复制过程的模式图，据图分析，相关叙述错误的是()A由图示得知，DNA 分子复制的方式是半保留复制B解旋酶能使双链 DNA 解开，但需要消耗 ATPC子代 DNA 分子的两条链是反向平行排列的DDNA 在复制过程中是先进行解旋，后半保留复制解析：由图示可知，新合成的每个 DNA 分子中，都保留了原来 DNA 分子中的一条链，因此 DNA 分子复制的方式是半保留复制；解旋酶使 DNA 双链解开的过程消耗 ATP；子代 DNA 分子的两条链
15、是反向平行的；DNA 在复制过程中是边解旋，边半保留复制。答案：D 考向二 DNA 复制的相关计算3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 DNA 分子占 1/8B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：DNA 复制为半保留复制，子代每个 DNA 的两条链，一条来自母链，一条是新合成的子链。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
16、脱氧核苷酸为40(241)600(个)。该 DNA 分子在含 14N 的培养基中连续复制 4 次，可形成 16 个 DNA 分子，其中含有 15N 的 DNA 分子占 1/8，含有 14N 的 DNA 分子占 100%。答案：B4某 mRNA 含有 a 个碱基，其中 C、G 之和为 b，经过反转录得到一单链 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)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
17、，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。答案：D1.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
18、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(个)。2.DNA 分子复制相关计算的两点提醒将含有 15N 标记的 1 个 DNA 分子放在含有 14N 的培养基中培养，复制 n 次。(1)含 14N 的 DNA 分子有 2n 个，只含 14N 的 DNA 分子有(2n2)个，做题时看准是“含”还是“只含”。(2)子代 DNA 分子中，总链数为 2n22n1 条，模板链始终是 2 条，做题时应看准是“DNA 分子数”，还是“链数”。考向三 DNA 复制与
19、细胞分裂问题5.取 1 个含有 1 对同源染色体的精原细胞，用 15N 标记细胞核中的 DNA，然后放在含 14N 的培养基中培养，让其连续进行两次有丝分裂，形成 4 个细胞，这 4 个细胞中含 15N 的细胞个数可能是()A2B3C4D前三项都对解析：利用图示法理解细胞分裂与 DNA 复制相结合的知识。这样来看，最后形成的 4 个子细胞有三种情况：第一种情况是 4 个细胞都是；第二种情况是 2 个细胞是，1 个细胞是，1 个细胞是；第三种情况是 2 个细胞是，另外 2 个细胞是。答案：D6(2016双鸭山检测)将玉米的一个根尖细胞放在含 3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中完成一个细胞周
20、期，然后将子代细胞转入不含放射性标记的培养基中继续培养。下列关于细胞内染色体的放射性标记分布情况的描述，正确的是()A第二次分裂结束只有一半的细胞具有放射性B第二次分裂结束具有放射性的细胞可能有 4 个C在第二次分裂的中期每条染色体的两条单体都被标记D在第二次分裂的中期只有半数的染色体中一条单体被标记解析：根尖细胞进行有丝分裂，一个细胞周期在间期时DNA 复制 1 次，所以第一次细胞分裂完成后得到的 2 个子细胞都是每一条染色体的 DNA 只有 1 条链被标记。第二次分裂后期姐妹染色单体分开时，被标记的染色体是随机分配移向两极的，所以第二次分裂得到的子细胞被标记的个数是 24 个；经过间期 D
21、NA 复制后第二次分裂前期和中期的染色体是每条染色体都只有 1 条染色单体被标记。答案：B考向四 DNA 复制方式的探究7.(2016聊城模拟)DNA 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(弥散)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 14N-DNA(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 15N-DNA(亲代)。c将亲代 15N 大肠杆菌转移到氮源为 14N 的培养基中，再连续繁殖两代(和)，用密度梯度离心法分
22、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，再继续进行子代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；如果子代不能分出两条密度带，则排除_，同时确定为_。解析：从题目中的图示可知，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
23、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；分散复制后得到的子代DNA 分子的每个单链都是由母链片段和子链片段间隔连接而成的。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 半保留复制或分散复制(3)一条中密度带 一条轻密度带 半保留复制 分散复制(1)实验方法：放射性同位素示踪法和离心技术。(2)实验原理：含 15N 的双链 DNA 密度大，含 14N 的双链 DNA 密度小，一条链含 14N、一条链含 15N 的双链 DNA 密
24、度居中。(3)实验假设：DNA 以半保留的方式复制。(4)实验预期：离心后应出现 3 条 DNA 带。重带(密度最大)：两条链都为 15N 标记的亲代双链 DNA。中带(密度居中)：一条链为 14N 标记，另一条链为 15N标记的子代双链 DNA。轻带(密度最小)：两条链都为 14N 标记的子代双链 DNA。DNA半保留复制的实验分析(5)实验过程：(6)过程分析：立即取出，提取 DNA离心全部重带。繁殖一代后取出，提取 DNA离心全部中带。繁殖两代后取出，提取 DNA离心1/2 轻带、1/2 中带。(7)实验结论：DNA 的复制是以半保留方式进行的。练 3 年高考知命题热点1(2015上海高
25、考)若 N 个双链 DNA 分子在第 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()A.1N2i1 B.1N2iC.1N2i1 D.1N2i2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/(N2
26、i1)。答案：C 2(2014上海高考)在 DNA 分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表 A 和 G，用另一长度的塑料片代表 C 和 T，那么由此搭建而成的 DNA 双螺旋的整条模型()A粗细相同，因为嘌呤环必定与嘧啶环互补B粗细相同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸相似C粗细不同，因为嘌呤环不一定与嘧啶环互补D粗细不同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸不同解析：A 和 G 都是嘌呤碱基，C 和 T 都是嘧啶碱基，在DNA 分子中，总是 AT，GC，依题意，用一种长度的塑料片代表 A 和 G，用另一长度的塑料片代表 C 和 T，则DNA 的粗细相同。答案：A3(2014山东高考)某研究小组测
27、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()解析：DNA 分子中(AC)/(TG)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 4.(2014江苏高考)(多选)羟胺可使胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶，导致 DNA 复制时发生错配(如右图)。若一个 DNA 片段的
28、两个胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶，下列相关叙述正确的是 ()A该片段复制后的子代 DNA 分子上的碱基序列都发生改变B该片段复制后的子代 DNA 分子中 GC 碱基对与总碱基对的比下降C这种变化一定会引起编码的蛋白质结构改变D在细胞核与细胞质中均可发生如图所示的错配解析：由图示可知，胞嘧啶转化为羟化胞嘧啶后不再与鸟嘌呤配对，而是与腺嘌呤配对。该片段复制后的子代 DNA分子会上发生碱基对的替换，并非碱基序列都发生改变；因羟化胞嘧啶不再与鸟嘌呤配对，故复制后的子代 DNA 分子中 GC 碱基对在总碱基对中所占比例下降；这种变化为基因突变，由于密码子的简并性，不一定引起编码的蛋白质结构改变；细胞核与细
29、胞质中都含 DNA，复制过程中都可能发生图示的错配。答案：BD5(2014福建高考)STR 是 DNA 分子上以 26 个核苷酸为单元重复排列而成的片段，单元的重复次数在不同个体间存在差异。现已筛选出一系列不同位点的 STR 用作亲子鉴定，如 7 号染色体有一个 STR 位点以“GATA”为单元，重复 714 次；X 染色体有一个 STR 位点以“ATAG”为单元，重复1115 次。某女性 7 号染色体和 X 染色体 DNA 的上述 STR位点如下图所示。下列叙述错误的是()A筛选出用于亲子鉴定的 STR 应具有不易发生变异的特点B为保证亲子鉴定的准确率，应选择足够数量不同位点的STR 进行检
30、测C有丝分裂时，图中(GATA)8 和(GATA)14 分别分配到两个子细胞D该女性的儿子 X 染色体含有图中(ATAG)13 的概率是 1/2解析：为避免在亲子鉴定时产生明显误差，筛选出用于亲子鉴定的 STR 应具有不易发生变异的特点；为了保证亲子鉴定的准确率，应检测足够数量不同位点的 STR，以避免鉴定出现偶然性的误差；有丝分裂产生的两个子细胞的染色体与母细胞的染色体一样，故两个子细胞均含有图中(GATA)8 和(GATA)14；该女性产生含有(ATAG)13 的卵细胞和含(ATAG)11 的卵细胞的概率都是 1/2，则该女性的儿子含有图中(ATAG)13的概率为 1/2。答案：C“练2年模拟”见“课时跟踪检测（二十三）”(单击进入电子文档)
