高考生物江蘇專用一輪總復(fù)習(xí)教師用書：第6單元 第2講　DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制 Word版含解析

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1、 第2講　DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制 考綱考情 考查內(nèi)容 等級要求 考查詳情 DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn) DNA分子的復(fù)制 B 15年—非選—T33結(jié)合圖像考查DNA的復(fù)制 14年—多選—T25DNA的復(fù)制 13年—非選—T32結(jié)合示意圖計算分子中堿基的比例 知識整合 一、基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 1．一個DNA上有________個基因。構(gòu)成基因的堿基數(shù)________(選填“大于”、“小于”或“等于”)DNA分子的堿基總數(shù)。 2．基因是有________的DNA片段。

2、 3．遺傳信息蘊(yùn)藏在________________之中。 4．DNA分子具有________和________，這是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。 5．染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系 基本組成單位 二、DNA分子的結(jié)構(gòu) 1．DNA分子的化學(xué)組成 (1)基本組成元素：________。 (2)基本單位 2．DNA分子的結(jié)構(gòu) (1)主要特點(diǎn) ①兩條脫氧核苷酸長鏈________平行盤旋而成。 ②________________交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。 ③兩條鏈上的堿基通過________連接成堿基對，即： 遵循______

3、__________原則。 (2)空間結(jié)構(gòu)：規(guī)則的________結(jié)構(gòu)。 三、DNA的復(fù)制 1．概念：以________為模板，合成子代DNA的過程。 2．時間：有絲分裂________和減數(shù)第一次分裂的________。 3．過程：邊解旋邊復(fù)制。 (1)解旋：在________的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開。 (2)以解開的________為模板，按堿基互補(bǔ)配對原則合成子鏈。 (3)每一條子鏈與對應(yīng)的母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)，形成兩個新DNA分子。 4．場所：細(xì)胞核、葉綠體、線粒體等。 5．特點(diǎn)：半保留復(fù)制，即新合成的DNA分子中，保留了________________。

4、6．條件：(1)________；(2)________；(3)________； (4)________。 7．結(jié)果：一個DNA分子形成兩個完全相同的DNA分子。 8．基礎(chǔ)：①DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供精確模板。 ②堿基互補(bǔ)配對能保證復(fù)制準(zhǔn)確進(jìn)行。 9．復(fù)制后存在位置：位于兩條姐妹染色單體上。 10．復(fù)制后分開時間：________分裂時，即有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期(以真核生物為例)。 11．意義：使遺傳信息從親代傳遞給子代，保持了________的連續(xù)性。 考點(diǎn)突破 考點(diǎn)1　DNA分子的結(jié)構(gòu) 1．結(jié)構(gòu)層次 5種元素：C、H

5、、O、N、P組成,Ｆ3種化合物；脫氧核糖、磷酸、4種含氮堿基(A、G、C、T)組成,Ｆ4種基本單位；與含氮堿基A、G、C、T相對應(yīng)的四種脫氧核苷酸構(gòu)成,ＦDNA分子的一級結(jié)構(gòu)；兩條脫氧核苷酸聚合鏈構(gòu)成,Ｆ一定形式的空間結(jié)構(gòu)；規(guī)則的雙螺旋(右旋)結(jié)構(gòu)→DNA分子。如圖 2．DNA分子結(jié)構(gòu)模型解讀 (1)DNA分子中磷酸、脫氧核糖、堿基、脫氧核苷酸之間的數(shù)量比為1∶1∶1∶1。 (2)使堿基對中氫鍵打開的方法有：用解旋酶斷裂，加熱斷裂。 (3)除DNA末端的兩個脫氧核糖外，其余每個脫氧核糖連接著2個磷酸。每個DNA片段中，游離的磷酸基團(tuán)有2個。 (4)在DNA分子的一條單鏈中相鄰

6、的堿基A與T通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”相連接。 (5)若堿基對為n，則氫鍵數(shù)為2n～3n；若已知A有m個，則氫鍵數(shù)為3n－m。 (6)DNA初步水解產(chǎn)物是脫氧核苷酸，徹底水解產(chǎn)物是磷酸、脫氧核糖和含氮堿基。 3．DNA分子的特性 (1)相對穩(wěn)定性：DNA分子中磷酸和脫氧核糖交替連接的方式不變；兩條鏈間堿基互補(bǔ)配對的方式不變。 (2)多樣性：若不同生物DNA分子中堿基對的數(shù)目相同，則其堿基對的排列順序是千變?nèi)f化的，例如某DNA分子中有100個堿基對，則其排列順序有4100種。另外，不同的DNA分子中堿基對的數(shù)目一般不同，其排列順序就更加多種多樣。 (3)特異性：每種DNA分

7、子都有區(qū)別于其他DNA的特定的堿基對排列順序，代表了特定的遺傳信息。 例1　如圖表示一個DNA分子的片段，下列有關(guān)表述正確的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．④代表的物質(zhì)中儲存著遺傳信息 B．不同生物的DNA分子中④的種類無特異性 C．轉(zhuǎn)錄時該片段的兩條鏈都可作為模板鏈 D．DNA分子中A與T堿基對含量越高，其結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定 1．下列能正確表示DNA片段的示意圖是(　　) A 　　B C 　　D 考點(diǎn)2　DNA分子中的堿基計算的常用方法 解題時先畫出類似下面的簡畫，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，推知計算規(guī)律。 (1)互補(bǔ)的

8、兩個堿基數(shù)量相等，即A＝T，C＝G。 (2)任意兩個不互補(bǔ)的堿基數(shù)量之和占總堿基數(shù)的50%，即嘌呤之和＝嘧啶之和＝總堿基數(shù)×50%，A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝(A＋T＋C＋G)×50%，＝＝1。 (3)一條鏈中互補(bǔ)的兩種堿基的和等于另一條鏈中這兩種堿基的和，即A1＋T1＝A2＋T2，G1＋C1＝G2＋C2(1、2分別代表DNA分子的兩條鏈，下同)。 (4)一條鏈中互補(bǔ)的兩種堿基之和占該單鏈堿基數(shù)的比例等于DNA分子兩條鏈中這兩種堿基數(shù)量之和占總堿基數(shù)的比例，即 ＝＝ ， ＝＝ 。 (5)一條鏈中兩種不互補(bǔ)堿基之和的比值，與另一條鏈中該比值互為倒數(shù)，即若一條鏈中(或)＝K，

9、則另一條鏈中(或)＝。 1．把握DNA結(jié)構(gòu)的3個?？键c(diǎn) 2．DNA分子中有關(guān)堿基比例計算的解題步驟 解DNA分子中有關(guān)堿基比例計算的試題時要分三步進(jìn)行： (1)搞清題中已知的和所求的堿基比例是占整個DNA分子堿基的比例，還是占DNA分子一條鏈上堿基的比例。 (2)畫一個DNA分子模式圖，并在圖中標(biāo)出已知和所求的堿基。 (3)根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則及其規(guī)律進(jìn)行計算。 例2　下列是一組有關(guān)雙鏈DNA分子中含氮堿基的問題，請回答： (1)若A占20%，則G占________。 (2)若雙鏈DNA中A占20%，且一條鏈中的A占20%，則此鏈中C所占比例的最大值是________

10、。 (3)一條鏈中(A＋C)/(T＋G)＝0.4，互補(bǔ)鏈中的此值是________。 (4)一條鏈中(A＋T)/(C＋G)＝0.4，互補(bǔ)鏈中的此值是________。 (5)若A有P個，占全部堿基數(shù)的20%，則該DNA分子中的G有________個。 2．DNA分子的穩(wěn)定性與堿基對之間的氫鍵數(shù)目有關(guān)。下列關(guān)于生物體內(nèi)DNA分子中(A＋T)/(G＋C)與(A＋C)/(G＋T)兩個比值的敘述，正確的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．堿基序列不同的雙鏈DNA分子，后一比值不同 B．前一個比值越大，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高 C．當(dāng)兩個比值相同時，可

11、判斷這個DNA分子是雙鏈 D．經(jīng)半保留復(fù)制得到的DNA分子，后一比值等于1 考點(diǎn)3　DNA分子的復(fù)制及相關(guān)計算 1．DNA分子的復(fù)制 (1)概念：以親代DNA為模板，合成子代DNA的過程。 (2)時間：真核生物DNA分子復(fù)制時間為有絲分裂的間期或減數(shù)第一次分裂的間期。 (3)場所：真核生物DNA分子復(fù)制的場所：細(xì)胞核(主要場所)、線粒體、葉綠體；原核生物DNA分子復(fù)制的場所：擬核、細(xì)胞質(zhì)(如質(zhì)粒DNA的復(fù)制)；病毒DNA分子復(fù)制場所為宿主細(xì)胞。 (4)真核生物DNA分子復(fù)制過程需要的條件是模板、原料、酶和能量等。 (5)過程 (6)特點(diǎn)：邊解旋邊復(fù)制。 (7)方式：

12、半保留復(fù)制。 (8)結(jié)果：形成兩個完全相同的DNA分子。 (9)意義：將遺傳信息從親代傳給子代，保持了遺傳信息的連續(xù)性。 2．DNA復(fù)制過程中的數(shù)量關(guān)系 DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，若將親代DNA分子復(fù)制n代，其結(jié)構(gòu)分析如下： (1)子代DNA分子數(shù)為2n個。 ①含有親代鏈的DNA分子數(shù)為2個。 ②不含親代鏈的DNA分子數(shù)為(2n－2)個。 ③含子代鏈的DNA分子數(shù)為2n個。 (2)子代脫氧核苷酸鏈數(shù)為2n＋1條。 ①親代脫氧核苷酸鏈數(shù)為2條。 ②新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)為(2n＋1－2)條。 (3)消耗脫氧核苷酸數(shù) ①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經(jīng)過n次

13、復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸數(shù)為m·(2n－1)個。 ②第n次復(fù)制所需該脫氧核苷酸數(shù)為m·2n－1個。 1．將含有15N標(biāo)記的1個DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，復(fù)制n次。 (1)含14N的DNA分子有2n個，只含14N的DNA分子有(2n－2)個，做題時看準(zhǔn)是“含”還是“只含”。 (2)子代DNA分子中，總鏈數(shù)為2n×2＝2n＋1條，模板鏈?zhǔn)冀K是2條，做題時應(yīng)看準(zhǔn)是“DNA分子數(shù)”，還是“鏈數(shù)”。 2．利用圖示法理解細(xì)胞分裂與DNA復(fù)制的相互關(guān)系 此類問題可通過構(gòu)建模型圖解答，如圖： 這樣來看，最后形成的4個子細(xì)胞有3種情況：第一種情況是4個細(xì)胞都是；第2種情況

14、是2個細(xì)胞是，1個細(xì)胞是，1個細(xì)胞是；第3種情況是2個細(xì)胞是，另外2個細(xì)胞是。 例3　DNA的復(fù)制方式可以通過設(shè)想來進(jìn)行預(yù)測，可能的情況是全保留復(fù)制、半保留復(fù)制、分散(彌散)復(fù)制三種。究竟是哪種復(fù)制方式呢？下面設(shè)計實驗來證明DNA的復(fù)制方式。 實驗步驟： a．在氮源為14N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N－DNA(對照)。 b．在氮源為15N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N－DNA(親代)。 c．將親代15N大腸桿菌轉(zhuǎn)移到氮源為14N的培養(yǎng)基中，再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度離心法分離，不同相對分子質(zhì)量的DNA分子將分布在試管中的不同位置上。

15、 實驗預(yù)測： (1)如果與對照(14N/14N)相比，子Ⅰ代能分辨出兩條DNA帶：一條________帶和一條________帶，則可以排除________________________________________。 (2)如果子Ⅰ代只有一條中密度帶，則可以排除________________，但不能肯定是________________________________________________________________________。 (3)如果子Ⅰ代只有一條中密度帶，再繼續(xù)做子Ⅱ代DNA密度鑒定：若子Ⅱ代可以分出__________________和______

16、__________，則可以排除分散復(fù)制，同時肯定半保留復(fù)制；如果子Ⅱ代不能分出________密度兩條帶，則排除________，同時確定為________。 3．科學(xué)家以大腸桿菌為實驗對象，運(yùn)用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心方法進(jìn)行了DNA復(fù)制方式的探索實驗，實驗內(nèi)容及結(jié)果見下表。 組別 1組 2組 3組 4組 培養(yǎng)液中 唯一氮源 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl 繁殖代數(shù) 多代 多代 一代 兩代 培養(yǎng)產(chǎn)物 A B B的子 Ⅰ代 B的子 Ⅱ代 操作 提取D

17、NA并離心 離心結(jié)果 僅為輕帶 (14N/14N) 僅為重帶 (15N/15N) 僅為中帶 (15N/14N) 1/2輕帶 (14N/14N) 1/2中帶 (15N/14N) 請分析并回答： (1)要得到DNA中的N全部被放射性標(biāo)記的大腸桿菌B，必須經(jīng)過________代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的________是唯一氮源。 (2)綜合分析本實驗的DNA離心結(jié)果，第________組結(jié)果對得到結(jié)論起到了關(guān)鍵作用，但需把它與第________組和第________組的結(jié)

18、果進(jìn)行比較，才能說明DNA分子的復(fù)制方式是________________________。 (3)分析討論 ①若B的子Ⅰ代DNA的離心結(jié)果為“輕”和“重”兩條密度帶，則“重帶”DNA來自于________，據(jù)此可判斷DNA分子的復(fù)制方式不是________復(fù)制。 ②若將B的子Ⅰ代DNA雙鏈分開后再離心，其結(jié)果________(選填“能”或“不能”)判斷DNA的復(fù)制方式。 ③若在同等條件下將B的子Ⅱ代繼續(xù)培養(yǎng)，子n代DNA離心的結(jié)果是：密度帶的數(shù)量和位置________，放射性強(qiáng)度發(fā)生變化的是________帶。 ④若某次實驗的結(jié)果中，B的子Ⅰ代DNA的“中帶”比以往實驗結(jié)果的“中帶

19、”略寬，可能的原因是新合成DNA單鏈中的N中有少部分含________。 請根據(jù)下列關(guān)鍵詞的提示，歸納構(gòu)建本課時知識體系 基因的概念　基因的本質(zhì)　DNA分子的結(jié)構(gòu)　DNA分子的復(fù)制　半保留復(fù)制　邊解旋邊復(fù)制隨堂演練 1．某親本DNA分子雙鏈均以白色表示，以灰色表示第一次復(fù)制出的DNA子鏈，以黑色表示第二次復(fù)制出的DNA子鏈，該親本雙鏈DNA連續(xù)復(fù)制兩次后的產(chǎn)物是(　　) 2．(2016·上海高考)在DNA分子模型的搭建實驗中，若僅有訂書釘將脫氧核糖、磷酸、堿基連為一體并構(gòu)建一個含 10對堿基(A有6個)的DNA雙鏈片段，那么使用的訂書釘個數(shù)為(　

20、　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．58 B．78 C．82 D．88 3．STR是DNA分子上以2～6個核苷酸為單元重復(fù)排列而成的片段，單元的重復(fù)次數(shù)在不同個體間存在差異?，F(xiàn)已篩選出一系列不同位點(diǎn)的STR用作親子鑒定，如7號染色體有一個STR位點(diǎn)以“GATA”為單元，重復(fù)7～14次；X染色體有一個STR位點(diǎn)以“ATAG”為單元，重復(fù)11～15次。某女性7號染色體和X染色體DNA的上述STR位點(diǎn)如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　) 第3題圖 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．篩選出用于親子鑒定的STR應(yīng)具有不易發(fā)生變異的特點(diǎn) B．為保證

21、親子鑒定的準(zhǔn)確率，應(yīng)選擇足夠數(shù)量不同位點(diǎn)的STR進(jìn)行檢測 C．有絲分裂時，圖中(GATA)8和(GATA)14分別分配到兩個子細(xì)胞中 D．該女性的兒子X染色體含有圖中(ATAG)13的概率是1/2 4．一個雙鏈均被32P標(biāo)記的DNA由5 000個堿基對組成，其中腺嘌呤占20%，將其置于只含31P的環(huán)境中復(fù)制3次。下列敘述不正確的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．該DNA分子中含有氫鍵的數(shù)目為1.3×104個 B．復(fù)制過程需要2.4×104個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸 C．子代DNA分子中含32P的單鏈與含31P的單鏈之比為1∶7 D．子代

22、DNA分子中含32P與只含31P的分子數(shù)之比為1∶3 5．下列關(guān)于真核細(xì)胞DNA復(fù)制的說法，正確的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．新的子鏈由4種脫氧核苷酸聚合而成，核苷酸的聚合過程需要DNA連接酶 B．構(gòu)成DNA子鏈的4種脫氧核苷酸聚合時，ATP為降低反應(yīng)活化能提供能量 C．以DNA兩條脫氧核苷酸鏈為模板鏈合成子鏈時，4種堿基交替排列在分子內(nèi)側(cè) D．DNA復(fù)制過程中若出現(xiàn)錯誤，生物出現(xiàn)的新性狀既可能適應(yīng)環(huán)境又可能不適應(yīng)環(huán)境 6．(多選)如圖為細(xì)胞內(nèi)某基因(15N標(biāo)記)的結(jié)構(gòu)示意圖，A占全部堿基的20%。下列說法錯誤的是 (　　) 第6題圖

23、 　　　　　　　　　　　　　　　　 A．維持該基因結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的主要化學(xué)鍵有磷酸二酯鍵和氫鍵 B．在無變異條件下，該基因的堿基(C＋G)/(A＋T)的比值為5/2 C．限制性核酸內(nèi)切酶作用于①部位，DNA解旋酶作用于②部位 D．將該基因置于14N培養(yǎng)液中復(fù)制3次后，含15N的脫氧核苷酸鏈占1/4 7．如圖是某DNA分子的局部結(jié)構(gòu)示意圖，請據(jù)圖回答問題。 第7題圖 (1)寫出下列序號代表的結(jié)構(gòu)的中文名稱：①________________；⑥________________；⑦_(dá)_________________；⑧_____________________

24、___。 (2)圖中DNA片段中堿基對有________對，該DNA分子應(yīng)有________個游離的磷酸基。 (3)從主鏈上看，兩條單鏈方向________________，從堿基關(guān)系看，兩條單鏈________。 (4)如果將14N標(biāo)記的細(xì)胞培養(yǎng)在含15N標(biāo)記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中，此圖所示的________________(填圖中序號)中可測到15N。若細(xì)胞在該培養(yǎng)液中分裂四次，該DNA分子也復(fù)制四次，則得到的子代DNA分子中含14N的和只含15N的比例為________。 (5)若該DNA分子共有a個堿基，其中腺嘌呤有m個，則該DNA分子復(fù)制4次，需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸為________個。