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1、第18讲 DNA的结构、复制及基因的本质,最新考纲 1.DNA分子结构的主要特点()。2.DNA分子的复制()。3.基因的概念()。,1.图解DNA分子结构,考点一 DNA分子的结构及相关计算(5年12考),C、H、O、N、P,A、T、G、C,脱氧核糖,脱氧核苷酸,磷酸,脱氧核糖,磷酸与脱氧核糖交 替连接,碱基,氢键,A 与T、G与C配对,反向平行,助学巧记,巧记DNA分子结构的“五四三二一”,2.DNA分子的特性,稳定,多样,4n,特异,碱基对,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、
2、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)( ) (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 P4850，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
3、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)AT 5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,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
4、.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,DNA分子的结构及特点,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 D,2.(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
5、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/2 C.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,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
6、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”。,【典例】 (2014山东理综，5)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
7、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( ),DNA分子结构相关计算,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,【方法体验】,(2017河南洛阳检测)如图为DNA分子部分结构示意图，对该图的描述不正确的是( ),A.DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构 B.的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸，和相间排列，构成了DNA分子的基本骨架 C.对应的碱基依次为A、G、C、T D.若该DNA分子中A与T之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中G占该链碱基总数的22%，则另一条链中G占该链碱基总数的24%,解析
8、DNA分子由反向平行的两条链组成，A正确；由一分子磷酸，一分子胞嘧啶和一分子脱氧核糖构成，但不能构成胞嘧啶脱氧核苷酸，脱氧核糖和磷酸交替排列，构成了DNA分子的基本骨架，B错误；根据碱基互补配对原则，在DNA分子中A与T配对，G与C配对，C正确；若该DNA分子中A与T之和占全部碱基数目的54%，则该DNA分子的一条链中A与T之和占该链碱基数目的54%，若一条链中G占该链碱基总数的22%，则该条链中C占24%，则互补链中G占该链碱基总数的24%，D正确。 答案 B,1.DNA分子的复制,(1)概念、时间、场所,考点二 DNA分子的复制及基因的概念(5年13考),亲代DNA,间期,减数第一次,细胞
9、核,(2)过程,解旋,脱氧核苷酸,DNA聚合酶,碱基互补配对,(3)特点 过程：_复制 方式：_复制 (4)准确复制的原因和意义 原因：DNA具有独特的_结构，为复制提供精确的模板，_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，保持了遗传信息的_。,边解旋边,半保留,双螺旋,碱基互补配对,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,染色体,有遗传效应,线性,遗传信息,一个或两个,(2016全国卷，2)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
10、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,DNA分子的复制及相关计算,解析 某物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能打开，说明该物质会阻碍DNA分子的解旋，因而会阻碍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,1.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
11、还是原核生物，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
12、复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m(2n1)个 ； 第n次复制需该脱氧核苷酸数m(2n2n1)m2n1个。,【即学即练】,解析 该DNA分子是在含14N的培养基中复制的，新形成的子链均为14N，故16个DNA分子都含14N，比例为100%，B错误；含有100个碱基对200个碱基的DNA分子，其中有腺嘌呤60个，解得C40个，故4次复制共消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸：(241)40600，C正确；1个DNA经过4次复制，共产生2416个DNA分子，D正确。 答案 B,1.(2014海南卷，21)下列是某同学关于真核生物基因的叙述：,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 每相邻三
13、个碱基组成一个反密码子 可能发生碱基对的增添、缺失、替换 其中正确的是( ) A. B. C. D. 解析 基因是具有遗传效应的DNA片段，携带遗传信息，并能够将遗传信息通过转录传递到RNA，通过翻译表现为蛋白质特定的氨基酸序列和空间结构，基因中可能发生碱基对的增添、缺失或替换，即基因突变。 答案 B,基因的本质,2.(2018江苏南通模拟)下列关于基因、DNA和染色体关系的叙述，错误的是( ),A.染色体主要由蛋白质和DNA组成 B.每条染色体上都有许多个DNA分子 C.一个DNA分子上有多个基因 D.基因是具有遗传效应的DNA片段 解析 染色体主要由DNA和蛋白质两种物质组成，A正确；每条
14、染色体含有一个或2个DNA分子，B错误；基因是DNA上决定生物性状的小片段，一个DNA分子上有多个基因，C、D正确。 答案 B,(1)针对遗传物质为DNA的生物而言，基因是指“有遗传效应的DNA片段”，但就RNA病毒而言，其基因为“有遗传效应的RNA片段”。 (2)并非所有DNA片段都是基因，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将不同的基因分隔开的。,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
15、“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片段”“缝合”起来形成磷酸二酯键，即连接“片段”； (3)限制性内切酶：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4 DNA结构与复制解题时的5个“注意”,点拨 (1)注意不
16、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。,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
17、 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,纠错小练,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 C,2.(2017江西省高三联考)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，
18、错误的是( ),A.仅在解旋酶和DNA聚合酶的催化下，DNA复制不能顺利进行 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正确；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
19、。 答案 D,3.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( ),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，放射性脱氧核苷酸单链数为2(n1)2，D正确。 答案 D,课堂小结,