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1、,第2课DNA分子的结构、 复制和基因的本质,1,2,考点一 DNA分子的结构 【必备知识速填】 1.DNA分子的结构:,3,2.DNA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分子中碱基_千变万化。(比如:若某DNA分子中 有n个碱基对,则排列顺序最多有_种。) (3)特异性:不同DNA分子中碱基具有特定的_。 DNA分子的_性和 _性是生物体多样性和特异性的物质基础。,脱氧核糖和磷酸,碱基互补配对,排列顺序,4n,排列顺序,多样,特异,4,【秒判正误】 1.分子大小相同、碱基含量相同的脱氧核糖核酸分子所携带的遗传信
2、息一定 相同。( ) 分析:遗传信息是指碱基对的排列顺序。分子大小相同、碱基含量相同的脱氧 核糖核酸中脱氧核苷酸排列顺序不一定相同。 2.双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的。( ) 分析:双链DNA分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖是通过磷酸二酯键连接的。,5,3.DNA分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关。( ) 分析:DNA分子的多样性是指DNA分子中碱基排列顺序千变万化,DNA分子的特异 性是指DNA分子中碱基特定的排列顺序,均与空间结构无关。 4.人体内控制-珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成,其碱基对可能的排列方 式有41 700种。( ) 分析:特定的基因
3、的碱基的排列顺序是特定的,排列方式不会是4n种。,6,5.磷酸与核糖交替连接排列在外侧构成了DNA的基本骨架。( ) 分析:磷酸与脱氧核糖交替连接排列在外侧,构成DNA分子的基本骨架,碱基排 列在内侧。,7,【重点难点讲透】 1.DNA分子结构模型解读:,8,9,(4)两图的关系: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。,10,2.碱基互补配对原则及相关计算: (1)碱基互补配对原则: DNA碱基互补配对原则是指在DNA分子形成碱基对时,A一定与T配对,G一定与C 配对的一一对应关系。,11,(2)有关推论。 双链DNA分子中
4、,任意两个非互补碱基之和恒等,如A+G=T+C=A+C=T+G=50%碱基总量;嘌呤碱基=嘧啶碱基。 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A1+T1=n%,则A+T=A1+A2+T1+T2=(n%+n%)/2=n%。 简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。 另外,与转录出的相应的RNA中的相应碱基的和的比例也相等,即A+U=n%。,12,双链DNA分子中,非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数。设双链 DNA分子中,一条链上 =m,则 =m,所以互补链上 简记为“DNA两互补链中,不配对两碱基和的比值乘
5、积为1”。 3.DNA的水解: (1)初步水解产物:四种脱氧核糖核苷酸。 (2)彻底水解产物:一种磷酸、一种脱氧核糖、 四种含氮碱基。,13,【教材命题源】 教材原文: 必修2_P49“DNA分子是由两条链组成的”“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”。 命题角度: 角度1.DNA分子是否都是由两条链构成的? 提示:不是。大部分DNA以双螺旋结构存在,但一经热或碱处理就会变为单链状态。在某些种类的DNA病毒中存在单链环状或单链线状的DNA分子,如圆环病毒科、细小病毒科的病毒。,14,角度2.RNA的基本骨架、细胞膜的基本骨架、细胞骨架分别是什么? 提示:RNA的基本
6、骨架是由核糖和磷酸交替连接构成;细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层;细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构。,15,【典例示范】 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(A+T)/(G+C)与(A+C)/(G+T)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.经半保留复制得到的DNA分子,后一比值等于1,16,【解析】选D。双链DNA分子中A=T、G=C,因此其(A+C)/(G+T)=1,但(A+T)/(G+C)的值不确定,A项错误
7、,D项正确;由于G和C之间含有三个氢键,含有的能量高,因此(A+T)/(G+C)的值越小时,双链DNA分子的稳定性越高,B项错误;(A+T)/(G+C)和(A+C)/(G+T)的值相同时,只能推断出4种碱基数目相同,无法判断出这个DNA分子是双链,C项错误。,17,【素养新命题】 如何判断某核酸样品是DNA,还是RNA?是双链还是单链?(科学思维:分析与综合) 提示:含U的为RNA,含T的为DNA;若为双链,遵循碱基互补配对原则,A=T(或U), G=C;单链中四种碱基之间没有严格的数量关系。,18,【热考角度通关】 角度一 DNA分子的结构和特性 1.(2020汝州模拟)关于DNA分子结构的
8、叙述中,不正确的是() A.双链DNA分子中的一段,若含有30个腺嘌呤,就一定会同时含有30个胸腺嘧啶 B.每个DNA分子中,碱基数=脱氧核苷酸数=磷酸数 C.DNA分子由四种脱氧核苷酸组成 D.DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传密码,19,【解析】选D。双链DNA分子中,A=T、G=C,A正确。DNA分子由四种脱氧核苷酸连接而成,每个脱氧核苷酸=1个磷酸+1个脱氧核糖+1个碱基,B、C正确。DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息,遗传密码位于mRNA上,D错误。,20,2.(2020江苏五校联考)如图表示某DNA片段,下列有关叙述错误的是 () A.图中不能构成一个DNA的基
9、本单位 B.DNA复制时,的形成需要DNA聚合酶 C.和交替排列构成DNA分子的基本骨架 D.DNA分子中碱基对越多,其热稳定性越低,21,【解析】选B。分析题图:图示是一个DNA分子的片段,其中为磷酸,为脱氧核糖,为胞嘧啶,为氢键,为A,为G,为C,为T,为碱基对。图中与不是同一个脱氧核苷酸的组成部分,所以不能构成一个DNA的基本单位,A正确;DNA复制时,的形成不需要DNA聚合酶的催化,单链上脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键形成需要DNA聚合酶的催化,B错误;和交替连接,排列在外侧,构成DNA分子的基本骨架,C正确;DNA分子中碱基对越多,氢键的相对含量越少,其热稳定性越低,D正确。,22,【方
10、法技巧】利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子的结构,23,3.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 () A.能搭建出20个脱氧核苷酸 B.所搭建的DNA分子片段最长为7碱基对 C.能搭建出410种不同的DNA分子模型 D.能搭建出一个含有4个碱基对的DNA分子片段,24,【解析】选D。每个脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖及一分子含氮碱基组成。根据碱基互补配对原则,“4个C、6个G、3个A、7
11、个T”能配对4个G-C和3个A-T,共7个碱基对。但是本题中脱氧核糖和磷酸的连接物仅为14个,制约了搭建的模型中脱氧核苷酸数。因此14个脱氧核糖和磷酸的连接物能搭建的模型中每条链最多4个脱氧核苷酸,因此最多能搭建出一个含有4个碱基对的DNA分子片段,共含有8个脱氧核苷酸,理论上能搭建出不同的DNA分子模型远少于410种,故选D。,25,角度二 DNA分子结构的相关计算 4.(2020临川模拟)从某生物组织中提取DNA进行分析,其中鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%,又知该DNA分子的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤,24%是胞嘧啶,则与H链相对应的另一条链中,腺嘌呤、胞嘧啶分别占该
12、链全部碱基数的() A.26%、22%B.24%、28% C.14%、11%D.11%、14%,26,【解析】选A。已知DNA分子中,鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基总数的46%,即C+G=46%,则C=G=23%、A=T=50%-23%=27%。又已知该DNA的一条链所含的碱基中28%是腺嘌呤,24%是胞嘧啶,即A1=28%、C1=24%,根据碱基互补配对原则,A=(A1 +A2)2,C=(C1+C2)2,则A2=26%,C2=22%。,27,5.蓝藻细胞的DNA分子为环状,酵母菌细胞的DNA分子为链状,下列相关说法正确的是() A.环状DNA分子中没有游离的磷酸基团 B.环状DNA分子中(A+
13、C)/(T+G)1 C.环状DNA分子不具有规则的双螺旋结构 D.环状DNA分子比链状DNA分子更稳定,28,【解析】选A。环状DNA链首尾相连,DNA链呈环状,不会有裸露的5和3端,不会有游离的磷酸基团,A正确;环状DNA分子也是规则的双螺旋结构,也遵循碱基互补配对原则,故(A+C)/(T+G)=1,B、C错误;DNA分子的稳定性要看氢键数目的多少,不是看DNA分子形状,D错误。,29,【加固训练】 据报道,英国剑桥大学科学家宣布在人体快速分裂的活细胞如癌细胞中发现了DNA的四螺旋结构。形成该结构的DNA单链中富含G,每4个G之间通过氢键等作用力形成一个正方形的“G-4平面”,继而形成立体的
14、“G-四联体螺旋结构”(如图),下列有关叙述正确的是(),30,该结构是沃森和克里克首次发现的 该结构由一条脱氧核苷酸链形成 用DNA解旋酶可打开该结构中的氢键 该结构中 的值与DNA双螺旋结构中的比值相等 A.B.C.D.,31,【解析】选B。本题以“G-四联体螺旋结构”为素材,考查DNA分子结构的主要 特点,考查识记、理解与运用能力。难度适中。“G-四联体螺旋结构”是由英 国剑桥大学的科学家首先发现,但不是沃森和克里克首次发现的,错误;由图 中实线可知,该结构由一条脱氧核苷酸链形成,正确;DNA解旋酶能打开碱基 对之间的氢键,因此用DNA解旋酶可打开该结构中的氢键,正确;DNA双螺旋结 构
15、中 的值始终等于1,而该结构中 的值不一定等于1,因此该结构 中 的值与DNA双螺旋结构中的比值不一定相等,错误。故选B。,32,考点二DNA分子的复制 【必备知识速填】 1.概念:以_为模板,合成子代DNA的过程。 2.时间:有丝分裂_、减数第一次分裂前的_。 3.过程:,DNA两条链,间期,间期,33,4.特点: (1)复制方式为_。 (2)边解旋边复制。 5.DNA分子精确复制的原因: (1)DNA分子的_结构提供精确的模板。 (2)_保证复制精确进行。 6.意义:使_从亲代传给子代,保持了遗传信息的_。,半保留复制,双螺旋,碱基互补配对原则,遗传信息,连续性,34,【秒判正误】 1.D
16、NA分子全部解旋后才开始进行DNA复制。( ) 分析:DNA分子边解旋边复制。 2.在人体内,成熟的红细胞、浆细胞中不发生DNA的复制。( ) 分析:在人体内,成熟的红细胞无DNA,浆细胞是高度分化的细胞,不发生DNA的 复制 。 3.DNA必须在DNA酶的作用下才能解旋成单链。( ) 分析:DNA酶是催化DNA水解,而不是催化其解旋。,35,4.DNA复制遵循碱基互补配对原则,新合成的两条子链形成新的DNA双链。( ) 分析:DNA复制新合成两条子链,每一条子链都跟母链形成新的DNA双链。 5.DNA聚合酶催化两个游离的脱氧核苷酸之间的连接。( ) 分析:DNA聚合酶是在有模板的条件下催化单个游离的脱氧核苷酸与脱氧核苷 酸链的片段连接。,36,【重点难点讲透】 1.DNA分子的复制类型:
