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1、1第第 1515 讲讲 DNADNA 的分子结构与复制的分子结构与复制考试属性及要求 考点知识内容 必考加试考查频率DNA 的分子结构和特点(1)核酸分子的组成(2)DNA 分子的结构和特点(3)活动：制作 DNA 双螺旋结构模型abbabb2016 年 4 月 18 题(2 分)2015 年 10 月 23 题(2 分)遗传信息的传递(1)DNA 分子的复制(2)活动：探究 DNA 的复制过程bcbc2017 年 4 月 24 题(2 分)考点一 DNA 的分子结构和特点1.DNA 分子的组成(1)组成元素：C、H、O、N、P。(2)基本单位：脱氧核苷酸。2.空间结构：双螺旋结构(1)由两条
2、脱氧核苷酸链组成，以反向平行方式盘旋成双螺旋结构。(2)外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。内侧：由氢键相连的碱基对组成。(3)碱基配对规律：A=T；GC(碱基互补配对原则)。3.DNA 分子的特点(1)多样性，n个碱基对构成的 DNA 具有 4n种碱基对排列顺序。(2)特异性，如每个 DNA 分子都有特定的碱基对排列顺序。(3)相对稳定性，如两条主链磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变，碱基对构成方式不变等。4.水解产物(1)DNA 初步水解产物是 4 种脱氧核苷酸。2(2)DNA 彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和碱基。1.(2016浙江 4 月选考)下列表示某同学制作的脱氧核苷酸结构模型(
3、表示脱氧核糖、表示碱基、 表示磷酸基团)，其中正确的是( )P解析 每 1 个脱氧核苷酸是由 1 个脱氧核糖、1 个磷酸基团和 1 个碱基构成，碱基可能是A 或 C 或 G 或 T，不可能是 U，A 项错误；脱氧核糖是戊糖，其中 1 号碳上连着碱基，5 号碳上连着磷酸基团，B 项、C 项错误、D 项正确。答案 D2.(201510 月浙江选考)下图表示某同学制作的 DNA 双螺旋结构模型的一个片段。其中存在的错误有( )A.3 处 B.5 处 C.7 处 D.8 处解析 DNA 含有脱氧核糖，没有核糖，图中 4 个核糖错误；在 DNA 中腺嘌呤(A)应与胸腺嘧啶(T)配对；AT 碱基对间应有两
4、个氢键；G 碱基对面应有三个氢键；以上共 7 处错误。答案 C本题组对应必修二教材 P54DNA 分子的结构和 P56 制作 DNA 双螺旋结构模型，主要考查 DNA 的组成、连接方式等问题。1.脱氧核苷酸的结构(1 题)32.(2 题)用不同颜色的卡纸剪成长方形的碱基，用其他颜色的卡纸剪成圆形代表磷酸，用另一种颜色的卡纸剪成五边形代表脱氧核糖。用订书机将磷酸、脱氧核糖、碱基连接成四种脱氧核苷酸，然后再连接成一条脱氧核苷酸长链，根据碱基互补配对原则，制作另一条脱氧核苷酸长链，并将两条长链之间配对的碱基两两连接。将两条链的末端分别用硬纸方块连接在一起，轻轻旋转即可得到一个 DNA 双螺旋结构模型
5、。角度 1 核酸的分子组成和模型制作1.(2017嘉兴一中期末)如图是某同学制作 DNA 双螺旋结构模型时，搭建的一个脱氧核苷酸对。其中正确的是( )解析 DNA 分子中不存在碱基 U，A 错误；C 和 G 之间有 3 个氢键，B 错误；DNA 分子中 A和 T 配对，且两条链反向平行，C 正确；DNA 分子中两条链是反向平行的，D 错误。答案 C2.(2017宁波市九校期末联考)在制作 DNA 双螺旋模型时，各“部件”之间需要连接。如图所示连接中错误的是( )解析 每个脱氧核糖连接一个磷酸和一个含氮碱基，A 正确；下一个脱氧核苷酸的磷酸应该与上一个脱氧核苷酸的脱氧核糖相连，B 错误，C、D
6、正确。答案 B3.(2017湖州市高三期末)在 DNA 分子模型的搭建实验中，若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含 15 对碱基(其中 A 有 9 个)的 DNA 双链片段(氢键数也用订书钉个数表示)，那么使用的订书钉个数为( )A.88 B.118 C.124 D.1264解析 由题意知，构建该 DNA 需要的订书钉包括将脱氧核苷酸、磷酸和碱基连接形成脱氧核苷酸需要的订书钉，连接脱氧核苷酸形成 2 条脱氧核苷酸链需要的订书钉，两条脱氧核苷酸链之间形成碱基对需要的订书钉；订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含 15 对碱基的 DNA 双链，包含 30 个脱氧核苷酸，
7、30 个脱氧核苷酸需要的订书钉是30260 个，60 个脱氧核苷酸形成 2 条链需要的订书钉是 30228 个，15 个碱基对中含的 AT 碱基对是 9 个，GC 碱基对是 6 个，因此连接碱基对需要的订书钉是926336 个，因此构建该双螺旋结构模型需要的订书钉是 602836124 个。答案 C角度 2 DNA 分子的结构和特点1.(2017绿色联盟高三 3 月适应)如图为 DNA 分子结构示意图，对该图的描述错误的是( )A.DNA 分子复制时，的形成需要 DNA 聚合酶B.的名称为鸟嘌呤脱氧核苷或胞嘧啶脱氧核苷C.与相间排列，构成了 DNA 的基本骨架D.的数目及排列顺序决定了 DNA
8、 的特异性解析 氢键的形成不需要酶，A 错误；处有 3 个氢键，可能是 G 或 C 碱基，B 正确；磷酸和脱氧核糖交替连接，形成 DNA 的基本骨架，C 正确；碱基的数目和排列顺序决定了 DNA的特异性，D 正确。答案 A2.(2017宁波九校联考)如图表示 DNA 分子结构的片段，下列有关叙述正确的是( )A.双螺旋结构使 DNA 分子具有较强的特异性5B.DNA 单链上相邻碱基之间以氢键连接C.结构的排列顺序代表了一定的遗传信息D.中的两个碱基通过两个氢键相连解析 双螺旋结构使 DNA 分子具有较强的稳定性，A 错误；DNA 单链上相邻碱基之间通过脱氧核糖磷酸脱氧核糖相连，B 错误；DNA
9、 中脱氧核苷酸的排列顺序代表了一定的遗传信息，C 正确；中的两个碱基为鸟嘌呤和胞嘧啶，通过三个氢键相连，D 错误。答案 C关于 DNA 分子结构特点的 4 个易错点1.DNA 分子中稳定不变的是磷酸、脱氧核糖交替排列的基本骨架，千变万化的是 DNA 分子中碱基的排列顺序，遗传信息便储存在碱基对的排列顺序中。2.DNA 复制时，氢键断裂需要 DNA 解旋酶，但高温也可以使氢键断裂。3.DNA 两条链上的碱基通过氢键连接，而在 DNA 分子的一条链中相邻的碱基通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连接。4.在 DNA 分子中，不是一个脱氧核糖都连接两个磷酸，也不是一个磷酸都连接两个脱氧核糖，如 DNA 分子
10、双链的两端。角度 3 DNA 分子中碱基含量的计算1.(2017嘉兴期末)某病毒的 DNA 为单链，四种碱基的比率是AGCT0.280.320.160.24。当它感染宿主细胞时，能形成杂合型双链 DNA 分子(RF)。则在 RF 中，四种碱基 A、G、C、T 的比率依次是( )A.0.24、0.16、0.32、0.28 B.0.26、0.24、0.24、0.26C.0.28、0.32、0.16、0.24 D.0.26、0.26、0.24、0.24解析 已知某病毒的核酸为单链 DNA(设为 1 链)，四种碱基的比率是0.28A1、0.32G1、0.24T1、0.16C1，则杂合型双链 DNA 分
11、子中，根据碱基互补配对原则，另根据碱基互补配对原则，另一条链中（设为一条链中（设为 2 2 链）链） ，四种碱基的比率是，四种碱基的比率是 0.24A0.24A2 2、0.16G0.16G2 2、0.28T0.28T2 2、0.32G0.32G2 2。在整个杂合。在整个杂合型双链型双链 DNADNA 分子中，分子中，A A0.260.26，同理，同理，G G0.240.24、C C0.240.24、T T0.260.26。A A1 1A A2 2 2 26答案 B2.(2016宁波九校联考)某双链 DNA 分子片段中，胞嘧啶有 240 个，占全部碱基的 30%。则在这个片段中，腺嘌呤有( )A
12、.240 个 B.480 个 C.800 个 D.160 个解析 双链 DNA 分子片段中，胞嘧啶有 240 个，占全部碱基的 30%，胞嘧啶与腺嘌呤之和占 DNA 全部碱基的 50%，可知腺嘌呤有 160 个。答案 DDNA 碱基互补配对原则的有关计算规律 1：互补的两个碱基数量相等，即 AT，CG。规律 2：任意两个不互补的碱基之和占总碱基数的 50%。规律 3：一条链中互补碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和。规律 4：若一条链中，n，则另一条链中n，n。即 DNA 分A1T1 C1G1A2T2 C2G2（AT）12 （CG）12子中互补碱基对之和之比为一恒定值。规律 5：若一条链中K，
13、则另一条链中 ，1。即 DNA 分子A1G1 T1C1A2G2 T2C21 K（AG）12 （CT）12中非互补碱基对之和之比总等于 1，且在所有 DNA 中无特异性。考点二 遗传信息的传递1.DNA 的复制(1)DNA 的复制是以亲代 DNA 分子两条链为模板，合成子代 DNA 的过程，发生的时间是有丝分裂间期和减前的间期。(2)DNA 的复制场所主要是细胞核，在叶绿体和线粒体中也可发生。(3)DNA 复制的过程7(4)DNA 复制的特点过程特点：边解旋边复制。复制方式：半保留复制。(5)DNA 复制的条件模板：解旋后的两条单链分别做模板。原料：四种脱氧核苷酸。能量：细胞提供的能量(ATP)
14、。酶：解旋酶、DNA 聚合酶等。(6)DNA 复制的意义：DNA 分子复制，使遗传信息从亲代传给子代，从而保持了前后代遗传信息的连续性。2.活动：探究 DNA 的复制过程(1)实验方法：放射性同位素示踪法和离心技术。(2)实验原理：若 DNA 的两条链都用15N 标记，那么 DNA 分子密度较大，离心后应该在试管的底部；若两条链中都含有14N，那么 DNA 分子密度小，离心后应该在试管的上部；若两条链中一条含有15N，一条含有14N，那么 DNA 分子密度居中，离心后应该在试管的中部。(3)实验过程8(4)实验分析实验预期预期一：若第二代 DNA 分子中15N15NDNA 占 1/2，14N1
15、4NDNA 占 1/2，而第三代 DNA分子中15N15NDNA 占 1/4，14N14NDNA 占 3/4，说明 DNA 复制是全保留复制。预期二：若第二代 DNA 分子中全部是15N14NDNA，而第三代 DNA 分子中15N14NDNA占 1/2，14N14NDNA 占 1/2，说明 DNA 复制是半保留复制。实验结论实验结果和预期二的一致，说明 DNA 的复制是以半保留的方式进行的。(20174 月浙江选考 24 题)若将处于 G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，培养至第二次分裂中期。下列叙述正确的是( )A.每条染色体中的两条染色单体均含3HB.每
16、个 DNA 分子的两条脱氧核苷酸链均含3HC.每个 DNA 分子中均只有一条脱氧核苷酸链含3HD.每条染色单体均只有一个 DNA 分子的两条脱氧核苷酸链含3H解析 第 2 次分裂中期时有一半 DNA 分子只有一条脱氧核苷酸链含3H，另一半 DNA 分子两条脱氧核苷酸链均含3H，故 B、C、D 均错。答案 A本题对应必修二教材 P61DNA 的复制，主要考查细胞分裂中放射性同位素的标记问题。细胞中全部染色体都被3H 标记，进行连续的两次有丝分裂，图示如下。(*代表含放射性的染色体、染色单体或 DNA 链。)9DNA 的两条脱氧核苷酸链放射性染色体放射性染色体的两条单体放射性中期一条有一条没有都有都有第一次有丝分裂后期一条有一条没有都有中期一半的 DNA 一条有一条没有都有一半的单体有 第二次有丝分裂
