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1、第18讲 DNA的结构、复制及基因的本质,2017备考最新考纲,1.DNA分子结构的主要特点()。2.DNA分子的复制()。3.基因的概念()。,考点一 DNA分子的结构及相关计算(5年12考),自主梳理,1.图解DNA分子结构,C、H、O、N、P,A、T、G、C,脱氧核糖,脱氧核苷酸,反向平行,磷酸与脱 氧核糖交替,连接,碱,基,氢键,A与T、,G与C配对,磷酸,脱氧核糖,巧记DNA分子结构的“五四三二一”,2.DNA分子的特性,(1) ：磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧构成基本骨架。 (2) ：碱基对多种多样的排列顺序，如某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有 种(其中n代表碱基对数)
2、。 (3) 性：每种DNA分子都有特定的 对排列顺序，代表了特定的遗传信息。,稳定性,多样性,4n,特异,碱基,1.高考重组 判断正误,(1)沃森和克里克以DNA大分子为研究材料，采用X射线衍射的方法，破译了全部密码子(2015江苏卷，D)( ) (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(2014课标，5C)( ) (3)富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也作出了巨大的贡献(2014江苏高考T4C)( ) (4)沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数(2012江苏高考T2C)( ) (5)DNA有氢键，RNA没有氢键(2013全国卷T1A)( ),
3、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3-11改编)下面对大肠杆菌DNA分子图示的分析正确的是( ),A.图中2是核糖，属于五碳糖 B.图中的碱基对3和4可能是GC，也可能是AT C.图中5和6可能为GA D.1、2、3构成了一个完整的脱氧核糖核苷酸分子,解析 图中2为脱氧核糖，图中3和4间存在三个碱基，应为GC对，图中5和6间存在两个碱基应为AT对，故只有D选项正确。 答案 D,跟进题组,题组一 DNA分子的结构,1.(2016山东临沂期中)同源染色体上的DNA分子之间最可能相同的是( ),A.碱基对
4、的排列顺序 B.磷酸二酯键的数目 C. 的比值 D.脱氧核苷酸的种类 解析 一般情况下，同源染色体上的DNA分子分别来自父方和母方，因此，同源染色体上的DNA分子之间的碱基对的排列顺序、氢键的数目、(AT)/(GC)的值一般都不相同，但同源染色体上的DNA分子中脱氧核苷酸的种类只有4种。 答案 D,2.下列能正确表示DNA片段的示意图是( ),解析 DNA通常为双链结构，由含有A、T、C、G四种碱基的脱氧核苷酸组成。A与T配对，之间有两个氢键；G与C配对，之间有三个氢键。DNA分子的两条链反向平行。 答案 D,(1)“三看法”判断DNA分子结构的正误,(2)界定DNA的两级水解产物 DNA的初
5、步水解产物是脱氧核苷酸，彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。 (3)DNA分子中存在的两种重要化学键 氢键：碱基对之间的化学键，可用解旋酶断裂，也可加热断裂。 磷酸二酯键：磷酸和脱氧核糖之间的化学键，用限制性核酸内切酶处理可切割，用DNA连接酶处理可连接。 (4)关注三类数量关系 由磷酸、脱氧核糖、含氮碱基组成，三者之间的数量关系为111。 每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个。 碱基对数与氢键数的关系 若碱基对数为n，则氢键数为2n3n，若已知A有m个，则氢键数为3nm。,题组二 DNA分子结构的相关计算,3.已知某DNA分子中的一条单链中(AC)/(TG)m，则 ( ),A.它的互补
6、链中的这个比值也是m B.以它为模板转录出的信使RNA上(AC)/(UG)1/m C.该DNA分子中的(AC)/(TG)m D.当m1时，这条单链中的ACTG,解析 根据碱基互补配对原则可知，在双链DNA分子中，AT，CG，因此这条单链的互补链中(AC)/(TG)1/m，以它为模板转录出的信使RNA上(AC)/(UG)1/m，整个双链DNA分子中(AC)/(TG)1，故A项、C项错误，B项正确。当m1时，只能说明ACTG，并不能说明这条单链上的4种碱基的数量相等，D项错误。 答案 B,4.(2014山东卷)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分子的一条单链
7、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 双链DNA分子中，(AC)/(TG)一定等于1，A错误；当一条链中存在(A1C1)/(T1G1)1时，其互补链中存在(A2C2)/(T2G2)(T1G1)/(A1C1)1，B错误；在DNA分子中，存在(A1T1)/(G1C1)(A2T2)/(G2C2)(AT)/(GC)，C正确、D错误。 答案 C,关于碱基互补配对的四大规律总结 规律一：DNA双链中的AT，GC，两条互补链的碱基总数相等，任意两个不互补的碱基之和恒等，占碱基总数的50%，即：AGTCACTG。 规律二：非互补碱基之和的比例在整个DNA分子中
8、为1,在两条互补链中互为倒数。如在一条链中 a,则在互补链中 ,而在整个DNA分子中 1。 规律三：互补碱基之和的比例在整个DNA分子中以及任何一条链中都相等。如在一条链中 m，则在互补链及整个DNA分子中 m。,规律四：在双链DNA及其转录的RNA之间有下列关系，设双链DNA中a链的碱基为A1、T1、C1、G1，b链的碱基为A2、T2、C2、G2，则A1T1A2T2RNA分子中(AU)(1/2)DNA双链中的(AT)；G1C1G2C2RNA分子中(GC)(1/2)DNA双链中的(GC)。 【注】 由2n个脱氧核苷酸形成双链DNA分子过程中，可产生H2O分子数为(n1)(n1)2n2,考点二
9、DNA分子的复制及基因 的概念（5年13考）,自主梳理,1.DNA分子的复制,(1)概念：以 为模板合成子代DNA的过程。 (2)时间： 。,(3)条件,模板： 原料：细胞中 能量： 酶：解旋酶、 等,亲代DNA,有丝分裂的间期和减数分裂间期,解旋后两条母链,游离的4种脱氧核苷酸,ATP,DNA聚合酶,（5）方式： 。 （6）特点： 。 （7）意义：将遗传信息 ，保持了 。,解旋,DNA聚合酶,半保留复制,边解旋边复制,从亲代传给子代,遗传信息的,连续性,2.观察下面的基因关系图，完善相关内容：,染色体,一个或两个,有遗传效应,线性,遗传信息,下图为染色体上DNA分子的复制过程,细胞核,解旋酶
10、,脱氧核苷酸,碱基互补配对,模板链,双螺,旋结构,着丝点,（1）请解读图右侧空白处内容（提示：见图示） （2）蛙的红细胞和哺乳动物成熟红细胞，是否都能进行DNA分子的复制？ 提示 蛙的红细胞进行无丝分裂，可进行DNA分子的复制；哺乳动物成熟的红细胞已丧失细胞核，也无各种细胞器，不能进行DNA分子的复制。 （3）上图所示DNA复制过程中形成的两个子DNA位置如何？其上面对应片段中基因是否相同？两个子DNA将于何时分开？ 提示 染色体复制后形成两条姐妹染色单体，刚复制产生的两个子DNA分子即位于两姐妹染色单体中，由着丝粒相连，其对应片段所含基因在无突变等特殊变异情况下应完全相同，两子DNA分子将于
11、有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝粒分裂时，随两单体分离而分开，分别进入两个子细胞中。,跟进题组,题组一 DNA分子复制及相关计算,1.某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是（ ）,解析 DNA的复制方式为半保留复制，复制后不存在亲代的DNA分子（双链均为白色），排除A、B项；第二次复制后得到的4个DNA分子中，每个DNA分子各有1条链是第二次复制形成的（黑色），排除C项；进一步分析可知D项符合题意。 答案 D,1.复制可简记为“1个主要场所（细胞核），2种时期（有丝分裂间期和减数分
12、裂间期），3个步骤（解旋、合成新链、形成子代DNA），4个条件（模板、酶、原料和能量）”。 2.关于DNA分子复制的早期推测 关于DNA分子是如何复制的，在早期的研究中，科学家们提出了三个模型，它们是全保留复制模型、弥散复制模型和半保留复制模型。如图所示。,2.（2015上海卷）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，这样在随后的一轮复制结束时，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（ ）,答案 C,3.（2015天津七校联考，16）用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个。该DNA分子在14N 培养基
13、中连续复制4次，其结果可能是（ ）,A.含有14N的DNA占100% B.复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸640个 C.含15N的链占 D.子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是23,答案 A,4.用32P标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂完成后每个细胞中被32P标记的染色体条数是（ ）,A.0条 B.20条 C.大于0小于20条 D.以上都有可能,解析 第一次细胞分裂完成后所形成的细胞中，DNA双链均是一条链含有32P，另一条链不含32P，第二次细胞分裂的间期，染色体复制后每条染色体上都是一条染色单体含32P，一条染色单体不
14、含32P，有丝分裂后期，姐妹染色单体分离，如果含32P的20条染色体同时移向细胞的一极，不含32P的20条染色体同时移向细胞的另一极，则产生的子细胞中被32P标记的染色体条数分别是20条和0条，如果移向细胞一极的20条染色体中既有含32P的，也有不含32P的，则形成的子细胞中被32P标记的染色体条数大于0小于20条。 答案 D,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
15、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。,题组二 基因的本质 5.(2015贵阳质监)如果DNA分子上某一片段是一个有遗传效应的片段，则该片段( ),携带遗传信息 上面有密码子 能转录产生mRNA 能进入核糖体 能携带氨基酸 能控制蛋白质的合成 在体细胞中可能成对存在 A. B. C. D.,解析 基因是DNA分子上有遗传效应的片段，能携带遗传信息，正确；密码子是位于mRNA上决定氨基酸的三个连续的核苷酸，错误；基因可转录产生mRNA，正确；能进入核糖体的是mRNA，错误；能携带氨基酸的是转运RNA，错误；基因能控制蛋白质的合成，正确；基因在二倍体体细胞的细胞核中成对存在，正确。
