（江苏专用）2019年高考生物一轮总复习 第6单元 遗传的分子基础 第2讲 DNA分子的结构和复制学案.doc

第2讲DNA分子的结构和复制考纲考情考查内容等级要求考查详情DNA分子结构的主要特点DNA分子的复制B15年非选T33结合图像考查DNA的复制14年多选T25DNA的复制13年非选T32结合示意图计算分子中碱基的比例知识整合一、基因是有遗传效应的DNA片段1一个DNA上有_个基因。构成基因的碱基数_(选填“大于”、“小于”或“等于”)DNA分子的碱基总数。2基因是有_的DNA片段。3遗传信息蕴藏在_之中。4DNA分子具有_和_，这是生物体多样性和特异性的物质基础。5染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系基本组成单位二、DNA分子的结构1DNA分子的化学组成(1)基本组成元素：_。(2)基本单位2DNA分子的结构(1)主要特点两条脱氧核苷酸长链_平行盘旋而成。_交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。两条链上的碱基通过_连接成碱基对，即：遵循_原则。(2)空间结构：规则的_结构。三、DNA的复制1概念：以_为模板，合成子代DNA的过程。2时间：有丝分裂_和减数第一次分裂的_。3过程：边解旋边复制。(1)解旋：在_的作用下，把两条螺旋的双链解开。(2)以解开的_为模板，按碱基互补配对原则合成子链。(3)每一条子链与对应的母链盘旋成双螺旋结构，形成两个新DNA分子。4场所：细胞核、叶绿体、线粒体等。5特点：半保留复制，即新合成的DNA分子中，保留了_。6条件：(1)_；(2)_；(3)_；(4)_。7结果：一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子。8基础：DNA分子的双螺旋结构为复制提供精确模板。碱基互补配对能保证复制准确进行。9复制后存在位置：位于两条姐妹染色单体上。10复制后分开时间：_分裂时，即有丝分裂后期或减数第二次分裂后期(以真核生物为例)。11意义：使遗传信息从亲代传递给子代，保持了_的连续性。考点突破考点1DNA分子的结构1结构层次5种元素：C、H、O、N、P组成,3种化合物；脱氧核糖、磷酸、4种含氮碱基(A、G、C、T)组成,4种基本单位；与含氮碱基A、G、C、T相对应的四种脱氧核苷酸构成,DNA分子的一级结构；两条脱氧核苷酸聚合链构成,一定形式的空间结构；规则的双螺旋(右旋)结构DNA分子。如图2DNA分子结构模型解读(1)DNA分子中磷酸、脱氧核糖、碱基、脱氧核苷酸之间的数量比为1111。(2)使碱基对中氢键打开的方法有：用解旋酶断裂，加热断裂。(3)除DNA末端的两个脱氧核糖外，其余每个脱氧核糖连接着2个磷酸。每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个。(4)在DNA分子的一条单链中相邻的碱基A与T通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连接。(5)若碱基对为n，则氢键数为2n3n；若已知A有m个，则氢键数为3nm。(6)DNA初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。3DNA分子的特性(1)相对稳定性：DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。(2)多样性：若不同生物DNA分子中碱基对的数目相同，则其碱基对的排列顺序是千变万化的，例如某DNA分子中有100个碱基对，则其排列顺序有4100种。另外，不同的DNA分子中碱基对的数目一般不同，其排列顺序就更加多种多样。(3)特异性：每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。例1如图表示一个DNA分子的片段，下列有关表述正确的是() A代表的物质中储存着遗传信息 B不同生物的DNA分子中的种类无特异性 C转录时该片段的两条链都可作为模板链 DDNA分子中A与T碱基对含量越高，其结构越稳定1下列能正确表示DNA片段的示意图是()ABCD考点2DNA分子中的碱基计算的常用方法解题时先画出类似下面的简画，根据碱基互补配对原则，推知计算规律。(1)互补的两个碱基数量相等，即AT，CG。(2)任意两个不互补的碱基数量之和占总碱基数的50%，即嘌呤之和嘧啶之和总碱基数50%，AGTCACTG(ATCG)50%，1。(3)一条链中互补的两种碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和，即A1T1A2T2，G1C1G2C2(1、2分别代表DNA分子的两条链，下同)。(4)一条链中互补的两种碱基之和占该单链碱基数的比例等于DNA分子两条链中这两种碱基数量之和占总碱基数的比例，即，。(5)一条链中两种不互补碱基之和的比值，与另一条链中该比值互为倒数，即若一条链中(或)K，则另一条链中(或)。1把握DNA结构的3个常考点2DNA分子中有关碱基比例计算的解题步骤解DNA分子中有关碱基比例计算的试题时要分三步进行：(1)搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例，还是占DNA分子一条链上碱基的比例。(2)画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知和所求的碱基。(3)根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。例2下列是一组有关双链DNA分子中含氮碱基的问题，请回答：(1)若A占20%，则G占_。(2)若双链DNA中A占20%，且一条链中的A占20%，则此链中C所占比例的最大值是_。(3)一条链中(AC)/(TG)0.4，互补链中的此值是_。(4)一条链中(AT)/(CG)0.4，互补链中的此值是_。(5)若A有P个，占全部碱基数的20%，则该DNA分子中的G有_个。2DNA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考点3DNA分子的复制及相关计算1DNA分子的复制(1)概念：以亲代DNA为模板，合成子代DNA的过程。(2)时间：真核生物DNA分子复制时间为有丝分裂的间期或减数第一次分裂的间期。(3)场所：真核生物DNA分子复制的场所：细胞核(主要场所)、线粒体、叶绿体；原核生物DNA分子复制的场所：拟核、细胞质(如质粒DNA的复制)；病毒DNA分子复制场所为宿主细胞。(4)真核生物DNA分子复制过程需要的条件是模板、原料、酶和能量等。(5)过程(6)特点：边解旋边复制。(7)方式：半保留复制。(8)结果：形成两个完全相同的DNA分子。(9)意义：将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。2DNA复制过程中的数量关系DNA复制为半保留复制，若将亲代DNA分子复制n代，其结构分析如下：(1)子代DNA分子数为2n个。含有亲代链的DNA分子数为2个。不含亲代链的DNA分子数为(2n2)个。含子代链的DNA分子数为2n个。(2)子代脱氧核苷酸链数为2n1条。亲代脱氧核苷酸链数为2条。新合成的脱氧核苷酸链数为(2n12)条。(3)消耗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次复制所需该脱氧核苷酸数为m2n1个。1将含有15N标记的1个DNA分子放在含有14N的培养基中培养，复制n次。(1)含14N的DNA分子有2n个，只含14N的DNA分子有(2n2)个，做题时看准是“含”还是“只含”。(2)子代DNA分子中，总链数为2n22n1条，模板链始终是2条，做题时应看准是“DNA分子数”，还是“链数”。2利用图示法理解细胞分裂与DNA复制的相互关系此类问题可通过构建模型图解答，如图：这样来看，最后形成的4个子细胞有3种情况：第一种情况是4个细胞都是；第2种情况是2个细胞是，1个细胞是，1个细胞是；第3种情况是2个细胞是，另外2个细胞是。例3DNA的复制方式可以通过设想来进行预测，可能的情况是全保留复制、半保留复制、分散(弥散)复制三种。究竟是哪种复制方式呢？下面设计实验来证明DNA的复制方式。实验步骤：a在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14NDNA(对照)。b在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15NDNA(亲代)。c将亲代15N大肠杆菌转移到氮源为14N的培养基中，再连续繁殖两代(和)，用密度梯度离心法分离，不同相对分子质量的DNA分子将分布在试管中的不同位置上。实验预测：(1)如果与对照(14N/14N)相比，子代能分辨出两条DNA带：一条_带和一条_带，则可以排除_。(2)如果子代只有一条中密度带，则可以排除_，但不能肯定是_。(3)如果子代只有一条中密度带，再继续做子代DNA密度鉴定：若子代可以分出_和_，则可以排除分散复制，同时肯定半保留复制；如果子代不能分出_密度两条带，则排除_，同时确定为_。3科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。组别1组2组3组4组培养液中唯一氮源14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl繁殖代数多代多代一代两代培养产物ABB的子代B的子代操作提取DNA并离心离心结果仅为轻带(14N/14N)仅为重带(15N/15N)仅为中带(15N/14N)1/2轻带(14N/14N)1/2中带(15N/14N)请分析并回答：(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过_代培养，且培养液中的_是唯一氮源。(2)综合分析本实验的DNA离心结果，第_组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与第_组和第_组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是_。(3)分析讨论若B的子代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于_，据此可判断DNA分子的复制方式不是_复制。若将B的子代DNA双链分开后再离心，其结果_(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。若在同等条件下将B的子代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置_，放射性强度发生变化的是_带。若某次实验的结果中，B的子代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成DNA单链中的N中有少部分含_。请根据下列关键词的提示，归纳构建本课时知识体系基因的概念基因的本质DNA分子的结构DNA分子的复制半保留复制边解旋边复制随堂演练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连续复制两次后的产物是()2(2016上海高考)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 10对碱基(A有6个)的DNA双链片段，那么使用的订书钉个数为() A58 B78 C82 D883STR是DNA分子上以26个核苷酸为单元重复排列而成的片段，单元的重复次数在不同个体间存在差异。现已筛选出一系列不同位点的STR用作亲子鉴定，如7号染色体有一个STR位点以“GATA”为单元，重复714次；X染色体有一个STR位点以“ATAG”为单元，重复1115次。某女性7号染色体和X染色体DNA的上述STR位点如图所示。下列叙述错误的是()第3题图 A筛选出用于亲子鉴定的STR应具有不易发生变异的特点 B为保证亲子鉴定的准确率，应选择足够数量不同位点的STR进行检测 C有丝分裂时，图中(GATA)8和(GATA)14分别分配到两个子细胞中 D该女性的儿子X染色体含有图中(ATAG)13的概率是1/24一个双链均被32P标记的DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是() A该DNA分子中含有氢键的数目为1.3104个 B复制过程需要2.4104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 C子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为17 D子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为135下列关于真核细胞DNA复制的说法，正确的是() A新的子链由4种脱氧核苷酸聚合而成，核苷酸的聚合过程需要DNA连接酶 B构成DNA子链的4种脱氧核苷酸聚合时，ATP为降低反应活化能提供能量 C以DNA两条脱氧核苷酸链为模板链合成子链时，4种碱基交替排列在分子内侧 DDNA复制过程中若出现错误，生物出现的新性状既可能适应环境又可能不适应环境6(多选)如图为细胞内某基因(15N标记)的结构示意图，A占全部碱基的20%。下列说法错误的是 ()第6题图 A维持该基因结构稳定的主要化学键有磷酸二酯键和氢键 B在无变异条件下，该基因的碱基(CG)/(AT)的比值为5/2 C限制性核酸内切酶作用于部位，DNA解旋酶作用于部位 D将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的脱氧核苷酸链占1/47如图是某DNA分子的局部结构