创新设计第讲DNA的结构复制及基因的本质

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（Ⅱ）。2.DNA分子的复制（Ⅱ）。3.基因的概念（Ⅱ）。考点一DNA分子的结构及相关计算（5年12考）1.图解DNA分子结构C、H、O、N、PA、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2.DNA分子的特性（1）

性：磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧构成基本骨架。（2）

性：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）。（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。稳定多样4n特异碱基巧记DNA分子结构的“五·四·三·二·一”1.真题重组判断正误（1）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Ⅱ，5C）（

）（2）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，4C）（

）（3）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，2C）（

）（4）DNA有氢键，RNA没有氢键（2013·全国卷Ⅱ，1A）（

）×√××以上内容主要源自教材必修2P48～50，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2P49图3－11改编）下面是对大肠杆菌DNA分子图示，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）图中的碱基对5和6是G—C、是A—T还是A—U？

。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，其构建时需

酶参与，其断裂时可用

酶，若连接两DNA片段也需重建此类键，则需

酶参与。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）A—T

5与6间有2个氢键，应为A—T对，而不是G—C对，而且DNA分子中无“U”（3）2个（4）氢解旋磷酸二酯DNA聚合限制性内切DNA连接DNA分子的结构及特点1.（2013·广东，2）1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于（）①证明DNA是主要的遗传物质②确定DNA是染色体的组成成分③发现DNA如何储存遗传信息④为DNA复制机制的阐明奠定基础A.①③ B.②③ C.②④ D.③④解析DNA分子双螺旋结构模型中，碱基排列在内侧，碱基对的排列顺序代表遗传信息，③正确；DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制，DNA分子双螺旋结构模型为DNA复制机制的阐明奠定基础，④正确。答案D2.（2016·淄博调研）如图表示一个个DNA分子的片段，，下列有关表表述正确的是是（）A.④代表的物质中中储存着遗传传信息B.不同生物的DNA分子中④的种类无特异异性C.转录时该片段段的两条链都都可作为模板板链D.DNA分子中A与T碱基基对对含含量量越越高高，，其其结结构构越越稳稳定定解析析遗传传信信息息蕴蕴藏藏在在4种脱脱氧氧核核苷苷酸酸的的排排列列顺顺序序之之中中，，单单个个核核苷苷酸酸则则不不能能储储存存遗遗传传信信息息，，A错误误；；不不同同生生物物的的DNA均由由4种脱脱氧氧核核苷苷酸酸（（包包括括④）组组成成，，B正确确；；转转录录时时以以其其中中的的一一条条链链为为模模板板，，C错误误；；由由于于C——G碱基基对对含含3个氢氢键键，，所所以以C——G碱基基对对含含量量越越高高，，DNA越稳稳定定，，D错误误。。答案案B（1）并并非非所所有有的的DNA分子子均均具具“双链链”，有有的的DNA分子子为为单单链链。。（2）原原核核细细胞胞及及真真核核细细胞胞细细胞胞器器中中的的DNA分子子为为“双链链环环状状”。DNA分子子结结构构相相关关计计算算【典典例例】】（2014··山东东理理综综，，5）某研研究究小小组组测测定定了了多多个个不不同同双双链链DNA分子子的的碱碱基基组组成成，，根根据据测测定定结结果果绘绘制制了了DNA分子子的的一一条条单单链链与与其其互互补补链链、、一一条条单单链链与与其其所所在在DNA分子中碱基数数目比值的关关系图，下列列正确的是（（）[慧眼识图获获取信息]答案C已知某DNA分子中的一条条单链中（A＋C）/（T＋G）＝m，则（））A.它的互补链中中的这个比值值也是mB.以它为模板转转录出的信使使RNA上（A＋C）/（U＋G）＝1/mC.该DNA分子中的（A＋C）/（T＋G）＝mD.当m＝1时，这条单链链中的A＝C＝T＝G【对点小练】】解析根据碱基互补补配对原则可可知，在双链链DNA分子中，A＝T，C＝G，因此这条单单链的互补链链中（A＋C）/（T＋G）＝1/m，整个双链DNA分子中（A＋C）/（T＋G）＝1，以它它为模模板转转录出出的信信使RNA上（A＋C）/（U＋G答案B“归纳法法”求解DNA分子中中的碱碱基数数量的的计算算规律律考点二二DNA分子的的复制制及基基因的的概念念（5年13考）1.DNA分子的的复制制（1）概念念：以以为模板板合成成子代代DNA的过程程。（2）时间：

。亲代DNA有丝分分裂间间期和和减数数第一一次分分裂前前的间间期解旋后后两条条母链链游离的的4种脱氧氧核苷苷酸ATPDNA聚合酶酶解旋DNA聚合酶酶（5）方式式：。（6）特点点：。（7）意义义：将将遗传传信息息，保持持了。半保留留复制制边解旋旋边复复制从亲代代传给给子代代遗传信信息的的连续续性2.观察下下面的的基因因关系系图，，完善善相关关内容容：染色体体一个或或两个个有遗传传效应应线性遗传信信息下图为为染色色体上上DNA分子的的复制制过程程。细胞核核解旋酶酶脱氧核核苷酸酸碱基互互补配配对模板链链双螺旋旋结构构着丝点（1）请解读读图右侧侧空白处处内容（（提示见见图示示）。（2）蛙的红红细胞和和哺乳动动物成熟熟红细胞胞，是否否都能进进行DNA分子的复复制？提示蛙的红细细胞进行行无丝分分裂，可可进行DNA分子的复复制；哺哺乳动物物成熟的的红细胞胞已丧失失细胞核核，也无（3）上图所所示DNA复制过程程中形成成的两个个子DNA位置如何何？其上上面对应应片段中中基因是是否相同同？两个个子DNA将于何时时分开？？提示染色体复复制后形形成两条条姐妹染染色单体体，刚复复制产生生的两个个子DNA分子即位位于两姐姐妹染色色单体中中，由着着丝点相相连，其其对应片片段所含含基因在在无突变变等特殊殊变异情情况下应应完全相相同，两两子DNA分子将于于有丝分分裂后期期或减数数第二次次分裂后后期着丝丝点分裂裂时，随随两单体体分离而而分开，，分别进进入两个个子细胞胞中。DNA分子的复复制及相相关计算算1.（2016·全国课标标卷Ⅱ，2）某种物质质可插入入DNA分子两条条链的碱碱基对之之间，使使DNA双链不能能解开。。若在细细胞正常常生长的的培养液液中加入入适量的的该物质质，下列列相关叙叙述错误误的是（（））A.随后细胞胞中的DNA复制发生生障碍B.随后细胞胞中的RNA转录发生生障碍C.该物质可可将细胞胞周期阻阻断在分分裂中期期D.可推测该该物质对对癌细胞胞的增殖殖有抑制制作用解析某物质可可插入DNA分子两条条链的碱碱基对之之间，使使DNA双链不能能打开，，说明该该物质会会阻碍DNA分子的解解旋，因因而会阻阻碍DNA分子的复复制、转转录和抑抑制细胞胞增殖，，A、B、D三项均正正确；因因DNA分子的复复制发生生在间期期，所以以该物质质可将细细胞周期期阻断在在分裂间间期，C项错误。。答案C2.[2016·全国课标标卷Ⅰ，29（3）]将一个某某种噬菌菌体DNA分子的两两条链用用32P进行标记记，并使使其感染染大肠杆杆菌，在在不含有有32P的培养基中中培养一段段时间。若若得到的所所有噬菌体体双链DNA分子子都都装装配配成成噬噬菌菌体体（（n个））并并释释放放，，则则其其中中含含有有32P的噬噬菌菌体体所所占占比比例例为为2/n，原原因因是是__________________________________________________________________________________________。答案案一个个含含有有32P标记记的的噬噬菌菌体体双双链链DNA分子子经经半半保保留留复复制制后后，，标标记记的的两两条条单单链链只只能能分分配配到到两两个个噬噬菌菌体体的的双双链链DNA分子子中中，，因因此此在在得得到到的的n个噬噬菌菌体体中中只只有有2个带带有有标标记记3.如图图为为某某真真核核细细胞胞中中DNA复制制过过程程模模式式图图，，下下列列分分析析错错误误的的是是（（））A.酶①和酶酶②均作作用用于于氢氢键键B.该过过程程可可发发生生在在细细胞胞有有丝丝分分裂裂间间期期C.该过过程程的的模模板板链链是是a、b链D.DNA复制制的的特特点点是是半半保保留留复复制制解析析酶①是解解旋旋酶酶，，酶酶②是DNA聚合合酶酶，，前前者者作作用用于于氢氢键键，，后后者者作作用用于于磷磷酸酸二二酯酯键键；；该该过过程程需需要要a、b链分别作模板板，c、d链分别是以a、b链为模板合成成的子链；细细胞有丝分裂裂间期会发生生DNA复制；DNA分子复制具有有半保留复制制的特点。答案A1.DNA复制可简记为为“2大特点（半保保留复制、边边解旋边复制制），2种时期（有丝丝分裂间期和和减数第一次次分裂前的间间期），3个步骤（解旋旋、合成新链链、形成子代代DNA），4个条件（模板板、酶、原料料和能量）”。2.DNA分子复复制中中的相相关计计算DNA分子的的复制制为半半保留留复制制，一一个DNA分子复复制n次，则则有：：（1）DNA分子数数①子代DNA分子数数＝2n个；②含有亲亲代DNA链的子子代DNA分子数数＝2个；③不含亲亲代DNA链的子子代DNA分子数数＝（（2n－2）个。。（2）脱氧氧核苷苷酸链链数①子代DNA分子中中脱氧氧核苷苷酸链链数＝＝2n＋1条；②亲代脱氧核苷酸链数＝2条；③新合成的脱氧核苷酸链数＝（2n＋1－2）条。（3）消耗的脱氧核苷酸数①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·（2n－1）个

；②n次复制需该脱氧核苷酸数＝m·2n个，n－1次复制需该脱氧核苷酸数＝m·2n－1个，则第n次复制需该脱氧核苷酸数＝2n·m－m·2n－1＝m·（2n－2n－1）＝m·2n－1个。基因的的本质质1.（2014··海南单单科，①携带遗遗传信信息②能转运运氨基基酸③能与核核糖体体结合合④能转录录产生生RNA⑤每相邻邻三个个碱基基组成成一个个反密密码子子⑥可能发发生碱碱基对对的增增添、、缺失失、替替换其中正正确的的是（（））A.①③⑤⑤B.①④⑥⑥C.②③⑥⑥D.②④⑤⑤解析基因是是具有有遗传传效应应的DNA片段，，携带带遗传传信息息，并并能够够将遗遗传信信息通通过转转录传传递到到RNA，通过过翻译译表现现为蛋蛋白质质特定定的氨氨基酸酸序列列和空空间结结构，，基因因中可可能发发生碱碱基对对的增增添、、缺失失或替替换，，即基基因突突变，，故选选B。答案B2.下列关关于真真核细细胞内内染色色体、、DNA和基因因的叙叙述中中，错错误的的是（（））A.染色体体是细细胞核核内DNA的唯唯一一载载体体B.同源源染染色色体体上上基基因因的的数数目目不不一一定定相相等等C.倒位位后后的的染染色色体体与与其其同同源源染染色色体体不不能能发发生生联联会会D.染色色体体变变异异时时DNA分子子结结构构不不一一定定改改变变解析析细胞胞核核内内的的DNA都存存在在于于染染色色体体上上，，A正确确；；异异型型同同源源染染色色体体上上的的基基因因数数目目可可能能不不同同，，如如X、Y染色色体体，，B正确确；；倒倒位位后后的的染染色色体体在在减减数数分分裂裂时时可可以以与与其其同同源源染染色色体体联联会会，，C错误误；；染染色色体体数数目目变变异异时时，，DNA结构构不不变变，，数数目目改改变变，，D正确确。。答案案C（1）针针对对遗遗传传物物质质为为DNA的生生物物而而言言，，基基因因是是指指“有遗遗传传效效应应的的DNA片段段”，但但就就RNA病毒毒而而言言，，其其基基因因为为“有遗遗传传效效应应的的RNA片段段”。（2）并并非非所所有有DNA片段都是是基因，，基因不不是连续续分布在在DNA上的，而而是由碱碱基序列列将不同同的基因因分割开开的。易错·防范清零零[易错清零零]易错点1误认为DNA分子都是是双链的的或认为为DNA分子中“嘌呤一定定等于嘧嘧啶”或认为嘌嘌呤＝嘧嘧啶时一一定为双双链DNA分子。点拨DNA分子一般般为“双螺旋结结构”，但也有有些DNA分子呈“单链”结构，在在此类DNA分子中嘌嘌呤与嘧嘧啶可能能相等也也可能不不相等。。由此可可见，双双链DNA分子中嘌嘌呤“A＋G”固然等于于“T＋C”或（A＋C）/（T＋G）＝1，但存在在该等量量或比例例关系时时，未必必一定是是双链DNA分子。易错点2误认为DNA复制“只发生于于”细胞核中中点拨细胞生物物中凡存存在DNA分子的场场所均可可进行DNA分子的复复制，其其场所除除细胞核核外，还还包括叶叶绿体、、线粒体体、原核核细胞的的拟核及及质粒。。需特别注注意的是是DNA病毒虽有DNA分子，但其不不能独立完成成DNA分子的复制——病毒的DNA复制必须借助助寄主细胞完完成，在其DNA复制时，病毒毒只提供“模板链”，其他一切条条件（包括场场所、原料、、酶、能量））均由寄主细细胞提供。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：需借借助母链模板板，依据碱基基互补配对原原则，将单个