1第第 1818 讲讲 DNADNA 分子的结构、复制及基因的本质分子的结构、复制及基因的本质考试说明 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1.图解 DNA 分子结构图 6-18-12.DNA 分子的特性 (1)稳定性:磷酸和脱氧核糖交替连接,排列在外侧构成基本骨架,两条链互补的碱基之间通 过 相连。 (2) 性:遗传信息蕴藏在 中。碱基排列顺序千变万化,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 。 理性思维 模型与建模 如图 6-18-2 为某同学在学习了 DNA 分子的结构后画的含有两个碱基对的 DNA 分子片段(其中“”代表磷酸基团),找出图中物质和结构上的错误?图示属于 模型。 图 6-18-2正误辨析21.双链 DNA 分子中一条链上磷酸和核糖是通过氢键连接的。( ) 2.DNA 有氢键,RNA 没有氢键。( ) 3.大肠杆菌的拟核 DNA 分子和质粒 DNA 分子都为双链环状。( ) 4.沃森和克里克构建 DNA 双螺旋结构模型的一个重要意义在于“发现 DNA 如何贮存遗传信 息”。( ) 5.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。( )1.解读两种 DNA 结构模型图 6-18-3 (1)由图甲可解读以下信息:(2)图乙是图甲的简化形式,其中是磷酸二酯键,是氢键。解旋酶作用于部位,限制酶 和 DNA 连接酶作用于部位。2.碱基互补配对原则及相关计算 (1)碱基互补配对原则:AT,GC,如图 6-18-4 所示:图 6-18-4 (2)有关推论 嘌呤总数与嘧啶总数相等,即 A+G=T+C。 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”。 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积为 1”。角度 1 考查 DNA 分子的结构及特性 1.下列关于 DNA 分子结构的叙述,正确的是( ) A.DNA 分子是以 4 种脱氧核苷酸为单位连接而成的单链结构 B.DNA 分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基3C.DNA 分子两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对 D.DNA 分子一条链上的相邻碱基通过磷酸脱氧核糖磷酸相连 2. 2017江苏启东中学模拟 如图 6-18-5 为 DNA 分子部分结构示意图,以下叙述正确的是 ( )图 6-18-5 A.解旋酶可以断开键,因此 DNA 的稳定性与无关 B.是一个鸟嘌呤脱氧核苷酸 C.DNA 连接酶可催化或键形成 D.A 链、B 链的方向相反,磷酸和脱氧核糖交替连接构成基本骨架易错提醒 (1)DNA 分子的特异性是由碱基对的排列顺序决定的,而不是由配对方式决定的,配对方式只 有两种:AT、CG。 (2)并不是所有的脱氧核糖都连接着两个磷酸基团,两条链各有一个 3端的脱氧核糖连接着 一个磷酸基团。 (3)双螺旋结构并不是固定不变的,复制和转录过程中会发生解旋。 (4)在 DNA 分子中,A 与 T 分子数相等,G 与 C 分子数相等,但 A+T 的量不一定等于 G+C 的量,的值恰恰反映了 DNA 分子的特异性。角度 2 考查 DNA 分子结构中碱基的相关计算 3. 2017广东江门模拟 在一个 DNA 分子中,腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的 46%, 其中一条链中鸟嘌呤与胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的 22%和 28%,则由该链转录的信使 RNA 中鸟嘌呤与胞嘧啶分别占碱基总数的 ( )A.24%,22% B.32%,22% C.26%,24% D.22%,28% 4. 2018山西太原金河中学模拟 某双链 DNA 分子中含有 200 个碱基,一条链上 ATGC=1234,则该 DNA 分子中( ) A.四种含氮碱基 ATGC=4477B.若该 DNA 中 A 为p个,占全部碱基的(m2n),则 G 的个数为-p C.碱基排列方式共有 4200种 D.含有 4 个游离的磷酸 5.互为同源染色体的 DNA 分子之间最可能相同的是( ) A.碱基对的排列顺序B.磷酸二酯键的数目C.的值 D.脱氧核苷酸的种类4技法提炼 解答有关碱基计算的“三步曲”考点二 DNA 的复制及基因的本质1.DNA 分子复制的过程 (1)概念:以亲代 DNA 为模板,合成子代 DNA 的过程。 (2)时间: 。 (3)过程图 6-18-6 (4)特点: (过程上)、 (结果上)。 (5)精确复制的原因: 为复制提供了精确的模板。 保证了复制的精确进行。 (6)意义:将 从亲代传给子代,保持了 的连续性。 2.基因的本质 (1)本质:基因是具有 的 片段。 (2)基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系图 6-18-7 (3)基因的基本功能:遗传信息的 和 。 正误辨析 1.DNA 分子全部解旋后才开始进行 DNA 复制。 ( ) 2.DNA 必须在 DNA 酶的作用下才能连接形成子链。 ( ) 3.DNA 聚合酶催化两个游离的脱氧核苷酸之间的连接。 ( ) 4.植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生 DNA 的复制。( )55.DNA 复制就是基因表达的过程。( ) 理性思维 1. 归纳与概括 将一个某种噬菌体 DNA 分子的两条链用32P 进行标记,并使其感染大肠杆菌,在不含有32P 的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链 DNA 分子都装配成噬菌体(n个)并释放,则其中含有32P 的噬菌体所占比例为 2/n,原因是 。 2. 归纳与概括 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?1.DNA 复制方式的探究 实验材料:大肠杆菌 实验方法:同位素标记法和密度梯度离心法 (亲代 DNA 分子与子代 DNA 分子的区分方法) 实验假设:DNA 分子以半保留的方式复制 实验结果:与预期结果一致 实验结论:DNA 分子以半保留的方式复制2.DNA 复制的有关计算 DNA 复制为半保留复制,若将亲代 DNA 分子复制n代,其结果分析如下:图 6-18-8 (1)子代 DNA 分子数为 2n个。其中: 含有亲代链的 DNA 分子数为 2 个。6不含亲代链的 DNA 分子数为 2n-2 个。 含子代链的 DNA 分子有 2n个。 (2)子代脱氧核苷酸链数为 2n+1条。其中: 亲代脱氧核苷酸链数为 2 条。 新合成的脱氧核苷酸链数为 2n+1-2 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次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸 数为m(2n-1)个。 第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m2n-1个。3.DNA 半保留复制应用于细胞分裂过程的分析 (1)有丝分裂中染色体标记情况分析 过程图解(一般只研究一条染色体): 复制一次(母链标记,培养液不含标记同位素):图 6-18-9 转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期:图 6-18-10 规律总结:若只复制一次,产生的子染色体都带有标记;若复制两次,产生的子染色体只有 一半带有标记。 (2)减数分裂中染色体标记情况分析 过程图解:减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象,如图 6-18-11:图 6-18-11 规律总结:由于减数分裂没有细胞周期,DNA 只复制一次,因此产生的子染色体都带有标记。角度 1 考查 DNA 复制的过程及相关计算 1. 2017浙江四市联考 下列关于 DNA 复制的说法,错误的是( )A.通过 DNA 复制,遗传信息在亲子代细胞间始终保持不变 B.将亲代 DNA 分子的两条链分别作为模板进行复制 C.复制过程中,始终按照碱基互补配对原则进行 D.形成子链时,相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸间可形成磷酸二酯键 2. 2017江苏徐州调研 一个双链均被32P 标记的 DNA 分子由 5000 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。下列叙述错误的是( )A.该 DNA 分子的特异性与碱基对的排列顺序有关7B.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 的单链数目之比为 17D.子代 DNA 分子中含32P 的 DNA 分子数目与只含31P 的 DNA 分子数目之比为 13易错提醒 DNA 复制相关计算的 4 个易错点 (1)“DNA 复制了n次”和“第n次复制”的区别,前者包括所有的复制,但后者只包括最后 一次复制。 (2)碱基的数目单位是“对”还是“个”。 (3)在 DNA 复制过程中,无论复制了几次,含有亲代脱氧核苷酸单链的 DNA 分子都只有两个。 (4)另外,还要看清是“DNA 分子数”还是“链数”,“含”还是“只含”等关键词,以免掉 进陷阱。 角度 2 综合考查 DNA 复制与细胞分裂 3.BrdU 是一种嘧啶类似物,能替代胸腺嘧啶与腺嘌呤配对。将植物根尖分生组织放在含有 BrdU 的培养基中培养到第二个细胞周期的中期,其染色体的情况是( ) A.每条染色体的两条染色单体都含有 BrdU B.每条染色体的两条染色单体都不含有 BrdU C.每条染色体中都只有一条染色单体含有 BrdU D.只有半数的染色体中一条染色单体含有 BrdU 4.将某一经3H 充分标记 DNA 的雄性动物细胞(染色体数为 2N)置于不含3H 的培养基中培养,该细胞经过两次连续分裂后形成 4 个大小相等的子细胞。下列有关的说法正确的是( ) A.若子细胞中染色体数为 2N,则其中含3H 的染色体数一定为NB.若子细胞中染色体数为N,则其中含3H 的 DNA 分子数为C.若子细胞中染色体都含3H,则细胞分裂过程中会发生基因重组D.若子细胞中有的染色体不含3H,则原因是同源染色体分离角度 3 考查基因的本质 5. 2017福州联考 下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法,不正确的是( ) A.在 DNA 分子结构中,与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸基团和一个碱基 B.基因一般是具有遗传效应的 DNA 片段,一个 DNA 分子上可含有成百上千个基因 C.一个基因含有许多个脱氧核苷酸,基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的 D.染色体是 DNA 的主要载体,一条染色体上含有 1 个或 2 个 DNA 分子 6. 2017郑州质检 如图 6-18-12 为某植物细胞一个 DNA 分子中 a、b、c 三个基因的分布 状况,图中、为无遗传效应的序列。有关叙述正确的是 ( )图 6-18-12 A.在植物的每个细胞中,a、b、c 基因都会表达出相应蛋白质 B.a、b 互为非等位基因,在亲子代间传递时可自由组合 C.b 中碱基对若发生了增添、缺失或替换,则发生了基因突变,但性状不一定改变 D.基因在染色体上呈线性排列,基因一定位于染色体上易错提醒 (1)对于真核细胞来说,染