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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)。 (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)( ),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 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,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。
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