2011版高中生物一輪復(fù)習(xí) 3.2 DNA分子的結(jié)構(gòu)DNA分子的復(fù)制基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段精品學(xué)案 新人教版必修2

1、第2、3、4節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu)DNA分子的復(fù)制基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段【高考目標(biāo)定位】1、DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)2、基因的概念3、DNA分子的復(fù)制【考綱知識(shí)梳理】一、DNA分子結(jié)構(gòu)1、結(jié)構(gòu)（1）元素組成：C、H、O、N、P(不含S)（2）基本單位 脫氧核苷酸如圖所示 其中，表示一分子磷酸； 表示一分子脫氧核糖； 表示含氮堿基構(gòu)成DNA分子的含氮堿基共有4種，即A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、G(鳥嘌呤)、C(胞嘧啶)。脫氧核糖的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如右圖：在脫氧核苷酸分子中，特別要注意三個(gè)小分子之間的連接，其中，脫氧核糖的l號(hào)碳原子與含氮堿基相連，5號(hào)碳原子與磷酸分了相連。（3）一條脫氧核苷酸單鏈中

2、，相鄰脫氧核苷酸之間的連接如圖所示。一分子脫氧核苷酸中脫氧核糖的3號(hào)碳原子與另一分子脫氧核苷酸中的磷酸通過形成新的化學(xué)鍵(磷酸二酯鍵)相連接。（4）兩條單鏈之間形成的堿基對(duì)表示如下 堿基之間的配對(duì)方式有兩種，即上圖所示的A一定與T配對(duì)，G一定與C配對(duì)。 配對(duì)的堿基之間以氫鍵相連，A與T之間形成兩條氫鍵G與C之間形成三條氫鍵。 配對(duì)的兩個(gè)脫氧核苷酸方向相反，尤其要注意脫氧核糖的位置。 2、特點(diǎn) (1)兩條鏈反向平行盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。 （2）脫氧核糖與磷酸交替排列連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架。 （3）內(nèi)部為堿基通過氫鍵配對(duì)。二、 DNA分子的復(fù)制1、概念：以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。

3、2、復(fù)制的時(shí)間：體細(xì)胞的DNA分子復(fù)制發(fā)生在有絲分裂的間期。生殖細(xì)胞的DNA復(fù)制發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的間期 3、過程：(1)解旋：親代DNA在解旋酶的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開，形成兩條單鏈(母鏈)。解旋是使兩條鏈之間的氫鍵斷裂，需ATP提供能量。(2)子鏈合成：以解開的兩條母鏈為模板，以周圍環(huán)境中游離的脫氧核苷酸為原料各自合成與母鏈互補(bǔ)的一條子鏈。(3)子代DNA分子的形成兩條母鏈分別與各自決定的子鏈組成兩個(gè)完全相同的DNA分子。4、特點(diǎn)：（1）邊解旋邊復(fù)制。 （2）復(fù)制方式：半保留復(fù)制。5、條件：（1）模板：親代DNA分子的兩條鏈。 （2）原料：脫氧核苷酸。（3）能量：ATP。 （4）酶

4、：解旋酶、DNA聚合酶。6、準(zhǔn)確復(fù)制的原因：（1）DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供精確模板。（2）通過堿基互補(bǔ)配對(duì)原則保證了復(fù)制準(zhǔn)確進(jìn)行。7、意義：將遺傳信息從親代傳給了子代，保持了遺傳信息的連續(xù)性。三、基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 1、基因與DNA的關(guān)系（1）一個(gè)DNA上有許多個(gè)基因。構(gòu)成基因的堿基數(shù)小于（填“大于”、“小于”“等于”）DNA分子的堿基總數(shù)。（2）基因?qū)嵸|(zhì)：基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。2、遺傳信息與DNA的關(guān)系遺傳信息蘊(yùn)藏在DNA分子的4種堿基的排列順序之中。3、DNA分子特性：（1）多樣性：主要取決于堿基排列順序 （2）特異性：是由DNA分子中特定的堿基排列順序決定的。 （

5、3）穩(wěn)定性：主要取決于DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)。【要點(diǎn)名師精解】一、有關(guān)DNA復(fù)制的幾個(gè)問題1、復(fù)制的場(chǎng)所：DNA主要分布在細(xì)胞核內(nèi)，細(xì)胞核是DNA復(fù)制的主要場(chǎng)所。2、外界條件對(duì)DNA復(fù)制的影響：在DNA復(fù)制的過程中，需要酶的催化和ATP供能，凡是影響酶活性的因素和影響細(xì)胞呼吸的因素，都會(huì)影響DNA的復(fù)制。3、復(fù)制的過程： 4、DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性的原因（1）DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供精確模板。（2）通過堿基互補(bǔ)配對(duì)原則保證了復(fù)制準(zhǔn)確進(jìn)行。5、DNA半保留復(fù)制的特點(diǎn)：新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈（模板鏈）。6、DNA復(fù)制的有關(guān)計(jì)算（1）已知DNA分于中堿基數(shù)求復(fù)制

6、n次與第n次所需某堿基數(shù)量。若DNA分子復(fù)制n次則可產(chǎn)生2n個(gè)子DNA分子，由于DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，則復(fù)制 n次時(shí)，除第一代DNA(親代DNA分子)的兩條模板鏈不需新原料構(gòu)建外，其余所有鏈無一不是新原料構(gòu)建的，故所需原料應(yīng)為：總鏈數(shù)2條模板鏈即相當(dāng)于(2n1)個(gè)DNA分子中的原料量 當(dāng)只需計(jì)算第n次所需原料量時(shí)，可據(jù)第n次產(chǎn)生2n個(gè)DNA分子，本次應(yīng)需新構(gòu)建子鏈2n條(每個(gè)子DNA均有一條新子鏈)，這2n條新子鏈應(yīng)相當(dāng)于2n/2個(gè)子DNA 故本次所需原料也應(yīng)為2n/2個(gè)DNA乘以每個(gè)DNA中該原料量。（2）關(guān)于半保留復(fù)制的有關(guān)計(jì)算問題已知某一條全部N原子被15N標(biāo)記的DNA分子（0代），轉(zhuǎn)

7、移到含有14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)（復(fù)制）若干代，其結(jié)果分析如下表：世代DNA分子的特點(diǎn) DNA中脫氧核苷酸鏈的特點(diǎn)分子總數(shù)細(xì)胞中DNA分子在試管中的位置不同DNA分子占全部DNA分子之比母鏈總數(shù)不同脫氧核苷酸鏈占全部比含15N分子含14N和15N雜種分子含14N分子含15N的鏈含14N的鏈01全在下部121012全在中部141/21/2241/2中1/2上1/21/281/43/4381/4中3/4上1/43/4161/87/8n2n1/2n-1中11/2n-1上1/2n-111/2n-12n+11/2n11/2n【例1】下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是A在細(xì)胞有絲分裂間期，發(fā)生DNA復(fù)制 BD

8、NA通過一次復(fù)制后產(chǎn)生四個(gè)DNA分子CDNA雙螺旋結(jié)構(gòu)全部解鏈后，開始DNA的復(fù)制 D單個(gè)脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈【答案】A【解析】DNA通過一次復(fù)制后產(chǎn)生兩個(gè)DNA分子，復(fù)制的特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制，半保留復(fù)制。復(fù)制需要的酶為聚合酶。二、基因與脫氧核苷酸、DNA、染色體和生物性狀之間的關(guān)系關(guān)系內(nèi)容基因與脫氧核苷酸基因的基本組成單位是脫氧核苷酸，每個(gè)基因含有成百上千個(gè)脫氧核苷酸?；蛑忻撗鹾塑账岬呐帕许樞蚍Q為遺傳信息基因與DNA基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段每個(gè)DNA分子上有很多個(gè)基因基因與染色體基因在染色體上呈線性排列，染色體是基因的主要載體基因與生物性狀基因不僅可以通過復(fù)制把

9、遺傳信息傳遞給下一代，還可“使遺傳信息以一定的方式反映到蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)上來，從而使后代表現(xiàn)出與親代相似的性狀。遺傳學(xué)上把這過程叫做基因的表達(dá)【例2】用a表示DNA，b表示基因，c表示脫氧核苷酸，d表示堿基，則四者的關(guān)系是【解析】DNA、基因、脫氧核苷酸、堿基四者之間的關(guān)系，分析如下：【答案】D【感悟高考真題】（2010·山東高考）7蠶豆根尖細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷培養(yǎng)基中完成一個(gè)細(xì)胞周期，然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期，其染色體的放射性標(biāo)記分布情況是 A每條染色體的兩條單體都被標(biāo)記 B每條染色體中都只有一條單體被標(biāo)記 C只有半數(shù)的染色體中一條單體被標(biāo)記 D每

10、條染色體的兩條單體都不被標(biāo)記【答案】B【解析】由于DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，在有放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中一個(gè)細(xì)胞周期后，每個(gè)DNA分子中有一條鏈含放射性。繼續(xù)在無放射性的培養(yǎng)基中培養(yǎng)時(shí)，由于DNA的半保留復(fù)制，所以DNA分子一半含放射性，一半不含放射性，每個(gè)染色單體含一個(gè)DNA分子，所以一半的染色單體含放射性。（2010·江蘇高考）1.下列關(guān)于核酸的敘述中，正確的是A.DNA和RNA中的五碳糖相同B.組成DNA與ATP的元素種類不同C. T2噬苗體的遺傳信息貯存在RNA中 D.雙鏈DNA分子中嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)【解析】本題主要考查核酸的組成、結(jié)構(gòu)和功能。DNA含有脫氧核糖，RNA含

11、有核糖，A項(xiàng)錯(cuò)誤；DNA和ATP都是由C、H、O、N、P五種元素組成，B項(xiàng)錯(cuò)誤。T2噬菌體遺傳物質(zhì)為DNA，故其遺傳信息也儲(chǔ)存在DNA中，C項(xiàng)錯(cuò)誤。雙鏈DNA嘌呤總和嘧啶堿基互補(bǔ)配對(duì)，故兩者數(shù)量相等，D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緿（2010·北京高考）30.（16分）科學(xué)家以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，運(yùn)用同位素失蹤技術(shù)及密度梯度離心方法進(jìn)行了DNA復(fù)制方式的探索實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果見下表。組別1組2組3組4組培養(yǎng)液中唯一氮源繁殖代數(shù)多代多代一代兩代培養(yǎng)產(chǎn)物ABB的子I代B的子II代操作提取DNA并離心離心結(jié)果僅為輕帶（/ ）僅為重帶（/ ）僅為中帶(/)1/2輕帶（/ ）1/2中帶(/)請(qǐng)分析并回答

12、：（1）要得到DNA中的N全部被放射性標(biāo)記的大腸桿菌B，必須經(jīng)過_代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的_是唯一氮源。（2）綜合分析笨實(shí)驗(yàn)的DNA離心結(jié)果，第_組結(jié)果對(duì)得到的結(jié)論起到了關(guān)鍵作用，但需把它與第_組和第_組的結(jié)果進(jìn)行比較，才能說明DNA分子的復(fù)制方式是_。（3）分析討論：若子I代DNA的離心結(jié)果為“輕”和“重”兩條密度帶，則“重帶”DNA來自于_據(jù)此可判斷DNA分子的復(fù)制方式不是_復(fù)制。若將子I代DNA雙鏈分開后再離心，其結(jié)果是_（選填“能”或“不能”）判斷DNA的復(fù)制方式。若在同等條件下將子II代繼續(xù)培養(yǎng)，子n代DNA離心的結(jié)果是：密度帶的數(shù)量和位置是_，放射性強(qiáng)度發(fā)生變化的是_帶。若某次實(shí)驗(yàn)的結(jié)

13、果中，子I代DNA的“中帶”比以往實(shí)驗(yàn)結(jié)果的“中帶”略寬，可能的原因是新合成的DNA單鏈中的N尚有少部分為_.（2009·江蘇高考）下圖為真核生物染色體上DNA分子復(fù)制過程示意圖，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 A圖中DNA分子復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)開始的B圖中DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的C真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶D真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制速率【解析】本題通過信息考查DNA的復(fù)制相關(guān)知識(shí)。從圖中只能看出有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，所以A不對(duì)。圖中DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的，真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶，DNA聚合酶等參與。這種半保留復(fù)制的模式不僅保持前后代的穩(wěn)定性，每次

14、復(fù)制都可產(chǎn)生兩個(gè)DNA分子，提高了效率。【答案】A（2009·廣東高考）有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是A. DNA分子由4種脫氧核苷酸組成B. DNA單鏈上相鄰堿基以氫鍵連接C. 堿基與磷基相連接D. 磷酸與脫核糖交替連接構(gòu)成DNA鏈的基本骨架【解析】DNA雙鏈上相對(duì)應(yīng)的堿基以氫鍵連接，單鏈上相鄰堿基之間通過脫氧核糖和磷酸二酯鍵聯(lián)系起來，脫氧核糖和磷酸交替排列在外側(cè)，構(gòu)成DNA鏈的基本骨架。堿基排列在內(nèi)側(cè)，與脫氧核糖直接相連?！敬鸢浮緼D （2008·江蘇高考）亞硝酸鹽可使DNA的某些堿基脫去氨基，堿基脫氨基后的變化如下：C轉(zhuǎn)變?yōu)閁（U與A配對(duì)），A轉(zhuǎn)變?yōu)镮（I為次黃嘌

15、呤，與C配對(duì)）?，F(xiàn)有一DNA片段為，經(jīng)亞硝酸鹽作用后，若鏈中的A、C發(fā)生脫氨基作用，經(jīng)過兩輪復(fù)制后其子孫代DNA片斷之一為【解析】經(jīng)亞硝酸鹽作用后，若鏈中的A、C發(fā)生脫氨基作用，則鏈轉(zhuǎn)變成-IGTUG-。第一次復(fù)制后成為-IGTUG- ，第二次復(fù)制后則成為-IGTUG- 和-CCAAC- 。 -CCAAC- -CCAAC- -GGTTG-【答案】C。（2008·海南高考）下列與生物體內(nèi)核酸分子功能多樣性無關(guān)的是：A核苷酸的組成種類 B.核苷酸的連接方式 C.核苷酸的排列順序 D.核苷酸的數(shù)量多少【解析】核酸是由核苷酸連接而成的長(zhǎng)鏈大分子物質(zhì)，連接方式都是一樣的。DNA是由脫氧核苷酸連

16、接形成的，RNA是由核糖核苷酸連接形成的，不同的核酸分子中核苷酸的數(shù)量、排列順序都是不同的?！敬鸢浮緽【考點(diǎn)精題精練】1. 由1分子磷酸、1分子堿基和1分子化合物a構(gòu)成了化合物b，如右圖所示，則敘述正確的是 CA若m為腺嘌呤，則b肯定為腺嘌呤脫氧核苷酸B在禽流感病毒、幽門螺桿菌體內(nèi)b均為4種CATP脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)，可形成b D若a為脫氧核糖，則由b構(gòu)成的核酸完全水解，得到的化合物最多有8種2. 右圖表示某DNA片段，有關(guān)該圖的敘述正確的是( B ) A形成胞嘧啶核糖核苷酸 B在DNA中的特定排列順序可代表遺傳信息 C如果該片段復(fù)制兩次，則至少需要游離的鳥嘌呤核糖核苷酸6個(gè) DDNA解旋酶作用

17、于處的化學(xué)鍵3. （2010·上海市長(zhǎng)寧區(qū)高三二模）某噬菌體的DNA為單鏈DNA，四種堿基的比率是A-0.28、G-0.32、T-0.24、C-0.16。當(dāng)它感染宿主細(xì)胞時(shí)，能形成雜合型雙鏈DNA分子，則雜合型雙鏈DNA分子在上四種堿基A、G、C、T的比率依次是 B A0.24 0.16 0.32 0.28 B0.26 0.24 0.24 0.26 C0.28 0.32 0.24 0.16 D0.24 0.26 0.26 0.24 4. 有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是 AA.DNA分子由4種脫氧核苷酸組成 B.DNA單鏈上相鄰堿基以氫鍵連接C.堿基與磷酸相連接 D.磷酸與脫氧核糖

18、交替連接在內(nèi)側(cè)構(gòu)成DNA鏈的基本骨架5. 甲生物核酸的堿基組成為：嘌呤占46%、嘧啶占54%，乙生物遺傳物質(zhì)的堿基比例為：嘌呤占34%、嘧啶占66%，則甲、乙生物可能是（ D ）A、藍(lán)藻、變形蟲B、T2噬菌體、豌豆C、硝化細(xì)菌、綿羊D、肺炎雙球菌、煙草花葉病毒6. 下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是（ A ）A、在細(xì)胞有絲分裂間期，發(fā)生DNA復(fù)制B、DNA通過一次復(fù)制后產(chǎn)生四個(gè)DNA分子C、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)全部解鏈后，開始DNA的復(fù)制D、單個(gè)脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈7. 關(guān)于細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制的敘述，正確的是 DA.發(fā)生在細(xì)胞分裂的各個(gè)時(shí)期 B.子代DNA分子由兩條新鏈組成C

19、需要模板、原料、能量和酶等D.形成的兩條新鏈堿基序列相同8. （2010·山東省臨沂市高三一模）DNA復(fù)制盡管精確，但仍有10-9的錯(cuò)誤率，那么約為31.6億個(gè)堿基對(duì)的人類基因組復(fù)制一次產(chǎn)生的錯(cuò)誤個(gè)數(shù)和這些錯(cuò)誤可能產(chǎn)生的影響分別是（ D ）A約為3個(gè)，影響很大B約為3個(gè)，沒有影響C約為6個(gè)，影響很大D約為6個(gè)，影響可能很大也可能沒有影響9. 某條只含有14N的雙鏈DNA分子共有含氮堿基1400個(gè)，其中一條單鏈上（A+T）：（C+G）=2：5。則該DNA分子放在15N的培養(yǎng)基上連續(xù)復(fù)制兩次后，含有15N的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)和15N的DNA數(shù)依次是（ C ）A600 3B400個(gè) 4C

20、600 4個(gè)D1200個(gè) 310. 某一DNA分子中，A為200個(gè)，復(fù)制數(shù)次后消耗周圍環(huán)境中含A的脫氧核苷酸3000個(gè)，該DNA分子已經(jīng)復(fù)制了幾次（ A ）A、4次B、3次C、5次D、6次11. 科學(xué)家將細(xì)菌中的抗青枯病基因轉(zhuǎn)移到馬鈴薯葉肉細(xì)胞內(nèi)，培育出了抗病馬鈴薯植株。由此可以說明的是 CA抗青枯基因由編碼區(qū)和非編碼區(qū)組成B用基因診斷技術(shù)可以檢測(cè)該植株能抗青枯病C抗青枯病基因能在馬鈴薯塊莖細(xì)胞中表達(dá)D人們能定向改造生物的遺傳性狀12. 某個(gè)DNA片段由500對(duì)堿基組成，AT占?jí)A基總數(shù)的34%，若該DNA片段復(fù)制2次，共需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸分子個(gè)數(shù)為（ C ）A、330B、660C、990

21、D、132013. 噬菌體X174是單鏈DNA生物，當(dāng)它感染宿主細(xì)胞時(shí)，首先形成復(fù)制型（RF）的雙鏈DNA分子。如果該生物DNA的堿基構(gòu)成是：27%A，31%G，22%T和20%C。那么，RF中的堿基構(gòu)成情況是A27%A，31%G，22%T和20%C B24.5%A，25.5%G，24.5%T和25.5%CC22%A，20%G，27%T和31%C D25.5%A，24.5%G，25.5%T和24.5%C14. 從病毒到真核生物都有基因，對(duì)基因概念理解的敘述，正確的是A A每一個(gè)基因都有特定的遺傳效應(yīng) B基因就是DNA上有遺傳效應(yīng)的片段C有多少基因就控制著多少遺傳性狀 D基因控制的性狀都能在后代

22、表現(xiàn)出來15. 下列關(guān)于染色體和DNA的關(guān)系說法正確的是（ A ）DNA均位于染色體上；染色體就是DNA；DNA是染色體的主要成分；染色體和DNA都是遺傳物質(zhì)；每條染色體上總是只含一個(gè)DNA分子；染色體的基本組成單位是脫氧核苷酸；染色體和DNA都是在間期復(fù)制并加倍；有絲分裂中，染色體和DNA都是在間期復(fù)制、后期加倍；基因都位于DNA上，也都位于染色體上。A、B、C、D、16. 在正常情況下，細(xì)胞內(nèi)完全可自主合成組成核酸的核糖和脫氧核糖?，F(xiàn)在細(xì)胞系由于發(fā)生基因突變而不能自主合成核糖和脫氧核糖，必須從培養(yǎng)基中攝取。為驗(yàn)證DNA分子復(fù)制的原料是脫氧核苷酸，而不是核糖核苷酸，現(xiàn)提供如下實(shí)驗(yàn)材料，請(qǐng)你完成實(shí)驗(yàn)方案。（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證DNA分子復(fù)制的原料是脫氧核苷酸，而不是核糖核苷酸。（2）實(shí)驗(yàn)材料：突變細(xì)胞系、基本培養(yǎng)基、12C核糖核苷酸、14C核糖核苷酸、12C脫氧核苷酸、14C脫氧核苷酸、放射性探測(cè)顯微儀等。