大綱版2012走向高考一輪生物復(fù)習(xí)同步課件：4-第二講 DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制

1、1分析DNA分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)(包括組成單位及組成單位間連接方式)。2說明DNA分子的空間及其特點。3分析DNA分子復(fù)制的時間、場所、過程及其特點。4概述DNA分子復(fù)制的結(jié)果及其意義。一、DNA分子的結(jié)構(gòu)二、DNA分子的復(fù)制1.DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)1953年，美國科學(xué)家沃森和英國科學(xué)家克里克提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。要點是：(1)DNA分子是由兩條鏈組成的，這兩條鏈按方向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。(2)DNA分子中的脫氧核糖和磷酸(通過3，5磷酸二酯鍵)交替連接(形成3，5磷酸二酯鍵時產(chǎn)生H2O)，排列在外側(cè)，構(gòu)成根本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。(3)DAN分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基

2、對，堿基配對遵循堿基互補配對原那么，即：AT(A與T之間以2個氫鍵相連)；GC(G與C之間以3個氫鍵相連，DNA分子中G與C堿基比照例越高，分子穩(wěn)定性越強)。如下圖：(4)空間結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)要點兩條鏈反向平行；外側(cè)為脫氧核糖與磷酸交替排列；內(nèi)部為堿基互補配對；每個DNA片段中，游離的磷酸基團(tuán)有2個，(磷酸)脫氧核糖(含氮堿基)之間的數(shù)量關(guān)系111，和之間的化學(xué)鍵為磷酸二酯鍵，用限制性內(nèi)切酶處理可切斷，用DNA連接酶處理可連接；之間的化學(xué)鍵為氫鍵，可用解旋酶斷裂。在DNA復(fù)制過程中，可用DNA聚合酶復(fù)制，中間每個脫氧核糖連接著2個磷酸；假設(shè)堿基對為n，那么氫鍵數(shù)為2n3n，假設(shè)A有m個，那么氫鍵

3、數(shù)為3nm。2DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(1)穩(wěn)定性：空間構(gòu)型相對穩(wěn)定。位于外側(cè)的根本骨架一定是由磷酸和脫氧核糖交替連接形成的，不會改變。兩條鏈間的堿基互補配對方式穩(wěn)定不變，總是A與T，G與C配對，堿基對及其側(cè)鏈基團(tuán)對維持DNA分子的空間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定有著重要的作用。(2)多樣性：不同的DNA分子中脫氧核苷酸的數(shù)目的差異，排列順序多種多樣。假設(shè)某一個DNA分子由n個堿基對構(gòu)成，那么可代表的遺傳信息就有4n種。(3)特異性：不同的DNA分子具有其特定的堿基排列順序，這就是DNA分子的特異性。任何兩個不同的基因(包括等位基因)其差異性就在于基因脫氧核苷酸序列的不同，基因中脫氧核苷酸一旦發(fā)生變化，該基因?qū)?/p>

4、變?yōu)樗牡任换?，即產(chǎn)生新基因。3關(guān)于DNA的計算(2)設(shè)一個雙鏈DNA分子中含有的脫氧核苷酸(或堿基)有2m個，那么每條單鏈的數(shù)量為m個鏈AGCTTCCm鏈TCGAAGGm特別提示DNA分子的共性與特異性：【例1】(2021金華模擬)以下關(guān)于DNA的表達(dá)正確的選項是()ADNA的復(fù)制只發(fā)生在分裂間期，復(fù)制的場所只能是細(xì)胞核B在每個DNA分子中，堿基數(shù)磷酸數(shù)脫氧核苷酸數(shù)脫氧核糖數(shù)C一個DNA分子中，含有90個堿基，那么必定含有270個氫鍵D一個DNA分子中，每個脫氧核糖上均連有一個磷酸和一個含氮的堿基解析：細(xì)胞核中的DNA的復(fù)制場所在細(xì)胞核中；葉綠體和線粒體中的DNA，在細(xì)胞質(zhì)中復(fù)制。脫氧核苷

5、酸是DNA的根本組成單位，每個脫氧核苷酸分子由一分子含氮堿基、一分子磷酸和一分子脫氧核糖組成。堿基對AT含2個氫鍵，GC含3個氫鍵，假設(shè)DNA分子中有90個堿基，最多有135個氫鍵。DNA分子中，每個脫氧核糖上均連有兩個磷酸和一個含氮的堿基。答案：B(2021河北保定月考)從某生物組織中提取DNA進(jìn)行分析，其中鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數(shù)的46%，又知該DNA分子的一條鏈(H鏈)所含有堿基中28%是腺嘌呤，24%是胞嘧啶，那么與H鏈相對應(yīng)的另一條鏈中，腺嘌呤、胞嘧啶分別占該鏈全部堿基數(shù)的()A26%、22%B24%、28%C14%、11% D11%、14%解析：由DNA分子中G與C之和占全部

6、堿基的46%，可知DNA分子中A與T之和占全部堿基的54%，那么在DNA分子雙鏈中AT27%，GC23%，H鏈中A占28%，C占24%，那么與H鏈相對應(yīng)的另一條鏈中，A占227%28%26%，C占223%24%22%。答案：A1.DNA分子復(fù)制的原因、條件、過程、時間及意義DNA復(fù)制的概念以親代DNA分子為模板合成子代DNA的過程DNA精確復(fù)制的原因規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供精確的模板；堿基互補配對原則保證了復(fù)制準(zhǔn)確進(jìn)行能夠進(jìn)行DNA復(fù)制的生物一切以DNA為遺傳物質(zhì)的生物真核生物DNA復(fù)制發(fā)生的時間在體細(xì)胞中發(fā)生在有絲分裂間期在有性生殖過程中發(fā)生在減數(shù)第一次分裂間期DNA分子復(fù)制進(jìn)行的基本條件

7、模板親代DNA分子的兩條鏈原料四種游離的脫氧核苷酸能量ATP酶解旋酶、DNA聚合酶、DNA連接酶等DNA復(fù)制的過程邊解旋邊復(fù)制DNA復(fù)制的特點半保留復(fù)制DNA復(fù)制的結(jié)果一個DNA分子形成兩個完全相同的子代DNA分子兩個子代DNA的位置及分開時間復(fù)制產(chǎn)生的兩個子代DNA分子位于一對姐妹染色單體上，由著絲點連在一起，在有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期著絲點分裂時分開，分別進(jìn)入兩個子細(xì)胞中DNA復(fù)制的意義保持遺傳信息的連續(xù)性，向子代傳遞遺傳信息2.DNA分子復(fù)制中相關(guān)計算DNA的復(fù)制為半保存復(fù)制，一個DNA分子復(fù)制n次，那么有：(1)DNA分子數(shù)子代DNA分子數(shù)2n個含有親代DNA鏈的子代DNA分子

8、數(shù)2個不含親代鏈的子代DNA分子數(shù)(2n2)個(2)脫氧核苷酸鏈數(shù)子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)2n1條親代脫氧核苷酸鏈數(shù)2條新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)(2n12)條(3)消耗的脫氧核苷酸數(shù)假設(shè)一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸m(2n1)個。復(fù)制第n次所需該脫氧核苷酸數(shù)為m2n1。特別提示只有分生組織及精巢、卵巢(或花藥、胚囊)中才會進(jìn)行細(xì)胞分裂，進(jìn)而才會發(fā)生DNA分子的復(fù)制，已分化的細(xì)胞，如神經(jīng)細(xì)胞、肌肉細(xì)胞等不進(jìn)行分裂，也就不會發(fā)生DNA復(fù)制。轉(zhuǎn)錄那么發(fā)生于所有活細(xì)胞中?！纠?】(2021孝感模擬)以下關(guān)于DNA復(fù)制的表達(dá)，正確的選項是()A在細(xì)胞有絲分

9、裂間期，發(fā)生DNA復(fù)制B一個DNA通過一次復(fù)制后產(chǎn)生四個DNA分子CDNA雙螺旋結(jié)構(gòu)全部解旋后，才開始DNA的復(fù)制D單個脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈解析：DNA復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞分裂間期，為細(xì)胞分裂作準(zhǔn)備，1個DNA分子通過復(fù)制形成兩個完全相同的子代DNA分子，DNA復(fù)制的特點之一就是邊解旋邊復(fù)制。解旋后兩條單鏈分別作為模板在DNA聚合酶的作用下將單個脫氧核苷酸合成新的DNA單鏈。DNA酶的作用是催化DNA水解。答案：A(2021上海十四校聯(lián)考)如果將含有一對同源染色體的精原細(xì)胞的兩個DNA分子都有15N標(biāo)記，并只供給精原細(xì)胞含14N的原料，那么該細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生的四個精子中，

10、含15N、14N標(biāo)記的DNA分子的精子所占比例依次為()A100%、0 B50%、50%C50%、100% D100%、100%解析：精原細(xì)胞在減數(shù)分裂形成精子的過程中，首先要通過復(fù)制，含有一對同源染色體的精原細(xì)胞的兩個DNA分子都用15N標(biāo)記，只供給精原細(xì)胞含14N的原料，那么復(fù)制后的每條染色體含有兩條染色單體，每條染色單體上都含有一個DNA分子，該DNA分子的一條鏈含14N，一條鏈含15N。那么最后形成的四個精子中的DNA分子都含有15N、14N標(biāo)記的鏈。答案：D1(2021山東省高考信息優(yōu)化卷)如圖為核苷酸鏈結(jié)構(gòu)圖，以下表述不正確的選項是()A能構(gòu)成一個完整核苷酸的是圖中的a和bB圖中與

11、每個五碳糖直接相連的磷酸有1個C各核苷酸之間是通過化學(xué)鍵連接起來的D假設(shè)該鏈為脫氧核苷酸鏈，從堿基組成上看，缺少的堿基是T解析：核苷酸是核酸的根本組成單位，每個核苷酸由一分子的磷酸、一分子的五碳糖、一分子的含氮堿基組成，核苷酸分子通過磷酸二酯鍵連接組成核苷酸鏈。答案：A2(2021韶關(guān)模擬)用15N標(biāo)記含有100個堿基對的DNA分子，其中有胞嘧啶60個，該DNA分子在14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次，其結(jié)果不可能是()A含有15N的DNA分子占1/8B含有14N的DNA分子占7/8C復(fù)制過程中需要腺嘌呤脫氧核苷酸600個D復(fù)制結(jié)果共產(chǎn)生16個DNA分子解析：含14N的DNA分子16個都是，比例為1

12、00%；只含14N的DNA有14個，占7/8。根據(jù)有關(guān)公式可求出該DNA分子中含40個A，復(fù)制4次需A的數(shù)量(241)40600個。答案：B3(2021河南洛陽質(zhì)檢)DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序能決定的是()DNA分子的多樣性DNA分子的特異性遺傳信息密碼子的排列順序DNA分子的穩(wěn)定性A BC D解析：DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序就代表著遺傳信息，其中脫氧核苷酸排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性，而某個DNA中脫氧核苷酸特定的排列順序，又構(gòu)成了DNA分子的特異性。密碼子是指信使RNA上決定一個氨基酸的3個相鄰的堿基，而信使RNA是以DNA的一條鏈為模板合成的，故密碼子的排列順

13、序是由DNA的堿基排列順序決定的。DNA分子的穩(wěn)定性與DNA中磷酸和脫氧核糖交替連接以及堿基之間的氫鍵有關(guān)。答案：B4(2021福建福州質(zhì)檢)DNA分子片段復(fù)制的情況如下圖，圖中a、b、c、d表示脫氧核苷酸鏈的片段。如果沒有發(fā)生變異，以下說法錯誤的選項是()Ab和c的堿基序列可以互補Ba和c的堿基序列可以互補Ca中(AT)/(GC)的比值與b中(AT)/(GC)的比值相同Da中(AG)/(TC)的比值與d中(AG)/(TC)的比值一般不相同解析：a和d互補，b和c互補，如果不發(fā)生突變，a和c、b和d的堿基組成相同。某條脫氧核苷酸鏈上(AT)/(GC)的比值與其互補鏈上的比值相同，而(AG)/(

14、TC)比值與其互補鏈上的比值一般不相同，所以C項和D項的說法正確。答案：B5(2021佛山調(diào)研)某雙鏈DNA分子含有200個堿基，一條鏈上ATGC1234，那么該DNA分子()A含有4個游離的磷酸基B連續(xù)復(fù)制兩次，需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸210個C四種含氮堿基ATGC3377D堿基排列方式共有4100種解析：A錯誤，一個雙鏈DNA分子中含有2個游離的磷酸基。由一條鏈上ATGC1234，計算出一條鏈上100個堿基中含A、T、G、C依次是10、20、30、40，另一條鏈上含A、T、G、C那么依次是20、10、40、30。故該DNA中含腺嘌呤脫氧核苷酸數(shù)為102030個，連續(xù)復(fù)制兩次，需要游離的腺

15、嘌呤脫氧核苷酸為(221)3090個，故B錯誤。C正確，四種含氮堿基的比例是ATGC(1020)(2010)(3040)(4030)3377。D錯誤，含200個堿基的DNA不考慮每種堿基比例關(guān)系的情況下，可能的堿基排列方式共有4100種。但因堿基數(shù)量比例已確定，故堿基排列方式肯定少于4100種。答案：C6(2021南通二模)右圖為DNA的復(fù)制圖解，請據(jù)圖答復(fù)以下問題：(1)DNA復(fù)制發(fā)生在_期。(2)過程稱為_。(3)指出中的子鏈_。(4)過程必須遵循_原那么。(5)子代DNA分子中只有一條鏈來自親代DNA分子，由此說明DNA的復(fù)制具有_的特點。(6)將一個細(xì)胞的DNA用15N標(biāo)記，放入含14

16、N的4種脫氧核苷酸培養(yǎng)液中，連續(xù)分裂4次，問：含14N的DNA細(xì)胞占總細(xì)胞數(shù)的_。含15N的DNA細(xì)胞占總細(xì)胞數(shù)的_。(7)原來DNA中有100個堿基對，其中堿基A 40個。假設(shè)復(fù)制4次，在復(fù)制過程中將需要_個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸參加。解析：DNA分子的復(fù)制方式是半保存復(fù)制，子代DNA分子中有一條母鏈和與母鏈互補的子鏈；復(fù)制n次產(chǎn)生的子代DNA分子數(shù)為2n個；假設(shè)親代DNA分子中含某種堿基數(shù)為a個，那么復(fù)制n次需該種堿基數(shù)為a(2n1)個。答案：(1)有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間(2)解旋(3)、(4)堿基互補配對(5)半保存復(fù)制(6)100%12.5%(7)900 請同學(xué)們認(rèn)真完成課

17、后強化作業(yè)考情分析1命題特點(1)主要考查DNA分子的成分和結(jié)構(gòu)、DNA與RNA的區(qū)別及DNA分子的復(fù)制過程和特點。(2)一般以選擇題形式呈現(xiàn)，中等難度，受題量限制，不一定在此考點命題，但仍是歷年備考的重點內(nèi)容之一。2預(yù)測展望(1)在今后的高考命題中有出現(xiàn)的可能性，且以綜合判斷型選擇題形式呈現(xiàn)的可能性較大，為表達(dá)新課標(biāo)理念，會出現(xiàn)以圖示形式說明實驗過程或?qū)嶒炘O(shè)計思路的題目，以考查信息處理能力。(2)非選擇題也有設(shè)置的可能性，如半保存復(fù)制研究的拓展、細(xì)胞分裂過程中DNA分子的復(fù)制與別離問題。備用選題1(2021孝感調(diào)研)關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的表達(dá)，不正確的選項是()A每個DNA分子一般都含有四種脫

18、氧核苷酸B每個DNA分子中的堿基、磷酸、脫氧核苷酸、脫氧核糖的數(shù)目是相等的C每個脫氧核糖上均連著一個磷酸和一個堿基D雙鏈DNA分子中的一段，如果有40個腺嘌呤，就一定同時含有40個胸腺嘧啶解析：DNA分子的結(jié)構(gòu)單位是脫氧核苷酸，在形成DNA分子時，相鄰的脫氧核苷酸之間的磷酸和脫氧核糖之間形成了磷酸二酯鍵，因此，除DNA分子中處于兩端的脫氧核糖之外，其余脫氧核糖均連接有兩個磷酸基團(tuán)。答案：C2(2021綿陽一檢)以下圖是果蠅染色體上的白眼基因示意圖，以下表達(dá)正確的選項是()A白眼基因片段中，含有成百上千個核糖核苷酸BS基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段C白眼基因在常染色體上D基因片段中有5種堿基，8種

19、核苷酸解析：S基因控制果蠅的白眼，所以是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。白眼基因位于X染色體上，組成基因片段的根本單位是脫氧核苷酸，有4種堿基，4種脫氧核苷酸。故B正確。答案：B3(2021商丘模擬)用32P標(biāo)記一個T2噬菌體的雙鏈DNA分子，它侵染一個含31P的細(xì)菌后釋放出了200個后代，那么后代中含32P的噬菌體最多占總數(shù)的()A2%B1%C0.5%D50%解析：一個噬菌體中只有一個DNA分子，當(dāng)它侵染含32P的細(xì)菌后就以被32P標(biāo)記的DNA為模板進(jìn)行復(fù)制，不過利用的酶、原料、ATP等均是由細(xì)菌提供的。DNA分子的復(fù)制方式為半保存復(fù)制，故在最終形成的200個噬菌體的DNA中，最多只有2個DNA分子

20、含32P，即在200個噬菌體中含32P的噬菌體最多占1%。答案：B資料卡片DNA親子鑒定問答1什么是DNA親子鑒定測試？DNA(脫氧核糖核酸)是人身體內(nèi)細(xì)胞的遺傳物質(zhì)。每個細(xì)胞有46條染色體，另外，男性的精子細(xì)胞和婦女的卵細(xì)胞，各有23條染色體，當(dāng)精子和卵細(xì)胞結(jié)合的時候，受精卵中就有46條染色體，因此，每人從生父處繼承一半的遺傳物質(zhì)，而另一半那么從生母處獲得。親子鑒定是通過人類遺傳基因分析來判斷父母與子女是否具有親生關(guān)系，稱之為親子鑒定，DNA親子鑒定又稱親權(quán)鑒定、父權(quán)鑒定。親子鑒定原理是運用SIGMA試劑盒從毛發(fā)或口腔棉簽中提取DNA，運用進(jìn)口試劑盒執(zhí)行復(fù)合PCR復(fù)合PCR過程較普通PCR能

21、夠縮短為1/4至1/16)。采用DNA測序儀，運用毛細(xì)管電泳配合分型軟件，在基因組中STR標(biāo)記(PCRSTR)處進(jìn)行比對從而完成個體識別，精確性可達(dá)99.99%以上。由于血液型號，例如A型、B型、O型或RH型，在人類中比較普遍，用于分辨每一個人，便不如DNA親子鑒定測試有效。除了真正同卵雙胞胎外，每人的DNA是獨一無二的。由于它是這樣獨特，就好似指紋一樣，用于親子鑒定，DNA是最為有效的方法。2DNA親子鑒定有多準(zhǔn)確？DNA親子鑒定是目前親子測試中最準(zhǔn)確的一種。如果小孩和測試男子的DNA模式在一個或多個的DNA探針上不吻合，那么被測試男子便被100%排除，即他不可能是孩子的生父。3孩子要到某一

22、年齡才可接受DNA親子鑒定測試嗎？DNA親子鑒定測試無年齡限制。傳統(tǒng)的血型測試要小孩至少6個月大才可進(jìn)行，還需要大量的血液樣本，通常是要兩大茶匙以上。這種方法應(yīng)用于小孩身上較困難。相反，DNA親子鑒定只是要很少幾滴的血液(約1/4或1/2茶匙)，或是口腔抹擦所得的腮細(xì)胞，這種用少量的血液或口腔測試，使DNA測試甚至可以在新生嬰兒或小孩身上進(jìn)行。由于DNA形成于結(jié)合期，測試甚至可以在小孩未出世之前，使用(ChorionicvilliSampling/CVS)胎盤素或抽羊水(amniocentesis)方法來進(jìn)行。親子鑒定可以在已逝世的人的由殯儀館工人收集的樣本上進(jìn)行。當(dāng)一個人已辭世或失蹤，還可以在其有血緣關(guān)系的親屬上重新編排他或她的DNA組織。4親子鑒定可以在沒有母親參與情況