2011高考生物總復(fù)習(xí)：必修二3-3、4基因的本質(zhì) 第3、4節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制與基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段

1、小思考：DNA初步水解的產(chǎn)物是4種脫氧核苷酸，徹底水解的產(chǎn)物有磷酸、脫氧核糖和堿基(A、T、G、C 4種)小討論：DNA復(fù)制的場(chǎng)所還有：真核細(xì)胞：線粒體、葉綠體。原核細(xì)胞：細(xì)胞質(zhì)(如質(zhì)粒的復(fù)制)。假設(shè)復(fù)制出錯(cuò)，可造成基因突變。熱點(diǎn)一 DNA分子的結(jié)構(gòu)和相關(guān)計(jì)算規(guī)律1DNA分子的結(jié)構(gòu)(1)根本元素組成：C、H、O、N、P 5種元素。(2)根本組成單位：4種脫氧核苷酸，每個(gè)脫氧核苷酸由3種小分子化合物構(gòu)成。磷酸用“表示，脫氧核糖用“表示，含氮堿基用“表示，三者之間的連接如圖 ，其差異是由堿基種類決定的。(3)由多個(gè)脫氧核苷酸分子聚合形成脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈。(4)兩條長(zhǎng)鏈反向平行盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。兩條長(zhǎng)

2、鏈的堿基之間靠氫鍵連接成堿基對(duì)，堿基對(duì)的形成遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原那么。(5)平面結(jié)構(gòu)圖及空間結(jié)構(gòu)(6)空間結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)要點(diǎn)：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(bǔ)配對(duì)；每個(gè)DNA片段中，游離的磷酸基團(tuán)有2個(gè)，之間的數(shù)量關(guān)系111，和之間的化學(xué)鍵為磷酸二酯鍵，用限制性核酸內(nèi)切酶處理可切斷，用DNA連接酶處理可連接；與之間的化學(xué)鍵為氫鍵，可用解旋酶斷裂。在DNA復(fù)制過(guò)程中，可用DNA聚合酶復(fù)制。配對(duì)的堿基，A與T之間形成2個(gè)氫鍵，G與C之間形成3個(gè)氫鍵，CG對(duì)所占比例越大，DNA結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。在DNA分子中，多數(shù)磷酸連接2個(gè)脫氧核糖，多數(shù)脫氧核糖連接2個(gè)磷酸。在同一條脫氧核苷酸

3、鏈中，相鄰2個(gè)堿基之間通過(guò)脫氧核糖磷酸脫氧核糖間接相連。2堿基互補(bǔ)配對(duì)原那么及其推論(1)原那么：AT，GC，圖示為：(2)推論：腺嘌呤與胸腺嘧啶相等，鳥(niǎo)嘌呤與胞嘧啶相等，即AT，GC。嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)相等，即AGTC。以上原那么及推論僅適用于雙鏈DNA分子的堿基計(jì)算，不適用于單鏈DNA分子的堿基計(jì)算。應(yīng)用上述推論，還可以解決轉(zhuǎn)錄時(shí)mRNA中相關(guān)堿基數(shù)目和比例的計(jì)算等問(wèn)題。關(guān)于DNA單、雙鏈及RNA判斷假設(shè)核酸中出現(xiàn)堿基T或五碳糖為脫氧核糖那么必為DNA；假設(shè)AT、CG，那么一定為單鏈DNA；假設(shè)AT、CG，那么一般認(rèn)為是雙鏈DNA；假設(shè)出現(xiàn)堿基U或五碳糖為核糖那么必為RNA。3DNA分子的

4、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)穩(wěn)定性：空間構(gòu)型相對(duì)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(huì)改變。兩條鏈間的堿基互補(bǔ)配對(duì)方式穩(wěn)定不變，總是A與T，G與C配對(duì)。堿基對(duì)及其側(cè)鏈基因?qū)S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)目有差異，排列順序多種多樣。假設(shè)某一個(gè)DNA分子由n個(gè)堿基對(duì)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對(duì)排列順序，這就是DNA分子的特異性。任何兩個(gè)不同的基因(包括等位基因)其差異性就在于基因中脫氧核苷酸序列的不同，基因中脫氧核苷酸發(fā)生變化，該基因?qū)⒖赡軙?huì)突變?yōu)樗牡任换?。【?/p>

5、1】某DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的35.8%，其中一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%，那么在它的互補(bǔ)鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的()A32.9%和17.1%B31.3%和18.7%C18.7%和31.3% D17.1%和32.9%解析：由于整個(gè)DNA分子中GC35.8%，每條鏈中GC35.8%，AT64.2%；由于其中一條鏈中T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%，由此可以求出該鏈中，G18.7%，A31.3%，那么其互補(bǔ)鏈中T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的31.3%和18.7%。答案：B評(píng)析：此題考查堿基互補(bǔ)配對(duì)原那么。變式1：(2021年廣東生物)

6、有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)的表達(dá)，正確的選項(xiàng)是()ADNA分子由4種脫氧核苷酸組成BDNA單鏈上相鄰堿基以氫鍵連接C堿基與磷酸基相連接D磷酸與脫氧核糖交替連接構(gòu)成DNA鏈的根本骨架解析：DNA分子由4種脫氧核苷酸組成，每一種脫氧核苷酸又是由一分子磷酸、一分子含氮堿基、一分子脫氧核糖組成的。對(duì)于DNA分子來(lái)說(shuō)，磷酸和脫氧核糖交替連接排列在外側(cè)，構(gòu)成DNA分子的根本骨架。答案：AD1DNA分子復(fù)制的原因、條件、過(guò)程、時(shí)間及意義DNA復(fù)制的概念以親代DNA為模板，在一定條件下合成子代DNA的過(guò)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(bǔ)配對(duì)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

7、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(shí)間在體細(xì)胞中發(fā)生在有絲分裂間期在有性生殖過(guò)程中發(fā)生在減數(shù)第一次分裂間期DNA分子復(fù)制進(jìn)行的基本條件模板親代DNA分子的兩條鏈原料四種游離的脫氧核糖核苷酸能量ATP酶解旋酶、DNA聚合酶、DNA連接酶等DNA復(fù)制的特點(diǎn)半保留復(fù)制DNA復(fù)制的結(jié)果一個(gè)DNA分子形成兩個(gè)完全相同的子代DNA分子兩個(gè)子代DNA的位置及分開(kāi)時(shí)間復(fù)制產(chǎn)生的兩個(gè)子代DNA分子位于一對(duì)姐妹染色單體上，由著絲點(diǎn)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(diǎn)分裂時(shí)分開(kāi)，分別進(jìn)入兩個(gè)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分子復(fù)制中相關(guān)計(jì)算DNA的復(fù)

8、制為半保存復(fù)制，一個(gè)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(gè)含有親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)2個(gè)不含親代鏈的子代DNA分子數(shù)(2n2)個(gè)(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(gè)，經(jīng)過(guò)n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸m(2n1)個(gè)。復(fù)制第n次所需該脫氧核苷酸數(shù)為m2n1。假設(shè)取一個(gè)全部被15N標(biāo)記的DNA分子(0代)。轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)(復(fù)制)假設(shè)干代，其結(jié)果分析如下表：【例2】(2021年江蘇生物)以下圖為真核生物染色體

9、上DNA分子復(fù)制過(guò)程示意圖，有關(guān)表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A圖中DNA分子復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)開(kāi)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(guò)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：由該DNA分子復(fù)制過(guò)程示意圖可看出：DNA分子復(fù)制有多個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)。且邊解旋邊反向復(fù)制(箭頭代表DNA復(fù)制方向)，DNA分子復(fù)制需要解旋酶參與。這種多起點(diǎn)復(fù)制可有效地提高復(fù)制速率。由圖示不同復(fù)制起點(diǎn)復(fù)制出的DNA片段長(zhǎng)度不同可知：DNA分子的多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)并不是同時(shí)開(kāi)始復(fù)制的。答案：A評(píng)析：此題考查DNA復(fù)制的過(guò)程和特點(diǎn)。變式2：以下關(guān)于DNA復(fù)制的表達(dá)，正確的選項(xiàng)是()A在細(xì)胞有絲

10、分裂間期，發(fā)生DNA復(fù)制BDNA通過(guò)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(kāi)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解析：DNA通過(guò)一次復(fù)制后只產(chǎn)生2個(gè)DNA分子，故B錯(cuò)；DNA的復(fù)制是邊解旋邊復(fù)制，故C錯(cuò)；單個(gè)脫氧核苷酸是在DNA聚合酶的作用下連接合成新的子鏈，故D錯(cuò)。答案：A1基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段基因的根本單位也是脫氧核苷酸，且脫氧核苷酸的排列順序決定了基因的多樣性和特異性。2染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系3基因、染色體、蛋白質(zhì)、性狀的關(guān)系4遺傳信息與基因的關(guān)系基因中特定的脫氧核苷酸序列代表遺傳信息，任意兩個(gè)不同基因(包括等位基因

11、)其本質(zhì)差異均在于脫氧核苷酸序列不同。5基因的根本功能(1)遺傳信息的傳遞：發(fā)生在傳種接代過(guò)程中，通過(guò)復(fù)制實(shí)現(xiàn)遺傳信息由親代到子代的傳遞。通過(guò)有絲分裂實(shí)現(xiàn)由親代細(xì)胞傳向子代細(xì)胞，通過(guò)減數(shù)分裂和受精作用實(shí)現(xiàn)由親代個(gè)體傳向子代個(gè)體(以配子作親子代間的傳遞橋梁)。(2)遺傳信息的表達(dá)：發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，是通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯控制蛋白質(zhì)合成的過(guò)程，通過(guò)遺傳信息的表達(dá)控制個(gè)體發(fā)育過(guò)程：【例3】基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，在下面關(guān)于“遺傳效應(yīng)的說(shuō)法中，不正確的選項(xiàng)是()A能控制一種生物性狀的表現(xiàn)B能控制一種蛋白質(zhì)的生物合成C能轉(zhuǎn)錄形成信使RNAD存在遺傳密碼并決定某種氨基酸解析：基因是指具有遺傳效應(yīng)的

12、DNA片段，對(duì)“遺傳效應(yīng)的理解：這一片段的DNA通過(guò)轉(zhuǎn)錄將其中的遺傳信息傳遞到mRNA中，并通過(guò)mRNA控制蛋白質(zhì)的合成或控制某種酶的合成，從而決定某種性狀的表現(xiàn)。答案：D評(píng)析：此題考查所謂“遺傳效應(yīng)的含義。變式3：等位基因控制的是生物的同一性狀的不同表現(xiàn)，以下關(guān)于等位基因R、r的表達(dá)不正確的選項(xiàng)是()A基因R、r空間結(jié)構(gòu)不同B基因R、r堿基種類相同C基因R、r堿基排列順序不同D基因R、r堿基數(shù)目可能不同解析：基因的空間結(jié)構(gòu)都是規(guī)那么的雙螺旋結(jié)構(gòu)，等位基因控制生物的相對(duì)性狀，蘊(yùn)含著不同的遺傳信息，因而具有不同的堿基排列順序，引起堿基排列順序不同的原因可能是堿基的數(shù)目和堿基的序列；但是不同基因的

13、堿基的種類都是四種。答案：A1在以下四種化合物的化學(xué)組成中，“的含義相同的是()A和 B和C和 D和解析：ATP中的“A是指含有核糖的腺苷，加上一分子磷酸即為腺嘌呤核糖核苷酸，核糖核苷酸是RNA的根本單位，即圖中“中所對(duì)應(yīng)的含義。答案：D2病毒的核酸有雙鏈DNA、單鏈DNA、雙鏈RNA和單鏈RNA四種類型。現(xiàn)發(fā)現(xiàn)了一種新病毒，要確定其核酸屬于上述哪一種類型，應(yīng)該()A分析堿基類型，確定堿基比率B分析堿基類型，分析核糖類型C分析蛋白質(zhì)的氨基酸組成，分析堿基類型D分析蛋白質(zhì)的氨基酸組成，分析核糖類型解析：確定DNA或RNA，可分析堿基和五碳糖(有U或核糖者為RNA；有T或脫氧核糖者為DNA)；確定

14、單鏈或雙鏈可分析其中各種堿基所占的比率：假設(shè)A與T或U相等，C與G相等，那么為雙鏈(當(dāng)然也有可能是單鏈)；假設(shè)不相等那么為單鏈。如果分析氨基酸組成，那么不能區(qū)分任何類型。答案：A解析：所需的知識(shí)點(diǎn)包括DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)、過(guò)程等有關(guān)知識(shí)。由題中所給信息可知鏈中的A轉(zhuǎn)變?yōu)镮，C轉(zhuǎn)變?yōu)閁，再由DNA分子半保存復(fù)制的特點(diǎn)可以推知經(jīng)過(guò)兩輪復(fù)制后其子代DNA片段之一為C項(xiàng)。解題關(guān)鍵是要提取有用信息，置換鏈中的堿基，然后依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原那么推導(dǎo)出后代DNA片段的堿基序列。答案：C答案：C5以下關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的表達(dá)中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A每個(gè)雙鏈DNA分子最多含有四種脫氧核苷酸B每個(gè)堿基分子上均連接著一個(gè)

15、磷酸和一個(gè)脫氧核糖C每個(gè)DNA分子中堿基數(shù)磷酸數(shù)脫氧核糖數(shù)D一段雙鏈DNA分子中假設(shè)含有40個(gè)胞嘧啶，就會(huì)同時(shí)含有40個(gè)鳥(niǎo)嘌呤解析：雙鏈DNA分子中最多含A、G、C、T四種脫氧核苷酸，堿基數(shù)磷酸數(shù)脫氧核糖數(shù)，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原那么，CG。答案：B6用15N同位素標(biāo)記細(xì)菌的DNA分子，再將它們放入含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)繁殖四代，a，b，c為三種DNA分子：a只含15N，b同時(shí)含14N和15N，c只含14N。如以下圖。以下選項(xiàng)中，這三種DNA分子的比例正確的選項(xiàng)是(縱坐標(biāo)為DNA分子個(gè)數(shù))()解析：用15N標(biāo)記的DNA分子連續(xù)在含14N的培養(yǎng)基上繁殖四代，得到子代DNA分子數(shù)為2416(個(gè))，其中

16、含15N和14N的雜交DNA分子2個(gè)，只含14N的DNA分子14個(gè)。答案：D7對(duì)一個(gè)基因的正確描述是()基因是DNA分子上特定的片段它的分子結(jié)構(gòu)首先由摩爾根發(fā)現(xiàn)它決定著某一遺傳性狀或功能它的化學(xué)結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生變化A和 B和C和 D和解析：基因是指具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，即特定的片段；其因的概念是在1909年約翰編著?精密遺傳學(xué)原理?一書(shū)中首次提出，1926年摩爾根發(fā)表?基因論?，使染色體遺傳理論系統(tǒng)化，但其化學(xué)結(jié)構(gòu)是在1953年說(shuō)明DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)以后，才被人們所認(rèn)識(shí)?；蛲ㄟ^(guò)控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)某遺傳性狀的控制或決定某一功能，如催化功能(酶)、調(diào)節(jié)功能(激素)；基因的化學(xué)結(jié)構(gòu)在一定的內(nèi)、

17、外環(huán)境條件影響下也會(huì)發(fā)生變化，叫基因突變(詳見(jiàn)變異局部)。據(jù)此，正確的選項(xiàng)是和。應(yīng)選B。答案：B8分析以下圖表，答復(fù)有關(guān)問(wèn)題：(1)圖中B是_，F(xiàn)是_，G是_。(2)1個(gè)A與C有兩種比例關(guān)系：_和_，每個(gè)C上分布著_個(gè)D。(3)D與A的位置關(guān)系是_。(4)C的根本組成單位是圖中的_。D的主要載體是圖中的_。(5)遺傳信息是D中_的排列順序。答案：(1)蛋白質(zhì)堿基脫氧核糖(2)1112多(3)基因在染色體上呈線性排列(4)EA(5)E9含有32P或31P的磷酸，兩者化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，都可參與DNA分子的組成，但32P比31P質(zhì)量大。現(xiàn)將某哺乳動(dòng)物的細(xì)胞放在含有31P磷酸的培養(yǎng)基中，連續(xù)培養(yǎng)數(shù)代后

18、得到G0代細(xì)胞。然后將G0代細(xì)胞移至32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過(guò)第1、2次細(xì)胞分裂后，分別得到G1、G2代細(xì)胞。再?gòu)腉0、G1、G2代細(xì)胞中提取出DNA，經(jīng)密度梯度離心后得到的結(jié)果如以下圖所示。由于DNA分子質(zhì)量不同，因此在離心管內(nèi)的分布不同，假設(shè)分別表示輕、中、重三種DNA的位置，請(qǐng)答復(fù)：(1)G0、G1、G2三代DNA離心后的試管分別是圖中的：G0_，G1_，G2_。(2)G2代、三條帶中的DNA分子數(shù)的比例是_。(3)圖中、兩條帶中的DNA分子所含的同位素分別是：_，_。(4)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明DNA的復(fù)制方式為_(kāi)。解析：首先應(yīng)理解輕、中、重三種DNA的含義：由兩條都含31P的脫氧核苷酸組成的鏈?zhǔn)禽pDNA；由一條含31P的脫氧核苷酸組成的鏈與另一條含32P的