(人版)2019年高考生物二輪練習(xí)金榜資料：2第四章第2講DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制

第二講DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制一、DNA分子的結(jié)構(gòu)1.基本單位①_____；②_________；③_____； ④___________。磷酸脫氧核糖堿基脫氧核苷酸2.平面結(jié)構(gòu)3.空間結(jié)構(gòu)規(guī)則的_______結(jié)構(gòu)。二、DNA分子的復(fù)制1.概念以________為模板，合成子代DNA的過(guò)程。2.時(shí)間_____________________________________。磷酸、脫氧核糖TTGG堿基互補(bǔ)配對(duì)雙螺旋親代DNA有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期3.條件4.基礎(chǔ)DNA規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)和嚴(yán)格遵循_____________原則。5.過(guò)程DNA分子的兩條鏈游離的4種脫氧核苷酸ATPDNA聚合酶堿基互補(bǔ)配對(duì)解旋DNA聚合6.方式___________。7.特點(diǎn)_____________。8.意義使遺傳信息從親代傳給子代，保持了_________的連續(xù)性。半保留復(fù)制邊解旋邊復(fù)制遺傳信息1.(2012江蘇T2C)沃森和克里克提出在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中嘧啶數(shù)不等于嘌呤數(shù)。()【分析】沃森和克里克在提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)時(shí)的依據(jù)是A和T的含量總是相等，G和C的含量也相等。2.構(gòu)成基因的堿基總數(shù)與DNA分子的堿基總數(shù)相等。()【分析】基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，DNA中還含有非基因片段，無(wú)論基因片段還是非基因片段均是由堿基組成的，因此，DNA分子中的堿基總數(shù)多于基因中的堿基總數(shù)?！痢?.(2010廣東T4C)DNA復(fù)制就是基因表達(dá)的過(guò)程。()【分析】DNA復(fù)制是以親代DNA為模板，合成子代DNA的過(guò)程，而基因表達(dá)是指基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過(guò)程。4.DNA的復(fù)制有可能出現(xiàn)“差錯(cuò)”。()【分析】在DNA復(fù)制過(guò)程中，脫氧核苷酸序列具有相對(duì)穩(wěn)定性，但也可能發(fā)生差錯(cuò)，即發(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失或替換—基因突變。這種穩(wěn)定性與可變性的統(tǒng)一，是生物遺傳和變異的物質(zhì)基礎(chǔ)和根本原因?！痢?.DNA復(fù)制遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，新合成的兩條子鏈形成新的DNA雙鏈。()【分析】DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，是邊解旋邊復(fù)制，所以子代DNA分子中包含一條母鏈和一條子鏈?！量键c(diǎn)一

DNA分子的結(jié)構(gòu)

1.DNA分子的組成2.DNA分子的結(jié)構(gòu)模式圖解讀(1)氫鍵：配對(duì)的堿基間形成堿基對(duì)，通過(guò)氫鍵相連，可用DNA解旋酶斷裂，也可用高溫?cái)嗔选?2)磷酸二酯鍵：連接磷酸和相鄰脫氧核苷酸的脫氧核糖的化學(xué)鍵，可用限制性?xún)?nèi)切酶切斷，可用DNA連接酶或DNA聚合酶連接。(3)每個(gè)DNA片段中有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，而且在整個(gè)DNA分子中磷酸、脫氧核糖和含氮堿基三者的數(shù)目相等。3.DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)穩(wěn)定性：DNA中脫氧核糖和磷酸交替連接的方式不變；兩條鏈間堿基互補(bǔ)配對(duì)的方式不變。(2)多樣性：DNA分子中堿基的排列順序多種多樣。(3)特異性：每種DNA有別于其他DNA的特定的堿基排列順序?！靖呖季尽?1)DNA的水解產(chǎn)物根據(jù)水解程度的不同而不同，徹底水解產(chǎn)物是磷酸、脫氧核糖和四種含氮堿基，初步水解產(chǎn)物是四種脫氧核苷酸。(2)案例：在DNA分子的一條單鏈中，相鄰的堿基A與T通過(guò)什么連接？正確答案：-脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖-錯(cuò)誤答案：氫鍵。分析：受思維定式的影響，未注意“一條單鏈中，相鄰的堿基A與T”，看到A與T的連接就認(rèn)為是氫鍵，實(shí)際上DNA分子兩條單鏈上的堿基A與T通過(guò)氫鍵連接，一條單鏈中相鄰的堿基A與T通過(guò)“-脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖-”連接?！镜淅?】(2013·南通模擬)下圖為DNA分子片段結(jié)構(gòu)示意圖，對(duì)該圖的正確描述是()A.②和③相間排列，構(gòu)成了DNA分子的基本骨架B.圖中①、②和③構(gòu)成了一分子胞嘧啶脫氧核苷酸C.用PCR技術(shù)進(jìn)行DNA擴(kuò)增時(shí)，需要用解旋酶將⑨斷開(kāi)D.DNA單鏈中相鄰的兩個(gè)堿基通過(guò)“脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖”連接【解析】選D。①與②相間排列構(gòu)成了DNA分子的基本骨架；而①與②、③不屬于同一個(gè)脫氧核苷酸單位；PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增時(shí)，用加熱的方法使⑨斷開(kāi)；DNA單鏈中兩個(gè)相鄰的堿基是通過(guò)“脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖”連接的?！净?dòng)探究】(1)上題圖中解旋酶和DNA聚合酶作用部位有什么不同？提示：解旋酶作用于堿基對(duì)之間的氫鍵，DNA聚合酶作用于DNA單鏈中脫氧核苷酸之間的化學(xué)鍵。(2)DNA分子的特異性由什么決定？提示：堿基對(duì)的特定的排列順序。不同的堿基對(duì)排列順序代表不同的遺傳信息?？键c(diǎn)二DNA的復(fù)制

1.DNA分子的復(fù)制(以真核細(xì)胞為例)時(shí)間有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期場(chǎng)所細(xì)胞核、線(xiàn)粒體、葉綠體需要條件模板解旋后的兩條單鏈原料四種脫氧核苷酸能量ATP酶解旋酶、DNA聚合酶結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)：提供精確的模板；堿基互補(bǔ)配對(duì)：確保復(fù)制準(zhǔn)確無(wú)誤過(guò)程包括解旋、合成子鏈、形成子代DNA三步結(jié)果形成兩個(gè)完全相同的DNA分子特點(diǎn)邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制意義將遺傳信息從親代傳遞給子代，保持了遺傳信息的連續(xù)性2.DNA復(fù)制的有關(guān)計(jì)算DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，若將親代DNA分子復(fù)制n代，其結(jié)果分析如下：(1)子代DNA分子數(shù)為2n個(gè)。①含有親代鏈的DNA分子數(shù)為2個(gè)。②不含親代鏈的DNA分子數(shù)為(2n-2)個(gè)。③含子代鏈的DNA有2n個(gè)。(2)子代脫氧核苷酸鏈數(shù)為2n+1條。①親代脫氧核苷酸鏈數(shù)為2條。②新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)為(2n+1-2)條。(3)消耗的脫氧核苷酸數(shù)。①若一親代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數(shù)為m·(2n-1)個(gè)。②第n次復(fù)制所需該脫氧核苷酸數(shù)為m·2n-1個(gè)?！舅季S拓展】(1)生物體中DNA分子復(fù)制的場(chǎng)所：凡是細(xì)胞內(nèi)有DNA的地方均可復(fù)制，總結(jié)如下：(2)外界條件對(duì)DNA復(fù)制的影響：因?yàn)樵贒NA復(fù)制的過(guò)程中需要酶的催化作用和ATP供能，所以凡是影響酶活性和影響細(xì)胞呼吸的因素都會(huì)影響DNA的復(fù)制?！镜淅?】(2013·揚(yáng)州模擬)下圖表示DNA復(fù)制的過(guò)程，結(jié)合圖示判斷，下列有關(guān)敘述不正確的是()A.DNA復(fù)制過(guò)程中首先需要解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，使兩條鏈解開(kāi)B.DNA分子的復(fù)制具有雙向復(fù)制的特點(diǎn)，生成的兩條子鏈的方向相反C.從圖示可知，DNA分子具有多起點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)，縮短了復(fù)制所需的時(shí)間D.DNA分子的復(fù)制需要DNA聚合酶將單個(gè)脫氧核苷酸連接成DNA片段【解析】選C。DNA復(fù)制是一個(gè)半保留復(fù)制過(guò)程，第一步需要解旋打開(kāi)DNA分子雙鏈間的氫鍵；從圖示中可以觀(guān)察到DNA分子的雙向復(fù)制特點(diǎn)，生成兩條反向平行的子代DNA分子；而圖中只出現(xiàn)了一個(gè)復(fù)制叉不能得到多起點(diǎn)復(fù)制的結(jié)論；DNA分子復(fù)制的原料為游離的脫氧核苷酸?！咀兪接?xùn)練】用15N標(biāo)記含有100個(gè)堿基對(duì)的DNA分子，其中有胞嘧啶60個(gè)，該DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次。其結(jié)果不可能的是()A.含有15N的DNA分子占1/8B.含有14N的DNA分子占7/8C.消耗游離的腺嘌呤脫氧核苷酸600個(gè)D.產(chǎn)生了16個(gè)DNA分子【解析】選B。由于DNA的復(fù)制為半保留復(fù)制，經(jīng)過(guò)4次復(fù)制形成16個(gè)DNA分子，有2個(gè)DNA分子中一條鏈含有15N，另一條鏈含有14N，其余14個(gè)DNA分子兩條鏈全部含有14N。該DNA分子中含有胞嘧啶60個(gè)，由此計(jì)算出含有鳥(niǎo)嘌呤60個(gè)，腺嘌呤和胸腺嘧啶各有40個(gè)，復(fù)制4次需要腺嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)量為40×(24-1)=600個(gè)。DNA分子中堿基的計(jì)算方法【典例】從某生物組織中提取DNA進(jìn)行分析，其中鳥(niǎo)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)所含的堿基中28%是腺嘌呤，24%是胞嘧啶，則與H鏈相對(duì)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()A.26%、22% B.24%、28%C.14%、11% D.11%、14%【解析】選A。由題干可獲取的主要信息有：①DNA雙鏈中G=C=23%；②H鏈中A占28%，C占24%。解答本題首先求出各類(lèi)堿基占全部堿基的比例，然后利用關(guān)系式計(jì)算并做出判斷。由DNA分子中G與C之和占全部堿基的46%，可知DNA分子中A與T之和占全部堿基的54%，則在DNA分子雙鏈中A=T=27%，G=C=23%，H鏈中A占28%，C占24%，則與H鏈相對(duì)應(yīng)的另一條鏈中，A占2×27%-28%=26%，C占2×23%-24%=22%?！痉椒w納】設(shè)一個(gè)DNA分子有兩條鏈：α鏈、β鏈(如下圖)，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則(A與T配對(duì)、G與C配對(duì))，堿基之間的數(shù)量關(guān)系歸納如下：α鏈—A—G—C—T—T—C—C—……β鏈—T—C—G—A—A—G—G—……則：簡(jiǎn)記為“配對(duì)的兩堿基之和在單、雙鏈中所占比例相等”。(2)(3)設(shè)且以α鏈為模板合成的RNA中。簡(jiǎn)記為“DNA兩互補(bǔ)鏈中，不配對(duì)的兩堿基之和的比值乘積為1”。(4)在一個(gè)雙鏈DNA分子中，某堿基占?jí)A基總數(shù)的百分?jǐn)?shù)等于每條鏈中該堿基所占比例的平均值。即【易錯(cuò)提醒】上述所涉及的關(guān)系是針對(duì)雙鏈DNA而言的,單鏈DNA無(wú)上述關(guān)系。【變式訓(xùn)練】已知某雙鏈DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的34%，其一條鏈中的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32%和18%，則在它的互補(bǔ)鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的()A.34%和16% B.34%和18%C.16%和34% D.32%和18%【解析】選A。設(shè)該DNA分子的兩條鏈分別為1鏈和2鏈，雙鏈DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的34%，則A+T占66%，又因?yàn)殡p鏈DNA分子中，互補(bǔ)配對(duì)的兩種堿基之和占整個(gè)DNA分子比例和每條鏈中的比例相同，因此A1+T1=66%，G1+C1=34%，又因?yàn)門(mén)1與C1分別占該鏈堿基總數(shù)的32%和18%，則A1=66%-32%=34%；G1=34%-18%=16%，根據(jù)DNA分子的堿基互補(bǔ)配對(duì)關(guān)系，所以T2=A1=34%，C2=G1=16%。1.關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，不正確的是()A.每個(gè)DNA分子一般都含有四種脫氧核苷酸B.每個(gè)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(gè)脫氧核糖上均連著一個(gè)磷酸和一個(gè)堿基D.雙鏈DNA分子中的一段，如果有40個(gè)腺嘌呤，就一定同時(shí)含有40個(gè)胸腺嘧啶【解析】選C。DNA分子的結(jié)構(gòu)單位是脫氧核苷酸，在形成DNA分子時(shí)，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(gè)磷酸。2.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()A.藍(lán)藻、變形蟲(chóng) B.T2噬菌體、豌豆C.硝化細(xì)菌、綿羊 D.肺炎球菌、煙草花葉病毒【解析】選D。生物的遺傳物質(zhì)要么是DNA，要么是RNA，若是DNA，則嘌呤數(shù)=嘧啶數(shù)，而題目中乙生物的遺傳物質(zhì)中嘌呤數(shù)不等于嘧啶數(shù)，故不是DNA而是RNA。四個(gè)選項(xiàng)中，只有D中煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體內(nèi)的核酸有DNA和RNA兩種，嘌呤數(shù)和嘧啶數(shù)可能不相等。D選項(xiàng)符合題意。3.某DNA分子片段中，胞嘧啶有240個(gè)，占全部堿基的30%，則該片段中腺嘌呤有()A.240個(gè)B.160個(gè)C.800個(gè)D.48個(gè)【解析】選B。在DNA分子中，由于遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，即A=T，G=C，故當(dāng)胞嘧啶有240個(gè)，占全部堿基的30%時(shí)，此片段的全部堿基數(shù)為240÷30%=800個(gè)，腺嘌呤和胸腺嘧啶各占20%，通過(guò)計(jì)算可求得其分別有160個(gè)。4.(多選)(2013·揚(yáng)州模擬)有關(guān)真核細(xì)胞DNA分子的復(fù)制，下列敘述正確的是()A.復(fù)制的場(chǎng)所是細(xì)胞核，發(fā)生在細(xì)胞分裂的間期B.在復(fù)制過(guò)程中不斷有磷酸二酯鍵和氫鍵的形成C.復(fù)制過(guò)程需要解旋酶、DNA連接酶的催化，并且需要消耗ATPD.復(fù)制后產(chǎn)生的兩個(gè)子代DNA分子共含有4個(gè)游離的磷酸基團(tuán)【解析】選B、D。在真核生物中，DNA分子復(fù)制的場(chǎng)所有線(xiàn)粒體、葉綠體及細(xì)胞核，發(fā)生在細(xì)胞分裂的間期；復(fù)制時(shí)同一條鏈不同核苷酸之間是通過(guò)磷酸二酯鍵連接的，兩條鏈之間是通過(guò)氫鍵連接的；復(fù)制過(guò)程中不需要DNA連接酶；每個(gè)子代DNA分子都含有兩個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，則2個(gè)子代DNA分子共有4個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。5.下圖為真核細(xì)胞DNA復(fù)制過(guò)程模式圖，請(qǐng)根據(jù)圖示過(guò)程，回答問(wèn)題。(1)由圖示得知，1個(gè)DNA分子復(fù)制出乙、丙2個(gè)DNA分子，其方式是

。(2)解旋酶能使雙鏈DNA解開(kāi)，但需要細(xì)胞提供

。除了圖中所示酶外，丙DNA分子的合成還需要

酶。(3)從圖中可以看出合成兩條子鏈的方向

。(4)細(xì)胞中DNA復(fù)制的場(chǎng)所是

；在復(fù)制完成后，乙、丙分開(kāi)的時(shí)期為

。(5)若一個(gè)卵原細(xì)胞的一條染色體上的β-珠蛋白基因在復(fù)制時(shí)一條脫氧核苷酸鏈中一個(gè)A替換成T，則由該卵原細(xì)胞產(chǎn)生的卵細(xì)胞攜帶該突變基因的概率是

?！窘馕觥?1)解旋中需要斷開(kāi)氫鍵，消耗ATP。要將DNA片段連接起來(lái)需要DNA連接酶。(2)DNA主要存在于細(xì)胞核中，此外線(xiàn)粒體、葉綠體中也存在少量DNA。乙與丙是復(fù)制后的兩個(gè)DNA分子，位于兩條姐妹染色單體上，隨姐妹染色單體的分開(kāi)而分開(kāi)。(3)若DNA的一條鏈中A替換為T(mén)，復(fù)制后的同源染色體(四分體)中，只有一條染色單體上的DNA含突變基因，這條染色單體進(jìn)入卵細(xì)胞的可能性為1/4。答案：(1)半保留復(fù)制(2)能量(ATP)DNA連接(3)相反(4)細(xì)胞核、線(xiàn)粒體和葉綠體有絲分裂后期、減數(shù)第二次分裂后期(5)1/46.(2011·海南高考)關(guān)于核酸生物合成的敘述，錯(cuò)誤的是()A.DNA的復(fù)制需要消耗能量B.RNA分子可作為DNA合成的模板C.真核生物的大部分核酸在細(xì)胞核中合成D.真核細(xì)胞染色體DNA的復(fù)制發(fā)生在有絲分裂前期【解析】選D。A項(xiàng)，DNA的復(fù)制需要線(xiàn)粒體提供能量；B項(xiàng)，RNA可以逆轉(zhuǎn)錄合成DNA，因此某些逆轉(zhuǎn)錄病毒可以把RNA分子作為DNA合成的模板；C項(xiàng)，DNA的復(fù)制及mRNA、tRNA的合成都主要是在細(xì)胞核中完成的；D項(xiàng)，真核細(xì)胞染色體DNA的復(fù)制發(fā)生在有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。7.(2011·安徽高考)甲、乙圖示真核細(xì)胞內(nèi)兩種物質(zhì)的合成過(guò)程，下列敘述正確的是()A.甲、乙所示過(guò)程通過(guò)半保留方式進(jìn)行，合成的產(chǎn)物是雙鏈核酸分子B.甲所示過(guò)程在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行，乙在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行C.DNA分子解旋時(shí)，甲所示過(guò)程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D.一個(gè)細(xì)胞周期中，甲所示過(guò)程在每個(gè)起點(diǎn)只起始一次，乙可起始多次【解析】選D。甲圖，每一起點(diǎn)處DNA的兩條鏈都作為模板，且雙向延伸，因此甲為DNA的復(fù)制；乙圖，每一起點(diǎn)處DNA的一條鏈作為模板，且單向延伸，因此乙為轉(zhuǎn)錄，只有甲通過(guò)半保留方式進(jìn)行，合成的產(chǎn)物是雙鏈核酸分子。甲、乙所示過(guò)程都主要在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行，都不能在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行；甲、乙所示過(guò)程都需要解旋酶；一個(gè)細(xì)胞周期中，DNA只復(fù)制一次，轉(zhuǎn)錄可進(jìn)行多次。8.(2009·江蘇高考)下圖為真核生物染色體