一輪復(fù)習(xí)DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因

第二單元遺傳的分子基礎(chǔ)第2講DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段第1課時本課時考綱要求：DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點及相關(guān)計算自主學(xué)習(xí)必修2P47~495`3`3`5`答案：①磷酸②脫氧核糖③脫氧核苷酸④脫氧核苷酸鏈

⑤雙螺旋⑥2⑦3

記憶竅門(1)借圖記憶“五四三二一”五：五種元素：C、H、O、N、P四：四種堿基對應(yīng)四種脫氧核苷酸三：三種物質(zhì)：磷酸基團、脫氧核糖、含氮堿基二：兩條脫氧核苷酸長鏈（堿基對有A與T、G與C兩種配對方式）一：一種空間結(jié)構(gòu)：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)DNA分子的結(jié)構(gòu)、特性及基因的本質(zhì)

DNA分子結(jié)構(gòu)模式圖信息解讀(1)每個DNA片段中，游離的磷酸基團有2個。(2)○、

、?之間的數(shù)量關(guān)系是1∶1∶1。(3)兩個核苷酸的○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。(4)堿基對之間的化學(xué)鍵為氫鍵，可用解旋酶斷裂，也可加熱斷裂。(5)每個脫氧核糖(除兩端外)連接著2個磷酸，分別在3號、5號碳原子上相連接。(6)若堿基對為n，則氫鍵數(shù)為2n～3n之間，若已知A有m個，則氫鍵數(shù)為3n－m。(7)每個脫氧核苷酸中，脫氧核糖中1號碳與堿基相連接，5號碳與磷酸相連接，3號碳與下一個脫氧核苷酸的磷酸相連接，如圖。DNA分子特性(1)穩(wěn)定性：磷酸和脫氧核糖交替連接，排列在外側(cè)構(gòu)成基本骨架。(2)多樣性：堿基對多種多樣的排列順序。提醒

若某DNA分子中有n個堿基對，則排列順序有4n種，其中n代表堿基對數(shù)。(3)特異性：每種DNA分子都有特定的堿基對排列順序，代表了特定的遺傳信息。基因與脫氧核苷酸、DNA和染色體之間的關(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，基因中脫氧核苷酸的排列順序稱為遺傳信息基因與DNA基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，每個DNA分子上有很多個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提醒①對于真核細(xì)胞來說，染色體是基因的主要載體；線粒體和葉綠體也是基因的載體。②對于原核細(xì)胞來說，擬核中的DNA分子或者質(zhì)粒DNA均是裸露的，沒有與蛋白質(zhì)一起構(gòu)成染色體。判斷正誤1．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、C4種)()。2．(G＋C)>(A＋T)的DNA分子穩(wěn)定性低()。3．T2噬菌體DNA中堿基對的排列順序是千變?nèi)f化的()。4．DNA復(fù)制的場所不只是細(xì)胞核()。5．DNA復(fù)制過程只發(fā)生在細(xì)胞分裂間期()。6．有遺傳效應(yīng)的片段只有DNA片段()。答案：1.√2.×3.×4.√5.×6.×

創(chuàng)新P106本考點高考命題多以選擇題形式出現(xiàn)，考查概念、特點等基礎(chǔ)知識較常見，試題難度小，命題頻率低。提醒考生要關(guān)注堿基互補配對相關(guān)的計算，未必不考。AATTGGGCCATC（1）DNA分子是由兩條平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的。（2）DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基在內(nèi)側(cè)。（3）兩條鏈上的堿基通過氫鍵連結(jié)起來，形成堿基對，且遵循堿基互補配對原則。DNA分子結(jié)構(gòu)特點：元素堿基物質(zhì)結(jié)構(gòu)

記：在DNA分子雙鏈中，A=T，C=G。解題思路：畫圖標(biāo)已知，用好100堿基互補出答案。DNA分子中堿基組成的有關(guān)數(shù)量規(guī)律：創(chuàng)新P107【典例1】?在一個DNA分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基數(shù)目的54%，其中一條鏈中鳥嘌呤、胸腺嘧啶分別占該鏈堿基總數(shù)的22%和28%，則由該鏈轉(zhuǎn)錄的信使RNA中鳥嘌呤占堿基總數(shù)的(

)。A．24% B．22%C．26% D．23%A【訓(xùn)練1】?從分子水平上對生物體具有多樣性或特異性的分析，錯誤的是(雙選)(

)A．堿基對的排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子基因的多樣性B．堿基對的特定的排列順序，又構(gòu)成了每一個DNA分子基因的特異性C．一個含2000個堿基的DNA分子，其堿基對可能的排列方式就有42000種D．人體內(nèi)控制β-珠蛋白的基因由1700個堿基對組成，其堿基對可能的排列方式有41700種解析β-珠蛋白基因堿基對的排列順序，是β-珠蛋白所特有的。任意改變堿基的排列順序后，合成的就不一定是β-珠蛋白了。CD創(chuàng)新P1101．(2010·江蘇卷)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噬菌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)DNA分子的結(jié)構(gòu)、基因的本質(zhì)

D2．(2009·廣東生物，24)有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是(雙選)(

)。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．堿基與磷酸基相連接D．磷酸與脫氧核糖交替連接構(gòu)成DNA鏈基本骨架答案AD3．(2009·海南生物，11)已知a、b、c、d是某細(xì)菌DNA片段上的4個基因，右圖中W表示野生型，①、②、③分別表示三種缺失不同基因的突變體，虛線表示所缺失的基因。若分別檢測野生型和各種突變體中某種酶的活性，發(fā)現(xiàn)僅在野生型和突變體①中該酶有活性，則編碼該酶的基因是(

)。A．基因aB．基因bC．基因cD．基因d答案B例題1：下列關(guān)于雙鏈DNA的敘述錯誤的是A.若一條鏈上A和T的數(shù)目相等，則另一條鏈上的A和T數(shù)目也相等B.若一條鏈上A的數(shù)目大于T，則另一條鏈上A的數(shù)目小于TC.若一條鏈上的A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，則另一條鏈也是A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4D.若一條鏈上的A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，則另一條鏈為A∶T∶G∶C=2∶1∶4∶3C例題例題7：某一DNA分子中，胞嘧啶與鳥嘌呤二者共占堿基總量的46%，其中一條鏈上腺嘌呤占此鏈堿基量的28%，則另一條鏈上腺嘌呤占此鏈堿基量的百分比為

A.46%

B.26%

C.54%

D.24%例題8：下圖是4位同學(xué)制作的RNA分子平面結(jié)構(gòu)模型，其中正確的是BC完成學(xué)案P3例1、例2、例3P4學(xué)以致用1、2P61、2、3、4P75第二單元遺傳的分子基礎(chǔ)第2講DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段第2課時DNA的復(fù)制本課時考綱要求：1.了解DNA分子復(fù)制的過程、意義及準(zhǔn)確復(fù)制的原因；2.掌握DNA分子復(fù)制的特點及相關(guān)計算。一、DNA復(fù)制的發(fā)現(xiàn)

Watson和Crick在提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)之后，又提出了DNA復(fù)制的假說：DNA半保留復(fù)制模型。

1958年，Meselson(米西爾森)和Stanl(斯坦?fàn)?采用含15N同位素的NH4Cl培養(yǎng)大腸桿菌（同位素示蹤技術(shù)），然后放在正常的培養(yǎng)液里繁殖，再用密度梯度離心技術(shù)測定分裂時DNA復(fù)制的密度變化，證實了DNA的半保留復(fù)制。請同學(xué)們閱讀教材P52—53,了解米西爾森和斯坦?fàn)柕膶嶒?，并思考下列問題：為什么要培養(yǎng)若干代？如何知道細(xì)胞分裂了一次？假設(shè)一個大腸桿菌的DNA有4700000對堿基對，則一個15N的DNA比一個14N的DNA分子量至少大多少？為了更好理解DNA復(fù)制，請同學(xué)們用短直線代表DNA，畫出上述實驗中大腸桿菌的一個15N標(biāo)記的DNA分子在14N的培養(yǎng)液中連續(xù)復(fù)制3代的簡圖。（請用不同顏色的筆表示不同同位素）親代第一代第二代第三代

無論DNA復(fù)制多少次，含有原來母鏈的DNA分子永遠只有兩個，原來母鏈也永遠只有2條。與DNA復(fù)制有關(guān)的堿基計算：

（1）一個DNA連續(xù)復(fù)制n次后，DNA分子總數(shù)為：2n；

（2）第n代的DNA分子中，含原DNA母鏈的有2個，占2/2n；

（3）若某DNA分子中含堿基T為a，

①則連續(xù)復(fù)制n次，所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為：(2n-1)a

②第n次復(fù)制時所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為：(2n-1)a

即時訓(xùn)練例1、由15N標(biāo)記細(xì)菌的DNA，然后又用14N來供給這種細(xì)菌，于是該細(xì)菌便用14N來合成DNA，假設(shè)細(xì)菌連續(xù)分裂三次產(chǎn)生了八個新個體，它們中含14N的DNA與含15N的DNA的比例是（

）；含14N的鏈與含15N的鏈的比例是（）A、2：1

B、4：1

C、5：1

D、7：1BD自主學(xué)習(xí)DNA復(fù)制的過程教材P54結(jié)合《創(chuàng)新》P108完成學(xué)案P4參考答案（1）親代DNA子代DNA（2）間期減數(shù)第一次分裂的間期染色體（3）解旋酶DNA4種脫氧核苷酸堿基互補配對雙螺旋結(jié)構(gòu)（4）解旋復(fù)制半保留復(fù)制（5）酶（6）雙螺旋結(jié)構(gòu)堿基互補配對原則（7)遺傳信息遺傳信息（8）細(xì)胞核線粒體葉綠體33

是指在DNA聚合酶等的作用下，以一個親代DNA分子的兩條鏈為模板，合成兩個結(jié)構(gòu)上完全相同的子代DNA分子的過程。2、復(fù)制時間：

體細(xì)胞有絲分裂的間期、有性生殖細(xì)胞減數(shù)第一次分裂的間期。3、復(fù)制場所：細(xì)胞核(主要)、線粒體、葉綠體二、DNA的半保留復(fù)制是否只有間期才有DNA的復(fù)制？1、概念：是否只有細(xì)胞內(nèi)才有DNA的復(fù)制？三、復(fù)制過程請同學(xué)們簡述DNA的復(fù)制過程

1.解旋2.復(fù)制3.復(fù)旋四、復(fù)制的特點1、半保留復(fù)制（復(fù)制方式）；2、邊解旋、邊復(fù)制；3、一般多個起點雙向復(fù)制。例2、關(guān)于下圖中DNA分子片段的說法不正確的是AA．把此DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制3代，子代中含15N的DNA鏈占總鏈的7/8B．②處的堿基對缺失導(dǎo)致基因突變C．限制性內(nèi)切酶可作用于①部位，解旋酶作用于③部位D．該DNA的特異性可表現(xiàn)在堿基排序和(A+T)／(G+C)的比例上即時訓(xùn)練例3、(2010山東理綜，7)蠶豆根尖細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個細(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．每條染色體的兩條單體都不被標(biāo)記B例4、(2006北京理綜)用35P標(biāo)記了玉米體細(xì)胞（含20條染色體）的DNA分子雙鏈，再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入不含35P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在第二次細(xì)胞分裂的中期、后期，一個細(xì)胞中的染色體總條數(shù)和被35P標(biāo)記的染色體條數(shù)分別是（）A.中期20和20、后期40和20 B.中期20和10、后期40和20C.中期20和20、后期40和10 D.中期20和10、后期40和10A課后練習(xí)1、學(xué)案：P8-P9題組一1234P10五整章綜合訓(xùn)練2、《創(chuàng)新》P108典例2P109訓(xùn)練2典例P1105（1）（2）創(chuàng)新P108【典例2】?(2011·安徽卷)甲、乙圖示真核細(xì)胞內(nèi)兩種物質(zhì)的合成過程，下列敘述正確的是（

）A.甲、乙所示過程通過半保留方式進行，合成的產(chǎn)物是雙鏈核酸分子B.甲所示過程在細(xì)胞核內(nèi)進行，乙在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進行C.DNA分子解旋時，甲所示過程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D.一個細(xì)胞周期中，甲所示過程在每個起點只起始一次，乙可起始多次創(chuàng)新P109【訓(xùn)練2】?(2012·天津調(diào)研)下圖為真核細(xì)胞DNA復(fù)制過程模式圖，請根據(jù)圖示過程，回答問題。(1)由圖示得知，1個DNA分子復(fù)制出乙、丙2個DNA分子，其方式是__________。(2)解旋酶能使雙鏈DNA解開，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)制的場所是_____________；在復(fù)制完成后，乙、丙分開的時期為_______________________。(5)若一個卵原細(xì)胞的一條染色體上的β-珠蛋白基因在復(fù)制時一條脫氧核苷酸鏈中一個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________。半保留復(fù)制ATPDNA連接相反細(xì)胞核、線粒體、葉綠體有絲分裂后期、減數(shù)第二次分裂后期1/4DNA復(fù)制方式的探究探究DNA復(fù)制是半保留復(fù)制還是全保留復(fù)制，可用同位素標(biāo)記技術(shù)和離心處理技術(shù)，根據(jù)復(fù)制后DNA分子在試管中的位置即可確定復(fù)制方式。1．實驗材料：大腸桿菌。2．實驗方法：放射性同位素標(biāo)記技術(shù)和離心技術(shù)。3．實驗假設(shè)：DNA以半保留的方式復(fù)制。4．實驗過程：(見圖)(1)大腸桿菌在含15N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)基中繁殖幾代，使DNA雙鏈充分標(biāo)記15N。(2)將含15N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到14N標(biāo)記的普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)。(3)在不同時刻收集大腸桿菌并提取DNA(間隔的時間為大腸桿菌繁殖一代所需時間)。(4)將提取的DNA進行離心，記錄離心后試管中DNA位置。5．實驗預(yù)期：離心后應(yīng)出現(xiàn)3條DNA帶。(見圖)(1)重帶(密度最大)：15N標(biāo)記的親代雙鏈DNA(15N/15N)。(2)中帶(密度居中)：一條鏈為15N，另一條鏈為14N標(biāo)記的子代雙鏈DNA(15N/14N)。(3)輕帶(密度最小)：兩條鏈都為14N標(biāo)記的子代雙鏈DNA(14N/14N)。6．實驗結(jié)果：與預(yù)期的相符?！镜淅?DNA的復(fù)制方式，可以通過設(shè)想來進行預(yù)測，可能的情況是全保留復(fù)制、半保留復(fù)制、分散（彌散）復(fù)制三種。究竟是哪種復(fù)制方式呢？下面設(shè)計實驗來證明DNA的復(fù)制方式。實驗步驟：a．在氮源為14N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N-DNA(對照)。b．在氮源為15N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N-DNA(親代)。c．將親代15N大腸桿菌轉(zhuǎn)移到氮源為含14N的培養(yǎng)基中，再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度離心法分離，不同分子量的DNA分子將分布在試管中的不同位置上。實驗預(yù)測：(1)如果與對照(14N/14N)相比，子代Ⅰ能分辨出兩條DNA帶：一條________帶和一條________帶，則可以排除________。(2)如果子代Ⅰ只有一條中密度帶，則可以排除________，但不能肯定是________。(3)如果子代Ⅰ只有一條中密度帶，再繼續(xù)做子代ⅡDNA密度鑒定：若子代Ⅱ可以分出________和________，則可以排除分散復(fù)制，同時肯定半保留復(fù)制；如果子代Ⅱ不能分出________密度兩條帶，則排除________，同時確定為________。答案(1)輕(14N/14N)重(15N/15N)半保留復(fù)制和分散復(fù)制(2)全保留復(fù)制半保留復(fù)制或分散復(fù)制(3)一條中密度帶一條輕密度帶中、輕半保留復(fù)制分散復(fù)制創(chuàng)新P1104.(2009·江蘇生物)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)敘述錯誤的是(

)A．圖中DNA分子復(fù)制是從多個起點同時開始的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A對應(yīng)高考真題訓(xùn)練5．(2010·北京卷)科學(xué)家以大腸桿菌為實驗對象，運用同位素失蹤技術(shù)及密度梯度離心方法進行了DNA復(fù)制方式的探索實驗，實驗內(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14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl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（14N/14N）僅為重帶（15N/15N）僅為中帶（15N/14N）一半輕帶（14N/14N）一半中帶（15N/14N）請分析并回答下面問題。(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_______