2022年人教版生物高考總復習第一部分考點復習指導第六單元 第2課DNA的結構、復制和基因的本質

第2課DNA的結構、復制和基因的本質

【課標要求】

1.概述多數生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。

2.概述DNA分子是由四種脫氧核甘酸構成，通常有兩條堿基互補配對的反向平行長鏈形成雙

螺旋結構，堿基的排列順序編碼了遺傳信息。

3.概述DNA分子通過半保留方式進行復制。

【素養(yǎng)目標】

1.構建DNA分子雙螺旋結構模型，闡明DNA分子作為遺傳物質所具有的結構特點，闡明DNA

分子通過復制傳遞遺傳信息。(生命觀念)

2.掌握DNA復制過程，歸納DNA復制過程中相關數量計算，提高邏輯分析和計算能力；分析

相關資料，得出基因通常是有遺傳效應的DNA片段。(科學思維)

3.運用假說一演繹法探究DNA分子的復制方式為半保留復制。(科學探究)

o=—、生千知誦?多推e查/—z

-------主干?梳理與辨析-------

一、DNA的結構

1.DNA雙螺旋結構模型的構建：

(1)構建者：沃森和克里克。

(2)構建過程：

威爾金斯和富蘭克林DNA的結構單位：4種脫氧核甘酸，

提供的DNA衍射圖譜分別含有A,1、C_、色四種堿基

沃森和克里克推算出DNA分子呈螺旋結構

嘗試建［雙螺旋

立模型I三螺旋

I

失敗,一［查哥夫提出DNA分

］/1子中A=T,G=C

重新構建模型：LtA與重配對，G與S配對

F

形成DNA雙螺旋結構模型

2.DNA的結構:

(1)圖示：

一條脫輒核昔酸鏈

3:5一磷酸二酯鍵

脫軌核糖當［A：腺喋吟聚合成

磷酸%S口《T：胸腺喀咤一

1C：胞喀哇

3,2'

-Q：鳥噂吟

脫氧核甘酸

DNA雙螺旋結構DNA雙鏈平面結構

（2）解讀。

①DNA是由兩條單鏈組成的，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構。

②DNA中的脫氧核糖和磷酸交替連接,排列在外側，構成基本骨架；堿基排列在內側。

③兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，并且堿基配對具有一定規(guī)律：A（腺喋吟）一定與

T（胸腺喀咤）配對，G（鳥喋吟）一定與C（胞喀咤）配對。

思考辨析

1.沃森和克里克研究DNA分子的結構時，運用了構建數學模型的方法。（X）

分析：沃森和克里克運用了構建物理模型的方法。

2.DNA分子中的每個磷酸均連接著一個脫氧核糖。（X）

分析：DNA分子中的每個磷酸均連接著一個或兩個脫氧核糖。

3.雙鏈DNA分子中喋吟數等于口密咤數。（J）

4.喋吟堿基與嚓噬堿基的結合保證了DNA分子空間結構的相對穩(wěn)定。（J）

5.DNA分子中（A+T）/（C+G）的值越大，該分子結構穩(wěn)定性越低。（J）

二、DNA的復制

1.對DNA的復制的推測及證據：

（1）方式推測：沃森和克里克提出遺傳物質自我復制的假說：DNA復制方式為半保留復制。也

有人提出全保留復制的假說。

（2）實驗證據。

①實驗方法：同位素標記技術和離心技術。

②實驗原理：含15N的雙鏈DNA密度大，含“N的雙鏈DNA密度小，一條鏈含“N、一條鏈含15N

的雙鏈DNA密度居中。

③實驗假設：DNA以半保留的方式復制。

④實驗預期：離心后應出現3條DNA帶。重帶（密度最大）：兩條鏈都為‘％標記的親代雙鏈

DNA；中帶（密度居中）：一條鏈為"N標記，另一條鏈為,％標記的子代雙鏈DNA；輕帶（密度

最小）：兩條鏈都為"N標記的子代雙鏈DNA。

⑤實驗過程:

大腸桿菌在含"NHaCl的培養(yǎng)

液中生長若干代.使DNA雙

鏈被充分標記

轉移到含“NHQ的培養(yǎng)液中

（a）親代（b）細胞（c）細胞

再分裂一次

一

■

?□)

⑥過程分析。

a.立即取出：提取DNA一離心一全部重帶。

b.細胞分裂一次（即細菌繁殖一代）取出：提取DNA~離心一全部中帶。

c.細胞再分裂一次（即細菌繁殖兩代）取出：提取DNA一離心一L2輕帶、1/2中帶。

⑦實驗結論：DNA的復制是以半保留的方式進行的。

2.DNA復制的過程：

（1）時間：細胞分裂前的圓期。即有絲分裂前的間期和減數分裂前的間期。

（2）場所：

①真核生物：主要在細胞核內,線粒體和葉綠體也可以進行。

②原核生物：主要在擬核。

③DNA病毒：活的宿主細胞內。

（3）復制過程:

?需要細胞提供能量

需要:解旋陣的作用每條新鏈與

其對應的模

結果：斷裂氫

板鏈盤繞成

.鍵,解開雙鏈

雙螺旋結構

合成子-鏈

一原則：堿基互補配對原則

（A-T、T-A、G-C、C-G）

一方向：5，-端一3，-端

（4）復制結果：形成兩個完全相同的DNA。

（5）準確復制的原因：

①DNA獨特的雙螺旋結構,為復制提供了精確的模板。

②通過堿基互補配對,保證了復制能夠準確地進行。

⑹意義：將遺傳信息從親代傳給子代,保持了遺傳信息的連續(xù)性。

思考辨析

1.植物細胞的線粒體和葉綠體中均可發(fā)生DNA的復制。（J）

2.真核生物DNA分子復制過程需要解旋酶和能量。（J）

3.DNA分子復制過程中的解旋在細胞核中進行，復制在細胞質中進行。（X）

分析：均主要在細胞核中進行。

4.DNA復制時，兩條脫氧核甘酸鏈均可作為模板。（J）

三、DNA通常是有遺傳效應的DNA片段

1.DNA片段中的遺傳信息：

⑴遺傳信息：蘊藏在4種堿基的排列順序之中。

（2）特點。

①多樣性：堿基排列順序的千變萬化。

②特異性：每一個DNA分子的堿基有特定的排列順序。

(3)意義:

DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質基礎。

2.基因：通常是有遺傳效應的DNA片段。有些病毒的遺傳物質是RNA,對這類病毒而言，基

因就是有遺傳效應的RNA片段。

思考辨析

1.第一個把遺傳物質設定為一種信息分子，提出遺傳是遺傳信息的復制、傳遞與表達的科學

家是量子物理學的奠基人薛定謗。(V)

2.每個人的DNA都不完全相同，因此DNA也可以像指紋一樣用來識別身份。(J)

3.堿基序列的多樣性構成DNA分子的多樣性，DNA分子因而能夠儲存大量的遺傳信息。(V)

------教材?挖掘與延伸------

1.探究延伸(必修2P51探究?實踐)：DNA只含有4種脫氧核昔酸，能夠儲存足夠量的遺傳

信息的原因是構成DNA的4種脫氧核昔酸的數目成千上萬，脫氧核甘酸的排列順序千差萬別o

2.資料延伸(必修2P52《DNA指紋技術》)：

DNA指紋技術正發(fā)揮著越來越重要的作用，在親子鑒定、偵查罪犯等方面是目前最為可靠的

鑒定技術。

思考：

(1)如圖為通過提取某小孩和其母親以及待測定的三位男性的DNA并進行DNA指紋鑒定的部分

結果。則該小孩真正的生物學父親是誰？試分析原因。

母親孩rABC

1_____1i:

1____11____1

i_____?

1____1i______i

提示：Bo孩子的DNA指紋圖一部分與母親的DNA指紋圖相同，另一部分應該與父親的DNA指

紋圖相同，所以孩子真正的生物學父親是B。

(2)為什么用DNA做親子鑒定，而不用RNA?

提示：DNA是人類的遺傳物質。

o..—、高頻考點?通法密道,--o

★考點1DNA的結構

一核心?歸納與整合一

1.DNA結構解讀:

圖2

（1）由圖1可解讀以下信息。

一每個DNA分子片段中.游離磷酸基團有2個

①呼|A-T堿基對有2個公健.（堿基對有3個

I關系I氫鍵

L脫氧核糖數=磷酸數=含氮堿基數

單鏈中相鄰堿基:通過脫氧核糖一磷酸一脫

②網J氧核糖連接

-1關系互補不中相鄰堿基:通過氫鍵連接

「氫鍵:連接互補鏈中相鄰堿基的化學鍵

③叫

健磷酸二酯鍵：連接單鏈中相鄰兩個脫氧核

件酸的化學健

脫氧核糖上與堿基相連的碳叫作1'-C.與

磷酸基團相連的碳叫作5'-C

DNA的一條單鏈具有兩個末端,一端有一個

方向

④一—游離的磷酸基團.這一端稱作5'端,另一端

性

有一個羥基（一（）H）.稱作3'端

DNA的兩條單鏈走向相反.從雙鏈的一端起

一始,一條單鏈是從5'端到3'端，另一條單鏈

則是從3'端到5'端

⑵圖2是圖1的簡化形式，其中①是磷酸二酯鍵，②是氫鍵。解旋酶作用于②部位，DNA聚

合酶、限制性內切核酸酶和DNA連接酶作用于①部位。

2.DNA結構中的相關計算（注意是單鏈還是雙鏈，堿基對數還是堿基個數）:

（1）涉及DNA單鏈堿基計算的3個解題步驟：

繪DNA分子模式圖(如

上圖)

在圖中標出已知和所求

的堿基

結合上述規(guī)律分析計算

(2)以DNA雙鏈為研究對象時堿基數量的關系：

①A、T、G、C的關系：A=T,G=Co

②DNA雙鏈中，兩個不互補的堿基之和相等，并為堿基總數的1/2,即(A+G)=(T+C)=(A

+C)=(T+G)=1/2X堿基總數。

③非互補堿基和之比等于1：(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=1o

典題?剖析與精練

9典題不范.

(2021?北京等級考)酵量菌①的DNA中堿基也直鈣，關于酵母菌核酸的敘述錯誤的是()

A.DNA復制后A約占32%

B.DNA中C約占18%

C.DNA中(A+G7CT+C)1?：1

D.RNA中U約占32%

【題眼破譯】提升信息轉化能力

信息轉化信息(對接問題)

信息①酵母菌是真核生物，遺傳物質是雙鏈DNA

信息②A約占32%,根據堿基互補配對原則推導其他堿基的含量

信息③DNA雙鏈中，由于A=T,G=C,所以(A+G)/(T+C)=1

【解析】選D。酵母菌DNA是雙鏈結構，進行半保留復制，所以復制后A約占32%A正確；

DNA中A約占32%,根據堿基互補配對原則，C約占(1—2X32%)+1/2=18%,B正確；酵母菌

DNA是雙鏈結構，在雙鏈DNA中(A+G)/(T+C)=1,C正確；酵母菌RNA中A、C、G所占比例

未知，U所占比例也不能確定，D錯誤。

【變式延伸】提升長句應答能力

在DNA的一條鏈上，(A+G)/(T+C)一般不等于1,理由是一般情況下，在DNA的一條鏈上，

AWT,GWC所以(A+G)/(T+C)一般也不等于1。

9對點訓練工

1.下列關于DNA結構的敘述，正確的是()

A.每個核糖上均連接著1個磷酸和1個堿基

B.每個DNA分子中堿基數=磷酸數=核糖數

C.T2噬菌體的遺傳物質水解產生4種脫氧核甘酸

D.在DNA雙螺旋結構中嘴咤數不等于門票吟數

【解析】選Co在DNA分子中，一般情況下每個脫氧核糖上連接2個磷酸和1個堿基，A錯誤;

每個DNA分子中堿基數=磷酸數=脫氧核糖數，B錯誤；T2噬菌體的遺傳物質為DNA,其水

解可產生4種脫氧核甘酸，C正確；在DNA雙螺旋結構中喀咤數等于喋吟數，D錯誤。

2.DNA雙螺旋結構是1953年沃森和克里克發(fā)現的,現已知基因物含有堿基共N個,腺喋吟“個,

具有類似如圖的平面結構,下列說法正確的是()

AiTiG|Ci

a????__

b--1---1-----1---1--

TzAzC2G：

A.基因版共有4個游離的磷酸基團,氫鍵1.5/VI?〃個

B.如圖a可以代表基因M,基因必的等位基因加可以用b表示;a鏈含有A的比例最多為2〃N

C.基因必的雙螺旋結構,脫氧核糖和磷脂交替排列在外側,構成基本骨架

D.基因必和它的等位基因勿含有的堿基數可以不相等

【解析】選D。本題考查DNA分子結構的特點和計算?；?的每一條鏈有1個游離的磷酸

基團，故有2個游離的磷酸基,氫鍵數為1.5小〃個,A錯誤;基因是由兩條脫氧核昔酸鏈組成的,

圖中a和b共同組成基因M,B錯誤;雙螺旋結構中脫氧核糖和磷酸交替連接排列在外側,構成

基本骨架,C錯誤;等位基因是基因突變產生的，基因突變是指基因中堿基的增添、缺失或替換,

基因"和它的等位基因加的堿基數或排列順序可以不同,D正確。

【加固訓練?拔高】

用卡片構建DNA平面結構模型，所提供的卡片類型和數量如下表所示，以下說法正確的是

()

堿基

卡片類型脫氧核糖磷酸

ATGC

卡片數量10102332

A.最多可構建4種脫氧核甘酸，5個脫氧核甘酸對

B.構成的雙鏈DNA片段最多有10個氫鍵

C.DNA中每個脫氧核糖均與2分子磷酸相連

D.可構建4,種不同堿基序列的DNA

【解析】選B。雙鏈DNA分子中，堿基之間的配對遵循堿基互補配對原則，即A—T、C-G,

且配對堿基的數目彼此相等，結合表中數據可知，這些卡片最多可形成2對A—T堿基對，2

對C—G堿基對，即共形成4個脫氧核甘酸對，A和T之間有2個氫鍵，C和G之間有3個氫

鍵，因此構成的雙鏈DNA片段最多有10個氫鍵，所以A錯誤，B正確；DNA中絕大多數脫氧

核糖與2分子磷酸相連，只有末端的脫氧核糖與1分子磷酸相連，C錯誤；這些卡片可形成2

對A—T堿基對，2對C—G堿基對，且堿基對種類和數目確定，因此可構建的DNA種類數少

于4"種，D錯誤。

★考點2DNA的復制

------核心?歸納與整合-------

1.DNA分子的復制類型：

(1)如圖為真核生物染色體上DNA分子復制過程示意圖。

①圖中顯示DNA分子復制是從多個起點開始的，但多起點并非同時進行;

②圖中顯示DNA分子復制是邊解旋邊雙向復制的；

③真核生物的這種復制方式的意義在于提高了復制速率；

④一個細胞周期中每個起點一般只起始1次。

(2)原核生物DNA復制通常為單起點，雙向復制。

2.DNA分子復制過程中相關計算的規(guī)律：

若將雙鏈被l5N標記的DNA轉移到含,4N的培養(yǎng)基中培

養(yǎng)，復制次，其結果如下：

親代“/N|”、

子］代15N|：I4Nl4N：|15N

/\/\

子2代|：：：：：：|

子〃代II::II:……I：I；

'-------Y-------

2"

(l)DNA分子數分析：

子代DNA分子數2"

含,5N的DNA分子數2

含''N的DNA分子數2"

只含的DNA分子數2"—2

（2）脫氧核甘酸鏈數分析:

子代DNA中脫氧核昔酸鏈數2"+,

含I5N的脫氧核甘酸鏈數2

含“N的脫氧核甘酸鏈數2"+1-2

⑶消耗的脫氧核甘酸數。

①若一親代DNA含有某種脫氧核甘酸/個，則經過〃次復制需要消耗游離的該脫氧核甘酸為

/X（2"—1）個。

②若進行第〃次復制，則需消耗游離的該脫氧核甘酸數為［而義（2"-1）一"X（2i—1）］="X

個。

------典題?剖析與精練------

。典題示范三二＞

（2021?山東等級考）利用農桿菌轉化法,將含有基因修飾系統(tǒng)的T—DNA插入到水稻細胞M的

某條染色體上?,在該修飾系統(tǒng)的作用下，一個DNA分子單鏈上的一個C脫去氨基變?yōu)閁②,

脫氨基過程在細胞M中只發(fā)生一次。將細胞M培育成植株No下列說法錯誤的是（）

A.N的每一個細胞中都含有T—DNA

B.N自交，子一代中含T—DNA的植株占3/4

C.M經次有絲分裂后，脫氨基位點為A-U的細胞占1/2"

D.M經3次有絲分裂后，含T—DNA且脫氨基位點為A-T的細胞占1/2

【題眼破譯】提升信息轉化能力

信息轉化信息（對接問題）

T-DNA插入可類比等位基因的A（或+）,未插入的可類比a（或一）。如

信息①插入到一條染色體上，記作Aa（或+一）；插入到兩條染色體上記作

AA（或++）；未插入記作aa（或）

信息②C變U后，注意對應堿基的變化

【解析】選D。N是由細胞M形成的，在形成過程中沒有DNA的丟失，由于T-DNA插入到水

稻細胞M的某條染色體上，所以細胞M含有T—DNA,因此N的每一個細胞中都含有T—DNA,

A正確；N植株的一條染色體中含有T—DNA,可以記為十,因此N植株的基因型記為+一，

如果自交，則子代中相關的基因型為++:+—：一一=1：2：1,有3/4的植株含T—DNA，

B正確；M中只有1個DNA分子單鏈上的一個C脫去氨基變?yōu)閁,所以復制〃次后，產生的

子細胞有2"個，但脫氨基位點為A-U的細胞只有1個，所以這種細胞的比例為1/2",C正

確；如果M經3次有絲分裂后，形成的子細胞有8個，由于細胞MDNA分子單鏈上的一個C

脫去氨基變?yōu)閁,所以是G和U配對，所以復制3次后，有4個細胞脫氨基位點為C—G,3

個細胞脫氨基位點為A-T,1個細胞脫氨基位點為U-A,因此含T-DNA且脫氨基位點為A

-T的細胞占3/8,D錯誤。

教師專用?【方法規(guī)律】通過畫圖解決〃次復制后，脫氨基位點的特殊細胞的比例

U-GDNAU-AA-T

1次U-A、C-G2個1個0個

2次U—A、A—T、C—G、G—C4個1個1個

U—A、A—T、A—T、T—A、C—G、G

3次8個1個3個

-C、C-G、G-C

〃次2"個1個2"-1-1個

【變式延伸】提升長句應答能力

若N與沒有基因修飾的水稻雜交，子一代中含T—DNA的植株占1/2,理由是N植株的一條染

色體中含有T—DNA,可以記為+,因此N植株的基因型記為+一,沒有基因修飾的水稻記作

——，因此雜交子代是1/2+—,1/2——,因此子一代中含T—DNA的植株占1/2。

9對點訓練工

1.研究發(fā)現rep蛋白可以將DNA雙鏈解旋，結合蛋白可以和解旋的DNA單鏈結合，并隨著子

鏈的延伸而與DNA單鏈分離。下列敘述正確的是（）

A.rep蛋白能使A與C、T與G之間的氫鍵斷裂

B.低溫處理DNA分子也可以使DNA雙鏈解旋

C.DNA復制具有邊解旋邊復制和半保留復制的特點

D.結合蛋白與DNA單鏈結合不利于DNA新鏈的形成

【解析】選C。因為rep蛋白可以將DNA雙鏈解旋，則rep蛋白應為解旋酶，能破壞氫鍵，

DNA雙鏈堿基之間互補配對原則是A與T配對，C與G配對，即rep蛋白可破壞A與T、C與

G之間形成的氫鍵，A錯誤；高溫處理DNA分子能使DNA雙鏈解旋，B錯誤；DNA復制的特點

是邊解旋邊復制、半保留復制，C正確；DNA結合蛋白纏繞在DNA單鏈上，可防止單鏈之間重

新螺旋化，對DNA新鏈的形成有利，D錯誤。

2.如圖為某真核細胞中DNA復制過程的模式圖，下列敘述錯誤的是（）

A.酶①和酶②均作用于氫鍵

B.該過程的模板鏈是a、b鏈

C.該過程發(fā)生在細胞分裂前的間期

D.DNA復制的特點是半保留復制

【解析】選A。由題圖可知，酶①（解旋酶）使氫鍵斷裂，而酶②（DNA聚合酶）催化形成磷酸二

酯鍵，A錯誤；DNA復制過程的模板是親代DNA的兩條鏈，即a、b鏈，B正確；DNA復制過程

發(fā)生在細胞分裂前的間期，C正確；由題圖可知，新合成的兩個DNA分子各保留親代DNA分

子的一條鏈，新合成另一條鏈，即DNA復制的特點是半保留復制，D正確。

【加固訓練?拔高】

在氮源為‘%和”N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子分別為‘%—DNA（相對分子質量為

a）和十一DNA（相對分子質量為扮。將含,5N的親代大腸桿菌轉移到含14N的培養(yǎng)基上，連續(xù)繁

殖兩代（I和H）,用離心方法分離得到的結果如圖所示。下列對此實驗的敘述，正確的是

A.I代細菌DNA分子中兩條鏈都是b,N

B.II代細菌含"N的DNA分子占全部DNA分子的1/4

C.預計III代細菌DNA分子的平均相對分子質量為（7a+8）/8

D.上述實驗I代一II代的結果能證明DNA復制方式為半保留復制

【解析】選C。I代細菌DNA分子中一條鏈是“N,另一條鏈是爪，A錯誤；II代細菌含咋的

DNA分子有2個，占全部（4個）DNA分子的1/2,B錯誤；由于1個含有''N-DNA分子的相對

分子質量為a,則每條鏈的相對分子質量為a/2；1個含有"N—DNA分子的相對分子質量為b,

則每條鏈的相對分子質量為8/2。將親代大腸桿菌轉移到含“N的培養(yǎng)基上，連續(xù)繁殖三代，

得到8個DNA分子，這8個DNA分子共16條鏈，只有2條是含咋的，14條是含項的，因

此總相對分子質量為b/2X2+a/2X14=6+7a,所以每個DNA分子的平均相對分子質量為（7a

+6）/8,C正確；實驗I代一II代的結果不能證明DNA復制方式為半保留復制，D錯誤。

3.下圖表示DNA復制的過程，結合圖示判斷，下列有關敘述錯誤的是（）

移動的方向

A.DNA復制過程中首先需要解旋酶破壞DNA雙鏈間的氫鍵，使兩條鏈解開

B.DNA分子的復制具有雙向進行的特點，生成的兩條子鏈的方向相反

C.DNA分子的復制需要DNA聚合酶將單個脫氧核甘酸連接成DNA片段

D.DNA的兩條子鏈都是連續(xù)合成的

【解析】選D。DNA復制過程的第一步是解旋，需要用解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，使兩

條鏈解開，A正確；由題圖可知，DNA的復制具有雙向進行的特點，生成的兩條子鏈的方向相

反，B正確；DNA的復制需要DNA聚合酶將單個脫氧核甘酸連接成DNA片段，C正確；由題圖

可知，DNA的兩條子鏈中，前導鏈的合成是連續(xù)的，后隨鏈的合成是不連續(xù)的，D錯誤。

★考點3基因通常是有遺傳效應的DNA片段

--------核心?歸納與整合--------

1.全方位理解“基因”：

(1)本質上，基因是有遺傳效應的DNA(RNA病毒中是RNA)片段。

(2)結構上，基因是含有特定遺傳信息的脫氧核甘酸(RNA病毒中是核糖核甘酸)序列。

⑶功能上，基因是遺傳物質的結構和功能的基本單位。

(4)位置上，基因在染色體上呈線性排列。

2.基因與染色體、DNA、脫氧核昔酸之間的關系：

①染色體是DNA的主要載體

②一條染色體上含有一個或兩個

DNAlDNA分子

①每個DNA分子上含有多個基因

②基因通常是有遺傳效應的DNA片段

畫

①每個基因中含有許多脫氧核昔酸

②脫氧核昔酸的排列順序代表遺傳信息

脫氧彳核昔酸

【高考警示鐘】基因并非只有DNA片段

基因通常是有遺傳效應的DNA片段，某些病毒的RNA片段也存在基因。

教師專用?【拓展延伸】原核細胞、真核細胞基因結構示意圖

(1)原核細胞基因結構示意圖：

一非編碼區(qū)—；一編碼區(qū)—非編碼區(qū)*

II!!

與RNA聚合1:

酶結合位點

非編碼區(qū)：不能轉錄為信使RNA,不能編碼蛋白質。

編碼區(qū)：能轉錄為相應的信使RNA,進而指導蛋白質的合成，即能夠編碼蛋白質。

(2)真核細胞基因結構示意圖：

非編碼區(qū)一:一編碼區(qū)一;一非編碼區(qū)

,I

與RNA聚合：：

酶結合位點=）外顯子口內含子

能夠編碼蛋白質的序列叫做外顯子，能轉錄進而指導蛋白質合成；不能夠編碼蛋白質的序列

叫做內含子，能轉錄為RNA,但相應RNA會被修飾掉，不能編碼出蛋白質。

典題?剖析與精練

9典題示范三二

（2021?全國甲卷）用一段由放射性同位素標記的DNA片段可以確定基因在染色體上的位置。

某研究人員使用放射性同位素十①標記的脫氧腺昔三磷酸（dATP,某一P.?P0?P「）等材料制

備了DNA片段甲（單鏈），對W基因在染色體上的位置進行了研究，實驗流程的示意圖如下。

染色體

〔樣品曲備J

（DNA片段］漂洗放射性檢測

甲制備

回答下列問題：

（1）該研究人員在制備32P標記的DNA片段甲時，所用dATP的a位磷酸基團中的磷必須是叩,

原因是。

⑵該研究人員以細胞為材料制備了染色體樣品，在混合操作之前去除了樣品中的RNA分子，

去除RNA分子的目的是o

（3）為了使片段甲能夠通過堿基互補配對與染色體樣品中的W基因結合，需要通過某種處理使

樣品中的染色體DNAo

（4）該研究人員在完成上述實驗的基礎上，又對動物細胞內某基因的mRNA進行了檢測，在實

驗過程中用某種酶去除了樣品中的DNA,這種酶是0

【題眼破譯】提升信息轉化能力

信息轉化信息（對接問題）

信息①32P具有放射性，可以用儀器檢測到

信息②dATP去掉兩個磷酸基團，剩余的部分是DNA復制的原料

【答題關鍵】抓住長句表述得分點

⑴不可缺少的兩個信息：①dATP去掉兩個磷酸基團，剩余的部分是DNA復制的原料；②a

位磷酸基團有放射性。

（2）不可缺少的文字：放射性同位素32P標記脫氧腺甘三磷酸。

【解析】（l）DNA的單體是四種脫氧核糖核甘酸，一個脫氧核糖核甘酸中，含有一分子脫氧核

糖，一分子磷酸和一分子含氮堿基。dATP（dA-P.?P。?P,.）中，含有三個磷酸基團，只有在

（3位和Y位的磷酸基團脫離后，才能成為合成DNA的原料，因此只有a位磷酸基團被32P標記,

合成的DNA片段才能被用標記。

⑵用DNA片段甲（單鏈），對W基因在染色體上的位置進行研究，用的是DNA分子雜交技術，

32P標記的DNA單鏈會與W基因的一條鏈互補配對，形成雜交帶。如果W基因在細胞內表達，

所形成的RNA就可能與32P標記的DNA單鏈互補配對，影響對基因位置的判斷。因此，在混合

操作之前，要先去除樣品中的RNA分子，以排除對實驗結果的干擾。

（3）利用DNA分子雜交原理進行實驗，需要先把樣品中的雙鏈DNA解旋為單鏈，體外解旋DNA

可以利用其熱變性原理，當*標記的DNA單鏈與W基因的單鏈互補配對后，形成雜交帶，就

可以根據雜交帶的位置判斷W基因在染色體上的位置。

（4）酶具有專一性，去除DNA,只能選用DNA（水解）酶。

答案：（l）dATP的8位和丫位的磷酸基團脫離，剩余的部分是DNA復制的原料，a位磷酸基

團被叩標記才能使合成的DNA具有放射性

⑵避免DNA片段甲與RNA發(fā)生互補結合

（3）雙鏈解開，形成單鏈（4）DNA（水解）酶

9對點訓練三二

1.下列有關染色體、DNA、基因、脫氧核甘酸的說法，不正確的是（）

A.基因中4種堿基的排列順序代表著遺傳信息

B.基因是具有遺傳效應的DNA片段，一個DNA分子上可含有成百上千個基因

C.一個基因含有許多個脫氧核甘酸，基因的特異性是由脫氧核甘酸的排列順序決定的

D.染色體是DNA的主要載體，一條染色體上含有1個DNA分子

【解析】選D。基因的遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序中，A正確；基因是具有遺傳效應

的DNA片段，一個DNA分子上可含有成百上千個基因，B正確；一個基因含有許多個脫氧核

甘酸，基因的特異性是由脫氧核昔酸的排列順序決定的，C正確；染色體是DNA的主要載體,

一條染色體上不一定只含有一個DNA分子，在有絲分裂間期DNA復制后，前期和中期一條染

色體上含有2個DNA分子，D錯誤。

2.通常，基因是有遺傳效應的DNA片段。下列關于基因的說法正確的是（）

A.基因只能通過控制蛋白質的合成控制生物性狀

B.等位基因的堿基數目相同但堿基排列順序不同

C.發(fā)生在啟動子等非編碼區(qū)的突變不會影響生物性狀

D.自交時后代不發(fā)生性狀分離的親本不一定是純合子

【解析】選Do基因除了可以通過控制蛋白質的合成控制生物性狀，還可以通過其轉錄產物

影響其他基因的表達控制生物性狀，A錯誤；等位基因控制的是相對性狀，堿基數目不一定

相同，堿基排列順序也不同，B錯誤；發(fā)生在啟動子等非編碼區(qū)的基因突變可能影響基因的

表達，從而影響生物的性狀，C錯誤；生物的表型是由環(huán)境和基因共同作用形成的，如果是

受環(huán)境影響導致后代沒有產生性狀分離，則親本不一定為純合子，D正確。

【加固訓練?拔高】

1.下圖表示果蠅某一條染色體上幾個基因，相關敘述中不正確的是（）

—

紅

黃白

朱

深

棒

殘

寶

眼

身

紅

紅

眼

翅

石

眼

眼

眼

A.觀察圖示可知，基因在染色體上呈線性排列

B.圖示各基因中只有部分脫氧核甘酸序列能編碼蛋白質

C.如果含紅寶石眼基因的片段缺失，則說明發(fā)生了基因突變

D.基因中有一個堿基的替換，不一定會引起生物性狀的改變

【解析】選C。由圖可知，基因在染色體上呈線性排列，A正確；真核細胞基因包括編碼區(qū)和

非編碼區(qū)，編碼區(qū)又包括外顯子和內含子，其中只有外顯子中的脫氧核甘酸序列能編碼蛋白

質，B正確；如果含紅寶石眼基因的片段缺失，則說明發(fā)生了染色體變異（缺失），C錯誤；基

因中一個堿基的替換會導致基因突變，但由于密碼子的簡并性等原因，基因突變不一定會改

變生物的性狀，D正確。

2.DNA指紋技術廣泛用于刑偵領域。如圖是通過DNA指紋技術鑒定真兇的實例。下列相關說

法錯誤的是（）

A.圖示DNA片段是用DNA酶處理獲得的B.同卵雙胎的DNA指紋圖相同

C.DNA指紋技術的理論依據是DNA分子的特異性D.圖示中真兇最可能是1

【解析】選A。DNA片段是用限制酶切割DNA分子獲得的，A錯誤；DNA指紋技術的理論依據

是DNA分子的特異性，世間除了同卵雙胎，DNA指紋都不完全相同，故B、C正確；由圖示很

容易看出真兇最可能是1號，D正確。

教師專用【拓展延伸】DNA指紋具有的特點

(1)高度的特異性：除非是同卵雙生，否則幾乎不可能有兩個人的DNA指紋圖完全相同。

(2)穩(wěn)定的遺傳性：DNA是人的遺傳物質，是由父母遺傳給子女的。

(3)體細胞穩(wěn)定性：同一個人的不同組織，如血液、肌肉等的DNA指紋圖完全一致。

Q、高寺一訓?命題時攜/_Q

------考題體驗?悟透------

角度一從生命觀念角度考查DNA雙螺旋結構的發(fā)展史

1.(2021?廣東選擇考)DNA雙螺旋結構模型的提出是二十世紀自然科學的偉大成就之一。下

列研究成果中，為該模型構建提供主要依據的是()

①赫爾希和蔡斯證明DNA是遺傳物質的實驗

②富蘭克林等拍攝的DNA分子X射線衍射圖譜

③查哥夫發(fā)現的DNA中喋吟含量與喀咤含量相等

④沃森和克里克提出的DNA半保留復制機制

A.①②B.②③C.③④D.①④

突破口：DNA分子是雙螺旋結構。

【解析】選Bo本題以DNA雙螺旋模型的構建為載體，考查DNA雙螺旋模型構建的科學史。

赫爾希和蔡斯證明DNA是遺傳物質的實驗，只能說明DNA是遺傳物質，至于DNA的結構如何,

該實驗沒有體現，①不符合題意；DNA的X射線衍射圖譜可以用來推測DNA分子的結構，因

此，可以為雙螺旋結構模型的構建提供依據，而且是非常重要的依據，②符合題意；查哥夫

發(fā)現的DNA中喋吟數等于嗑咤數，為沃森和克里克得出堿基互補配對原則提供重要依據，③

符合題意；DNA半保留復制是在DNA雙螺旋模型建立之后提出的，④不符合題意。

角度二從生命觀念角度考查DNA的原料

2.(2021?遼寧選擇考)下列有關細胞內的DNA及其復制過程的敘述，正確的是()

A.子鏈延伸時游離的脫氧核甘酸添加到3'端B.子鏈的合成過程不需要引物參與

C.DNA每條鏈的5'端是羥基末端D.DNA聚合酶的作用是打開DNA雙鏈

突破口：DNA復制時子鏈延伸的方向。

【解析】選A。子鏈延伸時沿5'合成，故游離的脫氧核甘酸添加到3,端，A正確；子

鏈的合成過程需要引物參與，B錯誤；DNA每條鏈的5'端是磷酸基團末端，3'端是羥基末

端，C錯誤；解旋酶的作用是打開DNA雙鏈，D錯誤。

角度三從科學思維角度考查DNA復制的有關計算

3.(2021?浙江6月選考)含有100個堿基對的一個DNA分子片段，其中一條鏈的A+T占40%,

它的互補鏈中G與T分別占22%和18%,如果連續(xù)復制2次，則需游離的胞嗑咤脫氧核糖核首

酸數量為()

A.240個B.180個C.114個D.90個

突破口：一條鏈上的A+T的含量與另一條鏈上的A+T的含量及雙鏈上的A+T的含量相等。

【解析】選B。含200個堿基的DNA分子片段中，一條鏈的A+T占40%,得出該鏈中G+C占

60%,因此整個DNA分子片段中G+C也占60%,可知C占30隊即200X30%=60個。連續(xù)復

制2次，需C的數量是的-1)X60=180個。

教師專用4【方法規(guī)律】堿基計算規(guī)律

(1)雙鏈DNA分子中互補的堿基數目相等：即A=T、C=G0

(2)雙鏈DNA分子中任意兩種不互補的堿基數之和占堿基總數的50%即：(A+C)%=(T+G)%

=50%；雙鏈DNA分子中兩種不互補的堿基數之和的比值相等，即(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T

+G)=lo

(3)雙鏈DNA分子中可配對的堿基數之和(A+T或G+C)占全部堿基數的百分比等于其中任意

一條單鏈中該對堿基數之和占該單鏈堿基數的百分比。即(AI+1M=(A2+TJ%=(A+T)/或

(G,+C,)%=(G2+C2)%=(G+C)虬雙鏈DNA分子中(A+T)/(G+C)等于每條單鏈中的(A+T)/(G

+C)o

角度四從科學思維角度考查DNA復制的有關計算

4.（經典考題）現有DNA分子的兩條單鏈均只含有"N（表示為"N"N）的大腸桿菌，若將該大腸

桿菌在含有力的培養(yǎng)基中繁殖兩代，再轉到含有"N的培養(yǎng)基中繁殖一代，則理論上DNA分

子的組成類型和比例分別是（）

A.有小狽和"N%兩種，其比例為1：3B.有U和"WN兩種,其比例為1：1

C.有15M'N和1%"N兩種，其比例為3：1D.有WN和噴％兩種,其比例為3：1

突破口：DNA分子半保留復制。

【解析】選DoDNA分子的兩條單鏈均只含有"N,該大腸桿菌在含有,5N的培養(yǎng)基中繁殖兩代,

I51515

形成4個DNA,其中2個DNA為N"'N,另外2個DNA為NNO再轉到含有"'N的培養(yǎng)基中繁

殖一代，DNA為15N14N形成的子代DNA中，1個DNA為15N14N,另外1個DNA為UN14N；而DNA為

，5N15N形成的2個子代DNA都為,5N,4N；因此，理論上DNA分子的組成類型有,5N14N和“N“N兩種,

其比例為3：10

1414

II

NL

1代

14||1515||1514||1515

2代

I4||I4I5||I4I5||I415Hl415Hl415Hl41廣