高考生物一輪復(fù)習(xí)：DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制和基因的本質(zhì)

第二部分DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制和基因的本質(zhì)任務(wù)一：概述DNA分子構(gòu)成、雙螺旋結(jié)構(gòu)、堿基的排列

順序編碼了遺傳信息。（組成、結(jié)構(gòu)和功能）脫氧核糖核苷酸TACGGCGCAT5′3′5′3′應(yīng)用X射線衍射技術(shù)獲得了高質(zhì)量的DNA衍射圖譜。

①堿基安排在雙鏈螺旋內(nèi)部，脫氧核糖—磷酸骨架安排在螺旋外部的模型。②A與T配對(duì)，G與C配對(duì)，DNA兩條鏈的方向是相反的。1952年威爾金斯富蘭克林雙螺旋和三螺旋結(jié)構(gòu)模型查哥夫A與T配對(duì)，G與C配對(duì)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型沃森克里克1951年

在DNA中，腺嘌呤（A）的量總是等于胸腺嘧啶（T）的量；鳥嘌呤（G）的量總是等于胞嘧啶（C）的量。一、DNA的組成和結(jié)構(gòu)脫水縮合磷酸二酯鍵脫氧核苷酸如何連接成脫氧核苷酸鏈？脫氧核糖和磷酸交替連接脫氧核苷酸鏈如何連接成雙鏈結(jié)構(gòu)？+TACGGCGCAT5′3′5′3′兩條鏈反向平行氫鍵瑞典馬爾默旋轉(zhuǎn)塔高190米/54層巴拿馬螺絲塔高243米莫斯科進(jìn)化大廈高度255米沙特吉達(dá)鉆石塔高432米北京中關(guān)村的“生命”雕塑兩條鏈反向平行構(gòu)成雙螺旋結(jié)構(gòu)4種堿基排列而成的脫氧核苷酸序列，足以儲(chǔ)存生物體必需的全部遺傳信息無(wú)數(shù)個(gè)電話號(hào)碼10個(gè)數(shù)字7種音符26個(gè)英文字母許許多多詞匯、句子二、DNA分子結(jié)構(gòu)特性多樣性特異性穩(wěn)定性堿基排列順序多樣性DNA分子多樣性生物多樣性堿基排列順序特異性DNA分子特異性生物特異性1鏈2鏈A1T1C1G1A2G2C2T2堿基互補(bǔ)原則及有關(guān)的計(jì)算及其推論①1鏈與2鏈的互補(bǔ)堿基相等②在雙鏈DNA分子中，A＋T或C＋G在全部堿基中所占的比例

等于其任何一條單鏈中A＋T或C＋G所占的比例。接英雄回家，讓“無(wú)名”變“有名”任務(wù)二：概述DNA分子通過(guò)半保留方式進(jìn)行復(fù)制。假說(shuō)-演繹同位素標(biāo)記技術(shù)密度梯度離心親代DNA子代DNA3′5′5′5′3′3′DNA聚合酶以母鏈為模板進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)邊解旋邊復(fù)制多個(gè)復(fù)制速率單拓展提升：“圖解法”分析DNA復(fù)制相關(guān)計(jì)算(1)將含有15N的DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)液中連續(xù)復(fù)制n次，則：①子代DNA共2n個(gè)含15N的DNA分子：

個(gè)只含15N的DNA分子：

個(gè)含14N的DNA分子：

個(gè)只含14N的DNA分子：

個(gè)②脫氧核苷酸鏈共2n＋1條含15N的脫氧核苷酸鏈：

條含14N的脫氧核苷酸鏈：

條202n(2n－2)2(2n＋1－2)(2)DNA分子復(fù)制過(guò)程中消耗的脫氧核苷酸數(shù)①若親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，經(jīng)過(guò)n次復(fù)制需要消耗該種脫氧核苷酸數(shù)為__________。②第n次復(fù)制需要消耗該種脫氧核苷酸數(shù)為

。m·(2n－1)m·2n－1例：復(fù)制叉是復(fù)制時(shí)雙鏈打開，分成兩股，各自作為模板，子鏈沿模板延長(zhǎng)所形成的Y字型結(jié)構(gòu)(如圖)，復(fù)制叉從復(fù)制起始點(diǎn)開始沿著DNA鏈有序移動(dòng)。DNA甲基化會(huì)引起染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、DNA構(gòu)象、DNA穩(wěn)定性及DNA與蛋白質(zhì)相互作用方式發(fā)生改變。下列敘述正確的是() A．解旋酶使DNA雙鏈完全打開后再進(jìn)行復(fù)制B．DNA聚合酶發(fā)揮作用需要母鏈提供合成模板C．DNA以兩條鏈為模板進(jìn)行復(fù)制可提高復(fù)制速率D．甲基化修飾DNA鏈不會(huì)影響復(fù)制叉的有序移動(dòng)B基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。--ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG-----TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC---基因A非基因片段基因B任務(wù)三：基因、染色體、DNA三者之間的關(guān)系思考：1、非基因片段的作用是什么？2、如果某生物的遺傳物質(zhì)是RNA？那么它的基因是什么？一個(gè)或兩個(gè)

有遺傳效應(yīng)的DNA片段許多個(gè)基因脫氧核苷酸排列順序真核基因的結(jié)構(gòu)原核基因的結(jié)構(gòu)拓展提升1：原核基因和真核基因的結(jié)構(gòu)例：如圖是人類某染色體DNA的片段，含有基因A、基因b和無(wú)遺傳效應(yīng)的片段M。請(qǐng)思考：(1)基因A和b的本質(zhì)區(qū)別是什么？(2)決定mRNA上終止密碼子的堿基對(duì)是否位于M處？若M中插入若干個(gè)脫氧核苷酸對(duì)是否可引發(fā)基因突變？(3)A復(fù)制時(shí)b是否也復(fù)制？A轉(zhuǎn)錄時(shí)，b是否也轉(zhuǎn)錄？其轉(zhuǎn)錄的模板鏈一定相同嗎？提示不同基因的本質(zhì)區(qū)別在于其脫氧核苷酸序列不同。提示M為無(wú)遺傳效應(yīng)的非基因片段，故其無(wú)轉(zhuǎn)錄功能，當(dāng)然不存在決定mRNA上終止密碼子的堿基對(duì)，M中即使插入若干脫氧核苷酸對(duì)也不會(huì)引發(fā)基因突變。提示DNA分子復(fù)制為全程復(fù)制，故A復(fù)制時(shí)b也復(fù)制，但基因表達(dá)卻為“選擇性表達(dá)”，故A轉(zhuǎn)錄時(shí)，b未必轉(zhuǎn)錄，即使都轉(zhuǎn)錄，其模板鏈也未必相同。拓展提升2：細(xì)胞分裂中標(biāo)記染色體去向的分析(1)有絲分裂中染色體的標(biāo)記情況用15N標(biāo)記細(xì)胞的DNA分子，然后將其放到含14N的培養(yǎng)液中進(jìn)行兩次有絲分裂，情況如圖所示(以一對(duì)同源染色體為例)：(注：體細(xì)胞染色體為2n條)第一次有絲分裂中期第一次有絲分裂后期第二次有絲分裂中期第二次有絲分裂后期15N標(biāo)記的染色體數(shù)____________15N標(biāo)記的染色單體數(shù)____________2n4n4n02n2n2n01個(gè)細(xì)胞經(jīng)兩次有絲分裂產(chǎn)生的4個(gè)子細(xì)胞中有

個(gè)細(xì)胞含有15N標(biāo)記的染色體；每個(gè)子細(xì)胞含15N標(biāo)記的染色體為

條。2或3或40～2n2n4n4n(2)減數(shù)分裂中染色體的標(biāo)記情況由圖可以看出，子細(xì)胞中的所有染色體都含

。用15N標(biāo)記細(xì)胞的DNA分子，然后將其放到含14N的培養(yǎng)液中進(jìn)行正常減數(shù)分裂，情況如圖所示(以一對(duì)同源染色體為例)：15N(3)先進(jìn)行一次有絲分裂再進(jìn)行一次減數(shù)分裂細(xì)胞中染色體標(biāo)記情況用15N標(biāo)記細(xì)胞的DNA分子，然后將其放到含14N的培養(yǎng)液中進(jìn)行一次有絲分裂，再繼續(xù)在含14N的培養(yǎng)液中進(jìn)行正常減數(shù)分裂，情況如圖所示(以一對(duì)同源染色體為例)：若該生物的正常體細(xì)胞的核DNA為2n，則經(jīng)上述過(guò)程形成的子細(xì)胞中含15N標(biāo)記DNA的個(gè)數(shù)為

個(gè)。0～n拓展應(yīng)用：核酸分子雜交技術(shù)DNA分子雜交技術(shù)可以用來(lái)比較不同種生物DNA分子的差異。當(dāng)兩種生物的DNA單鏈具有互補(bǔ)的