2020版高考生物一轮复习 第6单元 第2讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质教学案 新人教版

-1-EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.DNA分子的结构、复制与基因的本质[考纲展示]1.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)2.基因的概念(Ⅱ)3.DNA分子的复制(Ⅱ)考点一|DNA分子的结构和基因的本质1．DNA分子的结构2．DNA分子的特性(1)相对稳定性：DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接的方式不变，两条链间碱基互补配对的方式不变。(2)多样性：不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同，排列顺序多种多样。若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种。(3)特异性：每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。3．基因的本质(1)染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系-2-(2)基因与碱基的关系遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中，构成基因的碱基数小于(填“大于”“小于”或“等于”)DNA分子的碱基总数。[判断与表述]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)沃森和克里克研究DNA分子的结构时，运用了构建物理模型的方法。(√)(2)嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了DNA分子空间结构的相对稳定。(√)(3)分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。(×)提示：核酸分子所携带的遗传信息取决于碱基排列顺序。(4)DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连。(×)提示：一条链上相邻的碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连。(5)不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值可能相同。(√)(6)DNA分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关。(×)提示：DNA的空间结构都是双螺旋结构，与多样性和特异性无关。(7)人体内控制珠蛋白基因由1700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41700种。(×)提示：珠蛋白的基因的碱基排列方式是特定的。2．思考回答(规范表述)图1图2(1)由图1可知，每个DNA分子片段中，游离磷酸基团含有2个。单链中相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接。互补链中相邻碱基通过氢键连接。(2)图2是图1的简化形式，其中①是磷酸二酯键，②是氢键。解旋酶作用于②部位，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于①部位。碱基互补配对原则及相关计算：-3-DNA碱基互补配对原则是指在DNA分子形成碱基对时，A一定与T配对，G一定与C配对的一一对应关系。推论如下：1．双链DNA分子中嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A＋G＝T＋C。简记：“DNA分子中两个非互补碱基之和是DNA分子总碱基数的一半”。2．在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。设在双链DNA分子中的一条链上A1＋T1＝n%，则A1＝T2A2＝T1⇒A1＋T1＝A2＋T2＝n%，所以A＋T＝A1＋A2＋T1＋T2＝n%＋n%2＝n%。简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。3．双链DNA分子中，非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。设双链DNA分子中一条链上，A1＋G1T1＋C1＝m，则A1＋G1T1＋C1＝T2＋C2A2＋G2＝m，互补链中A2＋G2T2＋C2＝1m。简记为：“DNA两条互补链中，不配对两碱基之和的比值互为倒数，乘积为1”。4．双链DNA分子中，以A1单链＝b%，则A双链＝b2%。考法1考查DNA分子的结构1．如图表示某DNA片段，有关该图的叙述正确的是()A．①②③相间排列，构成DNA分子的基本骨架B．④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸C．⑨既容易断裂又容易生成，所以DNA稳定性与之无关D．该DNA片段有两种碱基配对方式，四种脱氧核苷酸D[DNA分子的基本骨架为①磷酸、②脱氧核糖交替连接形成的，A错误；①磷酸并不能与②③组成为胞嘧啶脱氧核苷酸，B错误；DNA稳定性与⑨氢键有关，含有三个氢键的碱基对越多，DNA分子越稳定，C错误；该DNA片段有两种碱基配对方式，即A与T配对、C与G配对，四种脱氧核苷酸，D正确。]-4-2．(2019·吉林长春外国语学校质检)20世纪50年代初，查哥夫对多种生物DNA做了碱基定量分析，发现A＋TC＋G的比值如表。结合所学知识，你认为能得出的结论是()DNA来源大肠杆菌小麦鼠马肝马胸腺马脾A＋TC＋G1.011.211.211.431.431.43A．马的DNA结构比大肠杆菌DNA结构更稳定一些B．小麦和鼠的DNA所携带的遗传信息相同C．小麦DNA中A＋T的数量是鼠DNA中C＋G数量的1.21倍D．同一生物不同组织的DNA碱基组成相同D[分析表格中的信息可知，马的DNA中A＋TC＋G的比值大于大肠杆菌，由于A与T之间的氢键是两个，C与G之间的氢键是三个，因此马的DNA结构比大肠杆菌DNA结构更不稳定，A错误；小麦和鼠的碱基含量相同，碱基排列顺序不相同，遗传信息不同，B错误；此题无法计算小麦DNA中A＋T的数量与鼠DNA中C＋G数量的比值，C错误；同一生物是由受精卵经过有丝分裂和细胞分化形成的，不同组织中DNA碱基组成相同，D正确。]考法2考查基因的本质及与DNA和染色体的关系3．(2019·贵州思南中学期末)已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的40%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的40%和15%。下列有关叙述正确的是()A．在它的互补链中，T与C之和占该链碱基总数的55%B．在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的20%和25%C．若该DNA分子含1000个碱基对，则碱基之间的氢键数2600个D．该DNA分子中C＋GA＋T为32B[已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的40%，则C＝G＝20%，A＝T＝50%－20%＝30%，则A＋TA＋T＋C＋G＝60%，A＋TA＋T＋C＋G＝A1＋T1A1＋T1＋C1＋G1＝60%，其中一条链的T占该链碱基总数的40%，即T1A1＋T1＋C1＋G1＝40%，则A1A1＋T1＋C1＋G1＝A1＋T1A1＋T1＋C1＋G1－T1A1＋T1＋C1＋G1＝20%，A1A1＋T1＋C1＋G1＝T2A2＋T2＋C2＋G2＝20%。由于C＋GA＋T＋C＋G＝C1＋G1A1＋T1＋C1＋G1＝40%，其中一条链的C占该链碱基总数的15%，即C1A1＋T1＋C1＋G1＝15%，则G1A1＋T1＋C1＋G1＝C1＋G1A1＋T1＋C1＋G1－C1A1＋T1＋C1＋G1＝25%，G1A1＋T1＋C1＋G1＝C2A2＋T2＋C2＋G2＝25%，则T2＋C2A2＋T2＋C2＋G2＝45%，A错误，B正确；若该DNA分子含1000个碱基对，则A＝T＝600，C＝G＝400，A、T之间的氢键为600×2＝1200，C、G之间的氢键为400×3＝1200，碱基之间的氢键数2400个，C错-5-误；该DNA分子中C＋GA＋T＝4060＝23，D错误。]4．(2018·潍坊期中)下列有关基因的叙述，正确的是()A．真核细胞中的基因都以染色体为载体B．唾液淀粉酶基因在人体所有细胞中都能表达C．等位基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同D．基因是由碱基对随机排列成的DNA片段C[真核细胞的细胞核基因以染色体为载体，细胞质基因不是以染色体为载体，A项错误；唾液淀粉酶基因只在唾液腺细胞中表达，B项错误；等位基因是基因突变产生的，两者的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同，C项正确；基因是有遗传效应的DNA片段，其中的碱基对具有特定的排列顺序，D错误。]5．下列有关染色体、DNA、基因三者关系的叙述，不正确的是()A．每条染色体上都含有一个DNA分子或两个DNA分子，DNA分子上含有许多个基因B．都能复制、分离和传递，且三者行为一致C．三者都是生物细胞内的遗传物质D．在生物的传宗接代过程中，染色体的行为决定着DNA和基因的行为C[每条染色体上都含有一个DNA分子(未复制时)或两个DNA分子(复制后)。染色体是DNA的主要载体，因而染色体的行为决定着DNA和基因的行为(复制、分离、组合、传递)。染色体是遗传物质的主要载体，染色体在遗传中的作用是由DNA或基因决定的，因而不能说染色体是遗传物质。]考点二|DNA分子的复制1．概念：以亲代DNA为模板，合成子代DNA的过程。2．时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。3．过程-6-4．特点(1)复制方式为半保留复制。(2)边解旋边复制。5．DNA分子精确复制的原因(1)DNA分子的双螺旋结构提供精确的模板。(2)碱基互补配对原则保证复制精确进行。6．意义：使遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。7．研究DNA复制的常用方法同位素示踪法和离心法，常用3H、15N标记，通过离心在试管中形成不同位置的DNA条带。[判断与表述]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)DNA复制遵循碱基互补配对原则，新合成的DNA分子中两条链均是新合成的。(×)提示：新合成的DNA分子的两条链有一条链是新合成的。(2)DNA双螺旋结构全部解旋后，开始DNA的复制。(×)提示：DNA复制时边解旋边复制。(3)单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链。(×)提示：在DNA聚合酶的作用下，单个脱氧核苷酸连接到DNA单链片段上形成子链。(4)在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在两条DNA母链之间。(√)(5)在人体内，成熟的红细胞、浆细胞中不发生DNA的复制。(√)2．思考回答(规范表述)如图为真核细胞DNA复制过程的模式图-7-DNA聚合酶的作用机理是什么？提示：DNA聚合酶以DNA的一条链为模板，将单个脱氧核苷酸通过形成磷酸二酯键，连接到已有的脱氧核苷酸单链上。1．各类生物体中DNA分子复制的场所DNA病毒：宿主细胞内2．DNA分子复制中相关计算的规律(1)DNA分子复制为半保留复制，若将一个被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代，其结果分析如下：①子代DNA共2n个含15N的DNA分子：2个只含15N的DNA分子：0个含14N的DNA分子：2n个只含14N的DNA2n－2②脱氧核苷酸链共2n＋1条含15N的脱氧核苷酸链：2条含14N2n＋1－2(2)DNA分子复制过程中消耗的某种脱氧核苷酸数①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·(2n－1)。②第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为m·2n－1。-8-考法1考查DNA复制的过程和特点1．(2019·德州重点中学月考)真核细胞中DNA复制如图所示，下列表述错误的是()A．多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成B．每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代C．复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化D．DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则C[DNA复制过程中氢键的破坏需要解旋酶的催化，但氢键的形成不需要酶的催化，C错误。]2．(2018·安徽宣城二调)1958年，科学家以大肠杆菌为实验材料进行实验(如图左)，证实了DNA是以半保留方式复制的。②③④⑤试管是模拟可能出现的结果。下列相关推论正确的是()A．该实验运用了同位素标记法，出现④的结果至少需要90分钟B．③是转入14N培养基中复制一代的结果，②是复制两代的结果C．对得到“DNA以半保留方式复制”的结论起关键作用的是试管③的结果D．给试管④中加入解旋酶一段时间后离心出现的结果如试管⑤所示C[该实验运用了同位素标记法，根据DNA的半保留复制特点，亲代DNA均被15N标记，繁殖一代产生两个DNA分子，每个DNA分子都是一条链含有15N，另一条链含有14N，其结果是③；繁殖两代产生4个DNA分子，其中有两个DNA分子均是一条链含有15N，另一条链含有14N，另外两个DNA分子的两条链均含有14N，其结果是④，因此出现④的结果至少需要60分钟，A错误；③是转入14N培养基中复制一代的结果，④是复制两代的结果，B错误；③试管中的DNA分子一条链含有15N，另一条链含有14N，对得到DNA以半保留方式复