創(chuàng)新設(shè)計(jì)第講DNA的結(jié)構(gòu)復(fù)制及基因的本質(zhì)

第18講DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因的本質(zhì)[最新考綱]

1.DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)（Ⅱ）。2.DNA分子的復(fù)制（Ⅱ）。3.基因的概念（Ⅱ）。考點(diǎn)一DNA分子的結(jié)構(gòu)及相關(guān)計(jì)算（5年12考）1.圖解DNA分子結(jié)構(gòu)C、H、O、N、PA、T、G、C脫氧核糖脫氧核苷酸磷酸脫氧核糖磷酸與脫氧核糖交替連接堿基氫鍵A與T、G與C配對反向平行2.DNA分子的特性（1）

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）

性：堿基對多種多樣的排列順序，如某DNA分子中有n個(gè)堿基對，則排列順序有

種（其中n代表堿基對數(shù)）。（3）

性：每種DNA分子都有特定的

對排列順序，代表了特定的遺傳信息。穩(wěn)定多樣4n特異堿基巧記DNA分子結(jié)構(gòu)的“五·四·三·二·一”1.真題重組判斷正誤（1）雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸和核糖是通過氫鍵連接的（2014·課標(biāo)Ⅱ，5C）（

）（2）富蘭克林和威爾金斯對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立也作出了巨大的貢獻(xiàn)（2014·江蘇高考，4C）（

）（3）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)（2012·江蘇高考，2C）（

）（4）DNA有氫鍵，RNA沒有氫鍵（2013·全國卷Ⅱ，1A）（

）×√××以上內(nèi)容主要源自教材必修2P48～50，把握DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建歷程及DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)涵是解題關(guān)鍵。2.（必修2P49圖3－11改編）下面是對大腸桿菌DNA分子圖示，分析并回答下列問題。（1）圖中2是核糖還是脫氧核糖？

。1、2、3構(gòu)成了一個(gè)完整的脫氧核苷酸分子，據(jù)圖推測其中文名稱是

。（2）圖中的堿基對5和6是G—C、是A—T還是A—U？

。你的判斷理由是什么？__________________________________。（3）每個(gè)DNA片段中有幾個(gè)游離的磷酸基團(tuán)？____________。（4）圖中a處為

鍵，用

酶可將其斷裂，b處為

鍵，其構(gòu)建時(shí)需

酶參與，其斷裂時(shí)可用

酶，若連接兩DNA片段也需重建此類鍵，則需

酶參與。提示（1）脫氧核糖胞嘧啶脫氧核苷酸或鳥嘌呤脫氧核苷酸（2）A—T

5與6間有2個(gè)氫鍵，應(yīng)為A—T對，而不是G—C對，而且DNA分子中無“U”（3）2個(gè)（4）氫解旋磷酸二酯DNA聚合限制性內(nèi)切DNA連接DNA分子的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)1.（2013·廣東，2）1953年Watson和Crick構(gòu)建了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，其重要意義在于（）①證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)②確定DNA是染色體的組成成分③發(fā)現(xiàn)DNA如何儲(chǔ)存遺傳信息④為DNA復(fù)制機(jī)制的闡明奠定基礎(chǔ)A.①③ B.②③ C.②④ D.③④解析DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型中，堿基排列在內(nèi)側(cè)，堿基對的排列順序代表遺傳信息，③正確；DNA復(fù)制的特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制和半保留復(fù)制，DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型為DNA復(fù)制機(jī)制的闡明奠定基礎(chǔ)，④正確。答案D2.（2016·淄博調(diào)研）如圖表示一個(gè)個(gè)DNA分子的片段，，下列有關(guān)表表述正確的是是（）A.④代表的物質(zhì)中中儲(chǔ)存著遺傳傳信息B.不同生物的DNA分子中④的種類無特異異性C.轉(zhuǎn)錄時(shí)該片段段的兩條鏈都都可作為模板板鏈D.DNA分子中A與T堿基基對對含含量量越越高高，，其其結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)越越穩(wěn)穩(wěn)定定解析析遺傳傳信信息息蘊(yùn)蘊(yùn)藏藏在在4種脫脫氧氧核核苷苷酸酸的的排排列列順順序序之之中中，，單單個(gè)個(gè)核核苷苷酸酸則則不不能能儲(chǔ)儲(chǔ)存存遺遺傳傳信信息息，，A錯(cuò)誤誤；；不不同同生生物物的的DNA均由由4種脫脫氧氧核核苷苷酸酸（（包包括括④）組組成成，，B正確確；；轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄時(shí)時(shí)以以其其中中的的一一條條鏈鏈為為模模板板，，C錯(cuò)誤誤；；由由于于C——G堿基基對對含含3個(gè)氫氫鍵鍵，，所所以以C——G堿基基對對含含量量越越高高，，DNA越穩(wěn)穩(wěn)定定，，D錯(cuò)誤誤。。答案案B（1）并并非非所所有有的的DNA分子子均均具具“雙鏈鏈”，有有的的DNA分子子為為單單鏈鏈。。（2）原原核核細(xì)細(xì)胞胞及及真真核核細(xì)細(xì)胞胞細(xì)細(xì)胞胞器器中中的的DNA分子子為為“雙鏈鏈環(huán)環(huán)狀狀”。DNA分子子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)相相關(guān)關(guān)計(jì)計(jì)算算【典典例例】】（2014··山東東理理綜綜，，5）某研研究究小小組組測測定定了了多多個(gè)個(gè)不不同同雙雙鏈鏈DNA分子子的的堿堿基基組組成成，，根根據(jù)據(jù)測測定定結(jié)結(jié)果果繪繪制制了了DNA分子子的的一一條條單單鏈鏈與與其其互互補(bǔ)補(bǔ)鏈鏈、、一一條條單單鏈鏈與與其其所所在在DNA分子中堿基數(shù)數(shù)目比值的關(guān)關(guān)系圖，下列列正確的是（（）[慧眼識(shí)圖獲獲取信息]答案C已知某DNA分子中的一條條單鏈中（A＋C）/（T＋G）＝m，則（））A.它的互補(bǔ)鏈中中的這個(gè)比值值也是mB.以它為模板轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄出的信使使RNA上（A＋C）/（U＋G）＝1/mC.該DNA分子中的（A＋C）/（T＋G）＝mD.當(dāng)m＝1時(shí)，這條單鏈鏈中的A＝C＝T＝G【對點(diǎn)小練】】解析根據(jù)堿基互補(bǔ)補(bǔ)配對原則可可知，在雙鏈鏈DNA分子中，A＝T，C＝G，因此這條單單鏈的互補(bǔ)鏈鏈中（A＋C）/（T＋G）＝1/m，整個(gè)雙鏈DNA分子中（A＋C）/（T＋G）＝1，以它它為模模板轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄出出的信信使RNA上（A＋C）/（U＋G答案B“歸納法法”求解DNA分子中中的堿堿基數(shù)數(shù)量的的計(jì)算算規(guī)律律考點(diǎn)二二DNA分子的的復(fù)制制及基基因的的概念念（5年13考）1.DNA分子的的復(fù)制制（1）概念念：以以為模板板合成成子代代DNA的過程程。（2）時(shí)間：

。親代DNA有絲分分裂間間期和和減數(shù)數(shù)第一一次分分裂前前的間間期解旋后后兩條條母鏈鏈游離的的4種脫氧氧核苷苷酸ATPDNA聚合酶酶解旋DNA聚合酶酶（5）方式式：。（6）特點(diǎn)點(diǎn)：。（7）意義義：將將遺傳傳信息息，保持持了。半保留留復(fù)制制邊解旋旋邊復(fù)復(fù)制從親代代傳給給子代代遺傳信信息的的連續(xù)續(xù)性2.觀察下下面的的基因因關(guān)系系圖，，完善善相關(guān)關(guān)內(nèi)容容：染色體體一個(gè)或或兩個(gè)個(gè)有遺傳傳效應(yīng)應(yīng)線性遺傳信信息下圖為為染色色體上上DNA分子的的復(fù)制制過程程。細(xì)胞核核解旋酶酶脫氧核核苷酸酸堿基互互補(bǔ)配配對模板鏈鏈雙螺旋旋結(jié)構(gòu)構(gòu)著絲點(diǎn)（1）請解讀讀圖右側(cè)側(cè)空白處處內(nèi)容（（提示見見圖示示）。（2）蛙的紅紅細(xì)胞和和哺乳動(dòng)動(dòng)物成熟熟紅細(xì)胞胞，是否否都能進(jìn)進(jìn)行DNA分子的復(fù)復(fù)制？提示蛙的紅細(xì)細(xì)胞進(jìn)行行無絲分分裂，可可進(jìn)行DNA分子的復(fù)復(fù)制；哺哺乳動(dòng)物物成熟的的紅細(xì)胞胞已喪失失細(xì)胞核核，也無（3）上圖所所示DNA復(fù)制過程程中形成成的兩個(gè)個(gè)子DNA位置如何何？其上上面對應(yīng)應(yīng)片段中中基因是是否相同同？兩個(gè)個(gè)子DNA將于何時(shí)時(shí)分開？？提示染色體復(fù)復(fù)制后形形成兩條條姐妹染染色單體體，剛復(fù)復(fù)制產(chǎn)生生的兩個(gè)個(gè)子DNA分子即位位于兩姐姐妹染色色單體中中，由著著絲點(diǎn)相相連，其其對應(yīng)片片段所含含基因在在無突變變等特殊殊變異情情況下應(yīng)應(yīng)完全相相同，兩兩子DNA分子將于于有絲分分裂后期期或減數(shù)數(shù)第二次次分裂后后期著絲絲點(diǎn)分裂裂時(shí)，隨隨兩單體體分離而而分開，，分別進(jìn)進(jìn)入兩個(gè)個(gè)子細(xì)胞胞中。DNA分子的復(fù)復(fù)制及相相關(guān)計(jì)算算1.（2016·全國課標(biāo)標(biāo)卷Ⅱ，2）某種物質(zhì)質(zhì)可插入入DNA分子兩條條鏈的堿堿基對之之間，使使DNA雙鏈不能能解開。。若在細(xì)細(xì)胞正常常生長的的培養(yǎng)液液中加入入適量的的該物質(zhì)質(zhì)，下列列相關(guān)敘敘述錯(cuò)誤誤的是（（））A.隨后細(xì)胞胞中的DNA復(fù)制發(fā)生生障礙B.隨后細(xì)胞胞中的RNA轉(zhuǎn)錄發(fā)生生障礙C.該物質(zhì)可可將細(xì)胞胞周期阻阻斷在分分裂中期期D.可推測該該物質(zhì)對對癌細(xì)胞胞的增殖殖有抑制制作用解析某物質(zhì)可可插入DNA分子兩條條鏈的堿堿基對之之間，使使DNA雙鏈不能能打開，，說明該該物質(zhì)會(huì)會(huì)阻礙DNA分子的解解旋，因因而會(huì)阻阻礙DNA分子的復(fù)復(fù)制、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄和抑抑制細(xì)胞胞增殖，，A、B、D三項(xiàng)均正正確；因因DNA分子的復(fù)復(fù)制發(fā)生生在間期期，所以以該物質(zhì)質(zhì)可將細(xì)細(xì)胞周期期阻斷在在分裂間間期，C項(xiàng)錯(cuò)誤。。答案C2.[2016·全國課標(biāo)標(biāo)卷Ⅰ，29（3）]將一個(gè)某某種噬菌菌體DNA分子的兩兩條鏈用用32P進(jìn)行標(biāo)記記，并使使其感染染大腸桿桿菌，在在不含有有32P的培養(yǎng)基中中培養(yǎng)一段段時(shí)間。若若得到的所所有噬菌體體雙鏈DNA分子子都都裝裝配配成成噬噬菌菌體體（（n個(gè)））并并釋釋放放，，則則其其中中含含有有32P的噬噬菌菌體體所所占占比比例例為為2/n，原原因因是是__________________________________________________________________________________________。答案案一個(gè)個(gè)含含有有32P標(biāo)記記的的噬噬菌菌體體雙雙鏈鏈DNA分子子經(jīng)經(jīng)半半保保留留復(fù)復(fù)制制后后，，標(biāo)標(biāo)記記的的兩兩條條單單鏈鏈只只能能分分配配到到兩兩個(gè)個(gè)噬噬菌菌體體的的雙雙鏈鏈DNA分子子中中，，因因此此在在得得到到的的n個(gè)噬噬菌菌體體中中只只有有2個(gè)帶帶有有標(biāo)標(biāo)記記3.如圖圖為為某某真真核核細(xì)細(xì)胞胞中中DNA復(fù)制制過過程程模模式式圖圖，，下下列列分分析析錯(cuò)錯(cuò)誤誤的的是是（（））A.酶①和酶酶②均作作用用于于氫氫鍵鍵B.該過過程程可可發(fā)發(fā)生生在在細(xì)細(xì)胞胞有有絲絲分分裂裂間間期期C.該過過程程的的模模板板鏈鏈?zhǔn)鞘莂、b鏈D.DNA復(fù)制制的的特特點(diǎn)點(diǎn)是是半半保保留留復(fù)復(fù)制制解析析酶①是解解旋旋酶酶，，酶酶②是DNA聚合合酶酶，，前前者者作作用用于于氫氫鍵鍵，，后后者者作作用用于于磷磷酸酸二二酯酯鍵鍵；；該該過過程程需需要要a、b鏈分別作模板板，c、d鏈分別是以a、b鏈為模板合成成的子鏈；細(xì)細(xì)胞有絲分裂裂間期會(huì)發(fā)生生DNA復(fù)制；DNA分子復(fù)制具有有半保留復(fù)制制的特點(diǎn)。答案A1.DNA復(fù)制可簡記為為“2大特點(diǎn)（半保保留復(fù)制、邊邊解旋邊復(fù)制制），2種時(shí)期（有絲絲分裂間期和和減數(shù)第一次次分裂前的間間期），3個(gè)步驟（解旋旋、合成新鏈鏈、形成子代代DNA），4個(gè)條件（模板板、酶、原料料和能量）”。2.DNA分子復(fù)復(fù)制中中的相相關(guān)計(jì)計(jì)算DNA分子的的復(fù)制制為半半保留留復(fù)制制，一一個(gè)DNA分子復(fù)復(fù)制n次，則則有：：（1）DNA分子數(shù)數(shù)①子代DNA分子數(shù)數(shù)＝2n個(gè)；②含有親親代DNA鏈的子子代DNA分子數(shù)數(shù)＝2個(gè)；③不含親親代DNA鏈的子子代DNA分子數(shù)數(shù)＝（（2n－2）個(gè)。。（2）脫氧氧核苷苷酸鏈鏈數(shù)①子代DNA分子中中脫氧氧核苷苷酸鏈鏈數(shù)＝＝2n＋1條；②親代脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2條；③新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)＝（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n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸數(shù)為m·（2n－1）個(gè)

；②n次復(fù)制需該脫氧核苷酸數(shù)＝m·2n個(gè)，n－1次復(fù)制需該脫氧核苷酸數(shù)＝m·2n－1個(gè)，則第n次復(fù)制需該脫氧核苷酸數(shù)＝2n·m－m·2n－1＝m·（2n－2n－1）＝m·2n－1個(gè)?；虻牡谋举|(zhì)質(zhì)1.（2014··海南單單科，①攜帶遺遺傳信信息②能轉(zhuǎn)運(yùn)運(yùn)氨基基酸③能與核核糖體體結(jié)合合④能轉(zhuǎn)錄錄產(chǎn)生生RNA⑤每相鄰鄰三個(gè)個(gè)堿基基組成成一個(gè)個(gè)反密密碼子子⑥可能發(fā)發(fā)生堿堿基對對的增增添、、缺失失、替替換其中正正確的的是（（））A.①③⑤⑤B.①④⑥⑥C.②③⑥⑥D(zhuǎn).②④⑤⑤解析基因是是具有有遺傳傳效應(yīng)應(yīng)的DNA片段，，攜帶帶遺傳傳信息息，并并能夠夠?qū)⑦z遺傳信信息通通過轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄傳傳遞到到RNA，通過過翻譯譯表現(xiàn)現(xiàn)為蛋蛋白質(zhì)質(zhì)特定定的氨氨基酸酸序列列和空空間結(jié)結(jié)構(gòu)，，基因因中可可能發(fā)發(fā)生堿堿基對對的增增添、、缺失失或替替換，，即基基因突突變，，故選選B。答案B2.下列關(guān)關(guān)于真真核細(xì)細(xì)胞內(nèi)內(nèi)染色色體、、DNA和基因因的敘敘述中中，錯(cuò)錯(cuò)誤的的是（（））A.染色體體是細(xì)細(xì)胞核核內(nèi)DNA的唯唯一一載載體體B.同源源染染色色體體上上基基因因的的數(shù)數(shù)目目不不一一定定相相等等C.倒位位后后的的染染色色體體與與其其同同源源染染色色體體不不能能發(fā)發(fā)生生聯(lián)聯(lián)會(huì)會(huì)D.染色色體體變變異異時(shí)時(shí)DNA分子子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)不不一一定定改改變變解析析細(xì)胞胞核核內(nèi)內(nèi)的的DNA都存存在在于于染染色色體體上上，，A正確確；；異異型型同同源源染染色色體體上上的的基基因因數(shù)數(shù)目目可可能能不不同同，，如如X、Y染色色體體，，B正確確；；倒倒位位后后的的染染色色體體在在減減數(shù)數(shù)分分裂裂時(shí)時(shí)可可以以與與其其同同源源染染色色體體聯(lián)聯(lián)會(huì)會(huì)，，C錯(cuò)誤誤；；染染色色體體數(shù)數(shù)目目變變異異時(shí)時(shí)，，DNA結(jié)構(gòu)構(gòu)不不變變，，數(shù)數(shù)目目改改變變，，D正確確。。答案案C（1）針針對對遺遺傳傳物物質(zhì)質(zhì)為為DNA的生生物物而而言言，，基基因因是是指指“有遺遺傳傳效效應(yīng)應(yīng)的的DNA片段段”，但但就就RNA病毒毒而而言言，，其其基基因因?yàn)闉椤坝羞z遺傳傳效效應(yīng)應(yīng)的的RNA片段段”。（2）并并非非所所有有DNA片段都是是基因，，基因不不是連續(xù)續(xù)分布在在DNA上的，而而是由堿堿基序列列將不同同的基因因分割開開的。易錯(cuò)·防范清零零[易錯(cuò)清零零]易錯(cuò)點(diǎn)1誤認(rèn)為DNA分子都是是雙鏈的的或認(rèn)為為DNA分子中“嘌呤一定定等于嘧嘧啶”或認(rèn)為嘌嘌呤＝嘧嘧啶時(shí)一一定為雙雙鏈DNA分子。點(diǎn)撥DNA分子一般般為“雙螺旋結(jié)結(jié)構(gòu)”，但也有有些DNA分子呈“單鏈”結(jié)構(gòu)，在在此類DNA分子中嘌嘌呤與嘧嘧啶可能能相等也也可能不不相等。。由此可可見，雙雙鏈DNA分子中嘌嘌呤“A＋G”固然等于于“T＋C”或（A＋C）/（T＋G）＝1，但存在在該等量量或比例例關(guān)系時(shí)時(shí)，未必必一定是是雙鏈DNA分子。易錯(cuò)點(diǎn)2誤認(rèn)為DNA復(fù)制“只發(fā)生于于”細(xì)胞核中中點(diǎn)撥細(xì)胞生物物中凡存存在DNA分子的場場所均可可進(jìn)行DNA分子的復(fù)復(fù)制，其其場所除除細(xì)胞核核外，還還包括葉葉綠體、、線粒體體、原核核細(xì)胞的的擬核及及質(zhì)粒。。需特別注注意的是是DNA病毒雖有DNA分子，但其不不能獨(dú)立完成成DNA分子的復(fù)制——病毒的DNA復(fù)制必須借助助寄主細(xì)胞完完成，在其DNA復(fù)制時(shí)，病毒毒只提供“模板鏈”，其他一切條條件（包括場場所、原料、、酶、能量））均由寄主細(xì)細(xì)胞提供。易錯(cuò)點(diǎn)3混淆DNA復(fù)制、“剪切”與“水解”中的四種酶點(diǎn)撥（1）DNA聚合酶：需借借助母鏈模板板，依據(jù)堿基基互補(bǔ)配對原原則，將單個(gè)