2014年高考一輪總復(fù)習(xí)講義必修23234dna分子結(jié)構(gòu)

必修部分必修2

遺傳與進(jìn)化第3章基因的本質(zhì)第2、3、4節(jié)

DNA分子的結(jié)構(gòu)、DNA的復(fù)制基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段憶教材溯本源研考點(diǎn)破疑難明題型析典例練真題悟考情積方法技能升課時(shí)作業(yè)研基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)2．平面結(jié)構(gòu)基本骨架：

交替連接而成的反向平行長(zhǎng)鏈

A＝T(或T＝A)G≡C(或C≡G)遵循

原則3．空間結(jié)構(gòu)：規(guī)則的

結(jié)構(gòu)。二、DNA分子的復(fù)制概念：以

為模板，合成子代DNA的過(guò)程。時(shí)間：

。3．條件模板：

原料：細(xì)胞中

能量：

酶：解旋酶、

等4．過(guò)程：DNA酶

酶――→

兩條母鏈

――→

形成，保持了子鏈―→新DNA分子。方式：

。特點(diǎn)：

。意義：使遺傳信息

。據(jù)圖①寫(xiě)出基因與染色體的關(guān)系：基因在染色體上呈

排列。將代表下列結(jié)構(gòu)的字母填入圖②中的相應(yīng)橫線(xiàn)上：

a．染色體、b.DNA、c.基因、d.脫氧核苷酸。基因的實(shí)質(zhì)：具有

的

片段。4．解旋

DNA聚合7．從親代傳給子代5.半保留復(fù)制

6.邊解旋邊復(fù)制遺傳信息的連續(xù)性b

a三、1.線(xiàn)性

2.d

c3．遺傳效應(yīng)

DNA教材51頁(yè)練習(xí)一中1和3題，明確DNA結(jié)構(gòu)、各組成成分及正確的連接方式。教材52～53頁(yè)DNA半保留復(fù)制的證據(jù)及實(shí)驗(yàn)方法過(guò)程。教材55～56頁(yè)[資料分析]——分析推斷基因的化學(xué)本質(zhì)和功能及與DNA、染色體的關(guān)系?；乜劢滩?．教材58頁(yè)練習(xí)二及教材60頁(yè)自我檢測(cè)一和三，都是經(jīng)典好題。5．教材58頁(yè)DNA指紋技術(shù)的應(yīng)用?？键c(diǎn)1DNA分子的結(jié)構(gòu)3.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)穩(wěn)定性：DNA中脫氧核糖和磷酸交替連接的方式不變；兩條鏈間堿基互補(bǔ)配對(duì)的方式不變。多樣性：DNA分子中堿基對(duì)排列順序多種多樣。

(3)特異性：每種DNA有別于其他DNA的特定的堿基排列順序。2．DNA堿基的計(jì)算嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)相等，即A＋G＝T＋C在雙鏈DNA分子中，互補(bǔ)堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個(gè)DNA分子中都相等。設(shè)在雙鏈DNA分子中的一條鏈上A1＋T1＝n%，因?yàn)锳1＝T2，A2＝T1，則：A1＋T1＝A2＋T2＝n%。所以A＋T＝A1＋A2＋T1＋T2＝n%＋n%2＝n%。簡(jiǎn)記為“配對(duì)的兩堿基之和在單、雙鏈中所占比例相等”。(3)雙鏈DNA分子中，非互補(bǔ)堿基之和所占比例在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)。設(shè)雙鏈DNA分子中，一條鏈上：T1＋C1A1＋G1＝m，A1＋G1

T2＋C2

A2＋G2T

＋C A

＋G T

＋C1

1

2

2

2

2

1m則：

＝

＝m，互補(bǔ)鏈上

＝

。簡(jiǎn)記為：“DNA兩互補(bǔ)鏈中，不配對(duì)兩堿基和的比值乘積為1?！碧貏e提醒：雙鏈DNA分子中，某堿基對(duì)的單鏈比例與Aα＋Tα

Aβ＋Tβ雙鏈比例相等。即：α鏈

＝堿基和

β鏈堿基和＝A＋T雙鏈堿基和正確答案：—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—錯(cuò)誤答案：氫鍵分析：受思維定勢(shì)的影響，未注意“一條單鏈中相鄰的堿基A與T”，看到A與T的連接就認(rèn)為是氨鍵，實(shí)際上

DNA分子兩條單鏈上的堿基A與T通過(guò)氫鍵連接，一條單鏈中的相鄰堿基A與T通過(guò)“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”連接。解析：每個(gè)脫氧核苷酸由一分子堿基、一分子磷酸和一分子脫氧核糖相連而成，連接關(guān)系是中間為脫氧核糖，其一端連接磷酸，另一端連接堿基。脫氧核苷酸相互連接時(shí)，是一個(gè)脫氧核苷酸的磷酸和另一個(gè)脫氧核苷酸的脫氧核糖相連接，堿基不參與連接，但和互補(bǔ)鏈上的堿基通過(guò)氫鍵相連接。每個(gè)脫氧核糖也和兩個(gè)磷酸相連接。答案：B考點(diǎn)2DNA分子的復(fù)制與基因的本質(zhì)子代脫氧核苷酸親代脫氧核苷酸鏈為：2條(2)鏈數(shù)為：2n＋1條新合成的脫氧核苷酸鏈為：(2n＋1－2)條(3)消耗的脫氧核苷酸數(shù)：①若一個(gè)親本DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，經(jīng)過(guò)n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸為m·(2n－1)個(gè)。②復(fù)制第n次所需該脫氧核苷酸數(shù)為m·2n－1。解析：DNA分子含胞嘧啶m個(gè)，則G也為m個(gè)，所以A＋T＝a－2m，T＝a－2m

2，故一個(gè)DNA分子中T＋C＝m＋a－2m

a2

＝

2

。若DNA分子復(fù)制3次共得到8個(gè)DNA分子，除去模板DNA分子提供兩條鏈之外，還需要復(fù)制7個(gè)DNA分子的原料，故答案為7

。2a答案：BA．能構(gòu)成一個(gè)完整核苷酸的是圖中的a和bB．各核苷酸之間是通過(guò)化學(xué)鍵③連接起來(lái)的

C．DNA連接酶可連接斷裂的化學(xué)鍵③D．若該鏈為脫氧核苷酸鏈，從堿基組成上看，缺少的堿基是T【課堂筆記】

核苷酸是核酸的基本組成單位，每個(gè)核苷酸由一分子的磷酸、一分子的五碳糖、一分子的含氮堿基組成；DNA中有A、T、C、G四種堿基，RNA中有A、U、C、G四種堿基；核苷酸分子通過(guò)磷酸二酯鍵連接組成核苷酸鏈。【答案】

A(3)DNA和RNA合成的判斷：用放射性同位素標(biāo)記T或U可判斷DNA和RNA的合

成。若大量消耗T，可推斷正發(fā)生DNA的合成；若大量利用U，可推斷正進(jìn)行RNA合成。A．該基因一定存在于細(xì)胞核內(nèi)的染色體DNA上B．該基因的一條核苷酸鏈中(C＋G)/(A＋T)為3

2C．DNA解旋酶只作于①部位，限制性核酸內(nèi)切酶只作用于②部位D．將該基因置于14N培養(yǎng)液中復(fù)制3次后，含15N的DNA分子占1/8【自主解答】

真核細(xì)胞中的DNA主要存在于細(xì)胞核內(nèi)的染色體中，少量存在于線(xiàn)粒體、葉綠體中。由雙鏈DNA中A(腺嘌呤)占20%，且DNA中A＝T、C＝G可知，C＋G＝100%－(A＋T)＝60%，故該基因中(C＋G)/(A＋T)＝3：2＝該基因一條核苷酸鏈中(C＋G)/(A＋T)。DNA解旋酶破壞的是堿基對(duì)之間的氫鍵(即②)，而限制性核酸內(nèi)切酶以及DNA連接酶作用于DNA分子中磷酸與脫氧核糖之間的共價(jià)鍵。15N標(biāo)記的DNA在14N培養(yǎng)液中培養(yǎng)，復(fù)制3次后，含15N的DNA占2/23＝1/4?！敬鸢浮?/p>

B(3)子代DNA分子的鏈中，總鏈數(shù)為2n×2＝2n＋1條。模板鏈?zhǔn)冀K是2條。做題時(shí)，應(yīng)看準(zhǔn)是“DNA分子數(shù)”還是

“鏈數(shù)”。實(shí)驗(yàn)方法：同位素示蹤法的應(yīng)用理論指導(dǎo)1．同位素示蹤法：是利用放射性示蹤劑，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行標(biāo)記的微量分析方法。2．方法應(yīng)用標(biāo)記某元素，追蹤其轉(zhuǎn)移途徑。如研究光合作用過(guò)程中原子的轉(zhuǎn)移軌跡。標(biāo)記化合物①標(biāo)記特征元素，探究化合物的作用。如用32P和35S分別標(biāo)記T2噬菌體中的DNA和蛋白質(zhì)，探究生物的遺傳物質(zhì)。②標(biāo)記特征化合物，探究詳細(xì)的生理過(guò)程。如研究分泌蛋白的合成和分泌過(guò)程。3．實(shí)例分析典例分析DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，但在探究DNA復(fù)制方式的過(guò)程中，有人提出其復(fù)制方式為全保留復(fù)制，請(qǐng)用同位素標(biāo)記法驗(yàn)證其復(fù)制方式。若用放射性同位素15N標(biāo)記大腸桿菌，得到15N/15N的DNA分子，將該DNA分子離心處理，離心后位于試管的下部，即重帶(如圖2)。若大腸桿菌的DNA分子中一條鏈被14N標(biāo)記，另一條鏈被15N標(biāo)記，離心處理后將會(huì)位于試管的中部，即中帶

(如圖3)。2．追蹤DNA的復(fù)制方式將親代含14N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含15N的培養(yǎng)基上增殖一代。將親代含15N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上增殖一代。分別對(duì)上述培養(yǎng)得到的大腸桿菌離心處理。(2)若DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，則離心后出現(xiàn)如圖5所示，即全部為中帶。問(wèn)題探究若DNA復(fù)制方式為全保留復(fù)制，讓繁殖一代的DNA在含14N的培養(yǎng)基上再繁殖一代，則子二代的DNA如何分布？若DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制，讓繁殖一代的DNA在含14N的培養(yǎng)基上再繁殖一代，則子二代的DNA如何分布？答案：(1)1/4重和3/4輕。(2)1/2中和1/2輕。請(qǐng)分析：由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推測(cè)第一代(Ⅰ)細(xì)菌DNA分子中一條鏈?zhǔn)?/p>

，另一條鏈?zhǔn)?/p>

。將第一代(Ⅰ)細(xì)菌轉(zhuǎn)移到含15N的培養(yǎng)基上繁殖一

代，將所得到細(xì)菌的DNA用同樣方法分離。請(qǐng)參照?qǐng)D(1)，將DNA分子可能出現(xiàn)在試管中的位置在圖(2)中標(biāo)出。解析：從試題所給圖示可以看到，在14N培養(yǎng)基上培養(yǎng)的大腸桿菌DNA(對(duì)照)的分離位置位于試管上部。在15N培養(yǎng)基上培養(yǎng)的大腸桿菌DNA(親代)的分離位置位于試管下部。將親代轉(zhuǎn)移到14N培養(yǎng)基上培養(yǎng)繁殖出的Ⅰ代DNA分離2在中間位置上，Ⅱ代的DNA的分離位置有兩個(gè)：

1

在試管1上部，2在中間位置。從以上四個(gè)分離結(jié)果可以確定，繁殖Ⅱ代有一半DNA的表現(xiàn)同對(duì)照，即為14N-DNA，另一半DNA的表現(xiàn)同繁殖Ⅰ代的表現(xiàn)。由DNA分子結(jié)構(gòu)和DNA半保留復(fù)制知識(shí)可以知道，親代的15N-DNA在14N培養(yǎng)基上培養(yǎng)繁殖Ⅰ代時(shí)，新合成的兩條雙鏈DNA分子均是由一條15N和一條14N鏈構(gòu)成的，這就是繁殖Ⅰ代的DNA分子，其分布位置在中間。繁殖Ⅱ代的一半DNA分子也是這種由一條14N鏈和一條15N鏈組成的雙鏈DNA，這可以從繁殖Ⅰ代在14N培養(yǎng)基上形成的繁殖Ⅱ代情況得到證實(shí)。如果繁殖Ⅰ代的

DNA為14N—15N雙鏈，在14N培養(yǎng)基上培養(yǎng)新合成的兩條雙鏈DNA肯定一條為14N雙鏈DNA(同對(duì)照組)，另一條為14N—15N雙鏈DNA。明白了這個(gè)道理，在解第二小問(wèn)時(shí)，要標(biāo)出DNA的分離位置就很容易了。繁殖Ⅰ代的DNA分子為14N—15N雙鏈DNA。在15N培養(yǎng)基上培養(yǎng)一代，新合成的兩條雙鏈DNA中，一條為14N—15N雙鏈DNA，另一條為15N雙鏈DNA。對(duì)照?qǐng)D(1)在中間和重的位置上標(biāo)明兩條帶即

可。一、選擇題1．(2012·福建卷)雙脫氧核苷酸常用于DNA測(cè)序，其結(jié)構(gòu)與脫氧核苷酸相似，能參與DNA的合成，且遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。DNA合成時(shí)，在DNA聚合酶作用下，若連接上的是雙脫氧核苷酸，子鏈延伸終止；若連接上的是脫氧核苷酸，子鏈延伸繼續(xù)。在人工合成體系中，有適量的序列為GTACATACATG的單鏈模板、胸．腺．嘧．啶．雙．脫．氧．核．苷．酸．和4種脫氧核苷酸。則以該單鏈為模板合成出的不同長(zhǎng)度的)子鏈最多有(A．2種C．4種B．3種D．5種解析：此題考查DNA結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)。在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中，堿基A與T、G與C分別形成堿基對(duì)，胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸(假定用T′表示)應(yīng)與A配對(duì)形成氫鍵。故堿基序列為GTACATACATG的單鏈模板在正常脫氧核苷酸環(huán)境中會(huì)生成如下雙鏈DNA分子：G

T

A

C

A

T

A

C

A

T

GC

A

T

G

T

A

T

G

T

A

C①

②

③

④雙脫氧核苷酸會(huì)使子鏈合成終止，因此當(dāng)DNA復(fù)制時(shí)若加入胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸(T′)，可能會(huì)在①②③④位置替換堿基T而形成4種異常DNA片段，故可形成5種DNA分子。答案：D2．(2012·山東卷)假設(shè)一個(gè)雙鏈均被32P標(biāo)記的噬菌體DNA由5 000個(gè)堿基對(duì)組成，其中腺嘌呤占全部堿基的20%。用這個(gè)噬菌體侵染只含31P的大腸桿菌，共釋放出100個(gè)子代噬菌體。下列敘述正確的是(

)該過(guò)程至少需要3×105個(gè)鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸噬菌體增殖需要細(xì)菌提供模板、原料和酶等

C．含32P與只含31P的子代噬菌體的比例為1

41D．該DNA發(fā)生突變，其控制的性狀即發(fā)生改變解析：本題主要考查了噬菌體侵染細(xì)菌過(guò)程的相關(guān)知識(shí)以及DNA分子的有關(guān)計(jì)算。首先計(jì)算得出一個(gè)噬菌體

DNA中鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸占30%，其數(shù)量是5000×2×30%＝3 000個(gè)，由一個(gè)噬菌體增殖為100個(gè)噬菌體，至少需要3000×(100－1)＝2.17×105個(gè)鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸，A錯(cuò)誤；噬菌體侵染細(xì)菌的過(guò)程中，需要細(xì)菌提供原料、能量、酶等條件，但模板是由噬菌體提供的，B錯(cuò)誤；根據(jù)DNA半保留復(fù)制的特點(diǎn)可知釋放出的100個(gè)子代噬菌體中含有32P與只含31P的子代噬菌體分別是2個(gè)、18個(gè)，比例為1:41，C正確；DNA發(fā)生突變，其控制的性狀不一定發(fā)生改變，D錯(cuò)誤。答案：CA．甲、乙所示過(guò)程通過(guò)半保留方式進(jìn)行，合成的產(chǎn)物是雙鏈核酸分子B．甲所示過(guò)程在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行，乙在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行C．DNA分子解旋時(shí)，甲所示過(guò)程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D．一個(gè)細(xì)胞周期中，甲所示過(guò)程在每個(gè)起點(diǎn)只起始一次，乙可起始多次解析：圖示顯示：甲過(guò)程為DNA分子的復(fù)制過(guò)程。在一個(gè)細(xì)胞周期中，DNA分子只復(fù)制一次，所以甲所示過(guò)程在每個(gè)起點(diǎn)只起始一次。乙過(guò)程為DNA分子轉(zhuǎn)錄形成RNA分子的過(guò)程，在一個(gè)細(xì)胞周期中，可進(jìn)行大量的蛋白質(zhì)的合成過(guò)程，所以DNA分子轉(zhuǎn)錄形成信使RNA的過(guò)程可起始多次。答案：D4．(2010·上海卷)細(xì)胞內(nèi)某一DNA片段中有30%的堿基為A，則該片段中(

)A．G的含量為30%C．嘌呤含量為50%B．U的含量為30%D．嘧啶含量為40%解析：本題考查堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的應(yīng)用，意在考查考生的推理計(jì)算能力。根據(jù)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中A＝T、C＝G可知，嘌呤之和等于嘧啶之和，故C正確。其他堿基的含量分別為：T＝A＝30%、C＝G＝[1－(30%＋30%)]/2＝20%。答案：C圖中DNA分子復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)開(kāi)始的圖中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(guò)程需要解旋酶

D．真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制速率解析：由該DNA分子復(fù)制過(guò)程示意圖可看出：DNA分子復(fù)制有多個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)。且邊解旋邊反向復(fù)制(箭頭代表DNA復(fù)制方向)，DNA分子復(fù)制需要解旋酶參與。這種多起點(diǎn)復(fù)制可有效地提高復(fù)制速率。由圖示不同復(fù)制起點(diǎn)復(fù)制出的DNA片段長(zhǎng)度不同可知：DNA分子的多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)并不是同時(shí)開(kāi)始復(fù)制的。答案：A二、非選擇題6．(2010·北京卷)科學(xué)家以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，運(yùn)用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心方法進(jìn)行了DNA復(fù)制方式的探索實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果見(jiàn)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)1/2輕帶(14N/14N)1/2中帶

(15N/14N)請(qǐng)分析并回答：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(guò)

代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的

是唯一氮