(人版)2019年高考生物二輪練習金榜資料：2第四章第2講DNA的結構和DNA的復制

第二講DNA的結構和DNA的復制一、DNA分子的結構1.基本單位①_____；②_________；③_____； ④___________。磷酸脫氧核糖堿基脫氧核苷酸2.平面結構3.空間結構規(guī)則的_______結構。二、DNA分子的復制1.概念以________為模板，合成子代DNA的過程。2.時間_____________________________________。磷酸、脫氧核糖TTGG堿基互補配對雙螺旋親代DNA有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期3.條件4.基礎DNA規(guī)則的雙螺旋結構和嚴格遵循_____________原則。5.過程DNA分子的兩條鏈游離的4種脫氧核苷酸ATPDNA聚合酶堿基互補配對解旋DNA聚合6.方式___________。7.特點_____________。8.意義使遺傳信息從親代傳給子代，保持了_________的連續(xù)性。半保留復制邊解旋邊復制遺傳信息1.(2012江蘇T2C)沃森和克里克提出在DNA雙螺旋結構中嘧啶數(shù)不等于嘌呤數(shù)。()【分析】沃森和克里克在提出DNA雙螺旋結構時的依據(jù)是A和T的含量總是相等，G和C的含量也相等。2.構成基因的堿基總數(shù)與DNA分子的堿基總數(shù)相等。()【分析】基因是具有遺傳效應的DNA片段，DNA中還含有非基因片段，無論基因片段還是非基因片段均是由堿基組成的，因此，DNA分子中的堿基總數(shù)多于基因中的堿基總數(shù)。××3.(2010廣東T4C)DNA復制就是基因表達的過程。()【分析】DNA復制是以親代DNA為模板，合成子代DNA的過程，而基因表達是指基因指導蛋白質(zhì)合成的過程。4.DNA的復制有可能出現(xiàn)“差錯”。()【分析】在DNA復制過程中，脫氧核苷酸序列具有相對穩(wěn)定性，但也可能發(fā)生差錯，即發(fā)生堿基對的增添、缺失或替換—基因突變。這種穩(wěn)定性與可變性的統(tǒng)一，是生物遺傳和變異的物質(zhì)基礎和根本原因?！痢?.DNA復制遵循堿基互補配對原則，新合成的兩條子鏈形成新的DNA雙鏈。()【分析】DNA分子的復制方式為半保留復制，是邊解旋邊復制，所以子代DNA分子中包含一條母鏈和一條子鏈。×考點一

DNA分子的結構

1.DNA分子的組成2.DNA分子的結構模式圖解讀(1)氫鍵：配對的堿基間形成堿基對，通過氫鍵相連，可用DNA解旋酶斷裂，也可用高溫斷裂。(2)磷酸二酯鍵：連接磷酸和相鄰脫氧核苷酸的脫氧核糖的化學鍵，可用限制性內(nèi)切酶切斷，可用DNA連接酶或DNA聚合酶連接。(3)每個DNA片段中有2個游離的磷酸基團，而且在整個DNA分子中磷酸、脫氧核糖和含氮堿基三者的數(shù)目相等。3.DNA分子的結構特點(1)穩(wěn)定性：DNA中脫氧核糖和磷酸交替連接的方式不變；兩條鏈間堿基互補配對的方式不變。(2)多樣性：DNA分子中堿基的排列順序多種多樣。(3)特異性：每種DNA有別于其他DNA的特定的堿基排列順序?！靖呖季尽?1)DNA的水解產(chǎn)物根據(jù)水解程度的不同而不同，徹底水解產(chǎn)物是磷酸、脫氧核糖和四種含氮堿基，初步水解產(chǎn)物是四種脫氧核苷酸。(2)案例：在DNA分子的一條單鏈中，相鄰的堿基A與T通過什么連接？正確答案：-脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖-錯誤答案：氫鍵。分析：受思維定式的影響，未注意“一條單鏈中，相鄰的堿基A與T”，看到A與T的連接就認為是氫鍵，實際上DNA分子兩條單鏈上的堿基A與T通過氫鍵連接，一條單鏈中相鄰的堿基A與T通過“-脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖-”連接?！镜淅?】(2013·南通模擬)下圖為DNA分子片段結構示意圖，對該圖的正確描述是()A.②和③相間排列，構成了DNA分子的基本骨架B.圖中①、②和③構成了一分子胞嘧啶脫氧核苷酸C.用PCR技術進行DNA擴增時，需要用解旋酶將⑨斷開D.DNA單鏈中相鄰的兩個堿基通過“脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖”連接【解析】選D。①與②相間排列構成了DNA分子的基本骨架；而①與②、③不屬于同一個脫氧核苷酸單位；PCR技術進行擴增時，用加熱的方法使⑨斷開；DNA單鏈中兩個相鄰的堿基是通過“脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖”連接的?！净犹骄俊?1)上題圖中解旋酶和DNA聚合酶作用部位有什么不同？提示：解旋酶作用于堿基對之間的氫鍵，DNA聚合酶作用于DNA單鏈中脫氧核苷酸之間的化學鍵。(2)DNA分子的特異性由什么決定？提示：堿基對的特定的排列順序。不同的堿基對排列順序代表不同的遺傳信息?？键c二DNA的復制

1.DNA分子的復制(以真核細胞為例)時間有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期場所細胞核、線粒體、葉綠體需要條件模板解旋后的兩條單鏈原料四種脫氧核苷酸能量ATP酶解旋酶、DNA聚合酶結構基礎獨特的雙螺旋結構：提供精確的模板；堿基互補配對：確保復制準確無誤過程包括解旋、合成子鏈、形成子代DNA三步結果形成兩個完全相同的DNA分子特點邊解旋邊復制、半保留復制意義將遺傳信息從親代傳遞給子代，保持了遺傳信息的連續(xù)性2.DNA復制的有關計算DNA復制為半保留復制，若將親代DNA分子復制n代，其結果分析如下：(1)子代DNA分子數(shù)為2n個。①含有親代鏈的DNA分子數(shù)為2個。②不含親代鏈的DNA分子數(shù)為(2n-2)個。③含子代鏈的DNA有2n個。(2)子代脫氧核苷酸鏈數(shù)為2n+1條。①親代脫氧核苷酸鏈數(shù)為2條。②新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)為(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，經(jīng)過n次復制需要消耗該脫氧核苷酸數(shù)為m·(2n-1)個。②第n次復制所需該脫氧核苷酸數(shù)為m·2n-1個?！舅季S拓展】(1)生物體中DNA分子復制的場所：凡是細胞內(nèi)有DNA的地方均可復制，總結如下：(2)外界條件對DNA復制的影響：因為在DNA復制的過程中需要酶的催化作用和ATP供能，所以凡是影響酶活性和影響細胞呼吸的因素都會影響DNA的復制?！镜淅?】(2013·揚州模擬)下圖表示DNA復制的過程，結合圖示判斷，下列有關敘述不正確的是()A.DNA復制過程中首先需要解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，使兩條鏈解開B.DNA分子的復制具有雙向復制的特點，生成的兩條子鏈的方向相反C.從圖示可知，DNA分子具有多起點復制的特點，縮短了復制所需的時間D.DNA分子的復制需要DNA聚合酶將單個脫氧核苷酸連接成DNA片段【解析】選C。DNA復制是一個半保留復制過程，第一步需要解旋打開DNA分子雙鏈間的氫鍵；從圖示中可以觀察到DNA分子的雙向復制特點，生成兩條反向平行的子代DNA分子；而圖中只出現(xiàn)了一個復制叉不能得到多起點復制的結論；DNA分子復制的原料為游離的脫氧核苷酸?！咀兪接柧殹坑?5N標記含有100個堿基對的DNA分子，其中有胞嘧啶60個，該DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復制4次。其結果不可能的是()A.含有15N的DNA分子占1/8B.含有14N的DNA分子占7/8C.消耗游離的腺嘌呤脫氧核苷酸600個D.產(chǎn)生了16個DNA分子【解析】選B。由于DNA的復制為半保留復制，經(jīng)過4次復制形成16個DNA分子，有2個DNA分子中一條鏈含有15N，另一條鏈含有14N，其余14個DNA分子兩條鏈全部含有14N。該DNA分子中含有胞嘧啶60個，由此計算出含有鳥嘌呤60個，腺嘌呤和胸腺嘧啶各有40個，復制4次需要腺嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)量為40×(24-1)=600個。DNA分子中堿基的計算方法【典例】從某生物組織中提取DNA進行分析，其中鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數(shù)的46%，又知該DNA分子的一條鏈(H鏈)所含的堿基中28%是腺嘌呤，24%是胞嘧啶，則與H鏈相對應的另一條鏈中，腺嘌呤、胞嘧啶分別占該鏈全部堿基數(shù)的()A.26%、22% B.24%、28%C.14%、11% D.11%、14%【解析】選A。由題干可獲取的主要信息有：①DNA雙鏈中G=C=23%；②H鏈中A占28%，C占24%。解答本題首先求出各類堿基占全部堿基的比例，然后利用關系式計算并做出判斷。由DNA分子中G與C之和占全部堿基的46%，可知DNA分子中A與T之和占全部堿基的54%，則在DNA分子雙鏈中A=T=27%，G=C=23%，H鏈中A占28%，C占24%，則與H鏈相對應的另一條鏈中，A占2×27%-28%=26%，C占2×23%-24%=22%?！痉椒w納】設一個DNA分子有兩條鏈：α鏈、β鏈(如下圖)，根據(jù)堿基互補配對原則(A與T配對、G與C配對)，堿基之間的數(shù)量關系歸納如下：α鏈—A—G—C—T—T—C—C—……β鏈—T—C—G—A—A—G—G—……則：簡記為“配對的兩堿基之和在單、雙鏈中所占比例相等”。(2)(3)設且以α鏈為模板合成的RNA中。簡記為“DNA兩互補鏈中，不配對的兩堿基之和的比值乘積為1”。(4)在一個雙鏈DNA分子中，某堿基占堿基總數(shù)的百分數(shù)等于每條鏈中該堿基所占比例的平均值。即【易錯提醒】上述所涉及的關系是針對雙鏈DNA而言的,單鏈DNA無上述關系?！咀兪接柧殹恳阎畴p鏈DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的34%，其一條鏈中的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32%和18%，則在它的互補鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的()A.34%和16% B.34%和18%C.16%和34% D.32%和18%【解析】選A。設該DNA分子的兩條鏈分別為1鏈和2鏈，雙鏈DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的34%，則A+T占66%，又因為雙鏈DNA分子中，互補配對的兩種堿基之和占整個DNA分子比例和每條鏈中的比例相同，因此A1+T1=66%，G1+C1=34%，又因為T1與C1分別占該鏈堿基總數(shù)的32%和18%，則A1=66%-32%=34%；G1=34%-18%=16%，根據(jù)DNA分子的堿基互補配對關系，所以T2=A1=34%，C2=G1=16%。1.關于DNA分子結構的敘述，不正確的是()A.每個DNA分子一般都含有四種脫氧核苷酸B.每個DNA分子中的堿基、磷酸、脫氧核苷酸、脫氧核糖的數(shù)目是相等的C.每個脫氧核糖上均連著一個磷酸和一個堿基D.雙鏈DNA分子中的一段，如果有40個腺嘌呤，就一定同時含有40個胸腺嘧啶【解析】選C。DNA分子的結構單位是脫氧核苷酸，在形成DNA分子時，相鄰的脫氧核苷酸之間的磷酸和脫氧核糖之間形成了磷酸二酯鍵，因此，除DNA分子中處于兩端的脫氧核糖之外，其余脫氧核糖均連接有兩個磷酸。2.甲生物核酸的堿基組成為：嘌呤占46%、嘧啶占54%，乙生物遺傳物質(zhì)的堿基比例為：嘌呤占34%、嘧啶占66%，則甲、乙生物可能是()A.藍藻、變形蟲 B.T2噬菌體、豌豆C.硝化細菌、綿羊 D.肺炎球菌、煙草花葉病毒【解析】選D。生物的遺傳物質(zhì)要么是DNA，要么是RNA，若是DNA，則嘌呤數(shù)=嘧啶數(shù)，而題目中乙生物的遺傳物質(zhì)中嘌呤數(shù)不等于嘧啶數(shù)，故不是DNA而是RNA。四個選項中，只有D中煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。細胞結構的生物體內(nèi)的核酸有DNA和RNA兩種，嘌呤數(shù)和嘧啶數(shù)可能不相等。D選項符合題意。3.某DNA分子片段中，胞嘧啶有240個，占全部堿基的30%，則該片段中腺嘌呤有()A.240個B.160個C.800個D.48個【解析】選B。在DNA分子中，由于遵循堿基互補配對原則，即A=T，G=C，故當胞嘧啶有240個，占全部堿基的30%時，此片段的全部堿基數(shù)為240÷30%=800個，腺嘌呤和胸腺嘧啶各占20%，通過計算可求得其分別有160個。4.(多選)(2013·揚州模擬)有關真核細胞DNA分子的復制，下列敘述正確的是()A.復制的場所是細胞核，發(fā)生在細胞分裂的間期B.在復制過程中不斷有磷酸二酯鍵和氫鍵的形成C.復制過程需要解旋酶、DNA連接酶的催化，并且需要消耗ATPD.復制后產(chǎn)生的兩個子代DNA分子共含有4個游離的磷酸基團【解析】選B、D。在真核生物中，DNA分子復制的場所有線粒體、葉綠體及細胞核，發(fā)生在細胞分裂的間期；復制時同一條鏈不同核苷酸之間是通過磷酸二酯鍵連接的，兩條鏈之間是通過氫鍵連接的；復制過程中不需要DNA連接酶；每個子代DNA分子都含有兩個游離的磷酸基團，則2個子代DNA分子共有4個游離的磷酸基團。5.下圖為真核細胞DNA復制過程模式圖，請根據(jù)圖示過程，回答問題。(1)由圖示得知，1個DNA分子復制出乙、丙2個DNA分子，其方式是

。(2)解旋酶能使雙鏈DNA解開，但需要細胞提供

。除了圖中所示酶外，丙DNA分子的合成還需要

酶。(3)從圖中可以看出合成兩條子鏈的方向

。(4)細胞中DNA復制的場所是

；在復制完成后，乙、丙分開的時期為

。(5)若一個卵原細胞的一條染色體上的β-珠蛋白基因在復制時一條脫氧核苷酸鏈中一個A替換成T，則由該卵原細胞產(chǎn)生的卵細胞攜帶該突變基因的概率是

?！窘馕觥?1)解旋中需要斷開氫鍵，消耗ATP。要將DNA片段連接起來需要DNA連接酶。(2)DNA主要存在于細胞核中，此外線粒體、葉綠體中也存在少量DNA。乙與丙是復制后的兩個DNA分子，位于兩條姐妹染色單體上，隨姐妹染色單體的分開而分開。(3)若DNA的一條鏈中A替換為T，復制后的同源染色體(四分體)中，只有一條染色單體上的DNA含突變基因，這條染色單體進入卵細胞的可能性為1/4。答案：(1)半保留復制(2)能量(ATP)DNA連接(3)相反(4)細胞核、線粒體和葉綠體有絲分裂后期、減數(shù)第二次分裂后期(5)1/46.(2011·海南高考)關于核酸生物合成的敘述，錯誤的是()A.DNA的復制需要消耗能量B.RNA分子可作為DNA合成的模板C.真核生物的大部分核酸在細胞核中合成D.真核細胞染色體DNA的復制發(fā)生在有絲分裂前期【解析】選D。A項，DNA的復制需要線粒體提供能量；B項，RNA可以逆轉錄合成DNA，因此某些逆轉錄病毒可以把RNA分子作為DNA合成的模板；C項，DNA的復制及mRNA、tRNA的合成都主要是在細胞核中完成的；D項，真核細胞染色體DNA的復制發(fā)生在有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。7.(2011·安徽高考)甲、乙圖示真核細胞內(nèi)兩種物質(zhì)的合成過程，下列敘述正確的是()A.甲、乙所示過程通過半保留方式進行，合成的產(chǎn)物是雙鏈核酸分子B.甲所示過程在細胞核內(nèi)進行，乙在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行C.DNA分子解旋時，甲所示過程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D.一個細胞周期中，甲所示過程在每個起點只起始一次，乙可起始多次【解析】選D。甲圖，每一起點處DNA的兩條鏈都作為模板，且雙向延伸，因此甲為DNA的復制；乙圖，每一起點處DNA的一條鏈作為模板，且單向延伸，因此乙為轉錄，只有甲通過半保留方式進行，合成的產(chǎn)物是雙鏈核酸分子。甲、乙所示過程都主要在細胞核內(nèi)進行，都不能在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行；甲、乙所示過程都需要解旋酶；一個細胞周期中，DNA只復制一次，轉錄可進行多次。8.(2009·江蘇高考)下圖為真核生物染色體