2025版高考生物一輪復(fù)習(xí)第3章基因的本質(zhì)2DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制及基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段教案新人教版必修2

PAGE7-DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制及基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段考點(diǎn)一DNA分子的結(jié)構(gòu)1.兩種DNA結(jié)構(gòu)模型解讀：(1)由圖1可解讀以下信息：①②③(2)圖2是圖1的簡化形式，其中①是磷酸二酯鍵，是限制酶和DNA連接酶作用部位；③是氫鍵，是解旋酶作用部位。2.關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)的幾個計算公式：(1)在DNA雙鏈中嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)相同，即A+G=T+C。(2)互補(bǔ)堿基之和的比例在隨意一條鏈及整個DNA分子中都相同，即若在一條鏈中(A+T)/(G+C)=m，在互補(bǔ)鏈及整個DNA分子中(A+T)/(G+C)=m。(3)非互補(bǔ)堿基之和的比例在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)，在整個DNA分子中為1，即若在DNA一條鏈中(A+G)/(T+C)=a，則在其互補(bǔ)鏈中(A+G)/(T+C)=1/a，而在整個DNA分子中(A+G)/(T+C)=1。【高考警示】有關(guān)DNA的三點(diǎn)提示(1)DNA的一級水解產(chǎn)物是四種脫氧核苷酸，二級水解產(chǎn)物是堿基、脫氧核糖和磷酸。(2)單鏈中相鄰堿基之間通過-脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖-連接。(3)G-C間有3個氫鍵，A-T間有2個氫鍵。含G-C對多的DNA熱穩(wěn)定性更高?！镜淅?2024·海南高考)DNA分子的穩(wěn)定性與堿基對之間的氫鍵數(shù)目有關(guān)。下列關(guān)于生物體內(nèi)DNA分子中(A+T)/(G+C)與(A+C)/(G+T)兩個比值的敘述，正確的是 ()A.堿基序列不同的雙鏈DNA分子，后一比值不同B.前一個比值越大，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高C.當(dāng)兩個比值相同時，可推斷這個DNA分子是雙鏈D.經(jīng)半保留復(fù)制得到的DNA分子，后一比值等于1【解析】選D。雙鏈DNA分子中A=T、G=C，因此其(A+C)/(G+T)=1，但(A+T)/(G+C)的值不確定，A項錯誤，D項正確；由于G和C之間含有三個氫鍵，含有的能量高，因此(A+T)/(G+C)的值越小時，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高，B項錯誤；(A+T)/(G+C)和(A+C)/(G+T)的值相同時，只能推斷出4種堿基數(shù)目相同，無法推斷出這個DNA分子是雙鏈，C項錯誤。(1)若某DNA分子中含有胸腺嘧啶a個，占堿基總數(shù)比例為b，則該DNA分子中含有胞嘧啶和氫鍵數(shù)目分別為多少個？提示：DNA中含胞嘧啶：ab-2a氫鍵：a×2+a12b-(2)DNA分子中連接兩個相鄰堿基對的方式有2種，分別是：氫鍵和脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖。如圖為某DNA分子的部分平面結(jié)構(gòu)圖，下列關(guān)于該DNA分子片段的說法中正確的是 ()A.該DNA分子中每個脫氧核糖與1個磷酸相連接B.③是連接DNA單鏈上2個核糖核苷酸的磷酸二酯鍵C.若該DNA復(fù)制后不管得到多少個子代DNA分子，含母鏈的DNA分子只有2個D.DNA分子的熱穩(wěn)定性只與DNA分子的長度有關(guān)，與堿基種類及比例無關(guān)【解析】選C。圖中①是脫氧核糖，②是磷酸，③是鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸中連接磷酸和脫氧核糖的化學(xué)鍵；④是連接DNA單鏈上兩個脫氧核糖核苷酸的化學(xué)鍵，⑤是堿基對間的氫鍵。DNA分子中多數(shù)脫氧核糖與2個磷酸相連接，構(gòu)成DNA分子的骨架；由DNA的半保留式復(fù)制可知一個DNA分子復(fù)制后不管得到多少個子代DNA分子，含母鏈的DNA分子只有2個；A與T之間有2個氫鍵，G與C之間有3個氫鍵，G與C在DNA分子中所含的比例越高，其熱穩(wěn)定性越高。【加固訓(xùn)練】1.(2024·福州模擬)如圖所示為雙鏈DNA分子的平面結(jié)構(gòu)模式圖。下列敘述正確的是 ()A.圖示DNA片段中有15個氫鍵B.沃森和克里克利用構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的方法，提出DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)C.只有在DNA解旋酶的作用下圖示雙鏈才能解開D.在雙鏈DNA分子中，每個磷酸基團(tuán)連接1個脫氧核糖【解析】選A。圖示的DNA片段共有6個堿基對，A—T有3對、G—C有3對；因A—T之間有2個氫鍵，G—C之間有3個氫鍵，共15個氫鍵。沃森和克里克構(gòu)建的是物理模型。要使DNA雙鏈解開，不僅可以用DNA解旋酶，還可以用高溫加熱解旋。在雙鏈DNA分子中，每條鏈中間的每個磷酸基團(tuán)都分別連接2個脫氧核糖，每條鏈兩端的磷酸基團(tuán)只連接1個脫氧核糖。2.(2024·上海高考)在DNA分子模型的搭建試驗(yàn)中，若僅用訂書釘將脫氧核糖、磷酸、堿基連為一體并構(gòu)建一個含10對堿基(A有6個)的DNA雙鏈片段，那么運(yùn)用的訂書釘個數(shù)為 ()A.58B.78C.82D.88【解析】選C。構(gòu)成一個脫氧核苷酸須要2個訂書釘，20個脫氧核苷酸總共須要40個訂書釘；一條DNA單鏈須要9個訂書釘連接10個脫氧核苷酸，兩條鏈共須要18個訂書釘；由于A-T之間有2個氫鍵，G-C之間有3個氫鍵，A有6個，所以雙鏈間的氫鍵數(shù)共有6×2+4×3=24個?？偣岔氁啎?0+18+24=82個?？键c(diǎn)二DNA分子的復(fù)制1.DNA分子復(fù)制中的相關(guān)計算：DNA分子的復(fù)制為半保留復(fù)制，一個DNA分子復(fù)制n次，其結(jié)果分析如下：(1)DNA分子數(shù)。①子代DNA分子數(shù)=2n個。②含有親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)=2個；③不含親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)=(2n-2)個。(2)脫氧核苷酸鏈數(shù)。①子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(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，經(jīng)過n次復(fù)制須要消耗該脫氧核苷酸數(shù)為m·(2n-1)個；②第n次復(fù)制所需該脫氧核苷酸數(shù)=2n個DNA分子中該脫氧核苷酸數(shù)-2n-1個DNA分子中該脫氧核苷酸數(shù)=2n·m-m·2n-1=m·(2n-2n-1)=(m·2n-1)個。2.DNA復(fù)制模型：3.DNA復(fù)制與染色體復(fù)制：【高考警示】關(guān)于DNA復(fù)制的四點(diǎn)提示(1)DNA復(fù)制時兩條鏈反向同時進(jìn)行。(2)DNA復(fù)制可被阻斷。(3)染色體復(fù)制本質(zhì)是DNA復(fù)制。(4)噬菌體繁殖本質(zhì)就是DNA復(fù)制?！镜淅?2024·全國卷Ⅰ)在有關(guān)DNA分子的探討中，常用32P來標(biāo)記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個磷酸基團(tuán)所處的位置(A-Pα～Pβ～Pγ或dA-Pα～Pβ～Pγ)。回答下列問題：(1)某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到DNA末端上，同時產(chǎn)生ADP。若要用該酶把32P標(biāo)記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在ATP的_______(填“α”“β”或“γ”)位上。

(2)若用帶有32P的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標(biāo)記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在dATP的_______(填“α”“β”或“γ”)位上。

(3)將一個某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進(jìn)行標(biāo)記，并使其感染大腸桿菌，在不含有32P的培育基中培育一段時間。若得到的全部噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個)并釋放，則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n，緣由是____________。

【解析】本題主要考查DNA的結(jié)構(gòu)與同位素標(biāo)記法的應(yīng)用。(1)由題干信息可知，ATP中遠(yuǎn)離A的磷酸基團(tuán)是Pγ，當(dāng)ATP水解后形成的Pγ參加DNA的合成，則32P標(biāo)記的磷酸基團(tuán)位于ATP的γ位上。(2)dATP去掉2個磷酸基團(tuán)后是合成DNA的原材料，若用32P標(biāo)記的dATP合成DNA，則標(biāo)記的磷酸基團(tuán)應(yīng)位于靠近A的位置上，即α位上。(3)DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制，一個噬菌體DNA分子的2條鏈都用32P標(biāo)記，原標(biāo)記的2條鏈作為模板合成新的DNA，如此反復(fù)有且只有2條鏈被32P標(biāo)記，最終被安排到2個噬菌體中。答案：(1)γ(2)α(3)一個含有32P標(biāo)記的噬菌體雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復(fù)制后，標(biāo)記的2條單鏈只能被安排到2個噬菌體的雙鏈DNA分子中，因此在得到的n個噬菌體中有2個帶有標(biāo)記(1)ATP脫掉β位、γ位的磷酸基團(tuán)后，剩余部分成為RNA的基本單位，名稱為腺嘌呤核糖核苷酸。(2)假如題(3)中產(chǎn)生的子代噬菌體n個含有31P，合成子代噬菌體所須要的模板、原料和能量分別由親代噬菌體、大腸桿菌和大腸桿菌供應(yīng)。(2024·海南高考)現(xiàn)有DNA分子的兩條單鏈均只含有14N(表示為14N14N)的大腸桿菌，若將該大腸桿菌在含有15N的培育基中繁殖兩代，再轉(zhuǎn)到含有14N的培育基中繁殖一代，則理論上DNA分子的組成類型和比例分別是 ()A.有15N14N和14N14N兩種，其比例為1∶3B.有15N15N和14N14N兩種，其比例為1∶1C.有15N15N和14N14N兩種，其比例為3∶1D.有15N14N和14N14N兩種，其比例為3∶1【解析】選D。本題考查DNA的復(fù)制特點(diǎn)。假設(shè)含有DNA分子為14N14N的一個大腸桿菌在含有15N的培育基中繁殖兩代，依據(jù)半保留復(fù)制的特點(diǎn)，第一代形成兩個DNA分子全為14N15N，其次代形成4個DNA分子，2個14N15N和2個15N15N，若這些大腸桿菌在含有14N的培育基中再繁殖一代，形成8個DNA分子，含2個14N14N和6個14N15N。所以14N15N和14N14N的比例為3∶1。【加固訓(xùn)練】1.(2024·邯鄲模擬)下面為真核細(xì)胞DNA復(fù)制過程的模式圖，據(jù)圖分析，相關(guān)敘述錯誤的是 ()A.由圖示得知，DNA分子復(fù)制的方式是半保留復(fù)制B.解旋酶能使雙鏈DNA解開，但須要消耗ATPC.子代DNA分子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫信帕械腄.DNA在復(fù)制過程中是先進(jìn)行解旋，后半保留復(fù)制【解析】選D。由圖示可知，新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈，因此DNA分子復(fù)制的方式是半保留復(fù)制；解旋酶使DNA雙鏈解開的過程須要消耗ATP；子代DNA分子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?；DNA在復(fù)制過程中是邊解旋，邊半保留復(fù)制的。2.用15N標(biāo)記含有100個堿基對的DNA分子(其中有腺嘌呤60個)，該DNA分子在含14N的培育基中連續(xù)復(fù)制4次。下列有關(guān)推斷錯誤的是 ()A.含有15N的DNA分子有兩個B.含有14N的DNA分子占總數(shù)的7/8C.第4次復(fù)制消耗胞嘧啶脫氧核苷酸320個D.復(fù)制共產(chǎn)生16個DNA分子【解析