2021新高考生物人教版一轮复习讲义：必修部分模块2第2单元第2讲DNA分子的结构、复制及基因的本质

1、第2讲DNA分子的结构、复制及基因的本质考纲研读备考定位I考纲要求核心素养1.DNA 分子结构的主要特点2.DNA 分子的复制3.基因的概念1.生命观念通过掌握 DNA 分子的结构和 功能，理解生命的延续和发展。2.理性思维 通过 DNA 分子中的碱基数量 和DNA 复制的计算规律，培养归纳与概括、逻辑分析和计算能力3.科学探究一一通过 DNA 复制方式的探究，培养实验设计与结果分析的能力。考点一 DNA 分子的结构及相关计算ZI ZHU XUE XI TAN JIU TI SHENG自主学习探究提升1 .图解 DNA 分子结构巧学妙记：ir彳蜡序连I号團谨AN4*巧记 DNA 分子结构的“五

2、四三二条一种空2 . DNA 分子的特性稳定性：磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧构 成基本骨架特 多样性：碱基对多种多样的排列顺序,n 个碱基对组性|成的 DNA 分子，排列顺序有 种特异性：每种 DNA 分子都有特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。易错整合，判断正误。(1) 相对分子质量大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同(X)(2) DNA 分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基(X)(3) DNA 分子一条链上的相邻碱基通过“一磷酸一脱氧核糖一磷酸一”相连(X)(4) DNA 分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关(X)(5) 不同生物的 D

3、NA 分子中互补配对的碱基之和的比值可能相同(V)(6) 同一生物个体不同细胞中DNA 分子的(A + T)/(C + G)的值不同(X)人体内控制B珠蛋白的基因由 1 700 个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41 700种(X)(8)DNA 分子的多样性是指一个 DNA 分子上有许多个基因(X)1.(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二脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖一连接。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，其中是磷酸二酯键，是氢键。解旋酶作用于部位，限丄-位基2制性核酸内切酶和 DNA 连接酶作用于部位。2

4、 分析 DNA 分子结构图像(1)一个双链 DNA 分子片段中有几个游离的磷酸基团，位置如何?(2)图中 C 能表示胞嘧啶脱氧核苷酸吗?(3)图中碱基之间是如何连接的？ 一条链上的脱氧核苷酸之间又是如何连接的?(4)解旋酶作用于图中哪个部位？限制性核酸内切酶和DNA 连接酶作用于图中哪个部DNA 初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么?提示(1)2 个，分别位于 DNA 分子的两端。不能。(3)双链 DNA 中，反向平行的两条链之间的碱基通过氢键连接成碱基对，而同一条链上碱基之间是通过 “一脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖一”相连的；一条链上的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接。解旋酶作用于，限制性核

5、酸内切酶和DNA 连接酶作用于(5)初步水解的产物是4 种脱氧核苷酸，彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和4 种含氮碱KAO DIAN TU PO POU XI NAN DIAN考点突破剖析难点重若某双链 DNA 分子含有 200 个碱基，一条链上 A : T:G: C= 1: 2: 3: 4,则该 DNA分子碱基排列方式共有 4100种，对吗?1 . DNA 分子结构模式图信息解读(1)每个 DNA 片段中，游离的磷酸基团有2 个。(2)条核苷酸链中相邻两个核苷酸通过磷酸二酯键相连，用限制性核酸内切酶处理可切 断，用DNA 连接酶处理可连接。(3) 碱基对之间的化学键为氢键，可用解旋酶断裂，也可

6、加热断裂。(4) 每个脱氧核糖(除两端外)连接着 2 个磷酸，分别在 3 号、5 号碳原子上相连接。(5)若碱基对为 n,则氢键数为 2n3n 之间，若已知 A 有 m 个，则氢键数为 3n m。2 .“归纳法”求解 DNA 分子中的碱基数量(1) 在 DNA 双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即(2) “互补碱基之和”的比例在任意一条链及整个A +TA + TGG=m m，在互补链及整个DNADNA分子中后=m m，而且由任一条链转录来的mRNAmRNA分子中(A + U)/(G + C)仍为 m(注：不同 DNA 分子中 m 值可不同，显示特异性)。(3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为

7、倒数，在整个DNA 分子中为 1，即若在DNA 条链中諾=a a，则在其互补链中定=f，而在整个DNADNA分子中役=1(1(注：不同双链 DNA 分子中非互补碱基之和的比均为1,无特异性)o(1)脱氧核苷酸聚合形成长链的过程中产生水，即脱氧核苷酸DNA 分子结构可简记为 5 种元素，4 种碱基(脱氧核苷酸)，3 种小分子，2 条长链，1 个双螺旋。(3) DNA 分子中，脱氧核苷酸数：脱氧核糖数：磷酸数：含氮碱基数=1 : 1: 1: 1o(4) DNA 分子彻底水解时得到的产物是脱氧核苷酸的基本组分，即脱氧核糖、磷酸、含氮 碱基。(5)对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体；线粒体和叶绿

8、体也是基因的载体。(6)对于原核细胞来说，拟核中的DNA 分子或者质粒 DNA 均是裸露的，没有与蛋白质一起构成染色体。A+G=T+CoDNA 分子中都相同，即若在一条链中DNA + H20。(7)位于染色体上的基因随着染色体传递给子代，其遗传遵循孟德尔遗传规律。位于线粒 体和叶绿体中的基因随线粒体和叶绿体传给子代，是控制细胞质遗传的基因，特点是母系遗 传。(8) “三看法”判断 DNA 分子结构的正误Q 笛;一眇恻桩坟律垃置是冉止蕊止斑的!&建也豐为-号于貌筑検(ET号碳啾子匸的辑酸墓团与稍邹脱| 冥枝衲的t号羈慝干之闽.： 外他槌业盅应向半卄尊覆)f内W&M配对月菠遵甫踊需

9、直补IE对厚虬H) )看无闻配”轴配JRft考向一 DNA 分子的结构及特点岭例 1(不定项选择题)如图表示一个 DNA 分子的片段，下列有关表述错误的是 (ABCD)A .代表的物质中贮存了遗传信息B .不同生物的 DNA 分子中的种类有特异性C.转录时该片段的两条链都可作为模板链D .解旋酶作用位点在处解析图中代表脱氧核苷酸，碱基对的排列顺序代表遗传信息；不同生物的DNA 分子中脱氧核苷酸的种类都是四种，无特异性；转录是以DNA 分子的一条链为模板的；解旋酶作用于氢键。技巧点拨(1)DNA 分子的特异性是由碱基对的排列顺序决定的，而不是由配对方式决定的，配对方式只有四种： A T、C G、

10、TA、GC。(2) DNA 中并不是所有的脱氧核糖都连着两个磷酸基团，两条链各有一个3端的脱氧核糖连着一个磷酸基团(环状 DNA 分子除外)。(3) 双螺旋结构并不是固定不变的，复制和转录过程中会发生解旋。(4) 在 DNA 分子中，A 与 T 分子数相等，G 与 C 分子数相等，但 A + T 的量不一定等于 G + C 的量，后者恰恰反映了 DNA 分子的特异性。(5) 并非所有的 DNA 分子均具“双链”，有的 DNA 分子为单链。原核细胞及真核细胞细 胞器中的DNA 分子为“双链环状”。对应训练1. (2019 湖南岳阳高二期末)用卡片构建 DNA 平面结构模型，所提供的卡片类型和数量

11、 如下表所示，以下说法正确的是(B )卡片类型脱氧核糖磷酸碱基ATGC卡片数量10102332A 最多可构建 4 种脱氧核苷酸，5 个脱氧核苷酸对B 构成的双链 DNA 片段最多有 10 个氢键C. DNA 中每个脱氧核糖均与 1 分子磷酸相连D .可构建 45种不同碱基序列的 DNA解析双链 DNA 分子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A T, C-G ,且配对的碱基数目彼此相等，结合表中数据可知，这些卡片最多可形成2 对 AT 碱基对，2对 C G 碱基对，即共形成 4 个脱氧核苷酸对，A 错误；A 和 T 之间有 2 个氢键，C 和 G 之 间有 3 个氢键，因此构成的双链 D

12、NA 片段最多有 10 个氢键，B 正确；DNA 中绝大多数脱氧 核糖与 2 分子磷酸相连，只有末端的脱氧核糖与1 分子磷酸相连，C 错误；这些卡片可形成 2对 A T 碱基对，2 对 C G 碱基对，且碱基对种类和数目确定，因此可构建的DNA 种类数少于 44种，D 错误。考向二与 DNA 分子结构相关的计算4,则该 DNA 分子（A ）A .四种含氮碱基 A : T: G: C = 3: 3: 7: 7B 连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120 个某双链 DNA 分子中含有 200 个碱基，一条链上A: T: G: C= 1: 2: 3:例 2C.碱基排列方式共有 4100种D .

13、含有 4 个游离的磷酸基解析该 DNA 分子的一条链上 A : T : G : C= 1: 2: 3: 4,另一条链上 A : T: G: C =2: 1: 4:3,整个 DNA 分子中 A : T: G: C = 3: 3: 7: 7, A 正确；该 DNA 分子中 A = T =30, G = C= 70,连续复制两次，需要腺嘌呤脱氧核苷酸为 30X(22- 1)= 90 个，B 错误；该 DNA 分子含有 100 个碱基对，30 个 A T 碱基对，70 个 G-C 碱基对，碱基排列方式小于 4100种，C 错误；一个 DNA 分子由两条 DNA链组成，含 2 个游离的磷酸基，D 错误。

14、技巧点拨“三步法”解决 DNA 分子中有关碱基比例的计算第一步：搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA 分子碱基的比例，还是占 DNA分子一条链上碱基的比例。第二步：画一个 DNA 分子模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基。第三步：根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。对应训练2 . (2019 天津模拟)已知某 DNA 分子中，G 与 C 之和占全部碱基总数的 35.8%。其中一 条链的 T与 C 分别占该链碱基总数的 32.9%和 17.1%，则在它的互补链中，T 和 C 分别占该 链碱基总数的(B )A . 32.9% 和 17.1%B . 31.3% 和 18.7%C. 18.

15、7%和 31.3%D . 17.1% 和 32.9%解析由于整个 DNA 分子中 G + C= 35.8%，则每条链中 G+ C = 35.8% ,A + T= 64.2% ; 由于其中一条链中 T 与 C 分别占该链碱基总数的 32.9%和 17.1%，由此可以求出该链中， G =18.7% , A =31.3%，则其互补链中 T 和 C 分别占该链碱基总数的 31.3%和 18.7%。3. (2019 济南模拟)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 + T)/(C + G)的比值如表。结合所学知识，你认为能得出的结论是(D )DNA 来源大肠杆菌小

16、麦鼠猪肝猪胸腺猪脾(A + T)/ (C + G)1.011.211.211.431.431.43A .猪的 DNA 结构比大肠杆菌的 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A + T解析猪的 DNA 结构中的比值比大肠杆菌的 DNA 大，大肠杆菌的 DNAC+ G稳定，A 错；小麦和鼠的 DNA 携带的遗传信息不同，B 错；比值相同不等于数量相同,考点二 DNA 分子的复制、相关计算及基因的本质2需要解旋酶的作用3结果：把两条螺

17、旋的双链解开1模板：解开后的两条母链2原料：游离的四种脱氧核苷酸3酶：DNA 聚合酶等4原则：碱基互补配对原则板链盘绕成双螺旋结构2 .染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系唤鱼弹|厂. r酣t於卑誑戸44个：现色律是的主i也?或詡牛DH:盟缎休：-* + +!$ B e-e-B * + !+ + + A4!_ _ *斗 :卓tM的业鱼II僧曲 ，缠丘代夏遗忖侑矗 uAifpaBaKBBiBsiBitkHa.BiaBsaAag.结构更C 错。ZI ZHU XUE XI TAN JIU TI SHENG自主学习探究提升1 . DNA 的复制重新螺旋：每一条新链与其对应的模迪护山辿良K.T保胡圮也

18、1魅组竈传伯直需要细胞提供能量羽竺兰析易错整合，判断正误。(1) 植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA 的复制(V)(2) 真核生物 DNA 分子复制过程需要解旋酶和能量(V)(3) 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(V)(4) 多数生物的基因是有遗传效应的DNA 片段，有些病毒的基因在 RNA 分子上(V)(5) DNA 复制时，两条脱氧核苷酸链均可作为模板(V)(6) 脱氧核苷酸必须在 DNA 聚合酶的作用下才能连接形成子链(V)(7) DNA 分子复制是边解旋边双向复制的(V)延|伸探|究1 据图回答问题(1)据图 1 可知基因与染色体的关系是基因在染色体上呈线性排列。(2)若图 2 为染色体组成的概念模型，则图2 中的字母分别表示:a.染色体，b.DNA , c.基因，d.脱氧核苷酸。(3) 染色体主要由 DNA 和蛋白质构成，一个 DNA 上有许多个基因，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。(4) 基因的本质是有遗传效应的 DNA 片段。遗传信息蕴藏在 4 种碱基的排列顺序之中。2 .学透教材、理清原因、规范答题用语专练(1)DNA 分子精确复制的原因是 DNA 分子独特的双螺旋结构能够为复制提供精确的模 板，碱基配对原则保证了复制能够准确进行。KAO DIAN TU PO POU