大纲版2012走向高考一轮生物复习同步课件：4-第二讲 DNA分子的结构和复制

1、1分析DNA分子的化学结构(包括组成单位及组成单位间连接方式)。2说明DNA分子的空间及其特点。3分析DNA分子复制的时间、场所、过程及其特点。4概述DNA分子复制的结果及其意义。一、DNA分子的结构二、DNA分子的复制1.DNA分子的双螺旋结构1953年，美国科学家沃森和英国科学家克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型。要点是：(1)DNA分子是由两条链组成的，这两条链按方向平行方式盘旋成双螺旋结构。(2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸(通过3，5磷酸二酯键)交替连接(形成3，5磷酸二酯键时产生H2O)，排列在外侧，构成根本骨架；碱基排列在内侧。(3)DAN分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基

2、对，碱基配对遵循碱基互补配对原那么，即：AT(A与T之间以2个氢键相连)；GC(G与C之间以3个氢键相连，DNA分子中G与C碱基比照例越高，分子稳定性越强)。如下图：(4)空间结构双螺旋结构要点两条链反向平行；外侧为脱氧核糖与磷酸交替排列；内部为碱基互补配对；每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个，(磷酸)脱氧核糖(含氮碱基)之间的数量关系111，和之间的化学键为磷酸二酯键，用限制性内切酶处理可切断，用DNA连接酶处理可连接；之间的化学键为氢键，可用解旋酶断裂。在DNA复制过程中，可用DNA聚合酶复制，中间每个脱氧核糖连接着2个磷酸；假设碱基对为n，那么氢键数为2n3n，假设A有m个，那么氢键

3、数为3nm。2DNA分子的结构特点(1)稳定性：空间构型相对稳定。位于外侧的根本骨架一定是由磷酸和脱氧核糖交替连接形成的，不会改变。两条链间的碱基互补配对方式稳定不变，总是A与T，G与C配对，碱基对及其侧链基团对维持DNA分子的空间结构的稳定有着重要的作用。(2)多样性：不同的DNA分子中脱氧核苷酸的数目的差异，排列顺序多种多样。假设某一个DNA分子由n个碱基对构成，那么可代表的遗传信息就有4n种。(3)特异性：不同的DNA分子具有其特定的碱基排列顺序，这就是DNA分子的特异性。任何两个不同的基因(包括等位基因)其差异性就在于基因脱氧核苷酸序列的不同，基因中脱氧核苷酸一旦发生变化，该基因将会突

4、变为它的等位基因，即产生新基因。3关于DNA的计算(2)设一个双链DNA分子中含有的脱氧核苷酸(或碱基)有2m个，那么每条单链的数量为m个链AGCTTCCm链TCGAAGGm特别提示DNA分子的共性与特异性：【例1】(2021金华模拟)以下关于DNA的表达正确的选项是()ADNA的复制只发生在分裂间期，复制的场所只能是细胞核B在每个DNA分子中，碱基数磷酸数脱氧核苷酸数脱氧核糖数C一个DNA分子中，含有90个碱基，那么必定含有270个氢键D一个DNA分子中，每个脱氧核糖上均连有一个磷酸和一个含氮的碱基解析：细胞核中的DNA的复制场所在细胞核中；叶绿体和线粒体中的DNA，在细胞质中复制。脱氧核苷

5、酸是DNA的根本组成单位，每个脱氧核苷酸分子由一分子含氮碱基、一分子磷酸和一分子脱氧核糖组成。碱基对AT含2个氢键，GC含3个氢键，假设DNA分子中有90个碱基，最多有135个氢键。DNA分子中，每个脱氧核糖上均连有两个磷酸和一个含氮的碱基。答案：B(2021河北保定月考)从某生物组织中提取DNA进行分析，其中鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%，又知该DNA分子的一条链(H链)所含有碱基中28%是腺嘌呤，24%是胞嘧啶，那么与H链相对应的另一条链中，腺嘌呤、胞嘧啶分别占该链全部碱基数的()A26%、22%B24%、28%C14%、11% D11%、14%解析：由DNA分子中G与C之和占全部

6、碱基的46%，可知DNA分子中A与T之和占全部碱基的54%，那么在DNA分子双链中AT27%，GC23%，H链中A占28%，C占24%，那么与H链相对应的另一条链中，A占227%28%26%，C占223%24%22%。答案：A1.DNA分子复制的原因、条件、过程、时间及意义DNA复制的概念以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程DNA精确复制的原因规则的双螺旋结构为复制提供精确的模板；碱基互补配对原则保证了复制准确进行能够进行DNA复制的生物一切以DNA为遗传物质的生物真核生物DNA复制发生的时间在体细胞中发生在有丝分裂间期在有性生殖过程中发生在减数第一次分裂间期DNA分子复制进行的基本条件

7、模板亲代DNA分子的两条链原料四种游离的脱氧核苷酸能量ATP酶解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等DNA复制的过程边解旋边复制DNA复制的特点半保留复制DNA复制的结果一个DNA分子形成两个完全相同的子代DNA分子两个子代DNA的位置及分开时间复制产生的两个子代DNA分子位于一对姐妹染色单体上，由着丝点连在一起，在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点分裂时分开，分别进入两个子细胞中DNA复制的意义保持遗传信息的连续性，向子代传递遗传信息2.DNA分子复制中相关计算DNA的复制为半保存复制，一个DNA分子复制n次，那么有：(1)DNA分子数子代DNA分子数2n个含有亲代DNA链的子代DNA分子

8、数2个不含亲代链的子代DNA分子数(2n2)个(2)脱氧核苷酸链数子代DNA分子中脱氧核苷酸链数2n1条亲代脱氧核苷酸链数2条新合成的脱氧核苷酸链数(2n12)条(3)消耗的脱氧核苷酸数假设一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸m(2n1)个。复制第n次所需该脱氧核苷酸数为m2n1。特别提示只有分生组织及精巢、卵巢(或花药、胚囊)中才会进行细胞分裂，进而才会发生DNA分子的复制，已分化的细胞，如神经细胞、肌肉细胞等不进行分裂，也就不会发生DNA复制。转录那么发生于所有活细胞中。【例2】(2021孝感模拟)以下关于DNA复制的表达，正确的选项是()A在细胞有丝分

9、裂间期，发生DNA复制B一个DNA通过一次复制后产生四个DNA分子CDNA双螺旋结构全部解旋后，才开始DNA的复制D单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链解析：DNA复制发生在细胞分裂间期，为细胞分裂作准备，1个DNA分子通过复制形成两个完全相同的子代DNA分子，DNA复制的特点之一就是边解旋边复制。解旋后两条单链分别作为模板在DNA聚合酶的作用下将单个脱氧核苷酸合成新的DNA单链。DNA酶的作用是催化DNA水解。答案：A(2021上海十四校联考)如果将含有一对同源染色体的精原细胞的两个DNA分子都有15N标记，并只供给精原细胞含14N的原料，那么该细胞进行减数分裂产生的四个精子中，

10、含15N、14N标记的DNA分子的精子所占比例依次为()A100%、0 B50%、50%C50%、100% D100%、100%解析：精原细胞在减数分裂形成精子的过程中，首先要通过复制，含有一对同源染色体的精原细胞的两个DNA分子都用15N标记，只供给精原细胞含14N的原料，那么复制后的每条染色体含有两条染色单体，每条染色单体上都含有一个DNA分子，该DNA分子的一条链含14N，一条链含15N。那么最后形成的四个精子中的DNA分子都含有15N、14N标记的链。答案：D1(2021山东省高考信息优化卷)如图为核苷酸链结构图，以下表述不正确的选项是()A能构成一个完整核苷酸的是图中的a和bB图中与

11、每个五碳糖直接相连的磷酸有1个C各核苷酸之间是通过化学键连接起来的D假设该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是T解析：核苷酸是核酸的根本组成单位，每个核苷酸由一分子的磷酸、一分子的五碳糖、一分子的含氮碱基组成，核苷酸分子通过磷酸二酯键连接组成核苷酸链。答案：A2(2021韶关模拟)用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在14N的培养基中连续复制4次，其结果不可能是()A含有15N的DNA分子占1/8B含有14N的DNA分子占7/8C复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸600个D复制结果共产生16个DNA分子解析：含14N的DNA分子16个都是，比例为1

12、00%；只含14N的DNA有14个，占7/8。根据有关公式可求出该DNA分子中含40个A，复制4次需A的数量(241)40600个。答案：B3(2021河南洛阳质检)DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序能决定的是()DNA分子的多样性DNA分子的特异性遗传信息密码子的排列顺序DNA分子的稳定性A BC D解析：DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序就代表着遗传信息，其中脱氧核苷酸排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而某个DNA中脱氧核苷酸特定的排列顺序，又构成了DNA分子的特异性。密码子是指信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基，而信使RNA是以DNA的一条链为模板合成的，故密码子的排列顺

13、序是由DNA的碱基排列顺序决定的。DNA分子的稳定性与DNA中磷酸和脱氧核糖交替连接以及碱基之间的氢键有关。答案：B4(2021福建福州质检)DNA分子片段复制的情况如下图，图中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链的片段。如果没有发生变异，以下说法错误的选项是()Ab和c的碱基序列可以互补Ba和c的碱基序列可以互补Ca中(AT)/(GC)的比值与b中(AT)/(GC)的比值相同Da中(AG)/(TC)的比值与d中(AG)/(TC)的比值一般不相同解析：a和d互补，b和c互补，如果不发生突变，a和c、b和d的碱基组成相同。某条脱氧核苷酸链上(AT)/(GC)的比值与其互补链上的比值相同，而(AG)/(

14、TC)比值与其互补链上的比值一般不相同，所以C项和D项的说法正确。答案：B5(2021佛山调研)某双链DNA分子含有200个碱基，一条链上ATGC1234，那么该DNA分子()A含有4个游离的磷酸基B连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸210个C四种含氮碱基ATGC3377D碱基排列方式共有4100种解析：A错误，一个双链DNA分子中含有2个游离的磷酸基。由一条链上ATGC1234，计算出一条链上100个碱基中含A、T、G、C依次是10、20、30、40，另一条链上含A、T、G、C那么依次是20、10、40、30。故该DNA中含腺嘌呤脱氧核苷酸数为102030个，连续复制两次，需要游离的腺

15、嘌呤脱氧核苷酸为(221)3090个，故B错误。C正确，四种含氮碱基的比例是ATGC(1020)(2010)(3040)(4030)3377。D错误，含200个碱基的DNA不考虑每种碱基比例关系的情况下，可能的碱基排列方式共有4100种。但因碱基数量比例已确定，故碱基排列方式肯定少于4100种。答案：C6(2021南通二模)右图为DNA的复制图解，请据图答复以下问题：(1)DNA复制发生在_期。(2)过程称为_。(3)指出中的子链_。(4)过程必须遵循_原那么。(5)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子，由此说明DNA的复制具有_的特点。(6)将一个细胞的DNA用15N标记，放入含14

16、N的4种脱氧核苷酸培养液中，连续分裂4次，问：含14N的DNA细胞占总细胞数的_。含15N的DNA细胞占总细胞数的_。(7)原来DNA中有100个碱基对，其中碱基A 40个。假设复制4次，在复制过程中将需要_个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸参加。解析：DNA分子的复制方式是半保存复制，子代DNA分子中有一条母链和与母链互补的子链；复制n次产生的子代DNA分子数为2n个；假设亲代DNA分子中含某种碱基数为a个，那么复制n次需该种碱基数为a(2n1)个。答案：(1)有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间(2)解旋(3)、(4)碱基互补配对(5)半保存复制(6)100%12.5%(7)900 请同学们认真完成课

17、后强化作业考情分析1命题特点(1)主要考查DNA分子的成分和结构、DNA与RNA的区别及DNA分子的复制过程和特点。(2)一般以选择题形式呈现，中等难度，受题量限制，不一定在此考点命题，但仍是历年备考的重点内容之一。2预测展望(1)在今后的高考命题中有出现的可能性，且以综合判断型选择题形式呈现的可能性较大，为表达新课标理念，会出现以图示形式说明实验过程或实验设计思路的题目，以考查信息处理能力。(2)非选择题也有设置的可能性，如半保存复制研究的拓展、细胞分裂过程中DNA分子的复制与别离问题。备用选题1(2021孝感调研)关于DNA分子结构的表达，不正确的选项是()A每个DNA分子一般都含有四种脱

18、氧核苷酸B每个DNA分子中的碱基、磷酸、脱氧核苷酸、脱氧核糖的数目是相等的C每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基D双链DNA分子中的一段，如果有40个腺嘌呤，就一定同时含有40个胸腺嘧啶解析：DNA分子的结构单位是脱氧核苷酸，在形成DNA分子时，相邻的脱氧核苷酸之间的磷酸和脱氧核糖之间形成了磷酸二酯键，因此，除DNA分子中处于两端的脱氧核糖之外，其余脱氧核糖均连接有两个磷酸基团。答案：C2(2021绵阳一检)以下图是果蝇染色体上的白眼基因示意图，以下表达正确的选项是()A白眼基因片段中，含有成百上千个核糖核苷酸BS基因是有遗传效应的DNA片段C白眼基因在常染色体上D基因片段中有5种碱基，8种

19、核苷酸解析：S基因控制果蝇的白眼，所以是有遗传效应的DNA片段。白眼基因位于X染色体上，组成基因片段的根本单位是脱氧核苷酸，有4种碱基，4种脱氧核苷酸。故B正确。答案：B3(2021商丘模拟)用32P标记一个T2噬菌体的双链DNA分子，它侵染一个含31P的细菌后释放出了200个后代，那么后代中含32P的噬菌体最多占总数的()A2%B1%C0.5%D50%解析：一个噬菌体中只有一个DNA分子，当它侵染含32P的细菌后就以被32P标记的DNA为模板进行复制，不过利用的酶、原料、ATP等均是由细菌提供的。DNA分子的复制方式为半保存复制，故在最终形成的200个噬菌体的DNA中，最多只有2个DNA分子

20、含32P，即在200个噬菌体中含32P的噬菌体最多占1%。答案：B资料卡片DNA亲子鉴定问答1什么是DNA亲子鉴定测试？DNA(脱氧核糖核酸)是人身体内细胞的遗传物质。每个细胞有46条染色体，另外，男性的精子细胞和妇女的卵细胞，各有23条染色体，当精子和卵细胞结合的时候，受精卵中就有46条染色体，因此，每人从生父处继承一半的遗传物质，而另一半那么从生母处获得。亲子鉴定是通过人类遗传基因分析来判断父母与子女是否具有亲生关系，称之为亲子鉴定，DNA亲子鉴定又称亲权鉴定、父权鉴定。亲子鉴定原理是运用SIGMA试剂盒从毛发或口腔棉签中提取DNA，运用进口试剂盒执行复合PCR复合PCR过程较普通PCR能

21、够缩短为1/4至1/16)。采用DNA测序仪，运用毛细管电泳配合分型软件，在基因组中STR标记(PCRSTR)处进行比对从而完成个体识别，精确性可达99.99%以上。由于血液型号，例如A型、B型、O型或RH型，在人类中比较普遍，用于分辨每一个人，便不如DNA亲子鉴定测试有效。除了真正同卵双胞胎外，每人的DNA是独一无二的。由于它是这样独特，就好似指纹一样，用于亲子鉴定，DNA是最为有效的方法。2DNA亲子鉴定有多准确？DNA亲子鉴定是目前亲子测试中最准确的一种。如果小孩和测试男子的DNA模式在一个或多个的DNA探针上不吻合，那么被测试男子便被100%排除，即他不可能是孩子的生父。3孩子要到某一

22、年龄才可接受DNA亲子鉴定测试吗？DNA亲子鉴定测试无年龄限制。传统的血型测试要小孩至少6个月大才可进行，还需要大量的血液样本，通常是要两大茶匙以上。这种方法应用于小孩身上较困难。相反，DNA亲子鉴定只是要很少几滴的血液(约1/4或1/2茶匙)，或是口腔抹擦所得的腮细胞，这种用少量的血液或口腔测试，使DNA测试甚至可以在新生婴儿或小孩身上进行。由于DNA形成于结合期，测试甚至可以在小孩未出世之前，使用(ChorionicvilliSampling/CVS)胎盘素或抽羊水(amniocentesis)方法来进行。亲子鉴定可以在已逝世的人的由殡仪馆工人收集的样本上进行。当一个人已辞世或失踪，还可以在其有血缘关系的亲属上重新编排他或她的DNA组织。4亲子鉴定可以在没有母亲参与情况