2011高考生物总复习：必修二3-3、4基因的本质 第3、4节DNA分子的结构、复制与基因是有遗传效应的DNA片段

1、小思考：DNA初步水解的产物是4种脱氧核苷酸，彻底水解的产物有磷酸、脱氧核糖和碱基(A、T、G、C 4种)小讨论：DNA复制的场所还有：真核细胞：线粒体、叶绿体。原核细胞：细胞质(如质粒的复制)。假设复制出错，可造成基因突变。热点一 DNA分子的结构和相关计算规律1DNA分子的结构(1)根本元素组成：C、H、O、N、P 5种元素。(2)根本组成单位：4种脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸由3种小分子化合物构成。磷酸用“表示，脱氧核糖用“表示，含氮碱基用“表示，三者之间的连接如图 ，其差异是由碱基种类决定的。(3)由多个脱氧核苷酸分子聚合形成脱氧核苷酸长链。(4)两条长链反向平行盘旋成双螺旋结构。两条长

2、链的碱基之间靠氢键连接成碱基对，碱基对的形成遵循碱基互补配对原那么。(5)平面结构图及空间结构(6)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，之间的数量关系111，和之间的化学键为磷酸二酯键，用限制性核酸内切酶处理可切断，用DNA连接酶处理可连接；与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。配对的碱基，A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键，CG对所占比例越大，DNA结构越稳定。在DNA分子中，多数磷酸连接2个脱氧核糖，多数脱氧核糖连接2个磷酸。在同一条脱氧核苷酸

3、链中，相邻2个碱基之间通过脱氧核糖磷酸脱氧核糖间接相连。2碱基互补配对原那么及其推论(1)原那么：AT，GC，图示为：(2)推论：腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶相等，即AT，GC。嘌呤总数与嘧啶总数相等，即AGTC。以上原那么及推论仅适用于双链DNA分子的碱基计算，不适用于单链DNA分子的碱基计算。应用上述推论，还可以解决转录时mRNA中相关碱基数目和比例的计算等问题。关于DNA单、双链及RNA判断假设核酸中出现碱基T或五碳糖为脱氧核糖那么必为DNA；假设AT、CG，那么一定为单链DNA；假设AT、CG，那么一般认为是双链DNA；假设出现碱基U或五碳糖为核糖那么必为RNA。3DNA分子的

4、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。碱基对及其侧链基因对维持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有差异，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对排列顺序，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中脱氧核苷酸序列的不同，基因中脱氧核苷酸发生变化，该基因将可能会突变为它的等位基因。【例

5、1】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%，那么在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的()A32.9%和17.1%B31.3%和18.7%C18.7%和31.3% D17.1%和32.9%解析：由于整个DNA分子中GC35.8%，每条链中GC35.8%，AT64.2%；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，G18.7%，A31.3%，那么其互补链中T和C分别占该链碱基总数的31.3%和18.7%。答案：B评析：此题考查碱基互补配对原那么。变式1：(2021年广东生物)

6、有关DNA分子结构的表达，正确的选项是()ADNA分子由4种脱氧核苷酸组成BDNA单链上相邻碱基以氢键连接C碱基与磷酸基相连接D磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的根本骨架解析：DNA分子由4种脱氧核苷酸组成，每一种脱氧核苷酸又是由一分子磷酸、一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖组成的。对于DNA分子来说，磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成DNA分子的根本骨架。答案：AD1DNA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为模板，在一定条件下合成子代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

7、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模板亲代DNA分子的两条链原料四种游离的脱氧核糖核苷酸能量ATP酶解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等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分子复制中相关计算DNA的复

8、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。假设取一个全部被15N标记的DNA分子(0代)。转移到含14N的培养基中培养(复制)假设干代，其结果分析如下表：【例2】(2021年江苏生物)以下图为真核生物染色体

9、上DNA分子复制过程示意图，有关表达错误的选项是()A图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的B图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的C真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶D真核生物的这种复制方式提高了复制速率解析：由该DNA分子复制过程示意图可看出：DNA分子复制有多个复制起始点。且边解旋边反向复制(箭头代表DNA复制方向)，DNA分子复制需要解旋酶参与。这种多起点复制可有效地提高复制速率。由图示不同复制起点复制出的DNA片段长度不同可知：DNA分子的多个复制起点并不是同时开始复制的。答案：A评析：此题考查DNA复制的过程和特点。变式2：以下关于DNA复制的表达，正确的选项是()A在细胞有丝

10、分裂间期，发生DNA复制BDNA通过一次复制后产生四个DNA分子CDNA双螺旋结构全部解链后，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通过一次复制后只产生2个DNA分子，故B错；DNA的复制是边解旋边复制，故C错；单个脱氧核苷酸是在DNA聚合酶的作用下连接合成新的子链，故D错。答案：A1基因是有遗传效应的DNA片段基因的根本单位也是脱氧核苷酸，且脱氧核苷酸的排列顺序决定了基因的多样性和特异性。2染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系3基因、染色体、蛋白质、性状的关系4遗传信息与基因的关系基因中特定的脱氧核苷酸序列代表遗传信息，任意两个不同基因(包括等位基因

11、)其本质差异均在于脱氧核苷酸序列不同。5基因的根本功能(1)遗传信息的传递：发生在传种接代过程中，通过复制实现遗传信息由亲代到子代的传递。通过有丝分裂实现由亲代细胞传向子代细胞，通过减数分裂和受精作用实现由亲代个体传向子代个体(以配子作亲子代间的传递桥梁)。(2)遗传信息的表达：发生在生物个体发育过程中，是通过转录和翻译控制蛋白质合成的过程，通过遗传信息的表达控制个体发育过程：【例3】基因是有遗传效应的DNA片段，在下面关于“遗传效应的说法中，不正确的选项是()A能控制一种生物性状的表现B能控制一种蛋白质的生物合成C能转录形成信使RNAD存在遗传密码并决定某种氨基酸解析：基因是指具有遗传效应的

12、DNA片段，对“遗传效应的理解：这一片段的DNA通过转录将其中的遗传信息传递到mRNA中，并通过mRNA控制蛋白质的合成或控制某种酶的合成，从而决定某种性状的表现。答案：D评析：此题考查所谓“遗传效应的含义。变式3：等位基因控制的是生物的同一性状的不同表现，以下关于等位基因R、r的表达不正确的选项是()A基因R、r空间结构不同B基因R、r碱基种类相同C基因R、r碱基排列顺序不同D基因R、r碱基数目可能不同解析：基因的空间结构都是规那么的双螺旋结构，等位基因控制生物的相对性状，蕴含着不同的遗传信息，因而具有不同的碱基排列顺序，引起碱基排列顺序不同的原因可能是碱基的数目和碱基的序列；但是不同基因的

13、碱基的种类都是四种。答案：A1在以下四种化合物的化学组成中，“的含义相同的是()A和 B和C和 D和解析：ATP中的“A是指含有核糖的腺苷，加上一分子磷酸即为腺嘌呤核糖核苷酸，核糖核苷酸是RNA的根本单位，即图中“中所对应的含义。答案：D2病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA和单链RNA四种类型。现发现了一种新病毒，要确定其核酸属于上述哪一种类型，应该()A分析碱基类型，确定碱基比率B分析碱基类型，分析核糖类型C分析蛋白质的氨基酸组成，分析碱基类型D分析蛋白质的氨基酸组成，分析核糖类型解析：确定DNA或RNA，可分析碱基和五碳糖(有U或核糖者为RNA；有T或脱氧核糖者为DNA)；确定

14、单链或双链可分析其中各种碱基所占的比率：假设A与T或U相等，C与G相等，那么为双链(当然也有可能是单链)；假设不相等那么为单链。如果分析氨基酸组成，那么不能区分任何类型。答案：A解析：所需的知识点包括DNA分子复制的特点、过程等有关知识。由题中所给信息可知链中的A转变为I，C转变为U，再由DNA分子半保存复制的特点可以推知经过两轮复制后其子代DNA片段之一为C项。解题关键是要提取有用信息，置换链中的碱基，然后依据碱基互补配对原那么推导出后代DNA片段的碱基序列。答案：C答案：C5以下关于DNA分子结构的表达中错误的选项是()A每个双链DNA分子最多含有四种脱氧核苷酸B每个碱基分子上均连接着一个

15、磷酸和一个脱氧核糖C每个DNA分子中碱基数磷酸数脱氧核糖数D一段双链DNA分子中假设含有40个胞嘧啶，就会同时含有40个鸟嘌呤解析：双链DNA分子中最多含A、G、C、T四种脱氧核苷酸，碱基数磷酸数脱氧核糖数，根据碱基互补配对原那么，CG。答案：B6用15N同位素标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖四代，a，b，c为三种DNA分子：a只含15N，b同时含14N和15N，c只含14N。如以下图。以下选项中，这三种DNA分子的比例正确的选项是(纵坐标为DNA分子个数)()解析：用15N标记的DNA分子连续在含14N的培养基上繁殖四代，得到子代DNA分子数为2416(个)，其中

16、含15N和14N的杂交DNA分子2个，只含14N的DNA分子14个。答案：D7对一个基因的正确描述是()基因是DNA分子上特定的片段它的分子结构首先由摩尔根发现它决定着某一遗传性状或功能它的化学结构不会发生变化A和 B和C和 D和解析：基因是指具有遗传效应的DNA片段，即特定的片段；其因的概念是在1909年约翰编著?精密遗传学原理?一书中首次提出，1926年摩尔根发表?基因论?，使染色体遗传理论系统化，但其化学结构是在1953年说明DNA双螺旋结构以后，才被人们所认识。基因通过控制蛋白质的合成来实现对某遗传性状的控制或决定某一功能，如催化功能(酶)、调节功能(激素)；基因的化学结构在一定的内、

17、外环境条件影响下也会发生变化，叫基因突变(详见变异局部)。据此，正确的选项是和。应选B。答案：B8分析以下图表，答复有关问题：(1)图中B是_，F是_，G是_。(2)1个A与C有两种比例关系：_和_，每个C上分布着_个D。(3)D与A的位置关系是_。(4)C的根本组成单位是图中的_。D的主要载体是图中的_。(5)遗传信息是D中_的排列顺序。答案：(1)蛋白质碱基脱氧核糖(2)1112多(3)基因在染色体上呈线性排列(4)EA(5)E9含有32P或31P的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可参与DNA分子的组成，但32P比31P质量大。现将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中，连续培养数代后

18、得到G0代细胞。然后将G0代细胞移至32P的培养基中培养，经过第1、2次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取出DNA，经密度梯度离心后得到的结果如以下图所示。由于DNA分子质量不同，因此在离心管内的分布不同，假设分别表示轻、中、重三种DNA的位置，请答复：(1)G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的：G0_，G1_，G2_。(2)G2代、三条带中的DNA分子数的比例是_。(3)图中、两条带中的DNA分子所含的同位素分别是：_，_。(4)上述实验结果证明DNA的复制方式为_。解析：首先应理解轻、中、重三种DNA的含义：由两条都含31P的脱氧核苷酸组成的链是轻DNA；由一条含31P的脱氧核苷酸组成的链与另一条含32P的