DNA分子的结构复制和基因的本质

1、第2课DNA分子的结构、复制和基因的本质考点一DNA分子的结构 【核心知识突破】1.DNA分子的结构：2.DNA分子的特性：(1)相对稳定性：DNA分子中_交替连接的方式不变，两条链间_的方式不变。(2)多样性：不同的DNA分子中_数目不同，排列顺序多种多样。若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有_种。磷酸和脱氧核糖碱基互补配对脱氧核苷酸4n(3)特异性：每种DNA分子都有区别于其他DNA分子的特定的_，代表了特定的遗传信息。碱基对排列顺序3.碱基互补配对原则及相关计算：(1)碱基互补配对原则：DNA碱基互补配对原则是指在DNA分子形成碱基对时，A一定与T配对，G一定与C配对的一一对应关系

2、。(2)有关推论。任意两个非互补碱基之和恒等，如A+G=T+C=A+C=T+G。在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。设在双链DNA分子中的一条链上A1+T1=n%，则A+T=A1+A2+T1+T2=(n%+n%)/2=n%。简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。双链DNA分子中，非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数。设双链DNA分子中，一条链上 则 所以互补链上 简记为“DNA两互补链中，不配对两碱基和的比值乘积为1”。4.【教材易漏知识】必修2 P58 “科学技术社会”、P60“思维拓展”：DNA指纹图谱法的基本操作从生物样品中提

3、取DNA(DNA一般都有部分的降解)，可运用PCR技术扩增出DNA片段或者完整的基因组DNA，然后将扩增出的DNA用合适的限制酶切成DNA片段，利用电泳技术将这些片段按大小分开后，转移至尼龙滤膜上，然后将已标记的DNA探针与膜上具有互补碱基序列的DNA片段杂交，用放射自显影便可获得DNA指纹图谱。【微点警示】DNA分子结构三点提醒(1)DNA在DNA酶作用下能够水解生成4种脱氧核苷酸；脱氧核苷酸彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。(2)相邻的碱基在DNA分子的一条单链中通过“-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-”相连接，在DNA的双链之间通过“氢键”相连接。 (3)不是所有的脱氧核糖都连接着两

4、个磷酸基团，两条链各有一个3端的脱氧核糖连接着一个磷酸基团；DNA分子链的方向是从磷酸基到脱氧核糖，两条链反向平行。【秒判正误】1.分子大小相同、碱基含量相同的脱氧核苷酸分子所携带的遗传信息一定相同。( )分析：遗传信息是指碱基对的排列顺序。与分子大小、碱基含量无关。2.双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的。( )分析：双链DNA分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖是通过磷酸二酯键连接的。3.DNA分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关。( )分析：DNA分子的多样性是指不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同，排列顺序多种多样；特异性是指每种DNA分子都有区别于其他DNA分子的

5、特定的碱基对排列顺序，均与空间结构无关。4.人体内控制-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。( )分析：若某确定的基因中有n个碱基对，则碱基对可能的排列方式不会是4n，而是小于4n。5.磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架。 ( )分析：磷酸与脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成DNA链的基本骨架，碱基排列在内侧。【命题案例研析】【典例】(2017海南高考)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A+T)/(G+C)与(A+C)/(G+T)两个比值的叙述，正确的是()A.碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同

6、B.前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高C.当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链D.经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1 【审答技巧】(1)审题技巧：抓住关键词“(A+T)/(G+C)”与“(A+C)/(G+T)”两个比值的意义，“DNA分子中”指的是DNA双链中。(2)答题关键：“(A+T)/(G+C)”在DNA双链中、任一条DNA分子单链中都相等。“(A+C)/(G+T)”在不同物种的DNA双链中都等于1。【解析】选D。双链DNA分子中A=T、G=C，因此其(A+C)/(G+T)=1，但(A+T)/(G+C)的值不确定，A项错误，D项正确；由于G和C之间含有三个氢键，

7、含有的能量高，因此(A+T)/(G+C)的值越小时，双链DNA分子的稳定性越高，B项错误；(A+T)/(G+C)和(A+C)/(G+T)的值相同时，只能推断出4种碱基数目相同，无法判断出这个DNA分子是双链，C项错误。【高考长句应答特训】如何辨识某份DNA样品是双链分子还是单链分子？提示：若A=T且C=G，则一般为双链，否则为单链。【方法规律】小技巧解决DNA分子中有关碱基比例的计算(1)审清题意：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。(2)图文转换：画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基；根据碱基互补配对原则及其规律进

8、行计算。【考点题组诊断】角度一DNA分子碱基的相关计算1.(2014山东高考)某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是()世纪金榜导学号【解题指南】(1)分析题图，获得解题信息。(2)利用碱基互补配对原则，借助特殊值作出准确判断。 【解析】选C。本题主要考查对DNA分子碱基互补配对原则的理解。双链DNA分子中，(A+C)/(T+G)一定等于1，故A项错误；当一条链中(A1+C1)/(T1+G1)=1时，其互补链中存在(A2+C2)/(T2+G2)=(T1+G1)/(A1+C

9、1)=1，B项错误；在DNA分子中，存在(A1+T1)/(G1+C1)=(A2+T2)/(G2+C2)=(A+T)/(G+C)，故C项正确、D项错误。2.(2019临川模拟)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)所含的碱基中28%是腺嘌呤，24%是胞嘧啶，则与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()A.26%、22%B.24%、28%C.14%、11%D.11%、14%【解析】选A。已知DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基总数的46%，即C+G=46%，则C=G=23%、A=T=50%-23%

10、=27%。又已知该DNA的一条链所含的碱基中28%是腺嘌呤，24%是胞嘧啶，即A1=28%、C1=24%，根据碱基互补配对原则，A=(A1+A2)2，C=(C1+C2)2，则A2=26%，C2=22%。3.(金榜原创预测)蓝藻细胞的DNA分子为环状，酵母菌细胞的DNA分子为链状，下列相关说法正确的是()A.环状DNA分子中没有游离的磷酸基团B.环状DNA分子中(A+C)/(T+G)1C.环状DNA分子不具有规则的双螺旋结构D.环状DNA分子比链状DNA分子更稳定【解析】选A。环状DNA链首尾相连，DNA链呈环状，不会有裸露的5和3端，不会有游离的磷酸基团，A正确；环状DNA分子也是规则的双螺旋

11、结构，也遵循碱基互补配对原则，故(A+C)/(T+G)=1，B、C错误；DNA分子的稳定性要看氢键数目的多少，不是看DNA分子形状，D错误。 【知识总结】 从DNA分子的空间结构看DNA分子的稳定性(1)每个DNA片段中，有2个游离的磷酸基团；每个脱氧核糖连接着2个磷酸，每条单链上相邻碱基不直接相连。(2)磷酸、脱氧核糖的排列顺序是不变的，不包含遗传信息，而碱基对的排列顺序是可变的，碱基对的排列顺序就蕴藏着遗传信息。(3)磷酸和脱氧核糖之间的化学键是磷酸二酯键，两条链相邻的2个碱基之间是氢键。A与T之间有两个氢键，G与C之间有3个氢键，氢键越多，结构越稳定，即G-C碱基对比例越大越稳定。角度二

12、DNA分子的结构和特性4.在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C，6个G，3个A，7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则()A.能搭建出20个脱氧核苷酸B.所搭建的DNA分子片段最长为7碱基对C.能搭建出410种不同的DNA分子模型D.能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段【解析】选D。每个脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖及一分子含氮碱基组成。根据碱基互补配对原则，“4个C、6个G、3个A、7个T”能配对4个G-C和3个A-T，共7个碱基对。但是本题中脱氧核糖

13、和磷酸的连接物仅为14个，制约了搭建的模型中脱氧核苷酸数。因此14个脱氧核糖和磷酸的连接物能搭建的模型中每条链最多4个脱氧核苷酸，因此最多能搭建出一个含有4个碱基对的DNA分子片段，共含有8个脱氧核苷酸，理论上能搭建出不同的DNA分子模型远少于410种，故选D。5.(2018邢台模拟)如图表示双链DNA分子的结构，有关叙述正确的是()A.表示胸腺嘧啶脱氧核苷酸B.每个磷酸均连接着两个脱氧核糖C.DNA复制时，解旋酶断裂的是处的化学键D.碱基C和G的比例越大，该DNA片段热稳定性越高【解析】选D。由一个脱氧核苷酸的脱氧核糖、胸腺嘧啶与另一个脱氧核苷酸的磷酸构成，不能表示胸腺嘧啶脱氧核苷酸，A错误

14、；位于每条链首端的磷酸只连接着一个脱氧核糖，B错误；DNA复制时，解旋酶断裂的是处的氢键，C错误；含有氢键数量越多，双链DNA分子的热稳定性越高，在一个双链DNA分子中，碱基对G与C之间有三个氢键，A与T之间有两个氢键，因此碱基C和G的比例越大，DNA片段热稳定性越高，D正确。6.据报道，英国剑桥大学科学家宣布在人体快速分裂的活细胞如癌细胞中发现了DNA的四螺旋结构。形成该结构的DNA单链中富含G，每4个G之间通过氢键等作用力形成一个正方形的“G-4平面”，继而形成立体的“G-四联体螺旋结构”(如图)，下列有关叙述正确的是世纪金榜导学号()该结构是沃森和克里克首次发现的该结构由一条脱氧核苷酸链

15、形成用DNA解旋酶可打开该结构中的氢键该结构中 的值与DNA双螺旋结构中的比值相等A.B.C.D.【解析】选B。本题以“G-四联体螺旋结构”为素材，考查DNA分子结构的主要特点，考查识记、理解与运用能力。难度适中。“G-四联体螺旋结构”是由英国剑桥大学的科学家首先发现，但不是沃森和克里克首次发现的，错误；由图中实线可知，该结构由一条脱氧核苷酸链形成，正确；DNA解旋酶能打开碱基对之间的氢键，因此用DNA解旋酶可打开该结构中的氢键，正确；DNA双螺旋结构中 的值始终等于1，而该结构中 的值不一定等于1，因此该结构中 的值与DNA双螺旋结构中的比值不一定相等，错误。故选B。【加固训练】(2018济

16、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)的比值如下表。结合所学知识，你认为能得出的结论是()DNA来源大肠杆菌小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【解析】选D。大肠杆菌DNA中(A+T)/(C+G)的比值小于猪的，说明大肠杆菌DNA所含CG碱基对的比例较高，而CG碱基对含三个氢键，因此大肠杆菌

17、DNA稳定性高于猪的，故A项错误；虽然小麦和鼠的(A+T)/(C+G)比值相同，但不能代表二者的碱基序列与数目相同，故B、C项错误；同一生物的不同组织所含DNA的碱基序列是相同的，因此DNA碱基组成也相同，故D项正确。考点二DNA分子的复制 【核心知识突破】1.概念：以_为模板，合成子代DNA的过程。2.时间：有丝分裂_、减数第一次分裂前的_。 DNA两条链间期间期3.过程：4.特点：(1)复制方式为_。(2)边解旋边复制。5.DNA分子精确复制的原因：(1)DNA分子的_结构提供精确的模板。(2)_保证复制精确进行。半保留复制双螺旋碱基互补配对原则6.意义：使_从亲代传给子代，保持了遗传信息

18、的_。7.研究DNA复制的常用方法：同位素示踪法和密度梯度离心法，常用_标记，通过离心在试管中形成不同位置的DNA条带。遗传信息连续性3H、15N8.对DNA复制方式的推测：(1)方式推测：沃森和克里克提出假说：DNA分子复制方式为_。(2)实验证据。实验方法：_。半保留复制放射性同位素示踪法和离心技术实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。实验假设：_。DNA以半保留的方式复制实验预期：离心后应出现3条DNA带。重带(密度最大)：两条链都为_标记的亲代双链DNA；中带(密度居中)：一条链为_标记，另一条链为_标记的

19、子代双链DNA；轻带(密度最小)：两条链都为_标记的子代双链DNA。15N14N15N14N实验过程。过程分析：立即取出，提取DNA离心_。繁殖一代后取出，提取DNA离心全部中带。繁殖两代后取出，提取DNA离心_。实验结论：_。全部重带1/2轻带、1/2中带DNA的复制是以半保留方式进行的9.DNA复制过程中的数量关系：DNA复制为半保留复制，若将亲代DNA分子复制n代，其结果分析如下：(1)子代DNA分子数为_个。含有亲代链的DNA分子数为_个。不含亲代链的DNA分子数为_个。含子代链的DNA分子数为_个。(2)子代脱氧核苷酸链数为_条。亲代脱氧核苷酸链数为_条。新合成的脱氧核苷酸链数为_条

20、。2n22n-22n2n+122n+1-210.利用图示法理解细胞分裂与DNA复制相结合(假设细胞中含有1对同源染色体)：规律总结：(1)DNA复制与细胞分裂中子细胞标记情况分析。最后形成的4个子细胞有三种组合：第一种情况：2个细胞是 ，2个细胞是 。第二种情况：4个细胞都是 。第三种情况：2个细胞是 ，1个细胞是 ，1个细胞是 。 (2)DNA复制与细胞分裂中染色体标记情况分析：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。【微点警示】DNA复制四点警示(1)DNA复制方式的提出与证实都是“假说演绎法”的成果。(2)真核细胞内DNA分子多起点、双向复制。

21、原核细胞内拟核DNA分子单起点、双向复制。(3)DNA复制的场所主要在细胞核，失去分裂能力的细胞不再发生DNA复制。(4)DNA分子复制过程中具有相对的稳定性，但也可能发生差错即发生碱基对的增添、缺失或改变基因突变。【秒判正误】1.DNA分子全部解旋后才开始进行DNA复制。( )分析：DNA分子边解旋边复制。2.在人体内，成熟的红细胞、浆细胞中不发生DNA的复制。( )分析：在人体内，成熟的红细胞无DNA，浆细胞是高度分化的细胞，不发生DNA的复制 。3.DNA必须在DNA酶的作用下才能连接形成子链。( )分析：DNA酶是催化DNA水解，而不是催化其解旋。4.DNA复制遵循碱基互补配对原则，新

22、合成的两条子链形成新的DNA双链。( )分析：DNA复制新合成两条子链，每一条子链都跟母链形成新的DNA双链。5.DNA聚合酶催化两个游离的脱氧核苷酸之间的连接。 ( )分析：DNA聚合酶是在有模板的条件下催化单个游离的脱氧核苷酸与脱氧核苷酸链的片段连接。【命题案例研析】【典例】(2016全国卷节选)在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用、和表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A-PPP或dA-PPP)。回答下列问题：(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的_(填“

23、”“”或“”)位上。(3)将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是_【审答技巧】(1)抓住关键信息：d表示脱氧、三个磷酸基团所处的位置(A-PPP或dA-PPP)。(2)找出思维盲区：噬菌体双链DNA为半保留复制。【解析】本题主要考查DNA的结构与同位素标记法的应用。(2)dATP去掉2个磷酸基团后是合成DNA的原材料，若用32P标记的dATP合成DNA，则标记的磷酸基团应位于靠近A的位置上，即位上。(3)DNA的复

24、制是半保留复制，一个噬菌体DNA分子的2条链都用32P标记，原标记的2条链作为模板合成新的DNA，如此反复有且只有2条链被32P标记，最终被分配到2个噬菌体中。答案：(2)(3)一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的2条单链只能被分配到2个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中有2个带有标记【核心素养新命题】科学思维分析与综合(1)噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记后感染大肠杆菌，提供模板和酶的分别是什么？提示：噬菌体DNA；大肠杆菌。(2)在上题(3)中，检测不到放射性的噬菌体有几个？若DNA分子复制为全保留复制，含有放射性的噬菌体有几个？其中含有3

25、2P的噬菌体所占比例为多少？提示：n-2，1个，1/n。【考点题组诊断】角度一DNA分子复制的过程及相关计算1.(2019黄山模拟)真核细胞某生理过程如图所示，下列叙述正确的是()A.酶1可使磷酸二酯键断裂，酶2可催化磷酸二酯键的形成B.a链和b链的方向相反，a链与c链的碱基序列互补配对C.该图表示DNA半保留复制过程，遗传信息传递方向是DNARNAD.c链和d链中G+C所占比例相等，该比值越大DNA热稳定性越高【解析】选D。酶1是解旋酶，作用是使氢键断裂，A错误；a链和c链均与b链碱基互补配对，因此a链与c链的碱基序列相同，B错误；DNA复制过程中遗传信息传递方向是DNADNA，C错误；c链

26、和d链中的碱基是互补配对的，A与T之间以两个氢键连接，G与C之间以三个氢键连接，G+C所占比例越大，DNA分子的热稳定性越高，因此c链和d链中G+C所占比例相等，该比值越大DNA热稳定性越高，D正确。 2.(2018哈尔滨模拟)将一个没有被放射性同位素32P标记的大肠杆菌(拟核DNA呈环状，共含有m个碱基，其中有a个胸腺嘧啶)放在含有32P-胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间，检测到如图、两种类型的DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)。下列有关该实验的结果预测与分析，正确的是()世纪金榜导学号A.DNA第二次复制产生的子代DNA有、两种类型，比例为13B.DNA复制后分配到两个子细

27、胞中时，其上的基因遵循基因分离定律C.复制n次需要胞嘧啶的数目是(2n-1)(m-a)/2D.复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链为2n+1-2【解析】选D。DNA第二次复制后，子代DNA有4个，其中不含有放射性的DNA有2个，含有放射性的DNA有2个，A错误；基因的分离定律适用于真核生物，B错误；DNA双链中嘧啶数等于嘌呤数，亲代DNA中胞嘧啶数为(m/2-a)个，复制n次，需要新增加(2n-1)个DNA分子，所以共需要胞嘧啶数目为(m/2-a)(2n-1)，C错误；复制n次后，脱氧核苷酸单链有2n+1条，不含放射性的有2条，因此有放射性的为2n+1-2条，D正确。【易错提醒】(1)“DNA复

28、制了n次”和“第n次复制”的区别：前者包括所有的复制，后者只指最后一次复制。(2)计算“复制n次需要某碱基的数目”时，该碱基数目是指DNA分子双链中的数量，而不是某条单链中的数量。 3.(2019运城模拟)在DNA复制开始时，将大肠杆菌放在含低剂量3H标记的脱氧胸苷(3HdT)的培养基中，3HdT可掺入正在复制的DNA分子中，使其带有放射性标记。几分钟后，将大肠杆菌转移到含高剂量3HdT的培养基中培养一段时间。收集、裂解细胞，抽取其中的DNA进行放射性自显影检测，结果如图所示。据图可以做出的推测是()A.复制起始区在高放射性区域B.DNA复制为半保留复制C.DNA复制方向为acD.DNA复制从

29、起始点向两个方向延伸【解题指南】(1)审题抓住关键信息：“将大肠杆菌先放在含低剂量3H标记的脱氧胸苷(3HdT)的培养基中，几分钟后转移到含高剂量3HdT的培养基中”。(2)明确下列两个问题：因脱氧胸苷(3HdT)为DNA分子复制提供原料，故子代裂解细胞的DNA有放射性；放射性高低与DNA分子复制的先后密切相关。 【解析】选D。A项和D项，由题干信息可知，开始一段时间，将大肠杆菌放在含低剂量3H标记的脱氧胸苷的培养基中，即这段时间中复制的DNA分子中含有低放射性；当将大肠杆菌放在含高剂量3H标记的脱氧胸苷的培养基中，DNA分子继续进行复制，这段时间内形成的DNA分子具有高放射性。由图可知，中间

30、区段有低放射两端为高放射性，即DNA的复制起点区在低放射性区域，DNA复制从起始点向两个方向延伸，A错误、D正确。从题干信息中无法推测出DNA为半保留复制，B错误。DNA的复制方向为ba和bc(同一起点双向复制)，C项错误。角度二DNA分子复制与细胞分裂4.(2018长沙模拟)用32P标记了玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链。再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂完成后每个细胞中被32P标记的染色体条数是()A.0条B.20条C.大于0条小于20条D.以上都有可能【解析】选D。第一次细胞分裂完成后形成的细胞中，DNA双链均是一条链含有32P，另一条链不含32P，第

31、二次细胞分裂的间期，染色体复制后每条染色体上都是一条染色单体含32P，一条染色单体不含32P，有丝分裂后期，姐妹染色单体分离，如果含32P 的20条染色体同时移向细胞的一极，不含32P的20条染色体同时移向细胞的另一极，则产生的子细胞中被32P标记的染色体条数分别是20条和0条；如果移向细胞两极的20条染色体中既有含32P的，也有不含32P的，则形成的子细胞中被32P标记的染色体条数大于0条小于20条。【易错提醒】本题易错选B。错因在于未能全面分析着丝点分裂后子染色体的移动情况。染色体着丝点分裂后形成的两条子染色体移向哪一极是“随机”的，故移向同一极的染色体其双链DNA所带的放射性状况应由每条

32、染色体的两条染色单体如何移动决定，不要将所有染色体的染色单体移动“统一”看待。5.(2018河南百校联考)下图中图1是DNA的某一片段，图2是DNA复制过程示意图。下列相关叙述中，错误的是世纪金榜导学号()A.图1中所示的DNA片段有两个游离的磷酸基团B.图1中的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸C.据图2可知DNA的复制过程需要消耗ATPD.图2中DNA聚合酶的作用是催化碱基对间氢键的形成【解析】选D。图1中每条脱氧核苷酸链的5端有一个游离的磷酸基团，所以图1中含有两个游离的磷酸基团，A正确；由于图1中是胞嘧啶，所以的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸，B正确；由图2可知，DNA的复制过程需要消耗ATP，C正确；D

33、NA聚合酶的作用是催化相邻脱氧核苷酸间磷酸二酯键的形成，而不是氢键的形成，D错误。 6.(2019深圳模拟)如图甲、乙表示生物体内的某些生理过程。请据图回答下列问题：(1)图甲过程一般发生在_(填“拟核”“细胞核”或“拟核和细胞核”)中。(2)若将图甲中的各自彻底水解，得到的相同产物有_种；图甲中核糖体的移动方向是_(填“从左到右”或“从右到左”)。(3)图乙中该DNA复制的特点有_(答出3点即可)；该过程以及转录过程在细胞分裂期很难进行，其原因是_。【解析】(1)图甲表示边转录边翻译，说明图甲过程发生在原核细胞的拟核中。(2)图甲中的是mRNA、是DNA、是tRNA、是核糖体及其合成的肽链，

34、中都有RNA，DNA和RNA彻底水解，得到的相同产物有磷酸、碱基A、G、C，共4种；根据肽链的长度可推知图甲中核糖体的移动方向是从左到右。(3)图乙中该DNA复制的特点有多(双)起点复制、双向复制、半保留复制、边解旋边复制；DNA复制及转录过程在细胞分裂期很难进行，其原因是染色质高度螺旋化，以染色体的形式存在，不利于DNA解旋。答案：(1)拟核(2)4从左到右(3)多(双)起点复制、双向复制、半保留复制、边解旋边复制染色质高度螺旋化，以染色体的形式存在，不利于DNA解旋考点三基因是有遗传效应的DNA片段 【核心知识突破】染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系：【秒判正误】1.真核细胞的基因只存

35、在于细胞核中，而核酸并非仅存在于细胞核中。( )分析：真核细胞的基因既存在于细胞核中也存在于细胞质中，真核细胞有2种核酸，DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中。2.DNA分子中每一个片段都是一个基因。( )分析：基因是有遗传效应的DNA片段，不是每个DNA片段都是基因。3.真核细胞基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。( )分析：脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息，真核细胞和原核细胞都是如此。4.基因只位于染色体上，所以染色体是基因的载体。 ( )分析：基因主要位于染色体上，染色体是基因的主要载体。【命题案例研析】【典例】(2019石家庄模拟)如图为果蝇某一条染色体上的几个基因示

36、意图，有关叙述正确的是()A.R基因中的全部脱氧核苷酸序列都能编码蛋白质B.R、S、N、O互为非等位基因C.果蝇的每个基因都是由成百上千个核糖核苷酸组成的D.每个基因中有一个碱基对的替换，都会引起生物性状的改变【审答技巧】(1)审题关键：抓住关键词：“一条染色体上的几个基因”；读图可知，这些基因分别控制不同的性状。(2)满分答题：结合选项可知，本题考查基因的结构、基因的基本组成单位、等位基因与非等位基因的概念、基因突变与性状改变的关系。【解析】选B。R基因中的脱氧核苷酸序列不一定都能编码蛋白质，如非编码区和内含子不能编码蛋白质；R、S、N、O控制果蝇不同的性状，互为非等位基因；基因的基本组成单

37、位是脱氧核苷酸；基因中有一个碱基对的替换，由于密码子的简并性，密码子决定的氨基酸不一定变化；如果密码子所决定的氨基酸有所改变，将导致蛋白质组成的变化以及其空间结构等的变化，但生物的表现型还与生物所处环境等外界因素有关，所以表现型也不一定会变化。【核心素养新命题】科学思维比较与分析(1)这条染色体上的黄身基因(R)，其同源染色体上的相同位置上的基因是_。若其同源染色体上的相同位置上的基因是r，则R与r的区别是_。R或r脱氧核苷酸的排列顺序不同科学思维批判性思维(2)观察该染色体，基因S和R之间的区域，是否一定具有遗传效应？为什么？提示：不一定。基因作为控制生物性状的最基本的单位，在基因S和R之间

38、的区域，可能还有新的基因，也可能是没有遗传效应的脱氧核苷酸序列。【考点题组诊断】1.下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，正确的是世纪金榜导学号()A.一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的比例决定的B.基因是具有遗传效应的DNA片段，不是4种碱基对的随机排列C.在DNA分子结构中，脱氧核苷酸的排列构成了DNA分子的基本骨架D.染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有2个DNA分子【解析】选B。一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的，而不是由脱氧核苷酸的比例决定的，A项错误；基因是具有遗传效应的DNA片段，基因中碱基对的排列顺序

39、是特定的，而不是随机的，B项正确；在DNA分子结构中，脱氧核糖和磷酸交替连接构成了DNA分子的基本骨架，C项错误；染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子，D项错误。2.(2018西安模拟)下列有关DNA与基因关系的叙述中，正确的是()A.基因是碱基对随机排列而成的DNA片段B.一个DNA分子上有许多个基因C.DNA的碱基排列顺序就代表基因D.组成不同的基因的碱基数量一定不同【解析】选B。基因是具有遗传效应的DNA片段，A错误；一个DNA分子上有许多个基因，B正确；基因是具有遗传效应的DNA片段，这些片段中所含碱基的排列顺序才代表基因，C错误；组成不同基因的碱基数量可能相

40、同，D错误。3.(教材素材新命题必修2 P58 科学技术社会)DNA指纹技术广泛用于刑侦领域。下图是通过DNA指纹技术鉴定真凶的实例。下列相关说法错误的是()A.图示DNA片段是用DNA酶处理获得的B.同卵双胎的DNA指纹相同C.DNA指纹技术的理论依据是DNA分子的特异性D.图示中真凶最可能是1【解析】选A。DNA片段是用限制酶切割DNA分子，然后用电泳的方法将片段大小分开获得的，A错误；DNA指纹技术的理论依据是DNA分子的特异性，世间除了同卵双胎，DNA指纹都完全不同，故B、C正确；图示很容易看出真凶最可能是1号，D正确。【加固训练】(2018株洲模拟)下图中m、n、l表示哺乳动物一条染

41、色体上相邻的三个基因，a，b为基因间的间隔序列。相关叙述正确的是() A.一个细胞中，m、n、l要么同时表达，要么同时关闭B.若m中缺失一个碱基对，则n、l控制合成的肽链结构会发生变化C.a、b段的基本组成单位是氨基酸和脱氧核苷酸D.不同人a、b段包含的信息可能不同，可作为身份识别的依据之一【解析】选D。细胞分化的实质是基因的选择性表达，m、n、l基因可以不同时表达，A错误；由于a、b为基因间的间隔序列，m中缺失一个碱基对，n、l基因结构不变，控制合成的肽链的结构也不会发生变化，B错误；a、b段虽然是基因间的间隔序列，但是本质是DNA，基本组成单位仍然是脱氧核苷酸，C错误；DNA分子具有特异性

42、，不同人的a、b段碱基序列不同，可作为身份识别的依据之一，D正确。答案速填:1遗传效应2磷酸3脱氧核糖4氢键5规则的双螺旋6半保留复制7有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期8DNA分子的两条链94种脱氧核苷酸10解旋酶、DNA聚合酶等11边解旋12连续性 第4课能量之源光与光合作用(二) 考点一环境因素对光合作用强度的影响及应用 【核心知识突破】1.光合作用强度：(1)概念：是指植物在单位时间内通过光合作用制造_的数量。糖类(2)其他表示方法：单位时间内通过光合作用_的数量。单位时间内通过光合作用_的数量。消耗的CO2产生的O22.光照强度：(1)原理：光照强度通过直接影响_反应，进而影响光合

43、作用强度。光(2)构建数学模型：曲线模型：表达式模型：实际光合速率=_。表观(净)光合速率+呼吸速率(3)曲线解读：代谢过程细胞气体交换图解A点只有_ AB段光合作用强度_细胞呼吸强度 B点光补偿点：光合作用强度_细胞呼吸强度 细胞呼吸不再增加(4)应用：增加光照强度促进光合作用：温室中适当_以提高作物的光合作用强度。依据植物的特点合理利用光能：阴生植物光补偿点和光饱和点均较阳生植物_，可采用阴生植物与阳生植物_的方式以合理利用光能。增加光照强度低间作3.CO2浓度：(1)原理：CO2直接影响_，进而影响_。(2)构建数学模型：暗反应光反应(3)模型解读：代谢过程A点细胞只进行细胞呼吸AB段光

44、合作用强度_细胞呼吸强度B点CO2补偿点：光合作用强度=细胞呼吸强度B点后光合作用强度_细胞呼吸强度C点CO2饱和点：增加CO2浓度，光合作用强度_不再增加(4)应用。大田生产：应“正其行，通其风”或增施_。温室栽培：人工增加_、增施农家肥或与动物圈舍联通等。农家肥CO24.温度：(1)原理：温度通过影响_进而影响光合作用强度。(2)构建数学模型：酶的活性(3)模型解读。光合作用强度和细胞呼吸强度都受温度的影响。与_有关的酶对温度更为敏感。(4)应用。白天：适当提高温度以_。光合作用提高光合作用强度夜间：适当降低温度以_，减少有机物的消耗。降低细胞呼吸强度5.水：(1)原理：直接影响：水是光合

45、作用的_，含水量越高，细胞代谢越旺盛。间接影响：植物缺水会导致_，CO2供应不足，影响光合作用速率。(2)应用：合理灌溉。原料气孔关闭6.矿质元素：(1)原理：矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的_，缺乏会影响光合作用的进行。例如，N是酶的组成元素，N、P是ATP的组成元素，Mg是叶绿素的组成元素等。组成成分(2)构建数学模型： (3)模型解读：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用强度。超过一定浓度后，会因_过高而降低植物光合作用强度。土壤溶液浓度(4)应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高作物的光合作用强度。7.综合因素：(1)构建数学

46、模型： 图中：a.高CO2浓度，b.中CO2浓度，c.低CO2浓度。 高光强，中光强，低光强。(2)模型解读：P点之前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，依次为_、_和温度。Q点之后横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的主要因素，此时的主要影响因素依次为温度、_和_。光照强度光照强度CO2浓度光照强度(3)应用：有机肥中的有机物被土壤中的微生物分解成各种矿质元素，增加了土壤的肥力，另外还释放出热量和CO2，增加了大棚内的温度和CO2浓度，有利于光合作用的进行。【微点警示】对光合作用强度的三点认识(1)光合作用强度高光能利用率高：其他条件相同的情况下，光合作用强度越高，光能利用率越高。光

47、能利用率除受光合作用强度的影响外，还受光合作用时间和光合作用面积的影响。(2)影响光合作用强度的因素：外因：包括光照强度、温度、CO2浓度等。内因：包括酶的活性和数量、色素的种类和数量、五碳化合物的含量等。(3)多因素对光合作用强度的影响：不同因素的作用具有互补效应。如当光照强度降低时，可通过增加CO2浓度补偿。不同条件下关键影响因素不同。如其他条件适宜，CO2达到饱和点，此时限制因素最可能是五碳化合物的含量。【命题案例研析】【典例】 (2018全国卷)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：(1)当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是_。

48、(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是_，判断的依据是_。(3)甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是_。(4)某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的_(填“O2”或“CO2”)不足。【审答技巧】(1)题干中关键信息不要忽略：种植密度过大，植株接受的光照强度减弱。林下光照强度较弱，适合种植阴生植物。夏日晴天中午12：00，光照强度过强，气孔关闭，CO2供应不足。(2)读懂曲线图的关键信息：甲植物净光合速率为0时所需的光照强度大于乙。当光照强度大于a时，甲植物的净光合速率大于乙。【解析】本题考查光合作用的基本过程

49、和影响因素。(1)当光照强度大于a时，甲的净光合速率比乙的高，因此对光能的利用率较高的植物是甲。(2)光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大。(3)乙植物在低光照强度下的净光合速率大于甲，所以乙更适合在林下(低光照条件)种植。(4)夏日晴天中午12：00时温度过高，部分气孔关闭，进入叶肉细胞的CO2不足。答案：(1)甲(2)甲光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大(3)乙(4)CO2【高考长句应答特训】(1)甲、乙两种植物中，更

50、适合在林下种植的是_，原因是_。 乙乙植物在低光照强度下的净光合速率大于甲(2)某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，叶肉细胞内ATP的含量_(填“增加”“减少”或“不变”)，原因是_。增加气孔关闭，CO2减少，暗反应减弱，ATP消耗减少，而短时间内光反应正常【考点题组诊断】角度一单因素对光合作用的影响1.(2019长沙模拟)如图，原来置于黑暗环境中的绿色植物移到光下后，CO2吸收量发生了改变。据图判断下列叙述中正确的是()A.曲线AB段表示绿色植物呼吸强度减慢B.曲线BC段表示绿色植物仅进行光合作用C.B点时植物既进行光合作用，也进行细胞呼吸D.整段曲线表明，随光照强度增加，

51、光合速率增加，呼吸速率也增加【解析】选C。曲线AB段表示随着光照强度逐渐增强，二氧化碳的释放量逐渐减小，而不代表细胞呼吸强度改变，A错误；曲线BC段表示光照强度较高，绿色植物光合作用强度大于细胞呼吸强度，植物表现为释放CO2，B错误；B点表示绿色植物光合作用强度等于细胞呼吸强度，植物表现为既不吸收CO2也不释放CO2，C正确；由曲线可知，随光照强度递增，光合作用增强，但达到一定程度时，光合作用强度不再随之变化，在整个过程中不能确定呼吸速率的变化，D错误。【知识总结】影响光合作用因素的分析(1)内因：酶的数量与活性、色素含量等。(2)外因：CO2浓度、温度、光照强度等。(3)在达到光合作用光饱和

52、点(或CO2饱和点)以前，影响光合作用的主要因素是光照强度(或CO2浓度)。2.(2018淄博模拟)在天气晴朗的夏季，将用全素营养液培养的植株放入密闭的玻璃罩内放在室外进行培养。每隔一段时间用CO2浓度检测仪测定玻璃罩内CO2浓度，绘制成如图所示的曲线(水平虚线表示实验开始时玻璃罩内CO2浓度)。据图得出的判断不正确的是()A.d点和h点表示光合速率等于呼吸速率B.bc段和ab段曲线斜率差异可能主要是由温度造成的C.光合速率最大值可能出现在h点D.呼吸速率最小值可能出现在b点【解析】选C。图中d点和h点，玻璃罩内的CO2浓度达到平衡，此时光合速率等于呼吸速率；在夜间只进行细胞呼吸，但是ab段上

53、升速率快，而bc段变缓，这是由于早晨温度较低，细胞呼吸减弱；h点时光合作用积累的有机物最多，但光合速率不是最大；b点之前，CO2增加的速率快，b点之后，CO2增加的速率慢，因此呼吸速率最小值可能出现在b点。3.(金榜原创预测)为了研究温度对玉米幼苗生长的影响，某研究小组进行了如下实验：将若干组等量的、生长状况一致的玉米幼苗，白天给予26 的恒定温度，不同实验组给予不同的夜温，其他条件相同且适宜。结果如图1所示。将同一批玉米幼苗分别置于恒定的不同温度下培养，其他培养条件相同，光合作用强度与光照强度之间的关系如图2所示。下列有关叙述正确的是()世纪金榜导学号A.A点时玉米幼苗相对生长速率较低的主要

54、原因是夜温太低B.玉米幼苗生长的最适温度组合是日温26 、夜温20 C.玉米幼苗夜间生长所需的能量由线粒体提供D.15 时玉米幼苗的光合作用强度高于10 【解析】选A。由图可知，A点时玉米幼苗相对生长速率较低的主要原因是夜温太低，A正确；由于缺少其他日温的实验作对照，因此不能确定最适日温是26 ，B错误；玉米幼苗夜间生长主要通过有氧呼吸获取能量，因此其所需的能量由线粒体和细胞质基质提供，C错误；由图可知，光照强度较低时，15 时玉米幼苗的光合作用强度低于10 ，D错误。角度二多因素对光合作用的综合影响4.(2017天津高考)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著

55、高于野生型。如图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的是世纪金榜导学号()A.光照强度低于P时，突变型的光反应强度低于野生型B.光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型C.光照强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度D.光照强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度【解析】选D。题图中光照强度低于P时，突变型CO2吸收速率低于野生型，原因是突变型叶绿素含量较低，吸收光的能力较弱，光反应强度低于野生型，A项正确；光照强度高于P时，突变型CO2吸收速率大于野生型，原因是突变型固定CO2酶的活性显著高于野生型，导致暗反应强度高于野生型，B项正确；光

56、照强度低于P时，突变型光合速率随光照强度的增加而增加，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度，C项正确；光照强度高于P时，在达到光饱和点以前，突变型光合速率仍随光照强度的增加而增加，此时限制突变型光合速率的主要环境因素仍是光照强度，D项错误。【方法技巧】曲线图中限制因素的判断方法(1)曲线上升阶段：纵坐标随横坐标增加而增加，限制因素为横坐标代表的物理量(横坐标为时间时，限制因素不是时间，而是随时间变化而变化的温度或光照等环境因素)。(2)曲线水平阶段：纵坐标不再随横坐标增加而增加，限制因素为横坐标以外的物理量。5.(2019武汉模拟)如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示

57、意图。下列有关叙述中正确的是世纪金榜导学号()A.t1t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多B.t2t3，暗反应限制光合作用，若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高C.t3t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果D.t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3还原后的直接产物含量降低【解析】选D。水光解释放O2发生在叶绿体类囊体薄膜上，而不是叶绿体基质，A错误；t2t3光照充足且恒定，限制光合速率的因素为CO2浓度，若增加光照，光合速率不会提高，B错误；t3t4，暗反应增强，一定程度上加快ATP和ADP的转化，H和ATP

58、不再积累，导致光反应速率加快，C错误；突然停止光照，光反应减弱甚至停止，类囊体薄膜上ATP合成受阻，ATP含量减少，ADP和Pi含量升高，被还原的C3减少，所以直接产物C5含量降低，D正确。6.(教材素材新命题必修1 P108思维拓展)哈密瓜盛产于新疆的哈密地区。在哈密地区农作物生长季节里，阳光充沛、昼夜温差大。分析回答：(1)从影响哈密瓜生长的环境因素分析，哈密瓜特别甜的原因是_。(2)如果你的家乡想种哈密瓜并使瓜甜，仅从光合作用的角度分析，你认为应当采取的措施有_。【解析】(1)哈密地区位于我国的高纬度地区(夏季的白天长)，阳光充足，而且光照强，所以哈密瓜植株的叶片进行光合作用的时间长，光

59、合作用的强度大，积累的糖类自然就会很多。哈密地区夜间温度比较低，哈密瓜植株的细胞呼吸相对比较弱，消耗的糖类物质就会比较少。这样，哈密瓜内积存的糖类比较多。哈密瓜细胞内的糖类在有关酶的催化作用下，最终转化成果糖和葡萄糖，所以哈密瓜特别甜。(2)如果自己的家乡想种植哈密瓜并使瓜甜，就要模仿哈密地区的自然条件，创造类似的生态环境，如采取白天适当增加光照时间和光照强度，夜间适当降低温度等措施。答案：(1)白天温度高，光照强，哈密瓜光合作用强，积累的有机物较多；夜间温度低，哈密瓜细胞呼吸较弱，消耗的有机物较少，一昼夜积累的有机物较多(2)增加光照强度、延长光照时间等【加固训练】为研究长期盐碱胁迫对辣椒叶

60、绿素的影响，科研人员将辣椒幼苗放入盐碱溶液进行处理，一段时间后测定辣椒的相关数据和生长情况如下表。请思考并回答相关问题：辣椒叶绿素种类及比例a+b(mg/g)ab在盐碱溶液环境中0.571.21在非盐碱溶液环境中1.3831(1)提取辣椒叶绿素要使用无水乙醇，还需要加入适量的_，迅速研磨，过滤得到提取液。(2)分析以上图表，该实验的因变量是_，能影响因变量的无关变量有_(至少写出两个)。(3)分析以上图表，长期生长在盐碱溶液环境中，对辣椒_(填“叶绿素a”或“叶绿素b”)的影响较大，导致光反应减弱，合成的_减少。同时，构成气孔的保卫细胞发生渗透失水，气孔关闭，使气孔导度下降，直接导致_减弱，降