2022高考生物一轮复习DNA分子的结构复制

第2、3、4节DNA分子的结构、

DNA的复制、基因是有遗传效应的DNA片段一、DNA分子的结构1.元素组成：________________。2.基本单位：构成DNA分子的基本单位是________。由一分子________、一分子________和一分子________连接而成。3.整体：由2条脱氧核苷酸链按________方式盘旋成双螺旋结构。4.由脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成________；________排列在内侧。5.碱基互补配对原则：A(______)一定与T(胸腺嘧啶)配对；G(______)一定与C(胞嘧啶)配对。即______＝T、______＝C。单链中相邻的碱基如何连接？双链中相邻的碱基如何连接？课前自主学案二、DNA分子的复制1.概念：以亲代DNA分子为模板，按________原则，合成子代DNA分子的过程。2.过程：解旋→以母链为模板按________原则合成与母链互补的子链→延伸子链→母链、子链盘绕成________。3.时期：有丝分裂的________和____________的间期。8.意义：保持了遗传信息的________。DNA复制的场所？三、基因是有遗传效应的DNA片段1.基因与DNA的关系(1)基因是有________的DNA片段。(2)每个DNA分子含有________基因。(3)DNA分子中存在________的片段。2.DNA片段中的遗传信息(1)定义：基因中________的排列顺序。(2)DNA分子特点①多样性：________的千变万化。②特异性：每一个DNA分子有特定的________。③稳定性：主要取决于DNA分子的________结构。3.与生物体多样性和特异性的关系(1)基因与性状的关系：基因是控制生物性状的________单位和________单位。(2)生物体多样性和特异性的物质基础：________的多样性和特异性。DNA分子的片段都有遗传效应吗？【自我校对】一、1.C、H、O、N、P

2.脱氧核苷酸磷酸脱氧核糖含氮碱基3.反向平行4.基本骨架碱基5.腺嘌呤鸟嘌呤A

G思考：在一条链中，相邻2个碱基之间通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖间接相连；双链中相邻碱基通过形成氢键连接。二、1.碱基互补配对2.碱基互补配对双螺旋子代DNA

3.间期减数第一次分裂前4.DNA分子的两条链4种游离的脱氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶5.两个6.边解旋边复制7.双螺旋结构碱基互补配对原则8.连续性思考：DNA复制的场所是细胞核、线粒体、叶绿体、拟核。复制的主要场所是细胞核、拟核。三、1.(1)遗传效应(2)多个(3)不是基因2.(1)脱氧核苷酸(2)①碱基排列顺序②碱基排列顺序③双螺旋3.(1)结构功能(2)DNA分子思考：不是。基因之间的片段没有遗传效应。DNA分子的结构一、关于DNA平面结构和空间结构(双螺旋结构)特点：1.两条链反向平行；2.脱氧核糖与磷酸交替排列在外侧；3.两条长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则。课堂互动学案二、DNA分子的结构特点1.稳定性的原因碱基之间通过氢键连接。A与T间两个氢键，G与C间三个氢键，严格遵循碱基互补配对原则。2.多样性的原因(1)碱基对的数量不同。(2)碱基对的排列顺序千变万化。3.特异性的原因每一个特定的DNA分子具有特定的碱基数量和特定的碱基排列顺序。【例1】

(2010·上海高考·T4)细胞内某一DNA片段中有30%的碱基为A，则该片段中(

)A.G的含量为30%

B.U的含量为30%C.嘌呤含量为50%D.嘧啶含量为40%【解析】因在DNA双链间只有A—T和G—C碱基对，故A＝T＝30%，G＝C＝20%，A＋G＝50%，T＋C＝50%。【答案】CDNA分子中碱基互补配对原则及其延伸1.原则A—T、G—C，图示为2.延伸(1)腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶相等，即A＝T，G＝C。(2)嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A＋G＝T＋C。(3)不互补的两碱基之和的比值等于1。即(A＋G)/(T＋C)＝(A＋C)/(T＋G)＝1。不互补的两碱基之和占总数的50%，即(A＋G)/总＝(A＋C)/总＝(T＋C)/总＝(T＋G)/总。(4)相互配对碱基之和所占比例“三不变”：(A1＋T1)/(G1＋C1)＝(A2＋T2)/(G2＋C2)＝(A＋T)/(G＋C)＝定值。(5)在DNA的两条互补链中，(A＋G)/(T＋C)的比例互为倒数关系。即(A1＋G1)/(T1＋C1)＝(T2＋C2)/(A2＋G2)。规律方法1.以上原则及延伸仅适用于双链DNA分子的碱基计算，不适用于单链DNA分子的碱基计算。2.应用上述结论，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。3.决定DNA特异性的是(A+T)／(G+C)。1.(2010·山东省实验中学模拟)下面关于DNA分子结构的叙述中错误的是(

)A.每个双链DNA分子含有四种脱氧核苷酸B.每个碱基分子上均连接着一个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分子中含有40个胞嘧啶，就会同时含有40个鸟嘌呤【解析】碱基分子和脱氧核糖相连，不和磷酸相连。【答案】BDNA分子复制及相关计算一、DNA分子的复制时期体细胞：有丝分裂的间期原始生殖细胞：减数第一次分裂前的间期场所细胞核、线粒体、叶绿体、拟核条件模板：亲代DNA分子的2条链原料：4种游离的脱氧核苷酸能量：ATP酶：解旋酶、DNA聚合酶等特点边解旋边复制，半保留复制准确复制的原因独特的双螺旋结构能为复制提供精确的模板；碱基互补配对原则，使复制准确无误的进行二、有关DNA复制的几个问题1.复制的场所：主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、叶绿体、细胞质基质(如质粒)中也进行DNA复制。2.外界条件对DNA复制的影响在DNA复制的过程中，需要酶的催化和ATP供能，凡是影响酶活性的因素和影响细胞呼吸的因素，都会影响DNA复制。3.DNA复制的过程4.DNA复制的准确性(1)一般情况下，DNA能准确地进行复制，其原因有：①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板。②DNA具有碱基互补配对的能力，能够使复制准确无误地进行。(2)特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可能造成碱基配对发生差错，引起基因突变。5.DNA的半保留复制特点：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链(模板链)。6.DNA复制的有关计算(1)1个DNA分子复制n代后，能形成2n个DNA分子，这些DNA分子中，只有两个含有第一代DNA分子的单链。(2)已知1个DNA分子中的P全部为32P标记，然后转移到31P的培养基中复制n代，其计算规律为：被标记的DNA分子(含32P)的比例为1/2n－1，被标记的DNA链(含32P)的比例为1/2n。(3)已知某DNA分子中含某种碱基(如腺嘌呤A)的数目为a，该DNA分子经过n次复制，所需要的该种游离碱基数目的计算公式为：所需要的游离碱基数＝a·(2n－1)。注：(1)(2)(3)中的n均为DNA复制次数。一个DNA分子复制n次后能形成2n个DNA；只有2个DNA分子含有原DNA的一条单链，占子代DNA总数的2/2n；共有2n＋1条脱氧核苷酸链，母链有两条，子链有2n＋1-2条。【例2】

(2010·北京理综·T30)科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。组别1组2组3组4组培养液中唯一氮源14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl繁殖代数多代多代一代两代培养产物ABB的子Ⅰ代B的子Ⅱ代操作提取DNA并离心离心结果仅为轻带(14N/14N)仅为重带(15N/15N)仅为中带(15N/14N)1/2轻带(14N/14N)1/2中带(15N/14N)请分析并回答：(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过________代培养，且培养液中的________是唯一氮源。(2)综合分析本实验的DNA离心结果，第________组结果对得到的结论起到了关键作用，但需把它与第________组和第________组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是________。(3)分析讨论：①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于________，据此可判断DNA分子的复制方式不是________复制。②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果是________(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置是________。放射性强度发生变化的是________带。④若某次实验的结果中，子Ⅰ代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成的DNA单链中的N尚有少部分为________。【解析】(2)若证明DNA的复制为半保留复制，需要证明后代DNA的两条链一条是原来的，另一条是新合成的。(3)①“轻”DNA为14N/14NDNA，“重”DNA为15N/15NDNA，根据表中信息“重带”DNA来自于B代。出现①的结果只能是后代DNA的两条链或全是原来的，或全是新合成的，说明DNA分子的复制方式不是半保留复制。②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，则无法判断后代DNA的两条链的来源，不能判断DNA的复制方式。③因为DNA是半保留复制，不管复制多少代，两条母链始终存在，所以在同等条件下将子Ⅱ代继续培养，子n代DNA的情况为有两个为14N/15NDNA，其余全为14N/14NDNA，所以子n代DNA离心结果是：密度带的数量始终是一条中带、一条轻带，位置也没有变化。轻带的放射性强度会发生变化。④“中带”为14N/15NDNA，“中带”略宽，说明新合成的DNA单链中尚有少部分15N。【答案】(1)多15NH4Cl

(2)3

1

2半保留复制(3)①B半保留②不能③没有变化轻④15NDNA分子复制注意的问题1.分清第n次复制和复制n次。如一DNA含有a个T，复制n次，需要的T是a(2n－1)，第n次复制，需要的T是a(2n－1)。2.分清具有放射性的DNA和具有放射性的脱氧核苷酸链的差别。如一DNA用32P标记，在不含32P的生物体内复制n次，共有DNA分子2n，其中具有放射性的DNA有两个；链总数2n＋1，其中具有放射性的脱氧核苷酸链有两个。规律方法2.(2010·山东高考T7)蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是(

)A.每条染色体的两条单体都被标记B.每条染色体中都只有一条单体被标记C.只有半数的染色体中一条单体被标记D.每条染色体的两条单体都不被标记【解析】以体细胞中含有一对染色体为例：从图示中，可看出：每条染色体中都只有一条单体被标记了。【答案】B基因与脱氧核苷酸、DNA、染色体的关系真核细胞中并非所有基因都位于