DNA结构和DNA复制【精讲精研+能力提升】 高考生物一轮复习（新教材新高考）

浙科版2019版总复习必修二第一节体液调节是通过化学信号实现的调节第一节体液调节是通过化学信号实现的调节第二节神经系统通过下丘脑控制内分泌系统第二节神经系统通过下丘脑控制内分泌系统第17课时DNA结构和DNA复制第六单元遗传的分子基础1.DNA分子的化学组成及结构特点2.卡伽夫法则在DNA分子中，A和T的分子数相等，G和C的分子数相等，但A＋T的量不一定等于G＋C的量。C、H、O、N、PA、T、G、C脱氧核糖脱氧核苷酸脱氧核糖磷酸碱基氢键ATGC反向平行考点一DNA的分子结构和特点3．碱基排列顺序编码了遗传信息(1)相对稳定性：DNA分子中磷酸基团和脱氧核糖交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。(2)多样性：不同的DNA分子中脱氧核苷酸的数目不同，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4n种。(3)特异性：每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，代表了特定的遗传信息。(4)应用：通过对DNA中核苷酸的序列分析，科学家可以判断各种生物在进化中的亲缘关系，医生可以对两个人的血缘关系做出参考性的结论，警察可以对案件中人物的身份进行鉴定等。(1)要确定核酸类型，可分析碱基类型，确定碱基比例(

)(2)DNA彻底水解后的产物是四种脱氧核苷酸(

)(3)双链DNA分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖是通过氢键连接的(

)(4)嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了DNA分子空间结构的相对稳定(

)(5)DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的(

)(6)含有G、C碱基对比较多的DNA分子热稳定性较差(

)(7)分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同(

)(8)DNA分子中每个脱氧核糖都连接着两个磷酸基团(

)√××√√×××判断正误(2)基本结构①由磷酸、脱氧核糖、含氮碱基组成，三者之间的数量关系为1∶1∶1。②磷酸：每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个。据图回答相关问题：（1）

DNA双螺旋结构模型的构建者：沃森和克里克新教材新思考(2)水解产物DNA的初步水解产物是脱氧核苷酸，彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。(3)DNA分子中的氢键和磷酸二酯键①氢键：形成于碱基对之间，可用解旋酶断裂，也可加热断裂，A与T之间有两个氢键，G与C之间有三个氢键。②磷酸二酯键：磷酸和脱氧核糖之间的化学键。(4)碱基对数与氢键数的关系若碱基对数为n，则氢键数为2n～3n，若已知A有m个，则氢键数为3n－m。(5)下列①～⑤中，哪些项在不同双链DNA分子中，并无特异性？①A/T

②(A＋G)/(T＋C)

③(A＋C)/(T＋G)④(A＋T)/(G＋C)

⑤G/C提示不同双链DNA分子中，A＝T、G＝C，且嘌呤数目与嘧啶数目相等，故①、②、③、⑤均不具特异性；但不同DNA含有的A＋T与G＋C未必相同，故④具有特异性。(1)图中④能表示胞嘧啶脱氧核苷酸吗？

(2)解旋酶作用于图中哪个部位？限制性内切核酸酶和DNA连接酶作用于图中哪个部位？不能。解旋酶作用于⑨，限制性内切核酸酶和DNA连接酶作用于⑩(4)图中碱基之间（DNA单链上相邻的碱基）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？双链DNA中，反向平行的两条链之间的碱基通过氢键连接，而同一条链上碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连；一条链上的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接双链DNA分子中碱基含量的计算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。推论如下：（1）互补的两个碱基数量相等，即A＝T，C＝G。

(2)双链DNA分子中嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A＋G＝T＋C简记为“DNA分子中两个非互补碱基之和恒等且是DNA分子总碱基数的一半”。核心归纳：DNA碱基互补配对原则的有关计算规律(3)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。（或两互补碱基之和的比值）(3)双链DNA分子中，非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。命题点卡伽夫法则的应用例1.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A.32.9%和17.1% B.31.3%和18.7%C.18.7%和31.3% D.17.1%和32.9%C例2.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。下列图示正确的是C1.实验原理(1)DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。(2)DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。(3)DNA分子两条链上的碱基按照碱基互补配对原则两两配对，并且以氢键连接。考点二活动：制作DNA双螺旋结构模型2.实验步骤(1)用不同颜色的卡纸剪成长方形碱基，用其他颜色的卡纸剪成圆形代表磷酸，另一种颜色的卡纸剪成五边形，代表脱氧核糖。(2)使用订书机将磷酸、脱氧核糖、碱基连接，制作成一个个含有不同碱基的脱氧核苷酸模型。(3)用订书机把一个个脱氧核苷酸模型连接起来，形成一条多核苷酸的长链；根据碱基互补配对原则，制作一条与这条链完全互补的脱氧核苷酸长链。(4)将脱氧核苷酸中的磷酸固定在细铁丝上，然后把两条链平放在桌子上，用订书机把配对的碱基两两连接在一起。(5)将两条链的末端分别与硬纸方块连接在一起，两手分别提起硬纸方块，轻轻旋转，即可得到一个DNA分子双螺旋结构模型。（1）需几种材料来代表脱氧核糖、磷酸和不同的碱基？长度20bp（碱基对），A-T对有7对（2）需多少连接物将这些材料连接成DNA？640×2＋19×2＋7×2＋13×3=171例3.如图表示某同学制作的DNA双螺旋结构模型的一个片段。其中存在的错误有A.3处

B.5处

C.7处

D.8处C例4.(2018·绍兴模拟)在“制作DNA双螺旋结构模型”活动中，可采用不同形状的纸片分别代表脱氧核糖、磷酸和不同碱基，用订书针作为连接物。现要制作一个包含4种碱基、15个碱基对的DNA分子模型。下列叙述错误的是A.制作时要用到6种不同形状的纸片B.制作时共用到90张纸片C.制作时用到相同形状的纸片最多为30张D.若该模型中有5个腺嘌呤，则需要68个订书针D例5.“制作DNA双螺旋结构模型”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共14个，脱氧核糖塑料片共40个，磷酸塑料片共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.搭建的分子片段中每个脱氧核糖都与2个磷酸相连C.能搭建出47种不同的DNA分子模型D.能搭建出一个含有4个碱基对的DNA分子片段D例6.(2017·浙江11月选考)某真核生物DNA片段的结构示意图如下。下列叙述正确的是A.①的形成需要DNA聚合酶催化B.②表示腺嘌呤脱氧核苷C.③的形成只能发生在细胞核D.若α链中A＋T占48%，则DNA分子中G占26%D

考点三

DNA复制1.探究DNA的复制过程(1)方式推测：DNA分子的复制方式为半保留复制。(2)实验方法：同位素标记技术和密度梯度离心技术（提取DNA离心）。(3)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。(4)实验假设：DNA以半保留的方式复制。(5)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15N标记的亲代双链DNA；中带(密度居中)：一条链为14N标记、另一条链为15N标记的子代双链DNA；轻带(密度最小)两条链都为14N标记的子代双链DNA。(6)实验过程(7)过程分析①立即取出，提取DNA→离心→全部重带。②繁殖一代后取出，提取DNA→离心→全部中带。③繁殖两代后取出，提取DNA→离心→1/2轻带、1/2中带。(8)实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。实验分析与拓展DNA分子双螺旋结构模型提出之后，人们又去探究DNA是如何传递遗传信息的。当时推测可能有下图A所示的三种方式。1958年，Meslson和Stahl用密度梯度离心的方法，追踪由15N标记的DNA亲本链的去向，实验过程：在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N－DNA(对照)，在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N－DNA(亲代)，将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(子代Ⅰ和子代Ⅱ)后离心得到下图B所示的结果。请依据上述材料回答问题：(1)如果与对照相比，子代Ⅰ离心后能分辨出轻和重两条密度带，则说明DNA传递遗传信息的方式是____________。如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带，则可以排除DNA传递遗传信息的方式是___________。如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带，再继续做子代Ⅱ的DNA密度鉴定：①若子代Ⅱ离心后可以分出中、轻两条密度带，则可以确定DNA传递遗传信息的方式是___________。②若子代Ⅱ离心后不能分出中、轻两条密度带，则可以确定DNA传递遗传信息的方式是_________的可能。全保留复制全保留复制半保留复制分散复制(4)过程2．复制过程(1)概念：以亲代DNA为模板，合成子DNA的过程(2)时间：有丝分裂前的间期和减数第一次分裂前的间期(3)场所：细胞核、线粒体、叶绿体(5)特点①复制方式为半保留复制。②边解旋边复制。③多起点复制(真核生物)。(6)DNA分子精确复制的原因①DNA分子的双螺旋结构提供精确的模板。②碱基互补配对原则保证复制准确进行。(7)意义：DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，思考回答：(1)图中显示DNA分子复制是从

开始的，但并非

进行。(2)图中显示DNA分子复制是

的。(3)真核生物的这种复制方式的意义在于提高了复制

。(4)一个细胞周期中每个起点一般只起始

次，若为转录时解旋，则每个起点可起始

次。多个起点同时边解旋边双向复制速率1多新教材新思考A.甲过程产物的相对分子质量往往比乙过程产物的相对分子质量大B.甲过程以DNA的两条链同时作模板，乙过程以DNA其中一条链作模板C.几乎每个细胞都要进行甲过程，只有部分细胞进行乙过程D.在同一个细胞中，甲图中的每个起点最多启动一次，乙图中的起点可以

多次启动例7.(2018·台州模拟)甲、乙两图分别代表人体细胞核内的两个生理过程。下列叙述错误的是C(1)DNA分子复制中相关计算的规律DNA分子复制为半保留复制，若将一个被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代，其结果分析如下：核心归纳：1.DNA分子复制中相关计算(2)DNA分子复制过程中消耗的某种脱氧核苷酸数①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·(2n－1)个。②第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为m·2n－1个。例8.某DNA分子有500个碱基对，其中含有鸟嘌呤300个，将该DNA进行连续复制，经测定最后一次复制消耗了周围环境中1600个含腺嘌呤的脱氧核苷酸，则该DNA分子共复制了多少次A.3次

B.4次

C.5次

D.6次BDNA复制与细胞分裂中染色体标记问题(1)减数分裂与有丝分裂中染色体标记情况分析①减数分裂中染色体标记情况分析如果用3H标记细胞中的DNA分子，然后将细胞放在正常环境中培养，让其进行减数分裂，结果染色体中的DNA标记情况如图所示：2.DNA与其他知识结合的综合由图可以看出，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂2次，但DNA只复制1次，所以四个子细胞中所有的DNA分子均呈杂合状态