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第二单元基因的本质与表达,第2讲DNA分子的结构、复制与基因的本质,最新考纲1.DNA分子结构的主要特点()2.DNA分子的复制()3.基因的概念(),1DNA的“五、四、三、二、一”记忆法 五：五种元素C、H、O、N、P。 四：四种碱基对应四种脱氧核苷酸。 三：三种物质磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。 二：两条脱氧核苷酸长链(碱基对有A与T、G与C两种配对方式)。 一：一种空间结构规则的双螺旋结构。,2DNA复制的两个必记知识点 (1)DNA复制特点：边解旋边复制、半保留复制。 (2)复制的“四要素” 模板：DNA分子的两条链。 原料：游离的四种脱氧核苷酸。 酶：解旋酶和DNA聚合酶。 能量：细胞呼吸产生的ATP。 3基因的两个记忆知识点 (1)基因是有遗传效应的DNA片段。 (2)染色体是基因的主要载体，线粒体和叶绿体中也存在基因。,课前导学 1DNA双螺旋模型构建者：沃森和克里克。 2DNA的分子组成,知识点一DNA分子结构,脱氧核苷酸,磷酸,脱氧核糖,双螺旋结构,碱基对,2,3,3DNA分子的结构特点 (1)_性：如n个碱基对构成的DNA具有4n种碱基对排列顺序。 (2)_性：如每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。 (3)_性：如两条主链磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变，碱基对构成方式不变等。,多样 特异 稳定,巧记DNA分子结构的“五、四、三、二、一”,小题通关 1思考判断： (1)沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数。() (2)DNA单链中相邻碱基以氢键相连。() (3)T2噬菌体的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸。() (4)每个DNA分子中碱基数磷酸数核糖数。() 【答案】(1)(2)(3)(4),2下列关于DNA分子结构的叙述，正确的是() ADNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的单链结构 BDNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基 CDNA分子两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对 DDNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸脱氧核糖磷酸相连 【答案】C 【解析】DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的双链结构，A错误；DNA分子中的绝大多数磷酸连接着两个脱氧核糖，且磷酸不与碱基直接相连，B错误；DNA分子一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖磷酸脱氧核糖相连，D错误。,知识点二DNA复制,半保留,放射性同位素,2过程,能量,解旋,两条螺旋的双链,母链,脱氧核苷酸,DNA聚合酶,碱基互补配对,双螺旋,3方式：_。 4特点：_。 5意义：将遗传信息_，从而保持了_。,半保留复制,边解旋边复制,从亲代传给了子代,遗传信息的连续性,小题通关 (2017年河北定兴三中月考)下列关于DNA分子复制的叙述中，正确的是() ADNA分子在解旋酶的作用下水解成脱氧核苷酸 B在复制过程中，解旋和复制是同时进行的 C解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链 D两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子 【答案】B 【解析】解旋酶的作用是使DNA分子解旋，打开双链，A错误；DNA分子复制是边解旋边复制的过程，B正确；解旋后以一条母链为模板按照碱基互补配对原则合成一条子链，C错误；DNA分子复制后，每个DNA分子都各含有一条母链和一条子链，D错误。,课前导学 填充下面的基因关系图：,知识点三基因是有遗传效应的DNA片段,遗传,线,效应,特定脱,氧核苷酸序列,1个或2个,多,4,小题通关 下列关于细胞中染色体、DNA、基因三者关系的叙述，正确的是() A每条染色体含有多个DNA分子 B一个DNA分子含有一个基因 C基因是具有遗传效应的DNA片段 D基因在每个染色体上都成对存在 【答案】C 【解析】每条染色体含有1个或2个DNA分子，A错误；基因是有遗传效应的DNA片段，因此一个DNA分子含有多个基因，B错误；基因是具有遗传效应的DNA片段，C正确；等位基因在每对同源染色体上成对存在，在每个染色体上成单存在，D错误。,1两种DNA结构模型解读,DNA分子的结构及相关计算,(1)由图1可解读以下信息 (2)图2是图1的简化形式，其中是磷酸二酯键，是氢键。解旋酶作用于部位，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于部位。,DNA分子结构的5个关键点 (1)DNA分子的特异性是由碱基对的排列顺序决定的，而不是由配对方式决定的，配对方式只有AT、CG两种。 (2)并不是所有的脱氧核糖都连着两个磷酸基团，两条链各有一个3端的脱氧核糖只连着一个磷酸基团。 (3)双螺旋结构并不是固定不变的，复制和转录过程中会发生解旋。 (4)每条脱氧核苷酸链上都只有一个游离的磷酸基团，因此DNA分子中含有2个游离的磷酸基团。 (5)在DNA分子中，A与T分子数相等，G与C分子数相等，但AT的量不一定等于GC的量，后者恰恰反映了DNA分子的特异性。,如图为某同学在学习了DNA分子的结构后画的含有两个碱基对的DNA分子片段(其中“”代表磷酸基团)，下列为几位同学对此图的评价，其中哪位同学的评价较合理？,甲认为该图没有什么物质和结构上的错误。 乙认为该图至少有三处错误，其中核糖应改为脱氧核糖、U应改为T，DNA单链中脱氧核苷酸的磷酸基团应与相邻脱氧核苷酸3碳上的羟基脱水形成磷酸二酯键。 丙认为如果他画的是双链RNA分子，则该图就是正确的。 提示：该同学要画的为DNA分子结构图，图中的错误有：五碳糖应为脱氧核糖；碱基不含尿嘧啶(U)；磷酸与磷酸之间无化学键的连接，磷酸应与脱氧核糖交替连接，故乙同学评价较合理。,1如图为某DNA分子部分结构示意图，对该图的描述正确的是() A和相间排列，构成了DNA分子的基本骨架 BDNA分子中脱氧核苷酸序列代表了遗传信息 CDNA分子中G与C的比例越高，稳定性越低 D图中的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸 【答案】B,考查DNA分子的结构,【解析】由图示可知，(脱氧核糖)和(磷酸基团)交替连接，排列在外侧，构成了DNA分子的基本骨架，A错误。DNA分子能够储存遗传信息，遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中，所以说DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息，B正确。碱基对C与G之间有3个氢键，A与T之间有2个氢键，因此C与G的比例越高，DNA分子稳定性越高，C错误。由图可知，中的属于上面那个胸腺嘧啶脱氧核苷酸的磷酸基团，D错误。,2某种烷化剂芥子气能使鸟嘌呤转变为烷基化鸟嘌呤(mG)，mG不与胞嘧啶配对而与胸腺嘧啶配对。某双链DNA分子中T占碱基总数的20%，用芥子气使DNA分子中所有鸟嘌呤成为mG后进行复制一次，其中一个DNA分子中T占碱基总数的30%，则另一个DNA分子中T占碱基总数的比例是() A15%B20% C30%D40%,考查DNA分子中有关碱基含量的分析与计算,【答案】D 【解析】芥子气能使鸟嘌呤转变为烷基化鸟嘌呤(mG)，进行复制得甲、乙两个DNA分子，亲代DNA分子中T占20%，假设甲中T占30%，则甲中mG30%20%10%，由于亲代DNA分子中mGC60%，故亲代中mGC30%，则乙中mG20%，T20%20%40%。,“三看法”判断DNA分子结构的正误,1DNA分子复制的图形解读,DNA的复制,(1)研究DNA复制的常用方法：同位素标记法和离心法，常用的标记元素为3H、15N、32P，通过离心标记元素出现在试管中不同的位置。 (2)DNA复制的准确性 一般情况下，DNA的双螺旋结构和碱基互补配对原则能使DNA准确地进行复制。 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。 (3)影响DNA复制的外界条件,2DNA分子连续复制两次的图像及解读,3DNA分子复制方式的有关计算 DNA分子复制为半保留复制，若将一个全部N原子被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： (1)子代DNA分子数：2n个 无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是2个。 含14N的DNA分子有2n个，只含14N的有(2n2)个，解题时应看准是“含”还是“只含”。,(2)子代DNA分子的总链数：2n22n1条 无论复制多少次，含15N的链始终是2条。解题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。 含14N的链数是(2n12)条。 (3)消耗的脱氧核苷酸数 若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸为m(2n1)个。 若进行第n次复制，则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m2n1个。,1(2017年山东淄博考试)下图表示DNA复制的过程，结合图示下列有关叙述不正确的是(),考查DNA复制的过程、条件和特点,ADNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，使两条链解开 BDNA分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链的方向相反 C从图示可知，DNA分子具有多起点复制的特点，缩短了复制所需的时间 DDNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段 【答案】C 【解析】DNA复制是边解旋边复制，解旋时需要解旋酶打开DNA双链之间的氢键，A项正确；从图中可知，新合成的两条子链的方向是相反的，B项正确；图中只有一个复制起点，不能体现DNA分子多起点复制的特点，C项错误；DNA复制是将单个脱氧核苷酸连接成一条链，需要DNA聚合酶的作用，D项正确。,2(2017年山西忻州一中月考)用15N标记某细菌中的DNA分子，然后又将普通的14N来供给这种细菌，于是该细菌便用14N来合成DNA，假设该细菌在14N的培养基上连续分裂三次，在产生的新DNA分子中含15N的DNA与只含14N的DNA的比例是() A13B12 C11D17 【答案】A 【解析】根据DNA半保留复制原则，1个DNA分子复制三次可得8个DNA分子，其中2个DNA分子同时含有14N和15N，另外6个DNA分子只含有14N，所以新合成DNA分子中含15N的DNA与只含14N的DNA的比例是13。,考查DNA复制的相关计算,3某DNA分子片段有100个碱基对，其中60个胞嘧啶脱氧核苷酸，连续复制n次共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数、第n次复制需要的鸟嘌呤脱氧核苷酸数分别为() A40n1、60n1B40n、60n C402n1、60(2n1)D40(2n1)、602n1 【答案】D 【解析】该DNA分子片段中，共有100个碱基对，胞嘧啶脱氧核苷酸为60个，则鸟嘌呤脱氧核苷酸为60个，腺嘌呤脱氧核苷酸为40个。连续复制n次，产生2n个子代DNA分子，故需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数为40(2n1)，第n次复制时需要的鸟嘌呤脱氧核苷酸数为602n1。,4将洋葱根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸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完成一个细胞周期。下列叙述正确的是() A第一个细胞周期中，细胞内放射性迅速升高的时期是分裂前期 B第一个细胞周期结束后，每个子细胞中都有一半的染色体被标记 C第二个细胞周期的分裂中期，每条染色体中仅有一条单体被标记 D完成两个细胞周期后，每个子细胞中含3H标记的染色体数目相同 【答案】C,考查DNA半保留复制与细胞分裂的关系,【解析】3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸，细胞内放射性迅速升高表明处于DNA复制的时期，即细胞分裂间期；第一个细胞周期结束后，由于DNA的半保留复制，每个DNA分子都有一条链被3H标记，因此每条染色体都被标记；第二个细胞周期由于在不含放射性标记的培养基中培养，由一个DNA复制形成的2个子代DNA分子中一个有放射性标记，一个没有放射性标记，所以分裂中期两条姐妹染色单体中仅有一条被标记；第二个细胞周期的后期，由于着丝点分裂后染色体随机移向两极，因此每个子细胞中含3H标记的染色体数目不能确定。,5DNA的复制方式，可以通过设想来进行预测，可能的情况是全保留复制、半保留复制、分散(弥散)复制三种。究竟是哪种复制方式呢？下面设计实验来证明DNA的复制方式。,考查DNA复制方式的探究,实验步骤： a在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为含14N的DNA(对照)。 b在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为含15N的DNA(亲代)。 c将亲代15N大肠杆菌转移到氮源为14N的培养基中，再连续繁殖两代(和)，用密度梯度离心法分离，不同相对分子质量的DNA分子将分布在试管中的不同位置上。,实验预测： (1)如果与对照(14N/14N)相比，子代能分辨出两条DNA带：一条_带和一条_带，则可以排除_。 (2)如果子代只有一条中密度带，则可以排除_，但不能肯定是_。 (3)如果子代只有一条中密度带，再继续进行子代DNA密度鉴定：若子代可以分出_和_，则可以排除分散复制，同时肯定半保留复制；如果子代不能分出两条密度带，则排除_，同时确定为_。,【答案】(1)轻(14N/14N)重(15N/15N)半保留复制和分散复制(2)全保留复制半保留复制或分散复制(3)一条中密度带一条轻密度带半保留复制分散复制 【解析】由题图可知，深色为亲代DNA的脱氧核苷酸链(母链)，浅色为新形成的子代DNA的脱氧核苷酸链(子链)。因此全保留复制后得到的两个DNA分子，一个是原来的两条母链重新形成的亲代DNA分子，一个是两条子链形成的子代DNA分子；半保留复制后得到的每个子代DNA分子的一条链为母链，一条链为子链；分散复制后得到的子代DNA分子的每个单链都是由母链片段和子链片段间隔连接而成的。,巧借模式图解答与DNA复制有关问题 学会画DNA分子半保留复制图解有助于理解DNA的相关计算规律，如下图所示：,
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