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第2、3、4节,DNA分子的结构、,复制及基因是有遗传效应的DNA片段,一、DNA的结构,沃森和克里克,1DNA双螺旋结构模型的构建者：_。2DNA的基本单位：_。,脱氧核苷酸,腺嘌呤,胞嘧啶,3空间结构：,反向平行,碱基,(1)两条脱氧核苷酸长链按_方式盘旋成双螺,旋结构,氢键,碱基互补配对原则,多样性,(2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；_排列在内侧(3)DNA两条链上的碱基通过_相连接并按照_形成碱基对；互补配对原则为：A与T配对；G与C配对。4DNA的特性：稳定性、_、特异性。,及方法,二、DNA的复制1假说与证据沃森和克里克的假说：半保留复制实验材料材料：大肠杆菌,方法：放射性同位素标记法,结论：DNA复制是以半保留方式进行,子代DNA,间,减数第一次分裂前,2DNA分子的复制：,拟核,宿主,4种脱氧核苷酸,解旋酶、DNA聚合酶,碱基互补配对,解旋,半保留,连续,(续表),遗传效应,排列顺序,线性,DNA,三、基因是有遗传效应的DNA片段1基因的实质：基因是有_的DNA片段。2基因与DNA的关系：一个DNA分子上有许多基因。3基因与遗传信息：基因中脱氧核苷酸的_称为遗传信息；DNA分子能够储存足够量的遗传信息。4基因与染色体的关系：基因在染色体上呈_排列。5生物体多样性和特异性的物质基础是_分子的多样性和特异性。,判断正误1DNA双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替,连接而成的。(,),2DNA复制就是基因表达的过程。(,),3DNA复制遵循碱基互补配对原则，新合成的两条子链,形成新的DNA双链。(,),答案：1.,2.,3.,考点一,DNA分子的结构及基因,1结构层次：,2DNA分子的结构模式图解读：,图中各部分(序号)的含义：,磷酸：是脱氧核苷酸的重要组成基团，DNA分子中绝大部分脱氧核糖都连接2个磷酸基团，1个DNA分子中只有2个游离的磷酸。,磷酸二酯键：是两个脱氧核苷酸相连的化学键，可用限,制酶切断，可用DNA连接酶或DNA聚合酶连接。,脱氧核糖：是脱氧核苷酸的组成部分。,碱基：共有4种，分别是A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、T(胸,腺嘧啶)、C(胞嘧啶)。,碱基对：A与T、G与C分别配对，遵循碱基互补配对,原则。,氢键：配对的碱基之间通过氢键相连，可用DNA解旋酶断裂，也可用高温断裂。碱基A和T、G和C之间分别有2个和3个氢键。,脱氧核苷酸：含有磷酸、脱氧核糖和含氮碱基各1个，,是DNA的基本组成单位，DNA初步水解产物。,脱氧核苷酸链：两条反向平行的脱氧核苷酸链双螺旋成,DNA分子。,DNA的内侧：由碱基对按不同的顺序排列而成，决定了,DNA的特异性和多样性。,DNA的外侧：由脱氧核糖和磷酸交替连接而成，构成,DNA的基本骨架。,方法技巧,DNA分子结构的“五、四、三、二、一”,3双链DNA分子中碱基的计算规律：,(1)互补的两个碱基数量相等，即AT，CG。,(2)任意两个不互补的碱基数量之和占碱基总数的50%，即嘌呤之和嘧啶之和总碱基数50%，AGTCAC,TG(ATCG)50%，,AGTC,AC1。TG,(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。设在双链DNA分子中的一条链上A1T1n%，因为A1T2，A2T1，则：A1T1A2T2n%。所以ATA1,A2T1T2,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”。,(4)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。,简记为：“DNA两互补链中，不配对两碱基之和的比值乘积为1”。,4基因的本质：,并非所有的DNA分子都遵循碱基互补配对原,则,(1)双链DNA分子中嘌呤数嘧啶数，遵循碱基互补配对,原则。,(2)单链DNA分子中不遵循碱基互补配对原则，嘌呤数和,嘧啶数不一定相等。,方法技巧,有关碱基计算的“三步曲”,高考探究,考向1,DNA的基本组成单位脱氧核苷酸,例1(2015年浙江杭州检测)如下图所示，B是由1分子磷酸、1分子碱基和1分子A构成的化合物，下列叙述正确的是,(,),A若M为腺嘌呤，则B肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸B在禽流感病原体、幽门螺杆菌体内B均为4种CATP脱去两个磷酸基团，可形成B，A为脱氧核糖D若A为脱氧核糖，则由B构成的核酸完全水解，得到的化合物最多有6种,解析由于图中的A有可能是核糖或脱氧核糖，所以若M是腺嘌呤，则B是腺嘌呤核糖核苷酸或腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，A项错误；禽流感病原体中只有RNA，所以B为4种核糖核苷酸，但在幽门螺杆菌体内有DNA和RNA，所以B为4种核糖核苷酸和4种脱氧核糖核苷酸，共8种，B项错误；ATP脱去两个磷酸基团，可形成B，但其中的A为核糖，C项错误；如果A为脱氧核糖，则B构成的核酸完全水解，得到的化合物为磷酸、脱氧核糖、4种碱基共6种，D项正确。,答案D,考向2,DNA分子的结构,例2(2015年上海卷)在双螺旋DNA模型搭建实验中，使用代表氢键的订书钉将代表四种碱基的塑料片连为一体。为了,逼真起见，A与T之间以及C与G之间最好分别钉(,),A2和2个钉C3和2个钉,B2和3个钉D3和3个钉,解析A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键，由此可推知A与T之间最好钉两个图钉，C与G之间最好钉3个图钉。答案选B。答案B,考向3,双链DNA分子中碱基的计算规律,例3(2014年山东卷)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(A,B,C,D,解析设该单链中四种碱基含量分别为A1、T1、G1、C1，其互补链中四种碱基含量为A2、T2、C2、G2，DNA分子中四种碱基含量A、T、G、C。由碱基互补配对原则可知(AC)/(TG)1，A曲线应为水平，A项错误；(A2C2)/(T2G2)(T1G1)/(A1C1)，B曲线应为双曲线的一支，B项错误；(AT)/(GC)(A1A2T1T2)/(G1G2C1C2)(A1T1)/(G1C1)，C项正确；(A1T1)/(G1C1)(T2A2)/(C2G2)，D项错误。答案C,考向4,基因的本质,例4(2014年海南卷)下列是某同学关于真核生物基因的叙,述，其中正确的是(,),携带遗传信息,能转运氨基酸,能与核糖体结合,能转录产生RNA,每相邻三个碱基组成一个反密码子,可能发生碱基对的增添、缺失、替换,AC,BD,解析基因是由遗传效应的DNA片段，DNA是遗传物质，能携带遗传信息，正确；转运RNA能识别并转运氨基酸，错误；信使RNA能与核糖体结合，用于合成蛋白质，错误；DNA的一条链为模板，遵循碱基互补配对原则，转录产生RNA，正确；转运RNA上一端的三个碱基组成一个反密码子，错误；DNA分子在复制时，可能发生碱基对的增添、缺失、替换，而引起基因结构的改变，属于基因突变，正确。,答案B,【考点练透】1(2015年湖南永州检测)下面关于DNA分子结构的叙述，,正确的是(,),ADNA分子的任一条链中AT，GCB每个碱基上均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖C每个磷酸分子都直接和两个脱氧核糖相连D双链DNA分子两条互补链上的A与T通过氢键相连,解析：碱基配对适用于DNA双链，不适用于DNA单链，A错；DNA分子中与碱基相连的是脱氧核糖，磷酸不与碱基相连，B错；在DNA分子的每条链中都有一个游离的磷酸基团只与一个脱氧核糖相连，其余的磷酸基团都与两个脱氧核糖相连，C错；双链DNA分子的A与T，G与C通过氢键配对，D正确。,答案：D,2(2016年广东广州模拟)下列对果蝇某基因的叙述，正确,的是(,),A在复制时，不会出现差错B一条脱氧核苷酸链中，相邻的A、T碱基均以氢键连接C全部碱基中，若C占30%，则A占20%D转录出的mRNA只能指导一条肽链的合成解析：DNA分子在复制时可能会出现差错，A错误；一条脱氧核苷酸链中，相邻的A、T碱基以“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连接，B错误；由于双链DNA分子中，A与T配对、G与C配对，因此ACTG50%，如果C占30%，则A占20%，C正确；一条mRNA可以合成多条肽链，D错误。答案：C,考点二,DNA分子的复制,1生物体中DNA分子复制的场所：真核生物：细胞核(主要场所)、叶绿体、线粒体原核生物：拟核、细胞质(如质粒中DNA的复制)DNA病毒：宿主细胞内2时间：发生于细胞分裂或病毒增殖时，真核生物DNA复制发生于有丝分裂间期及减数分裂的第一次分裂的间期。,3.DNA分子的复制：,4.与DNA复制相关的计算：,(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的有2n个，只含14N的有(2n2)个，做题时应看,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。做题时应看准是“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，则需消耗该脱氧核苷酸数为m2n1个。,方法技巧,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：,高考探究,考向1,DNA复制的过程及特点,例1(2014年上海卷)某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产,物是(,),A,B,C,D,解析亲代DNA双链用白色表示，DNA复制方式是半保留复制，因此复制一次后得到的两个DNA分子只含有白色和灰色，而第二次复制得到的四个DNA分子以这两个DNA分子的四条链为模板合成的四个DNA分子中，都含有黑色的DNA子链。,答案D,考向2,DNA复制过程中的相关计算,例2(2015年上海卷)若N个双链DNA分子在第i轮复制结束后，某一复制产物分子一条链上的某个C突变为T，这样在随后的各轮复制结束时，突变位点为AT碱基对的双链DNA,分子数与总DNA分子数的比例始终为(,),解析N个DNA分子第i轮复制结束后，得到的DNA分子数为N2i，在此基础上复制一次得到的DNA分子的总数为N2i1，其中以变异的DNA分子为模板复制一次，得到一个变异的DNA分子和一个正常的DNA分子，由此可推知突变位点为AT碱基对的双链DNA分子数与总DNA分子数的比例1/(N2i1)。,答案C,【考点练透】3下图为真核细胞DNA复制过程示意。据图分析，下列,相关叙述中错误的是(,),A由图示得知，子链是沿着一定方向延伸的,B合成两条子链时，DNA聚合酶移动的方向是相反的C细胞内的DNA复制场所有细胞核、叶绿体、线粒体D解旋需解旋酶及DNA聚合酶的催化，且需要消耗ATP解析：由题图可知，A、B正确；细胞内的DNA分布在细胞核、线粒体和叶绿体中，这三个结构都可以进行DNA复制；解旋不需要DNA聚合酶参与。,答案：D,4细菌在15N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入14N培养基中培养，抽取亲代及子代的DNA经高速离心分离，下图为可能的结果，下列,叙述错误的是(,),A子一代DNA应为C子三代DNA应为,B子二代DNA应为D亲代的DNA应为,解析：DNA复制的特点是半保留复制，形成的子一代DNA应为；子二代DNA应为；子三代DNA应为；亲代的DNA应为。,答案：C,5一个双链均被32P标记的DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下,列叙述不正确的是(,),A该DNA分子中含有氢键的数目为1.3104个B复制过程需要2.4104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸C子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为17D子代DNA分子中含32P与只含31P的DNA分子数之比为13,解析：该DNA分子中AT碱基对的数目为5000220%2000(个)，GC碱基对的数目为500020003000(个)，则该DNA分子中含有的氢键数目为20002300031.3104(个)；该复制过程需要的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(231)300021000(个)；子代中含32P的单链与含31P的单链之比为2(2322)17；子代中含32P与只含31P的DNA分子数之比为2(232)13。答案：B,1下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，,有关叙述错误的是(,),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效率,解析：由图可看出，此段DNA分子有三个复制起点，但,多个复制起点并不一定是同时开始的。,答案：A,2果蝇一个精原细胞中的一个核DNA分子用15N标记，在正常情况下，其减数分裂形成的精子中，含有15N的精子数,占(,),A1/16,B1/8,C1/4,D1/2,答案：D,3DNA熔解温度(Tm)是使DNA双螺旋结构解开一半时所需要的温度，不同种类DNA的Tm值不同。下图表示DNA分子中GC含量(占全部碱基的比例)与Tm的关系。下列有关叙述，不正,确的是(,),A一般地说，DNA分子的Tm值与GC含量呈正相关BTm值相同的DNA分子中GC的数量有可能不同C维持DNA双螺旋结构的主要化学键有磷酸二酯键和氢键DDNA分子中G与C之间的氢键总数比A与T之间多,解析：分析图示，GC含量越高，则DNA熔解所需温度越高，所以A项正确；Tm值与DNA分子中GC含量有关，而不是GC的数量，B项正确；DNA两条链通过氢键相连，脱氧核苷酸间通过磷酸二酯键连接成DNA单链，C项正确；G与C之间形成三个氢键，A与T之间形成两个氢键，但由于DNA分子中(AT)/(CG)比值不定，所以不能确定哪组碱基对间的氢键总数更多，D项错误。,答案：D,4取小鼠睾丸中的一个精原细胞，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减数分裂过程。下列有关叙述正确的,是(,),A初级精母细胞中每条染色体的两条染色单体都被标记B次级精母细胞中每条染色体都被标记C只有半数精细胞中有被标记的染色体D所有精细胞的全部染色体中，被标记的染色体数与未被标记的染色体数相等,解析：一个精原细胞在含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后，形成的子细胞中每条染色体的DNA分子中都只有一条单链被标记。将该子细胞放在不含放射性标记的培养基中完成减数分裂过程中，初级精母细胞中每条染色体上只有一条染色单体被标记；在减数第二次分裂后期，次级精母细胞中只有一半染色体被标记；由于在减数第二次分裂后期着丝点分裂后，被标记的染色体和未被标记的染色体进行随机结合后移向细胞两极，因此，含被标记的染色体的精细胞占全部精细胞的比例不能确定，但所有精细胞的全部染色体中有一半染色体是被标记的。,答案：D,5下面图甲中DNA分子有a和d两条链，将图甲中某一片段放大后如图乙所示，结合所学知识回答下列问题：,图甲,图乙,(1)从图甲可看出DNA复制的方式是_。,(2)图甲中，A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶，其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链，则A是_酶，B是_酶。(3)图甲过程在绿色植物叶肉细胞中进行的场所有_,_。,(4)图乙中，7是_。DNA分子的基本骨架由_交替连接而成；DNA分子两条链上的碱基通过_连接成碱基对，并且遵循_原则。,解析：(1)DNA复制的方式是半保留复制，即子代DNA保留了母链中的一条。(2)A酶是解旋酶，破坏了DNA分子两条链中的氢键，使DNA分子解旋；B酶催化DNA子链的合成，为DNA聚合酶。(3)甲图为DNA复制，发生在绿色植物叶肉细胞的细胞核、线粒体和叶绿体中。(4)乙图中4为胸腺嘧啶，5为脱氧核糖，6为磷酸，三者构成的7为胸腺嘧啶脱氧核苷酸。答案：(1)半保留复制,(2)解旋,DNA聚合,(3)细胞核、线粒体、叶绿体,(4)胸腺嘧啶脱氧核苷酸,脱氧核糖和磷酸,氢键,碱基,互补配对,
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