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走向高考 生物,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 高考总复习,基因的本质与基因的表达,第三单元,必修二 遗传与进化,第二讲 DNA分子的结构、复制与基因是有遗传效应的DNA片段,第三单元,考情考点探究,方法警示探究,课前基础回扣,核心考点突破,课 时 作 业,方法技巧警示,1.(2014山东，5)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( ),答案 C 解析 本题考查DNA组成中有关碱基数目的计算及识图。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错误；,(A2C2)/(T2G2)(T1G1)/(A1C1)，B曲线应为双曲线的一支，B错误；(AT)/(GC)(A1A2T1T2)/(G1G2C1C2)(A1T1)/(G1C1)，C项正确；(A1T1)/(G1C1)(T2A2)/(C2G2)，D错误。注意熟记有关DNA组成碱基计算的四个公式：(1)AT、GC，这是基础；(2)AGTC或ACTG；(3)(A1T1)/(G1C1)(A2T2)/(G2C2) (AT)/(GC)；(4)(A1G1)/(T1C1)m ，则(A2G2)/(T2C2)1/m 。知道(1)(2)是整个DNA分子有关计算的公式，(3)是单链DNA和互补链碱基互补配对碱基和的比值与整个DNA分子中相应碱基和的比值之间的关系，符合数学上的等比定理；(4)是互补链上不互补配对的碱基和的比值之间呈倒数关系。,2(2014江苏，25)羟胺可使胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶，导致DNA复制时发生错配(如图)。若一个DNA片段的两个胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶，下列相关叙述正确的是( ),A该片段复制后的子代DNA分子上的碱基序列都发生改变 B该片段复制后的子代DNA分子中GC碱基对与总碱基对的比下降 C这种变化一定会引起编码的蛋白质结构改变 D在细胞核与细胞质中均可发生如图所示的错配 答案 BD,解析 本题考查DNA的半保留复制以及基因指导蛋白质的合成。该片段复制后未转化的一条链为母链复制出的子代DNA分子上的碱基序列未发生改变，A错误；由于DNA片段的两个胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶，该片段复制后的子代DNA分子中GC碱基对与总碱基对的比下降，B正确；如果该片段不表达或者转化后的基因为隐性基因，就不会引起编码的蛋白质结构改变，C错误；DNA分子改变既发生在细胞核内，又可发生在细胞质中，D正确。解答此类题目一定要理解DNA复制的实质，基因的表达以及突变对性状的影响。,3(2013海南卷，12)甲(ATGG)是一种单链DNA片段，乙是该片段的转录产物，丙(APPP)是转录过程中的一种底物。下列叙述错误的是( ) A甲、乙、丙的组分中均有糖 B甲乙共由6种核苷酸组成 C丙可作为细胞内的直接能源物质 D乙的水解产物中含有丙 答案 D,解析 甲是单链DNA，乙是RNA、丙是ATP，三者都含有核糖，其中DNA中含脱氧核糖，RNA和ATP中含有核糖，A正确；甲为ATGG，含有3种核苷酸，其转录的RNA为UACC也含有3种核苷酸，因此甲、乙共含有6种核苷酸，B正确；ATP可以通过断裂远离腺苷的高能磷酸键，释放能量供生命活动利用，是直接的能源物质，C正确；乙的水解产物为3种核苷酸，不含有ATP，D错误。,4(2013上海卷)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 答案 D,一、DNA分子的结构 1基本单位 _；_；_；_。,磷酸,脱氧核糖,腺嘌呤,腺嘌呤脱氧核苷酸,磷酸、脱氧核糖,碱基对,T,T,G,G,碱基互补配对,双螺旋,亲代DNA,有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期,DNA分子的两条链,游离的4种脱氧核苷酸,ATP,DNA聚合酶,碱基互补配对,6方式 _。 7特点 _。 8意义 使_从亲代传给子代，保持了_的连续性。,解旋,DNA聚合,半保留复制,边解旋边复制,遗传信息,遗传信息,三、基因是有遗传效应的DNA片段,d,c,b,a,1据图分析得出 (1)基因与染色体的关系是：基因在染色体上呈_排列。 (2)染色体由DNA和蛋白质构成，一个DNA上有_个基因。构成基因的碱基数_(填“大于”或“小于”或“等于”)DNA分子的碱基总数。 (3)基因的本质是有_的DNA片段。遗传信息蕴藏在_的排列顺序之中。 2将代表下列结构的字母填入图中的相应横线上 a染色体、b.DNA、c.基因、d.脱氧核苷酸。,线性,许多,小于,遗传效应,4种碱基,1.DNA分子结构有什么特性？ 提示 稳定性、特异性、多样性 。 2生物体中DNA分子复制的具体场所有哪些？ 提示 真核生物：细胞核、线粒体、叶绿体；原核生物：拟核、质粒；病毒：宿主细胞内。,3若复制出错，会产生什么影响？ 提示 发生基因突变。 4DNA分子上所有的碱基序列都是遗传信息吗？基因的功能是什么？ 提示 不是，只有基因中控制生物遗传性状的脱氧核苷酸序列才为遗传信息；基因的作用是传递遗传信息和表达遗传信息，从而控制生物的性状。,答案 D,解析 DNA与RNA的基本单位是脱氧核苷酸和核糖核苷酸，差别在于五碳糖不一样，碱基不完全相同，故应该是不同，也不完全相同，A错误；既可表示脱氧核糖也可表示核糖，只有表示核糖时选项B才正确，B错误；表示碱基，在生物体中只有A、G、C、T、U五种，C错误。,2(2014青岛质检)如图为细胞内某基因(15N标记)结构示意图，A占全部碱基的20%。下列说法错误的是 ( ),A该基因中不可能含有S元素 B该基因的碱基(CG)/(AT)为32 C限制性核酸内切酶作用于部位，DNA解旋酶作用于部位 D将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的脱氧核苷酸链占1/4 答案 D,解析 基因是有遗传效应的DNA片段，其组成元素有C、H、O、N、P，A正确；在双链DNA分子中，AT，故T也占全部碱基的20%，由于ATGC100%、CG，得出C和G各占全部碱基的30%，所以该基因的碱基(CG)/(AT)为32，B正确；限制性核酸内切酶作用于部位的磷酸二酯键，DNA解旋酶作用于部位的氢键，C正确；复制3次共产生8个DNA分子，16条脱氧核苷酸链，有两条母链含15N，所以含15N的脱氧核苷酸链占子代总脱氧核苷酸链的1/8，D错误。,3(2014黄冈模拟)在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤占碱基总数的( ) A24% B22% C26% D23% 答案 A,解析 本题考查利用碱基互补配对原则计算DNA分子中相关碱基的能力。据题意知，AT54%，G122%，T128%；在双链DNA分子中，互补的碱基之和占全部碱基的比例等于其任何一条单链中这两种碱基之和占该链中碱基数的比例，所以A1T154%，则A154%28%26%，C1100%(22%28%26%)24%，由该链转录的mRNA中GC124%。,4(2014湖南模考)如图表示T2噬菌体、乳酸菌、酵母菌和家兔体内遗传物质组成中五碳糖、碱基和核苷酸的种类，其中与实际情况相符的是( ) AT2噬菌体 B乳酸菌 C酵母菌 D家兔 答案 A,解析 这四种生物的遗传物质都是DNA，DNA仅含有一种五碳糖(脱氧核糖)、4种碱基(A、T、C、G)和4种核苷酸，故只有A项符合要求。,1.DNA分子的组成,DNA分子的结构,2DNA分子的结构 (1)氢键：配对的碱基间形成碱基对，通过氢键相连，可用DNA解旋酶断裂，也可用高温断裂。 (2)磷酸二酯键：连接磷酸和相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖的化学键，可用限制酶切断，可用DNA连接酶或DNA聚合酶连接。 (3)每个DNA片段中有2个游离的磷酸基团，而且在整个DNA分子中磷酸、脱氧核糖和含氮碱基三者的数目相等。,3DNA分子的结构特点 (1)稳定性：DNA中脱氧核糖和磷酸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：DNA分子中碱基的排列顺序多种多样。 (3)特异性：每种DNA有别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。,(1)DNA的水解产物根据水解程度的不同而不同，彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和四种含氮碱基，初步水解产物是四种脱氧核苷酸。,(2)案例：在DNA分子的一条单链中，相邻的碱基A与T通过什么连接？ 正确答案：脱氧核糖磷酸脱氧核糖 错误答案：氢键。分析：受思维定式的影响，未注意“一条单链中，相邻的碱基A与T”，看到A与T的连接就认为是氢键，实际上DNA分子两条单链上的碱基A与T通过氢键连接，一条单链中相邻的碱基A与T通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连接。,如图为DNA分子部分结构示意图，以下叙述正确的是( ),ADNA的稳定性与有关，生物体内DNA解旋酶、RNA聚合酶、DNA聚合酶、逆转录酶等可以断开键 B是一个胞嘧啶脱氧核苷酸 CDNA连接酶可催化或键形成 DA链、B链的方向相反，骨架是磷酸和脱氧核糖,解析 解旋酶作用于氢键，DNA聚合酶、逆转录酶、DNA连接酶等均作用于磷酸二酯键，A错误；DNA分子是A链、B链反向平行排列构成，中的不是这个胞嘧啶脱氧核苷酸的磷酸基团，中下方的磷酸基团与才共同构成胞嘧啶脱氧核苷酸，B错误；DNA连接酶可催化两段DNA片段之间的磷酸二酯键(如，不是)的形成，C错误。 答案 D,如图为核苷酸链结构图，有关叙述不正确的是( ),A能构成一个完整核苷酸的是图中的a和b B各核苷酸之间是通过化学键连接起来的 CDNA连接酶可连接断裂的化学键 D若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是T 答案 A 解析 能构成一个完整核苷酸的是图中a并不是b。,DNA的复制,1.DNA分子的复制(以真核细胞为例),2.DNA复制的有关计算 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2n个 含有亲代链的DNA分子数为2个。 不含亲代链的DNA分子数为(2n2)个 含子代链的DNA有2n个 (2)子代脱氧核苷酸链数为2n1条 亲代脱氧核苷酸链数为2条。 新合成的脱氧核苷酸链数为(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，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m(2n1)个。 第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m2n1个。,下图为真核细胞DNA复制过程模式图，下列分析错误的是( ),A酶能使DNA双链的配对碱基之间的氢键断开 B图中可体现出边解旋边复制及半保留复制的特点 C在复制完成后，甲、乙可在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期分开 D若该DNA分子中复制前有1 000个碱基对，其中A 200个，则图示过程完成共需原料C 300个,解析 酶是解旋酶，能使DNA双链的配对碱基之间的氢键断开；图中可体现出边解旋边复制及半保留复制的特点；在复制完成后，甲、乙两个DNA分子可在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期随着丝点的分裂而分开；若该DNA分子中复制前有l 000个碱基对，其中A有200个，则C有800个，因此图示过程完成共需原料C 800个。 答案 D,将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中让其复制三次，则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例和占全部DNA单链的比例依次为( ) A1/2,1/4 B1/4,1/8 C1/4,1/6 D1/8,1/8 答案 B,解析 DNA分子的复制为半保留复制，复制过程中DNA的两条链均可作为母链(模板)来形成子链，形成两个DNA分子，子代DNA的两条链中，一条来自母链，一条是新合成的子链。复制三次指连续同步复制，共形成8个DNA分子。8个DNA分子共16条单链，其中只有2个DNA分子含有原来标记的15N(第一代)DNA分子的母链。,基因是有遗传效应的DNA片段,一、基因概念的理解 从结构上看 (1)基因是DNA分子上一个个特定的片段，一个DNA分子上有很多个基因。 (2)基因与DNA结构一样，也是由四种脱氧核苷酸按一定顺序排列而成的序列。 (3)每个基因的脱氧核苷酸数目及排列顺序是特定的。 (4)不同的基因，差别在于碱基数目及排列顺序不同。 (5)基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。,二、基因与脱氧核苷酸、遗传信息、DNA、染色体、蛋白质、生物性状之间的关系 1染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系,2基因、染色体、蛋白质、性状的关系,(1)对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体；线粒体和叶绿体也是基因的载体。 (2)对于原核细胞来说，拟核中的DNA分子或者质粒DNA均是裸露的，没有与蛋白质一起构成染色体。 (3)位于染色体上的基因随着染色体传递给子代，其遗传遵循孟德尔遗传规律。位于线粒体和叶绿体中的基因随线粒体和叶绿体传给子代，是控制细胞质遗传的基因，特点是母系遗传。,下列有关基因的叙述，不正确的是( ) A可以准确地复制 B能够储存遗传信息 C是4种碱基对的随机排列 D是有遗传效应的脱氧核苷酸序列 解析 本题考查基因的概念。易混点在于C和D选项，基因的概念明确指出基因是有遗传效应的DNA片段，而选项C中故意用碱基对来混淆碱基，不认真审题的考生易上当。 答案 C,基因是有“遗传效应的”DNA片段，下列哪项不是“遗传效应”的含义( ) A能控制一种生物性状的表现 B能控制一种蛋白质的合成 C能决定一种氨基酸的位置 D能转录成一种mRNA 答案 C,解析 基因概念中“遗传效应”是指控制生物的性状，而基因对性状的控制是通过控制蛋白质的合成来实现的；组成蛋白质的氨基酸约有20种，基因不只是决定一种氨基酸的位置，而是决定组成蛋白质的所有氨基酸的位置。,实验技能DNA复制方式探究,1.实验方法 探究DNA复制的方式，采用的是同位素示踪技术和离心处理，根据试管中DNA的分布位置确定复制方式。,2有关DNA复制方式的推测 (1)全保留复制模型：作为模板的DNA的两条母链分开，分别复制形成两条DNA子链，此后两条母链彼此结合，恢复原状，新合成的两条子链彼此互补结合形成一条新的双链DNA分子。 (2)弥散复制模型：亲代DNA双链被切成双链片段，而这些片段又可以作为新合成双链片段的模板，新、老双链又以某种方式聚集成“杂种链”。,(3)半保留复制：在复制过程中，原来双螺旋的两条链并没有被破坏，它们分成单独的链，每一条旧链作为模板再合成一条新链，这样在新合成的两个双螺旋分子中，每个分子中都有一条旧链和一条新链。,3实验过程(如下图),某研究性学习小组以细菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心法对有关DNA复制的方式进行了探究(已知培养用的细菌大约每20 min分裂一次，产生子代，实验结果见相关图示)。请回答下列问题：,(1)综合分析本实验的DNA离心结果，前三组实验中，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。 (2)分析讨论： 若实验三的离心结果为DNA位于1/2重和l/2轻带位置，则是_复制。如果DNA位于全中带位置，则是_复制。为了进一步得出结论，该小组设计了实验四，请分析：如果DNA位于_(位置及比例，下同)带位置，则是全保留复制；如果DNA位于_带位置，则是半保留复制。,若将实验三得到的DNA双链分开后再离心，其结果(填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。为什么？_。 (3)实验得出结论：DNA复制方式为半保留复制。若将实验四的实验时间改为60 min，离心后密度带的数量和位置是否发生变化？_。若实验三的结果中，子一代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_。 (4)假设某大肠杆菌含14N的DNA的相对分子质量为a，含15N的DNA的相对分子质量为b，现将含15N的DNA的大肠杆菌培养在含14N的培养基中，子二代DNA的相对分子质量平均为_。,解析 (1)前三组实验中，第三组结果对得到的结论起到了关键作用，但需把它与第一组轻带和第二组重带的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是半保留复制。 (2)若实验三的离心结果为DNA位于1/2重和1/2轻带位置，则是全保留复制，因为全保留复制产生的子代DNA的两条链均含14N，分布在轻带的位置，而亲代DNA的两条链均含15N，位于重带位置；如果DNA位于全中带位置，则是半保留复制，子代DNA都是一条链含14N，一条链含15N，所以处于中带位置。,同理，实验四中如果DNA位于1/4轻和3/4重带位置，则是全保留复制；如果DNA位于1/2中和1/2重带位置，则是半保留复制。若将实验三得到的DNA双链分开后再离心，其结果不能判断DNA的复制方式。因为无论是全保留复制还是半保留复制，实验结果都是一样的，都会出现位于1/2重和1/2轻带位置。 (3)若将实验四的实验时间改为60 min，细菌分裂三次，因为DNA复制方式为半保留复制，离心后密度带的数量和位置没有发生变化，还是在重带和中带位置。若实验三的结果中，子一代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15N。,(4)假设某大肠杆菌含14N的DNA的相对分子质量为a，含15N的DNA的相对分子质量为b，将含15N的DNA的大肠杆菌培养在含14N的培养基中，在子二代中有两个中带DNA和两个轻带DNA，相当于一个含15N的DNA和三个含14N的DNA，总质量为3ab，则四个DNA的平均相对分子质量为(3ab)/4。 答案 (1)三 一 二 (2)全保留 半保留 1/4轻和3/4重 1/2中和1/2重 不能 无论是全保留复制还是半保留复制，实验结果都是一样的 (3)没有变化 15N (4)(3ab)/4,双脱氧核苷酸常用于DNA测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与DNA 的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA合成时，在DNA聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的序列为GTACATACATG的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4中脱氧核苷酸，则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有( ) A2种 B3种 C4种 D5种 答案 D,解析 本题考查DNA的结构和复制，属于对理解层次的考查。由T和A配对和在该模板上共有4个腺嘌呤，可推出正常情况下，新形成子链上共有4个腺嘌呤；胸腺嘧啶双脱氧核苷酸可能与模板上的第1、2、3、4个腺嘌呤脱氧核苷酸进行配对而使复制在相应的部位终止；也可能不与任何一个配对，DNA正常复制，所以总共能形成5种不同长度的子链。,DNA分子的复制和相关计算 例1 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( ) A26%、22% B24%、28% C14%、11% D11%、14% 答案 A,经典图示 1DNA复制过程图,获取信息 (1)图中DNA分子复制是从多个起点开始的，边解旋边双向复制的。真核生物的这种复制方式提高了复制速率。 (2)从箭头看子链的合成方向与母链相反，且右上与左下段连续复制，而左上与右下段复制不连续，最终不连续的片段需要DNA连接酶连接成完整子链。,2DNA结构模式图 获取信息 (1)图中是磷酸二酯键，是碱基对间的氢键，解旋酶作用于部位，限制性内切酶和DNA连接酶作用于部位。 (2)该片段有2个游离的磷酸二酯键。,强化过关 关于下图所示DNA分子的叙述，正确的是( ) A限制酶作用于部位，DNA连接酶作用于部位 B该DNA的特异性表现在碱基种类和(AT)/(GC)的比例上,C若该DNA分子中A为p个，占全部碱基的n/m(m2n)，则C的个数为(pm/2n)p D把该DNA分子放在含15N的培养液中复制两代，子代中含15N的DNA分子占3/4 答案 C 解析 限制酶和DNA连接酶都作用于部位；该DNA的特异性不表现在碱基种类上，因为DNA中的碱基只有4种；把该DNA放在含15N的培养基中复制两代，子代DNA都含有15N。,没有掌握DNA半保留复制的原理和相关计算 例2 如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有碱基5 000对，AT占碱基总数的34%，若该DNA分子在14N的培养基中连续复制2次，下列叙述正确的是( ),A复制时作用于处的酶为限制酶 B复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9 900个 C处指的是腺嘌呤核糖核苷酸 D子代中含15N的DNA分子占3/4 错因分析 本题错因1：是不清楚限制酶、解旋酶、连接酶的作用部位而错选A；错因2：是审题不细，误把5 000对碱基看成5 000个碱基，或因不能正确使用碱基计算公式等，导致计算错误；错因3：对DNA半保留复制理解不透彻而误选D。,解析 DNA复制时作用于处的酶应为解旋酶；因为AT所占的比例是34%，且该DNA分子中有5 000个碱基对，所以C的数量5 0002(134%)(1/2)3 300，所以复制该DNA分子2次需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数量(221)3 3009 900(个)；因题图为某DNA分子片段，故处指的是腺嘌呤脱氧核苷酸；因亲代只有一条链含15N，故复制2次形成的4个DNA分子中只有1个DNA分子中含有15N。 答案 B,纠错笔记 1.DNA复制的计算规律 (1)将15N标记的DNA分子转移到含有14N的培养基中培养，无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是2个。若复制n次，则含15N的DNA分子占总DNA分子数的比例为2/2n。 (2)子代DNA分子的链中：总链数为2n22n1。含15N的链始终是2条，占总链数的比例为2/2n11/2n。 (3)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数为m(2n1)。,2第n次复制和n次复制所需要某种碱基数目的计算 某DNA分子中含某种碱基a个，复制n次，则共需要加入含有该碱基的脱氧核苷酸数为a(2n1)，但第n次复制时所需含有该碱基的脱氧核苷酸数为a(2n1)a(2n11)a2n1。,
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