资源描述
第六单元 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,1DNA分子的结构,脱氧核苷酸 A与T、G与C配对 反向平行,巧记 DNA分子结构的“五、四、三、二、一”,2DNA分子的特性 (1)稳定性：磷酸和_交替连接，排列在外侧构成基本骨架。 (2)_性：碱基对多种多样的排列顺序，如某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种(其中n代表碱基对数)。 (3)特异性：每种DNA分子都有特定的_排列顺序，代表了特定的遗传信息。,脱氧核糖,多样,碱基对,【教材深挖】 1DNA片段都是基因吗？都携带遗传信息吗？ 1DNA分子上的片段不都是基因，基因是有遗传效应的DNA片段，所以DNA片段不都携带遗传信息。 2针对下图回答问题。,(1)每个DNA分子片段中，有几个游离磷酸基团？ 2个。 (2)单链中相邻的碱基是如何连接的？ 通过脱氧核糖磷酸脱氧核糖连接。,3针对下图回答问题。 (1)图中、分别是什么键？ 磷酸二酯键、氢键。 (2)解旋酶作用于哪个部位？限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于哪个部位？ ；。,1.下图表示某DNA片段，有关该图的叙述正确的是( ),A相间排列，构成DNA分子的基本骨架 B的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸 C既容易断裂又容易生成，所以DNA稳定性与之无关 D该DNA片段有两种碱基配对方式，四种脱氧核苷酸,【解析】DNA分子的基本骨架为磷酸、脱氧核糖交替连接形成的，A错误；磷酸并不能与组成为胞嘧啶脱氧核苷酸，B错误；DNA稳定性与氢键有关，氢键越多，DNA分子越稳定，C错误；该DNA片段有两种碱基配对方式，即A与T配对、C与G配对，四种脱氧核苷酸，D正确。,D,2下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( ),A3处 B5处 C7处 D8处,【解析】DNA不含有碱基U；碱基配对应该是AT，GC；组成DNA的糖是脱氧核糖；G与C碱基对之间的氢键数目为3个；碱基的结构错误。,C,3.(2017安徽师大附中入学测试，31)假如检测某DNA分子得知碱基A的比例为x%，又知该DNA的一条链所含的碱基中y%是鸟嘌呤，以下推断正确的有 ( ) ADNA分子中碱基总数量为x/y BDNA分子中碱基U的数目为x% C另一条链中鸟嘌呤是(1x%y%) DDNA分子中碱基C的比例为50%x%,【解析】在DNA分子中A和T的数量是相等的，G和C的数量是相等的，A的比例是x%，只知道一条链中的G的比例，所以无法得出DNA分子的碱基总数，A错误；DNA分子中没有U，B错误；另一条链中鸟嘌呤应是(12x%)/2y%，C错误；碱基C的比例应是(12x%)/2，即50%x%，D正确。,D,4某双链DNA分子中含有200个碱基，一条链上ATGC1234，则该DNA分子( ) A四种含氮碱基ATGC4477 B若该DNA中A为p个，占全部碱基的n/m(m2n)，则G的个数为pm/2np C碱基排列方式共有 种 D含有4个游离的磷酸,【解析】该DNA分子中ATGC3377；若该DNA分子中A为p个，其占全部碱基的n/m，则全部碱基数为pn/m，所以G的个数为(pn/m2p)2，即pm/2np；碱基的排列方式应少于4100种；含有2个游离的磷酸。,B,1熟记与碱基互补配对有关的规律 规律一：双链DNA中的AT，GC，两条互补链的碱基总数相等，任意两个不互补的碱基之和恒等，占碱基总数的50%，即AGTCACTG。 规律二：非互补碱基之和的比例在整个DNA分子中为1，在两条互补链中互为倒数。如在一条链中(GA)/(TC)a，则在互补链中(GA)/(TC)1/a，而在整个DNA分子中(GA)/(TC)1。简记为“DNA两互补链中，不配对两碱基和的比值乘积为1”。 规律三：互补碱基之和的比例在整个DNA分子中以及任何一条链中都相等。如在一条链中(AT)/(GC)m，则在互补链及整个DNA分子中(AT)/(GC)m。而且在由DNA双链中任意一条链转录来的RNA分子中该比例(T换为U)仍为m。简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。 规律四：在双链DNA及其转录形成的RNA之间有下列关系，设双链DNA中a链的碱基为A1、T1、C1、G1，b链的碱基为A2、T2、C2、G2，则A1T1A2T2RNA分子中(AU)1/2DNA双链中的(AT)；G1C1G2C2RNA分子中(GC)1/2DNA双链中的(GC)。,2DNA分子中有关碱基比例计算的解题步骤 解DNA分子中有关碱基比例计算的试题时要分三步进行： (1)搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例，还是占DNA分子一条链上碱基的比例。 (2)画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知和所求的碱基。 (3)根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。,1DNA分子的复制 (1)概念：以_为模板，合成_的过程。 (2)时间：_。 (3)过程,(4)特点：_。 (5)方式：_。 (6)结果：形成两个完全相同的DNA分子。 (7)意义：将_从亲代传给子代，保持了_的连续性。,把两条螺旋的双链解开 脱氧核苷酸 DNA聚合酶 双螺旋结构,亲代DNA,子代DNA,有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期,边解旋边复制,半保留复制,遗传信息,遗传信息,2基因关系图,【教材深挖】 蛙的红细胞和哺乳动物成熟红细胞，是否都能进行DNA分子的复制？说明理由。,2.有遗传效应 许多,蛙的红细胞进行无丝分裂，可进行DNA分子的复制；哺乳动物成熟的红细胞已丧失细胞核，也无各种细胞器，不能进行DNA分子的复制。,1.(2017江苏东海月考，10)在DNA复制开始时，将大肠杆菌放在含低剂量 标记的脱氧胸苷( dT)的培养基中，dT可掺入正在复制的DNA分子中，使其带有放射性标记。几分钟后，将大肠杆菌转移到含高剂量 dT的培养基中培养一段时间。收集、裂解细胞，抽取其中的DNA进行放射性自显影检测，结果如图所示。据图可以作出的推测是( ),A复制起始区在高放射性区域 BDNA复制为半保留复制 CDNA复制从起始点向两个方向延伸 DDNA复制方向为ac,【解析】由题干信息可知，DNA复制的前一段时间，培养基中含低剂量放射性标记，后一段时间含高剂量放射性标记，最终检测的放射性结果显示低剂量在中段，高剂量在两端，所以可推测DNA复制从起始点向两个方向延伸。,C,2如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分析，下列相关叙述错误的是( ),A由图示得知，DNA分子复制的方式是半保留复制 B解旋酶能使双链DNA解开，但需要消耗ATP C子代DNA分子的两条链是反向平行排列的 DDNA在复制过程中是先进行解旋，后半保留复制,【解析】由图示可知，新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此复制的方式是半保留复制，A正确；解旋酶使DNA双链解开的过程消耗ATP，B正确；子代DNA分子的两条链是反向平行的，C正确；DNA在复制过程中是边解旋，边半保留复制，D错误。,D,3.有一个双链DNA分子共有碱基1 400个，其中1条链上(AT)(GC)25；构成该DNA分子的氮元素均为 。将该DNA分子转移到 的培养基中连续复制3次，则一个DNA分子中的腺嘌呤数，以及复制3次后含 的DNA分子总数依次为( ) A140；2 B200；8 C280；6 D400；8,【解析】由于整个DNA分子上(AT)(GC)也是25，所以一个DNA分子中AT400个，又AT，因此，腺嘌呤为200个。由于DNA分子转移到15N的培养基中连续复制3次，所以得到的8个DNA分子都含有15N。,B,4用 标记玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含 的培养基中培养，让其分裂n次，若一个细胞中的染色体总条数和被 标记的染色体条数分别是40条和2条，则该细胞至少是处于第几次分裂的分裂期( ) A第一次 B第二次 C第三次 D第四次,【解析】玉米体细胞是通过有丝分裂的方式进行增殖的，依题意和DNA分子的半保留复制，在第一次有丝分裂结束后，每个子细胞中含有20条染色体，每条染色体上所含有的双链DNA分子中只有一条链被 标记；在第二次有丝分裂的间期DNA分子完成复制后，每条染色体含2个DNA分子，这2个DNA分子分别位于组成该染色体的2条姐妹染色单体上，其中只有一条染色单体上的DNA的一条链被 标记，所以有丝分裂前期和中期的细胞中都有20条被标记的染色体，在有丝分裂后期，因着丝点分裂导致姐妹染色单体分开成为子染色体，此时细胞中的染色体数目加倍为40条，其中被标记的染色体有20条，由于子染色体移向两极是随机的，在第二次分裂结束后，所形成的子细胞中，含有被标记的染色体数为020条；在第三次有丝分裂的后期，会出现一个细胞中的染色体总条数和被 标记的染色体条数分别是40条和2条的情况。综上分析，C正确，A、B、D错误。,C,DNA复制过程中的数量关系 DNA分子的复制为半保留复制，若将一个被 标记的DNA转移到含 的培养基中培养(复制)n代，其结果分析如下： (1)子代DNA分子数： 个。 无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是2个。 含 的DNA分子有 个，只含 的DNA分子有(2n2)个，做题时应看准是“含”还是“只含”。 (2)子代DNA分子的总链数： 2 条。 无论复制多少次，含 的链始终是2条。做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。 含 的链数是( 2)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数为m( 1)个。 若进行第n次复制，则需消耗该脱氧核苷酸数为m 个。,1(2016新课标，2)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是( ) A随后细胞中的DNA复制发生障碍 B随后细胞中的RNA转录发生障碍 C该物质可将细胞周期阻断在分裂中期 D可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用,【解析】某物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能打开，说明该物质会阻碍DNA分子的解旋，因此会阻碍DNA分子的复制、转录和抑制细胞增殖，A、B、D正确；因DNA分子的复制发生在间期，所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期，C错误。,C,2(2015新课标，5)人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPc)，该蛋白无致病性。PrPc的空间结构改变后成为PrPsc(朊粒)，就具有了致病性。PrPsc可以诱导更多的PrPc转变为PrPsc，实现朊粒的增殖，可以引起疯牛病。据此判断，下列叙述正确的是( ) A朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中 B朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同 C蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化 DPrPc转变为PrPsc的过程属于遗传信息的翻译过程,【解析】根据题干信息知，朊粒为蛋白质，不可能整合到宿主的基因组中，A错误；由题干可知，朊粒的增殖是通过诱导更多的PrPc的空间结构改变实现的，而肺炎双球菌的增殖方式为二分裂，B错误；蛋白质功能发生变化的一个重要原因是其空间结构发生改变，C正确；遗传信息的翻译过程是指在核糖体上以mRNA为模板合成蛋白质的过程，而PrPc转变为PrPsc的过程是空间结构的改变，不符合上述特点，D错误。,C,3(2015上海高考，19)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 B2和3个钉 C3和2个钉 D3和3个钉,答案 【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2个订书钉，C与G之间最好钉3个订书钉。,B,4(2015上海高考，18)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，这样在随后的一轮复制结束时，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个双链DNA分子在第i轮复制后形成N 个DNA分子中，某DNA分子的一条链上某个C突变为T，则在随后的一轮复制结束时，有1个DNA分子中突变位点为AT碱基对，占双链DNA分子数的比例为1/N ；在随后的两轮复制结束时，突变位点为AT碱基对的双链DNA分子数的比例应为2/(N 2)1/N 。,C,5(2014山东高考，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( ),【解析】双链DNA分子中，(AC)/(TG)一定等于1，A错误；当一条链中存在(A1C1)/(T1G1)1时，其互补链中存在(A2C2)/(T2G2)(T1G1)/(A1C1)1，B错误；在DNA分子中，存在(A1T1)/(G1C1)(A2T2)/(G2C2)(AT)/(GC)，C正确、D错误。,C,6(2016新课标，29)在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用、和表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(APPP或dAPPP)。回答下列问题： (1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的_(填“”“”或“”)位上。 (2)若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的_(填“”“”或“”)位上。 (3)将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是_。,一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记,【解析】 (1)ATP水解生成ADP的过程中，断裂的是位和位之间的高能磷酸键，即位磷酸基团转移到DNA末端。故若要将32P标记到DNA上，带有32P的磷酸基团应在位上。 (2)dATP脱去位和位的磷酸基团后为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，即DNA的基本组成单位之一，故用dATP为原料合成DNA时，要将32P标记到新合成的DNA上，则32P应在位。 (3)噬菌体双链DNA的复制过程中，被32P标记的两条单链始终被保留，并分别存在于两个子代DNA分子中。另外，新合成DNA过程中，原料无32P标记，所以n条子代DNA分子中有且只有2条含有32P标记。究其原因即为DNA的半保留复制。,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。,易错点1 对并非所有的DNA分子都遵循碱基互补配对原则理解不透 【点拨】(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。 易错点2 计算时，乱套公式而出错 【点拨】用DNA分子相关碱基互补配对演绎出来的各种计算公式是有前提条件的，其前提条件必须确认为“双链DNA分子”才成立，否则不成立。判定如下：双链DNA分子中AT、GC，若出现AT或GC可肯定不是双链DNA分子。若出现“嘌呤嘧啶”则可肯定不是双链DNA分子，可能为“RNA”“单链DNA”或“DNARNA”。 易错点3 对细胞分裂和DNA复制相结合的知识理解不透 【点拨】只要亲代细胞所有DNA均标记且只复制1次，产生子代DNA分子全带放射性，不管有丝分裂一次产生2个子细胞，还是减数分裂连续分裂2次产生4个子细胞。 易错点4 对DNA复制过程中“第n次”还是“n次”复制所需某种碱基数量的计算原理不清 【点拨】第n次复制是所有DNA只复制1次所需碱基数目；n次复制是指由原来的DNA分子复制n次，所需碱基数目。,易错点5 对DNA复制与基因突变的关系混淆不清 【点拨】 (1)一般情况下，DNA分子能准确地进行复制。原因：DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。 (2)在特殊情况下，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，引发基因突变。,
展开阅读全文