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研考点•重点难点探究固考基•双基体系优化目录ONTENTSC悟高考•真题演练4课时作业第六单元遗传的分子基础第2讲DNA分子的结构、复制及基因的本质[考纲要求]1.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)。2.DNA分子的复制(Ⅱ)。3.基因的概念(Ⅱ)。一、DNA分子的结构[巧记助学]利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子结构二、DNA的复制三、染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系1．如图为大肠杆菌DNA分子片段，分析并回答下列问题。(1)图中2是核糖还是脱氧核糖？。1、2、3构成了一个完整的脱氧核苷酸分子，据图推测其中文名称是。(2)图中的碱基对5和6是G—C、A—T还是A—U？。你的判断理由是什么？。(3)每个DNA片段中有几个游离的磷酸基团？。(4)图中a处为键，用酶可将其断裂，b处为键，该键形成时需酶参与，其断裂时需用。脱氧核糖胞嘧啶脱氧核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸A—T5和6之间有2个氢键，应为A—T，且DNA中无U2个氢解旋磷酸二酯DNA聚合限制性核酸内切酶2．下图是DNA复制的有关图示，A→B→C表示大肠杆菌的DNA复制。D→G表示哺乳动物的DNA分子复制。图中黑点表示复制起始点，“→”表示复制方向。(1)若A中含48502个碱基对，而子链延伸速度是105个碱基对/min，则此DNA分子复制完成约需30s。而实际上只需约16s。根据A→C图分析，是因为。(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2m之长，若按A→C的方式复制，至少8h，而实际上约6h左右。据D→G图分析，是因为。(3)A→G均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制是的。(4)C与A相同，G与D相同，C、G能被如此准确地复制出来，是因为。DNA分子独特DNA复制是双向进行的从多个起始点，同时进行复制边解旋边复制的双螺旋结构为复制提供精确的模板；DNA分子的碱基互补配对原则保证了DNA分子复制能准确无误地完成考点一DNA的结构[考点研析]1．DNA分子的组成2．DNA分子结构解读(1)磷酸基团：每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个，分别位于DNA分子的两端。(2)DNA分子中的3种连接①碱基对通过氢键连接。②一条链中相邻的两个碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接。③一条链上的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接。(3)氢键①可用解旋酶使其断裂，也可加热使其断裂。②A与T之间靠2个氢键连接，G与C之间靠3个氢键连接。③DNA分子中G和C的比例越高，DNA分子越稳定。3．由碱基种类及比例可分析判断核酸的种类(1)若有U无T，则该核酸为RNA。(2)若有T无U，且A＝T，G＝C，则该核酸一般为双链DNA。(3)若有T无U，且A≠T，G≠C，则该核酸为单链DNA。[方法规律]“归纳法”求解DNA分子中碱基数量的计算规律(1)涉及DNA碱基计算的4个常用规律规律一：双链DNA分子中配对的两种碱基数量相等，即A＝T、C＝G。规律二：双链DNA分子中不能配对的两种碱基之和占碱基总数的一半。规律三：配对的两碱基之和在单、双链中所占比例均相等。规律四：双链DNA分子一条链中的两个不互补碱基之和的比值是其互补链中这一比值的倒数；一条链中两个互补碱基之和的比值与其互补链中这一比值相等。结合下表理解碱基数量在单、双链中的比例关系：对象α链中比值β链中比值DNA中比值1A＋T若为ppp2A＋C若为q1－q123A＋GT＋C若为m1m14A＋TG＋C若为nnn5A∶T∶C∶G若为1∶2∶3∶42∶1∶4∶33∶3∶7∶7(2)涉及DNA单链碱基计算的3个解题步骤[命题探究]命题点1DNA的结构及特点1．下列关于DNA双螺旋结构的叙述正确的是()A．DNA分子中核糖和磷酸交替连接成基本骨架B．两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对C．两条链上的碱基遵循A与U、G与C的配对原则D．DNA分子是由两条同向平行的核苷酸链盘旋而成DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接成基本骨架，A错误；碱基对通过氢键连接，B正确；DNA中不存在碱基U，A与T配对，G与C配对，C错误；DNA分子是由两条反向平行的单链构成双螺旋结构，D错误。B2．图甲是DNA复制过程示意图，图乙是图甲的局部放大图。下列有关叙述正确的是()A．图甲中A代表DNA解旋酶，其作用是使图乙中的9所代表的结构断裂B．图甲中b、d两条链的碱基序列互补C．图乙中4代表U,5代表脱氧核糖D．图乙中7是复制的原料之一，复制过程需要消耗葡萄糖直接提供的能量解析：DNA解旋酶催化DNA解旋，其实质是使DNA双链间的氢键断裂，图乙中9代表氢键，A正确；a链分别与b、d链互补，所以b、d链的碱基序列相同，B错误；DNA中的四种碱基分别是A、T、C、G，不含碱基U，C错误；图乙中7代表胸腺嘧啶脱氧核苷酸，是DNA复制的一种原料，复制过程消耗的能量由ATP直接提供，D错误。答案：A命题点2DNA中有关碱基的计算3．某DNA分子中，G和C占全部碱基的44%，其中一条链中A占26%，C占20%，那么其互补链中的A和C分别占该链全部碱基的百分比是()A．28%和22%B．30%和24%C．26%和20%D．24%和30%DNA分子中G和C占44%，所以每条链中的G和C占该链的44%，已知其中一条链中G＝44%－20%＝24%，T＝1－26%－44%＝30%，所以互补链中A和C分别占该链的30%和24%，B正确。B4．某逆转录病毒的遗传物质RNA中有尿嘧啶128个，占总碱基数的32%，其逆转录生成的双链DNA分子中，A占总碱基数的30%，则该DNA分子中含鸟嘌呤的个数是()A．160B．80C．128D．120由RNA中尿嘧啶128个，占总碱基数的32%可推知，RNA中总碱基数为400个，所以逆转录生成的双链DNA分子中共800个碱基，A占30%，则G占20%，所以G一共有800×20%＝160个。A考点二DNA分子的复制[考点研析]1．有关DNA复制的几个问题(1)复制的场所：主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、叶绿体、细胞质基质(如质粒)中也可进行DNA复制。(2)外界条件对DNA复制的影响：在DNA复制的过程中，需要酶的催化和ATP供能，凡是影响酶活性的因素和影响细胞呼吸的因素，都会影响DNA的复制。(3)复制方式：半保留复制。新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链(模板链)。(4)过程特点：边解旋边复制；多点解旋和复制。(5)DNA复制的准确性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。2．DNA半保留复制的特点分析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共2n个含15N的DNA分子：2个只含15N的DNA分子：0个含14N的DNA分子：2n个只含14N的DNA分子：2n－2个(2)脱氧核苷酸链共2n＋1条含15N的脱氧核苷酸链：2条含14N的脱氧核苷酸链：2n＋1－2条(3)若将上述亲代和前3代的DNA分子用离心方法分离得到的结果如下：3．DNA分子复制过程中消耗核苷酸数的计算(1)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m×(2n－1)个。(2)若进行第n次复制，则需消耗该脱氧核苷酸数为m×2n－1。[方法技巧]“图解法”突破分裂过程中染色体放射性追踪问题示例：已知某细胞中的4对同源染色体全部被3H标记，将其移入不含放射性的培养基上培养，试分析有丝分裂和减数分裂各期细胞中染色体标记情况。(说明：“*”代表含放射性的染色体、染色单体或DNA链)(1)若进行连续的两次有丝分裂(以一条染色体为例分析)说明：第二次有丝分裂后期着丝点分裂后的两条子染色体，其中一条染色体含3H，故后期时含3H的染色体占一半，但两条子染色体移向哪一极是随机的，所以第二次分裂形成的4个子细胞中每个细胞含有3H的染色体数目不确定(0～8)，含有3H的子细胞数目也不确定(2～4)。如下表所示：第一次有丝分裂第二次有丝分裂中期后期子细胞中期后期子细胞含有的染色体数81688168被标记染色体数81688160～8(2)若进行减数分裂(以一对同源染色体为例分析)：结果如下表所示：减数第一次分裂减数第二次分裂中期后期子细胞中期后期子细胞含有的染色体数884484被标记染色体数884484[命题探究]命题点1DNA复制的过程5．(2018·高考全国卷Ⅰ)生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA—蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是()A．真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物B．真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有C．若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶D．若复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶真核细胞的染色体和染色质都主要是由DNA和蛋白质组成的，都存在DNA－蛋白质复合物。原核细胞无成形的细胞核，DNA裸露存在，不含染色体(质)，但是其DNA会在相关酶的催化下发生复制，DNA分子复制时会出现DNA－蛋白质复合物。DNA复制需要DNA聚合酶，若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能为DNA聚合酶。在DNA转录合成RNA时，需要有RNA聚合酶的参与，故该DNA－蛋白质复合物中含有RNA聚合酶。B6．某长度为1000个碱基对的双链环状DNA分子中含腺嘌呤300个。该DNA分子复制时，1链首先被断开形成3′、5′端口，接着5′端与2链发生分离，随后DNA分子以2链为模板，通过滚动从1链的3′端开始延伸子链，同时还以分离出来的5′端单链为模板合成另一条子链，其过程如图所示。下列有关叙述中不正确的是()A．该DNA分子的1链和2链中的碱基数目相同B．该DNA分子中每个脱氧核糖均与2个磷酸基团相连C．该DNA分子是以半保留方式复制的，且是一个边解旋边复制的过程D．若该DNA分子连续复制3次，则第三次复制时共需鸟嘌呤4900个解析：双链DNA分子的两条链是严格按照碱基互补配对原则形成的，所以1链和2链均含1000个碱基，两者碱基数目相同，A项正确；环状DNA分子中每个脱氧核糖均与2个磷酸基团相连，B项正确；根据题意可知，该DNA分子的1链断开后以两条链作模板边解旋边复制，C项正确；根据碱基互补配对原则(A＝T、G＝C)，由于该DNA分子含腺嘌呤300个，所以胸腺嘧啶也为300个，则胞嘧啶和鸟嘌呤均为700个，在第三次复制过程中，DNA分子数由4个增加到8个，即第三次新合成4个DNA分子，故第三次复制时共需鸟嘌呤700×4＝2800(个)，D项错误。答案：D命题点2DNA复制的特点7．甲、乙两图分别表示真核生物DNA分子与原核生物DNA分子复制过程示意图，下列有关说法错误的是()A．甲、乙两图中DNA分子都是边解旋边双向复制的B．两类生物的这种DNA分子复制方式均可提高复制速率C．两类生物的DNA分子复制过程中都需要解旋酶、DNA聚合酶D．真核生物的DNA复制是从多个起点同时开始的，而原核生物是从一个起点开始的解析：从图甲中可看出有三个复制起点，但由于圈的大小不同，代表真核生物DNA分子复制不是同时从多个起点开始的，复制起始时间上存在差异，D错误。答案：D8．(2019·湖南衡阳摸底)如图是DNA分子复制的有关图示，A→B→C表示大肠杆菌的DNA分子复制片段，D→F表示哺乳动物的核DNA分子复制片段。图中黑点表示复制起点，“→”表示复制方向，“⇨”表示时间顺序，请回答有关复制的一些问题：(1)C与A、F与D相同，C、F之所以能被如此准确地复制出来，是因为DNA分子独特的____________________可以为复制提供精确的模板，通过_______________可以保证复制能够准确无误地进行。(2)哺乳动物核