高中生物高届高考复习资料必修二 第六单元 第17讲Word格式文档下载.docx
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2013·
全国卷Ⅱ(5)
科学
思维
构建DNA分子双螺旋结构模型,阐明其半保留复制过程
探究
实验设计与实验结果分析:
验证DNA分子通过半保留方式进行复制
考点一 DNA分子的结构及相关计算
图解DNA分子结构
■助学巧记
1.巧记DNA分子结构的“五·
四·
三·
二·
一”
2.DNA分子的特性
教材高考
1.高考重组 判断正误
(1)细胞核中的DNA复制和转录都以DNA为模板(2018·
海南卷,13D)( )
(2)细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和(2017·
海南卷,23C)( )
(3)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的(2014·
全国卷Ⅱ,5C)( )
(4)DNA的X光衍射实验证明了DNA是遗传物质(2013·
提示
(1)√
(2)×
DNA分子除含基因片段外,还有许多无遗传效应的片段。
(3)×
DNA一条链上磷酸和脱氧核糖通过磷酸二酯键相连。
(4)×
DNA的X光衍射图谱实验为DNA双螺旋结构模型建构提供了重要依据。
2.教材·
拓展·
拾遗
(1)(教材必修2P48“旁栏思考题”)沃森和克里克在构建DNA模型的过程中利用了他人的哪些经验和成果?
提示 ①英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的DNA的X射线衍射图谱;
②美国生物化学家鲍森揭示生物大分子结构的方法(1950年),即按照X射线衍射分析的实验数据建立模型的方法;
③奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果:
腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量,鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量这一碱基之间的数量关系。
(2)(教材必修2P58科学·
技术·
社会)如果获得DNA指纹图谱?
该技术有哪些应用?
提示 ①应用DNA指纹技术,首先需要用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段,然后用电泳的方法将这些片段按大小分开,再经过一系列步骤,最后形成DNA指纹图;
②由于每个人的DNA指纹图是独一无二的,所以我们可以根据分析指纹图的吻合程度来帮助确认身份。
因而此技术被广泛应用于刑侦领域、亲子鉴定、遗骸鉴定等。
围绕DNA分子的结构及特点考查结构与功能观
1.(2019·
广东惠州检测)如图是某DNA片段的结构示意图,下列叙述正确的是( )
A.DNA复制时,解旋酶先将①全部切割,再进行复制
B.DNA分子中A+T含量高时稳定性较高
C.磷酸与脱氧核糖交替排列构成DNA分子的基本骨架
D.a链、b链方向相同,a链与b链的碱基互补配对
解析 DNA复制时边解旋边复制,A错误;
碱基A和T之间有两个氢键,碱基G和C之间有三个氢键,因此G+C含量高的DNA分子的相对稳定性较高,B错误;
磷酸与脱氧核糖交替排列构成DNA分子的基本骨架,C正确;
DNA分子的两条链方向相反,a链与b链的碱基互补配对,D错误。
答案 C
(1)DNA分子中A与T间可形成2个氢键,G与C间可形成3个氢键——故G≡C对占比例越高的DNA分子其稳定性越高。
(2)并非所有的DNA分子均具“双链”,有的DNA分子为单链。
(3)原核细胞及真核细胞细胞器中的DNA分子为“双链环状”。
DNA分子结构相关计算
2.(2014·
山东理综,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( )
[慧眼识图 获取信息]
3.(2019·
河北石家庄模拟)在一个双链DNA分子中,碱基总数为m,腺嘌呤碱基数为n,G与C之间形成3个氢键,A与T之间形成2个氢键。
则下列有关叙述正确的是( )
①脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基数=m ②碱基之间的氢键数为(3m-2n)/2 ③一条链中A+T的数量为n ④G的数量为m-n
A.①②③④B.②③④
C.③④D.①②③
解析 每个脱氧核苷酸分子含有一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子碱基,所以脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基数=m,①正确;
因为A和T之间有2个氢键、C和G之间有3个氢键,根据碱基互补配对原则,A=T=n,则C=G=(m-2n)/2,所以碱基之间的氢键数为2n+3(m-2n)/2=(3m/2)-n,②正确;
双链DNA中,A=T=n,则根据碱基互补配对原则,一条链中A+T的数量为n,③正确;
由②中计算可知:
G的数量=(m-2n)/2,④错误。
答案 D
“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律
(1)在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同,即A+G=T+C。
(2)“互补碱基之和”的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同,即若在一条链中=m,在互补链及整个DNA分子中=m。
——此比值在不同DNA分子中具特异性。
(3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数,在整个DNA分子中为1,即若在DNA一条链中(或)=a,则在其互补链中该比值为,而在整个DNA分子中该比值为1,——此比值在不同双链DNA分子中无特异性(具共性)。
考点二 DNA分子的复制及基因的本质
1.DNA分子的复制
(1)过程归纳
DNA复制之“二、二、三、四”
(2)实验探究
①实验方法:
同位素示踪法和离心技术
②实验结果:
③实验结论:
DNA的复制是以半保留方式进行的。
2.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
1.同源染色体上的DNA分子之间除哪项外均可能不同?
请说明理由。
①碱基对的排列顺序 ②磷酸二酯键的数目
③脱氧核苷酸的种类 ④的比值
提示 ③ 同源染色体上的DNA分子可能是相同的,也可能是不同的,如X、Y染色体,所以构成DNA的脱氧核苷酸数目就可能不同,连接两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键的数目也就可能不同,碱基对的排列顺序不同;
DNA分子中A=T、C=G,但(A+T)/(C+G)在不同的DNA分子中可能不同,而构成所有DNA的脱氧核苷酸均只有4种。
2.如图是人类某染色体DNA的片段,含有基因A、基因b和无遗传效应的片段M。
请思考:
(1)基因A和b的本质区别是什么?
(2)决定mRNA上终止密码子的碱基对是否位于M处?
若M中插入若干个脱氧核苷酸对是否可引发基因突变?
为什么?
(3)A复制时b是否也复制?
A转录时,b是否也转录?
其转录的模板链一定相同吗?
提示
(1)不同基因的本质区别在于其脱氧核苷酸序列不同。
(2)M为无遗传效应的非基因片段,故其无转录功能,当然不存在决定mRNA上终止密码的碱基对,M中即使插入若干脱氧核苷酸对也不会引发基因突变。
(3)DNA分子复制为全程复制,故A复制时b也复制,但基因表达却为“选择性表达”,故A转录时,b未必转录,即使都转录,其模板链也未必相同。
结合DNA分子的复制及相关计算考查科学思维能力
1.[2016·
全国卷Ⅰ,29(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________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案 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
2.在氮源为14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子分别为14N—DNA(相对分子质量为a)和15N—DNA(相对分子质量为b)。
将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ),用离心方法分离得到的结果如图所示。
下列对此实验的叙述正确的是( )
A.Ⅰ代细菌DNA分子中两条链都是14N
B.Ⅱ代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的
C.预计Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为
D.上述实验Ⅰ代→Ⅱ代的结果能证明DNA复制方式为半保留复制
解析 Ⅰ代细菌DNA分子中一条链是14N,另一条链是15N,A错误;
Ⅱ代细菌含15N的DNA分子有2个,占全部(4个)DNA分子的,B错误;
由于1个含有14N的DNA分子的相对分子质量为a,则每条链的相对分子质量为;
1个含有15N的DNA分子的相对分子质量为b,则每条链的相对分子质量为。
将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,连续繁殖三代,得到共8个DNA分子,这8个DNA分子共16条链,只有2条是含15N的,14条是含14N的,因此总相对分子质量为×
2+×
14=b+7a,所以每个DNA分子的平均相对分子质量为,C正确;
实验Ⅰ代→Ⅱ代的结果不能证明DNA复制方式为半保留复制,D错误。
DNA分子复制中有关计算
假设1个DNA分子复制n次(设该DNA分子中含某种脱氧核苷酸m个)
点悟:
“DNA复制”相关题目的4点“注意”
(1)注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别,前者包括所有的复制,但后者只包括第n次的复制。
(2)注意碱基的单位是“对”还是“个”。
(3)切记在DNA复制过程中,无论复制了几次,含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。
(4)看清试题中问的是“DNA分子数”还是“链数”,是“含”还是“只含”等关键词,以免掉进陷阱。
围绕基因的本质考查结构与功能观
3.(2014·
海南卷,21)下列是某同学关于真核生物基因的叙述:
①携带遗传信息 ②能转运氨基酸 ③能与核糖体结合
④能转录产生RNA ⑤每相邻三个碱基组成一个反密码子 ⑥可能发生碱基对的增添、缺失、替换
其中正确的是( )
A.①③⑤B.①④⑥
C.②③⑥D.②④⑤
解析 基因是具有遗传效应的DNA片段,携带遗传信息,并能够将遗传信息通过转录传递到RNA,通过翻译表现为蛋白质特定的氨基酸序列和空间结构,基因中可能发生碱基对的增添、缺失或替换,即基因突变,故选B。
答案 B
4.(2019·
南昌调研)下列关于基因、染色体、性状之间的关系的叙述中,正确的是( )
A.性状与基因之间都存在一一对应的关系
B.真核生物的基因都位于染色体上,呈线性排列
C.每条染色体上有许多个DNA分子,每个DNA分子上有许多基因,每个基因中有许多脱氧核苷酸
D.染色体结构变异可能会使基因的数目或排列顺序发生改变
解析 性状与基因之间并不都存在一一对应的线性关系,有的性状受多个基因控制,有的基因同时控制多个性状,A错误;
真核生物的基因主要位于细胞核中的染色体上,也有部分基因位于线粒体、叶绿体中的DNA上,B错误;
每条染色体含有一个或2个DNA分子,C错误;
染色体结构变异可能会使基因的数目或排列顺序发生改变,D正确。
澄清易混易错·
强化科学思维
[易错易混]
易错点1 误认为DNA分子中“嘌呤一定等于嘧啶”
点拨 DNA分子一般为“双螺旋结构”,双链DNA中嘌呤等于嘧啶,但其一条链中嘌呤不一定等于嘧啶,单链DNA分子中嘌呤也不一定等于嘧啶。
易错点2 错将真核生物的“染色
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