DNA分子的结构复制与基因的本质Word文件下载.docx
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概念
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
时间
有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期
场所
细胞核(主要)
条件
模板:
亲代DNA的两条链;
原料:
游离的4种脱氧核苷酸;
能量来自:
细胞呼吸产生的ATP;
酶:
解旋酶、DNA聚合酶等
原则
碱基互补配对原则
过程
解旋→合成与母链互补的子链→形成子代DNA分子
特点
边解旋边复制;
半保留复制
结果
1个DNA分子→2个DNA分子
意义
将遗传信息从亲代传给了子代,
保持了遗传信息的连续性
三、基因、DNA、染色体、脱氧核苷酸的关系
【答案】 ①脱氧核苷酸 ②遗传效应 ③脱氧核苷酸的排列顺序 ④多个
基础自测
1.判断
(1)磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA的基本骨架。
(√)
(2)DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的。
(3)双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数。
(4)分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。
(×
)
(5)沃森和克里克研究DNA分子的结构时,运用了构建物理模型的方法。
(6)基因在功能上具有相对独立性。
(7)DNA复制时,两条脱氧核糖核苷酸链均可作为模板。
(8)子代DNA分子中模板链与另一DNA分子中新合成的子链碱基序列完全相同。
(9)影响细胞呼吸(ATP供给)的所有因素都可能影响DNA复制。
2.下面为DNA分子的结构示意图,对该图的正确描述是( )
A.②和③相间排列,构成了DNA分子的基本骨架
B.①②③构成胞嘧啶脱氧核苷酸
C.④占的比例越大,DNA分子越稳定
D.DNA分子中⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T
【答案】 D
3.图为真核细胞DNA复制过程模式图,请根据图示回答问题:
(1)由图示得知,1个DNA分子复制出乙、丙2个DNA分子,其方式是______________。
(2)图中A酶是________酶,B酶是________酶。
其中B酶催化的过程是________。
(3)从图中可以看出合成两条子链的方向________。
(4)细胞中DNA复制的场所是__________________;
在复制完成后,乙、丙分开的时期为____________________。
【答案】
(1)半保留复制
(2)DNA聚合 解旋 解旋
(3)相反 (4)细胞核、线粒体和叶绿体 有丝分裂后期、减数第二次分裂后期
网络记忆
重点突破|领悟高考方向
重点1 DNA分子的结构与基因
[考点精讲]
1.DNA双螺旋结构的形成
2.DNA分子的特点
(1)稳定性:
使DNA双螺旋结构稳定的因素取决于
①碱基对间的氢键;
②疏水作用(或碱基的堆积力):
疏水的碱基彼此堆积,避开了水相,一般认为疏水作用对双螺旋的稳定性贡献最大。
(2)多样性:
碱基对(或脱氧核苷酸对)排列顺序的千变万化,构成了DNA的多样性―→遗传信息的多样性
生物多样性。
(3)特异性:
每个DNA分子的碱基对的排列顺序是特定的,构成了每个DNA分子的特异性
遗传信息的特异性
生物的特异性。
[名师点睛]
(1)配对的碱基,A与T之间形成两个氢键,G与C之间形成三个氢键。
C—G比例越大,DNA结构越稳定。
(2)决定DNA分子特异性的是
(3)DNA初步水解产物是脱氧核苷酸,彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。
3.基因(DNA)的基本功能
(1)遗传信息的传递:
发生在传种接代过程中,通过复制实现遗传信息由亲代到子代的传递。
(2)遗传信息的表达:
发生在生物个体发育过程中,通过转录和翻译控制蛋白质合成的过程。
[命题视角]
视角1 DNA分子的结构与特点
1.如图为核苷酸链结构图,下列叙述不正确的是( )
A.能构成一个完整核苷酸的是图中的a和b
B.图中与每个五碳糖直接相连的碱基有1个
C.各核苷酸之间是通过化学键③连接起来的
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
[心有灵犀] DNA结构中的化学键
(1)碱基对中氢键
(2)磷酸二酯键
视角2 基因的本质
2.下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法,不正确的是( )
A.基因一定位于染色体上
B.基因在染色体上呈线性排列
C.四种脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了基因的多样性和特异性
D.一条染色体上含有1个或2个DNA分子
重点2 DNA的复制
1.DNA复制方式的探究
实验材料:
大肠杆菌
↓
实验方法:
同位素标记法和密度梯度离心法
(亲代DNA分子与子代DNA分子的区分方法)
实验假设:
DNA分子以半保留的方式复制
实验结果:
与预期结果一致
实验结论:
2.DNA分子复制特点及子代DNA存在位置与去向
(1)复制特点:
半保留复制即新DNA分子有一条链来自亲代DNA(即模板链),另一条链(子链)为新合成的链。
(2)2个子代DNA位置:
当一个DNA分子复制后形成两个新DNA分子后,此两子代DNA恰位于两姐妹染色单体上,且由着丝点连在一起,即
(3)子代DNA去向:
在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期,当着丝点分裂时,两姐妹染色单体分开,分别移向细胞两极,此时子代DNA随染色单体分开而分开。
视角1 DNA分子复制方式的探究
3.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,图①~⑤为可能的结果,下列叙述错误的是( )
A.子一代DNA应为② B.子二代DNA应为①
C.子三代DNA应为④D.亲代的DNA应为⑤
【答案】 C
视角2 DNA分子复制过程与特点分析
4.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速率
解题技巧类2|DNA分子结构与复制的相关计算
[典例导悟]
(优质试题·
山东高考)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】 根据DNA分子的结构特点可知,若DNA分子双链中(A+T)/(C+G)的比值均为m,则每条链中(A+T)/(C+G)比值为m,由此可判断C正确、D错误;
DNA分子中(A+C)/(T+G)=1,而每条链中的(A+C)/(T+G)不能确定,但两条链中(A+C)/(T+G)的比值互为倒数,故A、B错误。
[拓展升华]
1.双链DNA分子中碱基的计算
(1)原理——碱基互补配对原则
A=T G≡C
(2)推论
①规律一:
一个双链DNA分子中,A=T、C=G、A+G=C+T,即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。
②规律二:
在双链DNA分子中,互补的两碱基和(如A+T或C+G)占全部碱基的比等于其任何一条单链中该种碱基比例的比值,且等于其转录形成的mRNA中该种比例的比值。
③规律三:
在DNA双链中一条单链的
的值与另一条互补单链的
的值互为倒数关系。
④规律四:
DNA双链中,一条单链的
的值,与另一条互补链的
的值是相等的,也与整个DNA分子中的
的值是相等的,且与其转录成的mRNA的
的值相等。
⑤规律五:
不同生物的双链DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同,即(A+T)/(C+G)的值不同。
该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。
⑥规律性:
若已知A占双链的比例为c%,则A占单链的比例无法确定,但最大值可求出为2c%,最小值为0。
2.DNA分子复制中相关计算的规律方法
DNA分子复制为半保留复制,若将一个被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分子数:
2n个。
①无论复制多少次,含15N的DNA分子始终是2个。
②含14N的有2n个,只含14N的有(2n-2)个,做题时应看准是“含”还是“只含”。
(2)子代DNA分子的总链数:
2n×
2=2n+1条。
①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”。
②含14N的链数是(2n+1-2)条。
(3)消耗的脱氧核苷酸数。
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为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个。
[题组对练]
1.用15N标记含有100个碱基对的DNA分子,其中有胞嘧啶60个。
该DNA分子在14N培养基中连续复制4次,其结果可能是( )
A.含有14N的DNA占100%
B.复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸640个
C.含15N的链占1/8
D.子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是2∶3
【解析】 在14N培养基中连续复制4次,得到24=16个DNA分子,32条链,其中含14N的DNA占100%,含15N的链有2条,占1/16,A项正确、C项错误;
根据已知条件,每个DNA分子中腺嘌呤脱氧核苷酸有
=40个,复制过程中消耗A=40×
(24-1)=600个,B项错误;
每个DNA分子中嘌呤和嘧啶互补配对,数量相等,两者之比是1∶1,D项错误。
2.7乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对。
某DNA分子中腺嘌呤(A)占碱基总数的30%,其中的鸟嘌呤(G)全部被7乙基化,该DNA分子正常复制产生两个DNA分子,其中一个DNA分子中胸腺嘧啶(T)占碱基总数的45%,另一个DNA分子中鸟嘌呤(G)所占比例为( )
A.10% B.20%
C.30% D.45%
【解析】 据DNA分子中的A占30%,可知T占30%,C占20%,G占20%,当其中的G全部被7乙基化后,新复制的两个DNA分子中如果一个DNA分子中的T占总数的45%,则另一个DNA分子中的T占35%,但G的比例不变。
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