届一轮复习中图版DNA的分子结构及复制教案.docx
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届一轮复习中图版DNA的分子结构及复制教案
第16讲 DNA的分子结构及复制
[最新考纲] 1.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)。
2.DNA分子的复制(Ⅱ)。
考点一 DNA分子的结构及相关计算(5年12考)
1.图解DNA分子结构
■助学巧记
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.真题重组 判断正误
(1)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)(×)
(2)大肠杆菌细胞中只有A、T、C、G四种碱基(2012·海南卷,5C)(×)
(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·全国卷Ⅱ,5C)(×)
(5)DNA有氢键,RNA没有氢键(2013·全国卷Ⅱ,1A)(×)
以上内容主要源自教材必修二P57~59,把握DNA双螺旋结构模型构建历程及DNA双螺旋结构内涵是解题关键。
2.(必修二P59图3-1-10改编)下图为大肠杆菌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 酶。
提示
(1)脱氧核糖 胞嘧啶脱氧核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸
(2)A—T 5与6间有2个氢键,应为A—T对,而不是G—C对,而且DNA分子中无“U”
(3)2个
(4)氢 解旋 磷酸二酯 DNA聚合酶或DNA连接 限制性核酸内切
DNA分子的结构及特点
1.(2017·海南卷,24)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。
下列关于生物体内DNA分子中(A+T)/(G+C)与(A+C)/(G+T)两个比值的叙述,正确的是( )
A.碱基序列不同的双链DNA分子,后一比值不同
B.前一个比值越大,双链DNA分子的稳定性越高
C.当两个比值相同时,可判断这个DNA分子是双链
D.经半保留复制得到的DNA分子,后一比值等于1
解析 在双链DNA分子中,A、T之间形成2个氢键构成碱基对,G、C之间形成3个氢键构成碱基对,所以G、C对相对越多,DNA分子越稳定,B错误;又因A=T、G=C,所以只要是双链DNA分子(A+C)/(G+T)都恒等于1,A错误,D正确;单链DNA中,两个比值也可能相同,C错误。
答案 D
2.(2017·山东部分重点中学联考)下列有关DNA分子的叙述,正确的是( )
A.“噬菌体侵染细菌实验”证明DNA是主要的遗传物质
B.一个含n个碱基的DNA分子,转录出的mRNA分子的碱基数量是n/2
C.DNA的一条单链上相邻的碱基A与T之间通过氢键连接
D.DNA分子互补配对的两条链中碱基序列一定不同
解析 “噬菌体侵染细菌实验”只证明了DNA是遗传物质,A错误;一个含n个碱基的DNA分子,由于DNA中存在非编码区,故转录出的mRNA分子的碱基数量肯定小于n/2,B错误;DNA的一条单链上相邻的碱基A与T之间通过脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖连接,C错误;DNA分子互补配对的两条链中,碱基序列肯定不同,D正确。
答案 D
(1)DNA分子的特异性是由碱基对的排列顺序决定的,而不是由配对方式决定的,配对方式只有四种:
A—T、C—G、T—A、G—C。
(2)DNA中并不是所有的脱氧核糖都连着两个磷酸基团,两条链各有一个3′端的脱氧核糖连着一个磷酸基团(环状DNA分子除外)。
(3)双螺旋结构并不是固定不变的,复制和转录过程中会发生解旋。
(4)在DNA分子中,A与T分子数相等,G与C分子数相等,但A+T的量不一定等于G+C的量,后者恰恰反映了DNA分子的特异性。
(5)并非所有的DNA分子均具“双链”,有的DNA分子为单链。
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
【典例】(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]
答案 C
“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,而且由任一条链转录来的mRNA分子中(A+U)/(G+C)仍为m(注:
不同DNA分子中m值可不同,显示特异性)。
(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=a,则在其互补链中=,而在整个DNA分子中=1。
(注:
不同双链DNA分子中非互补碱基之和的比均为1,无特异性)
【方法体验】
(2017·河南洛阳检测)如图为DNA分子部分结构示意图,对该图的描述不正确的是( )
A.DNA分子是由两条链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
B.④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸,②和③相间排列,构成了DNA分子的基本骨架
C.⑤⑥⑦⑧对应的碱基依次为A、G、C、T
D.若该DNA分子中A与T之和占全部碱基数目的54%,其中一条链中G占该链碱基总数的22%,则另一条链中G占该链碱基总数的24%
解析 DNA分子由反向平行的两条链组成,A正确;④由一分子磷酸,一分子胞嘧啶和一分子脱氧核糖构成,但①②③不能构成胞嘧啶脱氧核苷酸,②脱氧核糖和①磷酸交替排列,构成了DNA分子的基本骨架,B错误;根据碱基互补配对原则,在DNA分子中A与T配对,G与C配对,C正确;若该DNA分子中A与T之和占全部碱基数目的54%,则该DNA分子的一条链中A与T之和占该链碱基数目的54%,若一条链中G占该链碱基总数的22%,则该条链中C占24%,则互补链中G占该链碱基总数的24%,D正确。
答案 B
考点二 DNA分子的复制及基因的概念(5年13考)
DNA分子的复制
(1)概念、时间、场所
(2)过程
(3)特点
①过程:
边解旋边复制
②方式:
半保留复制
(4)准确复制的原因和意义
①原因:
DNA具有独特的双螺旋结构,为复制提供精确的模板,碱基互补配对原则,保证了复制能准确进行。
②意义:
DNA分子通过复制,将遗传信息从亲代传给了子代,保持了遗传信息的连续性。
■助学巧记
巧记DNA分子的复制的“二、二、三、四”
DNA分子的复制及相关计算
(2016·全国卷Ⅱ,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,因而会阻碍DNA分子的复制、转录和抑制细胞增殖,A、B、D三项均正确;因DNA分子的复制发生在分裂间期,所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期,C项错误。
答案 C
1.DNA复制的类型:
在真核生物中,DNA复制一般是多起点复制。
在原核生物中,DNA复制一般是一个起点。
无论是真核生物还是原核生物,DNA复制大多数都是双向进行的。
如图所示为真核生物DNA的多起点、双向复制:
图中显示多起点复制,但多起点并非同时进行,其意义在于提高复制速率。
2.DNA分子复制中的相关计算
DNA分子的复制为半保留复制,一个DNA分子复制n次,则有:
(1)DNA分子数
①子代DNA分子数=2n个;
②含有亲代DNA链的子代DNA分子数=2个;
③不含亲代DNA链的子代DNA分子数=(2n-2)个。
(2)脱氧核苷酸链数
①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数=2n+1条;
②亲代脱氧核苷酸链数=2条;
③新合成的脱氧核苷酸链数=(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,经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m·(2n-1)个;
②第n次复制需该脱氧核苷酸数=m·(2n-2n-1)=m·2n-1个。
【即学即练】
(2017·河北省承德高三期中)用15N标记含有100个碱基对的DNA分子(其中有腺嘌呤60个),该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。
下列有关判断错误的是( )
A.含有15N的DNA分子只有两个
B.含有14N的DNA分子占总数的
C.4次复制共消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸600个
D.复制共产生了16个DNA分子
解析 该DNA分子是在含14N的培养基中复制的,新形成的子链均为14N,故16个DNA分子都含14N,比例为100%,B错误;含有100个碱基对200个碱基的DNA分子,其中有腺嘌呤60个,解得C=40个,故4次复制共消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸:
(24-1)×40=600,C正确;1个DNA经过4次复制,共产生24=16个DNA分子,D正确。
答案 B
易错·防范清零
[易错清零]
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,但注意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 误认为DNA复制“只发生于”细胞核中
点拨 细胞生物中凡存在DNA分子的场所均可进行DNA分子的复制,其场所除细胞核外,还包括叶绿体、线粒体、原核细胞的拟核及质粒。
易错点3 混淆DNA复制、“剪切”与“水解”中的四种酶
点拨
(1)DNA聚合酶:
需借助母链模板,依据碱基互补配对原则,将单个脱氧核苷酸连接成“链”;
(2)DNA连接酶:
将多个复制起点所复制出的“DNA片段”“缝合”起来形成磷酸二酯键,即连接“片段”;
(3)限制性内切酶:
用于切断DNA双链中主链上的“3,5-磷酸二酯键”;
(4)DNA水解酶:
用于将DNA分子水解为脱氧核苷酸。
易错点4 DNA结构与复制解题时的5个“注意”
点拨
(1)注意不要将DNA分子中碱基对之间氢键的形成与断裂条件混淆,氢键可由解旋酶催化断裂,同时需要ATP供能,也可加热断裂(体外);而氢键是自动形成的,不需要酶和能量。
(2)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。
(3)注意碱基的单位是“对”还是“个”。
(4)注意在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。
(5)注意看清试题中问的是“DNA分子数”还是“链数”,是“含”还是“只含”等关键词,以免掉进陷阱。
纠错小练]
1.下列关于DNA分子结构的叙述正确的是( )
A.DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的单链结构
B.DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个
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