2019版高考生物一轮复习第6单元遗传的分子基础第2讲DNA分子的结构复制与基因的本质

第2讲 DNA 分子的结构、复制与基因的本质考点一| DNA 分子结构 (对应学生用书第117页) [识记—基础梳理]1．DNA 分子的组成 (1)元素组成：C 、H 、O 、N 、P(2)基本单位：脱氧核苷酸⎩⎪⎨⎪⎧脱氧核糖含氮碱基：A 、T 、C 、G 磷酸2．DNA 分子结构(1)双螺旋模型构建者：沃森和克里克。

(2)DNA 的双螺旋结构内容①DNA 由两条脱氧核苷酸链组成，这些链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。

②外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接构成主链基本骨架。

③内侧：两链上碱基通过氢键连接成碱基对。

碱基互补配对遵循以下原则：A===T(两个氢键)、G ≡C(三个氢键)。

3．DNA 分子结构特点(1)多样性，具n 个碱基对的DNA 具有4n种碱基对排列顺序。

(2)特异性，如每个DNA 分子都有其特定的碱基对排列顺序。

(3)稳定性，如两条主链磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变，碱基对构成方式不变等。

[辨析与识图] 1．判断正误(1)沃森和克里克构建DNA 双螺旋结构模型的一个重要意义在于“发现DNA 如何储存遗传信息”。

(√)(2)沃森和克里克提出在DNA 双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数。

(×) 【提示】 由于碱基互补配对，则DNA 双螺旋结构中嘧啶数等于嘌呤数。

(3)富兰克琳等科学家对DNA 双螺旋结构模型的建立也作出了巨大的贡献。

(√)(4)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的。

(×)【提示】DNA分子中所含五碳糖是脱氧核糖，一条脱氧核苷酸链中磷酸和脱氧核糖之间通过磷酸二酯键连接起来。

(5)嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了DNA分子空间结构的相对稳定。

(√)(6)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。

(√)(7)含有G、C碱基对比较多的DNA分子热稳定性较差。

(×)【提示】G与C之间通过三个氢键相连，A与T之间通过两个氢键相连，因此含有G、C碱基对较多的DNA分子热稳定性较高。

(8)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。

(×)【提示】分子大小相同，碱基含量相同的核酸分子中碱基排列顺序可能不同，其所携带的遗传信息可能不同。

2.据图思考(1)DNA的基本组成单位是4种脱氧核苷酸。

图示的[③]胞嘧啶脱氧核苷酸就是其中一种。

(2)DNA分子中的[①]磷酸和[②]脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架。

(3)DNA分子的两条链通过氢键连接，按反向平行方式盘旋成规则的⑤双螺旋结构。

图示的④为脱氧核苷酸链。

(4)配对的碱基，A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键。

C—G比例越大，DNA结构越稳定。

若图示中DNA左链中的G发生突变，则不一定(填“一定”或“不一定”)引起该生物的性状改变。

[理解—深化探究]1．理解DNA结构的两种模型图1 图2(1)由图1可解读以下信息(2)图2是图1的简化形式，其中①是磷酸二酯键，③是氢键。

解旋酶作用于③部位，限制性核酸内切酶和DNA 连接酶作用于①部位。

2．双链DNA 分子中碱基的计算规律(1)原理：碱基互补配对原则，即A 一定与T 配对，G 一定与C 配对。

(2)计算规律①嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A ＋G ＝T ＋C 。

②在双链DNA 分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA 分子中都相等。

设在双链DNA 分子中的一条链上，A 1＋T 1＝n%，则⎭⎪⎬⎪⎫A 1＝T 2A 2＝T 1⇒A 1＋T 1＝A 2＋T 2＝n%，所以A ＋T ＝A 1＋A 2＋T 1＋T 2＝n%＋n%2＝n%。

简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。

③双链DNA 分子中，非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。

设双链DNA 分子中，一条链上：A 1＋G 1T 1＋C 1＝m ，则：A 1＋G 1T 1＋C 1＝T 2＋C 2A 2＋C 2＝m ，互补链上A 2＋G 2T 2＋C 2＝1m。

简记为：“DNA 两互补链中，不配对两碱基之和的比值乘积为1。

”[运用—考向对练]◎考向1 DNA 分子结构特点1．(2016·上海高考)在DNA 分子模型的搭建实验中，若仅用订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含10对碱基(A 有6个)的DNA 双链片段，那么使用的订书钉个数为( )A ．58B ．78C ．82D ．88C [每个脱氧核苷酸的三部分间需2个订书钉，每条链上的10个脱氧核苷酸间需9个订书钉，两条链间的6对A —T 和4对G —C 间各需12个订书钉，故构建该DNA 片段共需订书钉数量为29＋29＋12＋12＝82。

]2．(2018·湖北省重点中学期末)如图为DNA分子(片段)平面结构模式图，下列叙述中不正确的是( )A．图中1、2、3结合在一起的结构叫脱氧核苷酸B．若3表示胸腺嘧啶，则4表示鸟嘌呤C．3与4通过氢键连接起来D．1和2相间排列构成了DNA的基本骨架B[图中1、2、3结合在一起的结构叫脱氧核苷酸，A正确；由于3和4之间有3个氢键，因此3和4为C、G碱基对，B错误；3与4通过氢键连接起来，C正确；1(磷酸)和2(脱氧核糖)相间排列构成了DNA的基本骨架，D正确。

][规律总结] 巧记DNA分子结构[备选习题]下图为DNA分子结构示意图，对该图叙述正确的是( )A．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架B．④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸C．DNA聚合酶用于⑨的形成D．DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息D[由图示可知，①表示磷酸，②表示脱氧核糖，③表示胞嘧啶，②和①相间排列构成了DNA分子的基本骨架；④中的①应属于上面那个脱氧核苷酸的磷酸基团；⑨的形成依靠碱基互补配对原则，不需DNA聚合酶，DNA聚合酶是将游离的脱氧核苷酸聚合成脱氧核苷酸链。

] ◎考向2 DNA分子中碱基数量的分析与计算3．(2014·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( )C[双链DNA分子中，(A＋C)/(T＋G)一定等于1，A曲线应为水平，A项错误；当一条链中存在(A1＋C1)/(T1＋G1)＝1时，其互补链中存在(A2＋C2)/(T2＋G2)∶(T1＋G1)/(A1＋C1)＝1，B项错误；在DNA分子中，存在(A1＋T1)/(G1＋C1)＝(A2＋T2)/(G2＋C2)＝(A＋T)/(G＋C)，C项正确、D项错误。

]4．已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。

则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的( )【导学号：41780088】A．32.9%，17.1% B．31.3%，18.7%C．18.7%，31.3% D．17.1%，32.9%B[配对的碱基之和在一条链中与在整个DNA分子中的比例是相同的，因此，一条链中A、T、C、G的比例分别为31.3%、32.9%、17.1%和18.7%，根据碱基互补配对原则，它的互补链中T、C的比例分别为31.3%、18.7%。

][技法总结] 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。

[备选习题]双链DNA分子的碱基组成中，在A≠C的情况下，下列公式会随生物种类不同而不同的是( )A．C/G B．(A＋T)/(C＋G)C．(A＋C)/(G＋T) D．(G＋A)/(T＋C)B[双链DNA分子中，根据碱基互补配对原则，A＝T，C＝G，故不同种类生物中都存在C/G＝1，(A＋C)/(G＋T)＝1，(G＋A)/(T＋C)＝1，而在A≠C的情况下，不同种类生物中(A ＋T)/(C＋G)是不同的。

]考点二| DNA的复制和基因的本质(对应学生用书第119页)[识记—基础梳理]1．DNA复制(1)概念、时间和场所(2)过程(3)特点①过程：边解旋边复制。

②方式：半保留复制。

(4)结果：形成两个完全相同的DNA分子。

(5)意义：将遗传信息由亲代传递给子代，保持了遗传信息的连续性。

2．基因的本质基因是有遗传效应的DNA片段。

[辨析与识图]1．判断正误(1)DNA复制遵循碱基互补配对原则，新合成的DNA分子中两条链均是新合成的。

(×)【提示】DNA复制时新合成的DNA分子是由一条子链与其对应的母链缠绕成双螺旋结构。

(2)植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制而DNA复制需要消耗能量。

(√)(3)有丝分裂间期DNA复制的过程需要解旋酶参与。

(√)(4)DNA双螺旋结构全部解旋后，开始DNA的复制。

(×)【提示】DNA复制是边解旋边复制的。

(5)单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链。

(×)【提示】单个脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接合成新的子链。

(6)DNA复制时，严格遵循A—U、C—G的碱基互补配对原则。

(×)【提示】DNA有A、T、C、G四种碱基，复制时严格遵循A—T、C—G的碱基互补配对原则。

2．据图思考(1)由图示得知，DNA 分子复制的方式具有的特点是半保留复制。

(2)图示中解旋酶和DNA 聚合酶的作用分别是前者使氢键打开，DNA 双链发生解旋；后者催化脱氧核苷酸合成脱氧核苷酸链。

(3)图示过程在蛙的红细胞中也能发生，原因是蛙的红细胞进行无丝分裂，可进行DNA 复制。

[理解—深化探究]1．DNA 分子复制的场所和外界影响条件 (1)生物体内DNA 分子复制的场所⎩⎪⎨⎪⎧真核生物：细胞核（主要场所）、叶绿体、线粒体原核生物：拟核、细胞质（如质粒中DNA 的复制）DNA 病毒：宿主细胞内 (2)影响DNA 复制的外界条件2．“图解法”分析DNA 复制相关计算(1)将含有15N 的DNA 分子放在含有14N 的培养基上培养，复制n 次则子代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）个脱氧核苷酸链共2n ＋1条Ｋ⎩⎪⎨⎪⎧含15N 的脱氧核苷酸链：2条含14N 的脱氧核苷酸链：（2n ＋1－2）条(2)DNA 复制中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 次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m ·(2n－1)。