(通用版)2020版高考生物二轮复习第1部分专题5遗传的分子基础考点2DNA分子的结构和复制教案

DNA分子的结构和复制

1．DNA分子的结构

2．DNA复制

3．基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系

(1)基因是具有遗传效应的DNA片段，也是由四种脱氧核苷酸按一定顺序排列而成的序列，也是双螺旋结构。

(2)每个基因中脱氧核苷酸的数目及排列顺序是特定的，不同的基因的碱基(脱氧核苷酸)的数目及排列顺序不同。

(3)对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体；线粒体和叶绿体也是基因的载体。

1．基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？为什么？

提示：基因不是碱基对随机排列成的DNA片段。在自然选择过程中，大部分由随机排列的脱氧核苷酸序列控制性状的生物不能成活，被淘汰掉了。

2．将发生癌变的小肠上皮细胞用含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液培养，一段时间后再移至普通培养液中培养，不同时间间隔取样，检测到被标记的癌细胞比例减少，出现上述结果的原因是什么？

提示：依据DNA半保留复制特点，移到普通培养液中的被标记的癌细胞，随着细胞增殖次数的增加，不被标记的癌细胞开始出现并不断增多，故被标记的癌细胞比例减少。

3．通常DNA分子复制从一个复制起始点开始，有单向复制和双向复制，如下图所示。

放射性越高的3H­胸腺嘧啶脱氧核糖核苷(3H­脱氧胸苷)，在放射自显影技术的图像上，感光还原的银颗粒密度越高(已知复制起点处感光还原的银颗粒密度较低)。请利用放射性自显影技术、低放射性3H­脱氧胸苷和高放射性3H­脱氧胸苷，设计实验以确定大肠杆菌DNA复制的方向，简要写出实验思路并预测实验结果和得出结论。

提示：实验思路：复制开始时，首先用含低放射性3H­脱氧胸苷培养基培养大肠杆菌，一段时间后转移到含有高放射性3H­脱氧胸苷的培养基中继续培养，用放射自显影技术观察复制起点和复制起点两侧银颗粒密度情况。

预期实验结果和结论：若复制起点处银颗粒密度低，复制起点的一侧银颗粒密度高，则DNA分子复制为单向复制；若复制起点处银颗粒密度低，复制起点的两侧银颗粒密度高，则DNA分子复制为双向复制。

1．(2016·全国卷Ⅱ)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

C[因DNA复制发生在细胞分裂间期，故该物质阻断的是分裂间期DNA分子的复制过程，从而将细胞周期阻断在分裂间期，C项错误。]

2．(2016·全国卷Ⅰ节选)将一个带有某种噬菌体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

全国卷对本考点的考查主要是DNA半保留复制和DNA复制和细胞分裂的综合。结合实验情景考查DNA分子的半保留复制可能是高考考查的形式。

考查DNA的结构和基因的本质

1．(2019·衡水中学五调)2020年是DNA分子双螺旋结构被发现的第67年。下列关于DNA 分子的叙述，错误的是( )

A．DNA分子中G和C所占的比例越高，DNA分子的热稳定性越强

B．DNA分子中的磷酸和脱氧核糖交替连接构成DNA分子的基本骨架

C．不同生物的DNA分子中，(A＋T)/(G＋C)的值越接近，亲缘关系越近

D．DNA分子发生碱基对替换后，不会改变DNA分子中嘧啶碱基所占的比例

C[生物的遗传信息蕴藏在碱基对的排列顺序中，而与DNA分子中碱基的比例没有直接关系，C项错误。]

2．(2019·重庆一模)下列有关基因的叙述，错误的是( )

A．摩尔根将孟德尔的“遗传因子”这一名词重新命名为“基因”

B．随着细胞质基因的发现，基因与染色体的关系可概括为染色体是基因的主要载体C．一个DNA分子上有多个基因，基因是有遗传效应的DNA片段

D．研究表明，基因与性状的关系并不都是简单的线性关系

A[摩尔根运用假说—演绎法证明基因在染色体上，约翰逊给“遗传因子”起了一个新名字为“基因”，A错误；DNA主要存在于染色体上，少量存在于细胞质中，故染色体是基因的主要载体，B正确；基因是有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上有多个基因，C正确；生物的性状是由基因和环境共同决定的，基因与性状的关系并不都是简单的线性关系，D正确。]

考查DNA的复制

1．(2019·衡水中学五调)正常情况下，DNA分子在复制时，DNA单链结合蛋白能与解旋后的DNA单链结合，使单链呈伸展状态而有利于复制。下图是大肠杆菌DNA复制过程的示意图，下列有关分析错误的是( )

A．在真核细胞中，DNA复制可发生在细胞分裂的间期

B．DNA复制时，两条子链复制的方向是相反的，且都是连续形成的

C．如图所示过程可发生在大肠杆菌的拟核中，酶①和酶②都是在核糖体上合成的

D．DNA单链结合蛋白能防止解旋的DNA单链重新配对

B[DNA分子的两条链是反向平行的，从图中可以看出，在复制的过程中，子链的形成是由片段连接而成的，B项错误。]

巩固提升见P71第5题2．(2019·衡水中学四调)一个双链均被32P标记的DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是( ) A．DNA复制是一个边解旋边复制的过程

B．第3次复制需要2.1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸

C．子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7

D．子代DNA 分子中含32P与含31P的分子数之比为1∶4

B[DNA分子中共有10 000个碱基，其中胞嘧啶3 000个，DNA第3次复制需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(23－1)×3 000－(22－1)×3 000＝1.2×104。]

抓准DNA复制中的“关键字眼”

(1)DNA复制：用15N标记的是“亲代DNA”还是“培养基中的原料”。

(2)子代DNA：所求DNA的比例是“含15N的”还是“只含15N的”。

(3)相关计算：已知某亲代DNA中含某碱基m个。

①“复制n次”消耗的该碱基数为m·(2n－1)。

②“第n次复制”消耗的该碱基数为m·2n－1。