2019届高考高三生物总复习第18讲-DNA分子的结构、复制及基因的本质学案

第18讲 DNA 分子的结构、复制及基因的本质

[考纲要求] 1.DNA 分子结构的主要特点(Ⅱ)。2.DNA 分子的复制(Ⅱ)。3.基因的概念(Ⅱ)。

考点一 DNA 分子的结构及相关计算

1．DNA 分子的结构层次

巧记 利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA 分子的结构

2．DNA 分子的结构特点

(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：如每种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连接的顺序不变，碱基对构成方式不变等。

3．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A ＋T G ＋C

＝m ，在互补链及整个DNA 分子中A ＋T G ＋C

＝m 。

(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 分

子的一条链中A ＋G T ＋C ＝a ，则在其互补链中A ＋G T ＋C ＝1a ，而在整个DNA 分子中A ＋G T ＋C

＝1。

1．判断下列有关DNA 分子结构的叙述

(1)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( √ )

(2)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( √ )

(3)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( × )

(4)DNA 分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基( × )

(5)DNA 分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连( × )

(6)双链DNA 分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的( × )

(7)DNA 分子的X 光衍射照片属于物理模型( × )

(8)DNA 分子中的核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成基本骨架( × )

2．判断下列有关DNA 分子的特性的叙述

(1)DNA 分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关( × )

(2)不同生物的DNA 分子中互补配对的碱基之和的比值可能相同( √ )

(3)同一生物个体不同细胞中DNA 分子的(A ＋T)/(C ＋G)的值不同( × )

(4)人体内控制β­珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41 700

种

( × )

(5)DNA 分子的多样性是指一个DNA 分子上有许多个基因( × )

分析DNA 分子结构图像

(1)一个DNA 分子片段中有几个游离的磷酸基团？

提示 2个。

(2)图中④能表示胞嘧啶脱氧核苷酸吗？

提示不能。

(3)图中碱基之间是如何连接的？

提示双链DNA中，反向平行的两条链之间的碱基通过氢键连接成碱基对，而同一条链上核苷酸之间是通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连的。

(4)解旋酶作用于哪个部位？限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于哪个部位？

提示解旋酶作用于⑨，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于⑩。

(5)DNA初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么？

提示初步水解的产物是4种脱氧核苷酸，彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。

(6)如何根据碱基的种类和比例确定核酸的类型？

提示根据碱基的种类确定是DNA还是RNA，若含有碱基U则是RNA，若含有碱基T而不含有碱基U，则是DNA；根据碱基的比例确定是单链还是双链，若嘌呤数/嘧啶数＝1，则一般是双链，若嘌呤数/嘧啶数≠1，则是单链。

(7)若某双链DNA分子含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该DNA分子碱基排列方式共有4100种，对吗？

提示错。

命题点一DNA分子结构分析

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碱基

C．DNA分子两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对

D．DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连

答案 C

解析DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的双链结构，A错误；DNA分子中的绝大多数磷酸连接着两个脱氧核糖，且磷酸不与碱基直接相连，B错误；DNA分子一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连，D错误。

2．(2017·江西师大附中考试)用卡片构建DNA平面结构模型，所提供的卡片类型和数量如下表所示，以下说法正确的是( )

A.最多可构建4种脱氧核苷酸，5个脱氧核苷酸对

B ．构成的双链DNA 片段最多有10个氢键

C ．DNA 中每个脱氧核糖均与1分子磷酸相连

D ．最多可构建44种不同碱基序列的DNA

答案 B

解析 根据表格数据可知，代表脱氧核糖、磷酸和含氮碱基的卡片数分别都是10，所以最多可构建10个脱氧核苷酸，根据碱基种类可推知最多构建4种脱氧核苷酸，4个脱氧核苷酸对；构成的双链DNA 片段中可含有2个A —T 碱基对和2个G —C 碱基对，故最多可含有氢键数＝2×2＋2×3＝10(个)；DNA 分子结构中，与脱氧核糖直接连接的一般是2个磷酸，但最末端的脱氧核糖只连接1个磷酸；碱基序列要达到44种，每种碱基对的数量至少要有4个。 命题点二 DNA 分子结构的相关计算

3．(2017·南通模拟)某双链DNA 分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的比率为a ，其中一条链上鸟嘌呤占该链全部碱基的比例为b ，则( )

A ．互补链中含2个游离的磷酸基团

B ．互补链中鸟嘌呤与胞嘧啶所占比例为a

C ．互补链中鸟嘌呤占该链碱基的比率为a －b 2

D ．以互补链为模板转录产生的某mRNA 中鸟嘌呤与胞嘧啶所占比率为a

答案 B

解析 双链DNA 分子的每条链含有1个游离的磷酸基团，A 项错误；在双链DNA 分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的比率与每条链中鸟嘌呤与胞嘧啶所占的比率相等，B 项正确；互补链中鸟嘌呤占该链的比率为a －b ，C 项错误；转录是以DNA 上某基因的一条链为模板，所以转录产生的mRNA 中鸟嘌呤与胞嘧啶所占比率是不确定的，D 项错误。

4．(2018·临川模拟)从某生物组织中提取DNA 进行分析，其中鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%，又知该DNA 分子的一条链(H 链)所含的碱基中28%是腺嘌呤，24%是胞嘧啶，则与H 链相对应的另一条链中，腺嘌呤、胞嘧啶分别占该链全部碱基数的( )