2 第18讲 DNA分子的结构、复制及基因的本质

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第六单元 遗传的物质基础
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(4)碱基对数与氢键数的关系： ①若碱基对数为 n，则氢键数为________。 ②若 n 个碱基对中，A 有 m 个，则氢键数为________。 (5)DNA 分子的多样性与其空间结构________(填“有关”或“无关”)，其多样性的原．因． 是____________________________________________________________。 (6)DNA 分子的结构具有稳定性的原．因．是____________________________________。
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解析：选 D。由于双链 DNA 分子中碱基 A 的数目等于 T 的数目，G 的数目等于 C 的数 目，故(A＋C)/(G＋T)为恒值 1，A 错误；碱基对 A 和 T 含 2 个氢键，C 和 G 含 3 个氢 键，(G＋C)数目越多，氢键数越多，双链 DNA 分子的稳定性越高，B 错误；(A＋T)/(G ＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值相等，这个 DNA 分子可能是双链，也可能是单链，C 错 误；经半保留复制得到的 DNA 分子，是双链 DNA，故(A＋C)/(G＋T)＝1，D 正确。
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【考法纵览·诊断】 (1)用 3H 标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，注入真核细胞，可用于研究 DNA 复制的场 所
[2019·天津卷，T1A]( √ ) (2)有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期，都进行 1 次染色质 DNA 的复制
[2016·浙江卷，T3A]( √ )
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解答有关碱基计算题的“三步曲”
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考点 2 DNA 分子的复制
1．DNA 复制的假说与证据
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2．DNA 分子的复制
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【真题例证·体验】 (2017·高考海南卷)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
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解析：选 D。某 DNA 分子含有 500 个碱基，则可能的排列方式有 4250 种，A 错误；质 粒是环状 DNA 分子，其中不含游离的磷酸基团，B 错误；某 DNA 分子内胞嘧啶占 25%， 则每条单链上的胞嘧啶占 0%～50%，C 错误；某 DNA 分子上有胸腺嘧啶 312 个，占总 碱基的 26%，则该 DNA 分子上碱基总数为 312÷26%＝1 200 个，根据碱基互补配对原 则，该 DNA 分子中有鸟嘌呤 1 200×(50%－26%)＝288 个，D 正确。
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(1)若 A 中含 48 502 个碱基对，而子链延伸速度是 105 个碱基对/min，如果是单起点单向 复制，则此 DNA 分子复制完成需约 30 s，而实际上只需约 16 s。根据 A→C 图分析，是 因．为．_______________________________________________________________________。 (2)哺乳动物的 DNA 分子展开可达 2 m 之长，若按 A→C 的方式复制，至少需要 8 h，而 实际上只需要 2 h 左右。据 D→G 图分析，是因．为．____________________。 (3)A→G 均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说．明．____________________的。 (4)C 与 A 相同，G 与 D 相同，C、G 能被如此准确地复制出来，是因．为．_____________。
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2．“归纳法”求解 DNA 分子中的碱基数量 (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 GA＋＋TC＝m，在互补链及整个 DNA 分子中GA＋＋TC＝m(注：不同 DNA 分子中 m 值可不同，
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解析：选 C。DNA 分子的复制和转录都需要在 DNA 双链解开后才能进行，A、B 项正 确；DNA 分子的复制发生在细胞周期中的分裂间期，若 DNA 双链不能解开，细胞周期 将被阻断在分裂间期而不是中期，C 项错误；癌细胞具有无限增殖的能力，该物质能阻 断 DNA 分子的复制，故能抑制癌细胞的增殖，D 项正确。
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【考法纵览·诊断】 (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)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，T5C]( × ) (3)DNA 有氢键，RNA 没有氢键
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DNA 分子结构的相关计算 科学思维 3．(2020·山东淄博高三月考)下列关于双链 DNA 分子结构的叙述，正确的是( ) A．某 DNA 分子含有 500 个碱基，可能的排列方式有 4500 种 B．若质粒含有 2 000 个碱基，则该分子同时含有 2 个游离的磷酸基团 C．某 DNA 分子内胞嘧啶占 25%，则每条单链上的胞嘧啶占 25%～50% D．某 DNA 分子上有胸腺嘧啶 312 个，占总碱基的 26%，则该 DNA 分子上有鸟嘌呤 288 个
1.01
1.21 1.21 1.43
1.43
1.43
A．猪的 DNA 结构比大肠杆菌的 DNA 结构更稳定一些
B．小麦和鼠的 DNA 所携带的遗传信息相同
C．小麦的 DNA 中(A＋T)的数量是鼠的 DNA 中(C＋G)数量的 1.21 倍
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D．同一生物不同组织的 DNA 碱基组成相同
答案：D
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4．(2020·黑龙江牡丹江高三开学摸底)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
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3
考点 1 DNA 分子的结构
1．DNA 分子的结构层次
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4
[助学巧记] 利用数字“五、四、三、二、一”巧记 DNA 分子的结构
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5
2．DNA 分子的结构特点
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答案：(1)脱氧核苷酸 ①1∶1∶1 ②2 (2)脱氧核苷酸 磷酸、脱氧核糖和含氮碱基 (3)①解旋酶 ②限制性核酸内切酶 DNA 连接酶 (4)①2n～3n ②3n－m (5)无关 不同 DNA 分子中碱基的排列顺序是千变万化的 (6)外侧的脱氧核糖和磷酸交替排列的方式稳定不变，内侧碱基配对方式稳定不变
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2．(2020·陕西西安高三月考)20 世纪 50 年代初，查哥夫对多种生物的 DNA 做了碱基定
量分析，发现(A＋T)/(C＋G)的值如下表。结合所学知识，你认为能得出的结论是( )
DNA 来源
大肠杆菌 小麦
鼠
猪肝 猪胸腺 猪脾
(A＋T)/(C＋G)
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【长句应答·特训】 下图是 DNA 复制的有关图示，A→B→C 表示大肠杆菌的 DNA 复制。D→E→F→G 表 示哺乳动物的 DNA 分子复制。图中黑点表示复制起始点，“→”表示复制过程。请回答 下列问题：
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[2013·全国卷Ⅱ，T1A]( × )
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【长句应答·特训】 根据 DNA 分子的结构图，回答下列问题：
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(1)基本单位：________________。 ①由磷酸、脱氧核糖、含氮碱基组成，三者之间的数量关系为________。 ②每个 DNA 片段中，含________个游离的磷酸基团。 (2)水解产物：DNA 的初步水解产物是________，彻底水解产物是___________。 (3)DNA 分子中存在的化学键： ①氢键：碱基对之间的化学键，可用________断裂，也可加热断裂。 ②磷酸二酯键：磷酸和脱氧核糖之间的化学键，用________________处理可切割，用 ________________处理可连接。
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AT＋＋GC＝a，则在其互补链中AT＋ ＋GC＝1a，而在整个 DNA 分子中AT＋ ＋GC＝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)。
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第18讲 DNA分子的结构、复制及基因 的本质
生物
第六单元 遗传的物质基础
1
01
考点1 DNA分子的结构
02
考点2 DNA分子的复制
03
考点3 基因是有遗传效应的DNA片段
04
易错·盲点·清零
05
高效作业 知能提升
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2
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6
(必修 2 P58 “科学·技术·社会”、P60“思维拓展”改编)DNA 指纹图谱法的基本操作： 从生物样品中提出 DNA(DNA 一般都有部分的降解)，可运用________扩增出 DNA 片段 或完整的基因组 DNA，然后将扩增出的 DNA 用合适的________切割成 DNA 片段，利 用电泳技术将这些片段按大小分开后，转移至尼龙滤膜上，然后将已标记的 DNA 探针 与膜上具有________序列的 DNA 片段杂交，用放射自显影便可获得 DNA 指纹图谱。 答案：PCR 技术 限制酶 互补碱基
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【真题例证·体验】 (高考全国卷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
全部碱基数的( )
A．26%、22%
B．24%、28%
C．14%、11%
D．11%、14%
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解析：选 A。已知 DNA 分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基总数的 46%，即 C＋ G＝46%，则 C＝G＝23%、A＝T＝50%－23%＝27%。又已知该 DNA 的一条链所含 的碱基中 28%是腺嘌呤，24%是胞嘧啶，即 A1＝28%、C1＝24%，根据碱基互补配对 原则，A＝(A1＋A2)÷2，C＝(C1＋C2)÷2，则 A2＝26%，C2＝22%。
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DNA 分子的结构及特点 生命观念 1．(2020·河北定州中学开学考试)下图表示一个 DNA 分子的片段，下列有关叙述正确的 是( ) A．④代表的物质中储存着遗传信息 B．不同生物的 DNA 分子中④的种类无特异性 C．转录时该片段的两条链都可作为模板链 D．DNA 分子中 A 与 T 碱基对的含量越高，其结构越稳定 答案：B
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1．DNA 分子结构的三个热考点 (1)DNA 在 DNA 酶作用下能够水解生成 4 种脱氧核苷酸；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。 (2)相邻的碱基在 DNA 分子的一条单链中通过—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—相连接， 在 DNA 的双链之间通过氢键相连接。 (3)不是所有的脱氧核糖都连接着两个磷酸基团，两条链各有一个 3′端的脱氧核糖连接着 一个磷酸基团；DNA 分子链的方向是从磷酸基到脱氧核糖，两条链反向平行。