2019版高考生物课堂新坐标 必修2 第6单元 第2讲 DNA分子的结构、

第2讲 DNA分子的结构、复制与基因的

本质

考纲要求 1.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ) 2013·卷ⅡT1 2.基因的概念(Ⅱ) 3.DNA分子的复制(Ⅱ) 无考题 2016·卷ⅡT2,2016·卷ⅠT29,2013·卷ⅠT2 全国卷五年考情 考点一| DNA分子的结构及基因的本质 (对应学生用书第118页)

[识记—基础梳理]

1．DNA双螺旋结构的形成

2．DNA的双螺旋结构

(1)DNA由两条脱氧核苷酸链组成，这些链按反向平行的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：两条链上的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)。

巧记 利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子结构

3．DNA分子的特性

(1)相对稳定性：DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接的方式不变，两条链间碱基互补配对的方式不变。

(2)多样性：不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同，排列顺序多种多样。若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种。

(3)特异性 ：每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。 4．基因的本质

(1)染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系

(2)基因与碱基的关系

遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中，构成基因的碱基数小于(填“大于”“小于”或“等于”)DNA分子的碱基总数。 [辨析与识图] 1．判断正误

(1)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。 (2)DNA单链中相邻碱基以氢键相连。

【提示】 DNA单链中相邻碱基以脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连。 (3)T2噬菌体的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸。 (4)每个DNA分子中碱基数＝磷酸数＝核糖数。

(√) (×) (×)

【提示】 DNA分子中的五碳糖应为脱氧核糖。 (5)染色体是肺炎双球菌细胞中DNA的主要载体。 【提示】 肺炎双球菌为原核生物，无染色体。

(6)基因中碱基对或脱氧核苷酸的排列顺序均可代表遗传信息。 (7)基因突变等同于DNA分子内部碱基对的替换、增添或缺失。

(√) (×) (×)

【提示】 DNA分子中只有属于基因中的碱基对替换、增添或缺失，属于基因突变。 2．据图思考

图1 图2

(1)由图1可知，每个DNA分子片段中，游离磷酸基团含有2个。单链中相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接。互补链中相邻碱基通过氢键连接。

(2)图2是图1的简化形式，其中①是磷酸二酯键，②是氢键。解旋酶作用于②部位，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于①部位。

[理解—深化探究]

碱基互补配对原则及相关计算规律探究

1．碱基互补配对原则：A一定与T配对，G一定与C配对。 2．四个计算规律。

(1)规律一：一个双链DNA分子中，A＝T、C＝G，则A＋G＝C＋T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。

(2)规律二：在双链DNA分子中，互补的两碱基之和(如A＋T或C＋G)占全部碱基的比值等于其任何一条单链中该种碱基比例的比值，且等于其转录形成的mRNA(T换为U)中该种碱基比例的比值。

(3)规律三：在DNA双链中，一条单链的值互为倒数关系。

A1＋G1A2＋G2

的值与其互补单链的的

T1＋C1T2＋C2

提醒：在整个DNA分子中该比值等于1。

A＋TA＋T

(4)规律四：在DNA双链中，一条单链的的值，与该互补链的的

G＋CG＋CA＋T

值是相等的，与整个DNA分子中的的值是相等的。

G＋C

提醒：综合规律三、四可简记为“补则等，不补则倒”。

[运用—考向对练]

考向1 考查DNA分子的结构及特点

1．如图为某同学在学习DNA的结构后画的含有两个碱基对的DNA片段(“○”代表磷酸基团)，下列为几位同学对此图的评价，其中正确的是( )

A．甲说：“物质组成和结构上没有错误” B．乙说：“只有一处错误，就是U应改为T”

C．丙说：“至少有三处错误，其中核糖应改为脱氧核糖” D．丁说：“如果说他画的是RNA双链则该图应是正确的”

C [图中有三处错误：①五碳糖应为脱氧核糖，而不是核糖；②DNA不含碱基U，而是含碱基T；③两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确，应是前一个核苷酸的脱氧核糖与后一个核苷酸的磷酸基团连接形成磷酸二酯键，A、B错误；由A、B选项可知，图中至少有三处错误，C正确；如果图中画的是RNA双链，则两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确，D错误。]

2．下列有关DNA分子结构的叙述，错误的是( )

A．DNA分子的多样性取决于碱基对的数目和排列顺序 B．DNA单链上相邻的碱基A与T之间通过2个氢键连接

C．DNA双链上嘌呤碱基与嘧啶碱基通过氢键相连保证DNA空间结构的 稳定

D．DNA分子的两条链在方向上表现为反向平行，碱基关系上表现出互补 配对

B [DNA单链上相邻的碱基A与T之间通过脱氧核糖—磷酸——脱氧核糖相连接，不通过氢键相连接。]

[技法总结] “三看法”判断DNA分子结构的正误

考向2 考查DNA分子结构的相关计算

3．(2018·江西南昌二中月考)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，占总碱基比例为26%，则该DNA分 子上有鸟嘌呤288个

D [某DNA分子含有500个碱基，该DNA分子中碱基比例已确定，可能的排列方式小于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，占总碱基比例为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。]

4．在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，G与C之间形成3个氢键，A与T之间形成2个氢键。下列有关叙述正确的是( ) ①脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基总数＝m ②碱基之间的氢键数为(3m－2n)/2 ③一条链中A＋T的数量为n ④G的数量为m－n

A．①②③④ C．③④

B．②③④ D．①②③

D [每个脱氧核苷酸中含一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基，故①中的等量关系正确；对于②，因G与C之间形成3个氢键，A与T之间

形成2个氢键，故该DNA分子中，碱基之间的氢键数为2n＋3×[(m－2n)/2]＝(3m－2n)/2；③因两条链中A＋T的数量为2n，故一条链中A＋T的数量应为n；④中计算的G的数量有误，应为(m－2n)/2＝(m/2)－n。]

[技法总结] 关于碱基含量计算的简便方法“两点两法”

“两点”为两个基本点：一是A与T配对(RNA为A与U配对)，G与C配对(A＝T G＝C)；二是双链DNA分子中，嘌呤总数＝嘧啶总数＝1/2碱基总数(A＋G＝T＋C)。“两法”为双链法和设定系数法：用两条直线表示DNA分子的双链结构即为双链法；设定系数法即是设定一个系数来表示碱基的总数或某碱基的数目。例如：已知双链DNA分子中G与C占全部碱基的40%[或一条单链中(A＋G)/(T＋C)＝0.4]，可设双链DNA分子中碱基总数为200x，则一条链碱基数目为100x，G＋C的数目为200x×40%＝80x(或设A＋G的数目为4x，则T＋C＝10x)。

考向3 考查基因的本质及与DNA、染色体的关系

5．(2018·临沂市期中)关于基因、DNA和染色体的叙述，错误的是( )

【导学号：67110052】

A．基因在DNA上呈线性排列，在体细胞中一般成对存在

B．染色体是DNA的主要载体，一般每条染色体含有1或2个DNA分子 C．同源染色体同一位置上的两个基因称作等位基因，控制着相对性状 D．染色体中某一片段缺失会导致染色体的结构改变，引起染色体变异 C [基因在DNA上呈线性排列，在体细胞中染色体是成对的，基因也是成对的，A项正确；染色体没有复制时，一条染色体上含有1个DNA分子。染色体复制之后，一条染色体上含有2个DNA分子，B项正确；同源染色体上同一位置上的两个基因可能是相同的基因，C项错误；染色体的某一片段缺失，引起染色体变异，D项正确。]

6．下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是( )

A．基因一定位于染色体上 B．基因在染色体上呈线性排列

C．四种脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了基因的多样性和特异性 D．一条染色体上含有1个或2个DNA分子

A [基因是具有遗传效应的DNA片段，DNA不一定位于染色体上，因此基因不一定位于染色体上，A错误。]

考点二| DNA复制及相关计算 (对应学生用书第120页)

[识记—基础梳理]

1．概念：以亲代DNA为模板，合成子代DNA的过程。 2．时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。 3．过程

4．特点：边解旋边复制。 5．方式：半保留复制。

6．结果：形成两个完全相同的DNA分子。

7．意义：将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。

巧记 利用数字“1,2,3,4”巧记DNA的复制

1个主要场所(细胞核)，2种时期(有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期)，3个步骤(解旋、合成新链、形成子代DNA)，4个条件(模板、酶、原料和能量)。 [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】 新合成的DNA分子的两条链有一条链是新合成的。 (2)DNA双螺旋结构全部解旋后，开始DNA的复制。

(×)

【提示】 DNA复制时边解旋边复制。

(3)单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链。

【提示】 在DNA聚合酶的作用下，单个脱氧核苷酸连接形成子链。 (4)洋葱根尖分生区细胞在减数第一次分裂前的间期进行DNA复制。(×) 【提示】 洋葱根尖分生区细胞不进行减数分裂。 2．据图思考

如图为真核细胞DNA复制过程的模式图

(×)

(1)由图示得知，DNA分子复制的方式具有半保留复制的特点。

(2)图示中的解旋酶的作用是使氢键打开，DNA双链发生解旋；DNA聚合酶的作用是催化形成新的子链。

(3)两条子链的合成的方向相反。

[理解—深化探究]

1．列举生物体中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．探究DNA分子复制中相关计算的规律

DNA分子复制为半保留复制，若将一个被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代，其结果分析如下：

(1)子代DNA分子数：2n个。

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