高考生物一輪復(fù)習(xí)第28講DNA的結(jié)構(gòu)復(fù)制及基因的本質(zhì)

一輪復(fù)習(xí)：

DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因的本質(zhì)12DNA的結(jié)構(gòu)3DNA的復(fù)制基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段考點(diǎn)一DNA的結(jié)構(gòu)及相關(guān)計(jì)算1．DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建

教材P48-49關(guān)于DNA單體的相關(guān)問(wèn)題脫氧核糖胸腺嘧啶DNA初步水解產(chǎn)物是：4種脫氧核糖核苷酸DNA徹底水解產(chǎn)物是:1種磷酸、1種脫氧核糖、4種堿基。脫氧核糖PA脫氧核糖PC脫氧核糖PG脫氧核糖PT脫氧核糖PTC脫氧核糖PG脫氧核糖PA脫氧核糖P5'5'3'3'DNA的結(jié)構(gòu)模式圖氫鍵堿基對(duì)2.DNA的結(jié)構(gòu)（教材p50）

（1）DNA由兩條單鏈組成，按反向平行方式盤(pán)旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。（2）DNA中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。（3）兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì)：A與T配對(duì)；G與C配對(duì)。（堿基互補(bǔ)配對(duì)原則）注：DNA的一條單鏈具有兩個(gè)末端，一端有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，稱為5‘-端，另一端有一個(gè)羥基，稱為3’-端。氫鍵形成?氫鍵斷裂？堿基對(duì)種類數(shù)量與熱穩(wěn)定性的關(guān)系？

脫氧核糖PA脫氧核糖PC脫氧核糖PG脫氧核糖PT脫氧核糖PTC脫氧核糖PG脫氧核糖PA脫氧核糖P5'5'3'3'DNA的結(jié)構(gòu)模式圖氫鍵堿基對(duì)2.DNA的結(jié)構(gòu)

（1）一個(gè)雙鏈DNA分子有幾個(gè)游離的磷酸基團(tuán)？環(huán)狀DNA呢？（2）堿基之間通過(guò)什么相連？相鄰的堿基在DNA分子的一條單鏈中通過(guò)“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”相連接，在DNA的雙鏈之間通過(guò)氫鍵相連接。（3）脫氧核糖和幾個(gè)磷酸基團(tuán)相連？多數(shù)脫氧核糖都連接著兩個(gè)磷酸基團(tuán)，兩條鏈各有一個(gè)3′-端的脫氧核糖連接著一個(gè)磷酸基團(tuán)。2個(gè)，0個(gè)。巧記

利用數(shù)字“五、四、三、二、一”巧記DNA分子結(jié)構(gòu)五種元素：C、H、O、N、P四種堿基：A、T、C、G三種物質(zhì)：兩條長(zhǎng)鏈：一種螺旋：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)磷酸、脫氧核糖、含氮堿基兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈氫鍵關(guān)系:A=TG≡C3.DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)堿基對(duì)的排列順序的千變?nèi)f化。如：某DNA分子中含有n個(gè)堿基對(duì)，則其可能的排列順序有4n種。2）特異性：堿基對(duì)的特定排列順序。3）穩(wěn)定性：具有規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)（兩條主鏈脫氧核糖和磷酸交替連接的順序不變；兩條鏈間堿基互補(bǔ)配對(duì)方式不變；堿基對(duì)的長(zhǎng)度和間距固定不變）。1）多樣性：DNA的遺傳信息蘊(yùn)藏在4種堿基的排列順序中4、DNA中堿基數(shù)量的計(jì)算規(guī)律D2.(2024·河北唐山檢測(cè))某DNA部分片段結(jié)構(gòu)如圖所示，下列敘述正確的是(

)A.③為磷酸二酯鍵，③的形成需要RNA聚合酶催化B.①代表氫鍵，①的形成與斷裂需要ATP提供能量C.片段中堿基②與五碳糖構(gòu)成的脫氧核苷與ATP中的腺苷相同D.若該DNA一條鏈中堿基A與T之和占48%，則整個(gè)DNA中堿基C占26%A3.(2024·廈門調(diào)研)質(zhì)粒是一種在細(xì)菌中獨(dú)立存在于擬核DNA之外，能夠自主復(fù)制的小型雙鏈環(huán)狀DNA分子，也是微生物遺傳、分子遺傳、基因工程等研究領(lǐng)域常用的實(shí)驗(yàn)對(duì)象。某質(zhì)粒中含有400個(gè)堿基，其中一條鏈上A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4。下列表述正確的是(

)A.該質(zhì)粒分子中的堿基數(shù)、脫氧核苷酸數(shù)與磷酸二酯鍵數(shù)相同B.該質(zhì)粒分子連續(xù)復(fù)制兩次，共需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸320個(gè)C.該質(zhì)粒分子中4種堿基的比例為A∶G∶T∶C＝3∶4∶1∶2D.該質(zhì)粒分子中的攜帶的遺傳信息蘊(yùn)藏在4種堿基排列方式之中5.(2021·浙江6月選考，14)含有100個(gè)堿基對(duì)的一個(gè)DNA分子片段，其中一條鏈的A＋T占40%，它的互補(bǔ)鏈中G與T分別占22%和18%，如果連續(xù)復(fù)制2次，則需游離的胞嘧啶脫氧核糖核苷酸數(shù)量為(

) A.240個(gè) B.180個(gè)

C.114個(gè) D.90個(gè)B2．(2023·福建龍巖期末)若生物體內(nèi)DNA分子中(G＋C)/(A＋T)＝a，(A＋C)/(G＋T)＝b，則下列有關(guān)兩個(gè)比值的敘述中不正確的是()A．a(chǎn)值越大，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高B．DNA分子一條單鏈及其互補(bǔ)鏈中，a值相同C．堿基序列不同的雙鏈DNA分子，b值不同D．經(jīng)半保留復(fù)制得到的DNA分子，b值等于1C小試牛刀1．(2023·哈爾濱三中調(diào)研)在一個(gè)DNA分子中，腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占全部堿基的42%，若其中一條鏈的胞嘧啶占該鏈堿基總數(shù)的24%，胸腺嘧啶占30%，則在其互補(bǔ)鏈上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分別占()A．12%和34%B．21%和24%C．34%和12%D．58%和30%C對(duì)DNA復(fù)制過(guò)程的推測(cè)（課本p53)

半保留復(fù)制：新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來(lái)DNA分子中的一條鏈全保留復(fù)制：DNA復(fù)制以DNA雙鏈為模板，子代DNA的雙鏈都是新合成的分散復(fù)制：新復(fù)制的DNA分子中新舊DNA都有，但分配是隨機(jī)的考點(diǎn)二DNA的復(fù)制及基因的概念 同位素標(biāo)記法(1)放射性同位素：如14C、32P、3H、35S

檢測(cè)方法：放射性出現(xiàn)的位置及時(shí)間先后順序(2)穩(wěn)定同位素：15N、18O

檢測(cè)方法：密度梯度離心法DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（假說(shuō)-演繹法）教材p53-54

梅塞爾森和斯塔爾關(guān)鍵思路：區(qū)分親代和子代的DNA實(shí)驗(yàn)原理：15N和14N是氮元素的兩種穩(wěn)定同位素，這兩種同位素的相對(duì)原子質(zhì)量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，因此，利用離心技術(shù)可以在試管中分離開(kāi)含有不同的氮元素的DNA。2DNA的復(fù)制大腸桿菌在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中生長(zhǎng)若干代提取DNA，離心密度低高轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液中第一代提取DNA，離心第二代細(xì)胞再分裂一次細(xì)胞分裂一次提取DNA，離心15N/15N-DNA15N/14N-DNA15N/14NDNA15N/14NDNA14N/14NDNA14N/14NDNA如果DNA復(fù)制是半保留復(fù)制第一代會(huì)出現(xiàn)的結(jié)果是第二代會(huì)出現(xiàn)的結(jié)果是與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合14N14N14N2DNA的復(fù)制大腸桿菌在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中生長(zhǎng)若干代提取DNA，離心密度低高轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液中第一代提取DNA，離心第二代細(xì)胞再分裂一次細(xì)胞分裂一次提取DNA，離心15N/15N-DNA14N14N14N15N/15NDNA14N/14NDNA14N/14NDNA14N/14NDNA如果DNA復(fù)制是全保留復(fù)制第一代會(huì)出現(xiàn)的結(jié)果是第二代會(huì)出現(xiàn)的結(jié)果是與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不相符15N/15NDNA14N/14NDNA2DNA的復(fù)制大腸桿菌在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中生長(zhǎng)若干代提取DNA，離心密度低高轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液中第一代提取DNA，離心第二代細(xì)胞再分裂一次細(xì)胞分裂一次提取DNA，離心15N/15N-DNA14N14N14N15N/14NDNA15N/14NDNA15N/14NDNA15N/14NDNA如果DNA復(fù)制是分散復(fù)制第一代會(huì)出現(xiàn)的結(jié)果是第二代會(huì)出現(xiàn)的結(jié)果是與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不相符15N/14NDNA15N/14NDNA實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA分子復(fù)制的方式是半保留復(fù)制。2DNA的復(fù)制提出問(wèn)題：做出假說(shuō)：演繹推理：驗(yàn)證驗(yàn)證：得出結(jié)論：DNA是如何復(fù)制的？推測(cè)可能的復(fù)制方式半保留復(fù)制全保留復(fù)制預(yù)測(cè)三種復(fù)制模式下得到的子代DNA的可能情況及可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與半保留復(fù)制的預(yù)期相符。DNA分子復(fù)制的方式是半保留復(fù)制。DNA復(fù)制方式的探究歷程分散復(fù)制1.(2022·海南卷，11)科學(xué)家曾提出DNA復(fù)制方式的三種假說(shuō)：全保留復(fù)制、半保留復(fù)制和分散復(fù)制(圖1)。對(duì)此假說(shuō)，科學(xué)家以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)材料，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)(圖2)：圖1圖2下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.第一代細(xì)菌DNA離心后，試管中出現(xiàn)1條中帶，說(shuō)明DNA復(fù)制方式一定是半保留復(fù)制B.第二代細(xì)菌DNA離心后，試管中出現(xiàn)1條中帶和1條輕帶，說(shuō)明DNA復(fù)制方式一定是全保留復(fù)制C.結(jié)合第一代和第二代細(xì)菌DNA的離心結(jié)果，說(shuō)明DNA復(fù)制方式一定是分散復(fù)制D.若DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制，繼續(xù)培養(yǎng)至第三代，細(xì)菌DNA離心后試管中會(huì)出現(xiàn)1條中帶和1條輕帶D2.DNA復(fù)制(1)概念、時(shí)間、場(chǎng)所間期減數(shù)分裂前細(xì)胞核考點(diǎn)二DNA的復(fù)制及基因的概念 （2）DNA復(fù)制的過(guò)程解旋脫氧核苷酸DNA聚合酶堿基互補(bǔ)配對(duì)課本p55復(fù)制條件：模板、原料、能量、酶(3)不同類型生物DNA復(fù)制的特點(diǎn)：多個(gè)復(fù)制速率單（6）

DNA復(fù)制的意義：DNA通過(guò)復(fù)制，將遺傳信息從親代細(xì)胞傳遞給子代細(xì)胞，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。（5）復(fù)制結(jié)果：生成兩個(gè)完全相同的DNA分子（4）復(fù)制準(zhǔn)確進(jìn)行的原因：

雙螺旋結(jié)構(gòu)為DNA復(fù)制提供了精確的模板。

堿基互補(bǔ)配對(duì)原則保證了復(fù)制的準(zhǔn)確進(jìn)行。2DNA的復(fù)制復(fù)制1次復(fù)制2次復(fù)制3次①將含有15N的DNA放在含有14N的培養(yǎng)液中連續(xù)復(fù)制n次，則(7)與DNA分子復(fù)制有關(guān)的計(jì)算子代DNA共有2n個(gè)含15N的DNA：只含15N的DNA：含14N的DNA：只含14N的DNA：2個(gè)0個(gè)2n個(gè)（2n-2）個(gè)脫氧核苷酸鏈共有2n＋1條含14N的鏈：（2n＋1－2）條含15N的鏈：2條2DNA的復(fù)制復(fù)制1次復(fù)制2次復(fù)制3次

②復(fù)制n次與第n次復(fù)制（設(shè)DNA分子中某堿基數(shù)為m）復(fù)制n次共需要某堿基的數(shù)目=第n次復(fù)制需要某種堿基的數(shù)目(3)與DNA分子復(fù)制有關(guān)的計(jì)算

m?（2n-1）=

m?（2n-2n-1）=

m?2n-12DNA的復(fù)制③有絲分裂中染色體標(biāo)記情況（繪圖法）1條染色體上的雙鏈DNA1條染色體上的2條姐妹染色單體(3)與DNA分子復(fù)制有關(guān)的計(jì)算過(guò)程圖解(一般只研究一條染色體)復(fù)制一次(母鏈標(biāo)記，培養(yǎng)液不含標(biāo)記同位素)轉(zhuǎn)至不含標(biāo)記同位素的培養(yǎng)液中再培養(yǎng)一個(gè)細(xì)胞周期：復(fù)制一次著絲粒分裂2條被標(biāo)記的染色體再?gòu)?fù)制一次著絲粒分裂只有1條單鏈被標(biāo)記的2條姐妹染色單體2條染色體中只有1條被標(biāo)記2DNA的復(fù)制③有絲分裂中染色體標(biāo)記情況（繪圖法）1條染色體上的雙鏈DNA1條染色體上的2條姐妹染色單體(3)與DNA分子復(fù)制有關(guān)的計(jì)算復(fù)制一次著絲粒分裂2條被標(biāo)記的染色體再?gòu)?fù)制一次著絲粒分裂只有1條單鏈被被標(biāo)記的2條姐妹染色單體2條染色體中只有1條被標(biāo)記規(guī)律總結(jié)：若只復(fù)制一次，產(chǎn)生的子染色體都帶