備考2022高考生物高效學(xué)習(xí)方案考點(diǎn)專項(xiàng)-4-2-DNA-分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制-新人教版

備考2022高效學(xué)習(xí)方案生物考點(diǎn)專項(xiàng)1．分析DNA分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)(包括組成單位及組成單位間連接方式)。2．說明DNA分子的空間及其特點(diǎn)。3．分析DNA分子復(fù)制的時(shí)間、場(chǎng)所、過程及其特點(diǎn)。4．概述DNA分子復(fù)制的結(jié)果及其意義。一、DNA分子的結(jié)構(gòu)二、DNA分子的復(fù)制1.DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)1953年，美國(guó)科學(xué)家沃森和英國(guó)科學(xué)家克里克提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。要點(diǎn)是：(1)DNA分子是由兩條鏈組成的，這兩條鏈按方向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。(2)DNA分子中的脫氧核糖和磷酸(通過3′，5′－磷酸二酯鍵)交替連接(形成3′，5′－磷酸二酯鍵時(shí)產(chǎn)生H2O)，排列在外側(cè)，構(gòu)成根本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。(3)DAN分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對(duì)，堿基配對(duì)遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原那么，即：A＝T(A與T之間以2個(gè)氫鍵相連)；G≡C(G與C之間以3個(gè)氫鍵相連，DNA分子中G與C堿基比照例越高，分子穩(wěn)定性越強(qiáng))。如下圖：(4)空間結(jié)構(gòu)——雙螺旋結(jié)構(gòu)要點(diǎn)①兩條鏈反向平行；②外側(cè)為脫氧核糖與磷酸交替排列；③內(nèi)部為堿基互補(bǔ)配對(duì)；④每個(gè)DNA片段中，游離的磷酸基團(tuán)有2個(gè)，○(磷酸)脫氧核糖?(含氮堿基)之間的數(shù)量關(guān)系111，○和之間的化學(xué)鍵為磷酸二酯鍵，用限制性內(nèi)切酶處理可切斷，用DNA連接酶處理可連接；?—?之間的化學(xué)鍵為氫鍵，可用解旋酶斷裂。在DNA復(fù)制過程中，可用DNA聚合酶復(fù)制，中間每個(gè)脫氧核糖連接著2個(gè)磷酸；假設(shè)堿基對(duì)為n，那么氫鍵數(shù)為2n～3n，假設(shè)A有m個(gè)，那么氫鍵數(shù)為3n－m。2．DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)穩(wěn)定性：空間構(gòu)型相對(duì)穩(wěn)定。①位于外側(cè)的根本骨架一定是由磷酸和脫氧核糖交替連接形成的，不會(huì)改變。②兩條鏈間的堿基互補(bǔ)配對(duì)方式穩(wěn)定不變，總是A與T，G與C配對(duì)，堿基對(duì)及其側(cè)鏈基團(tuán)對(duì)維持DNA分子的空間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定有著重要的作用。(2)多樣性：不同的DNA分子中脫氧核苷酸的數(shù)目的差異，排列順序多種多樣。假設(shè)某一個(gè)DNA分子由n個(gè)堿基對(duì)構(gòu)成，那么可代表的遺傳信息就有4n種。(3)特異性：不同的DNA分子具有其特定的堿基排列順序，這就是DNA分子的特異性。任何兩個(gè)不同的基因(包括等位基因)其差異性就在于基因脫氧核苷酸序列的不同，基因中脫氧核苷酸一旦發(fā)生變化，該基因?qū)?huì)突變?yōu)樗牡任换?，即產(chǎn)生新基因。3．關(guān)于DNA的計(jì)算(2)設(shè)一個(gè)雙鏈DNA分子中含有的脫氧核苷酸(或堿基)有2m個(gè)，那么每條單鏈的數(shù)量為m個(gè)α鏈—A—G—C—T—T—C—C—…mβ鏈—T—C—G—A—A—G—G—…m特別提示DNA分子的共性與特異性：無(wú)特異性(均相同)；(2)特異性：在不同DNA中可不相同，代表DNA分子特異性。[注]即使兩個(gè)DNA分子中數(shù)量相同，其堿基對(duì)排列次序也可能是不同的，只有同1個(gè)DNA分子復(fù)制得到的子代之間才會(huì)擁有種類、數(shù)量、排列次序均相同的堿基對(duì)?！纠?】(2022·廣東高考)有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)的表達(dá)，正確的選項(xiàng)是(多項(xiàng)選擇) ()A．DNA分子由4種脫氧核苷酸組成B．DNA單鏈上相鄰堿基以氫鏈連接C．堿基與磷酸基相連接D．磷酸與脫氧核糖交替連接構(gòu)成DNA鏈的根本骨架[解析]A項(xiàng)中，DNA分子由4種脫氧核苷酸組成，正確；B項(xiàng)中，DNA單鏈上相鄰堿基之間間隔脫氧核糖、磷酸和脫氧核糖，不能以氫鏈連接；C項(xiàng)中，堿基不會(huì)與磷酸相連；D項(xiàng)正確。[答案]A、D(2022·山東省高考信息優(yōu)化卷)如圖為核苷酸鏈結(jié)構(gòu)圖，以下表述不正確的選項(xiàng)是 ()A．能構(gòu)成一個(gè)完整核苷酸的是圖中的a和bB．圖中與每個(gè)五碳糖直接相連的磷酸有1個(gè)C．各核苷酸之間是通過化學(xué)鍵③連接起來(lái)的D．假設(shè)該鏈為脫氧核苷酸鏈，從堿基組成上看，缺少的堿基是T解析：核苷酸是核酸的根本組成單位，每個(gè)核苷酸由一分子的磷酸、一分子的五碳糖、一分子的含氮堿基組成，核苷酸分子通過磷酸二酯鍵連接組成核苷酸鏈。答案：A1.DNA分子復(fù)制的原因、條件、過程、時(shí)間及意義DNA復(fù)制的概念以親代DNA分子為模板合成子代DNA的過程DNA精確復(fù)制的原因規(guī)那么的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供精確的模板；堿基互補(bǔ)配對(duì)原那么保證了復(fù)制準(zhǔn)確進(jìn)行能夠進(jìn)行DNA復(fù)制的生物一切以DNA為遺傳物質(zhì)的生物真核生物DNA復(fù)制發(fā)生的時(shí)間在體細(xì)胞中發(fā)生在有絲分裂間期在有性生殖過程中發(fā)生在減數(shù)第一次分裂間期DNA分子復(fù)制進(jìn)行的根本條件模板親代DNA分子的兩條鏈原料四種游離的脫氧核苷酸能量ATP酶解旋酶、DNA聚合酶、DNA連接酶等DNA復(fù)制的過程邊解旋邊復(fù)制DNA復(fù)制的特點(diǎn)半保存復(fù)制DNA復(fù)制的結(jié)果一個(gè)DNA分子形成兩個(gè)完全相同的子代DNA分子兩個(gè)子代DNA的位置及分開時(shí)間復(fù)制產(chǎn)生的兩個(gè)子代DNA分子位于一對(duì)姐妹染色單體上，由著絲點(diǎn)連在一起，在有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期著絲點(diǎn)分裂時(shí)分開，分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞中DNA復(fù)制的意義保持遺傳信息的連續(xù)性，向子代傳遞遺傳信息2.DNA分子復(fù)制中相關(guān)計(jì)算DNA的復(fù)制為半保存復(fù)制，一個(gè)DNA分子復(fù)制n次，那么有：(1)DNA分子數(shù)①子代DNA分子數(shù)＝2n個(gè)②含有親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)＝2個(gè)③不含親代鏈的子代DNA分子數(shù)＝(2n－2)個(gè)(2)脫氧核苷酸鏈數(shù)①子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2n＋1條②親代脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2條③新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)＝(2n＋1－2)條(3)消耗的脫氧核苷酸數(shù)①假設(shè)一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸m·(2n－1)個(gè)。②復(fù)制第n次所需該脫氧核苷酸數(shù)為m·2n－1。特別提示只有分生組織及精巢、卵巢(或花藥、胚囊)中才會(huì)進(jìn)行細(xì)胞分裂，進(jìn)而才會(huì)發(fā)生DNA分子的復(fù)制，已分化的細(xì)胞，如神經(jīng)細(xì)胞、肌肉細(xì)胞等不進(jìn)行分裂，也就不會(huì)發(fā)生DNA復(fù)制。轉(zhuǎn)錄那么發(fā)生于所有活細(xì)胞中?！纠?】(2022·江蘇高考)以下圖為真核生物染色體上DNA分子復(fù)制過程示意圖，有關(guān)表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．圖中DNA分子復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)開始的B．圖中DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的C．真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶D．真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制速率[解析]DNA分子是半保存復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制，B正確；復(fù)制過程需要解旋酶解旋，C正確；這種復(fù)制提高了復(fù)制效率，D正確，A中復(fù)制不一定從多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)開始。[答案]A(2022·北京海淀高三期末)在氮源為14N和15N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子分別為14N—DNA(相對(duì)分子質(zhì)量為a)和15N—DNA(相對(duì)分子質(zhì)量為b)。將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)，用某種離心方法別離得到的結(jié)果如右上圖所示。以下對(duì)此實(shí)驗(yàn)的表達(dá)不正確的選項(xiàng)是 ()A．Ⅰ代細(xì)菌DNA分子中一條鏈?zhǔn)?4N，另一條鏈?zhǔn)?5NB．Ⅱ代細(xì)菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/4C．預(yù)計(jì)Ⅲ代細(xì)菌DNA分子的平均相對(duì)分子質(zhì)量為(7a＋b)/8D．上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明DNA復(fù)制方式為半保存復(fù)制解析：此題考查DNA復(fù)制的根底知識(shí)。DNA復(fù)制的方式是半保存復(fù)制，其復(fù)制兩次后共有DNA分子4個(gè)，其中有2個(gè)含有原來(lái)的親代DNA母鏈，因此Ⅱ代細(xì)菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/2。此題答案是B。答案：B1．(2022·廣東省廣州市一模)如圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖，對(duì)該圖的正確描述是 ()A．②和③相間排列，構(gòu)成了DNA分子的根本骨架B．④的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸C．當(dāng)DNA復(fù)制時(shí)，⑨的形成需要連接酶D．DNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息解析：②和①相間排列構(gòu)成了DNA分子的根本骨架；④中的①應(yīng)屬上面那個(gè)脫氧核苷酸；DNA復(fù)制時(shí)⑨的形成依靠堿基互補(bǔ)配對(duì)原那么即可，不需連接酶。答案：D2．將胡蘿卜的體細(xì)胞(只含14N)放在含15N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)成愈傷組織。任取一個(gè)細(xì)胞，檢測(cè)到一個(gè)染色單體的DNA上只有一條鏈含15N。下面有關(guān)說法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．該培養(yǎng)基必需含有機(jī)碳源B．該實(shí)驗(yàn)沒有表達(dá)細(xì)胞的全能性C．DNA中的15N只存在堿基中D．其姐妹染色單體的DNA也只有一條鏈含15N解析：此題考查DNA復(fù)制，難度較大。植物的組織培養(yǎng)需要參加蔗糖等有機(jī)碳源。DNA是半保存復(fù)制，所以任取的細(xì)胞中一個(gè)染色單體DNA上含15N，其姐妹染色單體的DNA上不一定只有一條鏈含15N。答案：D3．馬和豚鼠體細(xì)胞具有相同數(shù)目的染色體，但性狀差異很大，原因是 ()A．生活環(huán)境不同B．DNA分子中堿基對(duì)排列順序不同C．DNA分子中堿基配對(duì)方式不同D．著絲點(diǎn)數(shù)目不同解析：考查生物多樣性的根本原因。形成生物多樣性的根本原因是遺傳物質(zhì)的多樣性。而遺傳物質(zhì)多樣性表現(xiàn)在DNA分子數(shù)目不同、DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序不同等方面。馬和豚鼠的體細(xì)胞中染色體數(shù)目相同，但由于組成它們DNA的脫氧核苷酸的排列順序不同，所表達(dá)出的性狀也一定不同。答案：B4．含有2000個(gè)堿基的DNA，每條鏈上的堿基排列方式有 ()A．42000種 B．41000種C．22000種 D．21000種解析：考查DNA分子堿基對(duì)排列方式的計(jì)算。含n個(gè)堿基對(duì)的DNA分子，堿基對(duì)排列方式應(yīng)為4n種，因此含2000個(gè)堿基的DNA分子，應(yīng)有41000種堿基對(duì)排列方式。答案：B5．以下關(guān)于DNA復(fù)制的表達(dá)，正確的選項(xiàng)是 ()A．在細(xì)胞有絲分裂間期，發(fā)生DNA復(fù)制B．DNA通過一次復(fù)制后產(chǎn)生四個(gè)DNA分子C．DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)全部解鏈后，開始DNA的復(fù)制D．單個(gè)脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈解析：一個(gè)DNA分子通過一次復(fù)制后產(chǎn)生兩個(gè)DNA分子，B錯(cuò)；DNA邊解旋邊復(fù)制，C錯(cuò)；合成新的子鏈需要DNA聚合酶，D錯(cuò)。答案：A6．當(dāng)牛的精原細(xì)胞進(jìn)行DNA復(fù)制時(shí)，細(xì)胞中不可能發(fā)生的是 ()A．基因重組 B．DNA解旋C．基因突變 D．蛋白質(zhì)合成解析：因?yàn)榛蛑亟M包括染色體的交叉互換(減數(shù)第一次分裂前期)和非同源染色體的自由組合(減數(shù)第一次分裂后期)，在間期不可能發(fā)生基因重組。答案：A7．用15N同位素標(biāo)記細(xì)菌的DNA分子，再將它們放入含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)繁殖四代，a、b、c為三種DNA分子：a只含15N，b同時(shí)含14N和15N，c只含14N，如圖，這三種DNA分子的比例正確的選項(xiàng)是 ()解析：假設(shè)親代DNA為n個(gè)，繁殖4代可得DNA分子16n，只含15N的為零個(gè)，同時(shí)含14N和15N的為2n個(gè)，只含14N的有14n個(gè)，其比例應(yīng)如D圖所示。答案：D8．某DNA分子含有1000個(gè)堿基對(duì)，其中一條鏈上AGTC＝1234。該DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次，共需要鳥嘌呤脫氧核苷酸分子數(shù)是 ()A．600個(gè) B．900個(gè)C．1200個(gè) D．1800個(gè)解析：主要考查堿基互補(bǔ)配對(duì)原那么與DNA結(jié)構(gòu)和復(fù)制相結(jié)合的計(jì)算。根據(jù)題意，可計(jì)算出此DNA分子含有G＝600個(gè)，復(fù)制兩次，形成4個(gè)DNA分子，共有G＝2400個(gè)，減去原DNA分子中600個(gè)，剩余即所求。答案：D9．如圖是DNA分子結(jié)構(gòu)模式圖，請(qǐng)據(jù)圖答復(fù)以下問題：(1)組成DNA的根本單位是[]____________。(2)圖中1、2、6的名稱依次是1____________；2____________；6____________。(3)圖中[8]示意的是____________。在雙鏈DNA分子中嘌呤與嘧啶之間的數(shù)量關(guān)系可表示為____________。(4)由于解旋酶的作用使[]____________斷裂，兩條扭成螺旋的雙鏈解開，假設(shè)[4]是胞嘧啶，那么[3]是____________。(5)上述DNA分子徹底水解得到的產(chǎn)物是 ()A．脫氧核糖、核糖和磷酸B．脫氧核糖、堿基和磷酸C．核糖、堿基和磷酸D．核糖核苷酸、堿基和磷酸(6)基因(D)與(d)的根本區(qū)別是 ()A．基因D能控制顯性性狀，基因d能控制隱性性狀B．基因D、基因d所含的脫氧核苷酸種類不同C．4種脫氧核苷酸的排列順序不同D．在染色體上的位置不同(7)如圖，兩個(gè)脫氧核苷酸之間靠氫鍵相連，其中正確的選項(xiàng)是 ()(8)從生物“適應(yīng)的相對(duì)性〞、“基因突變的低頻性〞可見DNA作為遺傳物質(zhì)其分子結(jié)構(gòu)具有____________性。解析：(1)(2)(3)圖示中1為磷酸基團(tuán)、2為脫氧核糖、6為堿基對(duì)、8為一段脫氧核苷酸鏈。(4)解旋酶可翻開堿基對(duì)間的[7]氫鍵。(5)DNA徹底水解的產(chǎn)物應(yīng)為磷酸、脫氧核糖與含氮堿基。(6)不同基因間最根本的區(qū)別是脫氧核苷酸序列不同。(7)構(gòu)成DNA的堿基對(duì)不僅遵循A—T、G—C的互補(bǔ)配對(duì)原那么，而且兩鏈間互為反向平行。(8)“適應(yīng)的相對(duì)性〞及“基因突變的低頻性〞均表達(dá)出DNA分子具相對(duì)穩(wěn)定性。答案：(1)5脫氧核苷酸(2)磷酸基團(tuán)脫氧核糖堿基對(duì)(3)一段脫氧核苷酸鏈嘌呤＝嘧啶(4)7氫鍵鳥嘌呤(5)B(6)C(7)B(8)穩(wěn)定●教學(xué)建議本局部?jī)?nèi)容屬生物學(xué)科的主干知識(shí)，單科試題中可占總分10%以上，而理綜考試中幾乎每年都考。由于涉及SARS病毒的研究、禽流感病毒的防治、基因治療、生物武器等社會(huì)熱點(diǎn)問題，因此，本局部?jī)?nèi)容今后仍是高考的熱點(diǎn)內(nèi)容。●備用選題1．(2022·江蘇生物，9)亞硝酸鹽可使DNA的某些堿基中的氨基脫去，堿基脫去氨基后的變化如下：C轉(zhuǎn)變?yōu)閁(U與A配對(duì))，A轉(zhuǎn)變?yōu)镮(I為次黃嘌呤，與C配對(duì))?，F(xiàn)有一DNA片段為—AGTCG—①—TCAGC—②，經(jīng)亞硝酸鹽作用后，假設(shè)鏈①中的A、C發(fā)生脫氨基作用，經(jīng)過兩輪復(fù)制后其子代DNA片斷之一為 ()解析：鏈①發(fā)生脫氨基后的鏈突變?yōu)椤狪GTUG—，根據(jù)半保存復(fù)制方式寫出其復(fù)制形成的子代DNA片斷為答案：C2．(2022·上海生物，26)某個(gè)DNA片斷由500對(duì)堿基組成，A＋T占?jí)A基總數(shù)的34%。假設(shè)該DNA片段復(fù)制2次，共需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸分子個(gè)數(shù)為 ()A．330B．660 C．990D．1320解析：該DNA片段共有堿基500×2＝1000個(gè)，(A＋T)即(A＋T)/1000×100%＝34%，所以C＝G＝1000×(1－34%)/2＝330。復(fù)制2次后共有4條DNA片段，其中有3條是新合成的，所以需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸分子個(gè)數(shù)為330×3＝990。答案：C3．(2022·山東理綜，7)DNA分子經(jīng)過誘變，某位點(diǎn)上的一個(gè)正常堿基(設(shè)為P)變成為尿嘧啶。該DNA連續(xù)復(fù)制兩次，得到的4個(gè)子代DNA分子相應(yīng)位點(diǎn)上的堿基對(duì)分別為U—A、A—T、G—C、C—G。推測(cè)“P〞可能是()A．胸腺嘧啶