高三生物大一輪復習 學案24DNA分子的結(jié)構(gòu)

1、學案24DNA分子的結(jié)構(gòu)、復制及基因 是有遺傳效應的DNA片段考綱要求1.DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點()。2.基因的概念()。3.DNA分子的復制()。一、DNA分子的結(jié)構(gòu)1DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建沃森、克里克(1953年)2DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)特點：(1)兩條鏈_盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。(2)_和_交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；_排列在內(nèi)側(cè)。(3)兩條鏈上的堿基通過_連接成堿基對。3堿基互補配對原則：A(腺嘌呤)一定與_配對；G(鳥嘌呤)一定與_配對。思考DNA分子的結(jié)構(gòu)可用“五、四、三、二、一”五個數(shù)字加以概括，這些數(shù)字的含義分別是什么呢？二、DNA分子的復制1克里克的假說：半保留復制。2.實

2、驗方法：放射性同位素示蹤法。3時期：有絲分裂的_和_的間期。4條件：(1)模板：_；(2)原料：_；(3)能量：ATP；(4)酶：_。5特點：_；_復制：子代DNA母鏈子鏈。6準確復制的原因：DNA分子獨特的_，為復制提供了精確的模板；_能夠使復制準確無誤地進行。7意義：保持了遺傳信息的_。想全了嗎生物體中DNA分子復制的具體場所有哪些？三、基因是有遺傳效應的DNA片段1基因與DNA的關(guān)系(1)一個DNA分子上有_個基因。構(gòu)成基因的堿基數(shù)_DNA分子的堿基總數(shù)。(2)基因是_的DNA片段。2遺傳信息與DNA關(guān)系遺傳信息蘊藏在DNA分子的_之中。3DNA分子特性(1)多樣性：主要取決于_多樣性。

3、(2)_：是由DNA分子中特定的堿基排列順序決定的。(3)穩(wěn)定性：主要取決于DNA分子的_結(jié)構(gòu)。想一想DNA分子上所有的堿基序列都是遺傳信息嗎？探究點一DNA分子的結(jié)構(gòu)及相關(guān)計算1分析下列DNA分子的構(gòu)成過程，探討下列問題：(1)DNA的基本結(jié)構(gòu)單位是_種_。(2)DNA分子中的_和_交替連接，排列在_側(cè)，構(gòu)成DNA分子的基本骨架。(3)DNA分子的兩條鏈通過_鍵連接；按_平行方式盤旋成_結(jié)構(gòu)。(4)配對的堿基，A與T之間形成_個氫鍵，G與C之間形成_個氫鍵。CG比例越大，DNA結(jié)構(gòu)越_。2DNA分子中堿基數(shù)量計算的規(guī)律規(guī)律一：在DNA雙鏈中，A_，G_，AG_C_CT_50%，_。規(guī)律二：在

4、DNA雙鏈中，一條單鏈的(AG)/(TC)的值與另一條互補鏈的(AG)/(TC)的值互為_關(guān)系。規(guī)律三：在DNA雙鏈中，一條單鏈的(AT)/(GC)的值與另一條互補鏈的(AT)/(GC)的值是_的，也與整個DNA分子中的(AT)/(GC)的值是_的。思維拓展1基本組成單位4種脫氧核苷酸腺嘌呤(A)腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤(G)鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶(C)胞嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶(T)胸腺嘧啶脫氧核苷酸2每條脫氧核苷酸鏈上都只有一個游離的磷酸基，因此DNA分子中含有2個游離的磷酸基。3互補配對堿基之和所占比例“三不變”，即在一條鏈中互補配對堿基之和所占該鏈堿基的比例，等于其在互補鏈中的比例，也等于

5、在整個DNA分子中所占比例及在mRNA中所占比例。探究示例1(2010上海卷，4)細胞內(nèi)某一DNA片段中有30%的堿基為A，則該片段中()AG的含量為30% BU的含量為30%C嘌呤含量為50% D嘧啶含量為40%聽課記錄：變式訓練1某DNA分子中AT占整個DNA分子堿基總數(shù)的44%，其中一條鏈()上的G占該鏈堿基總數(shù)的21%，那么，對應的另一條互補鏈()上的G占該鏈堿基總數(shù)的比例是()A35% B29% C28% D21%探究點二DNA分子的復制及相關(guān)計算觀察DNA復制的過程，回答下列問題：1DNA分子復制準確進行的原因是什么？2DNA復制的兩個特點是什么？3某動物一DNA復制時，若從一端開

6、始復制，理論上完成復制約需30s，而實際上只需12s左右，由此推測，DNA分子的復制是_(單、多)起點復制。思維拓展1一個DNA分子復制n次后，得到的DNA分子數(shù)量為2n，增加的DNA分子數(shù)為2n1，第n次復制增加的DNA分子數(shù)為2n2n12n1，如圖所示：2某DNA分子中含某種堿基a個，則復制n次需要含該堿基的脫氧核苷酸數(shù)為a(2n1)；第n次復制，需要含該堿基的脫氧核苷酸數(shù)為a2n1。3若以被同位素標記的DNA分子的兩條鏈為模板，復制n次后，標記DNA分子占2/2n，標記的DNA單鏈占所有單鏈的1/2n；若用同位素標記原料，則復制n次后，標記DNA分子占100%，標記的單鏈占11/2n。探

7、究示例2(2010山東理綜，7)蠶豆根尖細胞在含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個細胞周期，然后在不含放射性標記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期，其染色體的放射性標記分布情況是()A每條染色體的兩條單體都被標記B每條染色體中都只有一條單體被標記C只有半數(shù)的染色體中一條單體被標記D每條染色體的兩條單體都不被標記聽課記錄：變式訓練2某校一個生物活動小組要進行研究性學習，對生物學史上的經(jīng)典實驗進行驗證。這個小組借助某大學的實驗設(shè)備，對有關(guān)DNA復制的方式進行探索，有人認為DNA是全保留復制，也有人認為DNA是半保留復制。為了驗證這兩種假設(shè)，這個小組設(shè)計了下列實驗程序，請完成實驗并對結(jié)果進行預測。實

8、驗步驟：第一步：在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14NDNA；在氮源為15N 的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15NDNA。用某種離心方法分離得到的結(jié)果如圖所示，其DNA分別分布在輕帶和重帶上。第二步：將親代大腸桿菌(含15N)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上繁殖一代()，請分析：如果DNA出現(xiàn)_，則是全保留復制；如果DNA出現(xiàn)_，則是半保留復制；第三步：為了進一步驗證第二步的推測結(jié)果，將親代大腸桿菌(含15N)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上連續(xù)繁殖兩代()，請分析：如果DNA出現(xiàn)_，則是全保留復制；如果DNA出現(xiàn)_，則是半保留復制。探究點三基因與脫氧核苷酸、DNA和染色體

9、之間的關(guān)系分析基因與其它三者的關(guān)系，完成下面關(guān)系圖：1染色體、DNA、基因和脫氧核苷酸的關(guān)系2基因、染色體、蛋白質(zhì)、性狀的關(guān)系思維拓展1在基因、DNA與染色體關(guān)系上，明確基因是DNA的一部分，DNA是染色體的組成部分，DNA是重要的遺傳物質(zhì)，全部基因的集合不是所有的DNA，染色體不是遺傳物質(zhì)，只是遺傳物質(zhì)DNA的主要載體。2對于原核細胞來說，擬核中的DNA分子或者質(zhì)粒DNA均是裸露的，沒有與蛋白質(zhì)一起構(gòu)成染色體。3一個DNA分子由n對堿基組成，則堿基排列順序有4n種，排列遺傳信息種類最多有4n種。探究示例3(2010金陵中學摸底)若下圖是果蠅某條染色體上的一段DNA分子的示意圖。下列說法正確的

10、是()A白眼基因含有多個核糖核苷酸B白眼基因是有遺傳效應的DNA片段C白眼基因位于細胞質(zhì)內(nèi)D白眼基因基本組成單位是4種堿基聽課記錄：變式訓練3(2010福建三明一調(diào))如圖是科學家對果蠅一條染色體上的基因測定結(jié)果，關(guān)于該圖說法正確的是()A控制朱紅眼與深紅眼的基因是等位基因B控制白眼和朱紅眼的基因在遺傳時遵循著基因的分離定律C該染色體上的基因在后代中都能表達D該染色體上的堿基數(shù)AT，GC題組一DNA的結(jié)構(gòu)、復制及相關(guān)計算1(2011上海卷，27)某雙鏈DNA分子含有400個堿基，其中一條鏈上ATGC1234。下列表述錯誤的是()A該DNA分子的一個堿基改變，不一定會引起子代性狀的改變B該DNA分

11、子連續(xù)復制兩次，需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸120個C該DNA分子中4種堿基的比例為ATGC3377D該DNA分子中的堿基排列方式共有4200種2關(guān)于下圖DNA分子片段的說法不正確的是(多選)()A解旋酶作用于部分B處的堿基對缺失導致染色體結(jié)構(gòu)的變異C把此DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復制2代，子代含15N的DNA占3/4D該DNA的特異性表現(xiàn)在堿基種類和(AT)/(GC)的比例上3(2011海南卷，25)關(guān)于核酸生物合成的敘述，錯誤的是()ADNA的復制需要消耗能量BRNA分子可作為DNA合成的模板C真核生物的大部分核酸在細胞核中合成D真核細胞染色體DNA的復制發(fā)生在有絲分裂前期4(2010常州

12、質(zhì)檢)一個DNA分子的一條鏈上，腺嘌呤比鳥嘌呤多40%，兩者之和占DNA分子堿基總數(shù)的24%，則這個DNA分子的另一條鏈上，胸腺嘧啶占該鏈堿基數(shù)目的()A44% B24% C14% D28%5用15N標記細菌的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同時含14N和15N，c只含14N，如下圖，這三種DNA分子的比例正確的是()6(2011安徽理綜，5)甲、乙圖示真核細胞內(nèi)兩種物質(zhì)的合成過程，下列敘述正確的是()A甲、乙所示過程通過半保留方式進行，合成的產(chǎn)物是雙鏈核酸分子B甲所示過程在細胞核內(nèi)進行，乙在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行CDNA分子解旋時

13、，甲所示過程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D一個細胞周期中，甲所示過程在每個起點只起始一次，乙可起始多次7DNA分子經(jīng)過誘變，某位點上的一個正常堿基(設(shè)為P)變成了尿嘧啶。該DNA連續(xù)復制兩次，得到的4個子代DNA分子相應位點上的堿基對分別為UA、AT、GC、CG。推測“P”可能是()A胸腺嘧啶 B腺嘌呤C胸腺嘧啶或腺嘌呤 D胞嘧啶題組二基因、DNA和染色體之間的關(guān)系8人類第14號染色體信息已破譯，總計含87 410 661個堿基對，研究報告稱，第14號染色體含有1 050個基因和基因片段。則平均每個基因含有的堿基數(shù)為()A83 248 B166 496C1 050 D不能確定9下列關(guān)于基因的說法

14、，正確的是(多選)()A基因是控制生物性狀的DNA的功能單位B基因是DNA的隨機片段，與DNA是局部與整體的關(guān)系C基因中脫氧核苷酸的排列順序代表著遺傳信息D一個DNA分子上有許多基因，基因具有多樣性10一條染色體含有一個DNA分子，一個DNA中有許多個基因。若該DNA中某個脫氧核苷酸發(fā)生了改變，下列各項敘述錯誤的是()ADNA的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變BDNA分子所攜帶的遺傳信息可能發(fā)生改變CDNA分子上一定有某個基因的結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變D該DNA分子控制合成的蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)可能發(fā)生改變11(2010蘇州月考)同源染色體上的兩個DNA分子大小一般是相同的，那么在這兩個DNA分子的同一位置上的基因()A

15、堿基對的排列順序相同B堿基對的排列順序不同C可能相同也可能不同D與在染色體上的位置無關(guān)題 號1234567891011答 案題組三應用提升12(實驗題)在正常情況下，細胞內(nèi)完全可以自主合成組成核酸的核糖和脫氧核糖?，F(xiàn)在細胞系由于發(fā)生基因突變而不能自主合成核糖和脫氧核糖，必須從培養(yǎng)基中攝取。為驗證DNA分子復制的原料是脫氧核苷酸，而不是核糖核苷酸，現(xiàn)提供如下實驗材料，請你完成實驗方案。(1)實驗目的：驗證DNA分子復制的原料是脫氧核苷酸，而不是核糖核苷酸。(2)實驗材料：突變細胞系、基本培養(yǎng)基、核糖核苷酸、14C核糖核苷酸、脫氧核苷酸、14C脫氧核苷酸、放射性探測顯微儀等。(3)實驗原理DNA主

16、要分布在_，其基本組成單位是_；RNA主要分布在_，其基本組成單位是_。(4)實驗步驟第一步：編號。取基本培養(yǎng)基兩個，編號為甲、乙。第二步：設(shè)置對比實驗。在培養(yǎng)基甲中加入適量的核糖核苷酸和14C脫氧核苷酸；在培養(yǎng)基乙中加入等量的_。第三步：培養(yǎng)。在甲、乙培養(yǎng)基中分別接種等量的突變細胞系，放到_培養(yǎng)一段時間，讓細胞增殖。第四步：觀察。分別取出培養(yǎng)基甲、乙中的細胞，用放射性探測顯微儀探測觀察_。(5)預期結(jié)果培養(yǎng)基甲中_；培養(yǎng)基乙中_。(6)實驗結(jié)論：_。學案24DNA分子的結(jié)構(gòu)、復制及基因是有遺傳效應的DNA片段課前準備區(qū)一、2.(1)反向平行(2)脫氧核糖磷酸堿基(3)氫鍵3T(胸腺嘧啶)C(

17、胞嘧啶)思考五種元素：C、H、O、N、P；四種堿基：A、G、C、T，相應的有四種脫氧核苷酸；三種物質(zhì)：磷酸、脫氧核糖、含氮堿基；兩條長鏈：兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈；一種螺旋：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。二、3.間期減數(shù)第一次分裂前4.(1)DNA分子的兩條鏈(2)4種游離的脫氧核苷酸(4)解旋酶、DNA聚合酶5邊解旋邊復制半保留6.雙螺旋結(jié)構(gòu)堿基互補配對原則7.連續(xù)性想全了嗎真核生物：細胞核、線粒體、葉綠體；原核生物：擬核、質(zhì)粒；病毒：宿主細胞內(nèi)。三、1.(1)許多小于(2)有遺傳效應2.堿基排列順序3(1)堿基排列順序(2)特異性(3)雙螺旋想一想不是，只有基因中控制生物遺傳性狀的脫氧核苷酸序列才是

18、遺傳信息。課堂活動區(qū)探究點一1(1)4脫氧核苷酸(2)脫氧核糖磷酸外(3)氫反向雙螺旋(4)23穩(wěn)定2TCTAG1倒數(shù)相等相等探究示例1C在DNA分子中，AT，GC，故嘌呤的含量嘧啶的含量50%。A占30%，則G占50%30%20%。DNA分子中不含U。變式訓練1A整個DNA分子中的AT占整個DNA分子堿基總數(shù)的44%，則GC占整個DNA分子堿基總數(shù)的56%，又因為其中一條鏈()上的G占該鏈堿基總數(shù)的21%，所以與G對應的互補鏈()上的C占鏈堿基總數(shù)的21%，在該DNA分子中，鏈上的GC占該鏈堿基總數(shù)的比例等于GC占整個DNA分子中堿基總數(shù)的比例，因此G占鏈堿基總數(shù)的比例為56%21%35%，

19、故選A。探究點二1準確進行的原因如下：DNA獨特雙螺旋結(jié)構(gòu)為復制提供精確模板；堿基互補配對原則保證復制能夠準確地進行。2DNA復制的兩個特點是：邊解旋邊復制；半保留復制。前者指的是復制過程特點，后者指的是復制的結(jié)果特點。3多探究示例2B完成一個細胞周期后，一條染色體上只有一個DNA分子，這一DNA分子的一條鏈為正常鏈，一條鏈為標記鏈。再復制一次后得到兩個DNA分子，一個DNA分子的兩條鏈全為正常鏈，另一DNA分子的一條鏈為正常鏈，另一條鏈為標記鏈，這兩個DNA分子位于同一染色體的姐妹染色單體上。變式訓練2一半在輕帶位置，一半在重帶位置全部位于中帶位置3/4在輕帶位置，1/4在重帶位置一半在中帶

20、位置，一半在輕帶位置解析親代大腸桿菌(含15N)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上繁殖一代()后，全保留復制的話，2個DNA分子中1個DNA是14NDNA，另外1個DNA是15NDNA，故DNA一半在輕帶位置，一半在重帶位置；半保留復制的話，2個DNA分子中都是一條鏈含14N、一條鏈含15N，故DNA全部位于中帶位置。親代大腸桿菌(含15N)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上連續(xù)繁殖兩代()后，全保留復制的話，4個DNA分子中1個DNA是15NDNA、另外3個DNA是14NDNA，故DNA 3/4在輕帶位置，1/4在重帶位置；半保留復制的話，2個DNA分子中都是一條鏈含14N、一條鏈含15N，另2個DNA分子全是

21、14NDNA，故DNA一半在中帶位置，一半在輕帶位置。探究點三1染色體1或2DNA許多功能結(jié)構(gòu)脫氧核苷酸許多2.DNA蛋白質(zhì)線性探究示例3B本題考查基因概念的相關(guān)知識。解題過程中要理解基因的含義，把握基因與DNA的關(guān)系?；蚴怯羞z傳效應的DNA片段，其基本組成單位與DNA相同，即為脫氧核苷酸，脫氧核苷酸共有4種，故D錯誤；每個DNA分子上含有很多個基因，每個基因中含有許多個脫氧核苷酸，故A錯誤；染色體是DNA的主要載體，白眼基因位于染色體上，是細胞核基因，故C錯誤。變式訓練3D等位基因位于同源染色體上，遵循基因的分離定律，朱紅眼與深紅眼、白眼與朱紅眼是位于同一染色體上的基因，不是等位基因，也不

22、遵循基因的分離定律。基因是選擇性表達的，該染色體上的基因在后代中不都能表達。構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)多樣性特異性DNA片段遺傳信息邊解旋邊復制半保留復制課后練習區(qū)1B一個堿基改變，不一定引起氨基酸改變，性狀也不一定改變。若DNA分子復制兩次，需堿基A的數(shù)量為：60(221)180個。堿基的排列方式有4n(n為堿基對)種。因AT60則GC140，所以ATGC3377。A、C、D三項不符合題意，選B項。2BCDDNA的特異性表現(xiàn)在堿基對的排列順序上，基因中堿基對的缺失導致基因突變，而不是染色體變異。把此DNA放在15N的培養(yǎng)基中復制2代，子代含15N的DNA占100%。實驗鏈接探究DNA復制的方法和原理(1)

23、方法：同位素標記法。(2)原理：根據(jù)DNA分子比重不同，借助離心技術(shù)，通過離心后DNA在試管中的位置確定復制方式。3DDNA分子復制時，雙鏈解旋成單鏈的過程需要ATP供能；在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，某些生物可以以RNA為模板合成DNA；真核細胞中，DNA復制與DNA轉(zhuǎn)錄合成RNA的過程主要發(fā)生在細胞核中；真核細胞的染色體DNA的復制發(fā)生在細胞有絲分裂間期或減數(shù)分裂前的間期。4DA1、G1分別表示一條鏈上腺嘌呤和鳥嘌呤的數(shù)目，T2表示另一條鏈中胸腺嘧啶數(shù)目，A1G1占DNA分子堿基總數(shù)的24%，即24%。由于A1G1C1T1(AGCT)，故A1G1占本鏈堿基總數(shù)的48%。又A1(140%)G1，所以由

24、以上分析可得A128%，G120%。根據(jù)堿基互補配對原則T2A128%。方法規(guī)律利用簡圖法解答DNA分子結(jié)構(gòu)中相關(guān)計算簡圖法是指將復雜的生理過程用簡易的圖示呈現(xiàn)出來，從而簡化解題的過程。此種方法可將抽象問題變得形象直觀。5D假設(shè)親代DNA分子為n個，則繁殖四代后，DNA分子總數(shù)為16n，其中，只含15N的DNA分子為0個，同時含14N和15N的有2n個，只含14N的有14n個，它們呈現(xiàn)的比例為D圖所示。6D由圖可以看出，甲圖所示為DNA分子的復制過程，其方式為半保留復制，產(chǎn)生兩個相同的子代DNA分子；乙圖所示為以DNA分子的一條鏈為模板，產(chǎn)生單鏈RNA的轉(zhuǎn)錄過程，故A項錯誤。DNA分子復制過程可發(fā)生在細胞核、葉綠體、線粒體中，轉(zhuǎn)錄過程主要發(fā)生在細胞核中，B項錯誤。在上述兩個過程中，均需要解旋酶參與，故C項錯誤。在一個細胞周期中，DNA分子只復制一次，在整個細胞周期中每時每刻都需要多種酶的參與，多數(shù)酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，因而轉(zhuǎn)錄、翻譯過程貫穿于細胞周期的始終，因此，乙圖所示過程可起始多次，D項正確。拓展提升真原核生物的DNA分子復制的拓展DNA的復制是邊解旋邊復制，真核生物的DNA復制是從多個起點同時進行復制的，最后合成的DNA片段再連接在一起構(gòu)成一條完整的脫氧核苷酸鏈。而原核生物的DNA只有一個復制起點。7D根據(jù)半保留復制的特點