1、导与练届高三生物一轮复习学案第19讲 DNA分子的结构复制学案19 DNA分子的结构、复制与基因课前探究案预习目标1、了解DNA分子结构的主要特点 2、理解基因的概念 3、DNA分子的复制 【基础知识回顾】一、 DNA和RNA的比较 基本组成单位是 合成场所是 DNA 具有 结构 不彻底的水解产物是 核酸 彻底的水解产物是 水解过程中断裂的化学键是 基本组成单位是： 合成场所是 RNA 具有 结构 不彻底的水解产物是 彻底的水解产物是 水解过程中断裂的化学键是 拓展：其实多糖和脂肪也是相对分子质量比较大的化合物，它们都自已的基本组成单位，这些小单位也是以脱水缩合的方式形成化合物的。二、 DNA
2、分子的结构及特点请按照要求完成DNA分子片段图。1、请在方框内写出对应的脱氧核苷酸的结构简 式。2、表示 （填汉语名称）。3、图中上下两个脱氧核苷酸用 键相连，它可表示为 ，请在图 中标出所有的该化学键，这种化学键的形成可与 酶和 酶有关，想一想两种酶的作用特点有什么不同？ 。 图中左右两个脱氧核苷酸用 键相连，请在图中标出所有的该化学键， 可将其打开；除此之外还可以用 （物理方法）的方法将其打开。4、组成DNA的元素有 ，脱氧核苷酸分子内P元素存在于 （结构）内，N素存在于 （结构）内。5、分析这种结构的主要特点：（稳定性）DNA分子的基本骨架由 交替连接而成。DNA分子两条链上的碱基通过
3、连接成碱基对，并且遵循 原则。两条脱氧核苷酸长链 平行6、DNA分子中的碱基有 种，碱基间配对方式有 种，但由于 ，使DNA分子具有多样性；由于 ，使DNA分子具有特异性。7、DNA分子的立体结构是 ，这个模型是由 提出的。三、DNA分子的复制 根据图示回答：1 图表示的生理过程是_，发生在真核细胞的_ _ _ （场所）。（2）此过程发生的时期是 和 图中1、2、3、4、5分别是_ 、_ _、_ _ _ 、_ _ 、 。（3）此过程的模板是 ，原料是 。(4)这个过程需要能量吗？ 若需要，由 提供。（5）此过程需要的酶有 酶和 酶。（6）此过程的方式是 ，特点是 。（7） 确保此过程精确进行的
4、原因是：其一，DNA分子独特的 为其提供了精确的模板，其二 能够使复制准确无误的进行。 四、基因是有遗传效应的DNA片段1、下列关于基因的叙述中，揭示基因化学本质的是 （ ）A遗传物质的结构单位和功能单位 B在染色体上呈线性排列C有遗传效应的DNA片段 D碱基排列顺序代表遗传信息2、遗传信息是什么？ 学案19 DNA分子的结构、复制与基因课内探究案【学习目标】1、DNA分子结构的主要特点 2、基因的概念 3、DNA分子的复制 【探究点一】DNA与RNA分子结构的异同【例题1】如图四种化合物的化学组成中，“”中所对应的名称正确的是（ ）A.腺嘌呤核糖核苷酸 B.腺苷 C.腺嘌呤脱氧核苷酸 D.腺
5、嘌呤归纳总结：在ATP中：A 表示 ，它是由 和 结合而成，A的简式可表示为 ；A+P表示 ；A+2P表示 【变式训练1】在下列四种化合物的化学组成中，“”中所对应的含义最接近的是()A和 B和 C和 D和高考体验 （2013新课标全国理综）关于DNA和RNA的叙述，正确的是()ADNA有氢键，RNA没有氢键B一种病毒同时含有DNA和RNAC原核细胞中既有DNA，也有RNAD叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA【探究点二】碱基互补配对原则及其推论【例题2】在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的
6、信使RNA中鸟嘌呤占碱基总数的（ ） A. 24% B. 22% C. 26% D. 23%点拨归纳 原则： A=T C=G 注意：以上原则及推论仅适用于双链DNA分子的碱基计算，不适用于单链DNA分子的碱基计算。 应用上述推论，还可以解决转录时mRNA中相关碱基数目和比例的计算等问题。【变式训练2】下列对双链DNA分子的叙述，哪项是不正确的 A.若一条链G的数目为C的2倍，则另一条链G的数目为C的0.5倍B.若一条链A和T的数目相等，则另一条链A和T的数目也相等C.若一条链的ATGC=1234，则另一条链相应碱基比为2143D.若一条链的GT=12，另一条链的CA=21【探究点三】关于DNA
7、单、双链及RNA判断【例题3】经测定，甲、乙、丙3种生物的核酸中的碱基之比如下表，这3种生物的核酸分别为（ ） AGCTU甲60406040-乙30202030-丙412344-28A. 双链DNA、单链DNA、RNA B. 单链DNA、双链DNA、RNA C. 双链DNA、RNA、单链DNA D. RNA、单链DNA、双链DNA点拨归纳： 若核酸中出现碱基T或五碳糖为脱氧核糖则必为DNA；若AT，CG，则一定为单链DNA；若A=T、C=G，则一般认为是双链DNA；若出现碱基U或五碳糖为核糖则必为RNA。【变式训练3】甲生物核酸的碱基比例为：嘌呤占46%、嘧啶占54%，乙生物遗传物质的碱基比例
8、为：嘌呤占34%、嘧啶占66%，则以下分别表示甲、乙生物正确的是（ ） A. 蓝藻、变形虫 B. T2噬菌体、豌豆 C. 硝化细菌、绵羊 D. 肺炎双球菌、烟草花叶病毒【变式训练4】已知病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA和单链RNA四种类型，现发现了一种新病毒，要确定其核酸属于上述哪一种类型，应该（ ） A. 分析碱基类型，确定碱基比率B. 分析碱基类型，分析核糖类型C. 分析蛋白质的氨基酸组成，分析碱基类型D. 分析蛋白质的氨基酸组成，分析核糖类型【探究点四】DNA分子的复制及相关计算【例题4】蚕豆根尖细胞在含标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的
9、培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是（ ）A. 每条染色体的两条单体都被标记 B. 每条染色体中都只有一条单体被标记C.只有半数的染色体中一条单体被标记 D. 每条染色体的两条单体都不被标记 假设蚕豆根尖细胞中有两条染色体，请图示上题过程（用不同颜色的笔）请继续画出第二个周期结束的情况。若不换培养基一直在含标记的培养基中分裂，让其复制三次，则不含的DNA占全部DNA分子的比例、含有的DNA分子占全部DNA分子的比例以及不含的脱氧核苷酸链占全部DNA单链的比例依次是（ ） A.1/2，7/8，1/4 B.0，1，1/8 C.0，7/8，1/8 D.1/8，1，1/8【例题5】有
10、100个碱基对的某DNA分子片段，内含60个胞嘧啶脱氧核苷酸，若连续复制n次，则在第n次复制时需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸多少个，这n次复制共需游离腺嘌呤脱氧核苷酸多少个。（ ）A.40n-1 B.40n C.402n-1 D.40(2n-1) 点拨归纳：1.一个DNA连续复制n次后，DNA分子总数为：2n2.第n代的DNA分子中，含原DNA母链的有2个，占1/(2n-1)3.若某DNA分子中含碱基T为a， (1)则连续复制n次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a(2n-1) (2)第n次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a2n-1注意：做题的时候要注意是问复制n次，还是第n次复制。无论
11、复制多少次，含初始元素的DNA分子始终是两个，含初始元素的DNA单链永远是两条。做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。【变式训练5】（多选题）某DNA分子含m对碱基，其中腺嘌呤有A个，该DNA分子在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸的数目是（ ）A在第一次复制时，需要(m-A)个 B在第二次复制时，需要2(m-A)个C在第n次复制时，需要2n-1 (m-A)个 D在n次复制过程中，总共需要(2n-1)(m-A)个【探究点五】基因、脱氧核苷酸、遗传信息、DNA、染色体、蛋白质、生物性状之间的关系【例题6】分析下图回答 1 图中B是_，C是_，G是_，2 F的基本组成单位是图中的_。3 E和F
12、的关系是_ 。F的主要载体是_，F和H的关系是_。1个H中含_ 个F，1个F中含有_个E，1个E中含有_个D。点拨归纳：1.对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体；线粒体和叶绿体是基因的次要载体。2对于原核细胞来说，基因在拟核中的DNA分子或质粒上，DNA是裸露的，并没有与蛋白质一起构成染色体，因此，没有染色体这个载体。3.位于线粒体和叶绿体中的基因随线粒体和叶绿体传给后代，是细胞质遗传的基础。【变式训练6】人类基因组计划的实施对人类了解自身的奥秘、增进健康具有无可估量的意义，而其基础是对DNA分子和基因结构和功能的认识。下图表示细胞内与基因有关的物质或结构，请仔细阅读并回答问题：（1）细胞
13、内的遗传物质是 _，基因和的关系是_。（2）e和g的关系是_，被彻底水解后的产物可用字母_表示。（3）遗传物质的主要载体是 _，基因和的关系是_。（4）基因和的关系是_，合成时的模板来自_过程，模板合成后进入的合成场所_（填“需要”或“不需要”）穿过磷脂分子层，原因是_。（5）的成分与RNA的成分相比，主要差异在于_。（6）的空间结构一般表现为_，若其中C+G/T+A0.5，则占总碱基数的比例为_，其单链之一的C+G/T+A为_。（7）的功能可表达为_，在复制时出现错误，可能出现_。当堂检测1.如图为用15N标记的DNA分子片段，下列说法中正确的是（ ） A.把此DNA分子放在含14N的培养基
14、中复制3代，子代中含14N标记的DNA分子占总数的3/4B.处的碱基对改变一定会引起生物表现型的变化C.限制性内切酶作用于部位，解旋酶作用于部位D.该DNA分子的特异性表现在碱基种类上2DNA完全水解后得到的化学物质是 （ ）A. 氨基酸、葡萄糖、含氮碱基 B. 氨基酸、核苷酸、葡萄糖C. 核糖、含氮碱基、磷酸 D. 脱氧核糖、含氮碱基、磷酸3.下列有关DNA分子复制的叙述，正确的是 （ ） A.DNA分子在解旋酶的作用下水解成脱氧核苷酸B.在复制过程中，解旋和复制是同时进行的C.解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链D.两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子4分析一个DNA分子时，发现3
15、0%的脱氧核苷酸含有腺嘌呤，由此可知该分子中一条链上鸟嘌呤的含量占此链碱基数的最大值是（ ） A. 20% B. 30% C. 40% D. 70%学案19 DNA分子的结构、复制与基因课后拓展案1细胞内某一DNA片段中有30的碱基为A，则该片段中（ ） A.G的含量为30 B.U的含量为30 C.嘌呤含量为50 D.嘧啶含量为402双脱氧核苷酸常用于DN A测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与DNA 的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA 合成时，在DNA 聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的序列为GTACAT
16、ACATG的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸，则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有（ ）A.2种 B.3种 C.4种 D.5种3一个DNA分子（双链结构）经过100次复制后，含有原分子旧链的DNA分子有（ ）A2个 B4个 C100个 D个4假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是（ ）A该过程至少需要3105个鸟嘌呤脱氧核苷酸B噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等C含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1:49D该DNA发生突变，其
17、控制的性状即发生改变5如果基因中四种脱氧核苷酸的排列顺序发生变化，这种变化则意味着（ ） A遗传信息的改变 B基因数量的改变C基因位置的改变 DDNA空间结构的改变6.下列关于核酸的叙述中，正确的是 （ ）A.DNA和RNA中的五碳糖相同 B.组成DNA与ATP的元素种类不同C. T2噬菌体的遗传信息贮存在RNA中 D.双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数7下列关于遗传信息的说法不正确的是（ ） A、基因的脱氧核苷酸的排列顺序就代表遗传信息 B、遗传信息的传递主要是通过染色体上的基因传递的C、生物体内的遗传信息主要储存在DNA分子上D、遗传信息即生物体所表现出来的遗传性状8.一个mRNA分子有m个
18、碱基，其中G+C有n个；由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的A+T数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是 A、m m/3-1 B.m m/3-2 C.2(m-n) m/3-1 D. 2(m-n) m/3-29从某生物组织提取DNA进行分析，其四种碱基数的比例为鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%，又知该DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤，问与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的 ( )A.26% B.24% C.14% D.11%10紫茉莉的遗传信息储存于它的 ADNA和RNA分子，在细胞质和细胞核中 BDNA分子，在细胞质和细胞核中CDNA或RNA
19、分子，在细胞质和细胞核中 DDNA，在细胞质中11以下所示四个双链DNA分子的一条链，其中稳定性最差是（ ） A双链DNA中A占25% B双链DNA中T占30%C 双链DNA中G占25% D双链DNA中C占30%12含有2 000个碱基的DNA，每条链上的碱基排列方式有（ ） A.42 000个 B.41 000个 C.24 000个 D.21 000 个13下列关于DNA复制的叙述，正确的是（ ） A.在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制 B. DNA通过一次复制后产生四个DNA分子C. DNA双螺旋结构全部解链后，开始DNA的复制D.单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链14豌豆的
20、高茎基因(D)与矮茎基因(d)本质上的区别是（ ） A所含有的性状不同 B所存在的遗传密码不同C在同源染色体上存在的位置不同 D4种脱氧核苷酸的排列顺序不同15将精原细胞的一个DNA分子用15N标记，并提供14N的原料，则该精原细胞产生的4个精子中没有放射性同位素15N的有（ ） A0个 B.1个 C.2个 D.4个16基因是有遗传效应的DNA片段，在下面关于“遗传效应”的说法中，不正确的是（ ）A能控制一种生物性状的表现 B能控制一种蛋白质的生物合成C能转录形成信使RNA D存在遗传密码并决定某种氨基酸17.含有32P或是31P的磷酸，两者的化学性质几乎相同，都可以参与DNA分子的组成，但3
21、2P比31P质量大。现将某哺乳动物细胞放在含有31P磷酸的培养基中，连续培养数代得到G0代细胞。然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养，经过第1、2次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。再从0、1、2代细胞中提取出DNA，经密度梯度离心后得到的结果如下图。由于DNA分子的质量不同，因此在离心管中的分布不同。若、分别表示轻、中、重三种DNA分子的位置，请回答：（1）G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的：G0 、G1 、G2 。（2）G2代在、三条带中DNA分子数的比例 是 。（3）图中、两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是：条带 、条带 。（4）上述实验结果证明DNA
22、的复制方式是 复制。DNA的自我复制能使生物的 保持相对的稳定。18. （2013天津理综）肠道病毒EV71为单股正链RNA(RNA)病毒，是引起手足口病的主要病原体之一。如图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。据图回答下列问题：(1)图中物质M的合成场所是_。催化、过程的物质N是_。(2)假定病毒基因组RNA含有7500个碱基，其中A和U占碱基总数的40%。以病毒基因组RNA为模板合成一条子代RNA的过程共需要碱基G和C_个。(3)图中RNA有三方面功能，分别是_。(4)EV71病毒感染机体后，引发的特异性免疫有_。(5)病毒衣壳由VP1、VP2、VP3和VP4四种蛋白组成，其中VP1、VP2
23、、VP3裸露于病毒表面，而VP4包埋在衣壳内侧并与RNA连接，另外VP1不受胃液中胃酸的破坏。若通过基因工程生产疫苗，四种蛋白中不宜作为抗原制成疫苗的是_，更适宜作为抗原制成口服疫苗的是_。19.（2013广东理综）1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于()证明DNA是主要的遗传物质确定DNA是染色体的组成成分发现DNA如何储存遗传信息为DNA复制机制的阐明奠定基础A B C D学案19 DNA分子的结构、复制与基因课前探究案基础知识回顾一.脱氧核苷酸 细胞核、线粒体、叶绿体 双螺旋 脱氧核苷酸 磷酸、脱氧核糖、含N碱基 磷酸二酯键 核糖核苷酸 细胞核、线
24、粒体、叶绿体 单链 核糖核苷酸 磷酸、核糖、含N碱基 磷酸二酯键 二.1略2.腺嘌呤 3.磷酸二酯 P DNA连接 DNA聚合 DNA聚合酶是把单个的脱氧核苷酸连接起来而DNA连接酶是把两个DNA片段连接起来 氢 解旋 加热 4.C、H、O、N、P 磷酸 碱基 5磷酸与脱氧核糖 氢键 碱基互补 反向 6. 4 2 排列顺序多种多样 每种生物碱基对的排列顺序是特定的 7. 双螺旋结构 沃森、克里克 三.（1）DNA复制 细胞核、线粒体、叶绿体 （2）有丝分裂间期 减数第一次分裂前的间期 A T C C T （3）A和B 游离的脱氧核苷酸 （4）需要 ATP （5）DNA解旋 DNA聚合 （6）半
25、保留复制 边解旋边复制 （7）双螺旋结构 碱基互补配对 四、1.C 2.碱基对的排列顺序课内探究案【探究点一】DNA与RNA分子结构的异同【例题1】C 解析：腺苷 腺嘌呤 腺嘌呤核糖核苷酸【归纳总结】腺苷 磷酸和核糖 略 腺嘌呤核糖核苷酸 二磷酸腺苷 【变式训练1】D 【高考体验】C 【探究点二】碱基互补配对原则及其推论【例题2】A 解析：A和T的含量为54%，则G和C的含量为46%。其中一条链的G含量为22%，则C在该链中的含量为24%，以该链为模板转录的mRNA上G的含量就与模板链C含量相同，为24%。 【变式2】D 【探究点三】关于DNA单、双链及RNA判断【例题3】B 【变式训练3】D
26、 解析：甲生物核酸的碱基比例为：嘌呤占46%、嘧啶占54%，说明甲不可能只含有DNA，所以不是T2噬菌体；乙生物遗传物质的碱基比例为：嘌呤占34%、嘧啶占66%，说明乙的遗传物质不是DNA，则乙是RNA病毒。 【变式训练4】A【探究点四】DNA分子的复制及相关计算【例题4】B B 【例题5】C D【变式5】ABCD 【探究点五】基因、脱氧核苷酸、遗传信息、DNA、染色体、蛋白质、生物性状之间的关系。【例题6】（1）脱氧核糖 含N碱基 蛋白质 （2）脱氧核糖核苷酸 （3）E是有遗传效应的F片段 染色体 H是F的载体 1或2 多 许多 【变式训练6】（1） g DNA 基因是DNA上有遗传效应的结
27、构和功能单位 （2） e是g的基本单位 b、c、d （3）i 染色体 基因在染色体上呈线性排列 （4）基因指导h的合成 转录 不需要 mRNA经核孔进入细胞质 （5）碱基和五碳糖的种类不同 （6）双螺旋 1/3 1/2 （7） 贮存、复制、传递和表达遗传信息 基因突变【当堂检测】1.C 解析：把此DNA分子放在含14N的培养基中复制3代，子代中含14N标记的DNA分子占总数的100%，处的碱基对改变不一定会引起生物表现型的变化，因为密码子有兼并性，限制性内切酶作用于部位，解旋酶作用于部位，该DNA分子的特异性表现在碱基的排列顺序上。2.D3.B4.C 解析：假设一共有核苷酸100个，每条链50
28、个，30%的脱氧核苷酸含有腺嘌呤，则有30%的脱氧核苷酸含有胸腺嘧啶，因此鸟嘌呤和胞嘧啶各占20个，因此在一条链上除了腺嘌呤和胸腺嘧啶外只有鸟嘌呤时，其所占比值最大，即20/50=40%课后拓展案1.C2.D 解析：根据题意，胸腺嘧啶双脱氧核苷酸也可和单链模板上的腺嘌呤脱氧核苷酸进行配对。在该模板上共有4个腺嘌呤脱氧核苷酸，这样，可能有0、1、2、3、4个的胸腺嘧啶双脱氧核苷酸与模板上的腺嘌呤脱氧核苷酸进行配对，所以总共有5种不同长度的子链。3.A4.C 解析：本题综合考查运用DNA的结构、复制、病毒增殖及其特点进行数据计算、性状分析。DNA为半保留复制，则双链含32P的DNA分子放在只含31P的大肠杆菌内复制形成的子代100个DNA中，应有2个既含有32P也含有31P，其他98个只含有31P，因此含有32P与只含有31P的子代噬菌体之比为2:98；根据碱基互补配对知该DNA含有的碱基G为50002（100%-20%2）2=3 000（个），且亲代链在复制中保留，则需要的鸟嘌呤脱氧核苷酸至少为（100-1）该DNA含有的碱基G的数目=297 0
