2019届高中生物第一轮复习课件人教版：6.2DNA分子的结构、复制和基因的本质

第2课DNA分子的结构、复制和基因的本质考点一DNA分子的结构【必备知识回顾】1.DNA分子的结构：脱氧核苷酸脱氧核苷脱氧核糖与磷酸氢键A＝TG≡C反向平行C、H、O、N、P2.DNA分子的特性：(1)相对稳定性：DNA分子中_______________交替连接的方式不变，两条链间_____________的方式不变。磷酸和脱氧核糖碱基互补配对(2)多样性：不同的DNA分子中___________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__种。(3)特异性：每种DNA分子都有区别于其他DNA分子的特定的_______________，代表了特定的遗传信息。脱氧核苷酸4n碱基对排列顺序3.碱基互补配对原则及相关计算：DNA碱基互补配对原则是指在DNA分子形成碱基对时，A一定与T配对，G一定与C配对的一一对应关系。推论如下：(1)双链DNA分子中嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A+G=T+C。简记：“DNA分子中两个非互补碱基之和是DNA分子总碱基数的一半”。(2)在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。设在双链DNA分子中的一条链上A1+T1=n%，则⇒A1+T1=A2+T2=n%，所以A+T=A1+A2+T1+T2==n%。简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。1221A=TA=Tn%+n%2(3)双链DNA分子中，非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。设双链DNA分子中，一条链上，=m，则==m，互补链中=。简记为：“DNA两条互补链中，不配对两碱基之和的比值乘积为1”。1111AGTC1111AGTC2222TCAG2222AGTC1m(4)双链DNA分子中，若=b%，则=%。1A单链1A双链b24.【教材易漏知识】必修2P58“科学·技术·社会”、P60“思维拓展”：DNA指纹图谱法的基本操作从生物样品中提取DNA(DNA一般都有部分的降解)，可运用PCR技术扩增出DNA片段或者完整的基因组DNA，然后将扩增出的DNA用合适的限制酶切成DNA片段，利用电泳技术将这些片段按大小分开后，转移至尼龙滤膜上，然后将已标记的DNA探针与膜上具有互补碱基序列的DNA片段杂交，用放射自显影便可获得DNA指纹图谱。【特别提醒】DNA分子结构的四点提醒(1)DNA初步水解产物是4种脱氧核苷酸，彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。(2)相邻的碱基在DNA分子的一条单链中通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连接，在DNA的双链之间通过“氢键”相连接。(3)如果已知A占双链的比例为c%，则A占单链的比例无法确定，但是可以求出其最大值为2c%，最小值为0。(4)不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即(A+T)/(C+G)的值不同。【核心素养提升】【典例示范】(2017·海南高考)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A+T)/(G+C)与(A+C)/(G+T)两个比值的叙述，正确的是()A.碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同B.前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高C.当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链D.经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1【素养解读】本题主要考查的核心素养是科学思维，具体表现在两个角度：素养角度具体表现比较与分类B项考查DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目的关系分析与综合A、C、D项考查DNA分子的结构特点【解析】选D。双链DNA分子中A=T、G=C，因此其(A+C)/(G+T)=1，但(A+T)/(G+C)的值不确定，A项错误，D项正确；由于G和C之间有三个氢键，含有的能量高，因此(A+T)/(G+C)的值越小时，双链DNA分子的稳定性越高，B项错误；(A+T)/(G+C)和(A+C)/(G+T)的值相同时，只能推断出4种碱基数目相同，无法判断出这个DNA分子是双链，C项错误。【母题变式】变式DNA分子的特异性为初步确定某新合成RNA的模板是宿主DNA还是病毒DNA，可以通过比较三者的_______________(碱基比)来进行推断。(A+T或U)/(G+C)分析：双链DNA分子中，(A+C)/(G+T)的值始终等于1，不能体现DNA分子的特异性，而(A+T或U)/(G+C)的值能表现DNA分子或RNA分子的特异性。【高考角度全练】角度一碱基互补配对原则应用1.(2018·济南模拟)20世纪50年代初，查哥夫对多种生物DNA做了碱基定量分析，发现(A+T)/(C+G)的比值如下表。结合所学知识，你认为能得出的结论是()DNA来源大肠杆菌小麦鼠猪肝猪胸腺猪脾(A+T)/(C+G)1.011.211.211.431.431.43A.猪的DNA结构比大肠杆菌DNA结构更稳定一些B.小麦和鼠的DNA所携带的遗传信息相同C.小麦DNA中(A+T)的数量是鼠DNA中(C+G)数量的1.21倍D.同一生物不同组织的DNA碱基组成相同【解析】选D。大肠杆菌DNA中(A+T)/(C+G)的比值小于猪的，说明大肠杆菌DNA所含C—G碱基对的比例较高，而C—G碱基对含三个氢键，因此大肠杆菌DNA稳定性高于猪的，故A项错误；虽然小麦和鼠的(A+T)/(C+G)比值相同，但不能代表二者的碱基序列与数目相同，故B、C项错误；同一生物的不同组织所含DNA的碱基序列是相同的，因此DNA碱基组成也相同，故D项正确。2.(2014·山东高考)某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是()世纪金榜导学号14120124【解题指南】解答本题的关键：(1)根据碱基互补配对的原则，推出坐标中纵轴与横轴之间的关系。(2)借助特殊值法判断。【解析】选C。本题主要考查对DNA分子碱基互补配对原则的理解。双链DNA分子中，(A+C)/(T+G)一定等于1，故A项错误；当一条链中(A1+C1)/(T1+G1)=1时，其互补链中存在(A2+C2)/(T2+G2)=(T1+G1)/(A1+C1)=1，B项错误；在DNA分子中，存在(A1+T1)/(G1+C1)=(A2+T2)/(G2+C2)=(A+T)/(G+C)，故C项正确、D项错误。角度二DNA的结构与特性3.(2018·邢台模拟)如图表示双链DNA分子的结构，有关叙述正确的是()A.①表示胸腺嘧啶脱氧核苷酸B.每个磷酸均连接着两个脱氧核糖C.DNA复制时，解旋酶断裂的是③处的化学键D.碱基C和G的比例越大，该DNA片段热稳定性越高【解析】选D。①由一个脱氧核苷酸的脱氧核糖、胸腺嘧啶与另一个脱氧核苷酸的磷酸构成，不能表示胸腺嘧啶脱氧核苷酸，A错误；位于每条链首端的磷酸只连接着一个脱氧核糖，B错误；DNA复制时，解旋酶断裂的是②处的氢键，C错误；含有氢键数量越多，双链DNA分子的热稳定性越高，在一个双链DNA分子中，碱基对G与C之间有三个氢键，A与T之间有两个氢键，因此碱基C和G的比例越大，DNA片段热稳定性越高，D正确。【易错提醒】(1)分析DNA结构模式图要从点(脱氧核苷酸)、线(脱氧核苷酸链)、面(DNA平面结构)和体(双螺旋结构)四个层次分析。(2)解答此类问题时要明确相邻碱基间的连接方式、碱基对与氢键的数量关系等方面的知识。【加固训练】1.(2018·天津模拟)已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条(α链)子链中T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%，则在α链的互补链(β链)中，T和C分别占(β链)碱基总数的()A.32.9%和17.1%B.31.3%和18.7%C.18.7%和31.3%D.17.1%和32.9%【解析】选B。由于整个DNA分子中G+C=35.8%，则每条链中G+C=35.8%，A+T=64.2%；由于α链中T与C分别占α链碱基总数的32.9%和17.1%，由此可以求出α链中G=18.7%、A=31.3%，则其互补链β链中T和C分别占β链碱基总数的31.3%和18.7%。2.(2018·福州模拟)一对同源染色体上的DNA分子之间一般不同的是()A.相邻核苷酸之间的连接方式B.碱基种类C.(A+G)/(T+C)的比值D.碱基序列【解析】选D。相邻核苷酸之间是通过磷酸二酯键连接的，因此连接的方式相同，A错误；组成DNA分子的碱基有A、G、T、C四种，B错误；在双链DNA分子中，因C=G、A=T，所以(A+G)/(T+C)=1，C错误；不同DNA分子的碱基序列不同，D正确。3.(2018·邯郸模拟)下面关于DNA分子结构的叙述中，错误的是()A.每个双链DNA分子含有4种脱氧核苷酸B.每个核糖上均连接着1个磷酸和1个碱基C.每个DNA分子的碱基数=磷酸数=脱氧核糖数D.双链DNA分子中的一段若含有40个胞嘧啶，就一定会同时含有40个鸟嘌呤【解析】选B。DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸，每个DNA分子中通常都会含有4种脱氧核苷酸；在DNA分子中，一般情况下每个脱氧核糖上连接2个磷酸和1个碱基；1分子脱氧核苷酸由1分子碱基、1分子磷酸和1分子脱氧核糖组成，因此DNA中碱基数=磷酸数=脱氧核糖数；双链DNA分子中胞嘧啶与鸟嘌呤进行碱基互补配对，二者数量相同，因此该DNA分子片段上有40个鸟嘌呤。考点二DNA分子的复制【必备知识回顾】1.概念：以__________为模板，合成子代DNA的过程。2.时间：有丝分裂_____、减数第一次分裂前的_____。DNA两条链间期间期3.过程：能量解旋两条螺旋的双链脱氧核苷酸DNA聚合酶双螺旋结构4.特点：(1)复制方式为___________。(2)边解旋边复制。5.DNA分子精确复制的原因：(1)DNA分子的_______结构提供精确的模板。(2)_________________保证复制精确进行。半保留复制双螺旋碱基互补配对原则6.意义：使_________从亲代传给子代，保持了遗传信息的_______。7.研究DNA复制的常用方法：同位素示踪法和离心法，常用_______标记，通过离心在试管中形成不同位置的DNA条带。遗传信息连续性3H、15N8.DNA复制过程中的数量关系：DNA复制为半保留复制，若将亲代DNA分子复制n代，其结果分析如下：(1)子代DNA分子数为__个。①含有亲代链的DNA分子数为__个。②不含亲代链的DNA分子数为____个。③含子代链的DNA分子数为__个。(2)子代脱氧核苷酸链数为____条。①亲代脱氧核苷酸链数为__条。②新合成的脱氧核苷酸链数为______条。2n22n-22n2n+122n+1-2(3)消耗的脱氧核苷酸数。①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为_________个。②第n次复制所需该脱氧核苷酸数为_______个。m·(2n-1)m·2n-19.利用图示法理解细胞分裂与DNA复制相结合的知识(假设细胞中含有1对同源染色体)：规律总结：①DNA复制与细胞分裂中子细胞标记情况分析。最后形成的4个子细胞有三种组合：第一种情况：2个细胞是，2个细胞是。第二种情况：4个细胞都是。第三种情况：2个细胞是，1个细胞是，1个细胞是。②DNA复制与细胞分裂中染色体标记情况分析：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。【特别提醒】DNA复制相关计算的四个易错点(1)复制次数：“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别：前者包括所有的复制，后者只指最后一次复制。(2)碱基数目：碱基的数目单位是“对”还是“个”。(3)复制模板：在DNA复制过程中，无论复制几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。(4)关键词：看清是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。【核心素养提升】【典例示范】(2014·上海高考)某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一