【生物】2020届 一轮复习 人教版 DNA的结构、复制及基因的本质 学案

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‎　2020届 一轮复习 人教版 DNA的结构、复制及基因的本质 学案 ‎【最新考纲】　1.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)。2.DNA分子的复制(Ⅱ)。3.基因的概念(Ⅱ)。‎ 考点一　DNA分子的结构及相关计算 见学生用书P101‎ ‎1．DNA双螺旋模型构建者：沃森和克里克。‎ ‎2．DNA双螺旋结构的形成 ‎3．DNA的双螺旋结构 ‎(1)DNA由两条脱氧核苷酸链组成，这些链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构。‎ ‎(2)外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接构成主链基本骨架。‎ ‎(3)内侧：两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。碱基互补配对遵循以下原则：A＝T(两个氢键)、G≡C(三个氢键)。‎ 助学巧记　利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子结构 ‎4．DNA分子结构特点 ‎(1)多样性：具n个碱基对的DNA具有4n种碱基对排列顺序。‎ ‎(2)特异性：如每种DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。‎ ‎(3)稳定性：如两条主链磷酸与脱氧核糖交替连接的顺序不变，碱基对构成方式不变等。‎ ‎　诊断辨析 ‎(1)沃森和克里克研究DNA分子的结构时，运用了构建物理模型的方法。(　√　)‎ ‎(2)富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也作出了巨大的贡献。(　√　)‎ ‎(3)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的。(　×　)‎ ‎(4)嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了DNA分子空间结构的相对稳定。(　√　)‎ ‎(5)含有G、C碱基对比较多的DNA分子热稳定性较差。(　×　)‎ ‎(6)分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。(　×　)‎ ‎　热图解读 ‎　下图表示一个DNA分子的片段，请分析：‎ ‎(1)DNA左侧单链中的G和C通过________________连接在一起的。‎ ‎(2)上述片段通过________________贮存遗传信息。‎ ‎(3)若碱基对数为n，则氢键数为__________。‎ ‎(4)图中的④表示____________。‎ ‎(5)图示DNA若进行初步水解和彻底水解，则产物分别是什么？‎ 提示　(1)脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖 ‎(2)特定的碱基对排列顺序 ‎(3)2n～3n ‎(4)胞嘧啶脱氧核苷酸 ‎(5)初步水解产物为4种脱氧核苷酸；彻底水解产物为磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。‎ 考向一　DNA分子的结构 ‎1．如图为DNA分子结构示意图，下列有关该图的描述，正确的是(　　)‎ A．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架 B．④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸 C．当DNA复制时，⑨的形成需要连接酶 D．DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息 解析　①为磷酸，②为脱氧核糖，③为含氮碱基(胞嘧啶)，其中①与②交替连接，构成了DNA分子的基本骨架，A错误；①②③组成的④实际上包含了上一个核苷酸的磷酸基团、下一个核苷酸的脱氧核糖和碱基，因此，④并非一个完整的脱氧核苷酸，B错误；当DNA复制时，⑨的形成不需要连接酶，可由碱基互补配对直接形成，C错误。‎ 答案　D ‎2．下列能正确表示DNA片段的示意图是(　　)‎ 解析　DNA通常为双链结构，由含有A、T、C、G四种碱基的脱氧核苷酸组成。A与T配对，之间有两个氢键；G与C配对，之间有三个氢键。DNA分子的两条链反向平行。‎ 答案　D 考向二　有关DNA分子结构的相关计算 ‎3．某双链DNA分子中含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该DNA分子(　　)‎ A．四种含氮碱基A∶T∶G∶C＝4∶4∶7∶7‎ B．若该DNA中A为p个，占全部碱基的(m>2n)，则G的个数为－p C．碱基排列方式共有4200种 D．含有4个游离的磷酸 解析　碱基的排列方式应少于4100种，含有2个游离的磷酸。‎ 答案　B ‎4．已知某DNA分子中的一条单链中(A＋C)/(T＋G)＝m，则(　　)‎ A．它的互补链中的这个比值也是m B．以它为模板转录出的信使RNA上(A＋C)/(U＋G)＝1/m C．该DNA分子中的(A＋C)/(T＋G)＝m D．当m＝1时，这条单链中的A＝C＝T＝G 解析　根据碱基互补配对原则可知，在双链DNA分子中，A＝T，C＝G，因此这条单链的互补链中(A＋C)/(T＋G)＝1/m，整个双链DNA分子中(A＋C)/(T＋G)＝1，以它为模板转录出的信使RNA上(A＋C)/(U＋G)＝1/m，故A项、C项错误，B项正确。当m＝1时，只能说明A＋C＝T＋G，并不能说明这条单链上的4种碱基的数量相等，D项错误。‎ 答案　B 技法点拨 关于碱基互补配对的四大规律总结 规律一：DNA双链中的A＝T，G＝C，两条互补链的碱基总数相等，任意两个不互补的碱基之和恒等，占碱基总数的50%，即A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G。‎ 规律二：非互补碱基之和的比例在整个DNA分子中为1，在两条互补链中互为倒数。如在一条链中＝a，则在互补链中＝，而在整个DNA分子中＝1。‎ 规律三：互补碱基之和的比例在整个DNA分子中以及任何一条链中都相等。如在一条链中＝m，则在互补链及整个DNA分子中＝m。‎ 规律四：在双链DNA及其转录的RNA之间有下列关系，设双链DNA中a链的碱基为A1、T1、C1、G1，b链的碱基为A2、T2、C2、G2，则A1＋T1＝A2＋T2＝RNA分子中(A＋U)＝(1/2)×DNA双链中的(A＋T)；G1＋C1＝G2＋C2＝RNA分子中(G＋C)＝(1/2)×DNA双链中的(G＋C)。‎ 注　由2n个脱氧核苷酸形成双链DNA分子过程中，可产生H2O分子数为(n－1)＋(n－1)＝2n－2。‎ 考点二　DNA分子的复制及基因的概念 见学生用书P103‎ ‎1．基因、DNA与染色体的关系 观察下面的基因关系图，完善相关内容：‎ ‎2．DNA分子的复制 ‎(1)概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。‎ ‎(2)时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。‎ ‎(3)条件 ‎(4)过程：DNA两条母链形成子链→新DNA分子。‎ ‎(5)方式：半保留复制。‎ ‎(6)特点：边解旋边复制。‎ ‎(7)意义：将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。‎ ‎3．染色体上DNA分子的复制过程 助学巧记　复制可简记为“1个主要场所(细胞核)，2种时期(有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期)，3个步骤(解旋、合成新链、形成子代DNA)，4个条件(模板、酶、原料和能量)。”‎ ‎　诊断辨析 ‎(1)DNA复制遵循碱基互补配对原则，新合成的DNA分子中两条链均是新合成的。(　×　)‎ ‎(2)DNA双螺旋结构全部解旋后，开始DNA的复制。(　×　)‎ ‎(3)单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链。(　×　)‎ ‎(4)DNA复制时，严格遵循A—U、C—G的碱基互补配对原则。(　×　)‎ ‎　热图解读 下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图。‎ 请分析：DNA复制时只从1个起点开始吗？若多个起点，是同时开始的吗？‎ 提示　多个起点。不同时。‎ 考向　DNA复制及基因的概念 ‎1．下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是(　　)‎ A．基因一定位于染色体上 B．基因在染色体上呈线性排列 C．四种脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了基因的多样性和特异性 D．一条染色体上含有1个或2个DNA分子 解析　基因是具有遗传效应的DNA片段，DNA不一定位于染色体上，因此基因不一定位于染色体上，A错误。‎ 答案　A ‎2．用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶脱氧核苷酸60个，该DNA分子在含有14N的培养基中连续复制4次。其结果不可能是(　　)‎ A．含有15N的DNA分子占1/8‎ B．含有14N的DNA分子占7/8‎ C．复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸600个 D．复制结果共产生16个DNA分子 解析　DNA复制为半保留复制，子代每个DNA的两条链，一条来自母链，一条是新合成的子链。由题可知，该DNA分子中有腺嘌呤(A)40个，则复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸为40×(24－1)＝600(个)。该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次，可形成16个DNA分子，其中含有15N的DNA分子占1/8，含有14N的DNA分子占100%。‎ 答案　B ‎3．某DNA分子含m对碱基，其中腺嘌呤有A个。下列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述中，错误的是(　　)‎ 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(m－A)个 解析　计算时注意分清“n次复制”与“第n次复制”的区别。‎ 答案　D 微专题·素养达成 见学生用书P104‎ DNA复制与细胞分裂中染色体标记情况分析 ‎　此问题能很好考查图文转换能力和综合分析能力 解题方法：(1)首先确定细胞分裂方式，是有丝分裂还是减数分裂，有丝分裂常以一条染色体为研究对象，减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象。‎ ‎(2)其次确定标记过程中DNA复制次数和在未标记培养液中细胞分裂次数(时期)。‎ ‎(3)最后图示细胞分裂过程，如下图：‎ ‎①标记DNA分子：‎ ‎②转至不含放射性培养液中培养一个细胞周期：‎ ‎　典例剖析 有丝分裂过程中DNA的复制与染色体关系模型 ‎(注：图中表示着丝点，以15N标记的DNA为模板，以14N为原料进行两个周期培养)‎ 这样来看，最后形成的4个子细胞有3种情况：第1种情况是4个细胞都是；第2种情况是2个细胞是，1个细胞是，1个细胞是；第3种情况是2个细胞是，另外2个细胞是。‎ ‎　典题演练 ‎1．蚕豆根尖细胞(2n＝12)在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的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 解析　DNA复制是半保留复制，蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸(3H—T)培养基中完成一个细胞周期，每一个DNA分子都有一条脱氧核苷酸链含3H—T，然后在不含放射性标记的培养液中培养至中期，DNA分子复制后形成的两个DNA分子通过着丝点连接，其中一个DNA分子的一条链含3H—T，如下图：‎ 答案　B ‎2．若用32P标记人的“类胚胎干细胞”的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32‎ P的培养液中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是(　　)‎ A．中期是46和46、后期是92和46‎ B．中期是46和46、后期是92和92‎ C．中期是46和23、后期是92和23‎ D．中期是46和23、后期是46和23‎ 解析　有丝分裂中期、后期染色体条数的分析：“类胚胎干细胞”来自人体，人体的一个正常细胞中含有染色体条数为46，有丝分裂中期染色体条数与体细胞相同(46)，后期染色体条数加倍(92)，故无论经过几次分裂，在有丝分裂中期染色体条数都是46，后期染色体条数都是92。有丝分裂中期、后期被32P标记的染色体条数的分析：以1个DNA分子为例，双链被32P标记，转入不含32P的培养液中培养，由于DNA具有半保留复制的特点，第一次有丝分裂完成时，每个DNA分子中都有1条链被32P标记；第二次有丝分裂后期，只有1/2的DNA分子被32P标记，有丝分裂中期时，染色单体没有分开，而这2条没有分开的染色单体中，1条被32P标记，导致整条染色体也被32P标记。‎ 答案　A ‎3．用32P标记玉米体细胞(含有20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期及所产生的子细胞中被32P标记的染色体数分别为(　　)‎ A．20、40、20 B．20、20、20‎ C．20、20、0～20 D．20、40、0～20‎ 解析　玉米体细胞两次有丝分裂过程中染色体和DNA的标记情况可用下图进行解析。‎ 由此可见在第二次分裂中期，玉米细胞的20条染色体全含32P，第二次分裂后期40条染色体中有20条含32P，第二次分裂产生的子细胞所含20条染色体中，带32P的为0～20条。‎ 答案　C 微平台·通关必备 ‎【答题术语】‎ ‎1．DNA分子复制的时期：细胞有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。‎ ‎2．DNA复制需要的基本条件有模板、原料、能量和酶等。‎ ‎3．DNA分子复制的特点是半保留复制；边解旋边复制。‎ ‎4．DNA分子复制的意义是DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性。‎ ‎5．遗传信息是指DNA中碱基的排列顺序。‎ ‎6．基因的本质描述是基因是有遗传效应的DNA片段。‎ ‎【误区警示】‎ ‎1．误认为DNA复制“只发生于”细胞核中 细胞生物中凡存在DNA分子的场所均可进行DNA分子的复制，其场所除细胞核外，还包括叶绿体，线粒体，原核细胞的拟核及质粒。‎ 需特别注意的是DNA病毒虽有DNA分子，但其不能独立完成DNA分子的复制——病毒的DNA复制必须借助寄主细胞完成，在其DNA复制时，病毒只提供“模板链”，其他一切条件(包括场所、原料、酶、能量)均由寄主细胞提供。‎ ‎2．并非所有的DNA分子均具“双链”，有的DNA分子为单链。‎ ‎3．原核细胞及真核细胞细胞器中的DNA分子为“双链环状”。‎ 　教学资源备选　 减数分裂中DNA和染色体标记情况分析 在减数分裂过程中，DNA复制一次，细胞连续分裂两次。以下绘制的是一次减数分裂的结果(以一对同源染色体为例)。‎ 由图可以看出，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂两次，但DNA只复制一次，所以四个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条利用原料合成的子链组成。‎ 特别提醒　在具体分析子代DNA或染色体或细胞的标记情况时，需先依据题中信息确定亲代DNA的标记情况，然后根据原料的标记情况确定子链的标记情况，最后结合上图，加以分析即可。‎ 某性原细胞(2n＝16)的DNA全部被32P标记，其在含31P的培养基中进行一次有丝分裂后继续进行减数分裂，下列能正确表示有丝分裂前期(白色柱状图)和减数第一次分裂前期(灰色柱状图)每个细胞中含32P的染色单体和核DNA分子数目的是(　　)‎ 解析　将染色体和核DNA分子从细胞中脱离出来，即只绘制染色体和核DNA分子被标记情况，并只以一条染色体上DNA分子的标记情况为例，绘制如图(图中线条代表核DNA分子中的一条链)。‎ 该性原细胞在含31P的培养基中进行有丝分裂时，由于DNA的半保留复制，有丝分裂前期的每条染色体上有两个DNA分子，且DNA分子双链均为一条含31P，另一条含32P，故有丝分裂前期含32P的染色单体和核DNA分子数目分别为32和32；有丝分裂产生的子细胞中每个核DNA分子双链均为一条含31P，另一条含32P，子细胞在含31P的培养基中继续进行减数分裂，则减数第一次分裂前期每个细胞中含32P的染色单体和核DNA分子数目分别为16和16。‎ 答案　A