2021版高考人教版通用生物核心讲练大一轮复习：DNA分子的结构和复制及基因是有遗传效应的DNA片段 Word版含答案

2021版高考人教版通用生物核心讲练大一轮复习：DNA分子的结构和复制及基因是有遗传效应的DNA片段 Word版含答案

讲 核心考点·全突破 考点一　DNA分子的结构 ‎ ‎ ‎1.两种DNA结构模型解读：‎ ‎(1)由图1可解读以下信息：‎ ‎① ‎ ‎② ‎ ‎③ ‎ ‎(2)图2是图1的简化形式，其中①是磷酸二酯键，是限制酶和DNA连接酶作用部位；③是氢键，是解旋酶作用部位。‎ ‎2.关于DNA结构的几个计算公式：‎ ‎(1)在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即A+G=T+C。‎ ‎(2)互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即若在一条链中(A+T)/(G+C)=m，在互补链及整个DNA分子中(A+T)/(G+C)=m。‎ - 10 -‎ ‎(3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA一条链中(A+G)/(T+C)=a，则在其互补链中(A+G)/(T+C)=1/a，而在整个DNA分子中(A+G)/(T+C)=1。‎ ‎【高考警示】 ‎ 有关DNA的三点提醒 ‎(1)DNA的一级水解产物是四种脱氧核苷酸，二级水解产物是碱基、脱氧核糖和磷酸。‎ ‎(2)单链中相邻碱基之间通过-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-连接。‎ ‎(3)G-C间有3个氢键，A-T间有2个氢键。含G-C对多的DNA热稳定性更高。‎ ‎ ‎ ‎【典例】(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 ‎【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之间含有三个氢键，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，‎ - 10 -‎ 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。‎ ‎ ‎ ‎　(1)若某DNA分子中含有胸腺嘧啶a个，占碱基总数比例为b，则该DNA分子中含有胞嘧啶和氢键数目分别为多少个？‎ 提示：DNA中含胞嘧啶：÷2=a个；‎ 氢键：a×2+a×3=a。‎ ‎(2)DNA分子中连接两个相邻碱基对的方式有2种，分别是：氢键和脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖。‎ ‎　如图为某DNA分子的部分平面结构图，下列关于该DNA分子片段的说法中正确的是 (　　)‎ A.该DNA分子中每个脱氧核糖与1个磷酸相连接 B.③是连接DNA单链上2个核糖核苷酸的磷酸二酯键 C.若该DNA复制后不管得到多少个子代DNA分子，含母链的DNA分子只有2个 D.DNA分子的热稳定性只与DNA分子的长度有关，与碱基种类及比例无关 ‎ - 10 -‎ ‎【解析】选C。图中①是脱氧核糖，②是磷酸，③是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸中连接磷酸和脱氧核糖的化学键；④是连接DNA单链上两个脱氧核糖核苷酸的化学键，⑤是碱基对间的氢键。 DNA分子中多数脱氧核糖与2个磷酸相连接，构成DNA分子的骨架；由DNA的半保留式复制可知一个DNA分子复制后不管得到多少个子代DNA分子，含母链的DNA分子只有2个；A与T之间有2个氢键，G与C之间有3个氢键，G与C在DNA分子中所含的比例越高，其热稳定性越高。‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　1.(2019·福州模拟)如图所示为双链DNA分子的平面结构模式图。下列叙述正确的是 (　　)‎ A.图示DNA片段中有15个氢键 B.沃森和克里克利用构建数学模型的方法，提出DNA的双螺旋结构 C.只有在DNA解旋酶的作用下图示双链才能解开 D.在双链DNA分子中，每个磷酸基团连接1个脱氧核糖 ‎【解析】选A。图示的DNA片段共有6个碱基对，A—T有3对、G—C有3对；因A—T之间有2个氢键，G—C之间有3个氢键，共15个氢键。沃森和克里克构建的是物理模型。要使DNA双链解开，不仅可以用DNA解旋酶，还可以用高温加热解旋。在双链DNA分子中，‎ - 10 -‎ 每条链中间的每个磷酸基团都分别连接2个脱氧核糖，每条链两端的磷酸基团只连接1个脱氧核糖。‎ ‎2.(2016·上海高考)在DNA分子模型的搭建实验中，若仅用订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含 10对碱基(A有6个)的DNA双链片段，那么使用的订书钉个数为 (　　)‎ A.58　　　B.78　　　C.82　　　D.88‎ ‎【解析】选C。构成一个脱氧核苷酸需要2个订书钉，20个脱氧核苷酸总共需要40个订书钉；一条DNA单链需要9个订书钉连接10个脱氧核苷酸，两条链共需要18个订书钉；由于A-T之间有2个氢键，G-C之间有3个氢键，A有6个，所以双链间的氢键数共有6×2+4×3=24个。总共需要订书钉40+18+24=82个。‎ 考点二　DNA分子的复制　 ‎ ‎1.DNA分子复制中的相关计算：‎ DNA分子的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，其结果分析如下：‎ ‎(1)DNA分子数。‎ ‎①子代DNA分子数=2n个。‎ ‎②含有亲代DNA链的子代DNA分子数=2个；‎ ‎③不含亲代DNA链的子代DNA分子数=(2n-2)个。‎ - 10 -‎ ‎(2)脱氧核苷酸链数。‎ ‎①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数=2n+1条；‎ ‎②亲代脱氧核苷酸链数=2条；‎ ‎③新合成的脱氧核苷酸链数=(2n+1-2)条。‎ ‎(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m·(2n-1)个；‎ ‎②第n次复制所需该脱氧核苷酸数=2n个DNA分子中该脱氧核苷酸数-2n-1个DNA分子中该脱氧核苷酸数=2n·m-m·2n-1=m·(2n-2n-1)=(m·2n-1)个。‎ ‎2.DNA复制模型：‎ ‎3.DNA复制与染色体复制：‎ ‎【高考警示】 ‎ 关于DNA复制的四点提醒 ‎(1)DNA复制时两条链反向同时进行。‎ ‎(2)DNA复制可被阻断。‎ ‎(3)染色体复制本质是DNA复制。‎ - 10 -‎ ‎(4)噬菌体繁殖本质就是DNA复制。‎ ‎【典例】(2016·全国卷Ⅰ)在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A-Pα～Pβ～Pγ或dA-Pα～Pβ～Pγ)。回答下列问题：‎ ‎(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的_______(填“α”“β”或“γ”)位上。 ‎ ‎(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的_______(填“α”“β”或“γ”)位上。 ‎ ‎(3)将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是 ‎____________。 ‎ ‎【解析】本题主要考查DNA的结构与同位素标记法的应用。‎ ‎(1)由题干信息可知，ATP中远离A的磷酸基团是Pγ，当ATP水解后形成的Pγ参与DNA的合成，则32P标记的磷酸基团位于ATP的γ位上。‎ ‎(2)dATP去掉2个磷酸基团后是合成DNA的原材料，若用32P标记的dATP合成DNA，则标记的磷酸基团应位于靠近A的位置上，即α位上。‎ - 10 -‎ ‎(3)DNA的复制是半保留复制，一个噬菌体DNA分子的2条链都用32P标记，原标记的2条链作为模板合成新的DNA，如此反复有且只有2条链被32P标记，最终被分配到2个噬菌体中。‎ 答案：(1)γ　(2)α　(3)一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的2条单链只能被分配到2个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中有2个带有标记 ‎　(1)ATP脱掉β位、γ位的磷酸基团后，剩余部分成为RNA的基本单位，名称为腺嘌呤核糖核苷酸。‎ ‎(2)如果题(3)中产生的子代噬菌体n个含有31P，合成子代噬菌体所需要的模板、原料和能量分别由亲代噬菌体、大肠杆菌和大肠杆菌提供。‎ ‎　(2018·海南高考)现有DNA分子的两条单链均只含有14N(表示为14N14N)的大肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代，再转到含有14N的培养基中繁殖一代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是 (　　)‎ A.有15N14N和14N14N两种，其比例为1∶3‎ B.有15N15N和14N14N两种，其比例为1∶1‎ C.有15N15N和14N14N两种，其比例为3∶1‎ D.有15N14N和14N14N两种，其比例为3∶1‎ ‎【解析】选D。本题考查DNA的复制特点。假设含有DNA分子为14N14N的一个大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代，‎ - 10 -‎ 根据半保留复制的特点，第一代形成两个DNA分子全为14N15N，第二代形成4个DNA分子，2个14N15N和2个15N15N，若这些大肠杆菌在含有14N的培养基中再繁殖一代，形成8个DNA分子，含2个14N14N和6个14N15N。所以14N15N和14N14N的比例为3∶1。‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　1.(2019·邯郸模拟)下面为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分析，相关叙述错误的是 (　　)‎ A.由图示得知，DNA分子复制的方式是半保留复制 B.解旋酶能使双链DNA解开，但需要消耗ATP C.子代DNA分子的两条链是反向平行排列的 D.DNA在复制过程中是先进行解旋，后半保留复制 ‎【解析】选D。由图示可知，新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此DNA分子复制的方式是半保留复制；解旋酶使DNA双链解开的过程需要消耗ATP；子代DNA分子的两条链是反向平行的；DNA在复制过程中是边解旋，边半保留复制的。‎ ‎2.用15N标记含有100个碱基对的DNA分子(其中有腺嘌呤60个)，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。下列有关判断错误的是 (　　)‎ A.含有15N的DNA分子有两个 - 10 -‎ B.含有14N的DNA分子占总数的7/8‎ C.第4次复制消耗胞嘧啶脱氧核苷酸320个 D.复制共产生16个DNA分子 ‎【解析】选B。由于DNA分子的复制是半保留复制，亲代DNA分子的两条链始终存在于子代的两个DNA分子中，因此含有15N的DNA分子有两个；该DNA分子是在含14N的培养基中复制的，新形成的子链均含有14N，故16个DNA分子都含14N，比例为100%；根据碱基互补配对原则，DNA分子中腺嘌呤有60个，则胞嘧啶有40个，第4次复制需消耗胞嘧啶脱氧核苷酸数=24-1×40=320(个)；1个DNA分子经过4次复制，共产生24=16个DNA分子。‎ 关闭Word文档返回原板块 - 10 -‎