(江蘇專用)2022年高考生物一輪總復(fù)習(xí) 第6單元 遺傳的分子基礎(chǔ) 第2講 DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制學(xué)案
《(江蘇專用)2022年高考生物一輪總復(fù)習(xí) 第6單元 遺傳的分子基礎(chǔ) 第2講 DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制學(xué)案》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(江蘇專用)2022年高考生物一輪總復(fù)習(xí) 第6單元 遺傳的分子基礎(chǔ) 第2講 DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制學(xué)案(9頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、(江蘇專用)2022年高考生物一輪總復(fù)習(xí) 第6單元 遺傳的分子基礎(chǔ) 第2講 DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制學(xué)案 考查內(nèi)容 等級要求 考查詳情 DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn) DNA分子的復(fù)制 B 15年—非選—T33結(jié)合圖像考查DNA的復(fù)制 14年—多選—T25DNA的復(fù)制 13年—非選—T32結(jié)合示意圖計算分子中堿基的比例 2.DNA分子的結(jié)構(gòu) (1)主要特點(diǎn) ①兩條脫氧核苷酸長鏈________平行盤旋而成。 ②________________交替連接,排列在外側(cè),構(gòu)成基本骨架;堿基排列在內(nèi)側(cè)。 ③兩條鏈上的堿基通過________連接
2、成堿基對,即: 遵循________________原則。 (2)空間結(jié)構(gòu):規(guī)則的________結(jié)構(gòu)。 三、DNA的復(fù)制 1.概念:以________為模板,合成子代DNA的過程。 2.時間:有絲分裂________和減數(shù)第一次分裂的________。 3.過程:邊解旋邊復(fù)制。 (1)解旋:在________的作用下,把兩條螺旋的雙鏈解開。 (2)以解開的________為模板,按堿基互補(bǔ)配對原則合成子鏈。 (3)每一條子鏈與對應(yīng)的母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu),形成兩個新DNA分子。 4.場所:細(xì)胞核、葉綠體、線粒體等。 5.特點(diǎn):半保留復(fù)制,即新合成的DNA分子中,保留了__
3、______________。 6.條件:(1)________;(2)________;(3)________; (4)________。 7.結(jié)果:一個DNA分子形成兩個完全相同的DNA分子。 8.基礎(chǔ):①DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供精確模板。 ②堿基互補(bǔ)配對能保證復(fù)制準(zhǔn)確進(jìn)行。 9.復(fù)制后存在位置:位于兩條姐妹染色單體上。 10.復(fù)制后分開時間:________分裂時,即有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期(以真核生物為例)。 11.意義:使遺傳信息從親代傳遞給子代,保持了________的連續(xù)性。 考點(diǎn)突破 考點(diǎn)1 DNA分子的結(jié)構(gòu)
4、 1.結(jié)構(gòu)層次 5種元素:C、H、O、N、P組成,F3種化合物;脫氧核糖、磷酸、4種含氮堿基(A、G、C、T)組成,F4種基本單位;與含氮堿基A、G、C、T相對應(yīng)的四種脫氧核苷酸構(gòu)成,FDNA分子的一級結(jié)構(gòu);兩條脫氧核苷酸聚合鏈構(gòu)成,F一定形式的空間結(jié)構(gòu);規(guī)則的雙螺旋(右旋)結(jié)構(gòu)→DNA分子。如圖 2.DNA分子結(jié)構(gòu)模型解讀 (1)DNA分子中磷酸、脫氧核糖、堿基、脫氧核苷酸之間的數(shù)量比為1∶1∶1∶1。 (2)使堿基對中氫鍵打開的方法有:用解旋酶斷裂,加熱斷裂。 (3)除DNA末端的兩個脫氧核糖外,其余每個脫氧核糖連接著2個磷酸。每個DNA片段中,游離的磷酸基團(tuán)有2個。
5、(4)在DNA分子的一條單鏈中相鄰的堿基A與T通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”相連接。 (5)若堿基對為n,則氫鍵數(shù)為2n~3n;若已知A有m個,則氫鍵數(shù)為3n-m。 (6)DNA初步水解產(chǎn)物是脫氧核苷酸,徹底水解產(chǎn)物是磷酸、脫氧核糖和含氮堿基。 3.DNA分子的特性 (1)相對穩(wěn)定性:DNA分子中磷酸和脫氧核糖交替連接的方式不變;兩條鏈間堿基互補(bǔ)配對的方式不變。 (2)多樣性:若不同生物DNA分子中堿基對的數(shù)目相同,則其堿基對的排列順序是千變?nèi)f化的,例如某DNA分子中有100個堿基對,則其排列順序有4100種。另外,不同的DNA分子中堿基對的數(shù)目一般不同,其排列順序就更加多種多
6、樣。 (3)特異性:每種DNA分子都有區(qū)別于其他DNA的特定的堿基對排列順序,代表了特定的遺傳信息。 例1 如圖表示一個DNA分子的片段,下列有關(guān)表述正確的是( ) A.④代表的物質(zhì)中儲存著遺傳信息 B.不同生物的DNA分子中④的種類無特異性 C.轉(zhuǎn)錄時該片段的兩條鏈都可作為模板鏈 D.DNA分子中A與T堿基對含量越高,其結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定 1.下列能正確表示DNA片段的示意圖是( ) A B C D 考點(diǎn)2 DNA分子中的堿基計算的常用方法 解題時先畫出類似下面的簡畫,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則,
7、推知計算規(guī)律。 (1)互補(bǔ)的兩個堿基數(shù)量相等,即A=T,C=G。 (2)任意兩個不互補(bǔ)的堿基數(shù)量之和占總堿基數(shù)的50%,即嘌呤之和=嘧啶之和=總堿基數(shù)×50%,A+G=T+C=A+C=T+G=(A+T+C+G)×50%,==1。 (3)一條鏈中互補(bǔ)的兩種堿基的和等于另一條鏈中這兩種堿基的和,即A1+T1=A2+T2,G1+C1=G2+C2(1、2分別代表DNA分子的兩條鏈,下同)。 (4)一條鏈中互補(bǔ)的兩種堿基之和占該單鏈堿基數(shù)的比例等于DNA分子兩條鏈中這兩種堿基數(shù)量之和占總堿基數(shù)的比例,即 == , == 。 (5)一條鏈中兩種不互補(bǔ)堿基之和的比值,與另一條鏈中該比值
8、互為倒數(shù),即若一條鏈中(或)=K,則另一條鏈中(或)=。 1.把握DNA結(jié)構(gòu)的3個??键c(diǎn) 2.DNA分子中有關(guān)堿基比例計算的解題步驟 解DNA分子中有關(guān)堿基比例計算的試題時要分三步進(jìn)行: (1)搞清題中已知的和所求的堿基比例是占整個DNA分子堿基的比例,還是占DNA分子一條鏈上堿基的比例。 (2)畫一個DNA分子模式圖,并在圖中標(biāo)出已知和所求的堿基。 (3)根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則及其規(guī)律進(jìn)行計算。 例2 下列是一組有關(guān)雙鏈DNA分子中含氮堿基的問題,請回答: (1)若A占20%,則G占________。 (2)若雙鏈DNA中A占20%,且一條鏈中的A占20%,則此鏈中C
9、所占比例的最大值是________。 (3)一條鏈中(A+C)/(T+G)=0.4,互補(bǔ)鏈中的此值是________。 (4)一條鏈中(A+T)/(C+G)=0.4,互補(bǔ)鏈中的此值是________。 (5)若A有P個,占全部堿基數(shù)的20%,則該DNA分子中的G有________個。 2.DNA分子的穩(wěn)定性與堿基對之間的氫鍵數(shù)目有關(guān)。下列關(guān)于生物體內(nèi)DNA分子中(A+T)/(G+C)與(A+C)/(G+T)兩個比值的敘述,正確的是( ) A.堿基序列不同的雙鏈DNA分子,后一比值不同 B.前一個比值越大,雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越
10、高 C.當(dāng)兩個比值相同時,可判斷這個DNA分子是雙鏈 D.經(jīng)半保留復(fù)制得到的DNA分子,后一比值等于1 考點(diǎn)3 DNA分子的復(fù)制及相關(guān)計算 1.DNA分子的復(fù)制 (1)概念:以親代DNA為模板,合成子代DNA的過程。 (2)時間:真核生物DNA分子復(fù)制時間為有絲分裂的間期或減數(shù)第一次分裂的間期。 (3)場所:真核生物DNA分子復(fù)制的場所:細(xì)胞核(主要場所)、線粒體、葉綠體;原核生物DNA分子復(fù)制的場所:擬核、細(xì)胞質(zhì)(如質(zhì)粒DNA的復(fù)制);病毒DNA分子復(fù)制場所為宿主細(xì)胞。 (4)真核生物DNA分子復(fù)制過程需要的條件是模板、原料、酶和能量等。 (5)過程 (6)特
11、點(diǎn):邊解旋邊復(fù)制。 (7)方式:半保留復(fù)制。 (8)結(jié)果:形成兩個完全相同的DNA分子。 (9)意義:將遺傳信息從親代傳給子代,保持了遺傳信息的連續(xù)性。 2.DNA復(fù)制過程中的數(shù)量關(guān)系 DNA復(fù)制為半保留復(fù)制,若將親代DNA分子復(fù)制n代,其結(jié)構(gòu)分析如下: (1)子代DNA分子數(shù)為2n個。 ①含有親代鏈的DNA分子數(shù)為2個。 ②不含親代鏈的DNA分子數(shù)為(2n-2)個。 ③含子代鏈的DNA分子數(shù)為2n個。 (2)子代脫氧核苷酸鏈數(shù)為2n+1條。 ①親代脫氧核苷酸鏈數(shù)為2條。 ②新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)為(2n+1-2)條。 (3)消耗脫氧核苷酸數(shù) ①若一親代DNA分
12、子含有某種脫氧核苷酸m個,經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸數(shù)為m·(2n-1)個。 ②第n次復(fù)制所需該脫氧核苷酸數(shù)為m·2n-1個。 1.將含有15N標(biāo)記的1個DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng),復(fù)制n次。 (1)含14N的DNA分子有2n個,只含14N的DNA分子有(2n-2)個,做題時看準(zhǔn)是“含”還是“只含”。 (2)子代DNA分子中,總鏈數(shù)為2n×2=2n+1條,模板鏈?zhǔn)冀K是2條,做題時應(yīng)看準(zhǔn)是“DNA分子數(shù)”,還是“鏈數(shù)”。 2.利用圖示法理解細(xì)胞分裂與DNA復(fù)制的相互關(guān)系 此類問題可通過構(gòu)建模型圖解答,如圖: 這樣來看,最后形成的4個子細(xì)胞有3種情況:第
13、一種情況是4個細(xì)胞都是;第2種情況是2個細(xì)胞是,1個細(xì)胞是,1個細(xì)胞是;第3種情況是2個細(xì)胞是,另外2個細(xì)胞是。 例3 DNA的復(fù)制方式可以通過設(shè)想來進(jìn)行預(yù)測,可能的情況是全保留復(fù)制、半保留復(fù)制、分散(彌散)復(fù)制三種。究竟是哪種復(fù)制方式呢?下面設(shè)計實(shí)驗來證明DNA的復(fù)制方式。 實(shí)驗步驟: a.在氮源為14N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌,其DNA分子均為14N-DNA(對照)。 b.在氮源為15N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌,其DNA分子均為15N-DNA(親代)。 c.將親代15N大腸桿菌轉(zhuǎn)移到氮源為14N的培養(yǎng)基中,再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ),用密度梯度離心法分離,不同相對分子質(zhì)量的DN
14、A分子將分布在試管中的不同位置上。 實(shí)驗預(yù)測: (1)如果與對照(14N/14N)相比,子Ⅰ代能分辨出兩條DNA帶:一條________帶和一條________帶,則可以排除________________________________________。 (2)如果子Ⅰ代只有一條中密度帶,則可以排除________________,但不能肯定是________________________________________________________________________。 (3)如果子Ⅰ代只有一條中密度帶,再繼續(xù)做子Ⅱ代DNA密度鑒定:若子Ⅱ代可以分出________
15、__________和________________,則可以排除分散復(fù)制,同時肯定半保留復(fù)制;如果子Ⅱ代不能分出________密度兩條帶,則排除________,同時確定為________。 3.科學(xué)家以大腸桿菌為實(shí)驗對象,運(yùn)用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心方法進(jìn)行了DNA復(fù)制方式的探索實(shí)驗,實(shí)驗內(nèi)容及結(jié)果見下表。 組別 1組 2組 3組 4組 培養(yǎng)液中 唯一氮源 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl 繁殖代數(shù) 多代 多代 一代 兩代 培養(yǎng)產(chǎn)物 A B B的子 Ⅰ代 B的子 Ⅱ代
16、 操作 提取DNA并離心 離心結(jié)果 僅為輕帶 (14N/14N) 僅為重帶 (15N/15N) 僅為中帶 (15N/14N) 1/2輕帶 (14N/14N) 1/2中帶 (15N/14N) 請分析并回答: (1)要得到DNA中的N全部被放射性標(biāo)記的大腸桿菌B,必須經(jīng)過________代培養(yǎng),且培養(yǎng)液中的________是唯一氮源。 (2)綜合分析本實(shí)驗的DNA離心結(jié)果,第________組結(jié)果對得到結(jié)論起到了關(guān)鍵作用,但需把它與第_____
17、___組和第________組的結(jié)果進(jìn)行比較,才能說明DNA分子的復(fù)制方式是________________________。 (3)分析討論 ①若B的子Ⅰ代DNA的離心結(jié)果為“輕”和“重”兩條密度帶,則“重帶”DNA來自于________,據(jù)此可判斷DNA分子的復(fù)制方式不是________復(fù)制。 ②若將B的子Ⅰ代DNA雙鏈分開后再離心,其結(jié)果________(選填“能”或“不能”)判斷DNA的復(fù)制方式。 ③若在同等條件下將B的子Ⅱ代繼續(xù)培養(yǎng),子n代DNA離心的結(jié)果是:密度帶的數(shù)量和位置________,放射性強(qiáng)度發(fā)生變化的是________帶。 ④若某次實(shí)驗的結(jié)果中,B的子Ⅰ代DN
18、A的“中帶”比以往實(shí)驗結(jié)果的“中帶”略寬,可能的原因是新合成DNA單鏈中的N中有少部分含________。 請根據(jù)下列關(guān)鍵詞的提示,歸納構(gòu)建本課時知識體系 基因的概念 基因的本質(zhì) DNA分子的結(jié)構(gòu) DNA分子的復(fù)制 半保留復(fù)制 邊解旋邊復(fù)制隨堂演練 1.某親本DNA分子雙鏈均以白色表示,以灰色表示第一次復(fù)制出的DNA子鏈,以黑色表示第二次復(fù)制出的DNA子鏈,該親本雙鏈DNA連續(xù)復(fù)制兩次后的產(chǎn)物是( ) 2.(2016·上海高考)在DNA分子模型的搭建實(shí)驗中,若僅有訂書釘將脫氧核糖、磷酸、堿基連為一體并構(gòu)建一個含 10對堿基(A有6個)的DNA雙
19、鏈片段,那么使用的訂書釘個數(shù)為( ) A.58 B.78 C.82 D.88 3.STR是DNA分子上以2~6個核苷酸為單元重復(fù)排列而成的片段,單元的重復(fù)次數(shù)在不同個體間存在差異?,F(xiàn)已篩選出一系列不同位點(diǎn)的STR用作親子鑒定,如7號染色體有一個STR位點(diǎn)以“GATA”為單元,重復(fù)7~14次;X染色體有一個STR位點(diǎn)以“ATAG”為單元,重復(fù)11~15次。某女性7號染色體和X染色體DNA的上述STR位點(diǎn)如圖所示。下列敘述錯誤的是( ) 第3題圖 A.篩選出用于親子鑒定的STR應(yīng)具有不
20、易發(fā)生變異的特點(diǎn) B.為保證親子鑒定的準(zhǔn)確率,應(yīng)選擇足夠數(shù)量不同位點(diǎn)的STR進(jìn)行檢測 C.有絲分裂時,圖中(GATA)8和(GATA)14分別分配到兩個子細(xì)胞中 D.該女性的兒子X染色體含有圖中(ATAG)13的概率是1/2 4.一個雙鏈均被32P標(biāo)記的DNA由5 000個堿基對組成,其中腺嘌呤占20%,將其置于只含31P的環(huán)境中復(fù)制3次。下列敘述不正確的是( ) A.該DNA分子中含有氫鍵的數(shù)目為1.3×104個 B.復(fù)制過程需要2.4×104個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸 C.子代DNA分子中含32P的單鏈與含31P
21、的單鏈之比為1∶7 D.子代DNA分子中含32P與只含31P的分子數(shù)之比為1∶3 5.下列關(guān)于真核細(xì)胞DNA復(fù)制的說法,正確的是( ) A.新的子鏈由4種脫氧核苷酸聚合而成,核苷酸的聚合過程需要DNA連接酶 B.構(gòu)成DNA子鏈的4種脫氧核苷酸聚合時,ATP為降低反應(yīng)活化能提供能量 C.以DNA兩條脫氧核苷酸鏈為模板鏈合成子鏈時,4種堿基交替排列在分子內(nèi)側(cè) D.DNA復(fù)制過程中若出現(xiàn)錯誤,生物出現(xiàn)的新性狀既可能適應(yīng)環(huán)境又可能不適應(yīng)環(huán)境 6.(多選)如圖為細(xì)胞內(nèi)某基因(15N標(biāo)記)的結(jié)構(gòu)示意圖,A占全部堿基的20%。下列說
22、法錯誤的是 ( ) 第6題圖 A.維持該基因結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的主要化學(xué)鍵有磷酸二酯鍵和氫鍵 B.在無變異條件下,該基因的堿基(C+G)/(A+T)的比值為5/2 C.限制性核酸內(nèi)切酶作用于①部位,DNA解旋酶作用于②部位 D.將該基因置于14N培養(yǎng)液中復(fù)制3次后,含15N的脫氧核苷酸鏈占1/4 7.如圖是某DNA分子的局部結(jié)構(gòu)示意圖,請據(jù)圖回答問題。 第7題圖 (1)寫出下列序號代表的結(jié)構(gòu)的中文名稱:①________________;⑥________________;⑦_(dá)_________________;⑧____
23、____________________。 (2)圖中DNA片段中堿基對有________對,該DNA分子應(yīng)有________個游離的磷酸基。 (3)從主鏈上看,兩條單鏈方向________________,從堿基關(guān)系看,兩條單鏈________。 (4)如果將14N標(biāo)記的細(xì)胞培養(yǎng)在含15N標(biāo)記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中,此圖所示的________________(填圖中序號)中可測到15N。若細(xì)胞在該培養(yǎng)液中分裂四次,該DNA分子也復(fù)制四次,則得到的子代DNA分子中含14N的和只含15N的比例為________。 (5)若該DNA分子共有a個堿基,其中腺嘌呤有m個,則該DNA分子復(fù)制4次,需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸為________個。
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