优化探究(新课标)高考生物一轮复习 3.2DNA分子的结构、复制以及基因的本质随堂训练 新人教版必修2

第2讲 DNA 分子的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA 片段DNA 分子结构的主要特点(Ⅱ) 基因的概念(Ⅱ) DNA 分子的复制(Ⅱ)知识点一 DNA 分子的结构知识点二 DNA 分子的复制1．对DNA 分子复制的推测沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说 2．DNA 分子的复制(1)概念：以亲代DNA 分子为模板，按⑧________原则，合成子代DNA 分子的过程 (2)过程：解旋→以母链为模板按⑨________原则合成与母链互补的子链→延伸 子链→母链、子链盘绕成○10________ (3)发生时期：有丝分裂的⑪________和⑫________的间期，随染色体复制而完成的 (4)所需条件：模板：⑬________；原料：⑭________；能量：ATP ；酶：⑮________等 (5)结果：1个DNA 分子就形成⑯________完全相同的DNA 分子。

(6)特点⎩⎪⎨⎪⎧⑰半保留复制：子代DNA ＝母链＋子链(7)准确复制的原因⎩⎪⎨⎪⎧DNA 分子独特的⑱ ，为复制提供了精确的模板⑲能够使复制准确无误地进行(8)意义⎩⎪⎨⎪⎧遗传：将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的⑳ 变异：复制出现差错——○21知识点三 基因是有遗传效应的DNA 片段1．基因与DNA 的关系22________的DNA片段(1)基因是有○23________个基因(2)每个DNA分子含有○(3)DNA分子中存在不是基因的片段2．DNA片段中的遗传信息24________(1)DNA分子能够储存足够量的○25________之中(2)遗传信息蕴藏在4种碱基的○26________的多样性(3)DNA分子的多样性源于○27____顺序(4)DNA分子的特异性源于每个DNA分子的碱基的○3．基因与性状的关系基因是控制生物性状的结构单位和功能单位4．生物体多样性和特异性的物质基础28________分子的多样性和特异性○试一试：你是否能用图解的形式表示染色体、DNA、基因、蛋白质及性状的关系？巧记：DNA分子结构的“五·四·三·二·一”元C、H、O、N、P素碱对应四种脱氧核苷酸基物○、、▭(磷酸、脱氧核糖、碱基)质长脱氧核苷酸长链(碱基对有A与T、G与C两种配对方式)链空间规则的双螺旋结构结构判一判1．DNA初步水解的产物是4种脱氧核苷酸，彻底水解的产物有磷酸、脱氧核糖和碱基(A、T、G 、C 4种)( )。

高三生物一轮复习——DNA 的结构、复制及基因的本质知识精讲课程内容核心素养——提考能1.简述DNA分子结构的主要特点。

2.概述DNA分子的复制。

3.说明基因与遗传信息的关系。

4.搜集DNA结构模型建立过程的资料，并进行讨论和交流。

5.制作DNA分子双螺旋结构模型。

生命观念通过讨论分析DNA分子的结构和复制及功能，形成物质结构功能观。

科学思维通过构建DNA分子结构与复制模型，强化模型与建模。

科学探究通过DNA复制方式的探究，培养实验设计及结果分析的能力。

考点一DNA分子的结构及相关计算1.DNA分子的结构(1)DNA双螺旋模型构建者：沃森和克里克。

(2)图解DNA分子结构：2.DNA分子结构特点(1)多样性：若DNA含有n个碱基对，则其可能有4n种碱基对排列顺序。

(2)特异性：每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。

(3)稳定性：两条主链磷酸与脱氧核糖交替连接的顺序不变，碱基对配对方式不变等。

1.(理性思维)DNA分子结构模型的构建及相关解读(1)由图1可解读以下信息：(2)图2是图1的简化形式，其中①是磷酸二酯键，②是氢键。

解旋酶作用于②部位，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于①部位。

2.(科学思维)利用数学思想求解DNA分子中的碱基数量的计算规律(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＋TG＋C＝m，在互补链及整个DNA分子中A＋TG＋C＝m，而且由任一条链转录来的mRNA分子中(A＋U)/(G＋C)仍为m(注：不同DNA分子中m值可不同，显示特异性)。

(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＋GT＋C＝a，则在其互补链中A＋GT＋C＝1a，而在整个DNA分子中A＋GT＋C＝1。

(注：不同双链DNA分子中非互补碱基之和的比均为1，无特异性)3.(思维提升)下面是DNA分子结构模型，思考相关问题：(1)图中④能表示胞嘧啶脱氧核苷酸吗？为什么？提示不能。

1．DNA结构的形成
DNA的结构
①为组成单位；②为脱氧核苷酸单链；③④为脱氧核苷酸双链； ⑤为双螺旋结构。
由图分析，可以看出： (1)每个DNA片段中，游离的磷酸基团有 2个 。 (2)○ ▭之间的数量关系为1∶1∶1。 (3)○和 之间的化学键为磷酸二酯键 ，用限制酶处理可切断，用 DNA连接酶处理可连接，还可用DNA聚合酶连接。 (4)▭和▭之间的化学键为 氢键，可用解旋酶使之断裂，也可加热使 之断裂，A与T之间有两个氢键，G与C之间有3个氢键，氢键结构越多， 结构越稳定，即G—C碱基对比例越大越稳定。 (5)每个脱氧核糖连接着2个磷酸，每条单链上相邻碱基 不直接相 连。 (6)若碱基对为n，则氢键数为2n～3n，若已知A有m个，则氢键数 为3n－m。
细胞结构，故D错误；由所给等式能推导出A＝C、G＝T，单链和双
链都有可能。
答案：C
DNA的复制
1．有关DNA复制的几个问题 (1)复制的场所：主要场所是 细胞核 ，但在拟核、线粒体、叶绿 体、细胞质基质(如质粒)中也可进行DNA复制。 (2)外界条件对DNA复制的影响：在DNA复制的过程中，需要酶 的催化和ATP供能，凡是影响酶活性的因素和影响细胞呼吸的因素， 都会影响DNA的复制。 (3)复制方式：_半__保__留__复__制___。新合成的每个DNA分子中，都保留 了原来DNA分子中的一条链(模板链)。 (4)过程特点：__边__解__旋__边__复__制___；多点解旋和复制。
(5)DNA复制的准确性 ①一般情况下，DNA分子能准确地进行复制。原因：DNA具有独 特的 双螺旋 结构，能为复制提供精确的模板；通过_碱__基__互__补__配__对__， 保证了复制能够准确地进行。 ②在特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可以造 成碱基配对发生差错，引发基因突变。

2．用卡片构建 DNA 平面结构模型，所提供的卡片类型和数
量如表所示，以下说法正确的是( B )
卡片类型 脱氧核糖 磷酸
碱基 A TGC
卡片数量
10
10
2 332
A.最多可构建 4 种脱氧核苷酸，5 个脱氧核苷酸对
B．构建的双链 DNA 片段最多有 10 个氢键
C．DNA 中每个脱氧核糖均与 1 分子磷酸相连
课内导航
01 考点一 02 考点二
第2讲 DNA分子的结构、复制以 及基因的本质
考纲扫描
核心素养
1.DNA 分子结构
通过讨论分析 DNA 分子的结构、复制及功
生命观念
的主要特点(Ⅱ)
能，形成物质、结构功能观
2．DNA 分子的
通过构建 DNA 分子结构与复制模型，强化
科学思维
复制(Ⅱ)
模型与建模
3．基因的概念
③实验假设：___D_N_A__以_半__保_留__的__方_式__复_制_________。 ④实验预期：离心后应出现 3 条 DNA 带。重带(密度最大)， 两条链都为 15N 标记的亲代双链 DNA；中带(密度居中)，一条链 为 14N 标记、另一条链为 15N 标记的子代双链 DNA；轻带(密度 最小)，两条链都为 14N 标记的子代双链 DNA。 ⑤实验过程：
磷酸 脱氧核糖
磷酸与脱氧核糖交替 连接
碱基 氢键
A与T、 G与C配对
反向平行
2．DNA 分子结构特点 (1)__多__样____性：若 DNA 含有 n 个碱基对，则其可能有 ____4_n___种碱基对排列顺序。 (2)特异性：__每_个__D_N_A_分__子_都__有__其_特__定_的__碱__基_对__排_列__顺__序_____ _____________________________________________。 (3)___稳__定___性：DNA 规则的双螺旋结构，严格遵守碱基互 补配对原则、并通过氢键形成碱基对等。

(6)若碱基对为n，则氢键数为2n～3n，若已知A有m个，则 氢键数为3n－m。
[2012·山东聊城模拟]如图为DNA分子结构示意图，对该图 的正确描述是( )
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] 题图是DNA片段，其基本组成单位脱氧核苷酸的 结构通式如图，因此④不是一个核苷酸。而DNA分子的基本骨 架是由①(磷酸)和②(脱氧核糖)交替排列而成的。DNA复制时⑨ (氢键)是自动形成的，无需酶。DNA分子中特定的脱氧核苷酸 序列代表遗传信息。 [答案] D
(2)DNA 解 旋 酶 能 使 双 链 DNA 解 开 ， 但 需 要 细 胞 提 供 ________。
(3)细胞中DNA复制的场所有________；在复制完成后，乙、 丙分开的时期为________。
(4)若一个卵原细胞的一条染色体上的β珠蛋白基因在复制 时一条脱氧核苷酸链中一个A替换成T，则由该卵原细胞产生的 卵细胞携带该突变基因的概率是________。
6．DNA分子复制的有关计算 假设将1个全部被15N标记的DNA分子(亲代)转移到含14N的 培养基中培养n代，结果如下： (1)DNA分子数 ①子代DNA分子总数＝2n个 ②含15N的DNA分子数＝2个 ③含14N的DNA分子数＝2n个 ④只含15N的DNA分子数＝0个 ⑤只含14N的DNA分子数＝(2n－2)个
[答案] A
1．复制的场所：主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、 叶绿体、细胞质基质(如质粒)中也进行DNA复制。
2．外界条件对DNA复制的影响：在DNA复制的过程中， 需要酶的催化和ATP供能，凡是影响酶活性的因素和影响细胞 呼吸的因素，都会影响DNA的复制。

二、DNA分子的复制 1．推测：沃森和克里克提出________复制过程。 2．证明：放射性同位素15N示踪大肠杆菌实验。 3．过程： 概念 指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
时期 ________________和减数第一次分裂前的间期 流程 解旋→以母链为模板按碱基互补配对原则合成子链 →子链延伸→亲子链复旋
精确 ①独特的双螺旋结构提供模板； 复制 ②________原则 意义 将________从亲代传给子代， 从而保持了遗传信息的 ________ 自我校对 二、3．碱基互补配对 遗传信息 连续性
【易误提醒】 核内的 DNA 能复制，线粒体、叶绿体等细胞质 DNA 也能复制，复制的场所是 DNA 存在的部位，复制的基本过程 是相同的，只有核 DNA 复制时伴有相关蛋白质的合成，因为要与蛋 白质结合成染色体。
3．下列哪一项不是基因“遗传效应”的含义( 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．能在蛋白质合成中决定一种氨基酸的位置 D．能转录一种信使 RNA
)
解析：基因是有“遗传效应”的 DNA 片段，是指基因能控制或 决定生物外观的某种性状，即通过转录形成信使 RNA，进而 mRNA 翻译成一定的蛋白质，体现生物某一方面的生命活动(性状)。一个基 因并不只是控制一个氨基酸，一个氨基酸是由 mRNA 上的一个密码 子直接决定的。 答案：C
自我校对 二、1.半保留 3．有丝分裂的间期
①模板：________的每一条链； 条件 ②原料：4 种游离的________； ③能量：ATP 释放的能量； ④酶：DNA 解旋酶和 DNA 聚合酶 结果 1 个 DNA 复制形成 2 个完全相同的________ 特点 ________边复制，半保留复制 自我校对 二、3．亲代 DNA 脱氧核苷酸 DNA 边解旋

DNA 分子的结构、复制以及基因的本质一、选择题 1.（2016 •保定摸底）下列关于DNA 复制的叙述，正确的是（）A. DNA 复制时严格遵循 A — U 、C — G 的碱基互补配对原则B. DNA 复制时两条脱氧核糖核苷酸链均作为模板C. DNA 分子全部解旋后才开始进行 DNA 复制D. 脱氧核苷酸在DNA 酶的作用下连接形成子链解析：DNA 分子中不含有碱基 U, A 错误；DNA 复制是半保留复制，两条链都可以作为模 板，且边解旋边复制，B 正确、C 错误；DNA 复制需要的酶是 DNA 聚合酶，D 错误。

答案：B2. （2016 •潍坊联考）在一对等位基因中，一定相同的是 （ ）A.氢键数目 B.碱基数目 C.遗传信息D.基本骨架解析：等位基因是通过基因突变形成的， 基因中碱基对数目和排列次序可能不同， 氢键 数目也可能不相同， 所携带遗传信息不同。

等位基因都是有遗传效应的 DNA 片段，都是以磷 酸、脱氧核糖交替排列形成基本骨架，D 项正确。

答案：D3. （2016 •南昌调研）5-BrU （5-溴尿嘧啶）既可以与A 配对，又可以与C 配对。

将一个正 常的有分裂能力的细胞，接种到含有A 、G C 、T,5-BrU 五种核苷酸的适宜培养基上，至少需要经过几次复制后，才能实现细胞中某 DNA 分子某位点上碱基对从 T — A 到G — C 的替换 （ ）B. 3次D. 5次解析：如图所示，B 代表5-BrU ,至少经过3次复制后，可以实现碱基对从 T — A 到G — C 的替换。

答案：BA. 2次 C. 4次4. 某环状DNA分子共含2 000个碱基，其中腺嘌呤占30%用限制性核酸内切酶Ban H153的是（）A. —个该DNA 分子含有2个Ban H I 的识别序列B. 含Ban H I 的溶液中加入双缩脲试剂震荡后即出现紫色C.一个该DNA 分子连续复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸1 600个D.—个该DNA 分子经Bar H I 完全切割后产生的核酸片段共含有4个游离的磷酸基团解析：环状DNA 分子被限制酶切成 2个片段，说明该DNA 分子含有两个切点，A 项正确。

第19讲DNA分子的结构、复制以及基因的本质[考纲明细] 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1DNA分子的结构及相关计算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，这两条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)。

4．DNA分子结构特点1．深挖教材(1)DNA分子都是双链结构吗？提示并非所有的DNA分子均具“双链”，有的DNA分子为单链。

(2)DNA分子都是“链状”的吗？提示目前发现链状的DNA存在于真核细胞的细胞核中，并与蛋白质结合组成染色体，而细胞器(线粒体、叶绿体)DNA、原核细胞中的DNA以及病毒DNA均为环状。

2．判断正误(1)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(√)(2)含有G、C碱基对比较多的DNA分子热稳定性较差(×)(3)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(×)(4)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(√)(5)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(√)(6)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的(×)1．解读两种DNA结构模型(1)由图1可解读以下信息(2)图2是图1的简化形式，其中①是磷酸二酯键，③是氢键。

解旋酶作用于③部位，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于①部位。

(3)碱基对数与氢键数的关系若碱基对数为n，则氢键数为2n～3n，若已知A有m个，则氢键数为3n－m。

2．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。

3.2DNA分子的结构、复制以及基因的本质题组一、DNA的结构1．(2014年高考某某卷)在DNA分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表A 和G，用另一长度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型( ) A．粗细相同，因为嘌呤环必定与嘧啶环互补B．粗细相同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸相似C．粗细不同，因为嘌呤环不一定与嘧啶环互补D．粗细不同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸不同解析：因为DNA模型搭建实验中，A与T互补配对，G与C互补配对，由于用一种长度的塑料片代表C与T，搭建成的DNA模型粗细一定相同，故A正确。

答案：A2．(2014年高考某某卷)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( )解析：根据DNA分子的结构特点可知，若DNA分子双链中(A＋T)/(C＋G)的比值均为m，则每条链中(A＋T)/(C＋G)比值为m，由此可判断C正确、D错误；DNA分子中(A＋C)/(T＋G)＝1，而每条链中的(A＋C)/(T＋G)不能确定，但两条链中(A＋C)/T＋G的比值互为倒数，故A、B错误。

答案：C3．(2014年高考某某卷)人类对遗传的认知逐步深入：(1)在孟德尔豌豆杂交实验中，纯合的黄色圆粒(YYRR)与绿色皱粒(yyrr)的豌豆杂交，若将F2中黄色皱粒豌豆自交，其子代中表现型为绿色皱粒的个体占________。

进一步研究发现r基因的碱基序列比R基因多了800个碱基对，但r基因编码的蛋白质(无酶活性)比R 基因编码的淀粉支酶少了末端61个氨基酸，推测r基因转录的mRNA提前出现________________________________________________________________________。

试从基因表达的角度，解释在孟德尔“一对相对性状的杂交实验”中，所观察的7种性状的F1中显性性状得以体现，隐性性状不体现的原因是________________。