【生物】2018届一轮复习人教版DNA的结构、复制及与基因的关系教案 6页

专题 17 DNA 的结构、复制及与基因的关系 讲考纲 考纲概要 考纲解读 高考真题 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）。 1．掌握 DNA 分子作为遗传物质 的主要结构特点； 2．理解 DNA 分子复制的方式及 原理； 3．理解 DNA 与基因的关系。 1．2017 海南卷（24）、 2016 上海卷（28） 2．2016 新课标Ⅱ卷 （2）、2015 江苏卷（33） 3．2017 海南卷（23）、 2016 上海卷（8） 讲考点 考点一 DNA 的分子结构 1．DNA 分子的化学组成 （1）基本组成元素：C、H、O、N、P。 （2）基本单位 2．DNA 分子的结构 （1）主要特点 ①两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋而成。 ②脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。 ③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，例如：A＝T 或 T＝A、G≡C或 C≡G，遵循碱基互 补配对原则。 （2）空间结构：规则的双螺旋结构。 3．DNA 分子的特性 （1）相对稳定性：DNA 分子中磷酸和脱氧核糖交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配 对的方式不变。 （2）多样性：不同的 DNA 分子中脱氧核苷酸数目不同，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 4n种。 （3）特异性：每种 DNA 分子都有区别于其他 DNA 的特定的碱基对排列顺序，代表了特定的 遗传信息。 【例 1】（2017 年海南卷，24）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 【答案】D 【跟踪训练 1】某双链 DNA 分子含有 200 个碱基对，其中一条链上 A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4。 下列关于该 DNA 分子的叙述，错误的是（ ） A．共有 140 个鸟嘌呤脱氧核苷酸 B．4 种碱基的比例为 A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7 C．若该 DNA 分子中的这些碱基随机排列，可能的排列方式共有 4200种 D．若连续复制两次，则需要 180 个游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸 【答案】C 【解析】双链 DNA 分子含有 200 个碱基对，说明每条链含有 200 个碱基。其中一条链上 A∶ T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该链中 A、T、G、C 分别为 20、40、60、80 个。依碱基互补配对 原则，在该 DNA 分子中，C＝G＝140，A＝T＝60。故该 DNA 分子共有 140 个鸟嘌呤脱氧核苷 酸，A 正确；该 DNA 分子中 4 种碱基的比例为 A∶T∶G∶C＝60∶60∶140∶140＝3∶3∶7∶7， B 正确；该 DNA 分子碱基可能的排列方式小于 4200种，C 错误；若连续复制两次，则需要游 离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为（22－1）×60＝180，D 正确。 考点二 DNA 分子的复制与基因的概念 1．DNA 分子的复制 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：有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期。 （3）过程： （4）特点：边解旋边复制。 （5）方式：半保留复制。 （6）结果：形成两个完全相同的 DNA 分子。 （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。 2．染色体、DNA 与基因的关系 【例 2】（2017 年海南卷，23）下列关于真核生物遗传物质和性状的叙述，正确的是（ ） A．细胞中染色体的数目始终等于 DNA 的数目 B．有丝分裂有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定 C．细胞中 DNA 分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和 D．生物体中，一个基因决定一种性状，一种性状由一个基因决定 【答案】B 【跟踪训练 2】将某一经 3H 充分标记 DNA 的雄性动物细胞（染色体数为 2n）置于不含 3H 的 培养基中培养，该细胞经过两次连续分裂后形成 4个大小相等的子细胞。下列有关的说法正 确的是（ ） A．若子细胞中染色体数为 2n，则其中含 3H 的染色体数一定为 n B．若子细胞中染色体数为 n，则其中含 3H 的 DNA 分子数为 n/2 C．若子细胞中染色体都含 3H，则细胞分裂过程中可能发生基因重组 D．若子细胞中有的染色体不含 3H，则原因是同源染色体分离 【答案】C 【解析】若子细胞中染色体数为 2n，则细胞进行了两次有丝分裂，DNA 分子复制是半保留复 制，第一次有丝分裂产生的 2 个细胞中，每条染色体都含有 3H，第二次分裂产生的四个子细 胞中，含 3H 的染色体数可能是 02n，A 错误；若子细胞中染色体数为 n，则进行减数分裂， 每个子细胞含 3H 的 DNA 分子数应该是 n，B错误；如果经过连续两次细胞分裂形成的子细胞 中所有染色体都含 3H，说明该细胞进行的细胞分裂是减数分裂，减数分裂过程可能发生基因 重组，C 正确；如果子细胞中有的染色体不含 3H，则该细胞发生的是有丝分裂，不发生同源 染色体分离，D错误。 讲方法 1．DNA 分子中有关碱基比例计算的解题步骤 解 DNA 分子中有关碱基比例计算的试题时要分三步进行： （1）搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个 DNA 分子碱基的比例，还是占 DNA 分子一 条链上碱基的比例。 （2）画一个 DNA 分子模式图，并在图中标出已知和所求的碱基。 （3）根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。 2．“归纳法”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＋T） /（G＋C）＝m，在互补链及整个 DNA 分子中（A＋T）/（G＋C）＝m。 （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。 3．DNA 分子复制中相关计算的规律方法 DNA分子复制为半保留复制，若将一个被 15N标记的 DNA转移到含 14N 的培养基中培养（复 制）若干代，其结果分析如下： （1）子代 DNA 分子数：2n个。 ①无论复制多少次，含 15N 的 DNA 分子始终是 2 个。 ②含 14N 的有 2n个，只含 14N 的有（2n－2）个，做题时应看准是“含”还是“只含”。 （2）子代 DNA 分子的总链数：2n×2＝2n＋1条。 ①无论复制多少次，含 15N 的链始终是 2 条。做题时应看准是“DNA 分子数”还是“链数”。 ②含 14N 的链数是（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，则经过 n 次复制需要消耗游离的该脱氧核苷 酸为 m×（2n－1）个。 ②若进行第 n 次复制，则需消耗该脱氧核苷酸数为 m×2n－1个。 4．四步法解决细胞分裂中染色体标记问题 第一步：画出含一条染色体的细胞图，下方画出该条染色体上的 1个 DNA 分子，用竖实线表 示含同位素标记。 第二步：画出复制一次，分裂一次的子细胞染色体图，下方画出染色体上的 DNA 链，未被标 记的新链用竖虚线表示。 第三步：再画出第二次复制（分裂）后的细胞的染色体组成和 DNA 链的情况。 第四步：若继续推测后期情况，可想象着丝点分裂，染色单体分开的局面，并进而推测子细 胞染色体的情况。 讲易错 1．DNA 分子中的 4 种数量关系 （1）DNA 分子中，脱氧核苷酸数∶脱氧核糖数∶磷酸数∶含氮碱基数＝1∶1∶1∶1。 （2）配对的碱基，A 与 T 之间形成 2 个氢键，G 与 C 之间形成 3 个氢键，C—G 对占比例越 大，DNA 结构越稳定。 （3）若碱基对为 n，已知 A 有 m 个，则氢键数为 3n－m。 （4）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。 2．“DNA 复制”相关题目的 4点“注意” （1）注意“DNA 复制了 n 次”和“第 n 次复制”的区别，前者包括所有的复制，但后者只 包括第 n 次的复制。 （2）注意碱基的单位是“对”还是“个”。 （3）切记在 DNA 复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的 DNA 分子都只 有两个。 （4）看清试题中问的是“DNA 分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词，以免 掉进陷阱。