DNA的結構和復制、基因的本質素養目標考點一DNA的結構和基因的本質夯實基礎?精研教材1.DNA雙螺旋結構模型的構建(1)構建者:

。

(2)構建過程沃森和克里克脫氧核苷酸A=T,G=CTC相反的2.DNA結構(1)圖解DNA雙螺旋結構①DNA由兩條脫氧核苷酸鏈組成,這兩條鏈按

方式盤旋成雙螺旋結構。

②外側:

和

交替連接,構成主鏈基本骨架。

③內側:兩鏈上堿基通過氫鍵連接成

。堿基互補配對遵循以下原則:A=T(兩個氫鍵)、G≡C(三個氫鍵)。

反向平行脫氧核糖磷酸堿基對(2)DNA的結構特點與特性

磷酸和脫氧核糖堿基互補配對4n

堿基排列順序3.染色體、DNA、基因和核苷酸的關系

有一個或兩個有遺傳效應的DNA片段核苷酸排列順序教材深挖1.(必修2

P50圖3-8)DNA兩條鏈反向平行的原因:脫氧核糖上與堿基相連的碳叫作1'-C,與磷酸基團相連的碳叫作5'-C。DNA的一條單鏈具有兩個末端,一端有一個游離的磷酸基團,這一端稱作

,另一端有一個羥基(—OH),稱作

。DNA的兩條單鏈走向相反,從雙鏈的一端起始,一條單鏈是從5'端到3'端的,另一條單鏈則是從3'端到5'端的。

2.(必修2

P51探究·實踐)DNA只有4種脫氧核苷酸,能夠儲存足夠量遺傳信息的原因是_____________________________________________________

。

5'端

3'端

構成DNA的4種脫氧核苷酸的數目成千上萬,脫氧核苷酸的排列順序千差萬別易錯排查1.沃森和克里克用DNA衍射圖譜得出堿基配對方式。(2022·廣東卷)(

)2.某同學制作DNA雙螺旋結構模型,在制作脫氧核苷酸時,需在磷酸上連接脫氧核糖和堿基。(2022·浙江卷)(

)3.DNA每條鏈的5'端是羥基末端。(

)4.生物體內所有基因的堿基總數與DNA分子的堿基總數相同。(

)5.基因的遺傳效應是指基因能夠復制、傳遞和表達性狀的過程。(

)6.DNA分子的多樣性和特異性主要與它的空間結構密切相關。(

)××××√×思維探究?考教銜接根據下列DNA的模型思考回答下列問題。

圖1圖2(1)由圖1可知,每個DNA分子片段中,游離磷酸基團含有

個。單鏈中相鄰堿基通過

連接。互補鏈中相鄰堿基通過

連接。

(2)圖2是圖1的簡化形式,其中①是

,②是

。解旋酶作用于

部位,限制性內切核酸酶和DNA連接酶作用于

部位。

2—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—氫鍵磷酸二酯鍵氫鍵②①考法練透?素養提升考法一

DNA分子的結構及特點1.(2024·安徽合肥模擬)研究人員采用化學方法人工合成了四種新堿基:P(嘌呤)、Z(嘧啶)、B(嘌呤)、S(嘧啶),其中P和Z配對,B和S配對。研究人員進一步利用上述堿基與天然堿基成功構建了一種合成DNA分子,該DNA與天然DNA擁有十分相似的外形結構。下列關于該合成DNA的推斷,不合理的是(

)A.P—Z堿基對、B—S堿基對與天然堿基對具有相近的形態和直徑B.該合成DNA分子也是由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈盤旋而成C.該合成DNA分子中,堿基的比例(A+G+P+Z)/(T+C+B+S)=1D.四種新堿基加入后,同樣長度的DNA堿基排列順序的種類大增C解析

人工合成堿基與天然堿基構建的合成DNA與天然DNA擁有十分相似的外形結構,說明P—Z堿基對、B—S堿基對與天然堿基對具有相近的形態和直徑,A項正確;合成DNA與天然DNA擁有十分相似的外形結構,說明該合成DNA分子也是由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈盤旋而成,B項正確;P和Z配對,B和S配對,則該合成DNA分子中,堿基的比例(A+G+P+B)/(T+C+Z+S)=1,C項錯誤;四種新堿基加入后,脫氧核苷酸成為8種,同樣長度的DNA堿基排列順序的種類數量由4n變為8n,D項正確。考法二

DNA分子結構相關計算2.(2025·湖南長郡中學月考)如圖為生物體內常見的兩種DNA結構模式:A型屬于左手螺旋,B型是沃森和克里克提出的右手螺旋。A型常見于高鹽或脫水情況下;B型常見于生理鹽水以及92%相對濕度下。下列關于DNA結構的敘述,正確的是(

)A.DNA聚合酶的作用是打開DNA雙鏈B.DNA每條鏈的5'端是羥基末端C.在不同濃度的NaCl溶液中,DNA的空間結構可能會發生改變D.A型DNA與B型DNA均由兩條同向的脫氧核苷酸鏈雙螺旋而成C解析

解旋酶的作用是打開DNA雙鏈,A項錯誤;DNA每條鏈的5'端是磷酸基團末端,3'端是羥基末端,B項錯誤;由題意可知,在不同濃度的NaCl溶液中,可能會出現A、B型DNA的相互轉變,DNA的空間結構可能會發生改變,C項正確;A型DNA與B型DNA均由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈雙螺旋而成,D項錯誤。3.(2024·河南鄭州模擬)如圖表示DNA分子中的部分關系,下列判斷正確的是(

)A.若x、y分別表示DNA兩條互補鏈中(A+G)/(T+C)的量,則符合甲曲線變化B.若x、y分別表示DNA兩條互補鏈中(G+T)/(A+C)的量,則符合甲曲線變化C.若x、y分別表示DNA兩條互補鏈中(A+T)/(G+C)的量,則符合乙曲線變化D.若x、y分別表示DNA一條鏈和整個DNA中嘌呤/嘧啶的量,則符合乙曲線變化C解析

DNA兩條互補鏈中,(A+G)/(T+C)的量互為倒數,(G+T)/(A+C)的量互為倒數,均不符合甲曲線變化,A、B兩項錯誤;根據堿基互補配對原則,DNA兩條互補鏈中(A+T)/(G+C)的量是相等的,此情況符合乙曲線變化,C項正確;雙鏈DNA中A+C=T+G,即嘌呤/嘧啶始終等于1,但DNA一條鏈中嘌呤/嘧啶的量不確定,D項錯誤。考法三

基因的本質及與DNA的關系4.(2024·廣東廣州模擬)下列有關基因、DNA、染色體的說法,錯誤的是(

)A.堿基特定的排列順序構成了每一個DNA分子的特異性B.隨著細胞質基因的發現,基因與染色體的關系可概括為染色體是基因的主要載體C.分子大小相同、堿基含量相同的基因所攜帶的遺傳信息一定相同D.一條染色體上含有1個或2個DNA分子C解析

分子大小相同、堿基含量相同的基因的堿基排列順序可能不同,所攜帶的遺傳信息可能不同,C項錯誤。5.基因通常是具有遺傳效應的DNA片段,下列關于基因的說法,錯誤的是(

)A.基因的遺傳效應是指基因能直接或間接影響蛋白質的合成B.基因的堿基對排列順序的多樣性決定了基因的多樣性C.基因位于染色體上,基因在染色體上呈線性排列D.DNA的轉錄過程是以基因為單位進行的C解析

基因絕大多數在染色體上,染色體是基因的主要載體,基因在染色體上呈線性排列,C項錯誤。考點二DNA的復制及相關計算夯實基礎?精研教材1.DNA半保留復制的實驗證據

半保留同位素標記全部重帶1/2輕帶、1/2中帶半保留復制2.DNA復制的過程(1)概念:以

為模板合成

的過程。

(2)發生時期:在真核生物中,這一過程是在

,隨著染色體的復制而完成的。

親代DNA子代DNA細胞分裂前的間期(3)過程

解旋酶解開的每一條母鏈脫氧核苷酸DNA聚合酶(4)場所:真核生物的

;原核生物的

和細胞質。

(5)結果:一個DNA分子形成了兩個

的DNA分子。

(6)意義:DNA通過復制,將

從親代細胞傳遞給子代細胞,從而保持了遺傳信息的連續性。

細胞核、線粒體和葉綠體擬核完全相同遺傳信息教材深挖1.(必修2

P55圖3-10)在細胞分裂過程中,兩個子代DNA分子位于兩條姐妹染色單體中,在細胞分裂的什么時候分離?

。這兩個DNA分子一定相同嗎?請說明理由。

。

有絲分裂后期或減數分裂Ⅱ后期不一定,若是復制過程中發生了基因突變,會導致兩個DNA分子不同2.(必修2

P55正文拓展)在DNA復制中,DNA聚合酶催化合成的方向是5'→3',而不是3'→5'。DNA復制又是邊解旋邊復制。請推測DNA聚合酶催化DNA復制的過程:DNA復制時,一條模板鏈是3'→5'走向,其互補鏈在

方向上連續合成,稱為前導鏈;另一條模板鏈是5'→3'走向,其互補鏈也是沿5'→3'方向合成,但是與前導鏈的合成方向正好相反,隨著復制的進行會形成許多不連續的片段,最后不連續片段連成一條完整的DNA單鏈,稱為后隨鏈。

5'→3'

易錯排查1.DNA分子復制時,子鏈的合成過程不需要引物參與。(

)2.DNA聚合酶的作用是打開DNA雙鏈。(

)3.DNA分子復制時,解旋酶與DNA聚合酶不能同時發揮作用。(

)4.DNA復制遵循堿基互補配對原則,新合成的兩條子鏈形成新的DNA雙鏈。(

)5.單個脫氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下連接合成新的子鏈。(

)×××××思維探究?考教銜接關于DNA分子復制機制,科學家用熒光染料給Rep(DNA解旋酶中作為引擎的那部分結構,驅動復制叉的移動)加上了綠色熒光蛋白從而獲知被標記的分子相對于DNA分子的運動軌跡,結果如圖所示,思考回答下列問題。(1)DNA分子的一條單鏈中,具有一個游離的磷酸基團的一端被稱為

(填“3'端”或“5'端”)。

(2)Rep可以破壞DNA雙鏈之間的氫鍵嗎?

。判斷的依據是

。(3)據圖推測DNA結合蛋白的功能是

。

5'端

可以

由題干可知,Rep是DNA解旋酶中作為引擎的那部分結構,能驅動復制叉的移動,使得雙鏈打開,故Rep可以破壞DNA雙鏈之間的氫鍵可能具有防止DNA單鏈重新形成雙鏈的作用

考法練透?素養提升考法一

DNA半保留復制的實驗證據1.(不定項)(2025·黑龍江大慶模擬)科學家曾提出DNA復制方式的三種假說:全保留復制、半保留復制和分散復制(圖1)。對此假說,科學家以大腸桿菌為實驗材料,進行了如下實驗(圖2)。下列有關敘述錯誤的是(

)圖1圖2A.上述DNA復制方式的探究過程使用的是放射性同位素標記法B.大腸桿菌的擬核中存在環狀DNA分子,其中至少有兩個游離的磷酸基團C.結合第一、二代的離心結果,說明DNA復制方式一定是分散復制D.若DNA復制方式是半保留復制,推測第三代離心后輕帶比例增加答案

ABC

解析

15N為穩定同位素,不具有放射性,該過程使用的不是放射性同位素標記法,A項錯誤;大腸桿菌的擬核中存在環狀DNA分子,其中不具有游離的磷酸基團,B項錯誤;第一代大腸桿菌DNA離心后,試管中出現一條中帶,則可以排除全保留復制,第二代大腸桿菌DNA離心后,試管中出現一條輕帶和一條中帶,說明DNA復制是半保留復制,不是分散復制,若是分散復制,第二代離心后,試管中只會出現中帶,C項錯誤;若DNA復制方式是半保留復制,將DNA被15N標記的大腸桿菌移到含14N的培養基中培養,因合成DNA的原料中含14N,所以新合成的DNA鏈均含14N,根據半保留復制的特點,第一代的DNA分子應一條鏈含15N,一條鏈含14N,第二代中一條鏈含15N、一條鏈含14N的DNA分子占1/2,兩條鏈均含14N的DNA分子占1/2,第三代中一條鏈含15N、一條鏈含14N的DNA分子占1/4,兩條鏈均含14N的DNA分子占3/4,第三代大腸桿菌DNA離心后輕帶比例增加,D項正確。考法二

DNA復制過程2.(2024·安徽合肥三模)復制泡是DNA進行同一起點雙向復制時形成的。在復制啟動時,尚未解開螺旋的親代雙鏈DNA同新合成的兩條子代雙鏈DNA在交界處形成的Y型結構,稱為復制叉。如圖為DNA復制時形成復制泡和復制叉的示意圖,其中a~h代表相應位置。下列相關敘述錯誤的是(

)A.根據子鏈的延伸方向可以判斷圖中a處為模板鏈的3'端B.新合成的兩條子鏈中(A+T)/(C+G)的比值相同C.DNA兩條子鏈的延伸方向相反,其中一條鏈與復制叉的推進方向相同D.DNA可同時從不同起點開始復制,形成多個復制泡,提高復制速率答案

A

解析

子鏈的延伸方向是從5'端向3'端,且與模板鏈是反向平行關系,因此,根據子鏈的延伸方向,可以判斷圖中a處是模板鏈的5'端,b處是模板鏈的3'端,A項錯誤;新合成的兩條子鏈中(A+T)/(C+G)的比值相同,B項正確;DNA兩條子鏈反向平行,復制時DNA聚合酶只能沿模板鏈的3'→5'方向移動,所以延伸方向相反,其中一條鏈與復制叉的推進方向相同,C項正確;DNA可同時從不同起點開始復制,形成多個復制泡,提高復制速率,D項正確。考法三

DNA復制的相關計算3.(2024·河北邢臺模擬)用15N標記含有100個堿基對的DNA分子(其中有腺嘌呤60個),該DNA分子在含14N的培養基中連續復制4次。下列有關判斷錯誤的是(

)A.含有15N的DNA分子有2個B.含有14N的DNA分子占總數的7/8C.第4次復制消耗胞嘧啶脫氧核苷酸320個D.復制共產生16個DNA分子B解析

由于DNA分子的復制是半保留復制,親代DNA分子的兩條鏈始終存在于子代的2個DNA分子中,因此含有15N的DNA分子有2個,A項正確;該DNA分子是在含14N的培養基中復制的,新形成的子鏈均含有14N,故DNA分子都含14N,比例為1,B項錯誤;根據堿基互補配對原則,DNA分子中腺嘌呤有60個,則胞嘧啶有40個,第4次復制需消耗胞嘧啶脫氧核苷酸24-1×40=320(個),C項正確;1個DNA分子經過4次復制,共產生24=16(個)DNA分子,D項正確。聚焦表達?回扣落實1.(綜合表達類)如圖是人類某染色體DNA的片段,含有基因A、基因b和無遺