专题17 DNA的结构、复制及基因的本质-2022年高考生物一轮复习夯实基础核心素养

第17讲　DNA的结构、复制及基因的本质 内容考情——知考向 核心素养——提考能 内容要求 1.概述DNA分子的结构及主要特点 2.概述DNA分子通过半保留方式进行复制 3.概述基因的概念 生命观念 DNA的结构决定其功能，理解生命的延续和发展 科学思维 建立DNA分子双螺旋结构模型、阐明DNA复制过程，培养归纳与概括、逻辑分析能力 近几年考情 2020·江苏卷，20 科学探究 探究DNA的半保留复制，培养实验设计与结果分析能力 考点一　DNA分子的结构及相关计算 1.DNA双螺旋结构模型构建者：沃森和克里克。 提醒　沃森和克里克在构建模型过程中，利用他人的经验和成果有：①组成DNA分子的单位是脱氧核苷酸；DNA分子是由含4种碱基的脱氧核苷酸长链构成的；②英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的DNA的X射线衍射图谱；③美国生物化学家鲍林揭示生物大分子结构的方法(1950年)，即按照X射线衍射分析的实验数据建立模型的方法；④奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果：腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量这一碱基之间的数量关系。 2.DNA双螺旋结构的形成 提醒　一个双链DNA分子具有2个游离的磷酸基团，而环状DNA不存在。 3.DNA的双螺旋结构内容　 　并非所有的DNA均具“双链” (1)DNA分子由两条脱氧核苷酸链组成，这两条链按反向平行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主链基本骨架。 其形成不需要酶，而断裂需解旋酶或加热处理 (3)内侧：两条链上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分子的结构特点 巧记　利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子的结构 (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)相对分子质量大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同(×) (3)DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基(×) (4)DNA分子一条链上的相邻碱基通过“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—”相连(×) (5)DNA分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关(×) (6)不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值可能相同(√) (7)同一生物个体不同细胞中DNA分子的(A＋T)/(C＋G)的值不同(×) DNA分子中碱基数量的计算规律 考向1　结合DNA分子的结构及特点，考查结构与功能观 1.(2017·海南卷，24同材异构)关于DNA结构与功能的说法，错误的是(　　) A.DNA分子中能储存大量的遗传信息 B.DNA分子中每个五碳糖上连接一个磷酸和一个含N碱基 C.DNA分子中G与C碱基对含量越高，其分子结构稳定性相对越大 D.若DNA分子的一条链中(A＋G)/(T＋C)<1，则其互补链中该比例大于1 答案　B 解析　DNA分子中的碱基对排列顺序蕴含着大量的遗传信息，A正确；DNA分子中脱氧核苷酸链的脱氧核糖上连接一个或两个磷酸基团和一个含N碱基，B错误；G、C间有3个氢键，A、T间有2个氢键，故DNA分子中G与C碱基对含量越高，分子结构越稳定，C正确；DNA分子的两条单链中的(A＋G)/(T＋C)的值互为倒数，D正确。 2.(2020·江苏徐州期中)如图表示某DNA片段。下列有关叙述错误的是(　　) A.图中①②③不能构成一个DNA的基本单位 B.DNA复制时，④的形成需要DNA聚合酶 C.①和②交替排列构成DNA分子的基本骨架 D.DNA分子中碱基对⑨越多，其热稳定性越低 答案　B 解析　分析题图，图中①为磷酸，②为脱氧核糖，③为胞嘧啶，④为氢键，⑤为A，⑥为G，⑦为C，⑧为T，⑨为碱基对。图中①与②③不是同一个脱氧核苷酸的组成部分，所以①②③不能构成一个DNA的基本单位，A正确；DNA复制时，④的形成不需要DNA聚合酶的催化，脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键形成需要DNA聚合酶的催化，B错误；①和②交替连接，排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架，C正确；DNA分子中碱基对⑨越多，氢键的相对含量越少，其热稳定性越低，D正确。 　(1)DNA初步水解产物是4种脱氧核苷酸，彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。 (2)相邻的碱基在DNA分子的一条单链中通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连接，在DNA的双链之间通过“氢键”相连接。 (3)除双链DNA末端的两个脱氧核糖外，其余每个脱氧核糖都连接着2个磷酸。每个双链DNA片段中，游离的磷酸基团有2个。 (4)对于原核细胞来说，拟核中的DNA分子或者质粒DNA均是裸露的，没有与蛋白质一起构成染色体。 考向2　借助DNA分子结构相关计算，考查科学思维