内容正文:
第19讲 DNA分子的结构、复制及基因的概念
素养目标
1.构建DNA分子双螺旋结构模型,阐明DNA分子作为遗传物质所具有的结构特点,阐明DNA分子通过复制传递遗传信息。(生命观念)
2.掌握DNA复制过程及DNA复制过程中相关数量的计算,提高逻辑分析和计算能力;分析相关资料,理解基因通常是有遗传效应的DNA片段。(科学思维)
DNA分子的结构
1.DNA双螺旋模型的构建者:沃森和克里克。
2.DNA的组成和结构
1.辨析正误
(1)DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖。( × )
(2)DNA双链的碱基之间通过磷酸二酯键相连接。( × )
(3)双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数。( √ )
(4)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。( √ )
(5)DNA分子中(A+T)/(C+G)的值越大,该分子结构稳定性越低。( √ )
2.教材深挖
[必修2 P49拓展]含G、C碱基对比较多的DNA分子热稳定性较高,为什么?
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答案:G、C碱基对中含三个氢键,断裂时所需能量多。
1.DNA结构的两种关系和两种化学键
2.DNA分子中碱基数量的计算规律
角度 基于DNA分子的结构及特点,考查生命观念
1.(2023·福建漳州一模)如图为某双链DNA(由甲链和乙链组成)的局部结构简图,图中数字①~⑥表示不同物质或化学键。下列叙述正确的是( )
A.图中⑤为氢键,且③与④可为A—T碱基对或G—C碱基对
B.图中①为腺嘌呤,②为胸腺嘧啶,①②通过氢键连接
C.图中⑥为磷酸基团,此DNA片段中含有2个游离的磷酸基团
D.图中甲链与乙链方向相反,但两条链碱基排列顺序相同
C 解析:图中⑤为氢键,③与④之间有3个氢键,只能为G—C碱基对,A错误;图中①为腺嘌呤,②为胸腺嘧啶,①②通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接,B错误;图中⑥为磷酸基团,此DNA片段中含有2个游离的磷酸基团,C正确;图中甲链与乙链方向相反,两条链碱基排列顺序不相同,D错误。
2.(2022·广东高考,T12)λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化(如图所示),该线性分子两端能够相连的主要原因是( )
A.单链序列脱氧核苷酸数量相等
B.分子骨架同为脱氧核糖与磷酸
C.单链序列的碱基能够互补配对
D.自连环化后两条单链方向相同
[多维解题]
C 解析:单链序列脱氧核苷酸数量相等、分子骨架同为脱氧核糖与磷酸交替连接,不能决定线性DNA分子两端能够相连,A、B错误;据图可知,单链序列的碱基能够互补配对,决定线性DNA分子两端能够相连,C正确;DNA的两条链是反向的,因此自连环化后两条单链方向相反,D错误。
角度 基于DNA结构的相关计算,考查科学思维
3.在一个DNA分子中,腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的54%。若其中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的22%,胸腺嘧啶占28%,则另一条链上,胞嘧啶、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的( )
A.24%、26% B.22%、28%
C.27%、23% D.20%、30%
A 解析:已知双链DNA分子中,腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的54%,即A+T=54%,则A=T=27%,C=G=50%-27%=23%。又已知一条链上的胞嘧啶占该链碱基总数的22%、胸腺嘧啶占28%,即C1=22%,T1=28%,根据碱基互补配对原则,C=(C1+C2)÷2,所以C2=24%,同理T2=26%。故选A。
4.某双链DNA分子中含有200个碱基,一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则该DNA分子( )
A.四种含氮碱基A∶T∶G∶C=4∶4∶7∶7
B.若该DNA中A为p个,占全部碱基的n/m(m>2n),则G的个数为pm/2n-p
C.碱基排列方式共有4200种
D.含有4个游离的磷酸基团
B 解析:由题干信息可知,该DNA分子中A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7,A错误;若该DNA分子中A为p个,其占全部碱基的n/m,则全部碱基数为pm/n,所以G的个数为(pm/n-2p)÷2,即pm/2n-p,B正确;对于某个特定的DNA分子,其碱基的排列方式是特定的,只有一种,C错误;一个DNA分子含有2个游离的磷酸基团,D错误。
解答有关碱基计算题的“三步曲”
DNA的复制及基因的概念
1.DNA半保留复制的实验证据
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