第五单元 第18讲 DNA的结构、复制与基因的本质-【导与练】2024高考生物一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（旧教材，人教版）

第18讲　DNA的结构、复制与基因的本质 考纲 考情 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) 2021全国甲卷T30; 2016全国Ⅱ卷T2 考点一　DNA分子的结构及相关计算 1.DNA分子的双螺旋结构 (1)DNA分子是由两条链组成的,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规律:A一定与T配对,G一定与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系,叫做碱基互补配对原则。 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。 [判断正误] (1)DNA的X射线衍射实验证明了DNA是遗传物质。(　×　) 提示:DNA的X射线衍射图谱,给DNA双螺旋结构模型的建立提供了依据。 (2)双链DNA分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖是通过氢键连接的。(　×　) 提示:双链DNA分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖是通过磷酸二酯键连接的。 (3)DNA分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关。(　×　) 提示:DNA的空间结构都是双螺旋结构,与多样性和特异性无关。 (4)磷酸与核糖交替连接排列在外侧构成了DNA的基本骨架。(　×　) 提示:磷酸与脱氧核糖交替连接排列在外侧构成了DNA的基本骨架。 (5)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。(　×　) 提示:遗传信息指的是碱基对的排列顺序。 (6)某双链DNA分子中一条链上A∶T=1∶2,则该DNA分子中A∶T=2∶1。(　×　) 提示:某双链DNA分子中一条链上A∶T=1∶2,则该DNA分子中A∶T=1∶1。 [边角追踪] (必修2 P50“模型建构”讨论) (1)DNA只含有4种脱氧核苷酸,它为什么能够储存足够量的遗传信息? 提示:DNA虽然只含有4种脱氧核苷酸,但是碱基的排列顺序却是千变万化的,从而使DNA储存了大量的遗传信息。 (2)DNA是如何维系它的遗传稳定性的? 提示:①DNA碱基对之间的氢键维系两条链的偶联;②在DNA双螺旋结构中,由于碱基对平面之间相互靠近,形成了与碱基对平面垂直方向的相互作用力。 　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。 考向一　DNA双螺旋结构模型 [例1] (2021·广东卷)DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中,为该模型构建提供主要依据的是(　B　) ①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验　②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱 ③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等　④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制 A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 解析:赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验,证明了DNA是遗传物质,与构建DNA双螺旋结构模型无关,①不符合题意;沃森和克里克根据富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱,推算出DNA分子呈螺旋结构,②符合题意;查哥夫发现的DNA中腺嘌呤(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,为沃森和克里克构建正确的碱基配对方式提供了依据,③符合题意;沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制未能为DNA双螺旋结构模型的构建提供依据,④不符合题意。 [例2] 某DNA分子片段如图所示,下列关于该DNA片段的叙述正确的是(　D　) A.虚线框内结构的名称为胞嘧啶脱氧核苷酸 B.该DNA片段进行复制,第三次复制时需要14个游离的腺嘌呤脱氧核苷酸 C.用图中现有结构组件为材料制作DNA模型,不同小组最多可构建44种不同结构模型 D.图中一条链中相邻碱基之间以“—脱氧核糖—磷酸基团—脱氧核糖—”相连 解析:根据图示的结构可知,虚线框内的结构为鸟嘌呤脱氧核苷酸;该DNA片段中有两个腺嘌呤脱氧核苷酸,而DNA的复制方式为半保留复制,在第三次复制时相当于合成4个子代DNA片段,因此需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数目为2×4=8(个);题图中现有结构组件有4种,各有2个,以此为材料制作DNA模型,不同小组最多可构建4×3×2×1=24(种)不同结构模型;结合图示结构可以看出,图中一条链中相邻碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸基团—脱氧核糖—”相连。 考向二　DNA分子结构的相关计算 [例3] (2023·河北唐山期末)下列关