2027届高三生物人教版一轮复习课件第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质

第六单元 第24讲　DNA的结构、复制及基因的本质 ２０２７届 1 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 课标要求 1.概述DNA分子由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链盘旋成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息 2.概述DNA分子通过半保留方式进行复制 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 01 特 训 点 一 知识特训 素能特训 探究体验 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 3 1.DNA双螺旋模型构建者：沃森和克里克。 特训点一　DNA的结构及碱基计算 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 4 2.DNA的结构 C、H、O、N、P 脱氧核苷 脱氧核苷酸 脱氧核糖 与磷酸 氢键 A—T G—C 反向平行 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 [巧记]　利用数字巧记DNA的结构 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 3.DNA的结构特点 (1)________性：如n个碱基对构成的DNA具有4n种碱基对排列顺序。  (2)__________性：如每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。  (3)_________性：如两条脱氧核苷酸长链中磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变，碱基对间的配对方式不变，具有双螺旋结构等。  多样 特异 稳定 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 4.DNA的方向性 (1)脱氧核糖上与________相连的碳叫作1'－C，与__________相连的碳叫作5'－C。  (2)DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5'端，另一端有一个羟基(—OH)，称作3'端。 (3)DNA的两条单链走向________，从双链的一端起始，一条单链是从5'端到3'端的，另一条单链则是从3'端到5'端的。  碱基 磷酸基团 相反 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 1.沃森和克里克研究DNA分子的结构时，运用了构建物理模型的方法。(　　) 2.每个DNA分子中碱基数＝磷酸数＝核糖数。(　　) 提示：DNA分子中无核糖。 概念诊断 √ × 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 3.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。(　　) 4.生物体内DNA分子中(A+T)/(G+C)的值越大，双链DNA分子的稳定性越高。(　　) 提示：G+C含量越高，双链DNA分子越稳定。 √ × 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 5.DNA分子中每个磷酸均连接一个脱氧核糖和一个碱基。 (　　) 提示：DNA分子中除了每条单链一端的磷酸只连接着一个脱氧核糖，其他磷酸均连接着2个脱氧核糖。 × 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 探究点　DNA分子结构 【情境引领】　观察DNA分子结构图像。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 12 【问题生成】 (1)图中④能表示胞嘧啶脱氧核苷酸吗?说明理由。 提示：不能。①(磷酸基团)属于胸腺嘧啶脱氧核苷酸。 (2)解旋酶作用于图中哪个部位?限制性内切核酸酶和DNA连接酶作用于图中哪个部位? 提示：解旋酶作用于⑨(氢键)。限制性内切核酸酶和DNA连接酶作用于⑩(磷酸二酯键)。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 (3)A+T与G+C的比值一定相等吗?由此可概括出什么结论?此值的大小体现了什么呢? 提示：不一定。不同DNA分子中的互补碱基之和的比值不一定相同。体现了DNA分子的特异性。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 【归纳总结】 DNA分子结构模型的构建及相关解读 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 (1)由图甲可解读以下信息： 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 (2)图乙是图甲的简化形式，其中a是磷酸二酯键，b是氢键。解旋酶作用于b部位，限制性内切核酸酶和DNA连接酶作用于a部位。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 考法1　以DNA分子的结构为载体，考查生命观念 1.右图为某DNA分子的部分平 面结构图，该DNA分子片段中 含有100个碱基对、40个胞嘧啶。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 18 下列说法错.误.的是(　　) A.③是连接DNA单链上两个核糖核苷酸的化学键 B.该DNA分子复制n次，含母链的DNA分子只有2个 C.①与②交替连接，构成了DNA分子的基本骨架 D.该DNA分子复制n次，需要消耗60×(2n－1)个腺嘌呤脱氧核苷酸 答案：A 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 解析：④是连接DNA单链上两个脱氧核苷酸的化学键，③是鸟嘌呤脱氧核苷酸中连接磷酸和脱氧核糖的化学键，A项错误；该DNA分子片段中含100个碱基对、40个胞嘧啶，则碱基A有(100×2－40×2)÷2＝60个，该DNA分子复制n次，需要消耗60×(2n－1)个腺嘌呤脱氧核苷酸，D项正确。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 考法2　以DNA分子结构的相关计算为载体，考查科学思维 2.右图表示不同DNA分子中各种碱 基的比例关系。下列说法正确的 是(　　) A.若甲表示不同DNA分子一条单链 中碱基G的比例变化，则乙可表 示其互补链中C的比例变化 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 B.若甲表示不同DNA分子一条单链中嘌呤碱基的比例，则乙可以表示其互补链中嘌呤碱基的比例 C.若甲表示不同DNA分子一条单链中A+T的比例，则乙可以表示其互补链中A+T的比例 D.若甲表示不同DNA分子一条单链中(A+G)/(T+C)的值，则乙可以表示其互补链中(T+C)/(A+G)的值 答案：B 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 解析：DNA分子两条链中的G与C互补，二者含量相同，若甲表示不同DNA分子一条单链中碱基G的比例变化，则甲也可表示其互补链中C的比例变化，A项错误；DNA分子单链中，嘌呤比例+嘧啶比例＝1，若甲表示不同DNA分子一条单链中嘌呤碱基的比例，则乙可以表示其互补链中嘌呤碱基的比例，B项正确；DNA分子中，一条链中的A+T与另一条链中的T+A相等，若甲表示不同DNA分子一条单链中A+T的比例，则甲也可表示其互补链中A+T的比例，C项错误；非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，若甲表示不同DNA分子一条单链中(A+G)/(T+C)的值，则甲可以表示其互补链中(T+C)/(A+G)的值，D项错误。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 DNA分子中的碱基数量的计算规律 (1)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DNA一条链中＝m，则在其互补链及整个DNA分子中都有＝m。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 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，则在其互补链中，而在整个DNA分子中＝1。 (2)DNA分子中有关碱基比例计算的解题步骤 ①厘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。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 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。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 02 特 训 点 二 知识特训 素能特训 探究体验 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 27 1.对DNA复制的推测 (1)沃森和克里克的半保留复制假说 特训点二　DNA的复制 氢键 碱基互补配对 氢键 半保留复制 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 28 (2)遗传物质自我复制的其他假说 全保留复制是指DNA复制以__________为模板，子代DNA的双链都是新合成的。  DNA双链 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 2.DNA半保留复制的实验证据 (1)实验原理：15N和14N是氮元素的两种____________，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，因此，利用离心技术可以在试管中分离开含有相对原子质量不同的氮元素的DNA。  (2)技术方法：______________技术和离心技术。  稳定同位素 同位素标记 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 3.DNA的复制 (1)概念、时间、场所 间期　 线粒 体 叶绿体 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 (2)过程 解旋酶 解开的每一条母链 脱氧核苷酸 DNA聚合酶 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 (3)结果：一个DNA分子形成了两个__________的DNA分子。  (4)特点 (5)意义：DNA通过复制，将__________从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了__________的连续性。  完全相同 边解旋边复制 半保留 遗传信息 遗传信息 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 DNA复制的准确性 (1)一般情况下，DNA分子能准确地进行复制。原因是DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。 (2)特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可能造成碱基配对发生差错，引发基因突变。 拓展链接 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 1.DNA双螺旋结构全部解旋后，开始DNA的复制。(　　) 提示：DNA复制是一个边解旋边复制的过程。 2.脱氧核苷酸必须在DNA酶的作用下才能连接形成子链。(　　) 提示：脱氧核苷酸必须在DNA聚合酶(或逆转录酶)的作用下才能连接形成子链。 概念诊断 × × 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 3.原核生物质粒的复制是单起点的，而真核生物DNA复制是多起点的。(　　) 4.在人体内，浆细胞、成熟的红细胞中不发生DNA的复制。 (　　) √ √ 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 5.核DNA分子复制过程中的解旋在细胞核中进行，复制在细胞质中进行。(　　) 提示：DNA复制是一个边解旋边复制的过程，对于核DNA分子而言，整个过程都在细胞核中进行。 × 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 探究点　DNA分子复制机制 【情境引领】　科学家用荧光染料给Rep(DNA解旋酶中作为引擎的那部分结构，驱动复制叉的移动)加上了绿色荧光蛋白，从而获知被标记的分子相对于DNA分子的运动轨迹，结果如图所示。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 38 【问题生成】 (1)DNA分子的一条单链中，具有一个游离的磷酸基团的一端被称为________(填“3'端”或“5'端”)。  提示：5'端 (2)Rep可以破坏DNA双链之间的氢键吗?请写出判断的依据。 提示：可以。由题干可知，Rep是DNA解旋酶中作为引擎的那部分结构，能驱动复制叉的移动，使得双链打开，故Rep可以破坏DNA双链之间的氢键。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 (3)DNA结合蛋白的功能是什么? 提示：可能具有防止DNA单链重新形成双链的作用。 (4)根据材料推断，Rep驱动复制叉移动需要水解ATP提供能量。请写出依据。 提示：DNA复制需要ATP提供能量，Rep驱动复制叉移动也需要水解ATP提供能量。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 【归纳总结】 1.DNA复制的半不连续性 DNA两条链反向平行，一条链的方向为5'→3'，另一条链的方向为3'→5'，DNA子链的合成方向只能是5'→3'，故DNA复制时，以3'→5'链为模板时，子链可以沿5'→3'方向连续复制；以另一条链为模板时，每解旋至足够长度，子链再沿5'→3'方向复制，复制合成的DNA片段，再通过DNA连接酶连接起来。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 2.明辨DNA复制、“剪接”与“水解”中的四种酶 (1)DNA聚合酶：需借助母链模板，依据碱基互补配对原则，将单个脱氧核苷酸连接到已有的链上。 (2)DNA连接酶：将多个复制起点所复制出的“DNA片段”“缝合”起来形成磷酸二酯键，即连接“片段”。 (3)限制性内切核酸酶：用于切断DNA双链中主链上的磷酸二酯键。 (4)DNA水解酶：用于将DNA分子水解为脱氧核苷酸。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 【真题示范】　大肠杆 菌在含有3H－脱氧核苷培养液中培养，3H－ 脱氧核苷掺入到新合成的DNA链中，经特殊 方法显色，可观察到双链都掺入3H－脱氧核 苷的DNA区段显深色，仅单链掺入的显浅色，未掺入的不显 色。掺入培养中，大肠杆菌拟核DNA第2次复制时，局部示意图如图。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 DNA双链区段①②③对应的显色情况可能是(　　) A.深色、浅色、浅色 B.浅色、深色、浅色 C.浅色、浅色、深色 D.深色、浅色、深色 答案：B 解析：大肠杆菌在含有3H－脱氧核苷培养液中培养，DNA的复制方式为半保留复制，大肠杆菌拟核DNA第1次复制后，产生的子代DNA的两条链中一条被3H标记，另一条未被标记，大肠杆菌拟核DNA第2次复制时，以两条链中一条被3H标记，另一条未被标记的DNA分子为模板，结合题干显色情况，则①显浅色；②中两条链均含有3H，显深色；③中一条链含有3H，一条链不含3H，显浅色，B项正确。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 考法1　以DNA分子复制为载体，考查科学思维及科学探究 1.下图表示质粒DNA的滚环复制过程，滚环复制是单向复制的特殊方式，亲代双链DNA的一条链在DNA复制起点处被切开，其5'端游离出来，DNA聚合酶便将脱氧核苷酸聚合在3'端，随着复制 的进行，被切断的DNA继续游 离下来，形成环状DNA，然后 再以单链环状DNA为模板在特 定位置形成RNA引物，完成子 链的形成。 考法预测 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 下列相关叙述错.误.的是(　　) A.质粒DNA呈环状，与拟核DNA结构相似，碱基的配对方式完全相同 B.该DNA分子中每个脱氧核糖都与2个磷酸基团相连 C.切断的DNA在解旋酶的作用下打开氢键的过程中伴随环状双链DNA的滚环复制 D.在滚环复制过程中，以内链为模板合成子链时在外环的5'端引物直接连接脱氧核苷酸 答案：D 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 解析：质粒DNA、拟核DNA均呈环状，组成的碱基相同，碱基互补配对方式相同，A项正确；DNA分子是环状的，每个脱氧核糖都与2个磷酸基团相连，B项正确；随着DNA的滚环复制，双链DNA在解旋酶的作用下解开氢键，子链DNA完成延伸，即解旋和滚环复制同时进行，C项正确；滚环复制时外链被切开，然后以内链为模板，在切开的外环的3'端直接连接脱氧核苷酸，形成子链DNA，D项错误。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 考法2　以DNA分子复制特点为载体，考查科学探究 2.DNA的复制方式有三种假说：全保留复制、半保留复制、弥散复制(子代DNA的每条链都由亲本链的片段与新合成的片段随机拼接而成)。为探究DNA的复制方式，科研小组同学以细菌为材料，进行了如下两组实验。下列叙述错.误.的是(　　) 实验一：将14N细菌置于15N培养基中培养一代并离心。 实验二：将15N细菌置于14N培养基中连续培养两代并离心。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 A.若实验一离心结果为出现重带和轻带，则DNA的复制方式为全保留复制 B.若实验一离心结果为出现中带，可确定DNA的复制方式是半保留复制 C.若实验二离心结果为出现中带和轻带，则DNA的复制方式不是全保留复制 D.若实验二改为连续培养三代并离心，结果只出现一条带，则DNA的复制方式可能为弥散复制 答案：B 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 解析：若实验一离心结果为出现重带(两条链均含15N)和轻带(两条链均含14N)，则DNA的复制方式为全保留复制，A项正确；若实验一离心结果为出现中带(一条链含15N，一条链含14N或者两条链均含15N和14N)，可确定DNA的复制方式是半保留复制或弥散复制，B项错误；若实验二离心结果为出现中带和轻带，则DNA的复制方式不可能为全保留复制，若为全保留复制，则一定出现重带，C项正确；若DNA的复制方式为弥散复制，无论复制几次，离心后都只出现一条带，若实验二改为连续培养三代并离心，结果只出现一条带，则DNA的复制方式可能为弥散复制，D项正确。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 考法3　以DNA复制的有关计算为载体，考查科学思维 3.下图表示大肠杆菌质粒DNA的复制过程，其中复制叉是DNA复制时在DNA链上形成的Y型结构。若该细菌的质粒DNA含有的碱基数目为m，胸腺嘧啶数目为a。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 下列叙述错.误.的是(　　) A.该DNA复制的特点为边解旋边复制、双向复制 B.该过程需要解旋酶和DNA酶的参与，且两种酶发挥作用时均消耗ATP C.该DNA复制n次，消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为(2n－1) ×(m－2a)/2 D.该DNA复制一次，共形成m个磷酸二酯键 答案：B 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 解析：据图分析，图中有两个复制叉，部分解旋后开始进行复制，体现该DNA复制的特点是边解旋边复制、双向复制，A项正确；该过程需要解旋酶和DNA聚合酶的参与，且两种酶发挥作用时均消耗ATP，B项错误；一个DNA分子中含有的碱基数目为m，含有T的数目为a，则该DNA分子中含有的G的数目是(m－2a)/2，因此复制n次，共需要G的数目为(2n－1)×(m－2a)/2，C项正确；据题意可知，图中DNA含有的碱基数为m，即含有的脱氧核苷酸数为m，因为该DNA为环状双链分子，磷酸二酯键数等于脱氧核苷酸数，因此复制过程形成两条环状的DNA链，故形成m个磷酸二酯键，D项正确。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 利用数学思想分析DNA复制过程中的数量关系 DNA的复制方式是半保留复制，一个DNA分子复制n次，则： 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 (1)DNA分子数 ①子代DNA分子数＝2n个。 ②含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝2个。 ③不含亲代DNA链的子代DNA分子数＝(2n－2)个。 (2)脱氧核苷酸链数 ①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2n+1条。 ②亲代脱氧核苷酸链数＝2条。 ③新合成的脱氧核苷酸链数＝(2n+1－2)条。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 (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 制需要消耗该种脱氧核苷酸的数目为m×(2n－1)个。 ②第n次复制需该脱氧核苷酸数＝m×(2n－2n－1)＝(m×2n－1)个。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 考法4　借助细胞分裂与细胞复制的关系分析，考查科学思维 4.某雄性动物细胞(染色体数为46条)的DNA双链均被15N标记，将该细胞置于含14N的培养基中培养，经两次连续分裂后形成4个大小相等的子细胞。下列有关说法正确的是(　　) A.若子细胞中染色体数都为46条，则这46条染色体的DNA双链一定为14N/14N B.若子细胞中染色体数都为23条，则这23条染色体的DNA双链一定为15N/14N C.若子细胞中染色体数都为46条，则这46条染色体的DNA双链一定为15N/14N D.若子细胞中染色体数都为23条，则这23条染色体的DNA双链一定为14N/14N 答案：B 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 解析：若子细胞中染色体数都为46条，则进行了两次有丝分裂，根据DNA半保留复制机制可知，第一次有丝分裂形成的子细胞中的46条染色体的DNA双链均为15N/14N，第二次有丝分裂形成的子细胞中46条染色体的DNA双链的情况不定，可能都是14N/14N，也可能都是15N/14N，也可能部分是14N/14N，部分是15N/14N，A、C两项错误；若子细胞中染色体数都为23条，则进行的是减数分裂，该过程中DNA分子只复制了一次，根据DNA半保留复制机制可知，所有DNA分子的双链均为15N/14N，B项正确，D项错误。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 1.DNA复制特点及子代DNA的存在位置与去向 (1)复制时期：有丝分裂前的间期(S期)或减数分裂Ⅰ前的间期。 (2)复制特点：半保留复制，即新DNA分子总有一条链(模板链)来自亲代DNA，另一条链(子链)是新合成的DNA链。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 (3)两个子代DNA的存在位置：当一个 DNA分子复制形成两个新DNA分子后， 这两个新DNA位于两条姐妹染色单体 上，且由着丝粒连在一起，如图所示。 (4)两个子代DNA的去向：在有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期，当着丝粒分裂时，两条姐妹染色单体分开，分别移向细胞两极，此时子代DNA随染色单体分开而分开。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 2.DNA分子连续复制两次(目前大部分考查角度属此类)图像及解 读(注：设亲代DNA含放射性，放在无放射性的培养基中培养) 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 03 特 训 点 三 知识特训 素能特训 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 62 1.说明基因与DNA 关系的实例 特训点三　基因通常是有遗传效应的DNA片段 许多 部分 DNA 独立性 性状 遗传效应 有遗传效应的DNA片段 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 63 2.遗传信息：指DNA中__________的排列顺序。  3.DNA的多样性与特异性 (1)多样性：碱基__________的千变万化，构成了DNA的多样性。若某个DNA有n个碱基对，则DNA可有________种碱基对排列方式，从而构成了DNA的多样性。  (2)特异性：每一个特定的DNA都有特定的______________，都储存着特定的遗传信息。  4种碱基 排列顺序 4n 碱基排列顺序 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 4.基因 由于______________的遗传物质都是______，只有__________的遗传物质是__________，因此，对于绝大多数生物，基因是具有___________的DNA片段；对于极少数生物，基因是有遗传效应的RNA片段，所以，基因通常是具有__________的DNA片段。  绝大多数生物 DNA　 极少数生物 RNA　 遗传效应 遗传效应 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系 拓展链接 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 1.DNA分子中脱氧核糖和磷酸的排列方式代表了遗传信息。 (　　) 提示：脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序代表了遗传信息。 2.染色体是基因的唯一载体。(　　) 提示：除染色体外，真核细胞的线粒体、叶绿体也是基因的载体，原核细胞的拟核和质粒也是基因的载体。 概念诊断 × × 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 3.真核细胞的基因不只存在于细胞核中，核酸也并非仅存在于细胞核中。(　　) 4.DNA分子中每一个片段都是一个基因。(　　) 提示：DNA分子中具有遗传效应的片段才是基因。  √ × 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 考法　结合基因的本质，考查生命观念 1.人类抗体重链基因位于14号染色体上，由VH、DH、JH、CH四个基因片段簇组成，其中功能性VH基因片段约有65个，DH基因片段有27个，JH基因片段有6个，功能性CH基因片段有9个，如图所示。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 69 下列有关叙述错.误.的是(　　) A.VH1、DH1和JH1的基本组成单位相同 B.VH1、DH1和JH1在染色体上呈线性排列 C.VH、DH、JH和CH的多样性是抗体多样性的基础 D.遗传信息主要蕴藏在VH基因片段簇的核糖核苷酸的排列顺 序中 答案：D 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 解析：VH1、DH1和JH1的基本组成单位都是脱氧核苷酸，A项正确；VH1、DH1和JH1在一条染色体上，呈线性排列，B项正确；VH、DH、JH和CH的多样性是抗体多样性的基础，C项正确；遗传信息主要蕴藏在VH基因片段簇的脱氧核苷酸的排列顺序中，D项错误。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 2.DNA两条链中只有一条具有转录功能，这条具有转录功能的链叫作模板链或反义链，另一条无转录功能的链叫作编码链或有义链。下图表示某哺乳动物一个双链DNA分子中控制毛色的a、b、c三个基因的分布状况，图中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的碱基序列。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 下列有关叙述正确的是(　　) A.基因a和基因b在减数分裂过程中遵循基因的自由组合定律 B.RNA聚合酶均结合在a、b、c三个基因的左侧启动转录 C.Ⅰ和Ⅱ也可能发生碱基的增添、缺失或替换，但不属于基因 突变 D.起始密码子位于图中的反义链上 答案：C 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 解析：基因a和基因b在一个DNA分子上，其遗传不遵循基因的自由组合定律，A项错误；转录时RNA聚合酶沿着模板链以3'→5'方向移动，所以RNA聚合酶结合基因a、c的右端启动转录，结合b基因的左侧启动转录，B项错误；基因通常是有遗传效应的DNA片段，Ⅰ和Ⅱ是没有遗传效应的碱基序列，Ⅰ和Ⅱ也可能发生碱基的增添、缺失或替换，不属于基因突变，C项正确；具有转录功能的DNA链叫作模板链或反义链，起始密码子位于mRNA上，不在图中的反义链上，D项错误。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 04 核心概念 真题体验 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 75 一、核心概念——重落实 1.DNA只含有4种脱氧核苷酸，能够储存足够量遗传信息的原因是________________________________________________ ________________________________________________。  提示：构成DNA的4种碱基(脱氧核苷酸)的排列顺序千变万化 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 76 2.DNA复制的特点是_______________________________。  DNA精确复制的原因：______________提供了复制的模板，________________保证了复制的精确进行。  提示：边解旋边复制、半保留复制　DNA双螺旋结构　碱基互补配对原则 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 3.果蝇DNA形成多个复制泡的原因：_____________________ _________________________________________________________________________________________________________。  提示：果蝇的DNA有多个复制起点，可从不同起点开始DNA的复制，由此加快了DNA复制的速率，为细胞分裂做好准备 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 4.某哺乳动物体细胞中的DNA分子展开长2 m左右，预测复制完成至少需要8 h，而实际上只需约6 h。据图分析，最可能的原因是___________________________________________。  提示：DNA复制是多个起点、双向复制 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 5.研究表明，在DNA分子加热解链时，DNA分子中G+C的比例越高，解链需要的温度越高，原因是____________________ _________________________________________________。  提示：DNA分子中G+C的比例越高，氢键数越多，DNA分子结构越稳定 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 6.将一个带有某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其侵染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。  提示：一个含32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此得到的n个噬菌体中，只有两个带标记 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 二、真题体验——明考向 1.下图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 下列叙述正确的是(　　) A.酶E的作用是催化DNA复制 B.甲基是DNA半保留复制的原料之一 C.环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素 D.DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型 答案：C 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 解析：酶E的作用是催化DNA甲基化，A项错误；DNA半保留复制的原料为四种脱氧核糖核苷酸，没有甲基，B项错误；“研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大”，说明环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素，C项正确；DNA甲基化不改变碱基序列，但会影响生物个体表型，D项错误。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 2.将一个双链DNA分 子的一端固定于载玻片上，置于含有 荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行 复制。甲、乙和丙分别表示复制过程 中3个时间点的图像，①和②表示新合成的单链，①的5'端指向解旋方向，丙表示复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象，但延伸进行时2条链延伸速率相等。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则，下列说法错.误.的是(　　) A.据图分析，①和②延伸时均存在暂停现象 B.甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等 C.丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等 D.②延伸方向为5'端至3'端，其模板链3'端指向解旋方向 答案：D 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 解析：甲时新合成的单链①比②短，乙时①比②长，因此可以说明①和②延伸时均存在暂停现象，A项正确；①和②两条链中碱基是互补的，甲时新合成的单链①比②短，但②中多出的部分可能不含有A、T，因此①中A、T之和与②中A、T之和可能相等，B项正确；①和②两条链中碱基是互补的，丙为复制结束时的图像，丙时新合成的单链①与②等长，因此①中A、T之和与②中A、T之和一定相等，C项正确；①和②两条单链由一个双链DNA分子复制而来，其中一条母链合成子链时①的5'端指向解旋方向，那么另一条母链合成子链时②延伸方向为5'端至3'端，其模板链5'端指向解旋方向，D项错误。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 3.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)，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 答案：C 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 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两项错误；据题图可知，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项正确；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项错误。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 4.选用合适的实验材料对生物科学研究至关重要。下表对教材中相关研究的叙述，错.误.的是(　　) 选项 实验材料 生物学研究 A 小球藻 卡尔文循环 B 肺炎链球菌 DNA半保留复制 C 枪乌贼 动作电位原理 D T2噬菌体 DNA是遗传物质 答案：B 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 解析：小球藻含有叶绿体，能进行光合作用，所以可用小球藻研究卡尔文循环，A项正确；肺炎链球菌可用于研究生物的遗传物质，而研究DNA半保留复制一般用大肠杆菌，B项错误；科学家以枪乌贼离体神经纤维为实验材料，研究动作电位原理，C项正确；赫尔希与蔡斯通过T2噬菌体侵染细菌的实验，证明了DNA是遗传物质，D项正确。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1  5.下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是(　　) A.子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3'端 B.子链的合成过程不需要引物参与 C.DNA每条链的5'端是羟基末端 D.DNA聚合酶的作用是打开DNA双链 答案：A 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 解析：细胞内DNA复制时，子链延伸方向为5'→3'，故游离的脱氧核苷酸添加到3'端，A项正确；子链的合成过程需要引物参与，B项错误；DNA每条链的5'端是磷酸基团末端，3'端是羟基末端，C项错误；解旋酶的作用是打开DNA双链，D项错误。 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 返 回 1 $