一轮复习 苏教版 DNA分子的结构和复制学案.docx
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1、第17讲 DNA分子的结构和复制课标要求.概述DNA分子是由四种脱氧核甘酸构成,通常由两条碱 基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构,碱基的排列顺序编码了遗传信息。 3.13概述DNA分子通过半保存方式进行复制。考点一 DNA分子的结构.不.知一自建梳理、,.1. DNA分子双螺旋结构的发现历程2.DNA分子的结构层次时间人物内容20世纪30年 代后期瑞典科学家证明DNA分子是不对称的20世纪40年 代后期科学家得出DNA分子的直径约为2nm1951 年查哥夫腺喋吟(A)的量总是等于0的量,鸟喋吟(G)的量总是等于的量1952 年富兰克林通过DNA分子的X射线衍射图片推断DNA分子可能由国组成
2、1953 年提出DNA分子的双螺旋结构模型图中显示DNA分子复制是从多个起点开始的,但多起点并非同时进行。图中显示DNA分子复制是边解旋边双向复制的。真核生物的这种复制方式的意义在于提高了复制速率。一个细胞周期中每个起点一般只起始1次。(2)原核生物DNA分子复制通常为单起点,双向复制。3. DNA分子复制的有关计算DNA分子复制为半保存复制,假设将亲代DNA分子复制n代,其结果分析如 下:亲代: 、Z、.A代1111八/ 、,、,、Z X, X X X1 代| | | |几代j ;VL2n(1)子代DNA分子数为2,其中:含有亲代链的DNA分子数为2个。不含亲代链的DNA分子数为2一2个。含
3、子代链的DNA分子数为2个。(2)子代脱氧核甘酸链数为2+1条,其中:亲代脱氧核甘酸链数为2条。新合成的脱氧核甘酸链数为2+1-2条。(3)消耗的脱氧核昔酸数假设一亲代DNA分子含有某种脱氧核甘酸加个,经过次复制需要消耗游离的该脱氧核甘酸数为加(2- 1)个。第次复制所需该脱氧核昔酸数为m2门个。突破1DNA分子复制的过程及特点核心素养生命观念、科学探究1 .(2022江苏南通高三一模)研究人员将1个含14N-DNA的大肠杆菌转移到 以15NH4C1为唯一氮源的培养液中,培养1 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将 DNA解开双螺旋,变成单链;然后进行密度梯度离心,试管中出现两种条带(如 以下图所
4、示)。以下说法正确的选项是()密度低条带1条带2密度高密度低条带1条带2密度高条带1条带20 1/87/8DNA单链的含量A.由结果可推知该大肠杆菌的繁殖周期大约为15 minB.根据条带的数目和位置可以确定DNA分子的复制方式C.解开DNA分子双螺旋的实质是破坏核甘酸之间的磷酸二酯键D.假设直接将子代DNA分子进行密度梯度离心也能得到两条条带解析:选D。mn单链:15n单链=1 : 7,说明DNA分子复制了 3次,因此 可推知该细菌的繁殖周期大约为20 min, A错误;由于DNA经过热变性后解开 了双螺旋,变成单链,因此根据条带的数目和位置只能判断DNA单链的标记情 况,但无法判断DNA分
5、子的复制方式,B错误;解开DNA分子双螺旋的实质 是破坏核甘酸之间的氢键,C错误;DNA分子复制3次,有1/4的DNA含,5N 和I4N,为杂合链带,3/4是只含an的DNA,为重链带,所以假设直接将子代DNA 分子进行密度梯度离心也能得到两条条带,D正确。2 .(多项选择)以下图表示DNA分子复制的过程,结合图示判断,以下有关表达正 确的是()复制叉移动的方向复制叉移动的方向A. DNA分子复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链间的氢键,使两条 链解开B. DNA分子的复制具有双向复制的特点,生成的两条子链的方向相反C. DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核甘酸连接成DNA片段D.
6、DNA分子的两条子链都是连续合成的解析:选ABC。由题图可知,DNA分子的两条链中,一条链的合成是连续 的,另一条链的合成是不连续的。突破2DNA分子复制的相关计算核心素养科学思维3.(多项选择)(2022河北保定高三月考)某DNA分子片段中共含有3 000个碱基, 其中腺喋吟占35%0现将该DNA分子片段用15N同位素标记过的四种游离脱氧 核甘酸为原料复制3次,将全部复制产物进行密度梯度离心,得到图甲结果;如 果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心,那么得到图乙结果。以下有关分析正 确的是()甲乙A. X层与Y层中DNA分子质量比大于1 : 3B. Y层中含KN标记的鸟喋吟有3 600个C.
7、第二次复制结束时,含i4N的DNA分子占1/2D. W层与Z层的核甘酸数之比是7 : 1解析:选CD。分析题图可知,X层为2个含有14N和an的DNA分子, Y层为6个只含an的DNA分子,因此X层与Y层中DNA分子质量比小于1 : 3, A错误;Y层为6个只含15n的DNA分子,一个DNA分子含有鸟喋吟450个, 那么Y层中含an标记的鸟嚅吟共有450X6 = 2700(个),B错误;DNA进行半保 留复制,第二次复制结束时,得到的4个DNA分子中有2个含有Mn,因此含 N的DNA分子占1/2, C正确;W层有14条核甘酸链,Z层有2条核甘酸链, W层与Z层的核甘酸数之比是7 : 1, D正
8、确。4.(多项选择)将某种细菌培养在含有3压胸腺喀咤脱氧核甘酸的培养基上一段时 间,检测发现细菌的拟核中含有两种类型的DNA分子(如以下图所示),虚线表示 含放射性的脱氧核甘酸链。以下说法正确的选项是()A.细菌拟核DNA第一次复制后产生的DNA分子为乙类型B.细菌拟核DNA第三次复制后产生的DNA分子为甲、乙两种类型,比例为1 : 3C.细菌拟核DNA复制n次产生的含有放射性脱氧核甘酸链的数目为2+1 -2D.假设该细菌拟核DNA含有的碱基数目为相,其中胸腺喀咤的数目为a, 那么第n次复制需要鸟口票吟脱氧核甘酸的数目为(2-l)Xg2a)/2解析:选BC。由题图可知,亲本DNA没有放射性,D
9、NA进行半保存复制, 子一代的DNA分子一条链含有放射性,一条链没有放射性,即图甲所示;子二 代及以后会出现两条链都具有放射性的DNA分子,即图乙所示,且只有2个 DNA分子为甲类型。根据以上分析可知,细菌拟核DNA第一次复制后产生的 DNA分子为甲类型,A错误;细菌拟核DNA第三次复制后产生的DNA分子有 8个,其中有2个为甲类型,因此甲、乙两种类型的比例为1 : 3, B正确;细菌 拟核DNA复制次产生的含有放射性脱氧核甘酸链的数目为2X22 = 2+i 2, C正确;假设该细菌拟核DNA含有的碱基数目为相,其中胸腺喀唉的数目为出 那么第次复制需要鸟喋吟脱氧核甘酸的数目为2亡1义(加-2a
10、)/2, D错误。弄清对DNA分子复制过程中“第次”还是次”复制所需某种碱基数 量的计算(1)第n次复制是所有DNA分子只复制第n次所需碱基数目。(2)次复制是指由原来的DNA分子复制次所需碱基数目。长句特事实概述类1 .解旋酶和DNA聚合酶各自的作用是答案:前者使氢键翻开,DNA双链解旋;后者催化脱氧核甘酸形成磷酸二 酯键,从而形成新的子链2 .右图为DNA分子的复制过程。假设发生在细胞核内,形成的两个子DNA位置如何,其上面对应片段中基因是否相同,两个子DNA将于何时分开,分别表述为O答案:染色体复制后形成两条姐妹染色单体,刚复制产生的两个子DNA分 子分别位于两条姐妹染色单体上,由着丝粒
11、相连;其对应片段所含基因在无基因 突变等变异情况下应完全相同;两个子DNA分子将于有丝分裂后期或减数第二 次分裂后期着丝粒分裂时,随两条姐妹染色单体的别离而分开,分别进入两个子 细胞中原因分析类3 .蛙的红细胞和哺乳动物成熟的红细胞,是否都能进行DNA分子的复制 过程?说明理由:O答案:蛙的红细胞进行无丝分裂,可进行DNA分子的复制;哺乳动物成熟 的红细胞没有细胞核,也没有各种细胞器,不能进行DNA分子的复制4 .将发生癌变的小肠上皮细胞用含3H标记的胸腺喀咤脱氧核昔酸的培养液 培养,一段时间后再移至普通培养液中培养,不同间隔时间取样,检测到被标记 的癌细胞比例减少,出现上述结果的原因是O答案
12、:依据DNA分子半保存复制特点,转移到普通培养液中的癌细胞,随 着细胞增殖次数的增加,不被标记的癌细胞开始出现并不断增多,故被标记的癌 细胞比例减少5 .以下为DNA复制的有关图示,A-B-C表示大肠杆菌的DNA复制, D-E-F表示哺乳动物的DNA分子复制。图中黑点表示复制起点,“一”表示 复制方向,表示时间顺序。ABCDEF(1)哺乳动物体细胞中的DNA分子展开可达2 m之长,假设按AC图的方式复制,至少需要8 h,而实际上只需约6 h,根据DF图分析,原因是O(2)AF图均有以下特点:延伸的子链紧跟着解旋酶,这说明DNA分子复 制的特点是(3)C与A相同,F与D相同,C、F能被如此准确地
13、复制出来,是因为答案:(l)DNA分子从多个起点(双向)复制(2)边解旋边复制(3)DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板,碱基互补配对原那么 保证DNA分子复制的准确无误(网络您O 一览), 体验等级考 1. (2021 高考广东卷)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。以下研究成果中,为该模型构建提供主要依据的是()赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱查哥夫发现的DNA中喋吟含量与喀咤含量相等沃森和克里克提出的DNA半保存复制机制A.B.C.D.解析:选B。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
14、传物质,与构建DNA双螺旋结构模型无关,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, 符合题意;查哥夫发现的DNA中腺喋吟(A)的量总是等于胸腺喀嚏(T)的量, 鸟喋吟(G)的量总是等于胞喀唆(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,符合题意;沃森和克里克提出的DNA半保存复制机制未能为 DNA双螺旋结构模型的构建提供依据,不符合题意。2. (2021高考北京卷)酵母菌的DNA中碱基A约占32%,关于酵母菌核酸 的表达错误的选项是()A. DNA复制后A约占32%B. DNA中C约占18%C. DNA 中(A + G)/
15、(T+C)=1D. RNA中U约占32%解析:选D。DNA分子为半保存复制,复制时遵循AT、GC的配对原 那么,那么DNA复制后的A约占32%, A正确;酵母菌的DNA中碱基A约占32%, 那么 A=T=32%, G=C = (100%-2X32%)/2=18%, B 正确;DNA 中 A=T、G =C,那么(A + G)/(T+C)=1, C正确;由于RNA为单链结构,且RNA是以DNA 的一条单链为模板进行转录而来,故RNA中U不一定占32%, D错误。3. (2021高考辽宁卷)以下有关细胞内的DNA及其复制过程的表达,正确的 是()A.子链延伸时游离的脱氧核甘酸添加到3,端B.子链的合
16、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聚合酶的作用是翻开DNA双链解析:选A。子链的延伸方向为5,一3、故游离的脱氧核甘酸添加到3,端, A正确;子链的合成过程需要引物参与,B错误;DNA每条链的5,端是磷酸基 团末端,3,端是羟基末端,C错误;解旋酶的作用是翻开DNA双链,D错误。4.(多项选择)(2021 高考河北卷)许多抗肿瘤药物通过干扰DNA合成及功能抑制 肿瘤细胞增殖。下表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。以下表达正确的选项是 ()A.羟基胭处理后,肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都出现原料匮乏药物名称作用机理羟基胭阻止脱氧核糖核甘酸的合成放线菌素D抑制DN
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