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第17讲 DNA的结构、复制及基因的本质
考纲考情——知考向 1.DNA分子结构的主要特点（B） 最新考纲 2.基因和遗传信息的关系（B） 3.DNA分子的复制（B） 近三年江苏考情 2016年T18（2分）；2015年T4（2分）、T33（5分） 核心素养——提考能 生命观念 DNA的结构决定其功能 建立DNA分子双螺旋结科学思维 构模型； 阐明DNA复制过程 科学探究` 探究DNA的半保留复制 考点一 DNA分子的结构及相关计算
1.DNA双螺旋模型构建者：沃森和克里克。 2.DNA双螺旋结构的形成
3.DNA的双螺旋结构内容
（1）DNA由两条脱氧核苷酸链组成，这些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。
（3）内侧：两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
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1.真题重组 判断正误
（1）细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和（2017·海南卷，23C）（ ） （2）双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的（2014·全国卷Ⅱ，5C）（ ） （3）DNA有氢键，RNA没有氢键（2013·全国卷Ⅱ，1A）（ ）
（4）大肠杆菌细胞中只有A、T、C、G四种碱基（2012·海南卷，5C）（ ） 提示 （1）× 基因是DNA分子中有遗传效应的片段。
（2）× 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。 （3）× tRNA中也有氢键。 （4）× 还有U。 2.边角拾遗
（人教版必修2 P58“科学·技术·社会”、P60“思维拓展”）
DNA指纹图谱法的基本操作
从生物样品中提取DNA（DNA一般都有部分的降解），可运用PCR技术扩增出DNA片段或者完整的基因组DNA，然后将扩增出的DNA用合适的限制酶切成DNA片段，利用电泳技术将这些片段按大小分开后，转移至尼龙滤膜上，然后将已标记的DNA探针与膜上具有互补碱基序列的DNA片段杂交，用放射自显影便可获得DNA指纹图谱。
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）DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中（A＋T）/（G＋C）与（A＋C）/（G＋T）两个比值的叙述，正确的是（ ） A.碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同 B.前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高 C.当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链 D.经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1
解析 在双链DNA分子中，A、T之间形成2个氢键构成碱基对，G、C之间形成3个氢键构成碱基对，所以G、C对相对越多，DNA分子越稳定，B错误；又因A＝T、G＝C，所以只要是双链DNA分子（A＋C）/（G＋T）都恒等于1，A错误，D正确；单链DNA中，两个比值也可能相同，C错误。 答案 D
2.（2018·南通、泰州一模）下列关于DNA分子结构和复制的叙述，错误的是（ ） A.DNA分子中磷酸与脱氧核糖交替连接，构成DNA的基本骨架 B.科学家利用“假说—演绎法”证实DNA是以半保留的方式复制的
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C.DNA复制时，DNA聚合酶可催化两个游离的脱氧核苷酸连接起来 D.DNA双螺旋结构模型的建立为DNA复制机制的阐明奠定了基础 解析 DNA聚合酶只能将单个的脱氧核苷酸连接到已有的核苷酸链上。 答案 C
（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DNA片段中，游离的磷酸基团有2个。
围绕DNA分子结构相关计算，考查科学思维能力
3.某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是（ ）
[慧眼识图 获取信息]
答案 C
4.（2018·扬州一模）某双链DNA分子有100个碱基对，其中有腺嘌呤35个，下列叙述正确的是（ ）
A.该DNA分子蕴含的遗传信息种类最多可能有2种 B.该DNA分子的每个脱氧核糖上均连接着两个磷酸
100
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C.该DNA分子在第4次复制时消耗520个胞嘧啶脱氧核苷酸 D.该DNA分子的每一条链中相邻的碱基是通过氢键相互连接的
解析 有100个碱基对的双链DNA分子，碱基对的排列顺序最多有4种，因此蕴含的遗传信息种类最多可能有4种；该DNA分子的两条链上各有一个末端的脱氧核糖上连接着一个磷酸；根据碱基互补配对原则，DNA分子有100个碱基对，腺嘌呤35个，胞嘧啶为65个，第4次复制时消耗的胞嘧啶脱氧核苷酸数为65×（2－2）＝520个；DNA分子的每一条链中相邻的碱基是通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相互连接的。 答案 C
“归纳法”求解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。
A＋T（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，即若在一条链中
G＋CA＋T
＝m，在互补链及整个DNA分子中＝m，而且由任一条链转录来的mRNA分子中（A＋U）/
G＋C（G＋C）仍为m（注：不同DNA分子中m值可不同，显示特异性）。
（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DNAA＋GA＋G1A＋G一条链中＝a，则在其互补链中＝，而在整个DNA分子中＝1。（注：不同双链
T＋CT＋CaT＋CDNA分子中非互补碱基之和的比均为1，无特异性）
考点二 DNA分子的复制及基因的概念
1.DNA分子的复制 （1）概念、时间、场所
4
3
100
100
（2）过程
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