创新设计第18讲DNA的结构、复制及基因的本质.ppt

第18讲DNA的结构、复制及基因的本质,最新考纲1.DNA分子结构的主要特点（）。2.DNA分子的复制（）。3.基因的概念（）。,考点一DNA分子的结构及相关计算（5年12考）,1.图解DNA分子结构,C、H、O、N、P,A、T、G、C,脱氧核糖,脱氧核苷酸,磷酸,脱氧核糖,磷酸与脱氧核糖交,替连接,碱基,氢键,A,与T、G与C配对,反向平行,2.DNA分子的特性,（1）性：磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧构成基本骨架。（2）性：碱基对多种多样的排列顺序，如某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有种（其中n代表碱基对数）。（3）性：每种DNA分子都有特定的对排列顺序，代表了特定的遗传信息。,稳定,多样,4n,特异,碱基,巧记DNA分子结构的“五四三二一”,1.真题重组判断正误,（1）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课标，5C）（）（2）富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也作出了巨大的贡献（2014江苏高考，4C）（）（3）沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数（2012江苏高考，2C）（）（4）DNA有氢键，RNA没有氢键（2013全国卷，1A）（）,以上内容主要源自教材必修2P4850，把握DNA双螺旋结构模型构建历程及DNA双螺旋结构内涵是解题关键。,2.（必修2P49图311改编）下面是对大肠杆菌DNA分子图示，分析并回答下列问题。,（1）图中2是核糖还是脱氧核糖？。1、2、3构成了一个完整的脱氧核苷酸分子，据图推测其中文名称是。（2）图中的碱基对5和6是GC、是AT还是AU？。你的判断理由是什么？_。（3）每个DNA片段中有几个游离的磷酸基团？_。（4）图中a处为键，用酶可将其断裂，b处为键，其构建时需酶参与，其断裂时可用酶，若连接两DNA片段也需重建此类键，则需酶参与。,提示（1）脱氧核糖胞嘧啶脱氧核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸（2）AT5与6间有2个氢键，应为AT对，而不是GC对，而且DNA分子中无“U”（3）2个（4）氢解旋磷酸二酯DNA聚合限制性内切DNA连接,DNA分子的结构及特点,1.（2013广东，2）1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于（）,证明DNA是主要的遗传物质确定DNA是染色体的组成成分发现DNA如何储存遗传信息为DNA复制机制的阐明奠定基础A.B.C.D.解析DNA分子双螺旋结构模型中，碱基排列在内侧，碱基对的排列顺序代表遗传信息，正确；DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制，DNA分子双螺旋结构模型为DNA复制机制的阐明奠定基础，正确。答案D,2.（2016淄博调研）如图表示一个DNA分子的片段，下列有关表述正确的是（）,A.代表的物质中储存着遗传信息B.不同生物的DNA分子中的种类无特异性C.转录时该片段的两条链都可作为模板链D.DNA分子中A与T碱基对含量越高，其结构越稳定,解析遗传信息蕴藏在4种脱氧核苷酸的排列顺序之中，单个核苷酸则不能储存遗传信息，A错误；不同生物的DNA均由4种脱氧核苷酸（包括）组成，B正确；转录时以其中的一条链为模板，C错误；由于CG碱基对含3个氢键，所以CG碱基对含量越高，DNA越稳定，D错误。答案B,（1）并非所有的DNA分子均具“双链”，有的DNA分子为单链。（2）原核细胞及真核细胞细胞器中的DNA分子为“双链环状”。,DNA分子结构相关计算,【典例】（2014山东理综，5）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,已知某DNA分子中的一条单链中（AC）/（TG）m，则（）A.它的互补链中的这个比值也是mB.以它为模板转录出的信使RNA上（AC）/（UG）1/mC.该DNA分子中的（AC）/（TG）mD.当m1时，这条单链中的ACTG,【对点小练】,解析根据碱基互补配对原则可知，在双链DNA分子中，AT，CG，因此这条单链的互补链中（AC）/（TG）1/m，整个双链DNA分子中（AC）/（TG）1，以它为模板转录出的信使RNA上（AC）/（UG）1/m，故A项、C项错误，B项正确。当m1时，只能说明ACTG，并不能说明这条单链上的4种碱基的数量相等。答案B,“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律,考点二DNA分子的复制及基因的概念（5年13考）,1.DNA分子的复制,（1）概念：以为模板合成子代DNA的过程。（2）时间：。,亲代DNA,有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期,解旋后两条母链,游离的4种脱氧核苷酸,ATP,DNA聚合酶,解旋,DNA聚合酶,（5）方式：。（6）特点：。（7）意义：将遗传信息，保持了。,半保留复制,边解旋边复制,从亲代传给子代,遗传信息的连续性,2.观察下面的基因关系图，完善相关内容：,染色体,一个或两个,有遗传效应,线性,遗传信息,下图为染色体上DNA分子的复制过程。,细胞核,解旋酶,脱氧核苷酸,碱基互补配对,模板链,双螺旋结构,着丝,点,（1）请解读图右侧空白处内容（提示见图示）。（2）蛙的红细胞和哺乳动物成熟红细胞，是否都能进行DNA分子的复制？提示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已丧失细胞核，也无各种细胞器，不能进行DNA分子的复制。,（3）上图所示DNA复制过程中形成的两个子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？提示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分子即位于两姐妹染色单体中，由着丝点相连，其对应片段所含基因在无突变等特殊变异情况下应完全相同，两子DNA分子将于有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点分裂时，随两单体分离而分开，分别进入两个子细胞中。,DNA分子的复制及相关计算,1.（2016全国课标卷，2）某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是（）,A.随后细胞中的DNA复制发生障碍B.随后细胞中的RNA转录发生障碍C.该物质可将细胞周期阻断在分裂中期D.可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用,解析某物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能打开，说明该物质会阻碍DNA分子的解旋，因而会阻碍DNA分子的复制、转录和抑制细胞增殖，A、B、D三项均正确；因DNA分子的复制发生在间期，所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期，C项错误。答案C,2.2016全国课标卷，29（3）将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，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_。,答案一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记,3.如图为某真核细胞中DNA复制过程模式图，下列分析错误的是（）,A.酶和酶均作用于氢键B.该过程可发生在细胞有丝分裂间期C.该过程的模板链是a、b链D.DNA复制的特点是半保留复制,解析酶是解旋酶，酶是DNA聚合酶，前者作用于氢键，后者作用于磷酸二酯键；该过程需要a、b链分别作模板，c、d链分别是以a、b链为模板合成的子链；细胞有丝分裂间期会发生DNA复制；DNA分子复制具有半保留复制的特点。答案A,1.DNA复制可简记为“2大特点（半保留复制、边解旋边复制），2种时期（有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期），3个步骤（解旋、合成新链、形成子代DNA），4个条件（模板、酶、原料和能量）”。,2.DNA分子复制中的相关计算,DNA分子的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，则有：,（1）DNA分子数子代DNA分子数2n个；含有亲代DNA链的子代DNA分子数2个；不含亲代DNA链的子代DNA分子数（2n2）个。（2）脱氧核苷酸链数子代DNA分子中脱氧核苷酸链数2n1条；亲代脱氧核苷酸链数2条；新合成的脱氧核苷酸链数（2n12）条。（3）消耗的脱氧核苷酸数若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m（2n1）个；n次复制需该脱氧核苷酸数m2n个，n1次复制需该脱氧核苷酸数m2n1个，则第n次复制需该脱氧核苷酸数2nmm2n1m（2n2n1）m2n1个。,基因的本质,1.（2014海南单科，21）下列是某同学关于真核生物基因的叙述：,携带遗传信息能转运氨基酸能与核糖体结合能转录产生RNA每相邻三个碱基组成一个反密码子可能发生碱基对的增添、缺失、替换其中正确的是（）A.B.C.D.解析基因是具有遗传效应的DNA片段，携带遗传信息，并能够将遗传信息通过转录传递到RNA，通过翻译表现为蛋白质特定的氨基酸序列和空间结构，基因中可能发生碱基对的增添、缺失或替换，即基因突变，故选B。答案B,2.下列关于真核细胞内染色体、DNA和基因的叙述中，错误的是（）,A.染色体是细胞核内DNA的唯一载体B.同源染色体上基因的数目不一定相等C.倒位后的染色体与其同源染色体不能发生联会D.染色体变异时DNA分子结构不一定改变解析细胞核内的DNA都存在于染色体上，A正确；异型同源染色体上的基因数目可能不同，如X、Y染色体，B正确；倒位后的染色体在减数分裂时可以与其同源染色体联会，C错误；染色体数目变异时，DNA结构不变，数目改变，D正确。答案C,（1）针对遗传物质为DNA的生物而言，基因是指“有遗传效应的DNA片段”，但就RNA病毒而言，其基因为“有遗传效应的RNA片段”。（2）并非所有DNA片段都是基因，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将不同的基因分割开的。,易错防范清零,易错清零,易错点1误认为DNA分子都是双链的或认为DNA分子中“嘌呤一定等于嘧啶”或认为嘌呤嘧啶时一定为双链DNA分子。,点拨DNA分子一般为“双螺旋结构”，但也有些DNA分子呈“单链”结构，在此类DNA分子中嘌呤与嘧啶可能相等也可能不相等。由此可见，双链DNA分子中嘌呤“AG”固然等于“TC”或（AC）/（TG）1，但存在该等量或比例关系时，未必一定是双链DNA分子。,易错点2误认为DNA复制“只发生于”细胞核中,点拨细胞生物中凡存在DNA分子的场所均可进行DNA分子的复制，其场所除细胞核外，还包括叶绿体、线粒体、原核细胞的拟核及质粒。需特别注意的是DNA病毒虽有DNA分子，但其不能独立完成DNA分子的复制病毒的DNA复制必须借助寄主细胞完成，在其DNA复制时，病毒只提供“模板链”，其他一切条件（包括场所、原料、酶、能量）均由寄主细胞提供。,易错点3混淆DNA复制、“剪切”与“水解”中的四种酶,点拨（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成“链”；（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）限制性内切酶：用于切断DNA双链中主链上的“3，5磷酸二酯键”；（4）DNA水解酶：用于将DNA分子水解为脱氧核苷酸。,易错点4误认为DNA复制只能从头开始,点拨如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图。,（1）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；（2）图中显示DNA分子复制是边解旋边双向复制的；（3）真核生物的这种复制方式的意义在于提高了复制速率；（4）一个细胞周期中每个起点一般只起始1次（若为转录时解旋，则每个起点可起始多次）。,规范答题,回答与图1、图2相关的问题：,（1）由图1得知，