高考生物总复习（基础回顾+考点透析+实验导航+走近高考）第六单元 第20讲DNA分子的结构和复制及基因拔高精讲课件 新人教版必修2.ppt

第六单元遗传的分子基础第20讲dna分子的结构和复制及基因是有遗传效应的dna片段 必修2遗传与进化 基础回顾 一 dna分子的结构 判断正误 1 dna的两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构 2 dna双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的 3 两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对 4 dna上碱基对的形成遵循碱基互补配对原则 即a t g c 想一想 a t之间两个氢键 c g之间三个氢键 什么样的dna分子结构较稳定 提示 c和g的比例高的dna分子结构稳定 二 dna分子的复制 填表 亲代dna 子代dna 有丝分裂 减数第一次分裂 细胞核 dna的两条链 脱氧核苷酸 atp 解旋酶 续上表 解旋酶 dna聚合酶 碱基互补配对 双螺旋 边解旋边复制半保留 子代dna分子 遗传信息 连续性 想一想 dna分子为什么能够复制 提示 dna分子独特的双螺旋结构提供了精确的模板 碱基互补配对保证了复制的准确进行 三 基因是有遗传效应的dna片段 判断正误 1 构成基因的碱基总数与dna分子的碱基总数相等 2 基因是有遗传效应的dna片段 3 不同dna分子携带遗传信息不同的根本原因在于碱基排列顺序不同 4 dna的多样性主要取决于碱基排列顺序的多样性 考点透析 考点一 dna分子的结构 1 基本元素组成 c h o n p五种元素 2 基本组成单位 4种脱氧核苷酸 腺嘌呤 a 腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤 g 鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶 c 胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶 t 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 3 dna分子的组成层次 c h o n p 脱氧核苷酸 4种 聚合 磷酸二酯键 碱基 a g c t dna分子 脱氧核苷酸链 磷酸 脱氧核糖 4 平面结构 两条脱氧核苷酸长链反向平行 5 dna双螺旋结构 1 dna分子是由两条脱氧核苷酸长链 按反向平行 指一条链的起点为磷酸 另一条链的起点为脱氧核糖 方式盘绕成双螺旋结构 2 基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接而成 3 中间的碱基严格按碱基互补配对原则 a与t配对 g与c配对 形成碱基对 4 dna分子中 脱氧核苷酸数 脱氧核糖数 磷酸数 含氮碱基数 1 1 1 1 例1 双选 下列有关dna分子结构的叙述中 正确的是 a dna分子由4种脱氧核苷酸组成b dna单链上相邻碱基以氢键连接c 碱基与磷酸基相连接d 磷酸与脱氧核糖交替连接构成dna链的基本骨架 解析 dna双链上相对应的碱基以氢键连接 单链上相邻碱基之间通过脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖联系起来 脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧 构成dna链的基本骨架 碱基排列在内侧 与脱氧核糖直接相连 答案 ad 1 有关下列四幅图的叙述 正确的是 a p p p c12h22o11 甲乙丙丁 a 甲图中共有8种核糖核苷酸b 乙图所示的化合物中不含糖类物质c 组成丙物质的单糖是脱氧核糖或核糖d 在小鼠的体细胞内检测到的化合物丁很可能是蔗糖 解析 由图可知 甲图含有碱基t和u 说明甲为dna与rna链的配对 因而含有4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸 而不是8种核糖核苷酸 a错 乙图所示化合物为atp 含有核糖 b错 丙可能是腺嘌呤核糖核苷酸或者腺嘌呤脱氧核苷酸 所以可能含有核糖或脱氧核糖 c对 丁为二糖 但在小鼠的体细胞内不可能检测到蔗糖 因为蔗糖是植物体内特有的二糖 d错 答案 c 考点二 碱基互补配对原则及dna复制的有关计算 1 碱基互补配对原则及相关推论 1 原则 a t g c 图示为 2 推论 腺嘌呤与胸腺嘧啶相等 鸟嘌呤与胞嘧啶相等 即a t g c 嘌呤总数与嘧啶总数相等 即a g t c 在双链dna分子中 互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个dna分子中都相等 设在双链dna分子中的一条链上a1 t1 n 因为a1 t2 a2 t1 则 a1 t1 a2 t2 n 可简记为 配对的两碱基之和在单 双链中所占比例相等 双链dna分子中 非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数 简记为 dna两互补链中 不配对两碱基和的比值乘积为1 2 dna复制的研究方法 过程及有关计算 1 研究dna复制的常用方法同位素标记法和离心法 常标记3h 15n 通过离心在试管中形成不同位置的dna条带 2 dna复制的过程 认真分析下面两幅图 及意义 标准图 简化图 3 dna不论复制多少次 产生的子代dna分子中含母链的dna分子数总是2个 含母链也总是2条 5 复制所需的脱氧核苷酸数 a 2n 1 其中的a为所求的脱氧核苷酸在原来dna 即作模板的亲代dna 分子中的数量 n为复制次数 例2 某双链dna分子含有400个碱基 其中一条链上a t g c 1 2 3 4 下列表述中错误的是 a 该dna分子的一个碱基改变 不一定会引起子代性状的改变b 该dna分子连续复制两次 需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个c 该dna分子中4种碱基的比例a t g c 3 3 7 7d 该dna分子中的碱基排列方式共有4200种 解析 dna分子中改变的碱基可能不在基因中 如在基因中由于密码子的简并性 蛋白质的氨基酸序列可能不变 dna分子中腺嘌呤脱氧核苷酸有200 3 10 60个 该dna分子连续复制2次 需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸为 3 60 180个 dna分子另一条链中a t g c 2 1 4 3 故该dna分子中4种碱基比例为a t g c 3 3 7 7 dna双链间碱基互补配对 即dna分子中有200个碱基对 故该dna分子中的碱基排列方式共有4200种 答案 b 2 2012 广州番禺联考 细菌在15n培养基中繁殖数代后 使细菌dna的含氮碱基皆含有15n 然后再移入14n培养基中培养 抽取亲代及子代的dna经高速离心分离 下图 为可能的结果 下列叙述错误的是 a 子一代dna应为 b 子二代dna应为 c 子三代dna应为 d 亲代的dna应为 考点三 基因是有遗传效应的dna片段 1 对基因本质的理解 1 从结构上看 基因是dna上一个个特定的片段 一个dna分子上有许多个基因 基因与dna结构一样 也是由四种脱氧核苷酸按一定顺序排列而成的 也是双螺旋结构 基因中脱氧核苷酸 碱基对 的排列顺序代表遗传信息 2 从功能上看 基因具有遗传效应 即基因能控制生物的性状 基因是控制生物性状的基本单位 特定的基因决定特定的性状 染色体是dna的主要载体 2 染色体 dna 基因和脱氧核苷酸的关系 基因是有遗传效应的dna片段 基因中脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息 染色体 dna 基因 脱氧核苷酸 每条染色体上有一个或两个dna分子 是主要的遗传物质 每个dna分子含有许多基因 是遗传物质的功能结构单位 每个基因中含有许多脱氧核苷酸 3 基因 染色体 蛋白质 性状的关系 特别提醒 对于真核细胞来说 染色体是基因的主要载体 线粒体和叶绿体也是基因的载体 例3 下列有关染色体 dna 基因 脱氧核苷酸的说法中 不正确的是 a 在dna分子结构中 与脱氧核糖直接相连的只是一个磷酸基和一个碱基b 基因是具有遗传效应的dna片段 一个dna分子上可含有成百上千个基因c 一个基因含有多个脱氧核苷酸 dna的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的d 染色体是dna的主要载体 一条染色体上含有1个或2个dna分子 解析 本题考查遗传的分子基础 在dna分子结构中 磷酸和脱氧核糖交替连接成为基本骨架 碱基成对结合 位于双螺旋的内部 那么与脱氧核糖直接相连的是一个磷酸基和下一个脱氧核苷酸的一个磷酸基 还有一个碱基 答案 a 规律总结在基因 dna与染色体关系上 明确基因是dna的一部分 dna是染色体的组成部分 dna是重要的遗传物质 全部基因的集合不是所有的dna 染色体不是遗传物质 它只是遗传物质dna的主要载体 3 下列关于真核生物基因的说法中 不正确的是 a 基因是有遗传效应的染色体片段b 细胞内的基因主要分布在染色体上c 基因能通过控制蛋白质的结构控制生物的性状d 基因中的碱基排列顺序蕴藏着遗传信息 解析 基因是有遗传效应的dna片段 不是染色体片段 答案 a 实验导航 课题18 dna复制方式的实验探究 关于dna复制方式的探究 充分体现了假说 演绎法 即在克里克假说的基础上 通过演绎推理 最终通过实验得以验证 1 实验材料 大肠杆菌 2 实验方法 放射性同位素标记技术和离心技术 3 实验假说 dna以半保留的方式复制 4 实验过程 见下图 1 大肠杆菌在含15n标记的nh4cl培养基中繁殖几代 使dna双链充分被15n标记 2 将含15n的大肠杆菌转移到14n标记的普通培养基中培养 3 在不同时刻收集大肠杆菌并提取dna 间隔的时间为大肠杆菌繁殖一代所需时间 4 将提取的dna进行离心 记录离心后试管中dna位置 5 实验预期 离心后应出现3条dna带 见上图 1 重带 密度最大 15n标记的亲代双链dna 15n 15n 2 中带 密度居中 一条链为15n 另一条链为14n标记的子代双链dna 15n 14n 3 轻带 密度最小 两条链都为14n标记的子代双链dna 14n 14n 6 实验结果 与预期的相符 dna的复制方式 可以通过设想来进行预测 可能的情况是全保留复制 半保留复制 分散 弥散 复制三种 究竟是哪种复制方式呢 下面设计实验来证明dna的复制方式 实验步骤 1 在氮源为14n的培养基中生长的大肠杆菌 其dna分子均为14n dna 对照 2 在氮源为15n的培养基中生长的大肠杆菌 其dna分子均为15n dna 亲代 3 将亲代15n大肠杆菌转移到氮源为含14n的培养基中 再连续繁殖两代 和 用密度梯度离心法分离 不同分子量的dna分子将分布在试管中的不同位置上 实验预测 1 如果与对照 14n 14n 相比 子代 能分辨出两条dna带 一条带和一条带 则可以排除半保留复制和分散复制 2 如果子代 只有一条中密度带 则可以排除 但不能肯定是 3 如果子代 只有一条中密度带 再继续做子代 dna密度鉴定 若子代 可以分出和 则可以排除分散复制 同时肯定半保留复制 如果子代 不能分出中 轻密度两条带 则排除 同时确定为 解析 从题目中的图示可知 深色为亲代dna的脱氧核苷酸链 母链 浅色为新形成的子代dna的脱氧核苷酸链 子链 因此全保留复制后得到的两个dna分子 一个是原来的两条母链重新形成的亲代dna分子 一个是两条子链形成的子代dna分子 半保留复制后得到的每个子代dna分子的一条链为母链 一条链为子链 分散复制后得到的每个子代dna分子的单链都是由母链片段和子代片段间隔连接而成的 答案 1 轻 14n 14n 重 15n 15n 2 全保留复制半保留复制和分散复制 3 一条中密度带一条轻密度带半保留复制分散复制 走近高考 题组1dna分子的结构 基因的本质1 2013 广东高考卷 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如何存储遗传信息 为dna复制机构的阐明奠定基础a b c d 解析 解析 构建dna双螺旋结构模型 不能证明dna是主要的遗传物质 而噬菌体侵染细菌的试验证明了dna是遗传物质 故 错误 在watson和crick构建dna双螺旋结构模型之前 就已经明确了染色体的组成成分主要是dna和蛋白质 故 错误 结构决定功能 清楚dna双螺旋结构 就可以发现dna如何存储遗传信息 故 正确 清楚了dna双螺旋结构 就为dna复制机构的阐明奠定基础 而且waston和crick也对dna复制进行了描述 故 正确 答案 d 2 人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程 下列有关叙述正确的是 a 孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质b 噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力c 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d 烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是rna 解析 遗传因子只是孟德尔通过实验现象推理出的理论产物 孟德尔并未证实遗传因子的化学本质 a错 由于噬菌体转化实验将dna和蛋白质的作用分别进行了研究 而肺炎双球转化实验中dna和蛋白质不能完全分离开 纯度不够 所以噬菌体转化实验更有说服力 b正确 沃森和克里克提出的dna双螺旋结构中 碱基互补配对 嘌呤数等于嘧啶数 c错 烟草花叶病毒感染烟草实验只能说明烟草花叶病毒的遗传物质是rna d错 答案 b 3 双选 有关dna分子结构的叙述 正确的是 a dna分子由4种脱氧核苷酸组成b dna单链上相邻碱基以氢键连接c 碱基与磷酸基相连接d 磷酸与脱氧核糖交替连接构成dna链基本骨架 解析 dna双链上相对应的碱基以氢键连接 单链上相邻碱基之间通过脱氧核糖和磷酸二酯键联系起来 脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧 构成dna链的基本骨架 碱基排列在内侧 与脱氧核糖直接相连 答案 ad 题组2dna的复制及实验探究4 假设一个双链均被32p标记的噬菌体dna由5000个碱基对组成 其中腺嘌呤占全部碱基的20 用这个噬菌体侵染只含31p的大肠杆菌 共释放出100个子代噬菌体 下列叙述正确的是 a 该过程至少需要3 105个鸟嘌呤脱氧核苷酸b 噬菌体增殖需要细菌提供模板 原料和酶等c 含32p与只含31p的子代噬菌体的比例为149d 该dna发生突变 其控制的性状也发生改变 解析 由5000个碱基对组成双链dna中 腺嘌呤占全部碱基的20 则鸟嘌呤g占30 即一个这样的dna中 a t 2000个 g c 3000个 则100个子代噬菌体的dna中共含有鸟嘌呤 g 3 105个 由一个噬菌体增殖到100个噬菌体的过程中 需要鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为3 105 3000个 a错误 噬菌体侵染细菌并增殖过程中 dna复制 转录所需的模板为噬菌体dna 转录和翻译所需要的核糖核苷酸 核糖体 氨基酸以及酶等皆来自宿主细胞 细菌 b错误 dna进行半保留复制 1个双链都含32p的 dna复制后 子代中含有32p的dna 一条链含32p 一条链含31p的dna 共有2个 只含有31p的dna共有98个 二者的比例为2 98即1 49 c正确 由于dna上有非基因序列 基因中有非编码序列以及密码子具有简并性等原因 dna发生突变并不意味着性状一定会发生改变 d错误 答案 c 5 甲 乙图示是真核细胞内两种物质的合成过程 下列叙述正确的是 a 甲 乙所示过程通过半保留方式进行 合成的产物是双链核酸分子b 甲所示过程在细胞核内进行 乙在细胞质基质中进行c dna分子解旋时 甲所示过程不需要解旋酶 乙需要解旋酶d 一个细胞周期中 甲所示过程在每个起点只起始一次 乙可起始多次 解析 本题考查真核生物的dna复制和转录 甲图以dna两条单链为模板 而乙图以一条链为模板 且产物是一条链 确定甲图表示dna复制 乙图表示转录 a项转录不是半保留方式 产物是单链rna b项真核细胞的dna复制可以发生在细胞核 线粒体及叶绿体中 c项dna复制和转录均需要解旋酶 d项一个细胞周期dna只复制一次 但要进行大量的蛋白质合成 所以转录多次发生 答案 d 6 科学家以大肠杆菌为实验对象 运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了dna复制方式的探索实验 实验内容及结果见下表 续上表 请分析并回答 1 要得到dna中的n全部被放射性标记的大肠杆菌b 必须经过 代培养 且培养液中的 是唯一氮源 2 综合分析本实验的dna离心结果 第 组结果对得到结论起到了关键作用 但需把它与第 组和第 组的