高考生物 第3章 第2讲 DNA分子的结构、复制与基因课件 新人教版必修2.ppt

第二讲dna分子的结构 复制与基因 课前自主学习 课堂互动探究 1 结构层次 dna分子的结构及分析 2 空间结构分析 3 dna分子多样性 1 多样性的原因 组成dna分子的碱基对的数量 比例和排列顺序不同 2 与蛋白质多样性和生物多样性的关系 4 由碱基种类及比例可分析判断核酸的种类 1 若有u无t 则该核酸为rna 2 若有t无u 且a t g c 则该核酸一般为双链dna 3 若有t无u 且a t g c 则该核酸为单链dna 5 dna分子中的有关数量关系 1 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 2 配对的碱基 a与t之间形成2个氢键 g与c之间形成3个氢键 c g对占比例越大 dna结构越稳定 3 每条脱氧核苷酸链上都只有一个游离的磷酸基 因此dna分子中含有2个游离的磷酸基 1 如图为核苷酸链结构图 有关叙述不正确的是 a 能构成一个完整核苷酸的是图中的a和bb 各核苷酸之间是通过化学键 连接起来的c dna连接酶可连接断裂的化学键 d 若该链为脱氧核苷酸链 从碱基组成上看 缺少的碱基是t 解析 核苷酸是核酸的基本组成单位 每个核苷酸由一分子的磷酸 一分子的五碳糖 一分子的含氮碱基组成 dna中有a t c g四种碱基 rna中有a u c g四种碱基 核苷酸分子通过磷酸二酯键连接组成核苷酸链 答案 a 2 2013 潍坊质检 关于下图所示dna分子的叙述 正确的是 a 限制酶作用于 部位 dna连接酶作用于 部位b 该dna的特异性表现在碱基种类和 a t g c 的比例上 解析 限制酶和dna连接酶都作用于 部位 该dna的特异性不表现在碱基种类上 因为dna中的碱基只有4种 把该dna放在含15n的培养基中复制两代 子代dna都含有15n 答案 c 1 dna分子复制的原因 条件 过程 时间及意义 dna的复制 2 dna复制过程分析 3 dna分子复制中相关计算dna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 不含亲代链的子代dna分子数 2n 2 个 2 脱氧核苷酸链数 子代dna分子中脱氧核苷酸链数 2n 1条 亲代脱氧核苷酸链数 2条 新合成的脱氧核苷酸链数 2n 1 2 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m 2n 1 个 复制第n次所需该脱氧核苷酸数为m 2n 1 3 2012 山东高考 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1 49d 该dna发生突变 其控制的性状即发生改变 解析 根据题干信息可知 噬菌体的dna含有5000个碱基对 即为10000个碱基 腺嘌呤 a 占全部碱基的20 即a t 2000个 则g c 3000个 在噬菌体增殖的过程中 dna进行半保留复制 100个子代噬菌体含有100个dna 相当于新合成了99个dna 至少需要的鸟嘌呤 g 脱氧核苷酸数是99 3000 297000 a项错误 噬菌体增殖的过程中需要自身的dna作为模板 而原料和酶由细菌提供 b项错误 根据半保留复制方式的特点可知 在子代噬菌体的100个dna中 同时含32p和31p的只有2个 只含31p的为98个 c项正确 dna发生突变 其控制的性状不一定发生改变 如aa突变为aa以及密码子的简并性等 d项错误 答案 c 4 2013 镇江质检 近10年来 pcr技术 聚合酶链式反应 成为分子生物学实验室的一种常规手段 其原理是利用dna半保留复制原理 在试管中进行dna的人工复制 如下图 在很短的时间内 将dna扩增几百万倍甚至几十亿倍 使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体 1 加热使dna双链打开 这一步是打开 键 称为 在细胞中是在 酶的作用下完成的 2 当温度降低时 引物与模板末端结合 在dna聚合酶的作用下 引物沿模板延伸 最终合成2条dna分子 此过程中原料是 遵循的原则是 3 pcr 技术的必需条件 除了模板 原料 atp 酶以外 至少还有三个条件 即液体环境 适宜的 和 4 假设一个模板dna分子中有800个碱基对 其中含有腺嘌呤600个 若通过pcr技术共消耗周围环境中游离的胞嘧啶脱氧核苷酸6200个 则该模板dna在pcr扩增仪中已经复制了 次 答案 1 氢解旋解旋 2 脱氧核苷酸碱基互补配对原则 3 温度酸碱度 或ph 4 5 1 基因定义的理解 1 结构上看 基因是dna分子上一个特定的片段 一个dna分子上有很多个基因 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序列 每个基因的脱氧核苷酸数目及排列顺序是特定的 不同的基因 差别在于碱基数目及排列顺序不同 基因中碱基的排列顺序构成遗传信息 基因的本质 2 从功能上看 基因有遗传效应 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 基因是有遗传效应的dna片段 dna上有很多片段 其中有遗传效应的片段才叫基因 没有遗传效应的片段不叫基因 基因有遗传效应 基因的遗传效应反映出来的效果是控制蛋白质合成 从而表现性状 基因是dna上的片段 基因随dna分子的复制而复制 转录而转录 2 染色体 dna 基因 脱氧核苷酸的关系3 基因 染色体 蛋白质 性状的关系 4 基因的基本功能 1 遗传信息的传递 发生在传宗接代过程中 通过复制实现遗传信息由亲代到子代的传递 2 遗传信息的表达 发生在生物个体发育过程中 是通过转录和翻译控制蛋白质合成的过程 通过遗传信息的表达控制个体发育过程 5 2013 潍坊质检 基因是具有遗传效应的dna片段 下列哪项不是 遗传效应 的含义 a 能控制一种生物性状的表现b 能控制一种蛋白质的合成c 能决定一种氨基酸的位置d 能转录成一种mrna 解析 基因概念中 遗传效应 是指控制生物的性状 而基因对性状的控制是通过控制蛋白质的合成来实现的 组成蛋白质的氨基酸约有20种 基因不只是决定一种氨基酸的位置 而是决定组成蛋白质的所有氨基酸的位置 答案 c 6 下列有关染色体 dna 基因 脱氧核苷酸的说法 不正确的是 a 基因一定位于染色体上b 基因在染色体上呈线性排列c 四种脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了基因的多样性和特异性d 一条染色体上含有1个或2个dna分子 解析 基因是具有遗传效应的dna片段 dna不一定位于染色体上 因此基因不一定位于染色体上 故a错误 多个基因位于同一条染色体上 基因在染色体上呈线性排列 故b正确 不同基因中脱氧核苷酸的数目和排列顺序不同 基因具有多样性 而每一个基因中脱氧核苷酸的数目和排列顺序是特定的 因此基因又具有特异性 故c正确 没有复制的每条染色体含有1个dna分子 复制后的每条染色体含有2条染色单体 每条染色单体含有1个dna分子 故d正确 答案 a 实验技能提升 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双链充分标记15n 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 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 7 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 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 组的结果进行比较 才能说明dna分子的复制方式是 3 分析讨论 若子i代dna的离心结果为 轻 和 重 两条密度带 则 重带 dna来自 据此可判断dna分子的复制方式不是 复制 若将子i代dna双链分开后再离心 其结果 填 能 或 不能 判断dna的复制方式 若在同等条件下将子 代继续培养 子n代dna离心的结果是 密度带的数量和位置 放射性强度发生变化的是 带 若某次实验的结果中 子i代dna的 中带 比以往实验结果的 中带 略宽 可能的原因是新合成dna单链中的n尚有少部分为 解析 经过一代培养后 只能是标记dna分子的一条单链 所以要想对所有的dna分子全部标记 要进行多代培养 在探究dna分子的复制方式为半保留复制的实验中 重带 应为两个单链均被15n标记 轻带 为两个单链均被14n标记 中带 为一个单链被14n标记 另一个单链被15n标记 答案 1 多15nh4cl 2 312半保留复制 3 b半保留 不能 没有变化轻 15n 1 小麦体内的遗传物质彻底水解后 可以得到的是 a 四种脱氧核苷酸b 一种五碳糖c 八种碱基d 五种碱基解析 小麦的遗传物质是dna 初步水解的产物是4种脱氧核苷酸 彻底水解的产物是磷酸 脱氧核糖和4种碱基 答案 b 2 经检测得知 一双链dna分子中鸟嘌呤的数目为x 其占碱基总量的比例是y 以下推断正确的是 a 与鸟嘌呤互补的碱基所占的比例是 1 y b 该dna分子的嘌呤碱基和嘧啶碱基的比值是x yc 该dna分子的碱基之间的氢键数是x 1 2 y d 与鸟嘌呤不互补的碱基数目是x 1 2y y 解析 由题意可知 g c所占比例都为y 数量都为x a t所占比例都为 1 2 y 数量都为 x y 2x 2 x 2y x 与鸟嘌呤互补的碱基所占比例是y 该dna分子的嘌呤碱基和嘧啶碱基的比值是1 g c之间有三个氢键 a t之间有两个氢键 该dna分子的碱基之间的氢键数目是3x 2 x 2y x x x y a t与g不互补 其数目为 x l 2y y 答案 d 3 下列关于dna复制的叙述 正确的是 a dna复制时 严格遵循a u c g的碱基互补配对原则b dna复制时 两条脱氧核苷酸链均可作为模板c dna分子全部解旋后才开始进行dna复制d 脱氧核苷酸必须在dna酶的作用下才能连接形成子链 解析 dna复制时 严格遵循a t c g的碱基互补配对原则 dna是以两条脱氧核苷酸链作为模板进行复制的 dna分子边解旋边复制 脱氧核苷酸必须在dna聚合酶的作用下才能连接形成子链 答案 b 4 已知某dna分子中 g与c之和占全部碱基总数的35 8 其中一条链的t与c分别占该链碱基总数的32 9 和17 1 则在它的互补链中 t和c分别占该链碱基总数的 a 32 9 17 1 b 31 3 18 7 c 18 7 31 3 d 17 1 32 9 解析 本题考查dna分子结构中的碱基数目计算 难度较大 假设该dna分子共有碱基2000个 则g c共有716个 t a共有1284个 其中的一条链 链 中 t有329个 c有171个 由此可知 该dna分子共含g 或c 358个 t 或a 642个 据此可知 该dna分子的 链中含有t 642 329 313个 含有c 358 171 187个 所以 该dna分子的另一条链 链 中 t占该链碱基总数的31 3 c占该链碱基总数的18 7 答案 b 5 用32p标记玉米体细胞 含20条染色体 的dna分子双链 再将这些细胞转入不含32p的培养基中培养 让其分裂n次 若一个细胞中的染色体总条数和被32p标记的染色体条数分别是40条和2条 则该细胞至少是处于第几次分裂的分裂期 a 第一次b 第二次c 第三次d 第四次 解析 由染色体总条数为40条可知该细胞处于有丝分裂后期 若是第一次有丝分裂后期 被32p标记的染色体条数应为40条 若是第二次有丝分裂后期 被32p标记的染色体条数应为20条 若是第三次有丝分裂后期 被32p标记的染色体条数应在0条到20条之间 答案 c 6 2014 沈阳四校阶段测试 某dna分子有2000个脱氧核苷酸 已知它的一条单链上a g t c 1 2 3 4 若该分子复制一次 则需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量是 a 200个b 300个c 400个d 800个解析 由一条单链上a g t c 1 2 3 4 计算得该单链上1000个碱基中含有a 100个 t 300个 整个dna分子中t 400个 复制1次需要a为400个 答案 c 7 下图是某dna分子的局部结构示意图 请据图回答 1 写出下列图中序号代表的结构的中文名称 2 图中dna片段中碱基对有 对 该dna分子应有 个游离的磷酸基 3 从主链上看 两条单链 从碱基关系看 两条单链 4 如果将14n标记的细胞培养在含15n标记的脱氧核苷酸的培养液中 此图所示的 填图中序号 中可测到15n 若细胞在该培养液中分裂四次 该dna分子也复制四次 则得到的子代dna分子中含14n的dna分子和含15n的dna分子的比例为 5 若该dna分子共有a个碱基 其中腺嘌呤有m个 则该dna分子复制4次 需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为 个 8 在正常情况下 细胞内完全可以自主合成组成核酸的核糖和脱氧核糖 现在细胞系由于发生基因