高考生物大一轮复习 3.1.23.1.3DNA的分子结构 DNA的复制课件 中图版必修2.ppt

第二节dna的分子结构第三节dna的复制 考纲考情 知识梳理 一 dna分子的结构1 基本单位 磷酸 脱氧核糖 碱基 脱氧核糖核苷酸 2 平面结构 磷酸 脱氧核糖 t t g g 碱基互补配对 3 空间结构 规则的 结构 二 dna分子的复制 双螺旋 有丝分裂间期和减数分裂间期 细胞核 两条链 4种脱氧核苷酸 atp 解旋酶 双螺旋 碱基互补配对 解旋 半保留复制 边解旋边复制 完全相同 遗传信息 遗传信息 小题快练 1 易错判断 1 2014 江苏高考t4c 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 分析 富兰克林和威尔金斯提供了dna的x射线衍射图谱 对dna双螺旋结构模型的建立作出了巨大贡献 2 2012 江苏高考t2c 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 分析 沃森和克里克在提出dna双螺旋结构时的依据是a和t的含量总是相等 g和c的含量也相等 3 2011 海南高考t16b dna分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的 分析 dna分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基是通过氢键连接的 其中a与t之间形成两个氢键 g与c之间形成三个氢键 4 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 分析 脱氧核糖和磷酸交替连接 排列在外侧形成dna双螺旋结构的基本骨架 碱基排列在内侧 且遗传信息蕴藏在碱基排列顺序中 5 dna的复制有可能出现 差错 分析 在dna复制过程中 脱氧核苷酸序列具有相对稳定性 但也可能发生差错 即发生碱基对的增添 缺失或替换 基因突变 这种稳定性与可变性的统一 是生物遗传和变异的物质基础和根本原因 6 不同生物的dna复制场所都相同 分析 原核生物 如细菌 拟核 真核生物 细胞核 线粒体 叶绿体 病毒 宿主细胞内 2 有关dna分子结构的叙述 正确的是 a dna分子由4种核糖核苷酸组成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 选d dna分子由4种脱氧核苷酸组成 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 3 下列关于dna复制的叙述 正确的是 a 在细胞有丝分裂间期 发生dna复制b dna通过一次复制后产生四个dna分子c dna双螺旋结构全部解旋后 开始dna的复制d 单个脱氧核苷酸在dna酶的作用下连接合成新的子链 解析 选a dna的复制过程是在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期 随着染色体的复制而完成的 dna复制是一个边解旋边复制的过程 以解开的每一段母链为模板 在dna聚合酶的作用下 以细胞内游离的4种脱氧核苷酸为原料 按照碱基互补配对原则 各自合成与母链互补的一段子链 复制结束后 一个dna分子就形成了两个完全相同的dna分子 4 下列关于基因和染色体关系的叙述 正确的是 a 细胞内的基因全部在染色体上b 基因在染色体上呈线性排列c 一条染色体上有一个基因d 染色体就是由基因组成的 解析 选b 线粒体和叶绿体中的dna不在染色体上 基因在染色体上呈线性排列 一条染色体上有许多个基因 染色体是由dna和蛋白质构成的 5 一个由15n标记的dna分子 在没有15n的环境中培养 复制5次后含15n的dna分子占dna分子总数的 a 1 10b 1 5c 1 16d 1 32 解析 选c 一个由15n标记的dna分子 放在没有15n的环境中培养 复制5次后得到25 32个dna分子 根据dna半保留复制特点 有2个dna分子各含一条母链 即含15n 其他dna分子不含15n 所以复制5次后15n标记的dna分子占dna分子总数的2 32 1 16 故选c 速记卡片 1 dna的 五 四 三 二 一 记忆法 五 五种元素 c h o n p四 四种碱基对应四种脱氧核苷酸三 三种物质 磷酸 脱氧核糖 含氮碱基二 两条脱氧核苷酸长链 碱基对有a与t g与c两种配对方式 一 一种空间结构 规则的双螺旋结构 2 dna复制的两个必记知识点 1 dna复制特点 边解旋边复制 半保留复制 2 复制的 四要素 模板 dna分子的两条链 原料 游离的四种脱氧核苷酸 酶 解旋酶和dna聚合酶 能量 细胞呼吸产生的atp 3 基因的两个记忆知识点 1 基因是有遗传效应的dna片段 2 染色体是基因的主要载体 线粒体和叶绿体中也存在基因 考点一dna分子的结构1 dna分子的结构 1 氢键 配对的碱基间形成碱基对 通过氢键相连 可用dna解旋酶断裂 也可用高温断裂 2 磷酸二酯键 连接磷酸和相邻脱氧核苷酸的脱氧核糖的化学键 可用限制性内切酶切断 可用dna连接酶或dna聚合酶连接 3 每个dna片段中有2个游离的磷酸基团 而且在整个dna分子中磷酸 脱氧核糖和含氮碱基三者的数目相等 2 dna分子的结构特点 1 稳定性 dna中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变 两条链间碱基互补配对的方式不变 2 多样性 dna分子中碱基的排列顺序多种多样 3 特异性 每种dna有别于其他dna的特定的碱基对排列顺序 3 dna分子中与碱基互补配对有关的碱基计算 根据a t g c 图示如下 则 简记为 配对的两碱基之和在单双链中所占比例相等 3 设 则 且以 链为模板合成的rna中 简记为 dna两互补链中 不配对的两碱基之和的比值乘积为1 4 在一个双链dna分子中 某碱基占碱基总数的百分数等于每条链中该碱基所占比例的平均值 即 高考警示 1 dna的水解产物根据水解程度的不同而不同 彻底水解产物是磷酸 脱氧核糖和四种含氮碱基 初步水解产物是四种脱氧核苷酸 2 案例 在dna分子的一条单链中 相邻的碱基a与t通过什么连接 正确答案 脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖 错误答案 氢键 分析 受思维定式的影响 未注意 一条单链中 相邻的碱基a与t 看到a与t的连接就认为是氢键 实际上dna分子两条单链上的碱基a与t通过氢键连接 一条单链中相邻的碱基a与t通过 脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖 连接 考题回访 1 2015 德州模拟 如图为dna分子部分结构示意图 以下叙述正确的是 a dna的稳定性与 有关 生物体内dna解旋酶 rna聚合酶 dna聚合酶 逆转录酶等可以断开 b 是一个胞嘧啶脱氧核苷酸c dna连接酶可催化 或 键形成d a链 b链的方向相反 骨架是磷酸和脱氧核糖 解题指南 解答本题应关注两个方面 1 正确识别dna的平面结构 2 明确dna结构中一个完整脱氧核苷酸的组成 如图中的 和其下方的磷酸基团组成一个完整脱氧核苷酸 而不是与 组成一个完整脱氧核苷酸 解析 选d 结构图中 分别表示磷酸 脱氧核糖 胞嘧啶 磷酸和脱氧核糖的相间排列构成了dna分子的基本骨架 a链 b链方向相反 图中 不是同一个脱氧核苷酸分子的组成成分 其中 是上面一个脱氧核苷酸的组成成分 是氢键 生物体内的解旋酶和rna聚合酶可将其断开 并且rna聚合酶和dna聚合酶及逆转录酶分别将核糖核苷酸 脱氧核苷酸 脱氧核苷酸连接成核苷酸链 2 2014 山东高考 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 解题指南 1 图示信息 dna分子的一条单链中碱基比例与dna分子 其互补链中的碱基比例关系 2 思维流程 dna分子的碱基互补配对原则 一个dna分子中a t c g 计算两条链的互补碱基之和的比值与非互补碱基之和的比值 曲线的横纵坐标一一对应 解析 选c 本题主要考查对dna分子碱基互补配对原则的理解 双链dna分子中 a c t g 一定等于1 故a项错误 当一条链中 a1 c1 t1 g1 1时 其互补链中存在 a2 c2 t2 g2 t1 g1 a1 c1 1 b项错误 在dna分子中 存在 a1 t1 g1 c1 a2 t2 g2 c2 a t g c 故c项正确 d项错误 3 2015 滨州模拟 某双链dna分子中含有200个碱基 一条链上a t g c 1 2 3 4 则该dna分子 a 四种含氮碱基a t g c 4 4 7 7b 若该dna中a为p个 占全部碱基的 m 2n 则g的个数为c 碱基排列方式共有4200种d 含有4个游离的磷酸 解题指南 解答本题需明确以下两个方面 1 一条链上能发生碱基互补配对的两种碱基的数量比等于另一条链上这两种碱基的数量比的倒数 2 碱基排列方式的种类数是4n 其中n代表碱基对数 解析 选b 该dna分子的一条链上a t g c 1 2 3 4 另一条链上a t g c 2 1 4 3 整个dna分子中a t g c 3 3 7 7 若该dna中a为p个 占全部碱基的 则碱基总数为个 则 该dna分子含有100个碱基对 30个a t碱基对 70个g c碱基对 碱基排列方式为4100种 一个dna分子由两条dna链组成 含2个游离的磷酸 延伸探究 如题目所述 该dna分子中共有几个氢键 为什么 提示 270个 该dna分子中含有30个a t碱基对 70个g c碱基对 其中a t碱基对之间有2个氢键 g c碱基对之间有3个氢键 故共有270个氢键 加固训练 1 2013 广东高考 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 解题指南 dna双螺旋结构模型解释了碱基互补配对及如何形成dna的分子结构 解析 选d 本题考查dna分子结构和功能等知识 噬菌体侵染细菌的实验 肺炎双球菌的转化实验和烟草花叶病毒相关实验证明了dna是主要的遗传物质 故 错误 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 故 错误 根据dna双螺旋结构模型中脱氧核苷酸的排列顺序 可以发现dna是如何储存遗传信息的 故 正确 他们在构建了dna双螺旋结构模型的基础上 也对dna复制进行了描述 故 正确 2 在一个双链dna分子中 碱基总数为m 腺嘌呤数为n 则下列有关叙述正确的是 脱氧核苷酸数 磷酸数 碱基总数 m 碱基之间的氢键数为 一条链中 a t 的数量为n g的数量为 m n a b c d 解析 选d 的等量关系容易判断 对于 需知g与c之间形成3个氢键 a与t之间形成2个氢键 故氢键为 因a t的总量为2n 故一条链中的a t的数量应为n 中计算g的数量有误 应为 3 2014 莆田模拟 关于dna分子结构的叙述中 不正确的是 a dna分子由4种脱氧核苷酸组成b 每个dna分子中 碱基数 脱氧核苷酸数 脱氧核糖数c 双链dna分子中的一段 若含有30个胞嘧啶 就一定会同时含有30个鸟嘌呤d dna分子中每个脱氧核糖上均连接着1个磷酸和1个含氮碱基 解析 选d dna分子由4种脱氧核苷酸组成 分别为腺嘌呤脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸 每个dna分子均由完整的脱氧核苷酸组成 每个脱氧核苷酸中碱基数 脱氧核苷酸数 脱氧核糖数 双链dna分子中a t g c 若含有30个胞嘧啶 就一定会同时含有30个鸟嘌呤 dna分子中除两端外 每个脱氧核糖连接着2个磷酸和1个含氮碱基 方法技巧 dna分子的 5 4 3 2 1 5 表示dna分子由5种元素组成 4 表示dna分子由4种脱氧核苷酸组成 也可以说组成dna分子的碱基有4种 3 表示dna分子由3部分组成 也可以说每个脱氧核苷酸由3部分组成 2 表示每个dna分子由2条脱氧核苷酸链组成 1 表示dna分子是一种双螺旋结构 考点二dna分子的复制及相关计算1 dna分子复制 1 研究dna复制的常用方法 同位素标记法和离心法 常用的标记元素为3h 15n 32p 通过离心出现在试管中不同的位置 2 影响dna复制的外界条件 3 dna复制的准确性 一般情况下 dna的双螺旋结构和碱基互补配对原则能使dna准确地进行复制 特殊情况下 在外界因素和生物内部因素的作用下 可能造成碱基配对发生差错 引起基因突变 2 dna复制的有关计算 dna复制为半保留复制 若将亲代dna分子复制n代 其结果分析如下 1 子代dna分子数为2n个 含有亲代链的dna分子数为2个 不含亲代链的dna分子数为 2n 2 个 含子代链的dna有2n个 2 子代脱氧核苷酸链数为2n 1条 亲代脱氧核苷酸链数为2条 新合成的脱氧核苷酸链数为 2n 1 2 条 高考警示 dna分子复制计算问题的提醒将含有15n的1个dna分子放在含有14n的培养基中培养 复制n次 1 含14n的dna分子有2n个 只含14n的dna分子有 2n 2 个 做题时看准是 含 还是 只含 2 子代dna分子中 总链数为2n 2 2n 1条 模板链始终是2条 做题时应看准是 dna分子数 还是 链数 考题回访 1 2014 四川高考 将牛催乳素基因用32p标记后导入小鼠乳腺细胞 选取仅有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养 下列叙述错误的是 a 小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸b 该基因转录时 遗传信息通过模板链传递给mrnac 连续分裂n次后 子细胞中32p标记的细胞占1 2n 1d 该基因翻译时所需trna与氨基酸种类数不一定相等 解题指南 1 题干关键词 32p标记 仅有一条染色体上整合有单个目的基因 2 关键知识 核酸的碱基和五碳糖种类 转录的模板链 密码子的简并性 dna半保留复制 解析 选c 本题考查核酸的种类及组成 基因的表达 有丝分裂及dna复制 a项中 细胞中核酸有dna和rna两种 含有a g c t u5种碱基 4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸共8种核苷酸 故a项正确 b项中 转录时只以dna的一条链为模板链 按照碱基互补配对原则合成mrna 故b项正确 c项中 细胞分裂n次获得2n个子细胞 含32p的母链只有两条 因此只能有两个子细胞含有32p 其所占比例是1 2n 1 故c项错误 d项中 某种氨基酸的密码子可以有多个 因此翻译时同一种氨基酸可能由不同trna来转运 故d项正确 2 2015 淄博模拟 对某一噬菌体的dna用32p标记 对细菌的氨基酸用15n标记 让已标记的噬菌体去侵染已标记的细菌 最后释放出200个噬菌体 则下列说法正确的是 a 全部噬菌体都有标记的32pb 2个噬菌体含32pc 全部噬菌体都不含15nd 2个噬菌体含15n 解题指南 解答本题的关键是明确以下两点 1 32p标记的dna作为模板 15n标记的氨基酸作为原料 2 dna分子的复制特点为半保留复制 解析 选b 构成子代噬菌体dna和蛋白质的原料都来自细菌 噬菌体在侵染细菌时 把蛋白质外壳留在细菌的外面 进入细菌体内的是dna 然后以自己的dna为模板 利用细菌的脱氧核苷酸合成子代噬菌体的dna 而dna复制是半保留复制 原来标记的dna两条链最多形成两个dna到子代噬菌体内 即有2个噬菌体含有32p 子代噬菌体蛋白质是在噬菌体dna指导下以细菌的氨基酸为原料合成的 因此所有噬菌体均含15n 延伸探究 若将题目中获得的dna全部放在离心管中离心 则试管中出现的密度带的情况是怎样的 提示 由于dna分子不会含有15n标记的氨基酸 只考虑含p情况即可 32p标记的dna放在31p的培养基中最终合成200个dna分子 其中2个dna分子既含32p 也含31p 198个dna分子只含31p 故在试管中的密度带分布为中带2个dna分子 轻带198个dna分子 3 2015 日照模拟 用15n标记含有100个碱基对的双链dna分子 其中有胞嘧啶60个 该dna分子在含有14n的培养基中连续复制4次 其结果不可能是 a 含有15n的dna分子占1 8b 复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸600个c 含有14n的dna分子占7 8d 复制结果共产生16个dna分子 解题指南 解答本题的关键是明确以下两点 1 用15n标记的dna作模板 含14n的培养基为原料 2 该dna分子中含有100个碱基对 即200个碱基 解析 选c dna连续复制4次 形成16个dna分子 其中有2个含15n 所有的dna分子都含14n 最初的dna分子中含腺嘌呤脱氧核苷酸为 2 100 2 60 2 40个 复制4次 共需40 15 600个腺嘌呤脱氧核苷酸 延伸探究 1 该dna复制4次需要g多少个 为什么 提示 900个 该dna分子含c为60个 所以含g为60个 因此复制4次 需要g的个数是 24 1 60 900个 2 该dna分子复制4次后 含有14n的dna链占的比例是多少 为什么 提示 15 16 该dna分子复制4次后 得到16个dna分子 共有32条链 其中