高考生物一轮复习 第六单元 遗传的分子基础 专题17 DNA分子的结构和复制 基因是有遗传效应的DNA片段课件（必修2）.ppt

2017高三一轮总复习 生物 必修2遗传与进化 第六单元遗传的分子基础 专题17dna分子的结构和复制基因是有遗传效应的dna片段 栏目导航 基础自主复习 考点分类透析 易错易混警示 课时强化作业 实验专题探究 热点题型讲练 基础自主复习 一 dna分子的结构1 模型构建者 沃森和克里克2 结构层次 二 dna分子的复制1 概念 以 为模板 按照 原则 合成 的过程 2 时间 有丝分裂的 和 的间期 随染色体复制而完成的 3 场所 主要是 还有 亲代dna分子 碱基互补配对 子代dna分子 减数第一次分裂前 间期 细胞核 线粒体和叶绿体 亲代dna分子的两条母链 四种脱氧核苷酸 atp 解旋酶 dna聚合酶 两个 边解旋边复制 双螺旋结构 碱基互补配对原则 稳定性 连续性 基因突变 遗传效应 多个 遗传信息 排列顺序 碱基排列顺序 特定 dna分子 考点分类透析 一 dna分子的结构与特性1 结构形成 为组成单位 为脱氧核苷酸单链 为脱氧核苷酸双链 为双螺旋结构 3 划线法 巧解碱基比例问题所谓 划线法 实际是利用数形结合思想巧解dna分子中某种碱基比例的计算题 步骤如下 建立dna分子结构的示意图 即先画出两条线表示dna分子的两条单链 涉及转录问题时需要画三条线 两条表示dna 一条表示rna 并在每条线上取四个点来表示并标注dna rna 分子上的四种碱基 根据题中所给碱基的比例 在dna分子结构示意图上标出已知碱基的比例 根据碱基互补配对原则 在dna分子结构示意图上标出未知碱基的比例 示意图中每条线上四种碱基比例之和必须等于100 根据题意 计算出所求碱基的比例 二 基因与脱氧核苷酸 dna和染色体之间的关系 名师提醒 1 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 2 对于原核细胞来说 拟核中的dna分子或者质粒dna均是裸露的 没有与蛋白质一起构成染色体 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 要点阐释 名师提醒 1 子代dna分子中模板链与另一dna分子中新合成的子链碱基序列完全相同 2 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 3 外界条件对dna复制的影响 在dna复制的过程中 需要酶的催化和atp供能 凡是影响酶活性的因素和影响细胞呼吸的因素 都会影响dna的复制 4 复制的场所 主要场所是细胞核 但在拟核 线粒体 叶绿体 细胞质基质 如质粒 中也可进行dna复制 5 dna复制在体外也可进行 如选修l中介绍的pcr扩增技术 除满足上述条件外 还应注意温度 ph的控制及引物的加入 3 dna分子复制的有关计算假设将1个全部被15n标记的dna分子 亲代 转移到含14n的培养基中培养n代 结果如下 3 消耗的脱氧核苷酸数设亲代dna分子中含有某种脱氧核苷酸m个 则 经过n次复制 共需消耗游离的该种脱氧核苷酸m 2n 1 个 在第n次复制时 共需消耗游离的该脱氧核苷酸m 2n 1个 从近五年的高考命题来看 预计未来高考会加大对dna复制的考查 主要涉及dna复制过程中的变化 特点 与细胞增殖 遗传和变异等的关系 dna的复制与其他生理过程 如转录 翻译等 的区别 也可能会以图像或图表为信息载体 应用同位素标记法对dna复制的实验探究进行考查 实验专题探究 dna复制方式的探究探究dna复制是半保留复制还是全保留复制 可用同位素标记技术和离心处理技术 根据复制后dna分子在试管中的位置即可确定复制方式 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 实验假设 dna以半保留的方式复制 4 实验过程 见图 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 密度极大 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 热点题型讲练 2015年上海卷 在双螺旋dna模型搭建实验中 使用代表氢键的订书钉将代表四种碱基的塑料片连为一体 为了逼真起见 a与t之间以及c与g之间最好分别钉 a 2和2个钉b 2和3个钉c 3和2个钉d 3和3个钉 解析 本题考查dna结构的相关知识 意在考查考生的识记理解能力 难度较小 dna两条链间的碱基遵循碱基互补配对原则 a与t配对 通过两个氢键相连 c与g配对 通过三个氢键相连 所以a与t之间钉2个钉 c与g之间钉3个钉 答案 b 例1 2015年上海卷 若n个双链dna分子在第i轮复制结束后 某一复制产物分子一条链上的某个c突变为t 这样在随后的各轮复制结束时 突变位点为at碱基对的双链dna分子数与总dna分子数的比例始终为 例2 解析 本题考查dna分子的复制及基因突变的相关知识 意在考查考生的理解分析能力 难度中等 该dna分子第i轮复制结束后 形成n 2i个dna分子 n可看作常数 设n 1 若i 1 则2i 2 发生c突变为t后 在随后的复制过程结束时 突变位点为at碱基对的双链dna分子占1 1 21 1 同理 若i 2 则2i 4 发生突变后 在随后的复制过程结束时 突变位点为at碱基对的双链dna分子占1 1 22 1 以此类推c项符合题意 答案 c 2014年山东卷 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 例3 ab cd 解析 本题考查dna分子结构特点及复制的相关知识 意在考查考生的识图分析与灵活运用所学知识的能力 及从图中获取相关信息的能力 设dna分子中四种碱基含量用a t g c表示 dna分子中一条单链中四种碱基分别用a1 t1 g1 c1表示 其互补链中四种碱基分别用a2 t2 g2 c2表示 由碱基互补配对原则可知 a c t g 1 a曲线应为水平 a选项错误 因为 a2 c2 t2 g2 t1 g1 a1 c1 所以若 a1 c1 t1 g1 0 5时 则 a2 c2 t2 g2 2 b选项错误 因为 a t g c a1 a2 t1 t2 g1 g2 c1 c2 a1 t1 g1 c1 a2 t2 g2 c2 c选项正确 因为 a1 t1 g1 c1 a2 t2 g2 c2 所以d选项错误 答案 c 2014年上海卷 在dna分子模型搭建实验中 如果用一种长度的塑料片代表a和g 用另一长度的塑料片代表c和t 那么由此搭建而成的dna双螺旋的整条模型 a 粗细相同 因为嘌呤环必定与嘧啶环互补b 粗细相同 因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸相似c 粗细不同 因为嘌呤环不一定与嘧啶环互补d 粗细不同 因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸不同 例4 解析 本题考查dna分子结构的相关知识 主要考查考生的识记理解能力 难度中等 a和g都是嘌呤碱基 c和t都是嘧啶碱基 在dna分子中 总是a t g c 依题意 用一种长度的塑料片代表a和g 用另一长度的塑料片代表c和t 则dna的粗细相同 答案 a 沃森和克里克发现的dna双螺旋结构 可概括为 五种元素 四种碱基 三种物质 两条单链 一种结构 即 五种元素 c h o n p四种碱基 a t g c 相对应四种脱氧核苷酸三种物质 磷酸 脱氧核糖 碱基两条单链 两条反向平行的脱氧核苷酸链一种结构 规则的双螺旋结构 1 2016届浙江温州十校联考 有关dna分子结构的叙述 错误的是 a dna单链上相邻碱基以氢键连接b dna分子由4种脱氧核苷酸组成c dna分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息d 磷酸与脱氧核糖交替连接构成dna的基本骨架 解析 本题考查dna分子结构的相关知识 属于识记理解层次的考查 难度较小 dna单链上相邻碱基被 脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖 连接在一起 a错误 dna分子由4种脱氧核苷酸组成 即胞嘧啶脱氧核糖核苷酸 腺嘌呤脱氧核糖核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸及鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸 b正确 遗传信息是由dna分子中特定的脱氧核苷酸序列决定的 c正确 dna分子的基本骨架由磷酸与脱氧核糖交替连接构成 d正确 答案 a 2 2016届山西五校联考 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 本题考查dna复制的相关知识 意在考查考生的理解分析能力 难度不大 dna复制时 严格遵循a t c g的碱基互补配对原则 dna中没有碱基u a选项错误 dna是以两条脱氧核苷酸链作为模板进行复制的 b选项正确 dna分子边解旋边复制 c选项错误 脱氧核苷酸必须在dna聚合酶的作用下才能连接形成子链 d选项错误 答案 b 3 从分子水平上对生物体具有多样性或特异性的分析 错误的是 a 碱基对的排列顺序的千变万化 构成了dna分子的多样性b 碱基对的特定的排列顺序 又构成了每一个dna分子的特异性c 一个含2000个碱基的dna分子 其碱基对可能的排列方式就有41000种d 人体内控制 珠蛋白的基因由1700个碱基对组成 其碱基对可能的排列方式有41700种解析 珠蛋白基因碱基对的排列顺序是 珠蛋白所特有的 任意改变碱基的排列顺序后 合成的就不一定是 珠蛋白 答案 d 4 下列关于基因的叙述正确的是 a dna的复制只发生在分裂间期 复制的场所只能是细胞核b 一个基因转录时其两条链可同时作为模板 提高转录效率c 观察细胞有丝分裂后期染色体形态可判断基因突变发生的位置d 控制豌豆红花和白花的基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同解析 dna的复制发生在细胞分裂间期 复制的场所可以是细胞核 叶绿体和线粒体 a选项错误 一个基因转录时是以其中的一条链为模板的 b选项错误 基因突变是不能通过显微镜被观察到的 c选项错误 两个基因不同的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同 d选项正确 答案 d 5 基因是有 遗传效应 的dna片段 下列不是 遗传效应 的含义的是 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 2016届温州十校联合体模拟 如图表示某生物的dna分子结构的片段 下列叙述正确的是 a 双螺旋结构以及碱基间的氢键使dna分子具有较强的特异性b dna的一条单链上相邻碱基之间以氢键连接c 若左链中的g发生突变 不一定引起该生物性状的改变d 对于任意双链dna而言 a c t g k在每条链都成立 解析 本题以图的形式考查dna分子的结构及特异性的相关知识 意在考查考生的理解能力及综合分析能力 dna分子中碱基的特定的排列顺序是dna分子具有特异性的原因 a选项错误 dna一条单链上的相邻碱基之间以 脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖 相连接 互补两条链上的碱基以氢键连接 b选项错误 左链中的突变部位未必会转录 转录后也可能由于密码子的简并性导致决定的氨基酸没有发生改变 故碱基发生突变 不一定引起该生物性状的改变 c选项正确 双链dna中 a t g c k在每条链都成立 d选项错误 答案 c 7 2016届湖北八校联考 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 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 4 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 解析 根据碱基互补配对原则可知 是胞嘧啶 是腺嘌呤 是鸟嘌呤 是胸腺嘧啶 是磷酸基团 是胸腺嘧啶 是脱氧核糖 是胸腺嘧啶脱氧核苷酸 是一条脱氧核苷酸链的片段 复制4次 产生16个dna分子 由于dna复制为半保留复制 含14n的dna分子共2个 所有的dna都含有15n 所以子代dna分子中含14n和15n的比例为1 8 a t m 则g c a 2 m 复制4次 需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为 24 1 a 2 m 15 a 2 m 答案 1 胞嘧啶脱氧核糖胸腺嘧啶脱氧核苷酸一条脱氧核苷酸链的片段 2 42 3 1 8 4 15 a 2 m 易错易混警示 易错点1计算时 乱套公式而出错 点拨 dna分子相关碱基互补配对演绎出来的各种计算公式是有前提条件的 其前提条件必须确认为 双链dna分子 才成立 否则不成立 判定如下 双链dna分子中a t g c 若出现a t或g c可以肯定不是双链dna 若出现 嘌呤 嘧啶 则可肯定不是双链dna分子 可能为 rna 单链dna 或 dna rna 易错点2对细胞分裂 有丝分裂 减数分裂 和dna复制结合的知识理解不清 点拨 dna分子复制为半保留复制 若将一个全部n原子被15n标记的dna转移到含14n的培养基中培养 复制 若干代 其结果分析如图 1 子代dna分子数 2n个 1 无论复制多少次 含15n的dna分子始终是2个 2 含14n的dna分子有2n个 只含14n的有 2n 2 个 做题时应看准是 含 还是 只含 2 子代dna分子的总链数 2n 2 2n 1条 1 无论复制多少次 含15n的链始终是2条 做题时应看准是 dna分子数 还是 链数 2 含14n的链数是 2n 1 2 条 3 消耗的脱氧核苷酸数 1 若一亲代dna分子含有某种脱氧核苷酸m个 则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸为m 2n 1 个 2 若进行第n次复制 则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m 2n 1个 某噬菌体的dna为单链dna 四种碱基的比率是a 0 28 g 0 32 t 0 24 c 0 16 当它感染宿主细胞时 能形成杂合型双链dna分子 则杂合型双链dna分子中a g c t的比率依次是 a 0 24 0 16 0 32和0 28b 0 26 0 24 0 24和0 26c 0 28 0 32 0 24和0 16d 0 24 0 26 0 26和0 24 纠错演练1 解析 双链dna分子中a t g c 排除a c选项 单链中的碱基a t与互补链中的碱基t a对应 因此可计算出双链dna分子中a t 占0 26 c g 占0 24 答案 b 取1个含有1对同源染色体的精原细胞 用15n标记细胞核中的dna 然后放在含14n的培养基中培养 让其连续进行两次有丝分裂 形成4个细胞 这4个细胞中含15n的细胞个数可能是 a 2b 3c 4d 前三项都对解析 对半保留复制与细胞分裂过程相结合分析不到位 答案 d 纠错演练2 纠错笔记 1 细胞分裂过程中先进行dna复制 2 dna复制的方式 半保留复制 3 图示辨析 判断正误 1 对于真核细胞来说 染色体是基因的唯一载体 2 对于原核细胞来说