高考生物一轮复习 第六单元 遗传的分子基础 第18讲 DNA的结构、复制与基因的本质课件.ppt

第18讲dna的结构 复制与基因的本质 1 dna分子结构 考点一dna与基因的关系及碱基计算 图示信息解读 1 基本结构 脱氧核苷酸 由磷酸 脱氧核糖 含氮碱基组成 三者之间的数量关系为1 1 1 每个dna片段中 游离的磷酸基团有2个 2 水解产物dna的初步水解产物是脱氧核苷酸 彻底水解产物是磷酸 脱氧核糖和含氮碱基 3 dna分子中存在的化学键 氢键 碱基对之间的化学键 可用解旋酶断裂 也可加热断裂 磷酸二酯键 磷酸和脱氧核糖之间的化学键 用限制性核酸内切酶处理可切割 用dna连接酶处理可连接 4 碱基对数与氢键数的关系若碱基对数为n 则氢键数为2n 3n 若已知a有m个 则氢键数为3n m 2 基因 dna与染色体的关系 清错破疑 染色体并非基因的唯一载体 1 真核细胞的线粒体和叶绿体也是基因的载体 2 原核细胞无染色体 拟核中的dna分子和质粒dna均是裸露的 3 双链dna分子中碱基的计算规律 清错破疑 并非所有的dna分子都遵循碱基互补配对原则 1 双链dna分子中嘌呤数 嘧啶数 遵循碱基互补配对原则 2 单链dna分子中不遵循碱基互补配对原则 嘌呤数和嘧啶数不一定相等 角度一对dna分子的结构进行分析1 2015 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 a与t之间形成2个氢键 g与c之间形成3个氢键 由此可推知a与t之间最好钉两个钉 c与g之间最好钉3个钉 答案 b 2 如图为dna分子结构示意图 对该图的描述正确的是 a 和 相间排列 构成了dna分子的基本骨架b 的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸c dna聚合酶用于 的形成d dna分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息解析 由图示可知 和 相间排列构成了dna分子的基本骨架 中的 应属于上面那个脱氧核苷酸的磷酸基团 的形成依靠碱基互补配对原则 不需dna聚合酶 dna聚合酶是将游离的脱氧核苷酸聚合成脱氧核苷酸链 答案 d 角度二dna分子中的碱基计算3 2014 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 解析 dna分子中 a c t g 应始终等于1 一条单链中 a c t g 与其互补链中 a c t g 互为倒数 一条单链中 a c t g 0 5时 互补链中 a c t g 2 一条单链中 a t g c 与其互补链中 a t g c 及dna分子中 a t g c 都相等 答案 c 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 和17 1 b 31 3 和18 7 c 18 7 和31 3 d 17 1 和32 9 1 生物体中dna分子复制的场所 考点二dna分子复制的过程及相关计算 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 其结果分析如下 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 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数为m 2n 1 个 第n次复制所需该脱氧核苷酸数 2n个dna分子中该脱氧核苷酸数 2n 1个dna分子中该脱氧核苷酸数 2n m m 2n 1 m 2n 2n 1 m 2n 1 3 模型法理解dna复制和细胞分裂的关系 角度一dna复制过程与特点分析5 2014 上海卷 某亲本dna分子双链均以白色表示 以灰色表示第一次复制出的dna子链 以黑色表示第二次复制出的dna子链 该亲本双链dna分子连续复制两次后的产物是 解析 dna的复制方式为半保留复制 复制第一次时 由1个dna复制成的2个dna都是一条链白色 一条链灰色 第二次复制时 2个dna复制成4个dna 有8条链 新产生4条链为黑色 分别与原来的链结合 答案 d 6 如图为真核细胞dna复制过程示意图 据图分析 下列相关叙述中错误的是 a 由图示得知 子链是沿着一定方向延伸的b 合成两条子链时 dna聚合酶移动的方向是相反的c 细胞内的dna复制场所有细胞核 叶绿体 线粒体d 解旋需解旋酶及dna聚合酶的催化 且需要消耗atp解析 由题图可知 a b正确 细胞内的dna分布在细胞核 线粒体和叶绿体中 这三个结构都可以进行dna复制 解旋不需要dna聚合酶参与 答案 d 角度二dna复制的相关计算7 2015 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 解析 n个dna分子第i轮复制结束后 得到的dna分子数为n 2i 在此基础上复制一次得到的dna分子的总数为n 2i 1 其中以变异的dna分子为模板复制一次 得到一个变异的dna分子和一个正常的dna分子 由此可推知突变位点为at碱基对的双链dna分子数与总dna分子数的比例 1 n 2i 1 答案 c 8 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 解析 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40个 复制4次 共需腺嘌呤脱氧核苷酸数为40 15 600 个 答案 c 角度三dna复制与细胞分裂9 用32p标记了玉米体细胞 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 在第二次细胞分裂完成后每个细胞中被32p标记的染色体条数是 a 0条b 20条c 大于0小于20条d 以上都有可能 解析 第一次细胞分裂完成后形成的细胞中 dna双链均是一条链含有32p 另一条链不含32p 第二次细胞分裂的间期 染色体复制后每条染色体上都是一条染色单体含32p 一条染色单体不含32p 有丝分裂后期 姐妹染色单体分离 如果含32p的20条染色体同时移向细胞的一极 不含32p的20条染色体同时移向细胞的另一极 则产生的子细胞中被32p标记的染色体条数分别是20条和0条 如果移向细胞两极的20条染色体中既有含32p的 也有不含32p的 则形成的子细胞中被32p标记的染色体条数大于0小于20条 答案 d 10 果蝇一个精原细胞中的一个核dna分子用15n标记 在正常情况下 其减数分裂形成的精子中 含有15n的精子数占 a 1 16b 1 8c 1 4d 1 2 解析 减数分裂过程中 同源染色体要发生联会和分离现象 因此要体现减数分裂过程中染色体中dna的变化 至少要画出一对同源染色体 果蝇一个精原细胞中的一个核dna分子用15n标记 即果蝇4对同源染色体中有3对未标记 画图时可略去 另一对同源染色体中有一条染色体上的dna分子用15n标记 则该精原细胞进行正常减数分裂形成精细胞时 染色体和dna的标记情况可用下图进行解析 结合上图分析 观察产生的4个精细胞 含有15n的精子数占1 2 答案 d 巧用图解法追踪dna分子的去向 1 dna分子复制特点及子dna存在位置与去向 1 复制特点 半保留复制即新dna分子总有一条链来自亲代dna 即模板链 另一条链 子链 由新链构建而成 图解如下 2 2个子dna位置 当一个dna分子复制后形成两个新dna分子后 此两子dna恰位于两姐妹染色单体上 且由着丝点连在一起 即 3 子dna去向 在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期 当着丝点分裂时 两姐妹染色单体分开 分别移向细胞两极 此时子dna随染色单体分开而分开 2 dna分子连续复制两次 目前大部分考查角度属此类 图像及解读 典例透析 蚕豆体细胞染色体数目2n 12 科学家用3h标记蚕豆根尖细胞的dna 可以在染色体水平上研究真核生物的dna复制方法 实验的基本过程如下 将蚕豆幼苗培养在含有3h的胸腺嘧啶核苷酸的培养基上 培养一段时间后 观察细胞分裂中期染色体的放射性情况 当dna分子双链都被3h标记后 再将根移到含有秋水仙素的非放射性培养基中 培养一段时间后 观察细胞分裂中期染色体的放射性情况 请回答相关问题 1 蚕豆根尖细胞进行的分裂方式是 秋水仙素能使部分细胞的染色体数目加倍 其作用的机理是 2 中 在根尖细胞进行第一次分裂时 每一条染色体上带有放射性的染色单体有 条 每个dna分子中 有 条链带有放射性 中 若观察到一个细胞具有24条染色单体 且二分之一的染色单体具有放射性 则表明该细胞的染色体在无放射性的培养基上复制 次 该细胞含有 个染色体组 3 上述实验表明 dna分子的复制方式是 解答本类问题应严把三关 1 蚕豆根尖细胞 2n 12 在含3h标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期 然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期 其染色体的放射性标记分布情况是 a 每条染色体的两条单体都被标记b 每条染色体中都只有一条单体被标记c 只有半数的染色体中一条单体被标记d 每条染色体的两条单体都不被标记 解析 dna复制是半保留复制 蚕豆根尖细胞在含3h标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸 3h t 培养基中完成一个细胞周期 每一个dna分子都有一条脱氧核苷酸链含3h t 然后在不含放射性标记的培养液中培养至中期 每个dna分子复制的两个dna分子存在于同一染色体的两条姐妹染色单体上 其中一个dna分子的一条链含3h t 如下图 答案 b 2 brdu可替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸掺入到dna复制时的子链中 在特殊染色的染色单体中 若dna只有一条单链掺有brdu 则显深色 若dna的两条单链都掺有brdu 则显浅色 无brdu的dna不显色 将某肿瘤细胞置于brdu培养基上培养至第二次分裂中期 经染色制片 在显微镜下观察每条染色体的姐妹染色单体的显色情况 相关分析正确的是 解析 dna的复制是半保留复制 因此 第一次分裂产生的细胞中dna均只有一条单链掺有brdu 另一条单链无brdu 第二次分裂中期的每条染色体中 一条染色单体dna的两条单链都掺有brdu显浅色 另一条染色单体dna的两条单链中 一条单链