高考生物一轮复习 第3章 基因的本质 第24节 DNA分子的结构、DNA的复制、基因是有遗传效应的DNA片段 课件 新人教版必修2.ppt

第2节dna分子的结构第3节dna的复制第4节基因是有遗传效应的dna片段 考点一dna分子的结构和相关计算 核心知识通关 1 dna分子的化学组成 1 基本组成元素 c h o n p 2 基本单位 脱氧核糖核苷酸 胸腺嘧啶 腺嘌呤 2 dna分子的结构 1 主要特点 两条脱氧核苷酸长链 平行盘旋而成 脱氧核糖和磷酸交替连接 排列在 构成基本骨架 碱基排列在 反向 外侧 内侧 两条链上的碱基通过 连接成碱基对 其中 遵循 原则 2 空间结构 规则的 结构 氢键 碱基互补配对 双螺旋 3 dna分子的特性 1 相对稳定性 dna分子中 交替连接的方式不变 两条链间 的方式不变 2 多样性 不同的dna分子中 数目不同 排列顺序多种多样 若某dna分子中有n个碱基对 则排列顺序有 种 磷酸和脱氧核糖 碱基互补配对 脱氧核苷酸 4n 3 特异性 每种dna分子都有区别于其他dna的特定的 代表了特定的遗传信息 碱基对排列顺序 4 dna分子中碱基的计算 1 双链dna分子中嘌呤总数与嘧啶总数相等 即a g t c 简记 dna分子中两个非互补碱基之和是dna分子总碱基数的一半 2 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 则 a1 t1 a2 t2 n 所以a t a1 a2 t1 t2 n 简记为 配对的两碱基之和在单 双链中所占比例相等 3 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 设双链dna分子中 一条链上 m 则 m 互补链中简记为 dna两条互补链中 不配对两碱基之和的比值乘积为1 特别提醒 1 dna初步水解产物是4种脱氧核苷酸 彻底水解产物是磷酸 脱氧核糖和4种含氮碱基 2 相邻的碱基在dna分子的一条单链中通过 脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖 相连接 在dna的双链之间通过 氢键 相连接 3 如果已知a占双链的比例为c 则a1 单链的比例无法确定 但是可以求出其最大值为2c 最小值为0 高考模拟精练 1 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 解答本题的关键 1 根据碱基互补配对的原则 推出坐标中纵轴与横轴之间的关系 2 借助特殊值法判断曲线的形状 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 2 2016 泰安模拟 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 选d 由图示可知 表示磷酸 表示脱氧核糖 表示胞嘧啶 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 易错提醒 本题易错选b项 原因是没有正确理解脱氧核苷酸的结构 忽视了磷酸基团的连接位置 在每个脱氧核苷酸中 必有一个磷酸基团连接在第5号碳原子上 加固训练 1 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 解析 选b 由题中g c 35 8 可推知 在整个dna分子中及任意一条链中该比值都相等 一条链中可推知互补链中 t 31 3 c 18 7 2 下列哪一项不是基因具有 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生物合成c 能在蛋白质合成中决定一个氨基酸的位置d 能转录一种信使rna 解析 选c 基因是有遗传效应的dna片段 是指基因能控制或决定生物外观的某种性状 即通过转录形成mrna 进而mrna翻译成一定的蛋白质 体现生物某一方面的生命活动 性状 一个基因并不只是决定一个氨基酸的位置 一个氨基酸是由mrna上的一个密码子直接决定的 3 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 解答本题应明确以下两点 1 dna分子四种脱氧核苷酸不同的排列顺序代表了遗传信息 2 dna分子中的碱基互补配对使dna的半保留复制成为可能 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 4 2016 宣城模拟 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 4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 选a 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上 含有1个dna分子 复制后的每条染色体上含有2条染色单体 每条染色单体上含有1个dna分子 故d正确 考点二dna分子的复制 核心知识通关 1 概念 以 为模板合成子代dna的过程 2 时间 间期和 前的间期 亲代dna 有丝分裂 减数第一次分裂 3 条件4 过程 dna两条母链形成子链 新dna分子 模板 原料 细胞中 能量 酶 解旋酶 等 解旋后两条母链 游离的4种脱氧核苷酸 atp dna聚合酶 解旋 dna聚合 5 特点 6 意义 将遗传信息 从而保持了 半保留复制 从亲代传给了子代 遗传信息的连续性 特别提醒 dna复制相关计算时四个易错点 1 复制次数 dna复制了n次 和 第n次复制 的区别 前者包括所有的复制 但后者只包括最后一次复制 2 碱基数目 碱基的数目单位是 对 还是 个 3 复制模板 在dna复制过程中 无论复制了几次 含有亲代脱氧核苷酸单链的dna分子都只有两个 4 关键词语 看清是 dna分子数 还是 链数 含 还是 只含 等关键词 深化探究 1 高度分化的细胞中核dna一般 填 能 或 不能 进行复制 原因是 2 细胞中的核dna复制后 两个子代dna分开的时期是 不能 高度分化的细胞一般不 再进行有丝分裂 有丝分裂后期或减数第二次分裂后期 典题技法归纳 2016 济南模拟 如图为某dna分子片段 假设该dna分子中有碱基5000对 a t占碱基总数的34 若该dna分子在含14n的培养基中连续复制2次 下列叙述正确的是 a 复制时作用于 处的酶为限制酶b 复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9900个c 处指的是腺嘌呤核糖核苷酸d 子代中含15n的dna分子占3 4 解析 选b dna复制时作用于 处的酶应为解旋酶 因为a t所占的比例是34 且该dna分子中有5000个碱基对 所以c的数量为5000 2 1 34 1 2 3300 个 所以该dna分子复制2次需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数量为 22 1 3300 9900 个 因题图为某dna分子片段 故 处指的是腺嘌呤脱氧核苷酸 因亲代只有一条链含15n 故复制2次形成的4个dna分子中只有1个dna分子中含有15n 占1 4 母题变式 1 图中dna分子片段复制时 需要的原料是 2 该dna分子片段第3次复制需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸是 个 腺嘌呤脱 氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸和 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 13200 方法规律 dna分子复制过程中的相关计算方法一个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 m 2n m 2n 1 m 2n 2n 1 m 2n 1 高考模拟精练 1 2014 全国卷 关于核酸的叙述 错误的是 a 细胞核中发生的转录过程有rna聚合酶的参与b 植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生dna的复制c 双链dna分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的d 用甲基绿和吡罗红染色可观察dna和rna在细胞中的分布 解题指南 1 题干关键词 转录 dna的复制 一条链上的磷酸和核糖 2 关键知识 基因的表达 dna的结构与复制 观察dna和rna在细胞中的分布实验 解析 选c 本题主要考查基因的表达 dna的结构与复制 观察dna和rna在细胞中的分布实验 a项中 转录即是合成mrna的过程 必须有rna聚合酶的参与 正确 b项中 线粒体和叶绿体是半自主性细胞器 均可发生dna的复制 正确 c项中 dna分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖之间是通过磷酸二酯键连接的 错误 d项中 甲基绿使dna呈现绿色 而吡罗红使rna呈现红色 用甲基绿和吡罗红的混合染色剂将细胞染色 可同时显示dna和rna在细胞中的分布 正确 2 2016 石家庄模拟 如图为真核生物染色体上dna分子复制过程示意图 有关叙述错误的是 a 图中dna分子复制是从多个起点同时开始的b 图中dna分子复制是边解旋边双向复制的c 真核生物dna分子复制过程需要解旋酶d 真核生物的这种复制方式提高了复制效率 解题指南 1 明确图中三个复制环大小不同 2 根据箭头方向判断dna的复制方向 解析 选a 由图可看出 此段dna分子有三个复制起点 但多个复制起点并不一定是同时开始的 由图中的箭头方向可知 dna分子是双向复制的 半保留复制的模式可以保持前后代的遗传稳定性 多起点复制可以大大提高复制效率 dna分子复制过程需要解旋酶 dna聚合酶等催化 加固训练 1 如图为真核细胞dna复制过程的模式图 据图分析 下列相关叙述错误的是 a 由图示得知 dna分子复制的方式是半保留复制b 解旋酶能使双链dna解开 但需要消耗atpc 从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的d dna聚合酶催化互补碱基之间氢键的形成 解析 选d dna聚合酶催化单链中相邻两个脱氧核苷酸之间化学键的形成 而不是催化配对碱基之间氢键的形成 氢键的形成不需要酶的参与 2 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分子中 a 4种含氮碱基a t g c 3 3 7 7b 连续复制2次 需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个c 碱基排列方式共有4100种d 含有4个游离的磷酸基团 解析 选a 该dna分子的一条链上a t g c 1 2 3 4 则另一条链上a t g c 2 1 4 3 整个dna分子中a t g c 3 3 7 7 该dna分子中a t 30个 g c 70个 连续复制2次 需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸为30 22 1 90个 该dna分子中含有100个碱基对 30个a t碱基对 70个g c碱基对 碱基排列方式小于4100种 一个dna分子由两条dna链组成 含有2个游离的磷酸基团 3 2016 福州模拟 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的培养液中连续复制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 选c dna分子连续复制4次 形成16个dna分子 其中有2个含15n 占1 8 子代dna分子均含有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40 15 600个腺嘌呤脱氧核苷酸 易错提醒 含14n的dna分子 和 只含14n的dna分子 的区别 在含14n的培养液中连续复制 所有子代dna均含14n 考点三dna复制与细胞分裂 核心知识通关 1 细胞分裂特点 1 有丝分裂 染色体复制 次 细胞分裂一次 2 减数分裂 染色体复制一次 细胞连续分裂 次 减数第一次分裂 分离 减数第二次分裂 分离 一 两 同源染色体 姐妹染色单体 2 dna复制与染色体复制 1 dna复制特点 2 染色体复制结果 1条染色体含有 条染色单体 含有 个dna分子 每条染色单体含有 个dna分子 半保留复制 2 2 1 3 子代dna随姐妹染色单体分开时间 1 有丝分裂 2 减数分裂 后期 减数第二次分裂后期 特别提醒 1 细胞连续分裂两次 的不同 有丝分裂 产生染色体数目不变的4个体细胞 减数分裂 产生染色体数目减半的4个子细胞 2 放射性同位素标记结果 1条dna单链被标记 该dna分子即被标记 1条染色单体被标记 该染色体即被标记 思维拓展 1 根据染色体数目变化判断 上图表示有丝分裂过程 2 考虑1个细胞中含多条染色体 姐妹染色单体分开后随机移向细胞一极 分裂两次后的4个子细胞中 含有3h的子细胞数目可能是2 3 4个 高考模拟精练 1 2016 长沙模拟 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 选d 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 易错警示 本题易错选b 错因在于未能全面分析着丝点分裂后染色体的移动情况 染色体着丝点分裂后形成的两子染色体移向哪一极是 随机 的 故移向同一极的染色体其双链dna所带的放射性状况应由每条染色体两条染色单体如何移动决定 不要将所有染色体的染色单体移动 统一 看待 2 2016 邯郸模拟 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 选d 在减数分裂过程中 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 答案选d 方法技巧 借助示意图解决细胞分裂与dna复制相结合的技巧 1 用双实线代表亲代被标记或未被标记的双链dna 用双链dna代表染色体 2 根据dna的半保留复制 用虚线代表新合成的未被标记或标记的子链 画出子代dna分子 画出一条染色体包含两条姐妹染色单体 两个dna 的模型 3 根据细胞分裂方式和各时期的特点 分离染色体 4 分析分裂各时期染色体是否被标记和子细胞中被标记染色体数目 加固训练 1 若用32p标记 类胚胎干细胞 的dna分子双链 再将这些细胞转入不含32p的培养液中培养 在第二次细胞分裂的中期 后期 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 a 中期是46条和46条 后期是92条和46条b 中期是46条和46条 后期是92条和92条c 中期是46条和23条 后期是92条和23条d 中期是46条和23条 后期是46条和23条 解析 选a 有丝分裂中期 后期染色体条数的分析 类胚胎干细胞 来自人体 人体的一个正常细胞中含有的染色体条数为46 有丝分裂过程中后期染色体条数加倍 92条 中期染色体条数与体细胞相同 46条 故无论经过几次分裂 在有丝分裂中期染色体条数都是46条 后期染色体条数都是92条 有丝分裂中期 后期被32p标记的染色体条数的分析 以1个 dna分子为例 双链被32p标记 转入不含32p的培养液中培养 由于dna具有半保留复制的特点 第一次有丝分裂完成时 每个dna分子中都有l条链被32p标记 第二次有丝分裂完成时 只有1 2的dna分子被32p标