高考生物一轮复习 第六单元 基因的本质和表达 第2课 DNA分子的结构、复制和基因的本质课件 新人教版.ppt

第2课dna分子的结构 复制和基因的本质 考点一dna分子的结构 必备知识回顾 1 dna分子的结构 脱氧核苷酸 脱氧核苷 脱氧核糖 与磷酸 氢键 a t g c 反向平行 c h o n p 2 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 磷酸和脱氧核糖 碱基互补配对 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 3 特异性 每种dna分子都有区别于其他dna分子的特定的 代表了特定的遗传信息 脱氧核苷酸 4n 碱基对排列顺序 3 碱基互补配对原则及相关计算 dna碱基互补配对原则是指在dna分子形成碱基对时 a一定与t配对 g一定与c配对的一一对应关系 推论如下 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 4 双链dna分子中 若 b 则 4 教材易漏知识 必修2p58 科学 技术 社会 p60 思维拓展 dna指纹图谱法的基本操作从生物样品中提取dna dna一般都有部分的降解 可运用pcr技术扩增出dna片段或者完整的基因组dna 然后将扩增出的dna用合适的限制酶切成dna片段 利用电泳技术将这些片段按大小分开后 转移至尼龙滤膜上 然后将已标记的dna探针与膜上具有互补碱基序列的dna片段杂交 用放射自显影便可获得dna指纹图谱 特别提醒 dna分子结构的四点提醒 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a占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 4 不同生物的dna分子中互补配对的碱基之和的比值不同 即 a t c g 的值不同 核心素养提升 典例示范 2017 海南高考 dna分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关 下列关于生物体内dna分子中 a t g c 与 a c g t 两个比值的叙述 正确的是 a 碱基序列不同的双链dna分子 后一比值不同b 前一个比值越大 双链dna分子的稳定性越高c 当两个比值相同时 可判断这个dna分子是双链d 经半保留复制得到的dna分子 后一比值等于1 素养解读 本题主要考查的核心素养是科学思维 具体表现在两个角度 解析 选d 双链dna分子中a t g c 因此其 a c g t 1 但 a t g c 的值不确定 a项错误 d项正确 由于g和c之间有三个氢键 含有的能量高 因此 a t g c 的值越小时 双链dna分子的稳定性越高 b项错误 a t g c 和 a c g t 的值相同时 只能推断出4种碱基数目相同 无法判断出这个dna分子是双链 c项错误 母题变式 变式dna分子的特异性为初步确定某新合成rna的模板是宿主dna还是病毒dna 可以通过比较三者的 碱基比 来进行推断 a t或u g c 分析 双链dna分子中 a c g t 的值始终等于1 不能体现dna分子的特异性 而 a t或u g c 的值能表现dna分子或rna分子的特异性 高考角度全练 角度一碱基互补配对原则应用1 2018 济南模拟 20世纪50年代初 查哥夫对多种生物dna做了碱基定量分析 发现 a t c g 的比值如下表 结合所学知识 你认为能得出的结论是 a 猪的dna结构比大肠杆菌dna结构更稳定一些b 小麦和鼠的dna所携带的遗传信息相同c 小麦dna中 a t 的数量是鼠dna中 c g 数量的1 21倍d 同一生物不同组织的dna碱基组成相同 解析 选d 大肠杆菌dna中 a t c g 的比值小于猪的 说明大肠杆菌dna所含c g碱基对的比例较高 而c g碱基对含三个氢键 因此大肠杆菌dna稳定性高于猪的 故a项错误 虽然小麦和鼠的 a t c g 比值相同 但不能代表二者的碱基序列与数目相同 故b c项错误 同一生物的不同组织所含dna的碱基序列是相同的 因此dna碱基组成也相同 故d项正确 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 导学号14120124 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 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 角度二dna的结构与特性3 2018 邢台模拟 如图表示双链dna分子的结构 有关叙述正确的是 a 表示胸腺嘧啶脱氧核苷酸b 每个磷酸均连接着两个脱氧核糖c dna复制时 解旋酶断裂的是 处的化学键d 碱基c和g的比例越大 该dna片段热稳定性越高 解析 选d 由一个脱氧核苷酸的脱氧核糖 胸腺嘧啶与另一个脱氧核苷酸的磷酸构成 不能表示胸腺嘧啶脱氧核苷酸 a错误 位于每条链首端的磷酸只连接着一个脱氧核糖 b错误 dna复制时 解旋酶断裂的是 处的氢键 c错误 含有氢键数量越多 双链dna分子的热稳定性越高 在一个双链dna分子中 碱基对g与c之间有三个氢键 a与t之间有两个氢键 因此碱基c和g的比例越大 dna片段热稳定性越高 d正确 易错提醒 1 分析dna结构模式图要从点 脱氧核苷酸 线 脱氧核苷酸链 面 dna平面结构 和体 双螺旋结构 四个层次分析 2 解答此类问题时要明确相邻碱基间的连接方式 碱基对与氢键的数量关系等方面的知识 加固训练 1 2018 天津模拟 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 子链中t与c分别占该链碱基总数的32 9 和17 1 则在 链的互补链 链 中 t和c分别占 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 由于整个dna分子中g c 35 8 则每条链中g c 35 8 a t 64 2 由于 链中t与c分别占 链碱基总数的32 9 和17 1 由此可以求出 链中g 18 7 a 31 3 则其互补链 链中t和c分别占 链碱基总数的31 3 和18 7 2 2018 福州模拟 一对同源染色体上的dna分子之间一般不同的是 a 相邻核苷酸之间的连接方式b 碱基种类c a g t c 的比值d 碱基序列 解析 选d 相邻核苷酸之间是通过磷酸二酯键连接的 因此连接的方式相同 a错误 组成dna分子的碱基有a g t c四种 b错误 在双链dna分子中 因c g a t 所以 a g t c 1 c错误 不同dna分子的碱基序列不同 d正确 3 2018 邯郸模拟 下面关于dna分子结构的叙述中 错误的是 a 每个双链dna分子含有4种脱氧核苷酸b 每个核糖上均连接着1个磷酸和1个碱基c 每个dna分子的碱基数 磷酸数 脱氧核糖数d 双链dna分子中的一段若含有40个胞嘧啶 就一定会同时含有40个鸟嘌呤 解析 选b dna分子的基本组成单位是脱氧核苷酸 每个dna分子中通常都会含有4种脱氧核苷酸 在dna分子中 一般情况下每个脱氧核糖上连接2个磷酸和1个碱基 1分子脱氧核苷酸由1分子碱基 1分子磷酸和1分子脱氧核糖组成 因此dna中碱基数 磷酸数 脱氧核糖数 双链dna分子中胞嘧啶与鸟嘌呤进行碱基互补配对 二者数量相同 因此该dna分子片段上有40个鸟嘌呤 考点二dna分子的复制 必备知识回顾 1 概念 以 为模板 合成子代dna的过程 2 时间 有丝分裂 减数第一次分裂前的 dna两条链 间期 间期 3 过程 能量 解旋 两条螺旋的双链 脱氧核苷酸 dna聚合酶 双螺旋结构 4 特点 1 复制方式为 2 边解旋边复制 5 dna分子精确复制的原因 1 dna分子的 结构提供精确的模板 2 保证复制精确进行 半保留复制 双螺旋 碱基互补配对原则 6 意义 使 从亲代传给子代 保持了遗传信息的 7 研究dna复制的常用方法 同位素示踪法和离心法 常用 标记 通过离心在试管中形成不同位置的dna条带 遗传信息 连续性 3h 15n 8 dna复制过程中的数量关系 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 个 含有亲代链的dna分子数为 个 不含亲代链的dna分子数为 个 含子代链的dna分子数为 个 2 子代脱氧核苷酸链数为 条 亲代脱氧核苷酸链数为 条 新合成的脱氧核苷酸链数为 条 2n 2 2n 2 2n 2n 1 2 2n 1 2 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 个 第n次复制所需该脱氧核苷酸数为 个 m 2n 1 m 2n 1 9 利用图示法理解细胞分裂与dna复制相结合的知识 假设细胞中含有1对同源染色体 规律总结 dna复制与细胞分裂中子细胞标记情况分析 最后形成的4个子细胞有三种组合 第一种情况 2个细胞是 2个细胞是 第二种情况 4个细胞都是 第三种情况 2个细胞是 1个细胞是 1个细胞是 dna复制与细胞分裂中染色体标记情况分析 若只复制一次 产生的子染色体都带有标记 若复制两次 产生的子染色体只有一半带有标记 特别提醒 dna复制相关计算的四个易错点 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 后者只指最后一次复制 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 看清是 dna分子数 还是 链数 含 还是 只含 等关键词 核心素养提升 典例示范 2014 上海高考 某亲本dna分子双链均以白色表示 以灰色表示第一次dna复制复制出的dna子链 以黑色表示第二次dna复制复制出的dna子链 该亲本双链dna分子连续复制两次后的产物是 素养解读 本题主要考查的核心素养是科学思维 具体表现在两个方面 解析 选d 亲本dna双链用白色表示 dna复制方式是半保留复制 因此复制一次后得到的2个dna分子只含有白色和灰色 而第二次复制得到的4个dna分子是以这2个dna分子的4条链为模板合成的 都含有黑色的dna子链 故d选项正确 母题变式 变式1图形转换从下图中可看出 真核生物的dna复制除了边解旋边复制的特点外 还有什么特点 提示 多起点双向复制 不同复制起点不是同步的 变式2dna复制过程中的数量关系该亲本双链dna分子连续复制n次后的产物中 不含有白色dna子链的dna分子数为 个 2n 2 高考角度全练 角度一dna分子复制过程及特点1 2018 黄山模拟 真核细胞某生理过程如图所示 下列叙述正确的是导学号14120125 a 酶1可使磷酸二酯键断裂 酶2可催化磷酸二酯键的形成b a链和b链的方向相反 a链与c链的碱基序列互补配对c 该图表示dna半保留复制过程 遗传信息传递方向是dna rnad c链和d链中g c所占比例相等 该比值越大dna热稳定性越高 解析 选d 酶1是解旋酶 作用是使氢键断裂 a错误 a链和c链均与b链碱基互补配对 因此a链与c链的碱基序列相同 b错误 dna复制过程中遗传信息传递方向是dna dna c错误 c链和d链中的碱基是互补配对的 a与t之间以两个氢键连接 g与c之间以三个氢键连接 g c所占比例越大 dna分子的热稳定性越高 因此c链和d链中g c所占比例相等 该比值越大dna热稳定性越高 d正确 角度二dna复制相关计算2 2018 鹤壁模拟 某基因 14n 含有3000个碱基 腺嘌呤占35 若该dna分子以15n同位素标记的游离脱氧核苷酸为原料复制3次 再将全部复制产物置于试管内离心 进行密度分层 得到的结果如图甲 然后加入解旋酶再离心 得到的结果如图乙 则下列有关分析正确的是导学号14120126 a x层中的基因只含14n标记 y层中的基因只含15n标记b w层中含15n标记的胞嘧啶3150个c w层与z层的核苷酸数之比为1 4d x层中含有的氢键数是y层的3倍 解析 选b x层中的基因中含14n标记和15n标记 y层中的基因只含15n标记 a错误 w层中含15n标记的胞嘧啶 450 7 3150个 b正确 w层与z层的核苷酸数之比为 8 2 2 2 7 1 c错误 x层中的基因含14n标记和15n标记 共有2个dna分子 而y层中的基因只含15n标记 共有6个dna分子 所以y层中含有的氢键数是x层的3倍 d错误 3 2018 天津七校联考 用15n标记含有100个碱基对的dna分子 其中有胞嘧啶60个 该dna分子在14n培养基中连续复制4次 其结果可能是 a 含有14n的dna占100 b 复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸640个c 含15n的链占1 8d 子代dna中嘌呤与嘧啶之比是2 3 解析 选a 在14n培养基中连续复制4次 得到24 16个dna分子 32条链 其中含14n的dna占100 含15n的链有2条 占1 16 a项正确 c项错误 根据已知条件 每个dna分子中腺嘌呤脱氧核苷酸有 100 2 60 2 2 40个 复制过程中消耗a为40 24 1 600个 b项错误 每个dna分子中嘌呤和嘧啶互补相等 两者之比是1 1 d项错误 方法技巧 图解dna分子的半保留复制 角度三dna复制与细胞分裂4 2018 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导学号14120127 a 0条b 20条c 大于0条小于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条小于20条 易错提醒 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条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的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 加固训练 1 2018 衡阳六校联考 细菌在15n培养基中繁殖数代后 使细菌dna的含氮碱基皆含有15n 然后移入14n培养基中培养 抽取亲代及子代的dna经高速离心分离 图 为可能的结果 下列叙述错误的是 a 子一代dna应为 b 子二代dna应为 c 子三代dna应为 d 亲代的dna应为 解析 选c 由于dna分子的复制是半保留复制 因此依据这一特点来分析 为亲代dna 为子一代dna 为子二代dna 为子三代dna 故c项错误 2 2018 龙岩模拟 果蝇的体细胞中含有8条染色体 现有一个果蝇体细胞 它每条染色体的dna双链都被32p标记 如果把该细胞放在不含32p的培养基中培养 使其连续分裂 那么将会在第几次细胞分裂中出现每个细胞的中期和后期都有8条染色体被32p标记 a 第1次b 第2次c 第3次d 第4次 解析 选b 由于dna的复制是半保留复制 在第一次有丝分裂结束后 果蝇的体细胞中均含有8条染色体 8个dna 每个dna的2条链中均含1条标记链和一条非标记链 在第二次有丝分裂时 间期复制完成时会有16个dna 但是这16个dna中 有8个dna均是含1条标记链和一条非标记链 另外8个dna均含非标记链 中期由于着丝点没有分裂 每条染色体上有2个dna 一个dna含1条标记链和一条非标记链 另一个dna只含非标记链 所以在中期会有8条染色体有标记 后期着丝点分裂 每条染色体上的dna随着姐妹染色单体的分开而分开 形成16条染色体 其中只有8条含有标记 这8条染色体中的dna是含1条标记链和一条非标记链 故b项正确 3 2018 河南百校联考 下图中图1是dna的某一片段 图2是dna复制过程示意图 下列相关叙述中 错误的是 a 图1中所示的dna片段有两个游离的磷酸基团b 图1中 的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸c 据图2可知dna的复制过程需要消耗atpd 图2中dna聚合酶的作用是催化碱基对间氢键的形成 解析 选d 图1中每条脱氧核苷酸链的5 端有一个游离的磷酸基团 所以图1中含有两个游离的磷酸基团 a正确 由于图1中 是胞嘧啶 所以 的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸 b正确 由图2可知 dna的复制过程需要消耗atp c正确 dna聚合酶的作用是催化相邻脱氧核苷酸间磷酸二酯键的形成 而不是氢键的形成 d错误 4 2018 唐山保定联考 brdu能替代t与a配对而渗入新合成的dna链 植物根尖分生组织放在含有brdu的培养基中分别培养到第一 第二个细胞周期的中期 下列有关说法中 不正确的是 a 1条染色体形成2条染色单体的同时 dna也完成了复制b 1个dna复制2次所产生的dna分别位于4条染色单体上c 第一个细胞周期的中期 每条染色体均有1个dna的2条脱氧核苷酸链都含brdud 第二个细胞周期的中期 均有一条染色体的1个dna只有1条脱氧核苷酸链含brdu 解析 选c 1条染色体形成2条染色单体的同时 dna也完成了复制 a正确 1个dna复制2次所产生的dna分别位于4条染色单体上 b正确 第一个细胞周期的中期 dna分子只复制一次 根据dna分子半保留复制特点 每条染色体均有1个dna的1条脱氧核苷酸链含brdu c错误 到第二个细胞周期的中期 dna分子进行了2次半保留复制 均有一条染色体的1个dna只有1条脱氧核苷酸链含brdu d正确 考点三基因是有遗传效应的dna片段 必备知识回顾 染色体 dna 基因和脱氧核苷酸的关系 一个 或两个 脱氧核苷酸排 列顺序 特别提醒 关于基因概念的理解误区不是所有的dna片段都是基因 基因不是连续分布在dna上的 而是由碱基序列将不同的基因分隔开 核心素养提升 典例示范 2018 石家庄模拟 如图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图 有关叙述正确的是 a r基因中的全部脱氧核苷酸序列都能编码蛋白质b r s n o互为非等位基因c 果蝇的每个基因都是由成百上千个核糖核苷酸组成的d 每个基因中有一个碱基对的替换 都会引起生物性状的改变 素养解读 本题主要考查的核心素养是科学思维 具体表现在两个角度 解析 选b r基因中的脱氧核苷酸序列不一定都能编码蛋白质 如非编码区和内含子不能编码蛋白质 r s n o控制果蝇不同的性状 互为非等位基因 基因的基本组成单位是脱氧核苷酸 基因中有一个碱基对的替换 由于密码子的简并性 密码子决定的氨基酸不一定变化 如果密码子所决定的氨基酸有 所改变 将导致蛋白质组成的变化以及其空