南方新课堂·高考总复习》生物 配套课件-必修2 第3章 第2、3、4节 dna分子的结构、复制及基因是有遗传效应的dna片段.ppt

第2 3 4节 DNA分子的结构 复制及基因是有遗传效应的DNA片段 一 DNA的结构 沃森和克里克 1 DNA双螺旋结构模型的构建者 2 DNA的化学组成 脱氧核苷酸 脱氧核糖 含氮碱基 3 DNA的结构特点 1 两条平行的脱氧核苷酸长链按 方式盘旋 成双螺旋结构 反向平行 脱氧核糖和磷酸 基本骨架 2 DNA分子中的 交替连接 排列在外 侧 构成 碱基排列在内侧 碱基互补配对 3 两条链上的碱基按 原则通过 连接成碱基对 A 腺嘌呤 与T 配对 G 鸟嘌呤 与C 配对 氢键 胸腺嘧啶 胞嘧啶 4 DNA的特性 1 DNA分子中 脱氧核苷酸数 脱氧核糖数 磷酸数 含氨碱基数 2 DNA初步水解和彻底水解产物分别是 稳定性 多样性 特异性 1 1 1 1 含氮碱基 DNA初步水解 产物是四种脱氧核苷酸 彻底水解产物是磷酸 脱氧核糖 二 DNA的复制 子代DNA 减数第一次分裂 两 解旋酶 DNA聚合酶 续表 脱氧核苷酸 解旋 复制 半保留 遗传信息 1 复制的准确性与碱基互补配对原则有关 2 A与T之间通过两个氢键连接 G与C之间通过三个氢键连接 一般说来 G C含量越多 DNA分子结构越稳定 三 基因是有遗传效应的DNA片段1 基因与DNA的关系 1 基因是有 的DNA片段 遗传效应 2 每个DNA分子含有 个基因 DNA分子中也存在 非基因的片段 多 2 DNA中的遗传信息 1 遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中 2 碱基的 千变万化 构成了DNA分子的多 样性 排列顺序 特定 3 碱基的 的排列顺序 构成了每一个DNA分子 的特异性 3 生物多样性和特异性的物质基础 分子的多样 性和特异性 DNA 4 基因与性状的关系 基因是控制 的基本 单位 生物性状 5 基因与染色体的关系 基因在染色体上呈 排列 个体发育过程受遗传物质的控制 发育过程是细胞内 基因选择性表达的结果 线性 考点 DNA分子结构的主要特点及特性 1 DNA分子结构的主要特点 2 核酸种类的判断 1 判断依据 核酸所含碱基的种类及比例 2 判断过程 若有U无T 则该核酸为RNA 若有T无U 且A T G C 则该核酸一般为双链DNA 若有T无U 且A T G C 则该核酸为单链DNA 3 DNA分子结构的特性 决定因素 DNA分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋成粗细均匀 螺距相等的规则双螺旋结构 DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替排列的顺序稳定不变稳 DNA分子双螺旋结构中间为碱基对 碱基之间形成氢定键 从而维持双螺旋结构的稳定 性 DNA分子之间对应的碱基严格按照碱基互补配对原则 进行配对 每个特定的DNA分子中 碱基对的数量和排列顺序稳定不变 续表 1 即嘌呤总数 嘧啶总数 DNA分子中碱基的计算方法与规律 1 在双链DNA分子中 A T G C A G T C A G T C A G T C A C T G A G T C A C 1 即 T G DNA分子中任一非互补碱基之和相等 且占DNA碱基总数的50 T2 C2 A1 T1 A2 T2 2 在DNA两互补链之间 A1 G1 T1 C1 A2 G2 G1 C1 G2 C2 此比例在不同DNA分子中 可以有特异性 A总 1 2 A1 A2 同理C G T都有同样规律 典例1 下面关于DNA分子结构的叙述正确的是 A DNA分子的任一条链中A T G CB 每个碱基分子上均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖C 每个磷酸分子都直接和两个脱氧核糖相连D DNA分子两条链上的A与T通过氢键连接 解题思路 在双链DNA分子中 碱基遵循互补配对原则 即A T G C 但是任一条单链不一定会出现A T G C的情况 DNA分子中与碱基相连的是脱氧核糖 磷酸不与碱基连接 DNA分子的每条链分别有一个游离的磷酸基团 这个磷酸基团只与一个脱氧核糖相连 其余的磷酸基因都与两个脱氧核糖直接相连 答案 D 考点对应练1 2011年镇江调研 下图为DNA分子结构示意图 对该 图的正确描述是 A DNA分子中的 依次代表A G C TB 构成胸腺嘧啶脱氧核苷酸 C 和 相间排列 构成了DNA分子的基本骨架D 当DNA复制时 DNA聚合酶催化 的形成 解析 构成胞嘧啶脱氧核苷酸 当DNA复制时 DNA聚合酶催化磷酸二酯键的形成 而 是氢键 由解旋酶催化解开 答案 A 考点 DNA分子的复制 半保留复制 续表 遗传信息的传递 使物种保持相对稳定和延续 意义 由于复制差错而出现基因突变 从而为进化提供了 原始选择材料 说明 新合成的每个DNA分子中 都保留了原来DNA 分子中的一条链 有关DNA半保留复制的计算 如果对亲代DNA分子用15N标记 然后在不含15N的环境中让其复制 不管复制多少次 总有两个DNA分子含有15N 总有两条链含有15N 续表 2n 1 典例2 下列有关DNA复制的叙述 正确的是 A DNA分子在解旋酶的作用下水解成脱氧核苷酸B 在复制过程中 复制和解旋是同时进行的C 解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链D 两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子 解题思路 DNA分子在解旋酶的作用下把螺旋的双链解开 在水解酶的作用下才能水解成脱氧核苷酸 DNA复制的过程是边解旋边复制 DNA复制是分别以解开的两条母链为模板 在DNA聚合酶等酶的作用下 利用细胞中游离的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 每条新链与其对应的模板通过氢键形成一个新的DNA分子 答案 B 考点对应练2 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 然后再移入14N培养基中培养 抽取亲代及子代的DNA经高速离心分离 下图 为可能的结果 下列 叙述错误的是 A 子一代DNA应为 C 子三代DNA应为 B 子二代DNA应为 D 亲代的DNA应为 解析 DNA复制特点是半保留复制 形成的子一代DNA应为 子二代DNA应为 子三代DNA应为 亲代的DNA应为 答案 C 考点 基因与脱氧核苷酸 DNA 染色体的关系 典例3 2011年丹东联考 下列有关染色体 DNA 基 因 脱氧核苷酸的说法 不正确的是 A 在DNA分子结构中 与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸和一个碱基B 基因是具有遗传效应的DNA片段 一个DNA分子上可含有成百上千个基因C 一个基因含有许多个脱氧核苷酸 基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的D 染色体是DNA的主要载体 一条染色体上含有1个或2个DNA分子 解题思路 在DNA分子结构中 与脱氧核糖直接相连的是两个磷酸和一个碱基 基因是具有遗传效应的DNA片段 一个DNA分子上可含有成百上千个基因 一个DNA上也有非基因片段 一个基因含有许多个脱氧核苷酸 DNA分子的多样性和特异性分别由碱基对不同的排列顺序和特定的碱基排列顺序决定的 当未复制时 一条染色体上含有1个DNA分子 复制后含有2个DNA分子 答案 A 考点对应练3 下列关于生物体内基因 DNA与染色体的说法正确的 是 A 基因只有在染色体上才能指导蛋白质合成B 生物体内的基因都分布在细胞核染色体的DNA上C 人类基因组计划测定的是24条染色体上基因的碱基序列D 细胞核基因与染色体在减数分裂过程中的行为是平行的 解析 基因是通过转录为信使RNA 并在细胞质中指导蛋白质的合成 除了细胞核的染色体上有基因 细胞质的线粒体 叶绿体也有基因存在 人类基因组计划测定的是24条染色体上DNA分子的全部碱基的序列 答案 D DNA复制方式的探究 1 实验原理 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 2 实验方法 典例 某校一个生物活动小组要进行研究性学习 对生物学史上的经典实验进行验证 也是研究性学习的内容之一 这个小组借助某大学的实验设备 对有关DNA复制的方式进行探索 有人认为DNA是全保留复制 也有人认为DNA是半保留复制 为了证明这两种假设 这个小组设计了下列实验程序 请完成实验并对结果进行预测 1 实验步骤 第一步 在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌 其DNA分子均为14N DNA 在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌 其DNA分子均为15N DNA 用某种离心方法分离得到的结果如下图所示 其DNA分别分布在轻带和重带上 第二步 将亲代大肠杆菌 含15N 转移到含14N的培养基上 繁殖一代 请分析 如果DNA位于 带位置 则是全保留复制 如果 DNA位于 带位置 则是半保留复制 第三步 为了进一步验证第二步的推测结果 将亲代大肠杆菌 含15N 转移到含14N的培养基上连续繁殖两代 请分析 如果DNA位于 带位置 则是全保留复制 如果 DNA位于 带位置 则是半保留复制 2 有人提出 第一代 的DNA用解旋酶处理后再离心 就能直接判断DNA的复制方式 如果轻带和重带各占1 2 则一定为半保留复制 你认为这同学说法是否正确 原因是 解题思路 第一步 明确实验原理 DNA两条链都被15N 标记为全重 都被14N标记为全轻 一条是14N而另一条是15N的为中 第二步 懂分析 如果DNA的复制方式为全保留复制 则一个亲代15N 15N的DNA分子的两个子代DNA分子是 一个15N 15N 一个14N 14N 其在离心管中分布的位置是一半在轻带 一半在重带 如果DNA的复制方式为半保留复制 则一个亲代15N 15N的DNA分子的两个子代DNA分子都是15N 14N 其在离心管中分布的位置全部在中带 答案 1 1 2重和1 2轻 全中 1 4重和3 4轻 1 2中和 1 2轻 2 不正确 无论半保留复制还是全保留复制 结果是 一致的 无法区分 1 2011年佛山质检 有关DNA的叙述正确的是 A 碱基序列的多样性构成了DNA分子结构的多样性B DNA是蛋白质合成的直接模板C 双链DNA分子的任意一条链中碱基A的数量一定与T相等D 细胞内DNA双链必须完全解旋后才进行复制解析 mRNA是蛋白质合成的直接模板 双链DNA分子中碱基A的数量一定与T相等 DNA复制是边解旋边复制 A 2 2011年汕尾调研 下列关于DNA和RNA的说法 不正 确的是 D A T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验 证明DNA是遗传物质B DNA自我复制遵循碱基互补配对原则C 形成mRNA需要DNA的一条链作模板D DNA和RNA的化学成分除五碳糖不同之外 其他成分均相同解析 DNA和RNA的化学成分除五碳糖不同之外 含氮碱基也不完全相同 3 2011年广州一模 双选 下列说法正确的是 AD A 嗜热细菌的遗传物质一定是DNAB 基因在细胞中总是成对存在的C 若一双链DNA中的A T 40 则A G 60 D 孟德尔发现遗传定律运用了假说 演绎法解析 性染色体的基因可能是不成对的 若一双链DNA中的A T 40 则C G 60 4 2010年惠州二模 双选 关于下图DNA分子片段的说法 正确的是 A DNA限制酶 DNA连接酶 DNA聚合酶均可作用于磷酸二酯键 处 而DNA解旋酶可作用于氢键 处B 真核生物的遗传物质可能是DNA或RNA 其细胞内含有4种核苷酸C 该DNA的特异性表现在碱基种类和 A G G T 的比例上D 把此DNA放在含14N的培养液中复制n代 子代中含 15N 的DNA占1 2n 解析 真核生物的遗传物质是DNA 该DNA的特异性表现在碱基种类和 A T G C 的比例上 答案 AD 5 2010年佛山一模 以下是沃森和克里克构建DNA模型的过程 参考下列材料作答 材料一 当时已有的认识是 DNA分子是以4种脱氧核苷 酸为单位连接而成的长链 呈双螺旋结构 碱基位于螺旋的内部 数量巨大 于是他们设想 A与A T与T G与G C与C配对 材料二 1952年他们得到了一个重要信息 A的量总是等 于T的量 G的量总是等于C的量 材料三 后来进一步分析得知 碱基A和G是双环化合物 分子直径大 而碱基C和T是单环化合物 分子直径小 于是他们改变配对方式 让A与T配对 G与C配对 最终构建出正确的DNA模型 该模型两条链之间的距离相等 分子结构稳定 1 碱基之间以相同碱基进行配对 的设想为什么不合理 第一 不能保证A的量总是等于T的量 G的量总是 等于C的量 第二 不能保证两条链之间的距离相等 2 用一句话阐明基因与DNA的关系 效应的DNA片段 3 DNA为什么能够作为遗传物质 基因是有遗传 分子结构比较稳定 或DNA结构具有稳定性 碱基数量巨大 能够贮存足够量 的遗传信息 或DNA结构具有多样性 碱基互补配对 能够 精确地进行复制 人的抗维生素D佝偻病遗传普遍存在着 父亲患病女儿一定患病 的现象 而苯丙酮尿症没有这种现象 4 苯丙酮尿症是突变基因不能表达所致 即肝细胞不能通过 和 过程合成苯丙氨酸羟化酶 这说明基因可以通 过控制 来控制生物性状 转录 翻译 酶的合成 5 表现正常的妻子与只患有抗维生素D佝偻病的丈夫 生下一个两病兼发的女孩 如果他们再生一个孩子 其表现正常的概率是 这种现象体现了遗传的 3 8 3 4 1 2 3 8 基因分离和自由组合 定律 与DNA内容相关的计算 解题攻略 与DNA内容相关的计算主要包含DNA的结构 复制两个方面 而DNA复制又与细胞分裂相联系 常见的命题方向如下 分类集训 题型一 DNA链上的碱基排列方式及比例1 含有2000个碱基的DNA 每条链上的碱基排列方式 有 B A 42000个C 22000个 B 41000个D 21000个 解析 每条链上有1000个碱基 即相当于有1000个位置 而每个位置上可以是A T G C四种碱基 所以每条链上的碱基排列方式为41000个 用4n计算 2 由120对碱基组成的DNA分子片段 可因其碱基对组成和序列的不同而携带不同的遗传信息 其种类数最多可达 A A 4120C 460 B 1204D 604 解析 遗传信息是指基因中4种脱氧核苷酸的不同排列顺序 具体到位于同一位置的碱基可以是4种碱基中的任意一种 故在由n对碱基组成的DNA分子片段中 其排列方式有4n种 3 从某种生物组织中提取DNA进行分析 其四种碱基数的比例是鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基数的46 又知该DNA的一条链 H链 所含的碱基中28 是腺嘌呤 问与H链相 对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的 A A 26 B 24 C 14 D 11 解析 由整个DNA分子的G C 46 可得出G C占对应链碱基总数的百分比也为46 则A T 54 由H链中A 28 得出T占对应链碱基总数的百分比为28 则A 54 28 26 4 某DNA分子中A T占整个DNA分子碱基总数的34 其中一条链上的C占该链碱基总数的28 那么对应的另一条 C 互补链上的C占该链碱基总数的比例是 A 33 B 5 C 38 D 35 解析 根据规律 A T之和占整个DNA分子碱基总数的34 则在每条单链中A T之和仍为34 故已知链中的G C 66 G 66 28 38 则互补链中的C占该链碱基总数也是38 题型二 DNA复制过程中消耗的碱基数量5 某DNA分子共有a个碱基 其中含胞嘧啶m个 则该 DNA分子复制3次需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为 C A 7 a m C 7 a 2 m B 8 a m D 8 2a m 解析 第一步计算出该DNA分子中胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目 C T a 2 C m 所以T a 2 m 第二步计算出连续复制3次所需的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目 23 1 a 2 m 7 a 2 m 6 2011年南京一模 下图为某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 处的酶为限制性核酸内切酶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 A T占碱基总数的34 则C G占66 C为3300 复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 3 3300 9900个 答案 B 7 双选 某DNA分子含m对碱基 其中腺嘌呤有a个 下列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目 的叙述中 正确的是 AC A 复制1次时 需要 m a 个B 在第二次复制时 需要 m a 个C 在第n次复制时 需要2n 1 m a 个D 在n次复制过程中 总共需要2n m a 个解析 双链DNA分子中 胞嘧啶脱氧核苷酸数目为 m a 在第二次复制时 需要2 m a 个 在n次复制过程中 总共需要 2n 1 m a 个 题型三 DNA的半保留复制8 在噬菌体侵染细菌的实验中 若噬菌体不含放射性 细菌中脱氧核苷酸被32P标记 氨基酸被15N标记 则1个噬菌体连续繁殖3代 含32P和15N的噬菌体占子代噬菌体的百分数分 别为 A A 100 100 C 50 50 B 25 50 D 25 0 解析 噬菌体繁殖过程所需的原料来自细菌体内的脱氧核苷酸 被32P标记 氨基酸 被15N标记 等 所以子代噬菌体全都含32P和15N 9 用15N标记某噬菌体DNA 然后再侵染细菌 假设细菌破裂后共释放出16个噬菌体 则这些噬菌体中有几个不含 C 15N A 2C 14 B 8D 16 解析 如果对亲代DNA分子用N15标记 然后在不含N15的环境中让其复制 不管复制多少次 总有两个DNA分子含有N15 10 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 B A 含有14N的DNA占7 8B 复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个C 含有15N的DNA分子占1 16D 子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是2 3解析 含有14N的DNA占100 复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸 24 1 40 600个 含有15N的DNA分子占1 8 子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是1 1 题型四 DNA复制与有丝分裂11 假定某高等生物体细胞的染色体数是10条 其中染色体中的DNA用3H 胸腺嘧啶标记 将该体细胞放入不含有3H的培养液中连续培养2代 则在形成第2代细胞的有丝分裂后 期 没有被标记的染色体数为 A 5条C 20条 B 40条D 10条 解析 根据DNA的半保留复制 用3H标记的DNA分子 在不含3H的培养液中培养了第一代后 则每个细胞的每条染色体上的DNA分子中均含有一条单链是没有标记的 而在第2代的细胞中 10条染色体经复制形成20个姐妹染色单体 其中一半染色单体的DNA是含有标记的 另一半染色单体是没有标记的 答案 D 12 2011年丹东联考 果蝇的体细胞含有8条染色体 现有一个果蝇体细胞 它的每条染色体的DNA双链都被3