高考生物一轮复习 第6讲DNA分子的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA片段课件 新人教版必修2（湖南专用）.ppt

第6讲dna分子的结构 复制及基因是有遗传效应的dna片段 有关dna复制方式的实验探究 一 dna分子结构1 dna分子结构模式图信息解读 1 每个dna片段中 游离的磷酸基团有2个 2 之间的数量关系1 1 1 3 和 之间的化学键为磷酸二酯键 用限制性核酸内切酶处理可切断 用dna连接酶处理可连接 4 碱基对之间的化学键为氢键 可用解旋酶断裂 也可加热断裂 5 除链端外每个脱氧核糖连接着2个磷酸 分别在3号 5号碳原子上相连接 6 若碱基对为n 则氢键数为2n 3n之间 2 dna分子特性 1 稳定性 磷酸和脱氧核糖交替连接 排列在外侧构成基本骨架 2 多样性 碱基对多种多样的排列次序 友情提醒 若某dna分子中有n个碱基对 则排列顺序有4n种 其中n代表碱基对数 3 特异性 每种dna分子都有特定的碱基对排列顺序 代表了特定的遗传信息 例1 多选 有关dna分子结构的叙述 正确的是 a dna分子由4种脱氧核苷酸组成b dna单链上相邻碱基以氢键连接c 碱基与磷酸基相连接d 磷酸与脱氧核糖交替连接构成dna链的基本骨架 解析 dna双链上相对应的碱基以氢键连接 单链上相邻碱基之间通过脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖相连 脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧 构成dna链的基本骨架 碱基排列在内侧 与脱氧核糖直接相连 ad 二 dna中碱基数量的计算解题时先画出简图 根据碱基互补配对原则推知规律规律一 dna双链中的a t g c 两条互补链的碱基总数相等 任意两个不互补的碱基之和恒等 占碱基总数的50 即 a g t c a c t g 例2 从某生物组织提取dna进行分析 其四种碱基数的比例为鸟嘌呤与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 26 b 24 c 14 d 11 解析 过分析题干条件可知 g c占dna中全部碱基数的46 这一比例关系在一条链上也是存在的 因此h链中g c a 46 28 74 t占26 该比例与另一条链中腺嘌呤的比例相等 a 三 dna复制的研究方法 过程和条件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 32p 通过离心在试管中形成不同位置 2 dna复制的过程 1 解旋 利用细胞提供的能量 在解旋酶的作用下 两条螺旋的双链解开 2 合成子链 以dna分子的两条母链为模板 在dna聚合酶的作用下 利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料 按碱基互补配对原则合成互补的子链 3 形成子代dna 每条新链 子链 与其对应的模板链 母链 盘绕成双螺旋结构 友情提醒 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 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 例3 2010 山东 蚕豆根尖细胞在含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 b 解析 由于dna分子的复制方式为半保留复制 在有放射性标记的培养基中完成一个细胞周期后 每个dna分子中有一条链含放射性 继续在无放射性的培养基中培养时 由于dna的半保留复制 所以子代dna分子一半含放射性 一半不含放射性 每条染色单体含一个dna分子 所以一半的染色单体含放射性 3 关于dna复制的相关计算归纳如下 1 dna分子复制前后某种碱基数量的计算 若某dna分子含某碱基x个 则该dna分子进行n次复制 需提供含该碱基的脱氧核苷酸分子数 互补的碱基的脱氧核苷酸分子数 x 2n 1 个 第n次复制时需提供含该碱基的脱氧核苷酸分子数 x 2n 1个 2 一个dna分子连续复制n次后 dna分子总数为2n 含原dna母链的有2个 占1 2n 1 例4 某dna分子中胸腺嘧啶的数量为m 占该dna分子总碱基数的比例为q 若此dna分子连续复制n次 需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数为 a 2n 1 mb m 1 2q 1 c 2n 1 m 2nqd 2n 1 m 1 2q 2q d 解析 某dna分子中胸腺嘧啶的数量为m 占该dna分子总碱基数的比例为q 可得出鸟嘌呤脱氧核苷酸数目 m q 2m 2 因此 此dna分子连续复制n次 需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数为 2n 1 m 1 2q 2q 一 遗传信息 基因 dna 染色体的关系1 特定的基因有特定的遗传信息 即特定的碱基排列顺序 2 基因是有遗传效应的dna片段 3 1个dna分子上有许多基因 4 基因的主要载体是染色体 少量的dna分布在线粒体 叶绿体等结构中 二 染色体的行为变化决定基因的行为变化1 在减数第一次分裂后期 同源染色体分离 其上的等位基因分离 2 在减数第一次分裂后期 非同源染色体自由组合 其上的非等位基因自由组合 3 在减数第一次分裂前期 同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换 其上的等位基因交叉互换 一 理论归纳 关于dna复制方式的探究 充分体现了假说 演绎法 即在克里克假说的基础上 通过演绎推理 最终通过实验得以验证 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 见图 1 重带 密度最大 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 见图 1 立即取出提取dna 离心 全部重带 15n 15n 2 繁殖一代后取出提取dna 离心 全部中带 14n 15n 3 繁殖两代后取出提取dna 离心 1 2轻带 1 2中带 实验结论 dna的复制是以半保留方式进行的 二 演练 2010 北京 科学家以大肠杆菌为实验对象 运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了dna复制方式的探索实验 实验内容及结果见下表 续表 请分析并回答 1 要得到dna中的n全部被放射性标记的大肠杆菌b 必须经过代培养 且培养液中的是唯一氮源 2 综合分析本实验的dna离心结果 第组结果对得到的结论起到了关键作用 但需把它与第组和第组的结果进行比较 才能说明dna分子的复制方式是 3 分析讨论 若子 代dna的离心结果为 轻 和 重 两条密度带 则 重带 dna来自于 据此可判断dna分子的复制方式不是复制 多 15nh4cl 3 1 2 半保留复制 b 半保留 若将子 代dna双链分开后再离心 其结果 选填 能 或 不能 判断dna的复制方式 若在同等条件下将子 代继续培养 子n代dna离心的结果是 密度带的数量和位置 放射性强度发生变化的是带 若某次实验的结果中 子 代dna的 中带 比以往实验结果的 中带 略宽 可能的原因是新合成的dna单链中的n尚有少部分为 不能 没有变化 轻 15n 解析 本题考查dna的半保留复制及学生推理能力 若在同等条件下将子 代继续培养 子n代dna的情况是有2个15n 14ndna 其余全都是14n 14ndna 所以子n代dna离心的结果是 密度带的数量和位置没有变化 放射性强度发生变化的是轻带 1 2011 安徽卷 甲 乙图示真核细胞内两种物质的合成过程 下列叙述正确的是 d a 甲 乙所示过程通过半保留方式进行 合成的产物是双链核酸分子b 甲所示过程在细胞核内进行 乙在细胞质基质中进行c dna分子解旋时 甲所示过程不需要解旋酶 乙需要解旋酶d 一个细胞周期中 甲所示过程在每个起点只起始一次 乙可起始多次 解析 甲图描述的是dna复制 乙图描述的是dna转录 2 2011 上海 某双链dna分子含有400个碱基 其中一条链上a t g c 1 2 3 4 下列表述错误的是 a 该dna分子的一个碱基改变 不一定会引起子代性状的改变b 该dna分子连续复制两次 需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个c 该dna分子中4种碱基的比例为a t g c 3 3 7 7d 该dna分子中的碱基排列方式共有4200种 b 3 2011 海南 关于核酸生物合成的叙述 错误的是 a dna的复制需要消耗能量b rna分子可作为dna合成的模板c 真核生物的大部分核酸在细胞核中合成d 真核细胞染色体dna的复制发生在有丝分裂前期 d 4 2011 北京丰台 下列关于dna分子的说法 正确的是 a 脱氧核苷酸的排列 构成了dna分子的基本骨架b dna分子的特异性表现在四种脱氧核苷酸的比例c 若dna分子中a有p个 占全部碱基的n m 则g的个数为p m 2n 1 个d 把dna分子放在含15n的培养液中复制两代 子代中含15n的dna分子占3 4 c 解析 脱氧核苷酸的排列顺序代表的是遗传信息 而dna分子的基本骨架是由磷酸和脱氧核糖交替连结形成的 dna分子的特异性表现在不同生物有特定的脱氧核苷酸的排列顺序 把dna分子放在含15n的培养液中复制两代 子代中含15n的dna分子占100 5 dna分子经过诱变 某位点上的一个正常碱基 设为p 变成了尿嘧啶 该dna连续复制两次 得到的4个子代dna分子相应位点上的碱基对分别为u a a t g c c g 推测 p 可能是 a 胸腺嘧啶b 腺嘌呤c 胸腺嘧啶或腺嘌呤d 胞嘧啶 d 解析 相应位点上碱基对为u a a t的两个子代dna分子是由诱变后含有尿嘧啶的那条亲代dna单链连续复制两次得到的 而相应位点上碱基对为g c c g的两个子代dna分子 则是由亲代dna分子中另一条互补链连续复制两次得到的 由此可以推知 与正常碱基p配对的是鸟嘌呤 g 或胞嘧啶 c 故选d 6 关于核酸的叙述 正确的是 a 只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质b dna分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的c 分子大小相同 碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同d 用甲基绿和吡罗红混合染色sars病毒可观察到dna和rna的分布 b 7 下图为真核细胞dna复制过程模式图 请根据图示过程 回答问题 1 由图示得知 1个dna分子复制出乙 丙2个dna分子 其方式是 2 dna解旋酶能使双链dna解开 但需要细胞提供 除了图中所示酶外 丙dna分子的合成还需要酶 半保留复制 能量 atp dna连接 3 从图中可以看出合成两条子链的方向 4 细胞中dna复制的场所有 在复制完成后 乙 丙分开的时期为 5 若一个卵原细胞的一条染色体上的 珠蛋白基因在复制时 一条脱氧核苷酸链中一个a替换成t 则由该卵原细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率是 相反 细胞核 线粒体和叶 绿体