高考生物 DNA分子的结构和复制 基因的表达课件 大纲人教版　.ppt

二 三dna分子的结构和复制基因的表达 判断下列说法是否正确1 2010 江苏 1 d 双链dna分子中嘌呤数等于嘧啶数 2 2009 广东 24 b dna单链上相邻碱基以氢键连接 3 dna双螺旋结构全部解链后 开始dna的复制 4 2010 广东 4 b 每种氨基酸仅由一种密码子编码 5 一个基因在短时间内可表达出多条多肽链 提示 1 2 3 4 5 一 dna分子的结构1 基本单位 脱氧核苷酸2 空间结构 1 连接方式 通过方式连接成脱氧核苷酸链 2 双螺旋结构模型 由两条链而成 和磷酸构成骨架 碱基对排列在内侧 遵循互补配对原则 即与t配对 g与c配对 聚合 按反向平行方式向右螺旋 脱氧核糖 a 3 结构特点多样性 n个碱基对构成的dna有种碱基排列顺序 性 如每个dna分子都有其特定的碱基排列顺序 稳定性 两条主链由脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序不变 碱基对构成方式不变等 4n 特异 二 dna的复制1 概念 以亲代dna分子为模板 合成子代dna分子的过程 2 时间 有丝分裂间期和减数第一次分裂间期 3 条件 模板 两条母链原料 细胞核中游离的四种脱氧核苷酸能量 atp酶 解旋酶 聚合酶4 过程 1 解旋 在解旋酶的作用下 把两条螺旋的双链解开 2 以解开的母链为模板 按碱基互补配对原则 合成子链 3 每一条子链与对应的母链盘旋成双螺旋结构 形成两个新dna分子 5 特点 边复制 复制 6 结果 一个dna分子形成两个完全相同的dna分子 7 意义 使遗传信息从亲代传递给子代 保持了的连续性 边解旋 半保留 遗传信息 1 dna复制场所主要是细胞核 还有线粒体 叶绿体 三 基因的表达1 基因的概念 1 概念 基因是具有 基因在染色体上呈 是控制性状的遗传物质的 特定基因控制特定性状 2 遗传信息 基因中的排列顺序代表生物的遗传信息 3 遗传效应的dna片段 直线排列 结构和功能单位 脱氧核苷酸 2 基因控制蛋白质的合成 1 转录 场所 主要在内进行 过程 以dna的为模板 按照原则 合成 结果 通过转录 遗传信息由dna传递给rna 2 翻译 场所 在细胞质中的上 过程 以为模板 合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质 结果 遗传信息由rna传递给 最终使生物体表现出各种遗传性状 细胞核 一条链 碱基互补配对 mrna 核糖体 mrna 蛋白质 3 遗传密码 上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基 生物体共有种密码子 其中决定氨基酸的密码子有种 4 转运rna 运载的工具 其一端上的三个碱基能专一性地与上特定的3个碱基配对 因此一种trna只能识别并转运一种氨基酸 5 中心法则的表达式为 mrna 61 64 mrna 氨基酸 2 遗传信息 密码子 反密码子分别位于dna mrna trna 四 基因对性状的控制途径1 通过控制来控制代谢过程 从而控制生物性状 2 通过控制来直接影响性状 酶的合成 蛋白质分子的结构 考题呈现 2010 江苏卷 下列关于核酸的叙述中 正确的是 a dna和rna中的五碳糖相同b 组成dna和atp的元素种类不同c t2噬菌体的遗传信息贮存在rna中d 双链dna分子中嘌呤数等于嘧啶数 自主解答 d 解题思路 dna中的五碳糖是脱氧核糖 rna中的五碳糖是核糖 组成dna和atp的元素是c h o n p 5种元素 t2噬菌体的遗传物质是dna 遗传信息贮存在dna中 双链dna分子中碱基比例a t c g 相加得出嘌呤数等于嘧啶数 深化认识 1 dna分子结构层次 2 dna分子结构特点 1 多样性 组成dna分子的碱基有4种 碱基对间的配对方式只有两种即a t g c 但由于不同dna分子碱基对数量及碱基对的排列顺序不同将导致dna分子的多样性 若某dna片段含 n个碱基对 则该dna分了的碱基对排列次序应有 4n种 这种碱基对的排列次序将代表不同的遗传信息 这是形成生物多样性的根本原因 2 特异性 不同的dna分子具有其特定的 碱基排列次序 这就构成了dna分子的特异性 这是 物种特异性 的重要标准 事实上 不同基因间 包括等位基因如d与d间 其遗传信息之所以不同 就是因为各个基因总有其特定的 碱基对序列 3 稳定性 位于外侧的基本骨架一定是由磷酸和脱氧核糖交替连接形成的 不会改变 两条链间的碱基互补配对方式稳定不变 总是a与t g与c配对 碱基以及其侧链基团对维持dna分子的空间结构的稳定有着重要的作用 3 dna与rna的比较 思维拓展 1 gc和at两碱基对中分别含3个 2个氢键 dna分子中gc比例越大 dna分子越稳定 2 判断dna与rna 单链dna及双链dna方法 尿嘧啶 u 是rna特有 胸腺嘧啶 t 是dna所特有 a与t或c与g数目均等为双链dna 否则为单链dna rna一般呈单链结构 3 mrna trna rrna都是以dna一条链为模板转录而成的单链结构 只不过它们是分别以dna的不同区段为模板合成的 4 rna的功能归纳 mrna 蛋白质合成的直接模板 trna 氨基酸的转运工具 rrna 核糖体的重要组成成分 有些rna可作为 酶 催化某些化学反应的完成 rna病毒中 rna可作为遗传物质 梦想考场 1 如右图示某dna片段 有关该图的叙述中 不正确的是 a 可形成dna的基本组成单位b 在基因中的排列顺序包含着遗传信息c dna复制时解旋酶作用于 d dna的特异性体现在 a g t c 的比例上 解析 脱氧核糖 磷酸和含氮碱基连接而成的脱氧核苷酸是dna的基本组成单位 a正确 遗传信息是dna中脱氧核苷酸的排列顺序 b正确 dna复制时 解旋酶作用于碱基间的氢键 打开双螺旋 c正确 碱基对的特定排列顺序构成了dna分子的特异性 而dna分子中 a g t c 1 故d错误 答案 d 2 2010 福建厦门调研 在下列四种化合物的化学组成中 中所对应的含义最接近的是 a 和 b 和 c 和 d 和 解析 代表物质是atp 其中圆圈代表腺嘌呤核糖核苷酸 代表物质是腺嘌呤核糖核苷酸 其中圆圈代表腺嘌呤 代表物质是dna 其中圆圈代表腺嘌呤脱氧核苷酸 代表物质是rna 其中圆圈代表腺嘌呤核糖核苷酸 答案 d 考题呈现 2010 天津理综 根据下表中的已知条件 判断苏氨酸的密码子是 a tgub ugac acud ucu 自主解答 c 解题思路 由表格信息无法直接确定转录的模板链 因dna两链间 模板链与mrna间 mrna与反密码子间均遵循碱基互补配对原则及密码子位于mrna上可确定苏氨酸的密码子为acu或ugu 深化认识 1 基因的功能 1 传递遗传信息 通过dna复制实现遗传信息由亲代到子代的传递 生物个体内细胞有丝分裂过程中 也有遗传信息的传递 2 表达遗传信息 发生在生物个体发育的整个过程中 是通过转录和翻译控制蛋白质合成过程实现的 2 复制 转录和翻译的比较 3 遗传信息 密码子 反密码子的区别与联系 思维拓展 1 不同生物的遗传信息不同 但几乎所有生物都共有一套遗传密码 2 密码子表中 共43 64种密码子 终止密码子3种 决定氨基酸的密码子61种 其中起始密码子2种 一个密码子只能决定一种氨基酸 一种氨基酸可以有几个密码子 密码子的简并 3 密码子在生物界是通用的 说明所有的生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的 4 一种转运rna只能搬运一种特定的氨基酸 一种氨基酸由1至多种trna转运 同一种氨基酸的密码子分别与trna的种类一一对应 因为trna的识别作用具有特异性 梦想考场 3 2011 湖南师大附中模拟 如下图为某真核生物细胞内dna转录过程示意图 下列说法正确的是 a r片段合成后 借助核膜上的载体运输至细胞质中与核糖体结合b 利用基因工程技术手段把人体内的r片段转移到细菌内 能控制合成同样的蛋白质 说明遗传物质都是dna 且结构相同c 原核生物在转录形成r片段的同时 也进行着r片段的翻译d 转录合成的r片段有306个碱基 在人体内最多控制合成102种氨基酸答案 c 4 如右图为以mrna为模板翻译形成多肽链的过程 对此过程的正确理解是 a 核糖体移动的方向是从右向左b 三个核糖体共同完成一条多肽链的翻译c 图中表示3条多肽链正在合成 其氨基酸顺序可能不同d 此图能说明翻译形成多肽链是以多聚核糖体的形式进行解析 由图可知 此mrna结合着多个核糖体 每个核糖体独立合成一条多肽链 由肽链的长度可判断 多聚核糖体的移动方向是从左向右 答案 d 考题呈现 2011 北师大附中一模 如下图所示的中心法则揭示了生物遗传信息由dna向蛋白质传递与表达的过程 下列相关叙述正确的是 a 健康的人体细胞中 不会发生e过程 a b c d均可发生b 在真核细胞中 a和b两个过程发生的主要场所是细胞核和细胞质c 能特异性识别信使rna上密码子的分子是trna 后者所携带的分子是氨基酸d a过程只发生在真核细胞分裂的间期 自主解答 c 解题思路 过程表示逆转录过程 不会发生在健康的人体细胞中 在真核细胞中 dna分子复制 a过程 和转录 b过程 主要发生在细胞核中 dna分子的复制 a过程 也可以发生在原核细胞中 深化认识 1 中心法则的内容 1 dna dna 以dna为遗传物质的生物的dna复制 2 rna rna 大多数以rna为遗传物质的生物的rna复制 3 dna rna 转录过程 4 rna dna 少数rna病毒在宿主细胞中的逆转录过程 5 rna 蛋白质 核糖体上的翻译过程 2 各类生物遗传信息的传递过程 思维拓展 1 细胞生物 包括真核生物和原核生物 以及以dna作为遗传物质的生物均只发生dna复制 转录和翻译过程 而不能发生逆转录和rna的复制 2 以rna作为遗传物质的逆转录病毒则只能发生逆转录 3 逆转录过程中所需要的逆转录酶在基因工程中可用来获取目的基因 如以mrna反转录的cdna 梦想考场 5 2011 江西南昌部分高中联考 右图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程 下列叙述不正确的是 a 过程分别需要dna聚合酶 rna聚合酶 逆转录酶b 过程均可在线粒体 叶绿体中进行 过程发生在某些病毒内c 把dna放在含15n的培养液中进行 过程 子代含15n的dna占100 d 均遵循碱基互补配对原则 但碱基配对的方式不同 解析 分别指dna复制 转录 翻译和逆转录过程 分别需要dna聚合酶 rna聚合酶 逆转录酶的作用 逆转录是某些rna病毒在寄主细胞内进行的过程 不发生在病毒体内 dna分子复制的方式为半保留复制 将dna放在含15n的培养液中培养 子代dna全部含有15n 中均有碱基互补配对行为 是dna dna 是dna rna 是rna rna 因此碱基配对的方式不同 答案 b 考题呈现 2010 上海卷 细胞内某一dna片段中有30 的碱基为a 则该片段中 a g的含量为30 b u的含量为30 c 嘌呤含量为50 d 嘧啶含量为40 自主解答 c 解题思路 因在dna中双链间只有a t和gc碱基对 故a t 30 g c 20 a g 50 t c 50 深化认识 1 碱基互补配对原则a一定与t配对 g一定与c配对 碱基之间的一一对应关系 2 有关计算 1 在整个dna分子中a t c g a g c t 两个互补的碱基相等 嘌呤总数与嘧啶总数相等 各占碱基总数的50 2 在dna两条互补链之间dna双链中 一条单链的 a g t c 的值与另一条互补链的 a g t c 的值互为倒数关系 3 链中 dna双链中 一条单链的 a t g c 的值与另一条互补链的 a t g c 的值是相等的 也与整个dna分子中的 a t g c 的值相等 3 dna分子复制有关的计算 1 一个dna分子连续进行n次复制 可形成2n个dna分子 其中只有2个dna分子含有最初亲代的母链 含最初母链的dna分子占dna分子总数的2 2n 含有的最初母链占dna单链总数的1 2n 2 dna复制n次所需的某种碱基数 m 2n 1 3 dna第n次复制所需的某种碱基数 m 2n 1 其中m代表要求的该种碱基在一个dna分子中的数量 n代表复制的次数 梦想考场 6 艾滋病病毒属rna病毒 具有逆转录酶 如果它决定某性状的一段rna含碱基a 19 c 26 g 32 则通过逆转录过程形成的双链dna片段中碱基a占 a 19 b 21 c 23 d 42 答案 b 7 某个dna片段由500对碱基组成 g c占碱基总数的34 若该dna片段连续复制3次 第三次复制时 需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为 a 1155b 1320c 2310d 2640 解析 依据碱基互补配对原则 一个dna分子中a t c g 1 已知g c占碱基总数的34 所以一个dna分子中a 1 34 2 碱基数 脱氧核苷酸数 一个dna分子连续复制n次 第n次复制时需某种脱氧核苷酸分子的个数是2n 1 一个dna分子中该脱氧核苷酸的数目 所以一个dna分子第3次复制时 需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸分子数是23 1 1 34 2 500 2 1320 答案 b 理论指导 同位素示踪法的实验应用1 同位素示踪法的基本原理同位素示踪法是利用放射性同位素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法 可以用同位素作为一种标记 制成含有同位素的标记化合物 如标记食物 药物和代谢物质等 代替相应的非标记化合物 利用放射性同位素不断地放出特征射线的物理性质 就可以用探测器随时追踪它在体内或体外的位置 数量及其转变等 2 同位素示踪法应用实例 针对训练 1 2011 佛山质检 在噬菌体侵染细菌实验中 如果细菌体内的dna和蛋白质分别含有31p和32s 噬菌体中的dna和蛋白质分别含有32p和35s 噬菌体dna在细菌体内复制了三次 那么从细菌体内释放出的子代噬菌体中含有32p的噬菌体和含有35s的噬菌体分别占子代噬菌体总数的 a 1 4和1b 3 4和0c 1 4和0d 3 4和1 解析 新的噬菌体的蛋白质是用细菌的蛋白质为原料重新合成的 因此所有新的噬菌体中都不含35s 假如一个含有32p的噬菌体在细菌体内利用31p复制了三次 在复制后的8个噬菌体中 只有2个含有32p 占所有噬菌体的1 4 答案 c 2 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的培养基中连续复制4次 其结果可能是 a 含有15n的dna分子占1 8b 含有14n的dna分子占7 8c 复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸320个d 复制结果共产生8个dna分子 解析 根据题意 该dna分子有100个碱基对 200个碱基 c有60个 由碱基互补配对原则可知 g有60个 a t各40个 一个dna分子复制4次 共产生16个dna分子 d错误 由dna半保留复制可知 有2个dna分子含有15n 占1 8 a正确 所有子代dna均含14n b错误 需游离腺嘌呤脱氧苷酸24 40 40 600个 c错误 答案 a 3 dna复制方式 可以通过设想来进行预测 可能的情况是 全保留复制 半保留复制 1 根据图中的示例对两种复制作出可能的假设 如果是全保留复制 则一个dna分子形成两个dna分子 其中一个是 而另一个是 如果是半保留复制 则新形成的两个dna分子 各有 2 请设计实验来证明dna的复制方式 实验步骤 在氮源为14n的培养基中生长的大肠杆菌 其dna分子均为14n dna 对照 在氮源为15n的培养基中生长的大肠杆菌 其dna分子均为15n dna 亲代 将亲代15n大肠杆菌转移到含14n的培养基中 再连续繁殖两代 和 用密度梯度离心方法分离 实验预测 如果与对照 14n 14n 相比 子代 能分辨出两条dna带 分别是 和 则可以排除 同时肯定是 如果子代 只有一条 则可以排除 如果子代 只有一条中密度带 再继续做子代 dna密度鉴定 子代 可以分出 和 则肯定是 用图例表示出最可能的实验结果 3 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 你认为该同学的说法是否正确 原因是 答案 1 亲代的新形成的 一条链来自亲代dna 另一条链是新形成的 2 一条轻密度带 14n 14n 一条重密度带 15n 15n 半保留复制全保留复制 中密度带全保留复制 中密度带轻密度带半保留复制最可能的实验结果 3 不正确因为不论是全保留复制 还是半保留复制 其第一代用解旋酶处理后 都有一半的单链含15n 一半的单链含14n 离心后都有一半在重带上 一半在轻带上 1 2011 山东威海模拟 下列关于dna分子的叙述 不正确的是 a 磷酸和脱氧核糖交替连接排列构成dna分子的基本骨架b 由一个dna分子复制形成两个子代dna分子往往与着丝点分裂同时发生c 双链dna分子中 若一条链上a t g c b 则另一条链一定有a t g c bd dna分子复制是在dna聚合酶的作用下将单个的脱氧核苷酸连接成dna分子的过程 解析 dna分子复制发生在细胞分裂间期 着丝点的分裂发生在细胞有丝分裂后期或者减数第二次分裂后期 二者不同时发生 dna由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成 磷酸和脱氧核糖交替排列在外侧 碱基排列在内侧 两条链上的碱基遵循碱基互补配对原则 复制时需要dna聚合酶的作用将单个的脱氧核苷酸连接成dna分子 答案 b 2 2010 广东理综 下列叙述正确的是 a dna是蛋白质合成的直接模板b 每种氨基酸仅由一种密码子编码c dna复制就是基因表达的过程d dna是主要的遗传物质解析 本题主要考查遗传信息的传递与表达过程 a项 蛋白质合成的直接模板是mrna 属于基因表达中的翻译过程 b项 密码子具有简并性 即存在多个密码子决定同一种氨基酸的现象 c项 基因表达的过程包括转录和翻译 dna复制属于遗传信息的传递过程 d项 绝大多数生物的遗传物质是dna 少数生物 部分病毒 的遗传物质是rna 因而dna是主要的遗传物质 答案 d 3 如下图为真核生物细胞核内转录过程的示意图 下列说法正确的是 a 与 在组成上相同的化学基团只有磷酸基 不同的基团只有五碳糖b 为启动上述过程必需的有机物 其名称为rna聚合酶 移动的方向是从右向左c 上述过程不会发生在根尖细胞的线粒体中d 转录完成后 需通过两层生物膜才能与核糖体结合 解析 由图可知 是胞嘧啶脱氧核苷酸 是胞嘧啶核糖核苷酸 二者在组成上相同的化学基团还有胞嘧啶 为rna聚合酶 图中显示位置推断移动方向由右向左 转录的场所主要在细胞核 在线粒体和叶绿体中也可以进行 转录形成的rna经核孔到细胞质中进行翻译过程 不经任何膜结构 答案 b 4 甲 乙两图为真核细胞中发生的代谢过程的示意图 下列有关说法正确的是 a 图甲所示的过程叫做翻译 多个核糖体共同完成一条多肽链的合成b 图甲所示翻译过程的方向是从右到左c 图乙所示过程叫做转录 转录产物的作用一定是作为图甲中的模板d 图甲和图乙中都发生了碱基配对并且碱基互补配对方式相同 解析 一条多肽链的合成通常由一个核糖体完成 转录产物有mrna trna和rrna三种 转录和翻译过程都发生了碱基配对 但是配对方式不同 转录过程中有t和a的配对 翻译过程中没有 答案 b 5 下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速率 解析 由该dna分子复制过程示意图可看出 dna分子复制有多个复制起始点 且边解旋边反向复制 箭头代表dna复制方向 dna分子复制需要解旋酶参与 这种多起点复制可有效地提高复制速率 由图示不同复制起点复制出的dna片段长度不同可知 dna分子的多个复制起点并不是同时开始复制的 答案 a 6 2010 北京理综 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 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 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dna单链中的n尚有少部分为 解析 1 要得到dna中的n全部被放射性标记的大肠杆菌b 必须经过多代培养 并且培养液中15nh4cl是唯一氮源 2 从图表看 证明dna分子的复制方式是半保留复制 第3组实验结果起到了关键作用 因为其离心后仅为中带 15n 14n 作为对照 还