《高考风向标》高考生物一轮复习 第3章 第2、3、4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 3 4节 dna分子的结构和复制 基因是有遗传效应的dna片段一 dna的结构1 dna的化学组成 dna分子属于 它们是由一个个 连接起来的长链大分子 每个脱氧核苷酸是由三个 一分子 组成 即一分子 一分子 一分子 2 dna的空间结构 由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋成规则的 结构 dna分子双螺旋结构特点如下 高分子化合物 脱氧核苷酸 磷酸 脱 氧核糖 含氮碱基 双螺旋 1 dna分子是由 链组成的 这两条链按 方式盘旋成双螺旋结构 2 dna分子中的脱氧核糖和磷酸 连接 排列在外侧 构成 碱基排列在内侧 3 两条链上的碱基通过 连接成碱基对 a 腺嘌呤 与t 配对 g 鸟嘌呤 与c 配对 碱基之间的这种一一对应关系 叫做碱基互补配对原则 3 dna的特性 1 dna分子结构的稳定性 是指其 构相对稳定 两条 反向平行 交替 基本骨架 氢键 胸腺嘧啶 胞嘧啶 双螺旋结 2 dna分子的多样性 dna分子由于碱基对的数量不同 碱基对的 千变万化 因而构成了dna分子的多样性 3 dna分子的特异性 是指控制特定性状的特定dna分子的碱基排列顺序是 的 这种特定的顺序包含着特定的 从而使dna分子具有特异性 排列顺序 稳定不变 遗传信息 二 dna的复制 子代dna 减数第一次分裂 dna聚合酶 温度 ph 2 解旋酶 续表 亲代dna分子的两条 脱氧核苷酸 碱基互补配对 子代dna 复制 半保留复制 遗传信息 解旋边 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 2 每个dna分子含有 基因 dna分子中也存在不是 基因的片段 2 遗传信息 dna分子中四种碱基的排列顺序千变万化 遗传信息蕴藏在四种碱基的排列顺序中 dna分子能够储存足够量的 3 基因的本质 遗传效应 许多 遗传信息 基因是有遗传效应的dna片段 4 生物多样性和特异性的物质基础 分子的多样性和特异性 5 基因与性状的关系 基因是控制 的基本单位 6 基因与染色体的关系 基因在染色体上呈 排列 dna分子结构的主要特点及特性 dna 生物性状 线性 1 结构的主要特点 1 dna分子是由两条链组成的 这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构 反向 一条链是5 3 另一条链是3 5 2 dna分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接 排列在dna分 子的外侧 构成基本骨架 碱基排列在内侧 3 碱基互补配对原则 两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对 且碱基配对有一定的规律 a t g c a一定与t配对 g一定与c配对 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 因此处于炎热地区的生物的dna分子中 g c含量较多 4 dna分子中 脱氧核苷酸数 脱氧核糖数 磷酸数 含 氮碱基数 1 1 1 1 5 dna分子彻底水解时得到的产物是脱氧核苷酸的基本组 分 即脱氧核糖 磷酸 含氮碱基 2 核酸的种类的判断 由核酸所含碱基种类及比例可以分 析判断核酸的种类 1 若有u无t 则该核酸为rna 2 若有t无u 且a t g c 则该核酸一般为双链dna 3 若有t无u 且a t g c 则该核酸为单链dna 3 dna分子结构特性 1 稳定性 dna分子双螺旋结构具有相对稳定性 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 dna分子双螺旋结构的中间为碱基对 碱基之间形成氢 键 从而维持双螺旋结构的稳定 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 2 多样性 构成dna分子的碱基只有4种 配对方式只有2种 但是碱基对的数目却可以成千上万 设某dna分子有n对碱基 在dna分子上的一个碱基对可能是a t或t a或g c或c g 即每一个碱基对有4种类型的可能性 故n个碱基对的排列顺序是4n 从而构成了dna分子的多样性 也决定了遗传信息的多样性 3 特异性 每个特定的dna分子中都具有特定的碱基对排列顺序 而特定的碱基对排列顺序中有遗传效应的片段代表遗传信息 所以每个特定的dna分子中都储存着特定的遗传信息 这种特定的碱基对排列顺序就构成了dna分子的特异性 易错易混 dna分子具有特异性 而其基本单位脱氧核苷酸没有特异性 突破题1 下面关于dna分子结构的叙述中 正确的是 a dna分子的任一条链中a t g c b 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分子的两条链上的a与t通过氢键连接 解题指导 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 这个磷酸基只与一个脱氧核糖相连 其余的磷酸都与两个脱氧核糖直接相连 答案 d dna分子的复制 1 dna分子复制 半保留复制 续表 2 dna半保留复制的实验证据 1 方法 同位素示踪技术及密度梯度离心法 2 实验过程 以含15nh4cl的培养液来培养大肠杆菌 让大肠杆菌繁殖几代 再将大肠杆菌转移到14n的普通培养液中 然后 在不同时刻收集大肠杆菌并提取dna 进行密度梯度离心 记录不同质量的dna在离心管中的位置及比例 3 结论 dna分子复制为半保留复制 易错易混 dna复制需要解旋酶和dna聚合酶 还需要rna聚合酶 因为dna聚合酶只能将单个的核苷酸连接到已存在的dna链 不能从头开始 所以必须先由rna聚合酶合成一段rna引物 再由dna聚合酶合成新的dna链 突破题2 2010年惠州二模 双选 关于图3 2 1的 dna分子片段的说法中 正确的是 图3 2 1 a dna限制酶 dna连接酶 dna聚合酶均可作用于 处 而dna解旋酶可作用于 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 c 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 解题指导 处是磷酸二酯键 dna限制酶 dna连接酶 dna聚合酶均可作用于磷酸二酯键 真核生物的遗传物质是dna 细胞内含有8种核苷酸 双链dna中 a g c t 的比例等于1 dna的特异性表现在 a t c g 所占的比例 复制n代后 只有一个dna分子含有15n 占总数的1 2n 答案 ad 基因与染色体 dna 性状 遗传信息之间的关 系 1 对基因的理解 基因是具有遗传效应的dna片段 是决定生物性状的遗传物质的基本单位 基因中脱氧核苷酸的排列 顺序代表生物的遗传信息 遗传效应是指基因具有复制 转录 翻译 重组和突变以及调控等功能 2 对基因 dna 染色体 性状 遗传信息之间关系的理 解 1 dna的主要载体是染色体 也存在于线粒体和叶绿体 原核细胞存在于拟核和质粒中 dna的复制导致染色体的复制 dna复制结果出现了染色单体 2 染色质 体 主要由dna和蛋白质组成 染色体与染色质是同一物质在不同时期的两种状态 在研究细胞分裂中的染色体行为时才将两个概念加以区分 而计算数目时两者没有区别 3 dna作为遗传物质 是通过基因来控制生物性状 基因通过控制蛋白质的结构 直接 和酶的合成 间接 来控制生物性状 4 遗传性状是作为表现型显示出来的各种遗传性质 即生 物的形态特征或生理特性 其主要体现者是蛋白质 5 基因的表达反映在生物的个体发育中 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 6 遗传信息是基因 或dna 中碱基 脱氧核苷酸 的排列顺序 并不是dna分子上所有的脱氧核苷酸的排列顺序 突破题3 下列关于生物体内基因 dna与染色体的说法 中 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 解题指导 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 一 dna分子中碱基的计算方法与规律1 方法 规律总结 利用碱基互补配对原则计算碱基比例 碱基数量等相关知识是高考的重要考点 应用的计算公式就是a t g c 有关 的方法 规律如下 1 在双链dna分子中 a t g c a g t c a g t c 1 即嘌呤总数 嘧啶总 数 a g t c a c t g a g t c a c t g 1 即dna分子中任一非互补碱基之和相等 且占dna碱基总数的50 上述 在不同物种中无种的特异性 2 在dna两互补链之间 a1 g1 t1 c1 t2 c2 a2 g2 即一条链的 a g t c 与另一条链的比值互为倒数 a1 t1 g1 c1 a2 t2 g2 c2 a总 t总 g总 c总 即互补碱基之和在一条链上 在互补链上 在整个dna分子中所占比例相同 此比例在不同dna分子中 可有特异性 a总 1 2 a1 a2 同理c g t都有同样规律 2 实例 1 已知双链dna分子碱基的对数或某碱基的个数 求4种 碱基的比例 演绎题1 一个dna分子的一条链上 腺嘌呤比鸟嘌呤多40 两者之和占dna分子碱基总数的24 则该dna分子的另 一条链上 胸腺嘧啶占该链碱基数目的 a 44 b 24 c 14 d 28 解题指导 画出dna简图 如图3 2 2所示 图3 2 2 依题意 列出等量关系 a1 g1 40 a1 1 4g1 g1 而 a1 g1 24 a1 g1 48 200 联立 得 a1 28依 等量代换 有 t2 a1 28 即该dna分子的另一条链上的胸腺嘧啶占该链碱基数目的28 答案 d 演绎题2 含有2000个碱基的dna 每条单链上的碱基 排列方式有 a 42000个b 41000个c 22000个d 21000个 解题指导 每条单链上有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 所以每条单链上的碱基排列方式为41000个 用4n n为碱基数 计算 2 已知双链dna中g c占的比例和一条链a占的比例 求另一条链a占的比例 答案 b 演绎题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 26 b 24 c 14 d 11 解题指导 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 则对应链中的a 54 28 26 3 已知双链dna分子中a t占一定比例 其中一条链上c占该链一定比例 求另一条链上的c占另一条链的比例 答案 a 演绎题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 解题指导 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 4 求双链dna中四种碱基的比例 答案 c 演绎题5 下列哪项对双链dna分子的叙述是正确的 a 若一条链a和t的数目相等 则另一条链a和t的数目不相等b 若一条链g的数目为c的2倍 则另一条链g的数目为c的2倍c 若一条链的a t g c 1 2 3 4 则另一条链相应的碱基比为2 1 4 3d 若一条链的a t g c 1 2 3 4 则另一条链相应的碱基比为1 2 3 4 解题指导 dna双链碱基遵循碱基互补配对原则 即a与t配对 g与c配对 若dna的一条链中a t 那么其互补链中必定是t a 若一条链中g 2c 由于其互补链中c与g分别等于已知链中的g与c 因此互补链中的g 1 2c 若已知链中的a t g c 1 2 3 4 根据碱基互补配对原则 其互补链中相对应的碱基应是已知链中的t a c g 碱基比为2 1 4 3 5 求双链dna分子中某一碱基的最大值 答案 c 演绎题6 分析一个dna分子时 发现30 的脱氧核苷酸含有腺嘌呤 由此可知 该分子中一条链上的鸟嘌呤含量的最 大值可占此链碱基总数的 a 20 b 30 c 40 d 70 解题指导 双链dna分子中a 30 t也占30 a t 60 则g c 40 推知每一单链中的g c占单链的40 其中一条单链的g最多占40 答案 c 二 dna半保留复制的有关计算 1 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 2 与dna复制有关的碱基计算 1 dna复制与有丝分裂 演绎题7 现将含有两对同源染色体且核dna都已用32p标记的一个细胞 放在不含32p的培养基中培养 若该细胞连续进行4次有丝分裂 则含32p的子细胞数量最少和最多分别 是 不考虑交叉互换 a 2 16 b 2 8c 4 8d 4 16 解题指导 4条被32p标记的dna 经复制4次后产生64条子代dna 其中有8条dna被32p标记 按染色体的随机组合 8条dna可以全部分到2个细胞中 也可分到8个细胞中 答案 b 2 dna分子复制后某种碱基数量的计算若某dna分子含某碱基a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 a 2n 1 个 连续复制n次 所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为a 2n 1 第n次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为a 2n 1 a 7 a m b 8 a m c 7 a 2 m d 8 2a m 解题指导 第一步计算出该dna分子中胸腺嘧啶脱氧核苷酸数目 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 答案 c 为 演绎题8 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 三 根据dna指纹图谱 判断基因位于什么染色体上dna指纹图谱法是通过用限制性内切酶切割和与特异的核心探针杂交取得不同大小的dna片段的多点区带图谱 并经与另一个体的dna图谱比较以评价其相似性的技术 这种技术已广泛地应用于法医和亲子鉴定 通过dna指纹图谱 也可分析判断基因位于什么染色体上 演绎题9 下表是一对夫妇和几个子女的简化dna指纹图 谱 据此判断 下列选项不正确的是 a 基因 和基因 可能位于同源染色体上b 基因 与基因 可能位于同一条染色体上c 基因 可能位于x染色体上d 基因 可能位于y染色体上 解题指导 父亲具有基因 但儿子不具有基因 所以基因 不可能位于y染色体上 而女儿1具有基因 女儿2不具有基因 说明基因 可能位于常染色体上 答案 d 1 2011年佛山质检 下列有关dna的叙述中 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 蛋白质合成的直接模板是mrna dna复制是边解旋边复制 答案 a 2 2011届惠州三模 对绿色植物细胞某细胞器组成成分进行分析 发现a t c g u五种碱基的相对含量分别约为35 0 30 20 15 则该细胞器能完成的生理活动是 a 吸收氧气 进行有氧呼吸b 发出星射线 形成纺锤体c 结合mrna 合成蛋白质d 吸收并转换光能 完成光合作用 解析 在a t c g u五种碱基的相对含量