高考生物总复习第3章基因的本质第2节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 高频考点突破 实验专题探究 第2 3 4节DNA分子的结构和复制 基础自主梳理 命题视角剖析 即时达标训练 基因是有遗传效应的DNA片段 基础自主梳理 一 DNA分子的结构1 DNA的化学组成 1 高分子化合物 脱氧核糖核酸的简称 2 基本单位 脱氧核苷酸 一分子 一分子 一分子含氮碱基包括 A 鸟嘌呤 G 胞嘧啶 C T 脱氧核糖 磷酸 腺嘌呤 胸腺嘧啶 2 DNA的双螺旋结构 1 两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋而成 2 外侧 和 交替连接 构成基本骨架 3 内侧 碱基按A T G C的碱基互补配对原则通过 连接 形成碱基对 思考感悟DNA的稳定性与DNA分子中碱基对的种类有关吗 提示 有关 碱基A与T之间形成两个氢键 G与C之间形成三个氢键 含氢键越多 结构越稳定 即含G C比例越大 结构越稳定 脱氧核糖 磷酸 氢键 二 DNA分子的复制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 和减数 3 条件 1 模板 两条母链 2 原料 细胞核中游离的四种脱氧核苷酸 3 能量 4 酶 解旋酶 酶 间期 第一次分裂之前的间期 ATP 聚合 4 过程解旋 在 的作用下 把两条螺旋的双链解开 以解开的 为模板 按碱基互补配对原则 合成 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 边解旋边复制 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 从亲代传递给子代 保持了 的连续性 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 解旋酶 母链 子链 半保留 遗传信息 遗传信息 遗传效应 2 每个DNA分子含有 个基因 3 DNA分子中存在不是基因的片段 2 DNA片段中的遗传信息 1 DNA分子能够储存足够量的 2 遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中 3 DNA分子的多样性源于 的多样性 4 DNA分子的特异性源于每个DNA分子的碱基的 顺序 3 基因与性状的关系基因是控制生物性状的结构单位和功能单位 多 遗传信息 碱基对排列顺序 特定的排列 高频考点突破 3 DNA分子的组成层次 4 平面结构 两条脱氧核苷酸长链反向平行 5 DNA双螺旋结构 DNA分子是由两条脱氧核苷酸长链 按反向平行 指一条链的起点为磷酸 另一条链的起点为脱氧核糖 方式盘绕成双螺旋结构 基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接而成 中间的碱基严格按碱基互补配对原则 A与T配对 G与C配对 形成碱基对 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 即时应用 随学随练 轻松夺冠 1 2011年山东青岛高三摸底 下列有关DNA结构的叙述 不正确的是 A DNA分子中的五碳糖是脱氧核糖B 双链DNA中A T等于C GC 单链DNA中A与T的数量相同D 双链DNA中 由一条链的序列可推出另一条链的序列解析 选C DNA分子中的五碳糖是脱氧核糖 根据碱基互补配对原则 双链DNA中A T C G 故A T与C G都等于1 且由一条链的序列可推出另一条链的序列 单链DNA中A与T的数量不一定相等 1 碱基互补配对原则及相关推论 1 原则 A T G C 图示为 2 推论 腺嘌呤与胸腺嘧啶相等 鸟嘌呤与胞嘧啶相等 即A T G C 嘌呤总数与嘧啶总数相等 即A G T C 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 因为A1 T2 A2 T1 则 A1 T1 A2 T2 n 3 复制所需的脱氧核苷酸数 a 2n 1 其中的a为所求的脱氧核苷酸在原来DNA 即作模板的亲代DNA 分子中的数量 n为复制次数 即时应用 随学随练 轻松夺冠 2 2011年河南郑州模拟 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占1 16D 子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是2 3 解析 选B 该DNA分子在14N培养基中连续复制4次 可得到24个DNA分子 其中含有14N的DNA分子占100 故A错 含有15N的DNA分子占2 16 因为DNA复制为半保留复制 亲代DNA分子的两条链只可能进入两个子代DNA分子中 故C错 在子代DNA分子中嘌呤与嘧啶之比是1 1 故D错 由题干可知 该DNA分子中有腺嘌呤 A 40个 依据公式 设DNA分子中某种脱氧核苷酸的个数为M 则复制n次后需游离的该脱氧核苷酸为M 2n 1 故B正确 实验专题探究 有关DNA复制方式的实验探究关于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15 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 全部杂交带 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 实战演练 专项提能 小试牛刀 含有32P或31P的磷酸 两者的化学性质几乎相同 都可以参与DNA分子的组成 但32P比31P质量大 现将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中 连续培养数代得到G0代细胞 然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养 经过第1 2次细胞分裂后 分别得到G1 G2代细胞 再从G0 G1 G2代细胞中取出DNA 经密度梯度离心后得到的结果如下图 由于DNA分子的质量不同 因此在离心管内的分布不同 若 分别表示轻 中 重三种DNA分子的位置 请回答 1 G0 G1 G2三代DNA离心后的试管分别是图中的 G0 G1 G2 2 G2代在 三条带中DNA分子数的比例是 3 图中 两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是 条带 条带 4 该G0代细胞如果连续分裂4次 形成的子细胞中 含31P与32P的DNA分子数比例为 解析 依题意 G0代细胞中的DNA为31P 31P 由于DNA分子的复制是一种半保留复制 所以G1代细胞中的DNA为31P 32P G2代细胞中的DNA分子一半为31P 32P 另一半为32P 32P 32P比31P质量大 所以31P 31P对应 31P 32P对应 32P 32P对应 分别表示DNA的两条链 假设该细胞中只有一个DNA分子 连续分裂4次形成16个DNA分子 其中两个DNA分子含31P 该DNA分子同时也含32P 故16个DNA均含32P 其比例则为2 16 1 8 答案 1 ABD 2 0 1 1 3 31P31P和32P 4 1 8 命题视角剖析 DNA分子的结构 1 解旋时 解旋酶作用于氢键处 而氢键形成时不需酶 2 每条链上相邻的脱氧核苷酸以磷酸二酯键相连 形成时需DNA连接酶或DNA聚合酶 限制酶则可破坏 或打开 此键 有关DNA分子结构的叙述 正确的是 多选 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 尝试解答 AD 解析 DNA分子包含两条单链 每条单链由4种脱氧核苷酸构成 其双螺旋结构具有以下特点 两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构 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 两条链间的碱基通过氢键互补配对 互动探究 1 DNA分子中的哪种碱基对的比例越高 DNA分子越稳定 2 DNA分子彻底水解的产物是什么 提示 1 2 脱氧核糖 磷酸 A G C T DNA复制的特点 2010年高考北京卷 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I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 尝试解答 1 多15N 15NH4Cl 2 312半保留复制 3 B半保留 不能 没有变化轻 15N 解析 科学家以大肠杆菌为实验材料 运用同位素示踪技术 设计了一个巧妙的实验 证实了DNA分子的确是以半保留的方式复制的 本题通过几组实验对这一过程进行了演绎 结合所学知识和题干的要求解答即可 对DNA复制过程中 第n次 还是 n次 复制所需某种碱基数量的计算原理不清已知DNA分子中碱基数 求复制n次与第n次所需某碱基的数目 某DNA分子中含某碱基a个 复制n次 则共需加入含该碱基的脱氧核苷酸为a 2n 1 个 因为最初亲代DNA分子做模板不需要原料 但第n次复制时所需含该碱基的脱氧核苷酸为a 2n 1 a 2n 1 1 a 2n 1 自我挑战某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 错误的是 A 在第一次复制时 需要 m A 个B 在第二次复制时 需要2 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 尝试解答 D 即时达标训练 高考热点集训 5 碱基的相关计算 1 一对同源染色体上的两个DNA分子之间最可能相同的是 A 碱基序列B 碱基数目C 碱基种类D A T G C 的比值解析 选C 因为DNA分子是由G C T A四种碱基组成 所以碱基种类相同 2 2011年厦门高三质量检查 HIV的一段RNA含碱基A19 C26 G32 通过逆转录形成的双链DNA片段中含碱基T的比例是 A 19 B 21 C 23 D 42 解析 选B 本题考查考生的计算能力 因RNA含碱基A19 C26 G32 则可计算出A U 1 58 42 则转录成RNA的DNA模板链中的A T 42 因A和T是两个互补的碱基 两个互补的碱基之和在DNA双链中所占的比例等于在任意一条链中所占的比例 所以在DNA双链中 A T 42 且A T 所以T 21 3 某生物体内的嘌呤碱基占总数的44 嘧啶碱基占总数的56 该生物不可能是 A 烟草花叶病毒B T2噬菌体C 大肠杆菌D 酵母菌解析 选B 本题考查DNA的双螺旋结构的特点 DNA双螺旋结构四种碱基有互补配对的特点 即腺嘌呤与胸腺嘧啶配对 胞嘧啶与鸟嘌呤配对 因此嘌呤之和与嘧啶之和相等 在T2噬菌体中 只有DNA一种核酸 所以嘌呤之和与嘧啶之和所占的比例应相等 各50 4 从某生物组织中提取DNA进行分析 其4种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基总数的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链对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的 A 42 B 27 C 26 D 14 解析 选C 在整个DNA分子中 G C 46 则H链中G C 46 则T 1 G C A 1 46 28 26 因此与H链对应的另一链中A占该链的26 5 2011年山东潍坊模拟 用15N标记精原细胞的一个DNA分子 并供给含14N的原料 则该细胞产生的4个精子中 含14N的有 A 1个B 2个C 3个D 4个解析 选D 减数分裂过程中 DNA只复制了一次 复制时需要的原料都含14N 所以子链DNA中都含14N 特别注意 含15N的精子数为2个 6 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 28 B 24 C