高考生物总复习 第3章 基因的本质 第2节 DNA分子的结构 第3节 DNA 的复制 第4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 dna的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的基本单位 脱氧核苷酸 腺嘌呤 胞嘧啶 3 空间结构 1 两条脱氧核苷酸长链按 方式盘旋成双螺 旋结构 反向平行 碱基 氢键 碱基互补配对原则 2 dna分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接 排列在外侧 构成基本骨架 排列在内侧 3 dna两条链上的碱基通过 相连接并按照 形成碱基对 互补配对原则为 a与t 配对 g与c配对 多样性 4 dna的特性 稳定性 特异性 1 假说与证据 二 dna的复制沃森和克里克的假说 半保留复制 实验材料材料 大肠杆菌及方法方法 放射性同位素标记法 结论 dna复制是以半保留方式进行 间期 间期 半保留复制 2 dna分子的复制 解旋 螺旋双链 脱氧核苷酸 dna聚合酶 碱基互补配对 遗传效应 排列顺序 线性 dna 三 基因是有遗传效应的dna片段1 基因的实质 基因是有 的dna片段 2 基因与dna的关系 一个dna分子上有许多基因 3 基因与遗传信息 基因中脱氧核苷酸的 称为遗传信息 dna分子能够储存足够量的遗传信息 4 基因与染色体的关系 基因在染色体上呈 排列 5 生物体多样性和特异性的物质基础是 分子的多样性和特异性 判断正误 1 dna有氢键 rna没有氢键 2 hiv的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸 3 dna单链上相邻碱基以氢键相连 4 磷酸与脱氧核糖交替连接构成dna链的基本骨架 5 沃森和克里克提出的dna双螺旋结构中嘧啶数不等于 嘌呤数 答案 1 2 3 4 5 考点一 dna分子的结构及基因 1 结构层次 2 dna分子的结构模式图解读 图1 图2 1 由图1可解读以下信息 2 图2是图1的简化形式 其中 是磷酸二酯键 是氢键 解旋酶作用于 部位 限制性核酸内切酶和dna连接酶作用于 部位 3 综合分析 可获得以下信息 dna分子具有多样性 若一段dna分子由n个碱基对组成 每一位置都有a t c g四种可能性 则共有4n种碱基排列顺序 dna分子具有特异性 每个dna分子都有其特定的碱 基排列顺序 蕴藏着特定的遗传信息 dna分子具有稳定性 dna分子中磷酸与脱氧核糖 交替连接方式不变 两条链间碱基互补配对方式 不变 dna分子结构的 五 四 三 二 一 3 双链dna分子中碱基的计算规律 1 互补的两个碱基数量相等 即a t c g 2 任意两个不互补的碱基数量之和占碱基总数的50 即嘌呤之和 嘧啶之和 总碱基数 50 a g t c a c t g a t c g 50 a gt c a c 1 t g 3 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 所以a t a1 a2 t1 t2 n n 2 n 简记为 配对的两碱基之和在单 双链中所占比例相等 4 基因的本质 并非所有的dna分子都遵循碱基互补配对原 则 1 双链dna分子中嘌呤数 嘧啶数 遵循碱基互补配对 原则 2 单链dna分子中不遵循碱基互补配对原则 嘌呤数和 嘧啶数不一定相等 有关碱基计算的 三步曲 高考探究 考向1 dna的基本组成单位 脱氧核苷酸 例1 由1分子的磷酸 碱基m和化合物a构成了化合物b 如下图所示 下列相关叙述中正确的是 a 若m为胸腺嘧啶 则b可能为核糖核苷酸b 组成dna的m和b分别有4种 4种c 若atp水解可形成b 则a为脱氧糖核d 若a为核糖 则b是dna的基本单位 解析 图中a为五碳糖 m为含氮碱基 b为核苷酸 若m为胸腺嘧啶 则b为胸腺嘧啶脱氧核苷酸 组成dna的m碱基有4种 组成dna的b脱氧核苷酸有4种 dna中的五碳糖为脱氧核糖 atp水解形成的b为腺嘌呤核糖核苷酸 a为核糖 若a为核糖 则b是核糖核苷酸 是构成rna的基本单位 答案 b 考向2 dna分子的结构 例2 2015年上海卷 在双螺旋dna模型搭建实验中 使用代表氢键的订书钉将代表四种碱基的塑料片连为一体 为了 逼真起见 a与t之间以及c与g之间最好分别钉 a 2和2个钉c 3和2个钉 b 2和3个钉d 3和3个钉 解析 a与t之间形成2个氢键 g与c之间形成3个氢键 由此可推知a与t之间最好钉两个图钉 c与g之间最好钉3个图钉 答案选b 答案 b 考向3 双链dna分子中碱基的计算规律 例3 2014年山东卷 某研究小组测定了多个不同双链dna分子的碱基组成 根据测定结果绘制了dna分子的一条单链与其互补链 一条单链与其所在dna分子中碱基数目比 值的关系图 下列正确的是 a b c d 解析 dna分子中 a c t g 应始终等于1 一条单链中 a c t g 与其互补链中 a c t g 互为倒数 一条单链中 a c t g 0 5时 互补链中 a c t g 2 一条单链中 a t g c 与其互补链中 a t g c 及dna分子中 a t g c 都相等 答案 c 考点练透 1 下列有关染色体 dna 基因 脱氧核苷酸的说法 不正确的是 a 基因一定位于染色体上b 核基因在染色体上呈线性排列c 四种脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了基因的多样性和特异性d 一条染色体上含有1个或2个dna分子答案 a 2 2016年广东广州模拟 下列对果蝇某基因的叙述 正确 的是 a 在复制时 不会出现差错b 一条脱氧核苷酸链中 相邻的a t碱基均以氢键连接c 全部碱基中 若c占30 则a占20 d 转录出的mrna只能指导一条肽链的合成 解析 dna分子在复制时可能会出现差错 a错误 一条脱氧核苷酸链中 相邻的a t碱基以 脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖 连接 b错误 由于双链dna分子中 a与t配对 g与c配对 因此a c t g 50 如果c占30 则a占20 c正确 一条mrna可以合成多条肽链 d错误 答案 c 考点二 dna分子的复制 1 生物体中dna分子复制的场所 真核生物 细胞核 主要场所 叶绿体 线粒体原核生物 拟核 细胞质 如质粒中dna的复制 dna病毒 宿主细胞内2 时间 发生于细胞分裂或病毒增殖时 真核生物dna复制发生于有丝分裂间期及减数分裂的第一次分裂的间期 3 dna分子的复制 4 与dna复制相关的计算 1 子代dna分子数 2n个 无论复制多少次 含15n的dna分子始终是2个 含14n的有2n个 只含14n的有 2n 2 个 做题时应看 准是 含 还是 只含 2 子代dna分子的总链数 2n 2 2n 1条 无论复制多少次 含15n的链始终是2条 做题时应看 准是 dna分子数 还是 链数 含14n的链数是 2n 1 2 条 3 消耗的脱氧核苷酸数 若一亲代dna分子含有某种脱氧核苷酸m个 则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸为m 2n 1 个 若进行第n次复制 则需消耗该脱氧核苷酸数为m 2n 1 个 巧借模式图解答与dna复制有关问题 学会画dna分子半保留复制图解有助于理解dna的相关 计算规律 如下图所示 高考探究 考向1 dna复制的过程及特点 例1 2014年上海卷 某亲本dna分子双链均以白色表示 以灰色表示第一次复制出的dna子链 以黑色表示第二次复制出的dna子链 该亲本双链dna分子连续复制两次后的产 物是 a b c d 解析 亲代dna双链用白色表示 dna复制方式是半保留复制 因此复制一次后得到的两个dna分子只含有白色和灰色 而第二次复制得到的四个dna分子以这两个dna分子的四条链为模板合成的四个dna分子中 都含有黑色的dna子链 答案 d 考向2 dna复制过程中的相关计算 例2 2015年上海卷 若n个双链dna分子在第i轮复制结束后 某一复制产物分子一条链上的某个c突变为t 这样在随后的各轮复制结束时 突变位点为at碱基对的双链dna 分子数与总dna分子数的比例始终为 解析 n个dna分子第i轮复制结束后 得到的dna分子数为n 2i 在此基础上复制一次得到的dna分子的总数为n 2i 1 其中以变异的dna分子为模板复制一次 得到一个变异的dna分子和一个正常的dna分子 由此可推知突变位点为at碱基对的双链dna分子数与总dna分子数的比例 1 n 2i 1 答案 c 考向3 dna复制与细胞分裂综合考查 例3 2016年新课标卷 某种物质可插入dna分子两条链的碱基对之间 使dna双链不能解开 若在细胞正常生长 的培养液中加入适量的该物质 下列相关叙述错误的是 a 随后细胞中的dna复制发生障碍b 随后细胞中的rna转录发生障碍c 该物质可将细胞周期阻断在分裂中期d 可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用 解析 该物质可插入dna分子两条链的碱基对之间 使dna双链不能解开 说明该物质会阻碍dna分子的解旋 因此会阻碍dna分子的复制 转录和抑制细胞增殖 a b d三项均正确 因dna分子的复制发生在间期 所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期 c项错误 答案 c 考点练透 3 下图为真核细胞dna复制过程示意 据图分析 下列 相关叙述中错误的是 a 由图示得知 子链是沿着一定方向延伸的 b 合成两条子链时 dna聚合酶移动的方向是相反的c 细胞内的dna复制场所有细胞核 叶绿体 线粒体d 解旋需解旋酶及dna聚合酶的催化 且需要消耗atp解析 由题图可知 a b正确 细胞内的dna分布在细胞核 线粒体和叶绿体中 这三个结构都可以进行dna复制 解旋不需要dna聚合酶参与 答案 d 4 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 导学号57130047 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复制的特点是半保留复制 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 5 一个双链均被32p标记的dna由5000个碱基对组成 其中腺嘌呤占20 将其置于只含31p的环境中复制3次 下 列叙述不正确的是 a 该dna分子中含有氢键的数目为1 3 104个b 复制过程需要2 4 104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸c 子代dna分子中含32p的单链与含31p的单链之比为1 7d 子代dna分子中含32p与只含31p的dna分子数之比为1 3 解析 据dna分子中的a占30 可知t占30 c占20 g占20 当其中的g全部被7 乙基化后 新复制的两个dna分子中如果一个dna分子中的t占总数的45 则另一个dna分子中的t占35 但g的比例不变 答案 b 1 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效率 解析 由图可看出 此段dna分子有三个复制起点 但 多个复制起点并不一定是同时开始的 答案 a 2 果蝇一个精原细胞中的一个核dna分子用15n标记 在正常情况下 其减数分裂形成的精子中 含有15n的精子数 占 b 1 8d 1 2 a 1 16c 1 4答案 d 3 5 bru 5 溴尿嘧啶 既可以与a配对 又可以与c配对 将一个正常的有分裂能力的细胞 接种到含有a g c t 5 bru五种核苷酸的适宜培养基上 至少需要经过几次复制后 才能实现细胞中某dna分子某位点上碱基对从t a到g c 的替换 导学号57130048 a 2次 b 3次 c 4次 d 5次 解析 设b代表5 bru 第1次复制可实现a b 第2次复制可实现b c 第3次复制可实现c g 即至少经过3次复制后 可以实现碱基对从t a到g c的替换 答案 b 4 取小鼠睾丸中的一个精原细胞 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完成减数分裂过程 下列有关叙述正确的 是 a 初级精母细胞中每条染色体的两条染色单体都被标记b 次级精母细胞中每条染色体都被标记c 只有半数精细胞中有被标记的染色体d 所有精细胞的全部染色体中 被标记的染色体数与未被标记的染色体数相等 解析 一个精原细胞在含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后 形成的子细胞中每条染色体的dna分子中都只有一条单链被标记 将该子细胞放在不含放射性标记的培养基中完成减数分裂过程中 初级精母细胞中每条染色体上只有一条染色单体被标记 在减数第二次分裂后期 次级精母细胞中只有一半染色体被标记 由于在减数第二次分裂后期着丝点分裂后 被标记的染色体和未被标记的染色体进行随机结合后移向细胞两极 因此 含被标记的染色体的精细胞占全部精细胞的比例不能确定 但所有精细胞的全部染色体中有一半染色体是被标记的 答案