高考生物大一轮复习 高考预测 第六部分 基因的本质和表达 6.2 DNA分子的结构、复制和基因的本质课件.ppt

第2课dna分子的结构 复制和基因的本质 考点一dna分子的结构和相关计算 重点探究型 核心知识回顾1 dna分子的结构 1 元素组成 c h o n p 2 基本单位 脱氧核糖核苷酸 胸腺嘧啶 腺嘌呤 3 平面结构 基本骨架 交替连接而成的反向平行长链 4 空间结构 规则的 结构 磷酸 脱氧核糖 碱基互补配对 a t g c c g t a 双螺旋 2 dna分子的特性 1 相对稳定性 dna分子中 交替连接的方式不变 两条链间 的方式不变 2 多样性 不同的dna分子中 数目不同 排列顺序多种多样 若某dna分子中有n个碱基对 则排列顺序有 种 磷酸和脱氧核糖 碱基互补配对 脱氧核苷酸 4n 3 特异性 每种dna分子都有区别于其他dna分子的特定的 代表了特定的遗传信息 碱基对排列顺序 3 碱基互补配对原则及相关计算 dna碱基互补配对原则是指在dna分子形成碱基对时 a一定与t配对 g一定与c配对的一一对应关系 推论如下 1 双链dna分子中嘌呤总数与嘧啶总数相等 即a g t c 简记 dna分子中两个非互补碱基之和是dna分子总碱基数的一半 2 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 则 a1 t1 a2 t2 n 所以a t a1 a2 t1 t2 n 简记为 配对的两碱基之和在单 双链中所占比例相等 3 双链dna分子中 非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数 设双链dna分子中 一条链上 m 则 m 互补链中 简记为 dna两条互补链中 不配对两碱基之和的比值乘积为1 4 双链dna分子中 若 b 则 特别提醒 1 dna初步水解产物是4种脱氧核苷酸 彻底水解产物是磷酸 脱氧核糖和4种含氮碱基 2 相邻的碱基在dna分子的一条单链中通过 脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖 相连接 在dna的双链之间通过 氢键 相连接 3 如果已知a占双链的比例为c 则a1 单链的比例无法确定 但是可以求出其最大值为2c 最小值为0 4 不同生物的dna分子中互补配对的碱基之和的比值不同 即 a t c g 的值不同 高考探究归纳 高考典题示例 2016 上海高考 在dna分子模型的搭建实验中 若仅用订书钉将脱氧核糖 磷酸 碱基连为一体并构建一个含10对碱基 a有6个 的dna双链片段 那么使用的订书钉个数为世纪金榜导学号77982126 a 58b 78c 82d 88 解题指南 1 关键知识 脱氧核糖 磷酸 碱基的连接方式 碱基对的连接方式 2 隐含信息 a t对含2个氢键 g c对含3个氢键 解析 选c 构成一个脱氧核苷酸需要2个订书钉 20个脱氧核苷酸总共需要40个订书钉 一条dna单链需要9个订书钉连接10个脱氧核苷酸 两条链共需要18个订书钉 a t之间有2个氢键 g c之间有3个氢键 已知a有6个 则可知有6个a t 4个g c 双链间的氢键数共有6 2 4 3 24个 总共需要订书钉40 18 24 82个 高考母题变式 变式1碱基数目计算上题中dna片段 鸟嘌呤占dna单链的最大比例是 变式2dna稳定性分析dna分子中g c碱基对含量越高 结构稳定性越大的原因是什么 40 a和t之间有2个氢键 c和g之间有3个氢键 所以dna 分子中g c碱基对含量越高 其结构稳定性相对越大 备考方法规律 dna结构的记忆技巧下图表示dna的一个基本单位 通过典型的数字记忆dna的组成 3 三种物质 表示 表示 表示含氮碱基 4 四种碱基对应四种脱氧核苷酸 5 五种元素 含 含 含 磷酸 脱氧核糖 c h o p n 高考角度全练角度1碱基互补配对及相关计算1 2017 济南模拟 20世纪50年代初 查哥夫对多种生物dna做了碱基定量分析 发现 a t c g 的比值如下表 结合所学知识 你认为能得出的结论是 a 猪的dna结构比大肠杆菌dna结构更稳定一些b 小麦和鼠的dna所携带的遗传信息相同c 小麦dna中 a t 的数量是鼠dna中 c g 数量的1 21倍d 同一生物不同组织的dna碱基组成相同 解析 选d 大肠杆菌dna中 a t c g 的比值小于猪的 说明大肠杆菌dna所含c g碱基对的比例较高 而c g碱基对含三个氢键 因此大肠杆菌dna稳定性高于猪的 故a项错误 虽然小麦和鼠的 a t c g 比值相同 但不能代表二者的碱基序列与数目相同 故b c项错误 同一生物的不同组织所含dna的碱基序列是相同的 因此dna碱基组成也相同 故d项正确 2 2017 天津模拟 已知某dna分子中 g与c之和占全部碱基总数的35 8 其中一条 链 子链中t与c分别占该链碱基总数的32 9 和17 1 则在 链的互补链 链 中 t和c分别占 链 碱基总数的 世纪金榜导学号77982127a 32 9 和17 1 b 31 3 和18 7 c 18 7 和31 3 d 17 1 和32 9 解析 选b 由于整个dna分子中g c 35 8 则每条链中g c 35 8 a t 64 2 由于 链中t与c分别占 链碱基总数的32 9 和17 1 由此可以求出 链中g 18 7 a 31 3 则其互补链 链中t和c分别占 链碱基总数的31 3 和18 7 角度2dna的结构与特性3 2017 邯郸模拟 下面关于dna分子结构的叙述中 错误的是 a 每个双链dna分子含有4种脱氧核苷酸b 每个核糖上均连接着1个磷酸和1个碱基c 每个dna分子的碱基数 磷酸数 脱氧核糖数d 双链dna分子中的一段若含有40个胞嘧啶 就一定会同时含有40个鸟嘌呤 解析 选b dna分子的基本组成单位是脱氧核苷酸 每个dna分子中通常都会含有4种脱氧核苷酸 在dna分子中 一般情况下每个脱氧核糖上连接2个磷酸和1个碱基 1分子脱氧核苷酸由1分子碱基 1分子磷酸和1分子脱氧核糖组成 因此dna中碱基数 磷酸数 脱氧核糖数 双链dna分子中胞嘧啶与鸟嘌呤进行碱基互补配对 二者数量相同 因此该dna分子片段上有40个鸟嘌呤 4 2017 芜湖模拟 如图表示一个dna分子的片段 下列有关表述正确的是 a 代表的物质中储存着遗传信息b 不同生物的dna分子中 的种类无特异性c 转录时该片段的两条链都可作为模板链d dna分子中a与t碱基对含量越高 其结构越稳定 解析 选b 遗传信息储藏在4种脱氧核苷酸的排列顺序之中 单个核苷酸不能储存遗传信息 a项错误 不同生物的dna均由4种脱氧核苷酸 组成 故 的种类无特异性 b项正确 转录时以其中的一条链为模板 c项错误 由于c与g碱基对含3个氢键 所以c与g碱基对含量越高 dna结构越稳定 d项错误 加固训练 1 2017 榆林模拟 1953年沃森和克里克构建了dna双螺旋结构模型 其重要意义在于 证明dna是主要的遗传物质 确定dna是染色体的组成成分 发现dna如何储存遗传信息 为dna复制机制的阐明奠定基础a b c d 解析 选d 噬菌体侵染细菌的实验 肺炎双球菌的转化实验和烟草花叶病毒相关实验证明了dna是主要的遗传物质 故 错误 沃森和克里克构建dna双螺旋结构模型之前 就已经明确了染色体的组成成分 故 错误 根据dna双螺旋结构模型中脱氧核苷酸的排列顺序 可以发现dna是如何储存遗传信息的 故 正确 他们在构建了dna双螺旋结构模型的基础上 也对dna复制进行了描述 故 正确 2 2014 山东高考 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 解题指南 解答本题的关键 1 根据碱基互补配对的原则 推出坐标中纵轴与横轴之间的关系 2 借助特殊值法判断 解析 选c 本题主要考查对dna分子碱基互补配对原则的理解 双链dna分子中 a c t g 一定等于1 故a项错误 当一条链中 a1 c1 t1 g1 1时 其互补链中存在 a2 c2 t2 g2 t1 g1 a1 c1 1 b项错误 在dna分子中 存在 a1 t1 g1 c1 a2 t2 g2 c2 a t g c 故c项正确 d项错误 3 2017 大同模拟 下图是dna分子结构模式图 请据图回答下列问题 1 组成dna的基本单位是 2 图中1 2 6的名称依次为 3 图中8表示的是 在双链dna分子中 嘌呤与嘧啶之间的数量关系可表示为 4 由于解旋酶的作用使 断裂 两条扭成螺旋的双链解开 若4是胞嘧啶 则3是 5 上述dna分子彻底水解得到的产物是 a 脱氧核糖 核糖和磷酸b 脱氧核糖 碱基和磷酸c 核糖 碱基和磷酸d 核糖核苷酸 碱基和磷酸 解析 1 组成dna的基本单位是脱氧核苷酸 1个脱氧核苷酸分子由1分子磷酸 1分子脱氧核糖 1分子含氮碱基 a t g c 组成 3 dna分子由两条链组成 这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构 图中8表示一条脱氧核苷酸链的片段 在双链dna分子中嘌呤数与嘧啶数相等 4 在dna分子复制过程中 由于解旋酶的作用 氢键断裂 两条扭成螺旋的双链解开 这个过程称作解旋 根据碱基互补配对原则 若4是胞嘧啶 则3是鸟嘌呤 5 dna分子初步水解后形成4种脱氧核苷酸 彻底水解得到的产物是脱氧核糖 碱基和磷酸 答案 1 5 脱氧核苷酸 2 磷酸 基团 脱氧核糖碱基对 3 一条脱氧核苷酸链的片段嘌呤数 嘧啶数 a g t c 4 7 氢键鸟嘌呤 5 b 考点二dna分子的复制 基础夯实型 核心知识回顾1 概念 以 为模板 合成子代dna的过程 2 时间 有丝分裂 减数第一次分裂前的 dna两条链 间期 间期 3 过程 能量 解旋 两条螺旋的双链 脱氧核苷酸 dna聚合酶 双螺旋结构 4 特点 1 复制方式为 2 边解旋边复制 5 意义 使 从亲代传给子代 保持了遗传信息的 半保留复制 遗传信息 连续性 6 相关计算 dna复制为半保留复制 若将亲代dna分子复制n代 其结果分析如下 1 子代dna分子数为 个 含有亲代链的dna分子数为 个 不含亲代链的dna分子数为 个 含子代链的dna分子数为 个 2 子代脱氧核苷酸链数为 条 亲代脱氧核苷酸链数为 条 新合成的脱氧核苷酸链数为 条 2n 2 2n 2 2n 2n 1 2 2n 1 2 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 经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为 个 第n次复制所需该脱氧核苷酸数为 个 m 2n 1 m 2n 1 7 利用图示法理解细胞分裂与dna复制相结合的知识 最后形成的4个子细胞有三种情况 第一种情况 4个细胞都是 第二种情况 2个细胞是 1个细胞是 1个细胞是 第三种情况 2个细胞是 2个细胞是 思维诊断 1 dna复制需要消耗能量 分析 dna复制需要atp提供能量 2 在一个细胞周期中 dna复制过程中的解旋发生在两条dna母链之间 分析 两条母链都可以作为模板 解旋发生在两条dna母链之间 3 一般情况下 dna分子能准确地进行复制 分析 由于独特的双螺旋结构作为模板 通过碱基互补配对原则进行碱基互补配对 一般情况下 dna分子能准确地进行复制 4 在有丝分裂前期 dna进行复制 分析 在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期进行dna复制 5 dna聚合酶催化两个游离的脱氧核苷酸之间的连接 分析 dna聚合酶是在模板的指导下 将单个游离的脱氧核苷酸加到dna链中 与前一个脱氧核苷酸形成磷酸二酯键 6 dna分子全部解旋后才开始进行dna复制 分析 dna复制的特点是边解旋边复制 高考角度全练角度1dna复制过程及特点1 2014 上海高考 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世纪金榜导学号77982128 解析 选d 亲本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2个dna分子只含有白色和灰色 而第二次复制得到的4个dna分子是以这2个dna分子的4条链为模板合成的 都含有黑色的dna子链 故d正确 2 2017 巢湖模拟 如图表示发生在细胞核内的某生理过程 其中a b c d表示脱氧核苷酸链 以下说法正确的是世纪金榜导学号77982129 a 此过程需要atp和尿嘧啶脱氧核苷酸b 真核细胞中此过程发生的唯一场所是细胞核c b中 a g t c 的比值一定与c中的相同d 正常情况下a d链将会分到不同的细胞中去 解析 选d 题图过程表示细胞核内的dna复制 而尿嘧啶这种碱基是rna中特有的碱基 因此不存在尿嘧啶脱氧核苷酸 a项错误 真核生物细胞中 dna复制可以发生在细胞核 线粒体和叶绿体中 b项错误 a d为亲代dna分子的模板链 b c为新形成的子链 dna分子复制过程中 形成的子链与非模板链完全相同 与模板链互补 分析图示可知 b链和d链均与a链 互补配对 因此b中 a g t c 的比值一定与d中的相同 c项错误 dna复制为半保留复制 一般发生在有丝分裂或减数分裂过程中 正常情况下a d两条模板链分别参与两个子代dna分子的组成 而这两个子代dna分子将会随着细胞分裂而分到不同的细胞中去 d项正确 角度2dna复制过程中的相关计算3 2017 鹤壁模拟 某基因 14n 含有3000个碱基 腺嘌呤占35 若该dna分子以15n同位素标记的游离脱氧核苷酸为原料复制3次 再将全部复制产物置于试管内离心 进行密度分层 得到的结果如图甲 然后加入解旋酶再离心 得到的结果如图乙 则下列有关分析正确的是 a x层中的基因只含14n标记 y层中的基因只含15n标记b w层中含15n标记的胞嘧啶3150个c w层与z层的核苷酸数之比为1 4d x层中含有的氢键数是y层的3倍 解析 选b x层中的基因中含14n标记和15n标记 y层中的基因只含15n标记 a错误 w层中含15n标记的胞嘧啶 450 7 3150个 b正确 w层与z层的核苷酸数之比为 8 2 2 2 7 1 c错误 x层中的基因含14n标记和15n标记 共有2个dna分子 而y层中的基因只含15n标记 共有6个dna分子 所以y层中含有的氢键数是x层的3倍 d错误 4 2017 天津七校联考 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培养基中连续复制4次 其结果可能是 a 含有14n的dna占100 b 复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸640个c 含15n的链占1 8d 子代dna中嘌呤与嘧啶之比是2 3 解析 选a 在14n培养基中连续复制4次 得到24 16个dna分子 32条链 其中含14n的dna占100 含15n的链有2条 占1 16 a项正确 c项错误 根据已知条件 每个dna分子中腺嘌呤脱氧核苷酸有 100 2 60 2 2 40个 复制过程中消耗a为40 24 1 600个 b项错误 每个dna分子中嘌呤和嘧啶互补相等 两者之比是1 1 d项错误 方法技巧 图解dna分子的半保留复制 角度3dna复制与细胞分裂5 2017 长沙模拟 用32p标记了玉米体细胞 含20条染色体 的dna分子双链 再将这些细胞转入不含32p的培养基中培养 在第二次细胞分裂完成后每个细胞中被32p标记的染色体条数是 a 0条b 20条c 大于0条小于20条d 以上都有可能 解析 选d 第一次细胞分裂完成后形成的细胞中 dna双链均是一条链含有32p 另一条链不含32p 第二次细胞分裂的间期 染色体复制后每条染色体上都是一条染色单体含32p 一条染色单体不含32p 有丝分裂后期 姐妹染色单体分离 如果含32p的20条染色体同时移向细胞的一极 不含32p的20条染色体同时移向细胞的另一极 则产生的子细胞中被32p标记的染色体条 数分别是20条和0条 如果移向细胞两极的20条染色体中既有含32p的 也有不含32p的 则形成的子细胞中被32p标记的染色体条数大于0条小于20条 易错提醒 本题易错选b 错因在于未能全面分析着丝点分裂后染色体的移动情况 染色体着丝点分裂后形成的两条子染色体移向哪一极是 随机 的 故移向同一极的染色体其双链dna所带的放射性状况应由每条染色体的两条染色单体如何移动决定 不要将所有染色体的染色单体移动 统一 看待 6 2017 芜湖模拟 某高等动物的一个细胞中dna分子的双链均被32p标记 不考虑细胞质dna 将其放在含31p的细胞培养液中培养 正确的是 a 若该细胞进行有丝分裂 则完成一个细胞周期后产生的子细胞100 含有32pb 若该细胞进行无丝分裂 则产生的子细胞均不含32p c 若该细胞是精原细胞 则其进行减数分裂产生的子细胞50 含有32pd 若该细胞为精细胞 则其增殖产生的子细胞含32p 解析 选a 依据dna分子的半保留复制 细胞进行一次有丝分裂后 子细胞内所有染色体均含有32p 细胞进行无丝分裂时 dna分子也进行复制 子细胞内也会含32p 精原细胞中dna分子经半保留复制后 产生的精细胞全部含有32p 高等动物的精细胞一般不分裂 加固训练 1 2017 衡阳六校联考 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 图 为可能的结果 下列叙述错误的是 a 子一代dna应为 b 子二代dna应为 c 子三代dna应为 d 亲代的dna应为 解析 选c 由于dna分子的复制是半保留复制 因此依据这一特点来分析 为亲代dna 为子一代dna 为子二代dna 为子三代dna 故c项错误 2 2017 龙岩模拟 果蝇的体细胞中含有8条染色体 现有一个果蝇体细胞 它每条染色体的dna双链都被32p标记 如果把该细胞放在不含32p的培养基中培养 使其连续分裂 那么将会在第几次细胞分裂中出现每个细胞的中期和后期都有8条染色体被32p标记 a 第1次b 第2次c 第3次d 第4次 解析 选b 由于dna的复制是半保留复制 在第一次有丝分裂结束后 果蝇的体细胞中均含有8条染色体 8个dna 每个dna的2条链中均含1条标记链和一条非标记链 在第二次有丝分裂时 间期复制完成时会有16个dna 但是这16个dna中 有8个dna均是含1条标记链和一条非标记链 另外8个dna均含非标记链 中期由于着丝点没有分裂 每条染色体上有2个dna 一 个dna含1条标记链和一条非标记链 另一个dna只含非标记链 所以在中期会有8条染色体有标记 后期着丝点分裂 每条染色体上的dna随着姐妹染色单体的分开而分开 形成16条染色体 其中只有8条含有标记 这8条染色体中的dna是含1条标记链和一条非标记链 故b项正确 考点三基因是有遗传效应的dna片段 基础夯实型 核心知识回顾染色体 dna 基因和脱氧核苷酸的关系 一个 或两个 脱氧核苷酸排 列顺序 教材易漏边角知识 必修2p55 本节聚焦 1 dna分子是如何携带遗传信息的 2 dna分子为什么能够携带丰富的遗传信息 遗传信息蕴藏在dna的碱基排列顺序中 碱基的种类有四种 数量较多 排列顺序多变 思维诊断 1 基因 dna 分析 基因是有遗传效应的dna片段 dna包括基因 2 一个dna上包含10 20个基因 分析 一个dna上包含很多个基因 3 基因中碱基的排列顺序代表遗传信息 分析 基因中碱基 或脱氧核苷酸 的排列顺序代表遗传信息 4 特定的碱基排列顺序构成了dna分子的特异性 分析 碱基排列顺序的千变万化 构成了dna分子的多样性 而碱基的特定的排列顺序 又构成了dna分子的特异性 5 因为碱基种类较少 所以dna的种类也较少 分析 因为碱基的排列顺序多种多样 所以dna的种类较多 高考角度全练角度1基因