2022届高考生物一轮复习第6单元遗传的分子基础第2讲DNA分子的结构复制与基因的本质教案新人教版必修2202103101180.doc
2022届高考生物一轮复习第6单元遗传的分子基次件+教案打包8套新人教版必修2
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2022届高考生物一轮复习第6单元遗传的分子基次件+教案打包8套新人教版必修2,文本
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第2讲dna分子的结构、复制与基因的本质1.dna分子结构的主要特点()2.基因的概念()3.dna分子的复制()1.dna的结构决定dna的功能(生命观念)2.建立dna分子双螺旋结构模型(科学思维)3.验证dna分子通过半保留方式进行复制(科学探究)考点一dna分子的结构和基因的本质1dna分子的结构2dna分子的特性(1)相对稳定性：dna分子中磷酸和脱氧核糖交替连接的方式不变，两条链间碱基互补配对的方式不变。(2)多样性：不同的dna分子中脱氧核苷酸数目不同，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4n种。(3)特异性：每种dna分子都有区别于其他dna的特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。3基因的本质(1)染色体、dna、基因和脱氧核苷酸的关系(2)基因与碱基的关系遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中，构成基因的碱基数小于(填“大于”“小于”或“等于”)dna分子的碱基总数。(人教版必修2 p58“科学技术社会”)如何获得dna指纹图谱？该技术有哪些应用？提示：(1)应用dna指纹技术，首先需要用合适的酶将待检测的样品dna切成片段，然后用电泳的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列步骤，最后形成dna指纹图。(2)由于每个人的dna指纹图是独一无二的，所以我们可以根据分析指纹图的吻合程度来帮助确认身份。因而此技术被广泛应用于刑侦领域、亲子鉴定、遗骸鉴定等。1沃森和克里克研究dna分子的结构时，运用了构建物理模型的方法。()2dna分子一条链上的相邻碱基通过磷酸脱氧核糖磷酸相连。()提示：一条链上相邻的碱基通过脱氧核糖磷酸脱氧核糖相连。3dna分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关。()提示：dna的空间结构都是双螺旋结构，与多样性和特异性无关。4dna分子中g和c所占的比例越大，其稳定性越低。()提示：g和c之间有三个氢键，a和t之间有两个氢键，因此，dna分子中g和c所占的比例越大，稳定性越高。5基因研究最新发现表明，人与小鼠的基因约80%相同，则人与小鼠dna碱基序列相同的比例也是80%。 ()提示：基因是有遗传效应的dna片段，dna中还有大量的非基因序列，故无法确定相同比例是多少。1基因的本质是_。提示：具有遗传效应的dna片段2基因是碱基对随机排列成的dna分子片段吗？为什么？_。提示：基因不是碱基对随机排列成的dna分子片段。在自然选择过程中，大部分随机排列的脱氧核苷酸序列控制的性状，因生物不能成活，而被淘汰掉了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agtc。简记为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a1t1n%，则a1t1a2t2n%，所以ata1a2t1t2n%。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互为倒数，乘积为1。4双链dna分子中，若b%，则%。根据dna的下列两模型思考回答：图1图2(1)由图1可知，每个dna分子片段中，游离磷酸基团含有2个。单链中相邻碱基通过脱氧核糖磷酸脱氧核糖连接。互补链中相邻碱基通过氢键连接。(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。考查dna分子的结构及特点1右图为dna分子部分结构示意图，以下叙述正确的是 ()a若a链中at占48%，则b链中at占52%b是一个鸟嘌呤脱氧核苷酸ca链、b链的方向相反，骨架是磷酸和脱氧核糖相间排列d基因就是一段包含一个完整的遗传信息的有功能的dna片段c图示dna分子中a与t配对，若a链中at占48%，则b链中at也占48%；图中不能构成一个完整的脱氧核苷酸；dna分子中a链、b链的方向相反，磷酸和脱氧核糖相间排列构成其基本骨架；基因就是一段有遗传效应的dna片段，遗传信息是指dna分子中脱氧核苷酸的序列，只有dna分子才包含完整的遗传信息。2(2020湖北名校联盟)利用dna指纹技术进行亲子鉴定具有极高的准确率，下列不能作为该项技术的科学依据的是()a基因在染色体上呈线性排列b不同dna分子具有特定的碱基排列顺序c同一个体不同体细胞中的核dna是相同的d子代的染色体一半来自父方一半来自母方a无论是否有亲子关系，真核生物的核基因在染色体上都呈线性排列，不能作为亲子鉴定的依据，a符合题意；不同dna分子具有特定的碱基排列顺序，故dna具有特异性，可以作为亲子鉴定的依据，b不符合题意；同一个体不同体细胞是由有丝分裂而来的，故核dna是相同的，可以作为亲子鉴定的依据，c不符合题意；子代的染色体一半来自父方一半来自母方，即核dna一半来自父方，一半来自母方，携带父母双方的遗传物质，故可以作为亲子鉴定的依据，d不符合题意。故选a。考查基因的本质及与dna和染色体的关系3(2020重庆一模)下列有关基因的叙述，错误的是()a摩尔根将孟德尔的“遗传因子”这一名词重新命名为“基因”b随着细胞质基因的发现，基因与染色体的关系可概括为染色体是基因的主要载体c一个dna分子上有多个基因，基因是有遗传效应的dna片段d研究表明，基因与性状的关系并不都是简单的线性关系a摩尔根运用假说演绎法证明基因在染色体上，约翰逊给“遗传因子”起了一个新名字为“基因”，a错误；dna主要存在于染色体上，少量存在于细胞质中，故染色体是基因的主要载体，b正确；基因是有遗传效应的dna片段，一个dna分子上有多个基因，c正确；生物的性状由基因和环境共同决定，基因与性状的关系并不都是简单的线性关系，d正确。4(2020之江教育评价检测)下列关于染色体和基因的叙述，错误的是()a性染色体上的基因所控制的性状不一定和性别相联系b同源染色体上的基因的遗传不符合孟德尔自由组合定律c减数分裂中细胞内核基因的行为和染色体的行为一致d摩尔根是第一个将基因定位在染色体上的科学家a位于性染色体上的基因，属于伴性遗传，其相应的性状表现一定与性别相关联，a错误；同源染色体上的等位基因的遗传符合孟德尔的分离定律，不符合自由组合定律，b正确；减数分裂后期，同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合，c正确；摩尔根通过果蝇的红白眼实验第一次证明基因在染色体上，d正确。考点二dna分子的复制1概念：以亲代dna为模板，合成子代dna的过程。2时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。3过程4特点(1)复制方式为半保留复制。(2)边解旋边复制。5dna分子精确复制的原因(1)dna分子的双螺旋结构提供精确的模板。(2)碱基互补配对原则保证复制准确进行。6意义：使遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。7研究dna复制的常用方法同位素示踪法和离心法，常用3h、15n标记，通过离心在试管中形成不同位置的dna条带。1dna复制遵循碱基互补配对原则，新合成的dna分子的两条链均是新合成的。()提示：新合成的dna分子的两条链有一条链是新合成的。2dna双螺旋结构全部解旋后，开始dna的复制。()提示：dna复制时边解旋边复制。3单个脱氧核苷酸在dna酶的作用下连接合成新的子链。()提示：在dna聚合酶的作用下，单个脱氧核苷酸连接到dna单链片段上形成子链。4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。()5在人体内，成熟的红细胞、浆细胞中不发生dna的复制。()1将一个某种噬菌体dna分子的两条链用32p进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32p的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链dna分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32p的噬菌体所占比例为2/n，原因是_。提示：一个含有32p标记的噬菌体双链dna分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链dna分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记2将发生癌变的小肠上皮细胞用含3h标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液培养，一段时间后再移至普通培养液中培养，不同间隔时间取样，检测到被标记的癌细胞比例减少，出现上述结果的原因是_。提示：依据dna半保留复制特点，移到普通培养液中的被标记的癌细胞，随着细胞增殖次数的增加，不被标记的癌细胞开始出现并不断增多，故被标记的癌细胞比例减少1dna半保留复制的实验证据(1)实验方法：放射性同位素示踪法和密度梯度离心法。(2)实验原理：含15n的双链dna密度大，含14n的双链dna密度小，一条链含14n、一条链含15n的双链dna密度居中。(3)实验假设：dna以半保留的方式复制。(4)实验过程与结果：(5)实验结论：dna的复制是以半保留方式进行的。2图解法分析dna复制的相关计算一个亲代dna连续复制n次后，则：(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dna分子有2n个，只含14n的dna分子有(2n2)个。(2)子代dna分子总链数：2n22n1条无论复制多少次，含15n的链始终是2条；含14n的链数是(2n12)条。(3)消耗的脱氧核苷酸数若亲代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数为m(2n1)个；若进行第n次复制，则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m2n1个。胸腺嘧啶脱氧核糖核苷(简称胸苷)，在细胞内可以转化为胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸，后者是合成dna的原料，用含有3h胸苷的营养液，处理活的小肠黏膜层，半小时后洗去游离的3h胸苷，连续48小时检测小肠绒毛被标记的部位，结果如图(黑点表示放射性部位)。几小时后检测24小时后检测48小时后检测请回答：(1)处理后开始的几小时，发现只有a处能够检测到放射性，这说明什么？(2)处理后24小时左右，在b处可以检测到放射性，48小时左右，在c处检测到放射性，为什么？(3)如果继续跟踪检测，小肠黏膜层上的放射性将发生怎样的变化？(4)上述实验假如选用含有3h尿嘧啶核糖核苷的营养液，请推测：几小时内小肠黏膜层上放射性出现的情况将会怎样？为什么？提示：(1)小肠黏膜层只有a处的细胞能进行dna复制和细胞分裂。(2)a处的细胞连续分裂把带有放射性标记的细胞推向b处，直至c处。(3)小肠黏膜细胞上的放射性将会因为细胞的衰老、死亡、脱落而消失。(4)在小肠黏膜层的各处都可以检测到放射性，因为小肠黏膜层上的细胞不断进行mrna的合成。考查dna分子复制的过程和特点1(2020北京市高三适应性测试)大肠杆菌拟核dna是环状dna分子。将无放射性标记的大肠杆菌，置于含3h标记的dttp的培养液中培养，使新合成的dna链中的脱氧核苷酸均被3h标记。在第二次复制未完成时将dna复制阻断，结果如图所示。下列对此实验的理解错误的是()第一次复制得到的dna第二次复制被阻断后的dnaadna复制过程中，双链会局部解旋b所示的dna链被3h标记c双链dna复制仅以一条链作为模板ddna复制方式是半保留复制c双链dna复制是以两条链分别作为模板进行的。2正常情况下，dna分子在复制时，dna单链结合蛋白能与解旋后的dna单链结合，使单链呈伸展状态而有利于复制。如图是大肠杆菌dna复制过程的示意图，下列有关分析错误的是()a在真核细胞中，dna复制可发生在细胞分裂的间期bdna复制时，两条子链复制的方向是相反的，且都是连续形成的c图中所示过程可发生在大肠杆菌的拟核中，酶1和酶2都是在核糖体上合成的ddna单链结合蛋白能防止解旋的dna单链重新配对bdna分子的两条链是反向平行的，从图中可以看出，在复制的过程中，子链的形成是由片段连接而成的，b项错误。考查dna半保留复制的实验分析3(2019哈尔滨模拟)细菌在含15n的培养基中繁殖数代后，细菌dna的含氮碱基均含有15n，然后再将其移入含14n的培养基中培养，提取亲代及子代的dna并离心，如图为可能的结果。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cdna的复制方式是半保留复制，亲代dna为15n/15n，在含14n的培养基中培养，子一代的dna应全为14n/15n，即如图中，a项正确；子二代dna中1/2为14n/15n、1/2为14n/14n，即如图中，b项正确；子三代dna中1/4为14n/15n、3/4为14n/14n，即如图中，c项错误；亲代的dna应为15n/15n，即如图中，d项正确。4(2018浙江高考)某研究小组进行“探究dna的复制过程”的活动，结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14nh4cl或15nh4cl，a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠杆菌dna离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是()a本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术ba管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14nh4cl的培养液中培养的cb管的结果表明该管中的大肠杆菌的dna都是15n14ndnad实验结果说明dna分子的复制是半保留复制b本题考查“探究dna的复制过程”。本活动中使用14n和15n，即采用了同位素示踪技术，3个离心管中的条带是经密度梯度离心产生的，a正确；a管中只有重带，即15n15ndna，表明该管中的大肠杆菌是在含15nh4cl的培养液中培养的，b错误；b管中只有中带，即dna都是15n14ndna，c正确；c管中具有1/2中带(15n14ndna)，1/2轻带(14n14ndna)，综合a、b、c三支管可推测，a管中为亲代dna即15n15ndna，b管中为在含14n的培养基上复制一代后的子代dna即15n14ndna，c管中为在含14n的培养基上复制两代后的子代dna即1/215n14ndna、1/214n14ndna，据实验结果，可说明dna分子的复制是半保留复制，d正确。考查dna复制的相关计算5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(ma)个b在第二次复制时，需要2(ma)个c在第n次复制时，需要2n1(ma)个d在n次复制过程中，总共需要2n(ma)个d该dna分子含胞嘧啶数目为(2m2a)/2(ma)个，故第一次复制，需要(ma)个胞嘧啶脱氧核苷酸；第二次复制时是以两个dna分子为模板复制出4个dna分子的过程，所以需要胞嘧啶脱氧核苷酸数目为2(ma)个；dna复制n次需胞嘧啶脱氧核苷酸数目为(ma)(2n1)个；第n次复制所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目是n次复制所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数减去(n1)次复制所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目，即(ma)(2n1)(ma)(2n11)2n1(ma)个。6(2020河北衡水中学四调)一个双链均被32p标记的dna由5 000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 ()adna复制是一个边解旋边复制的过程b第三次复制需要2.1104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17d子代dna分子中含32p与含31p的分子数之比为14bdna分子中共有10 000个碱基，其中胞嘧啶3 000个，dna第三次复制需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(231)3 000(221)3 0001.2104(个)。准确把握dna复制的相关计算问题(1)复制次数：“dna复制了n次”和“第n次复制”的区别：前者包括所有的复制，后者只包括最后一次复制。(2)碱基数目：碱基的数目单位是“对”还是“个”。(3)复制模板：在dna复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的dna分子都只有两个。(4)关键词语：看清是“dna分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。1dna中并不是所有的脱氧核糖都连着两个磷酸基团，两条链各有一个3端的脱氧核糖连着一个磷酸基团。2并非所有dna片段都是基因，基因是有遗传效应的dna片段，不是连续分布在dna上的，而是由碱基序列将不同的基因分割开的。3细胞生物中凡存在dna分子的场所均可进行dna分子的复制，其场所除细胞核外，还包括叶绿体、线粒体、原核细胞的拟核及质粒。4dna中氢键可由解旋酶催化断裂，同时需要atp供能，也可加热断裂(体外)；而氢键是自动形成的，不需要酶和能量。1dna的两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋成规则的双螺旋结构。2dna双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的。3dna上的碱基对严格遵循碱基互补配对原则，通过氢键连接。4dna分子中脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。5dna复制具有边解旋边复制、半保留复制的特点。6dna复制需要解旋酶和dna聚合酶参与。7基因是具有遗传效应的dna片段。8染色体是基因的主要载体，线粒体、叶绿体中也存在基因。真题体验| 感悟高考淬炼考能1(20207月浙江选考)某dna片段的结构如图所示。下列叙述正确的是()a表示胞嘧啶b表示腺嘌呤c表示葡萄糖d表示氢键d根据碱基互补配对原则可知，dna结构中与a配对的是t，表示胸腺嘧啶，a项错误。与g配对的是c，表示胞嘧啶，b项错误。脱氧核苷酸中的单糖表示脱氧核糖，c项错误。表示氢键，d项正确。 2(2019天津高考)用3
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