优化方案高考生物总复习第三章第二三节DNA的分子结构和特点遗传信息的传递课件浙科版必修

1、第二、三节第二、三节DNA的分子结构和特点的分子结构和特点遗遗传信息的传递传信息的传递高频考点突破高频考点突破实验专题探究实验专题探究即时达标训练即时达标训练第二、三节第二、三节DNA的分子结构的分子结构和特点和特点遗传信息的传递遗传信息的传递基础自主梳理基础自主梳理命题视角剖析命题视角剖析基础自主梳理基础自主梳理一、核酸的组成一、核酸的组成1核酸核酸(1)DNA：主要存在：主要存在_中、少量存在线粒中、少量存在线粒体和体和_等细胞器，主要载体是染色体。等细胞器，主要载体是染色体。(2)RNA：存在：存在_和细胞质中。和细胞质中。细胞核细胞核叶绿体叶绿体细胞核细胞核2基本单位基本单位二、二、D

2、NA的分子结构及其特点的分子结构及其特点1沃森和克里克提出了沃森和克里克提出了DNA分子的分子的_结结构。构。2基本单位：脱氧核苷酸基本单位：脱氧核苷酸(1)组成：由磷酸和脱氧核苷组成。脱氧核苷包组成：由磷酸和脱氧核苷组成。脱氧核苷包括括_和碱基。和碱基。(2)种类种类(4种种)_ 。鸟嘌呤脱氧核苷酸。鸟嘌呤脱氧核苷酸。_ 。胸腺嘧啶脱氧核苷酸。胸腺嘧啶脱氧核苷酸。双螺旋双螺旋脱氧核糖脱氧核糖腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸3DNA分子的结构特点分子的结构特点 (1)两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。结构。(2)外

3、侧：脱氧核糖与外侧：脱氧核糖与_基团交替连接，构基团交替连接，构成主链的基本骨架。成主链的基本骨架。(3)内侧：碱基按内侧：碱基按AT、GC的碱基互补配对的碱基互补配对原则通过原则通过_连接，形成碱基对。连接，形成碱基对。(4)DNA分子中，碱基个数分子中，碱基个数AT、GC，但，但AT不一定等于不一定等于GC(卡伽夫法则卡伽夫法则)。磷酸磷酸氢键氢键三、三、DNA复制复制1概念：新概念：新DNA的合成就是产生两个跟的合成就是产生两个跟_ _完全相同的新完全相同的新DNA分子的过程。分子的过程。2时间：有丝分裂间期或减数第一次分裂前时间：有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。的间期。3条件条件

4、(1)模板：亲代模板：亲代DNA解旋产生的解旋产生的_。(2)原料：游离的四种脱氧核苷酸。原料：游离的四种脱氧核苷酸。(3)酶：解旋酶、酶：解旋酶、 _ 等。等。(4)能量：能量：ATP。亲代亲代DNA两条链两条链DNA聚合酶聚合酶4过程：复制时，在有关酶的作用下，两条过程：复制时，在有关酶的作用下，两条链的配对碱基之间的氢键断开，形成两条链的配对碱基之间的氢键断开，形成两条_ (母链母链)。然后，以每一条母链为模板，。然后，以每一条母链为模板，按照碱基互补配对原则，以游离的核苷酸为原按照碱基互补配对原则，以游离的核苷酸为原料，最后相邻核苷酸的脱氧核糖和磷酸基团间料，最后相邻核苷酸的脱氧核糖和

5、磷酸基团间形成形成_键，产生一条新链键，产生一条新链(子链子链)。5特点：半保留复制、边解旋边复制。特点：半保留复制、边解旋边复制。模板链模板链磷酸二酯磷酸二酯6意义：意义：DNA复制是遗传物质从亲代向子代复制是遗传物质从亲代向子代传递的基础，亲代的遗传信息传递给了子代，传递的基础，亲代的遗传信息传递给了子代，从而保持了前后代从而保持了前后代_的连续性。的连续性。思考感悟思考感悟DNA分子复制还可以发生在什么场所？若复制分子复制还可以发生在什么场所？若复制出现差错，会出现什么结果？出现差错，会出现什么结果？【提示】【提示】线粒体、叶绿体；基因突变。线粒体、叶绿体；基因突变。遗传信息遗传信息高频

6、考点突破高频考点突破DNA分子的结构分子的结构1DNA分子的组成和结构分子的组成和结构(1)基本元素组成：基本元素组成：C、H、O、N、P五种元素。五种元素。(2)基本组成单位基本组成单位4种脱氧核苷酸。种脱氧核苷酸。腺嘌呤腺嘌呤(A)腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤鸟嘌呤(G)鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶胞嘧啶(C)胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸(3)DNA分子的组成层次分子的组成层次(4)平面结构平面结构两条脱氧核苷酸长链反向平行两条脱氧核苷酸长链反向平行(5)DNA双螺旋结构双螺旋结构DNA分子是由两条脱氧核苷酸

7、长链，按反向分子是由两条脱氧核苷酸长链，按反向平行平行(指一条链的起点为磷酸，另一条链的起点指一条链的起点为磷酸，另一条链的起点为脱氧核糖为脱氧核糖)方式盘绕成双螺旋结构。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。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中间的碱基严格按碱基互补配对原则(A与与T配对，配对，G与与C配对配对)形成碱基对。形成碱基对。DNA分子中，脱氧核苷酸数分子中，脱氧核苷酸数 脱氧核糖脱氧核糖数数 磷酸数磷酸数 含氮碱基数含氮碱基数1 1 1 1。2DNA分子的多样性与特异性分子的多样性与特异性(1)多样性：碱基对多样性：碱基对

8、(或脱氧核苷酸对或脱氧核苷酸对)排列顺序排列顺序的千变万化，构成了的千变万化，构成了DNA的多样性。的多样性。(2)特异性：每个特异性：每个DNA分子碱基对的排列顺序分子碱基对的排列顺序是特定的。是特定的。(3)与生物多样性的关系：与生物多样性的关系：【易误警示】【易误警示】每个每个DNA片段中，游离的磷片段中，游离的磷酸基团有酸基团有2个。个。磷酸和脱氧核糖之间的化学键是磷酸二酯键磷酸和脱氧核糖之间的化学键是磷酸二酯键,用限制性核酸内切酶处理可切断，用用限制性核酸内切酶处理可切断，用DNA连接连接酶处理可连接。酶处理可连接。配对的碱基之间的化学键为氢键，配对的碱基之间的化学键为氢键，GC对对

9、间有三个氢键，间有三个氢键，AT对间有两个氢键。含氢键对间有两个氢键。含氢键越多，结构越稳定，即越多，结构越稳定，即GC比例越大，结构比例越大，结构越稳定。可用解旋酶断裂，也可加热断裂。越稳定。可用解旋酶断裂，也可加热断裂。脱氧核苷酸聚合形成长链的过程中产生水。脱氧核苷酸聚合形成长链的过程中产生水。DNA分子结构可简记为分子结构可简记为5种元素，种元素，4种碱基，种碱基，3种物质，种物质，2条长链，条长链，1个双螺旋结构。个双螺旋结构。解析：解析：选选C。DNA分子中的五碳糖是脱氧核糖分子中的五碳糖是脱氧核糖,根据碱基互补配对原则，双链根据碱基互补配对原则，双链DNA中中AT，CG，故，故A/

10、T与与C/G都等于都等于1，且由一条链的，且由一条链的序列可推出另一条链的序列；单链序列可推出另一条链的序列；单链DNA中中A与与T的数量不一定相等。的数量不一定相等。碱基互补配对原则及碱基互补配对原则及DNA复制的有复制的有关计算关计算1碱基互补配对原则及相关推论碱基互补配对原则及相关推论(1)原则：原则：AT，GC，图示为：，图示为：(2)推论：推论：腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶相等，即相等，即AT，GC。即时应用即时应用 (随学随练，轻松夺冠随学随练，轻松夺冠)2(2011年北京师大实验中学模拟年北京师大实验中学模拟)用用15N标记标记含有含有

11、100个碱基对的个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶分子，其中有胞嘧啶60个，该个，该DNA分子在分子在14N的培养基中连续复制的培养基中连续复制4次，其结果可能是次，其结果可能是()A含有含有14N的的DNA分子占分子占7/8B复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个个C含有含有15N的的DNA占占1/16D子代子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是中嘌呤与嘧啶之比是2 3解析：解析：选选B。该。该DNA分子在分子在14N培养基中连续复培养基中连续复制制4次，可得到次，可得到24个个DNA分子，其中含有分子，其中含有14N的的DNA分子占分子占100%，故，故A错；含

12、有错；含有15N的的DNA分分子占子占2/16，因为，因为DNA复制为半保留复制，亲代复制为半保留复制，亲代DNA分子的两条链只可能进入两个子代分子的两条链只可能进入两个子代DNA分分子中，故子中，故C错；在子代错；在子代DNA分子中嘌呤与嘧啶分子中嘌呤与嘧啶之比是之比是11，故，故D错；由题干可知，该错；由题干可知，该DNA分分子中有腺嘌呤子中有腺嘌呤(A)40个，依据公式：设个，依据公式：设DNA分子分子中某种脱氧核苷酸的个数为中某种脱氧核苷酸的个数为M，则复制，则复制n次后需次后需游离的该脱氧核苷酸为游离的该脱氧核苷酸为M(2n1)，故，故B正确。正确。实验专题探究实验专题探究有关有关D

13、NA复制方式的实验探究复制方式的实验探究关于关于DNA复制方式的探究，充分体现了假说复制方式的探究，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。绎推理，最终通过实验得以验证。1实验材料：大肠杆菌。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实验方法：放射性同位素标记技术和离心技术。技术。3实验假设：实验假设：DNA以半保留的方式复制。以半保留的方式复制。4实验过程：实验过程：(如图如图)(1)大肠杆菌在含大肠杆菌在含15N标记的标记的NH4Cl培养基中繁培养基中繁殖几代，使殖几代，使DNA双链充分标记双链

14、充分标记15N。(2)将含将含15N的大肠杆菌转移到的大肠杆菌转移到14N标记的普通培标记的普通培养基中培养。养基中培养。(3)在不同时刻收集大肠杆菌并提取在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA(间隔间隔的时间为大肠杆菌繁殖一代所需时间的时间为大肠杆菌繁殖一代所需时间)。(4)将提取的将提取的DNA进行离心，记录离心后试管进行离心，记录离心后试管中中DNA位置。位置。5实验预期：离心后应出现实验预期：离心后应出现3条条DNA带。带。(如上如上图图)(1)重带重带(密度最大密度最大)：15N标记的亲代双链标记的亲代双链DNA (15N/15N)。(2)中带中带(即杂交带密度居中即杂交带密度居中)：一

15、条链为：一条链为15N，另，另一条链为一条链为14N标记的子代双链标记的子代双链DNA(15N/14N)。(3)轻带轻带(密度最小密度最小)：两条链都为：两条链都为14N标记的子代标记的子代双链双链DNA(14N/14N)。6实验结果：与预期的相符。实验结果：与预期的相符。(如上图如上图)(1)立即取出提取立即取出提取DNA离心离心全部重带全部重带(15N/15N)。(2)繁殖一代后取出提取繁殖一代后取出提取DNA离心离心全部杂交全部杂交带带(14N/15N)。(3)繁殖两代后取出提取繁殖两代后取出提取DNA离心离心1/2轻带、轻带、1/2中带。实验结论：中带。实验结论：DNA的复制是以半保留

16、的复制是以半保留方式进行的。方式进行的。实战演练实战演练 (专项提能，小试牛刀专项提能，小试牛刀)含有含有32P或或31P的磷酸，两者的化学性质几乎相的磷酸，两者的化学性质几乎相同，都可以参与同，都可以参与DNA分子的组成，但分子的组成，但32P比比31P质量大。现将某哺乳动物的细胞放在含有质量大。现将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中，连续培养数代得到磷酸的培养基中，连续培养数代得到G0代细代细胞。然后将胞。然后将G0代细胞移至含有代细胞移至含有32P磷酸的培养磷酸的培养基中培养，经过第基中培养，经过第1、2次细胞分裂后，分别次细胞分裂后，分别得到得到G1、G2代细胞。再从代细胞。

17、再从G0、G1、G2代细胞代细胞中取出中取出DNA，经密度梯度离心后得到的结果，经密度梯度离心后得到的结果如下图。由于如下图。由于DNA分子的质量不同，因此在分子的质量不同，因此在离心管内的分布不同。若离心管内的分布不同。若、分别表分别表示轻、中、重三种示轻、中、重三种DNA分子的位置，请回答：分子的位置，请回答：(1)G0、G1、G2三代三代DNA离心后的试管分别是离心后的试管分别是图中的：图中的：G0_、G1_、G2_。(2)G2代在代在、三条带中三条带中DNA分子数的分子数的比例是比例是_。(3)图中图中、两条带中两条带中DNA分子所含的同位分子所含的同位素磷分别是：条带素磷分别是：条带

18、_，条带，条带_。(4)该该G0代细胞如果连续分裂代细胞如果连续分裂4次，形成的子细次，形成的子细胞中，含胞中，含31P与与32P的的DNA分子数比例为分子数比例为_。答案：答案：(1)ABD(2)011(3)31P31P和和32P(4)18命题视角剖析命题视角剖析视角视角1 紧扣教材重点紧扣教材重点DNA的结构的结构 (2009高考广东卷高考广东卷)有关有关DNA分子结构的分子结构的叙述，正确的是叙述，正确的是(多选多选)()ADNA分子由分子由4种脱氧核苷酸组成种脱氧核苷酸组成BDNA单链上相邻碱基以氢键连接单链上相邻碱基以氢键连接C碱基与磷酸基相连接碱基与磷酸基相连接D磷酸与脱氧核糖交替

19、连接构成磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基链的基本骨架本骨架【尝试解答】【尝试解答】AD【解析】【解析】DNA分子包含两条单链，每条单链分子包含两条单链，每条单链由由4种脱氧核苷酸构成，其双螺旋结构具有以种脱氧核苷酸构成，其双螺旋结构具有以下特点：下特点：两条长链按反向平行方式盘旋成双两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构；螺旋结构；脱氧核糖和磷酸交替连接，排列脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在在DNA分子的外侧，构成基本骨架，碱基排列分子的外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧；在内侧；两条链间的碱基通过氢键互补配对。两条链间的碱基通过氢键互补配对。【探规寻律】【探规寻律】(1)解旋时，解旋酶作

20、用于氢键解旋时，解旋酶作用于氢键处，而氢键形成时不需酶。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每条链上相邻的脱氧核苷酸以磷酸二酯键相连，形成时需连，形成时需DNA连接酶或连接酶或DNA聚合酶，限聚合酶，限制酶则可破坏制酶则可破坏(或打开或打开)此键。此键。互动探究互动探究(1)DNA分子中的哪种碱基对的比分子中的哪种碱基对的比例越高，例越高，DNA分子越稳定？分子越稳定？(2)DNA分子彻底水解的产物是什么？分子彻底水解的产物是什么？【提示】【提示】(1)GC。(2) 脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖、磷酸、A、G、C、T。DNA复制的特点复制的特点 (2010年高考北京

21、卷年高考北京卷)科学家以大肠杆菌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离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。验内容及结果见下表。视角视角2 洞察高考热点洞察高考热点请分析并回答：请分析并回答：(1)要得到要得到DNA中的中的N全部被放射性标记的大肠全部被放射性标记的大肠杆菌杆菌B，必须经过，必须经过_代培养，且培养液代培养，且培养液中的中的_是唯一氮源。是唯一氮源。(2)综合分析本实验的综合分析本实验的DNA离心结果，第离心结果，第_组结果对得到结论起到了关键作用，组结果对得到

22、结论起到了关键作用，但需把它与第但需把它与第_组和第组和第_组的结组的结果进行比较，才能说明果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是分子的复制方式是_。(3)分析讨论：分析讨论：若若子代子代DNA的离心结果为的离心结果为“轻轻”和和“重重”两条密度带，则两条密度带，则“重带重带”DNA来自于来自于_,据此可判断据此可判断DNA分子的复制方式不是分子的复制方式不是_复制。复制。若将子若将子代代DNA双链分开后再离心，其结果双链分开后再离心，其结果_(选填选填“能能”或或“不能不能”)判断判断DNA的的复制方式。复制方式。若在同等条件下将子若在同等条件下将子代继续培养，子代继续培养，子n代代DN

23、A离心的结果是：密度带的数量和位置离心的结果是：密度带的数量和位置_，放射性强度发生变化的是，放射性强度发生变化的是_带。带。若某次实验的结果中，子若某次实验的结果中，子代代DNA的的“中中带带”比以往实验结果的比以往实验结果的“中带中带”略宽，可能略宽，可能的原因是新合成的原因是新合成DNA单链中的单链中的N尚有少部分为尚有少部分为_。【尝试解答】【尝试解答】(1)多多15N/15NH4Cl(2)31 2半保留复制半保留复制(3)B半保留半保留不能不能没有变化轻没有变化轻15N【解析解析】科学家以大肠杆菌为实验材料，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运用同位素

24、示踪技术，设计了一个巧妙的实验，证实了验，证实了DNA分子的确是以半保留的方式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了演绎，结合所学知识和题干的要求解答即可。可。【探规寻律】【探规寻律】DNA的半保留复制的半保留复制视角视角3 突破易错疑点突破易错疑点1DNA复制过程中复制过程中“第第n次次”还是还是“n次次”复复制所需某种碱基数量的计算原理制所需某种碱基数量的计算原理已知已知DNA分子中碱基数，求复制分子中碱基数，求复制n次与第次与第n次所次所需某碱基的数目：某需某碱基的数目：某DNA分子中含

25、某碱基分子中含某碱基a个个,复制复制n次，则共需加入含该碱基的脱氧核苷酸次，则共需加入含该碱基的脱氧核苷酸为为a(2n1)个，因为最初亲代个，因为最初亲代DNA分子做模分子做模板不需要原料；但第板不需要原料；但第n次复制时所需含该碱基次复制时所需含该碱基的脱氧核苷酸为的脱氧核苷酸为a(2n1)a(2n11)a2n1。2细胞分裂和细胞分裂和DNA复制相结合的知识理解复制相结合的知识理解(1)细胞分裂过程中先进行细胞分裂过程中先进行DNA复制。复制。(2)DNA复制的方式：半保留复制。复制的方式：半保留复制。(3)图示辨析图示辨析自我挑战自我挑战 取取1个含有个含有1对同源染色体的精原细对同源染色

26、体的精原细胞，用胞，用15N标记细胞核中标记细胞核中DNA，然后放在含，然后放在含14N的培养基中培养，让其连续进行两次有丝分的培养基中培养，让其连续进行两次有丝分裂，形成裂，形成4个细胞，这个细胞，这4个细胞中含个细胞中含15N的细胞的细胞个数可能是个数可能是()A2B3C4 D前三项都对前三项都对【尝试解答】【尝试解答】D高考热点集训（高考热点集训（5）碱基的相关计算碱基的相关计算1(2011年金丽衢高三第一次联考年金丽衢高三第一次联考)一对同源一对同源染色体上的两个染色体上的两个DNA分子之间最可能相同的分子之间最可能相同的是是()A碱基序列碱基序列B碱基数目碱基数目C碱基种类碱基种类

27、D(AT)/(GC)的比值的比值解析：解析：选选C。因为。因为DNA分子是由分子是由G、C、T、A四种碱基组成，所以碱基种类相同。四种碱基组成，所以碱基种类相同。2从某生物组织中提取从某生物组织中提取DNA进行分析，其进行分析，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部碱基总数的46%。又知该。又知该DNA的一条链的一条链(H链链)所含的碱基中所含的碱基中28%是腺嘌呤，问与是腺嘌呤，问与H链对链对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的()A42% B27%C26% D14%解析：解析：选选C。在整个。在

28、整个DNA分子中，分子中，GC46%，则，则H链中链中GC46%，则，则T1(GC)A146%28%26%，因此与，因此与H链链对应的另一链中对应的另一链中A占该链的占该链的26%。3(2011年温州中学第一次模拟年温州中学第一次模拟)用用15N标记精标记精原细胞的一个原细胞的一个DNA分子，并供给含分子，并供给含14N的原料，的原料，则该细胞产生的则该细胞产生的4个精子中，含个精子中，含14N的有的有()A1个个 B2个个C3个个 D4个个解析：解析：选选D。减数分裂过程中，。减数分裂过程中，DNA只复制了只复制了一次，复制时需要的原料都含一次，复制时需要的原料都含14N，所以子链，所以子链DNA中都含中都含14N。特别注意：含。特别注意：含15N的精子数为的精子数为2个。个。4一个一个DNA分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多呤多40%，两者之和占，两者之和占DNA分子碱基总数的分子碱基总数的24%，则该，则该DNA分子的另一条链上，胸腺嘧分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链碱基数目的啶占该链碱基数目的()A28% B24%C14% D44%5已知一个完全标记上已知一个完全标记上15N的的DNA分子含分子含100个碱基对，其中腺嘌呤个碱基对，其中腺嘌呤(A)有有40个，经过个，经过n次复次复制