高考生物一轮总复习 第3章 第2-4节 DNA分子的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA片段课件（必修2）.ppt

第2 3 4节 DNA分子的结构 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 反向平行 碱基 1 两条脱氧核苷酸长链按 方式盘旋成双螺 旋结构 氢键 碱基互补配对原则 多样性 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 4 DNA的特性 稳定性 特异性 及方法 二 DNA的复制1 假说与证据沃森和克里克的假说 半保留复制实验材料材料 大肠杆菌 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 子代DNA 间 减数第一次分裂前 2 DNA分子的复制 拟核 宿主 4种脱氧核苷酸 解旋酶 DNA聚合酶 碱基互补配对 解旋 半保留 连续 续表 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 2 DNA复制就是基因表达的过程 3 DNA复制遵循碱基互补配对原则 新合成的两条子链 形成新的DNA双链 答案 1 2 3 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 图中各部分 序号 的含义 磷酸 是脱氧核苷酸的重要组成基团 DNA分子中绝大部分脱氧核糖都连接2个磷酸基团 1个DNA分子中只有2个游离的磷酸 磷酸二酯键 是两个脱氧核苷酸相连的化学键 可用限 制酶切断 可用DNA连接酶或DNA聚合酶连接 脱氧核糖 是脱氧核苷酸的组成部分 碱基 共有4种 分别是A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤 T 胸 腺嘧啶 C 胞嘧啶 碱基对 A与T G与C分别配对 遵循碱基互补配对 原则 氢键 配对的碱基之间通过氢键相连 可用DNA解旋酶断裂 也可用高温断裂 碱基A和T G和C之间分别有2个和3个氢键 脱氧核苷酸 含有磷酸 脱氧核糖和含氮碱基各1个 是DNA的基本组成单位 DNA初步水解产物 脱氧核苷酸链 两条反向平行的脱氧核苷酸链双螺旋成 DNA分子 DNA的内侧 由碱基对按不同的顺序排列而成 决定了 DNA的特异性和多样性 DNA的外侧 由脱氧核糖和磷酸交替连接而成 构成 DNA的基本骨架 方法技巧 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 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 简记为 DNA两互补链中 不配对两碱基之和的比值乘积为1 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 方法技巧 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 2015年浙江杭州检测 如下图所示 B是由1分子磷酸 1分子碱基和1分子A构成的化合物 下列叙述正确的是 A 若M为腺嘌呤 则B肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸B 在禽流感病原体 幽门螺杆菌体内B均为4种C ATP脱去两个磷酸基团 可形成B A为脱氧核糖D 若A为脱氧核糖 则由B构成的核酸完全水解 得到的化合物最多有6种 解析 由于图中的A有可能是核糖或脱氧核糖 所以若M是腺嘌呤 则B是腺嘌呤核糖核苷酸或腺嘌呤脱氧核糖核苷酸 A项错误 禽流感病原体中只有RNA 所以B为4种核糖核苷酸 但在幽门螺杆菌体内有DNA和RNA 所以B为4种核糖核苷酸和4种脱氧核糖核苷酸 共8种 B项错误 ATP脱去两个磷酸基团 可形成B 但其中的A为核糖 C项错误 如果A为脱氧核糖 则B构成的核酸完全水解 得到的化合物为磷酸 脱氧核糖 4种碱基共6种 D项正确 答案 D 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 设该单链中四种碱基含量分别为A1 T1 G1 C1 其互补链中四种碱基含量为A2 T2 C2 G2 DNA分子中四种碱基含量A T G C 由碱基互补配对原则可知 A C T G 1 A曲线应为水平 A项错误 A2 C2 T2 G2 T1 G1 A1 C1 B曲线应为双曲线的一支 B项错误 A T G C A1 A2 T1 T2 G1 G2 C1 C2 A1 T1 G1 C1 C项正确 A1 T1 G1 C1 T2 A2 C2 G2 D项错误 答案 C 考向4 基因的本质 例4 2014年海南卷 下列是某同学关于真核生物基因的叙 述 其中正确的是 携带遗传信息 能转运氨基酸 能与核糖体结合 能转录产生RNA 每相邻三个碱基组成一个反密码子 可能发生碱基对的增添 缺失 替换 A C B D 解析 基因是由遗传效应的DNA片段 DNA是遗传物质 能携带遗传信息 正确 转运RNA能识别并转运氨基酸 错误 信使RNA能与核糖体结合 用于合成蛋白质 错误 DNA的一条链为模板 遵循碱基互补配对原则 转录产生RNA 正确 转运RNA上一端的三个碱基组成一个反密码子 错误 DNA分子在复制时 可能发生碱基对的增添 缺失 替换 而引起基因结构的改变 属于基因突变 正确 答案 B 考点练透 1 2015年湖南永州检测 下面关于DNA分子结构的叙述 正确的是 A DNA分子的任一条链中A T G CB 每个碱基上均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖C 每个磷酸分子都直接和两个脱氧核糖相连D 双链DNA分子两条互补链上的A与T通过氢键相连 解析 碱基配对适用于DNA双链 不适用于DNA单链 A错 DNA分子中与碱基相连的是脱氧核糖 磷酸不与碱基相连 B错 在DNA分子的每条链中都有一个游离的磷酸基团只与一个脱氧核糖相连 其余的磷酸基团都与两个脱氧核糖相连 C错 双链DNA分子的A与T G与C通过氢键配对 D正确 答案 D 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 方法技巧 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 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 该DNA分子中A T碱基对的数目为5000 2 20 2000 个 G C碱基对的数目为5000 2000 3000 个 则该DNA分子中含有的氢键数目为2000 2 3000 3 1 3 104 个 该复制过程需要的胞嘧啶脱氧核苷酸数为 23 1 3000 21000 个 子代中含32P的单链与含31P的单链之比为2 23 2 2 1 7 子代中含32P与只含31P的DNA分子数之比为2 23 2 1 3 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 A 1 16 B 1 8 C 1 4 D 1 2 答案 D 3 DNA熔解温度 Tm 是使DNA双螺旋结构解开一半时所需要的温度 不同种类DNA的Tm值不同 下图表示DNA分子中G C含量 占全部碱基的比例 与Tm的关系 下列有关叙述 不正 确的是 A 一般地说 DNA分子的Tm值与G C含量呈正相关B Tm值相同的DNA分子中G C的数量有可能不同C 维持DNA双螺旋结构的主要化学键有磷酸二酯键和氢键D DNA分子中G与C之间的氢键总数比A与T之间多 解析 分析图示 G C含量越高 则DNA熔解所需温度越高 所以A项正确 Tm值与DNA分子中G C含量有关 而不是G C的数量 B项正确 DNA两条链通过氢键相连 脱氧核苷酸间通过磷酸二酯键连接成DNA单链 C项正确 G与C之间形成三个氢键 A与T之间形成两个氢键 但由于DNA分子中 A T C G 比值不定 所以不能确定哪组碱基对间的氢键总数更多 D项错误 答案 D 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 D 5 下面图甲中DNA分子有a和d两条链 将图甲中某一片段放大后如图乙所示 结合所学知识回答下列问题 图甲 图乙 1 从图甲可看出DNA复制的方式是 2 图甲中 A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶 其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链 从而形成子链 则A是 酶 B是 酶 3 图甲过程在绿色植物叶肉细胞中进行的场所有 4 图乙中 7是 DNA分子的基本骨架由 交替连接而成 DNA分子两条链上的碱基通过 连接成碱基对 并且遵循 原则 解析 1 DNA复制的方式是半保留复制 即子代DNA保留了母链中的一条 2 A酶是解旋酶 破坏了DNA分子两条链中的氢键 使DNA分子解旋 B酶催化DNA子链的合成 为DNA聚合酶 3 甲图为DNA复制 发生在绿色植物叶肉细胞的细胞核 线粒体和叶绿体中 4 乙图中4为胸腺嘧啶 5为脱氧核糖 6为磷酸 三者构成的7为胸腺嘧啶脱氧核苷酸 答案 1 半保留复制 2 解旋 DNA聚合 3 细胞核 线粒体 叶绿体 4 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 脱氧核糖和磷酸 氢键 碱基 互补配对