高考生物一轮复习第9章第二讲《DNA分子的结构和复制基因是有遗传效应的DNA片段》课件（新人教版必修2）

欢迎进入生物课堂 第九章 第二讲 高考成功方案第1步 高考成功方案第2步 高考成功方案第3步 高考成功方案第4步 一 DNA分子的结构与复制 1 DNA分子的结构 1 图中 表示 表示 的名称是 2 图中 和 的名称分别是 3 从主链上看 两条单链平行 从碱基关系看 两条单链 4 该图表示的是DNA分子的平面结构 其空间结构是 磷酸 脱氧核糖 胞嘧啶脱氧核苷酸 腺嘌呤 鸟嘌呤 反向 互补配对 双螺旋结构 2 DNA分子的复制 1 DNA分子复制时 图中被破坏的化学键是 2 DNA复制的方式是 3 DNA复制的时间是 4 DNA复制时需要哪些基本条件 氢键 半保留复制 有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 DNA的复制需模板 原料 能量和酶等基本条件 二 基因是有遗传效应的DNA片段1 DNA分子特性 1 多样性 主要取决于 2 特异性 决定于 3 稳定性 主要取决于 碱基排列顺序的多样性 DNA分子中特定的碱基排列顺序 DNA分子的双螺旋结构 2 对基因本质的理解 1 DNA分子上所有的碱基序列都是遗传信息吗 2 基因和DNA有何关系 不是 1个DNA上有许多基因 基因是有遗传效应的DNA片段 做一题 例1 2010 山东高考 蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷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分裂至中期 其染色体的放射性标记分布情况是 A 每条染色体的两条单体都被标记B 每条染色体中都只有一条单体被标记C 只有半数的染色体中一条单体被标记D 每条染色体的两条单体都不被标记 解析 蚕豆根尖细胞的染色体上的DNA分子原来不含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷 在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期后 复制形成的所有DNA分子中一条链含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷 一条链不含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷 在不含放射性标记的培养基中继续培养至分裂中期 每条染色体上的两个DNA分子中只有一个DNA分子含放射性 答案 B 链一串 1 DNA分子结构分析 1 每个DNA片段中 游离的磷酸基团有2个 2 磷酸基团 脱氧核糖与含氮碱基之间的数量关系为1 1 1 3 脱氧核苷酸之间的化学键为磷酸二酯键 用限制酶处理可切断 用DNA连接酶处理可连接 还可用DNA聚合酶连接 4 连接两条脱氧核苷酸链碱基之间的化学键为氢键 可用解旋酶断裂 也可加热断裂 A与T之间有2个氢键 G与C之间有3个氢键 5 每个脱氧核糖一般连接着2个磷酸 每条单链上相邻碱基不直接相连 6 若碱基对为n 则氢键数为2n 3n 若已知A有m个 则氢键数为3n m 关键一点 1 G C碱基对含量越高 DNA越稳定 耐高温的能力越强 2 DNA在高温下解旋后 逐渐降低温度又可恢复螺旋状态 其遗传信息仍存在 这可以在肺炎双球菌转化实验中得到体现 2 DNA复制的准确性 1 一般情况下 DNA能准确地进行复制 其原因有 DNA具有独特的双螺旋结构 能为复制提供精确的模板 DNA具有碱基互补配对的能力 能够使复制准确无误地进行 2 特殊情况下 在外界因素和生物内部因素的作用下 可能造成碱基配对发生差错 引起基因突变 关键一点 在分析DNA分子复制问题时 一定要从DNA分子两条单链的角度考虑 故复制后的一条染色体上的两条染色单体 或DNA分子 都含有原来的单链 通一类 1 有关DNA分子结构的叙述 正确的是 A DNA分子由4种脱氧核苷酸组成B DNA单链上相邻碱基以氢键连接C 单链DNA中A与T的数量相同D 磷酸与核糖交替连接构成DNA链的基本骨架 解析 DNA双链中两条链上的碱基通过氢链连接成碱基对 双链DNA中A与T数量一定相等 单链DNA中不一定 DNA中磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架 答案 A 2 有关DNA复制的叙述 不正确的是 A DNA在复制过程中可能会发生差错 但这种差错不一定改变生物的性状B DNA的复制过程是先解旋后复制C DNA的复制通常发生在细胞分裂间期D DNA复制过程需要DNA聚合酶 解析 DNA的复制过程是边解旋边复制 答案 B 3 2012 冀州一模 将某一经3H标记DNA的雄性动物细胞 染色体数为2N 置于不含3H的培养基中培养 该细胞经过两次连续分裂后形成4个大小相等的子细胞 下列有关说法正确的是 A 若子细胞中染色体数为2N 则其中含3H的染色体数一定为NB 若子细胞中染色体数为N 则其中含3H的DNA分子数为N 2 C 若子细胞中的染色体都含3H 则细胞分裂过程中会发生基因重组D 若子细胞中有的染色体不含3H 则是同源染色体彼此分离的结果 解析 若子细胞中染色体数为2N 则该细胞进行的是有丝分裂 细胞分裂两次 DNA复制两次 第一次分裂形成的细胞中的DNA都含3H 第二次分裂间期经复制形成的姐妹染色单体的DNA中只有一条DNA含有3H 在分裂后期姐妹染色单体分开 但非姐妹染色单体间随机结合 子细胞的染色体中含3H的染色体数为0 2N之间 A项错误 若子细胞中染色体数为N 则该细胞进行的是减数分 裂 DNA只复制一次 形成的DNA都含3H B项错误 若子细胞中的染色体都含3H 可判断该细胞进行的是减数分裂 会发生基因重组 C项正确 若子细胞中有的染色体不含3H 可判断该细胞进行的是有丝分裂 无同源染色体彼此分离 D项错误 答案 C 做一题 例2 2011 上海高考改编 某双链DNA分子含有400个碱基 其中一条链上A T G C 1 2 3 4 下列表述错误的是 A 该DNA分子的一个碱基改变 不一定会引起子代性状的改变B 该DNA分子连续复制两次 需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个 C 该DNA分子中4种碱基的比例为A T G C 3 3 7 7D 该DNA分子中的碱基排列方式少于4200种 解析 DNA分子中腺嘌呤脱氧核苷酸有200 3 10 60个 该DNA分子连续复制2次 需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸为 3 60 180个 DNA分子另一条链中A T G C 2 1 4 3 故该DNA分子中4种碱基比例为A T G C 3 3 7 7 DNA双链间碱基互补配对 即DNA分子中有200个碱基对 因各种碱基个数已定 故该DNA分子中的碱基排列方式少于4200种 答案 B 链一串 1 双链DNA分子中碱基间的关系 2 DNA复制的有关计算 1 1个DNA分子复制n代后 能形成2n个DNA分子 这些DNA分子中 只有两个含有第一代DNA分子的单链 2 已知1个DNA分子中的P全部为32P标记 然后转移到31P的培养基中复制n代 其计算规律为 通一类 4 已知某DNA分子中 G与C之和占全部碱基总数的35 8 其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32 9 和17 1 则在它的互补链中 T和C分别占该链碱基总数的 A 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 由题干DNA双链G C 35 8 可推出C G 17 9 A T 32 1 设它的互补链中 T和C分别占该链碱基总数的比例为x y 则有 x 32 9 2 32 1 y 17 1 2 17 9 解得 x 31 3 y 18 7 答案 B 5 2012 潍坊质检 真核细胞内某基因由1000对脱氧核苷酸组成 其中碱基A占20 下列说法正确的是 A 该基因一定存在于染色体上B 该基因的一条脱氧核苷酸链中 C G A T 为3 2C DNA解旋酶能催化该基因水解为多个脱氧核苷酸D 该基因复制3次 需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸2800个 解析 真核细胞内的基因包括核基因和质基因 若是质基因则不会存在于染色体上 真核细胞的细胞器线粒体或叶绿体中也含有基因 但不存在于染色体上 根据已知条件可知 在该基因中 A T 400个 G C 600个 解旋酶只能将DNA分子解旋 DNA酶才能将基因水解成脱氧核苷酸 该基因复制3次 需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸600 23 1 4200 答案 B 做一题 例3 某校一个生物活动小组借助某大学的实验设备 对有关DNA复制的方式进行探究 有人认为DNA是全保留复制 也有人认为DNA是半保留复制 为了证明这两种假设 这个小组设计了下列实验程序 请完成实验并对结果进行预测 1 实验步骤 第一步 在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌 其DNA分子均为14N 14N 在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌 其DNA分子均为15N 15N 用某种离心方法分离得到的结果如上图所示 其DNA分别分布在轻带和重带上 第二步 将亲代大肠杆菌 含15N 转移到含14N的培养基上繁殖一代 请分析 如果DNA位于 带位置 则是全保留复制 如果DNA位于 带位置 则是半保留复制 第三步 为了进一步验证第二步的推测结果 将亲代大肠杆菌 含15N 转移到含14N的培养基上连续繁殖两代 请分析 如果DNA位于 带位置 则是全保留复制 如果DNA位于 带位置 则是半保留复制 2 有人提出 第一代 的DNA用解旋酶处理后再离心 就能直接判断DNA的复制方式 如果轻带和重带各占1 2 则一定为半保留复制 你认为此人说法是否正确 原因是 解析 如果DNA的复制方式为全保留复制 则一个亲代 15N 15N 的大肠杆菌转移到含14N的培养基上繁殖一代 子代两个DNA分子是 一个15N 15N 一个14N 14N 其在离心管中分布的位置是一半在轻带 一半在重带 如果DNA的复制方式为半保留复制 则一个亲代 15N 15N 的大肠杆菌转移到含14N的培养基上繁殖一代 子代两个DNA分子都是15N 14N 其在离心管中分布的位置全部在中带 答案 1 1 2重和1 2轻全中1 4重和3 4轻1 2中和1 2轻 2 不正确无论是半保留复制还是全保留复制 离心后的结果是一致的 无法区分 学一技 1 实验方法探究DNA复制的方式 采用的是同位素示踪技术和离心处理 根据试管中DNA的分布位置确定复制方式 2 有关DNA复制方式的推测 1 全保留复制模型 作为模板的DNA的两条母链分开 分别复制形成两条DNA子链 此后两条母链彼此结合 恢复原状 新合成的两条子链彼此互补结合形成一条新的双链DNA分子 2 弥散复制模型 亲代DNA双链被切成双链片段 而这些片段又可以作为新合成双链片段的模板 新 老双链又以某种方式聚集成 杂种链 3 半保留复制 在复制过程中 原来双螺旋的两条链并没有被破坏 它们分成单独的链 每一条旧链作为模板再合成一条新链 这样在新合成的两个双螺旋分子中 每个分子中都有一条旧链和一条新链 3 实验过程 见下图 第一步 将大肠杆菌放在含有15N的培养基中生长 获得实验用的亲代细菌 使亲代的DNA双链都标记上15N 两条链均为重链 提取DNA进行CsCl梯度离心 结果只有一条重带 第二步 将双链均被15N标记的亲代DNA放在含14N的培养基中生长 让其再繁殖一代 取子代的DNA进行CsCl梯度离心 实验结果显示离心管中出现一条中带 一条链含15N 另一条链含14N 第三步 将第二步所得到的大肠杆菌放入含14N的培养基中培养 得到子二代 然后提取DNA进行CsCl梯度离心 实验结果是离心管中有2条带 即一条轻带 两条链都含14N 另一条为中带 做一题 例4 2012 济南调研 在生命科学研究中 放射性同位素示踪法 是常用的研究手段 请分析下列几个科学实验 回答有关问题 1 将大肠杆菌的DNA分子用3H标记后 放在普通培养基上繁殖两代 如下图所示 该实验有力地证明了DNA分子的复制方式是 若在此过程中 共消耗了游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸183个 则亲代DNA分子中含腺嘌呤脱氧核苷酸 个 2 鲁宾和卡门用放射性18O分别标记H2O和CO2分子 证明了光合作用过程中产生的O2来自 卡尔文用14C标记的CO2研究光合作用暗反应过程中C的转移途径 14C在化合物中的出现顺序依次是 14CO2 化合物 3 用含放射性元素的氨基酸培养豚鼠的胰腺细胞 研究豚鼠分泌蛋白的合成和分泌过程 放射性在核糖体出现后 依次经过 和 最后出现在细胞外 解析 用放射性同位素示踪法可以有力地证明DNA分子的复制方式为半保留复制 DNA分子复制两次 净增加3个DNA分子 此过程共消耗胸腺嘧啶脱氧核苷酸183个 则每个DNA分子中含胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为183 3 61 个 双链DNA分子中 腺嘌呤脱氧核苷酸数目与胸腺嘧啶脱氧核苷酸数目相等 卡尔文用14C标记的CO2研究光合作用暗反应过程中C的转移途径 含有14C的CO2先 与C5形成C3 然后在ATP供能和 H 作为还原剂的作用下生成了 CH2O 分泌蛋白形成的过程是 先在核糖体中将氨基酸合成多肽链 然后进入内质网中加工 再运输到高尔基体中进一步加工 包装 最后分泌到细胞膜外 答案 1 半保留复制61 2 H2OC3 CH2O 3 内质网高尔基体细胞膜 2 标记特征元素 探究化合物的作用 如噬菌体侵染细菌实验 用32P标记DNA 证明DNA是遗传物质 用35S标记蛋白质 证明蛋白质外壳未进入细菌体内 推测蛋白质不是遗传物质 3 标记特征化合物 探究详细生理过程 如 3H标记亮氨酸 探究分泌蛋白的合成 加工 运输过程 15N标记DNA 证明了DNA的半保留复制特点 分别用3H标记胸腺嘧啶和尿嘧啶 可以用来探究DNA和RNA的复制 RNA的逆转录 基因的表达 转录和翻译 等 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全