高考生物一轮复习课件：必修2 第3.4章第2课时DNA分子的结构_DNA的复制_基因是有遗传效应的DNA片段（人教版）

欢迎进入生物课堂 第2课时DNA分子的结构 DNA的复制 基因是有遗传效应的DNA片段 1 DNA的两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构 提示 DNA的两条链是脱氧核苷酸链 2 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 3 两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对 4 DNA上碱基对的形成遵循碱基互补配对原则 即A U G C 提示 DNA中没有碱基U 1 构成基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相等 提示 基因碱基数只占DNA分子碱基数的一部分 2 基因是有遗传效应的DNA片段 3 某个体遗传物质的遗传信息在该个体中均被表达 提示 基因是选择性表达的 对某个体而言 在其有生之年 可能有很多基因尚未表达 4 基因是有遗传效应的DNA片段 能决定一种氨基酸的位置 提示 基因是有遗传效应的DNA片段 能通过转录和翻译决定蛋白质中氨基酸的种类和排列顺序 而不是一种氨基酸的位置 1 下列关于脱氧核苷酸各成分间的连接关系中 正确的是 A 磷酸 脱氧核糖 碱基B 脱氧核糖 磷酸 碱基C 磷酸 碱基 脱氧核糖D 磷酸 核糖 碱基 解析 脱氧核苷酸是由磷酸和碱基分别连在脱氧核糖上而形成的 答案 A2 如图所示 能正确表示DNA片段的是 解析 本题考查的知识点有 DNA分子的两条长链是反向平行的 DNA中存在T 不存在U A与T之间形成两个氢键 C与G之间形成三个氢键 C与G含量多的DNA分子相对更加稳定 答案 D3 已知某DNA分子含有1000个碱基对 其中一条链上A G T C 1 2 3 4 该DNA分子连续复制2次 共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是 A 600个B 900个C 1200个D 1800个 解析 由题中所给的条件 A G T C 1 2 3 4 可知 A T G C 4 6 则A T 400个 G C 600个 该DNA分子连续复制2次 产生4个DNA分子 共有G 600 4 2400个 利用了游离的G为2400 600 1800个 答案 D 4 正误判断 1 2011 上海高考T16 B 在一个细胞周期中 DNA复制过程中的解旋发生在DNA子链与其互补的母链之间 提示 DNA复制时 第一步要解旋 解开两条扭成螺旋的双链 所以解旋酶的作用是打开两条母链之间的氢键 2 2011 上海高考T27 A DNA分子的一个碱基改变 不一定会引起子代性状的改变 提示 由于密码子的简并性 改变一个碱基有可能氨基酸也不变 因而性状不变 3 2012 长春二次调研T6 A 基因突变一定会改变生物的性状 提示 基因突变不一定会改变生物的性状 原因很多 比如密码子的简并性或者非编码区突变 4 2007 广东高考T10 C DNA双螺旋结构全部解链后 开始DNA的复制 提示 DNA的复制是边解旋边复制 5 2011 北京模拟 分析图解 完成下列问题 1 1个A含有 个分子B 2 C在A上呈 是有 的DNA片段 每个B上有许多个 3 每个C中可以含成百上千个 的排列顺序代表着E 4 生物的性状遗传 主要是通过B上的 传递给后代 实际上就是通过 的排列顺序来传递 解析 本题主要考查染色体 DNA 基因 脱氧核苷酸 遗传信息之间的关系 在没有姐妹染色单体的情况下 一条染色体中含有一个DNA分子 基因是有遗传效应的DNA片段 答案 1 1 2 线性排列遗传效应C 3 DD 4 CDE 1 DNA分子结构模式图 2 模式图信息解读 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苷酸都连接2个磷酸基团 但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 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 即G C碱基对含量越高 DNA越稳定 耐高温的能力越强 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 1 下列关于DNA分子结构的叙述中错误的是 A 每个双链DNA分子最多含有四种脱氧核苷酸B 每个碱基分子上均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖C 每个DNA分子中碱基数 磷酸数 脱氧核糖数D 一段双链DNA分子中若含有40个胞嘧啶 就会同时含有40个鸟嘌呤 解析 每个脱氧核苷酸由一分子碱基 一分子磷酸和一分子脱氧核糖相连而成 连接关系是中间为脱氧核糖 其一端连接磷酸 另一端连接碱基 脱氧核苷酸相互连接时 是一个脱氧核苷酸的磷酸和另一个脱氧核苷酸的脱氧核糖相连接 碱基不参与连接 但和互补链上的碱基通过氢键相连接 每个脱氧核糖也和两个磷酸相连接 答案 B 1 有关DNA复制的几个问题 1 研究DNA复制的常用方法同位素标记法和离心法 常用标记元素为3H 15N 32P 通过离心在试管中形成不同位置 2 DNA复制的条件 影响细胞呼吸 ATP供给 的所有因素都可能影响DNA复制 DNA在高温下解旋后 逐渐恢复低温后又恢复螺旋 其遗传信息仍存在 可以体现在肺炎双球菌转化实验和PCR扩增技术中 3 DNA复制的准确性 一般情况下 DNA能准确地进行复制 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 4 DNA的半保留复制特点新合成的每个DNA分子中 都保留了原来DNA分子中的一条链 模板链 2 基因与脱氧核苷酸 DNA和染色体之间的关系 2 如图为真核细胞内某基因 15N标记 的结构示意图 该基因全部碱基中A占20 下列说法正确的是 A 该基因一定存在于细胞核内的染色体DNA上B 该基因的一条核苷酸链中 C G A T 为3 2C DNA解旋酶只作于 部位 限制性核酸内切酶只作用于 部位D 将该基因置于14N培养液中复制3次后 含15N的DNA分子占1 8 解析 真核细胞中的DNA主要存在于细胞核内的染色体中 少量存在于线粒体 叶绿体中 由双链DNA中A 腺嘌吟 占20 且DNA中A T C G可知 C G 100 A T 60 故该基因中 C G A T 3 2 则该基因一条核苷酸链中 C G A T 3 2 DNA解旋酶破坏的是碱基对之间的氢键 即 而限制性核酸内切酶以及DNA连接酶作用于DNA分子中磷酸与脱氧核糖之间的磷酸二酯键 15N标记的DNA在14N培养液中培养 复制3次后 含15N的DNA占2 23 1 4 答案 B 3 DNA的复制方式 可以通过设想来进行预测 可能的情况是全保留复制 半保留复制 分散 弥散 复制三种 究竟是哪种复制方式呢 下面设计实验来证明DNA的复制方式 实验步骤 a 在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌 其DNA分子均为14N DNA 对照 b 在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌 其DNA分子均为15N DNA 亲代 c 将亲代15N大肠杆菌转移到氮源为含14N的培养基中 再连续繁殖两代 和 用密度梯度离心法分离 不同分子量的DNA分子将分布在试管中的不同位置上 实验预测 1 如果与对照 14N 14N 相比 子 代能分辨出两条DNA带 一条 带和一条 带 则可以排除 2 如果子 代只有一条中密度带 则可以排除 但不能肯定是 3 如果子 代只有一条中密度带 再继续做子 代DNA密度鉴定 若子 代可以分出 和 则可以排除分散复制 同时肯定半保留复制 如果子 代不能分出 密度两条带 则排除 同时确定为 解析 从题目中的图示可知 深色为亲代DNA的脱氧核苷酸链 母链 浅色为新形成的子代DNA的脱氧核苷酸链 子链 全保留复制后得到的两个DNA分子 一个是原来的两条母链重新形成的DNA分子 一个是两条子链形成的子代DNA分子 半保留复制后得到的每个子代DNA分子的一条链为母链 一条链为子链 分散复制后得到的每个子代DNA分子的单链都是由母链片段和子链片段间隔连接而成的 答案 1 轻 14N 14N 重 15N 15N 半保留复制和分散复制 2 全保留复制半保留复制或分散复制 3 一条中密度带一条轻密度带中 轻半保留复制分散复制 考向一DNA分子的结构 1 从近几年高考试题来看 主要考察DNA分子的化学元素组成和分子结构 结合DNA的复制计算碱基的数量的题比较多 如2011年上海高考T27 2010年上海高考T4 2009年广东高考T24等 2 该部分内容大部分以选择题的形式出现 也常常结合其他部分的内容以填空题的形式出现 结合基因工程的题目如2010年江苏高考T27 1 2011 上海高考 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共有4200种 解析 本题考察DNA分子的结构特点 改变一个碱基 由于密码子的简并性 氨基酸也可能不变 因而性状不变 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 则这条链上A T 3 10 所以在双链DNA分子中A T 3 10 因此此DNA分子中A T为3 10 400 120 而A T 所以A和T各有60个 因此连续复制两次 需要游离的腺嘌呤核苷酸为 22 1 60 180 答案 B DNA中碱基互补配对原则的有关计算解题时先画出简图 根据碱基互补配对原则推知规律 规律1 在双链DNA分子中 互补碱基两两相等 A T C G A G C T 即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数 规律2 在双链DNA分子中 互补的两碱基之和 如A T或C G 占全部碱基的比例等于其任何一条单链中这两种碱基之和占该单链中碱基数的比例 单双链转化公式 规律3 DNA分子一条链中 A G C T 的比值的倒数等于互补链中此比例的比值 在整个DNA分子中该比值等于1 不配对的碱基之和比例在两条单链中互为倒数 规律4 DNA分子一条链中 A T C G 的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值 配对的碱基之和的比值在两条单链和双链中比值都相等 规律5 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 该比值体现了不同生物DNA分子的特异性 规律7 若已知碱基A占双链的比例 c 则A1 单链的比例无法确定 但最大值可求出为2c 最小值为0 考向二DNA分子的复制 1 从历年的高考试题来看 多考察DNA的复制过程 特点及相关的计算 如2011年上海高考T16 2010年北京高考T30 2009年海南高考T12 江苏高考T12等 2 本部分内容是高考热点 选择题 填空题均有涉及 在复习中应引起足够重视 2 2011 上海高考 在一个细胞周期中 DNA复制过程中的解旋发生在 A 两条DNA母链之间B DNA子链与其互补的母链之间C 两条DNA子链之间D DNA子链与其非互补母链之间 解析 DNA复制时 第一步要解旋 解开两条扭成螺旋的双链 所以解旋酶的作用是打开两条母链之间的氢键 答案 A 一条染色体的两条姐妹染色单体中的DNA 其中的一条是以另一条为模板复制的 对吗 为什么 提示 不对 两条姐妹染色单体中的DNA均以亲代DNA分子的两条链为模板合成的 课题7 DNA复制方式的探究 关于DNA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 通过演绎推理 最终通过实验得以验证 1 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技术 3 实验假设DNA以半保留的方式复制 点击查看DNA复制演示多媒体动画 4 实验过程 见下图 1 大肠杆菌在含15N标记的NH4Cl培养基中繁殖几代 使DNA双链充分标记15N 2 将含15N的大肠杆菌转移到14N标记的普通培养基中培养 3 在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA 间隔的时间为大肠杆菌繁殖一代所需时间 4 将提取的DNA进行离心 记录离心后试管中DNA位置 5 实验预期离心后应出现3条DNA带 见上图 1 重带 密度最大 15N标记的亲代双链DNA 15N 15N 2 中带 密度居中 一条链为15N 另一条链为14N标记的子代双链DNA 15N 14N 3 轻带 密度最小 两条链都为14N标记的子代双链DNA 14N 14N 6 实验结果与预期的相符 7 拓展分析若取一个全部被15N标记的DNA分子 0代 转移到含14N的培养基中培养 复制 若干代 其结果分析如下表 2010 北京高考 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离心方法进行了DNA复制方式的探索实验 实验内容及结果见下表 请分析并回答 1 要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B 必须经过 代培养 且培养液中的 是唯一氮源 2 综合分析本实验的DNA离心结果 第 组结果对得到的结论起到了关键作用 但需把它与第 组和第 组的结果进行比较 才能说明DNA分子的复制方式是 3 分析讨论 若子 代DNA的离心结果为 轻 和 重 两条密度带 则 重带 DNA来自于 据此可判断DNA分子的复制方式不是 复制 若将子 代DNA双链分开后再离心 其结果是 选填 能 或 不能 判断DNA的复制方式 若在同等条件下将子 代继续培养 子n代DNA离心的结果是 密度带的数量和位置是 放射性强度发生变化的是 带 若某次实验的结果中 子 代DNA的 中带 比以往实验结果的 中带 略宽 可能的原因是新合成的DNA单链中的N尚有少部分为 解析 1 要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B 必须经过多代培养 并且培养液中15NH4Cl是唯一氮源 2 从图表看 证明DNA分子的复制方式是半保留复制 第3组实验结果起到了关键作用 因为其离心后仅为中带 15N 14N 作为对照 还需与第1组和第2组的结果进行比较 3 亲代DNA为15N 15N 原料为14N 离心的结果为 轻 14N 14N 和 重 15N 15N 则 重带 DNA来自于亲代DNA 即B 这种复制方式没有发生母链与子链的重新组合 因而不是半保留复制 判断DNA的复制方式主要是看子代DNA与亲代DNA的关系 实质是母链与子链是否发生重新组合 若将DNA双链分开离心 则不能判断DNA的复制方式 在同等条件下 将子 代继续培养 原料为14N 密度带仍为两种 即轻带 14N 14N 和中带 15N 14N 位置未发生变化 其中随着n的增加 轻带的数量会逐渐增加 而中带不变 因而放射性强度发生变化的是轻带 子 代DNA的 中带 15N 14N 比以往实验结果略宽 说明该实验结果中的 中带 不完全是15N 14N 有可能新形成的子链 14N 中混有少量的15N 答案 1 多15N 15NH4Cl 2 312半保留复制 3 B半保留 不能 没有变化轻 15N 1 2011 江苏高考 下列物质合成时 需要模板的是 A 磷脂和蛋白质B DNA和酶C 性激素和胰岛素D 神经递质和受体 解析 蛋白质合成时以mRNA为模板 DNA合成时以DNA的两条链为模板 酶 蛋白质或RNA 合成时需要以mRNA或DNA的一条链作为模板 脂质和神经递质的合成不需要模板 B正确 答案 B2 2011 海南高考 关于核酸生物合成的叙述 错误的是 A DNA的复制需要消耗能量B RNA分子可作为DNA合成的模板C 真核生物的大部分核酸在细胞核中合成D 真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期 解析 DNA的复制需要消耗能量 可以以RNA分子为模板通过逆转录合成DNA分子 真核生物的大部分核酸在细胞核中合成 少数核酸在某些细胞器 如叶绿体 线粒体 中合成 真核细胞染色体DNA复制发生在有丝分裂间期 故D错 答案 D 3 2010 上海高考 细胞内某一DNA片段中有30 的碱基为A 则该片段中 A G的含量为30 B U的含量为30 C 嘌呤含量为50 D 嘧啶含量为40 解析 在DNA双链间只有A T和G C碱基对 故A T 30 G C 20 A G 50 T C 50 答案 C4 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 此题考查DNA半保留复制在细胞分裂中的应用 具体分析如下 由此可看出每条染色体中只有一条单体被标记 答案 B 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