高考生物总复习-第四单元-遗传的分子基础-第13讲-DNA分子的结构特点及遗传信息的传递与表达课件.ppt

第第13讲讲DNA分子的结构特点分子的结构特点及及 遗传信息遗传信息的传递与表达的传递与表达考试标准考试标准1.DNA的分子结构和特点：的分子结构和特点：(1)核酸分子的组成核酸分子的组成(a)；(2)DNA分子分子的结构和特点的结构和特点(b)；(3)活动：制作活动：制作DNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型(b)。2.遗遗传信息的传递：传信息的传递：(1)DNA分子的复制分子的复制(b)；(2)活动：探究活动：探究DNA的复的复制过程制过程(c)。3.遗传信息的表达：遗传信息的表达：(1)DNA的功能的功能(a)；(2)DNA与与RNA的异同的异同(b)；(3)转录、翻译的概念和过程转录、翻译的概念和过程(b)；(4)遗传密码、遗传密码、中心法则中心法则(b)；(5)基因的概念基因的概念(b)；(6)复制、转录和翻译的异同。复制、转录和翻译的异同。考点一考点一DNA分子的结构和特点分子的结构和特点(a、b/a、b)知识梳理知识梳理1.DNA分子的化学组成分子的化学组成(a/a)(1)基本组成元素：基本组成元素：(2)基本单位基本单位脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸C、H、O、N、P胞腺嘧啶胞腺嘧啶腺嘌呤腺嘌呤2.DNA分子结构的特点分子结构的特点 (b/b)(1)DNA分子由两条长链按分子由两条长链按 方式盘旋成双螺旋结构方式盘旋成双螺旋结构a.外侧外侧(基本骨架基本骨架)：一个脱氧核苷酸的：一个脱氧核苷酸的与另一与另一个脱氧核苷酸的个脱氧核苷酸的结合。结合。b.内侧：内侧：。(2)碱基互补配对原则：两条链上的碱基通过碱基互补配对原则：两条链上的碱基通过形成碱形成碱基对，且腺嘌呤与基对，且腺嘌呤与通过两个氢键相连，鸟嘌呤通过两个氢键相连，鸟嘌呤与与通过通过3个氢键相连。个氢键相连。(3)卡伽夫法则：在卡伽夫法则：在DNA分子中，分子中，A与与T分子数相等，分子数相等，G与与C分子分子数相等，但数相等，但AT的量不一定等于的量不一定等于GC的量。的量。(4)空间结构：规则的空间结构：规则的结构。结构。反向平行反向平行脱氧核糖脱氧核糖磷酸基团磷酸基团碱基对碱基对氢键氢键胸腺嘧啶胸腺嘧啶胞嘧啶胞嘧啶双螺旋双螺旋1.DNA分子结构的分子结构的“五五四四三三二二一一”2.DNA碱基互补配对原则的有关计算碱基互补配对原则的有关计算规律规律1：互补的两个碱基数量相等，即：互补的两个碱基数量相等，即AT，CG。规律规律2：任意两个不互补的碱基之和占总碱基数的：任意两个不互补的碱基之和占总碱基数的50%。规律规律3：一条链中互补碱基的和等于另一条链中这两种碱基的：一条链中互补碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和。和。1.(2016浙江温州检测浙江温州检测)有关有关DNA结构特点的叙述中，不正确的一结构特点的叙述中，不正确的一项是项是()A.每个每个DNA分子分子(双链双链)都含有都含有4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸B.每个每个DNA分子中脱氧核糖上连接一个磷酸和一个碱基分子中脱氧核糖上连接一个磷酸和一个碱基C.DNA分子两条链中的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对分子两条链中的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对D.某一段双链某一段双链DNA分子中若含有分子中若含有20个胞嘧啶，就一定会同时含个胞嘧啶，就一定会同时含有有20个鸟嘌呤个鸟嘌呤知识梳理解析解析每个每个DNA分子分子(双链双链)都含有都含有4种脱氧核苷酸，种脱氧核苷酸，A正确；正确；DNA分子中绝大多数脱氧核糖上连接分子中绝大多数脱氧核糖上连接2个磷酸和一个碱基，个磷酸和一个碱基，只有末端的脱氧核糖连接一个磷酸和一个碱基，只有末端的脱氧核糖连接一个磷酸和一个碱基，B错误；错误；DNA分子两条链中的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对，分子两条链中的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对，C正确；双链正确；双链DNA分子中碱基之间的配对遵循碱基互补配对分子中碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，且互补配对的碱基彼此相等，即原则，且互补配对的碱基彼此相等，即AT、CG。因此，。因此，某一段双链某一段双链DNA分子中若含有分子中若含有20个胞嘧啶，就一定会同时个胞嘧啶，就一定会同时含有含有20个鸟嘌呤，个鸟嘌呤，D正确。正确。答案答案B2.非同源染色体上的非同源染色体上的DNA分子之间最可能相同的是分子之间最可能相同的是()答案答案D3.已知某已知某DNA分子中，分子中，G与与C之和占全部碱基总数的之和占全部碱基总数的35.8%，其中，其中一条链的一条链的T与与C分别占该链碱基总数的分别占该链碱基总数的32.9%和和17.1%。则在它。则在它的互补链中，的互补链中，T和和C分别占该链碱基总数的分别占该链碱基总数的()A.32.9%和和17.1%B.31.3%和和18.7%C.18.7%和和31.3%D.17.1%和和32.9%B4.下列能正确表示下列能正确表示DNA片段的示意图是片段的示意图是()解析解析DNA通常为双链结构，由通常为双链结构，由4种脱氧核苷酸组成，所含碱种脱氧核苷酸组成，所含碱基为基为A、G、C、T。A与与T配对，之间有两个氢键；配对，之间有两个氢键；G与与C配对，配对，之间有三个氢键。之间有三个氢键。DNA分子的两条链反向平行。分子的两条链反向平行。答案答案D5.(2016嘉兴期末嘉兴期末)下列关于染色体、下列关于染色体、DNA、基因的叙述，正确的、基因的叙述，正确的是是()A.染色体是染色体是DNA的唯一载体，基因是具遗传效应的的唯一载体，基因是具遗传效应的DNA片段片段B.一个一个DNA分子中，构成基因的碱基总数和构成分子中，构成基因的碱基总数和构成DNA的碱基总的碱基总数相等数相等C.DNA分子的一条脱氧核苷酸链中相邻的两个碱基通过氢键相连分子的一条脱氧核苷酸链中相邻的两个碱基通过氢键相连D.细胞中的染色体数目不会多于细胞中的染色体数目不会多于DNA分子数目分子数目解析解析除染色体外，除染色体外，DNA还可存在于线粒体或叶绿体中，基因还可存在于线粒体或叶绿体中，基因中碱基总数远少于中碱基总数远少于DNA分子中碱基总数；分子中碱基总数；DNA分子中相邻碱基分子中相邻碱基通过通过3，5磷酸二酯键相连。磷酸二酯键相连。答案答案D考点二遗传信息的传递考点二遗传信息的传递(b、c/b、c)知识梳理知识梳理1.DNA分子的复制过程图解分子的复制过程图解(b/b)解旋酶解旋酶脱氧脱氧互补配对互补配对双螺旋双螺旋2.DNA分子复制的时间、场所、条件、特点和意义分子复制的时间、场所、条件、特点和意义概念以 为模板合成 的过程时间 的间期和 前的间期场所 (主要)条件模板：原料：游离的4种脱氧核苷酸能量来自： 产生的ATP酶：解旋酶、 等原则碱基互补配对原则过程解旋合成与母链互补的子链特点边解旋边复制；结果1个DNA分子2个DNA分子意义将遗传信息从亲代传给了子代，保持了遗传信息的亲代亲代DNA子代子代DNA有丝分裂有丝分裂减数第一次分裂减数第一次分裂细胞核细胞核亲代亲代DNA的两条链的两条链细胞呼吸细胞呼吸DNA聚合酶聚合酶形成子代形成子代DNA分子分子半保留复制半保留复制连续性连续性特别提醒特别提醒DNA分子复制中的相关计算分子复制中的相关计算DNA分子的复制为半保留复制，一个分子的复制为半保留复制，一个DNA分子复制分子复制n次，其结果次，其结果分析如下：分析如下：(1)DNA分子数分子数子代子代DNA分子数分子数2n个；个；含有亲代含有亲代DNA链的子代链的子代DNA分子数分子数2个；个；不含亲代不含亲代DNA链的子代链的子代DNA分子数分子数(2n2)个。个。(2)脱氧核苷酸链数脱氧核苷酸链数子代子代DNA分子中脱氧核苷酸链数分子中脱氧核苷酸链数2n1条；条；亲代脱氧核苷酸链数亲代脱氧核苷酸链数2条；条；新合成的脱氧核苷酸链数新合成的脱氧核苷酸链数(2n12)条。条。(3)消耗的脱氧核苷酸数消耗的脱氧核苷酸数若一亲代若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过个，经过n次复制需要次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为消耗该脱氧核苷酸数为m(2n1)个；个；第第n次复制所需该脱氧核苷酸数次复制所需该脱氧核苷酸数2n个个DNA分子中该脱氧核苷酸分子中该脱氧核苷酸数数2n1个个DNA分子中该脱氧核苷酸数分子中该脱氧核苷酸数2nmm2n1m(2n2n1)m2n1。1.一个双链均含一个双链均含32P的的DNA分子，在不含分子，在不含32P的溶液中复制的溶液中复制3次后，次后，含含32P的子代的子代DNA分子个数是分子个数是()A.1 B.2 C.4 D.8解析解析亲代亲代DNA分子双链为分子双链为32P，在不含，在不含32P的溶液中复制的溶液中复制3次，次，可产生可产生238个子代个子代DNA，其中只有，其中只有2个个DNA含有最初的含有最初的32P模板模板链，故应选链，故应选B。答案答案B对点小练对点小练2.有关真核细胞有关真核细胞DNA分子的复制，下列叙述正确的是分子的复制，下列叙述正确的是()A.复制过程中先是全部解旋，再半保留复制复制过程中先是全部解旋，再半保留复制B.复制过程中不需要消耗复制过程中不需要消耗ATPC.DNA聚合酶催化两个游离的脱氧核苷酸之间的连接聚合酶催化两个游离的脱氧核苷酸之间的连接D.复制后产生的两个子代复制后产生的两个子代DNA分子共含有分子共含有4个游离的磷酸基团个游离的磷酸基团解析解析双链双链DNA复制的主要特点是复制的主要特点是“边解旋边复制、半保留复边解旋边复制、半保留复制制”，故，故A项错误；复制过程需要项错误；复制过程需要“原料、酶、能量、模板、适原料、酶、能量、模板、适宜的温度和宜的温度和pH等等”，故，故B项错误；项错误；DNA聚合酶是催化游离的脱聚合酶是催化游离的脱氧核苷酸与一段脱氧核苷酸链之间形成磷酸二酯键，故氧核苷酸与一段脱氧核苷酸链之间形成磷酸二酯键，故C项错项错误。误。答案答案D3.用用15N标记含有标记含有100个碱基对的双链个碱基对的双链DNA分子，其中有胞嘧啶分子，其中有胞嘧啶60个，该个，该DNA分子在含有分子在含有14N的培养基中连续复制的培养基中连续复制4次。其结果不次。其结果不可能是可能是()解析解析DNA连续复制连续复制4次，形成次，形成16个个DNA分子，其中有分子，其中有2个含个含15N,所有的所有的DNA分子都含分子都含14N；最初的；最初的DNA分子中含腺嘌呤脱氧分子中含腺嘌呤脱氧核苷酸核苷酸40个，复制个，复制4次，共需次，共需4015600个腺嘌呤脱氧核苷酸。个腺嘌呤脱氧核苷酸。C4.如图为真核细胞如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分析，下列相关复制过程的模式图，据图分析，下列相关叙述错误的是叙述错误的是()A.由图示得知，由图示得知，DNA分子复制的方式是半保留复制分子复制的方式是半保留复制B.解旋酶能使双链解旋酶能使双链DNA解开，且需要消耗解开，且需要消耗ATPC.从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的D.DNA在复制过程中先全部解旋，再复制在复制过程中先全部解旋，再复制解析解析题图所示的是真核细胞题图所示的是真核细胞DNA复制的过程模式图，由复制的过程模式图，由图可知，图可知，DNA复制为半保留复制，因为新合成的复制为半保留复制，因为新合成的DNA单链单链和对应的母链组成了新的和对应的母链组成了新的DNA分子；从解旋酶的参与过程分子；从解旋酶的参与过程可以看出，解旋酶使可以看出，解旋酶使DNA双链分开，并且这个过程消耗了双链分开，并且这个过程消耗了ATP；分析图中合成的子链，可以看出两条子链的合成方向；分析图中合成的子链，可以看出两条子链的合成方向是相反的；是相反的；DNA的复制并没有在的复制并没有在DNA全部解旋之后，而是全部解旋之后，而是边解旋边复制。边解旋边复制。答案答案D考点三遗传信息的表达考点三遗传信息的表达知识梳理知识梳理1.DNA的功能的功能(a/a)(1)携带和传递遗传信息携带和传递遗传信息遗传信息蕴藏在遗传信息蕴藏在4种碱基的种碱基的之中。以自身为模板，之中。以自身为模板，半保留地进行半保留地进行，保持遗传信息的，保持遗传信息的性。性。(2)表达遗传信息表达遗传信息DNA能根据它所贮存的能根据它所贮存的决定蛋白质的结构。决定蛋白质的结构。排列顺序排列顺序复制复制稳定稳定遗传信息遗传信息2.RNA的结构与分类的结构与分类(b/b)(1)RNA的基本单位的基本单位(2)结构结构一般是一般是，比，比DNA短。短。(3)分布分布在在内合成，通过内合成，通过进入细胞质；或在拟进入细胞质；或在拟核中合成，无需加工直接进行核中合成，无需加工直接进行。磷酸磷酸核糖核糖A、U、G、C核糖核苷酸核糖核苷酸单链单链细胞核细胞核核孔复合体核孔复合体翻译翻译(4)分类分类mRNA：将遗传信息从细胞核内传递到细胞质中。：将遗传信息从细胞核内传递到细胞质中。：转运氨基酸，识别：转运氨基酸，识别mRNA上的密码子。上的密码子。rRNA：的组成成分。的组成成分。tRNA核糖体核糖体3.遗传信息的转录和翻译遗传信息的转录和翻译(b/b)(1)转录转录RNA聚合酶聚合酶碱基碱基碱基互补配对碱基互补配对一条链一条链核糖核苷酸核糖核苷酸mRNADNA双螺旋双螺旋核糖体核糖体mRNA氨基酸氨基酸转运转运RNA多肽链多肽链若干若干(3)密码子和反密码子密码子和反密码子密码子存在于密码子存在于上，共有上，共有种。决定氨种。决定氨基酸的密码子有基酸的密码子有 种；终止密码子有种；终止密码子有种，不决定种，不决定氨基酸；起始密码子有氨基酸；起始密码子有种，决定氨基酸。种，决定氨基酸。反密码子存在于反密码子存在于上。上。生物界的遗传密码是生物界的遗传密码是的，这可以作为生物界的，这可以作为生物界统一性的证据。统一性的证据。mRNA646132tRNA统一统一4.中心法则与基因概念中心法则与基因概念(b/b)(1)中心法则中心法则(b/b)提出者：克里克。提出者：克里克。要点：遗传信息由要点：遗传信息由传递到传递到，然后，然后由由决定决定的特异性。的特异性。内容图解内容图解(用简式表示用简式表示)：。DNARNARNA蛋白质蛋白质(2)基因基因(b/b)作用：遗传的一个作用：遗传的一个，它在适当的环，它在适当的环境条件下控制生物的性状。境条件下控制生物的性状。与染色体的关系：以一定的次序排列在与染色体的关系：以一定的次序排列在上。上。本质：有功能的本质：有功能的，在大多数生物中是一，在大多数生物中是一段段，而在，而在RNA病毒中则是一段病毒中则是一段。基本功能单位基本功能单位染色体染色体核酸分子片断核酸分子片断DNARNA1.核酸种类的判断方法核酸种类的判断方法(1)DNA和和RNA的判断：的判断：含有碱基含有碱基T或脱氧核糖或脱氧核糖DNA含有碱基含有碱基U或核糖或核糖RNA(2)单链单链DNA和双链和双链DNA的判断：的判断：2.各种生物的信息传递归纳各种生物的信息传递归纳生物种类遗传信息的传递过程DNA病毒某些RNA病毒 逆转录病毒细胞生物1.遗传学上的遗传学上的“密码子密码子”是指是指()A.DNA一条链上的一条链上的3个相邻碱基个相邻碱基B.核糖体核糖体RNA上的上的3个相邻碱基个相邻碱基C.转运转运RNA上一端的上一端的3个相邻碱基个相邻碱基D.信使信使RNA上决定一种氨基酸的上决定一种氨基酸的3个相邻碱基个相邻碱基解析解析密码子是指密码子是指mRNA分子上决定氨基酸的分子上决定氨基酸的3个相邻碱基。个相邻碱基。答案答案D对点小练对点小练2.(2016浙江慈溪检测浙江慈溪检测)如图为真核细胞中多聚核糖体合成蛋白质如图为真核细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，下列说法正确的是的示意图，下列说法正确的是()A.上图表示翻译过程，方向从右到左上图表示翻译过程，方向从右到左B.上的四种脱氧核苷酸可组合成上的四种脱氧核苷酸可组合成64种密码子种密码子,代表代表20种氨基酸种氨基酸C.上的一个密码子只决定一种氨基酸，一种氨基酸只由一种上的一个密码子只决定一种氨基酸，一种氨基酸只由一种tRNA转运转运D.若若中有一个碱基发生改变，则合成的多肽链的结构一定发中有一个碱基发生改变，则合成的多肽链的结构一定发生改变生改变解析解析根据四条多肽链的长度可知核糖体在根据四条多肽链的长度可知核糖体在上的移动方上的移动方向是从右向左，向是从右向左，A正确；正确；是是mRNA，其上的四种核糖核苷，其上的四种核糖核苷酸可组合成酸可组合成64种密码子，其中的种密码子，其中的61种密码子代表种密码子代表20种氨基种氨基酸，酸，B错误；一种密码子只能决定一种氨基酸，但一种氨基错误；一种密码子只能决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由一种或几种密码子编码，所以一种氨基酸可能由酸可以由一种或几种密码子编码，所以一种氨基酸可能由一种或几种一种或几种tRNA转运，转运，C错误；由于密码子的简并性等原错误；由于密码子的简并性等原因，若因，若中有一个碱基发生改变后，其控制合成的多肽链中有一个碱基发生改变后，其控制合成的多肽链的结构不一定发生改变，的结构不一定发生改变，D错误。错误。答案答案A3.下图为转录过程示意图。下列叙述正确的是下图为转录过程示意图。下列叙述正确的是()A.a是编码链是编码链B.b是游离的脱氧核苷酸是游离的脱氧核苷酸C.图中图中RNA聚合酶的移动方向是从右向左聚合酶的移动方向是从右向左D.图示图示DNA双螺旋解开不需要双螺旋解开不需要RNA聚合酶聚合酶解析解析图中图中b为游离的核糖核苷酸，为游离的核糖核苷酸，B错误；图中错误；图中RNA聚合酶的聚合酶的移动方向是从左向右，移动方向是从左向右，C错误；题图为转录过程，错误；题图为转录过程，DNA双螺旋双螺旋解开需要解开需要RNA聚合酶参与，聚合酶参与，D错误。错误。A4.下图为中心法则的示意图，其中代表下图为中心法则的示意图，其中代表DNA复制的是复制的是()A. B. C. D.解析解析图中图中依次代表依次代表DNA复制、转录、翻译、逆转录。复制、转录、翻译、逆转录。答案答案A5.(2016浙江杭州五校联考浙江杭州五校联考)下列关于下列关于DNA和和RNA的结构与功能的的结构与功能的说法，错误的是说法，错误的是()A.区分单双链区分单双链DNA、单双链、单双链RNA四种核酸可以依据碱基比率和四种核酸可以依据碱基比率和种类判定种类判定B.双链双链DNA分子中碱基分子中碱基G、C含量越高，其结构稳定性相对越大含量越高，其结构稳定性相对越大C.含有含有DNA的生物，遗传物质是的生物，遗传物质是DNA不是不是RNAD.含有含有RNA的生物，遗传物质是的生物，遗传物质是RNA不是不是DNA解析解析只有在仅含只有在仅含RNA无无DNA的病毒中，的病毒中，RNA才是遗传物质。才是遗传物质。答案答案D1.基因是遗传的基本功能单位，它是一段有功能的核酸，在大基因是遗传的基本功能单位，它是一段有功能的核酸，在大多数生物中即一段多数生物中即一段DNA，而在，而在RNA病毒中，则为一段病毒中，则为一段RNA。2.DNA分子是脱氧核苷酸的多聚体，其立体结构是规则的反向分子是脱氧核苷酸的多聚体，其立体结构是规则的反向平行的双螺旋结构。平行的双螺旋结构。3.DNA分子中一条链上的核苷酸碱基总是跟另一条链上的核苷分子中一条链上的核苷酸碱基总是跟另一条链上的核苷酸碱基互补配对由氢键连接酸碱基互补配对由氢键连接( 间有间有2个氢键，个氢键， 间有间有3个个氢键氢键)。4.DNA分子中分子中AT，GC，但，但AT不一定等于不一定等于GC，此即，此即DNA中碱基含量的卡伽夫法则。中碱基含量的卡伽夫法则。5.由亲代由亲代DNA形成两个完全相同的新形成两个完全相同的新DNA分子的过程称分子的过程称DNA的的复制，以复制方式合成复制，以复制方式合成DNA，可使得遗传信息在传递过程中，可使得遗传信息在传递过程中保持不变。保持不变。6.DNA分子复制是半保留复制，即新合成的双链分子复制是半保留复制，即新合成的双链DNA分子总有分子总有一条链是来自亲代的一条链是来自亲代的DNA，另一条链则是新合成的。，另一条链则是新合成的。7.转录是指遗传信息由转录是指遗传信息由DNA传递到传递到RNA上的过程，其结果是形上的过程，其结果是形成成RNA，需，需RNA聚合酶参与。聚合酶参与。8.RNA分为信使分为信使RNA、转运、转运RNA和核糖体和核糖体RNA，其中，其中mRNA是是行使传达行使传达DNA上遗传信息功能的。上遗传信息功能的。9.基因形成基因形成RNA产物以及产物以及mRNA被翻译为蛋白质产物的过程，被翻译为蛋白质产物的过程，称为基因表达。称为基因表达。10.遗传信息由遗传信息由DNA传递到传递到RNA，然后由，然后由RNA决定蛋白质的特决定蛋白质的特异性，再加异性，再加RNA为模板，反向地合成单链为模板，反向地合成单链DNA(逆转录逆转录)和和RNA为模板进行为模板进行RNA复制，此即中心法则全部内容。复制，此即中心法则全部内容。