高考生物一轮复习 DNA分子的结构复制以及基因的本质 新人教版必修优秀PPT.ppt

高考生物一轮复习高考生物一轮复习 DNADNA分子的结构复分子的结构复制以及基因的本质课制以及基因的本质课件件 新人教版必修新人教版必修第一页，本课件共有56页观考情考纲考频1.DNA分子结构的主要特点()3年6考2.DNA分子的复制()3年4考3.基因的概念()第第2 2讲讲DNADNA分子的结构、复制以及基因的本质分子的结构、复制以及基因的本质第二页，本课件共有56页第三页，本课件共有56页一、DNA分子的结构分析1DNA的分子组成第四页，本课件共有56页2平面结构：由4种脱氧核苷酸聚合而成的 。3空间结构：双螺旋结构模型(1)由 脱氧核苷酸链盘旋而成。(2)磷酸和 交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。(3)碱基对排列在 ，遵循碱基互补配对原则：A和T配对、G与C配对。脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链两条两条脱氧核糖脱氧核糖内侧内侧第五页，本课件共有56页4特点(1)性，n个碱基对构成的DNA具有4n种碱基对排列顺序。(2)性，如每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。(3)性，如两条主链磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变，碱基对构成方式不变等。多样多样特异特异稳定稳定第六页，本课件共有56页二、DNA复制1概念：指以亲代DNA分子为 合成子代DNA分子的过程。2发生时期：和 。3场所：主要发生在 中，还有线粒体、叶绿体以及原核生物的拟核、质粒上。4条件：模板：_；原料：游离的 ；能量：_；酶：等。模板模板有丝分裂的间期有丝分裂的间期减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前的间期细胞核细胞核两条母链两条母链脱氧核苷酸脱氧核苷酸ATPATP解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶第七页，本课件共有56页6结果：形成两个完全相同的DNA分子。7特点：_、边解旋边复制、多点解旋和复制。半保留复制半保留复制第八页，本课件共有56页8精确复制的原因(1)独特的双螺旋结构为复制提供了 。(2)碱基互补配对保证了复制 地进行。精确的模板精确的模板准确无误准确无误第九页，本课件共有56页三、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。构成基因的碱基数 DNA分子的碱基总数。3基因与遗传信息：基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，每个基因中含有成百上千个脱氧核苷酸，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 。4基因与性状的关系：基因是控制 的基本单位。5基因与染色体的关系：基因在染色体上呈 排列。6生物多样性和特异性的物质基础：分子的多样性和特异性。遗传效应遗传效应小于小于排列顺序排列顺序遗传信息遗传信息生物性状生物性状线性线性DNADNA第十页，本课件共有56页1判断下列有关DNA结构叙述的正误。(1)小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸(2014年高考四川卷)()(2)DNA有氢键，RNA没有氢键(2013年高考新课标全国卷)()(3)沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数(2012年高考江苏卷)()(4)双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数()(5)DNA单链上相邻碱基以氢键连接()第十一页，本课件共有56页2判断下列有关DNA复制叙述的正误。(1)DNA复制需要消耗能量(2013年高考海南卷)()(2)真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期()(3)真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶和能量()(4)在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在两条DNA母链之间()(5)DNA复制就是基因表达的过程()(6)DNA分子复制是边解旋边双向复制的()第十二页，本课件共有56页1DNA结构的形成DNADNA的结构的结构第十三页，本课件共有56页为组成单位；为脱氧核苷酸单链；为脱氧核苷酸双链；为双螺旋结构。由图分析，可以看出：(1)每个DNA片段中，游离的磷酸基团有 。(2)之间的数量关系为111。(3)和之间的化学键为 ，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)和之间的化学键为 ，可用解旋酶使之断裂，也可加热使之断裂，A与T之间有两个氢键，G与C之间有3个氢键，氢键结构越多，结构越稳定，即GC碱基对比例越大越稳定。(5)每个脱氧核糖连接着2个磷酸，每条单链上相邻 不直接相连。(6)若碱基对为n，则氢键数为2n3n，若已知A有m个，则氢键数为3nm。2 2个个磷酸二酯键磷酸二酯键氢键氢键碱基碱基第十四页，本课件共有56页第十五页，本课件共有56页2由碱基种类及比例可分析判断核酸的种类(1)若有U无T，则该核酸为 。(2)若有T无U，且AT，GC，则该核酸一般为 DNA。(3)若有T无U，且AT，GC，则该核酸为 DNA。RNARNA双链双链单链单链第十六页，本课件共有56页3DNA分子中碱基互补配对的相关计算(1)DNA分子中，互补碱基 ，即AT，CG，且嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。(2)DNA分子中，任意两不互补的碱基之和恒等，即(AG)(TC)(AC)(TG)；并且任意两不互补的碱基之和占碱基总量的50%，即(AC)%(TG)%50%。(3)DNA分子中，任意两个不互补碱基之和的比值：一条链与互补链互为倒数，双链中为1。即：两两相等两两相等第十七页，本课件共有56页第十八页，本课件共有56页第十九页，本课件共有56页1经检测得知，一双链DNA分子中鸟嘌呤的数目为x，其占碱基总量的比例是y，以下推断正确的是()A与鸟嘌呤互补的碱基所占的比例是(1y)B该DNA分子的嘌呤碱基和嘧啶碱基的比值是x/yC该DNA分子的碱基之间的氢键数是x(12/y)D与鸟嘌呤不互补的碱基数目是x(12y)/y解析：由题意可知，G、C所占比例都为y，数量都为x；A、T所占比例都为(1/2y)，数量都为(x/y)2x/2(x/2y)x。与鸟嘌呤互补的碱基所占比例是y。该DNA分子的嘌呤碱基和嘧啶碱基的比值是1。G、C之间有三个氢键，A、T之间有两个氢键，该DNA分子的碱基之间的氢键数目是3x2(x/2y)x(xx/y)。A、T与G不互补，其数目为x(12y)/y。答案：D第二十页，本课件共有56页2从某种生物中提取出核酸样品，经科学家检测和计算后，碱基之间的相互关系如下：(AT)/(GC)1，(AG)/(TC)1。据此结果，该样品()A确定是双链DNA B确定是单链DNAC无法确定单双链 D只存在于细胞核中解析：该核酸内含有“T”，说明该核酸是DNA，DNA主要存在于细胞核中，细胞质中也有少量DNA，如果该生物是病毒，则不存在细胞结构，故D错误；由所给等式能推导出AC、GT，单链和双链都有可能。答案：C第二十一页，本课件共有56页1有关DNA复制的几个问题(1)复制的场所：主要场所是 ，但在拟核、线粒体、叶绿体、细胞质基质(如质粒)中也可进行DNA复制。(2)外界条件对DNA复制的影响：在DNA复制的过程中，需要酶的催化和ATP供能，凡是影响酶活性的因素和影响细胞呼吸的因素，都会影响DNA的复制。(3)复制方式：_。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)。(4)过程特点：_；多点解旋和复制。DNADNA的复制的复制细胞核细胞核半保留复制半保留复制边解旋边复制边解旋边复制第二十二页，本课件共有56页(5)DNA复制的准确性一般情况下，DNA分子能准确地进行复制。原因：DNA具有独特的 结构，能为复制提供精确的模板；通过_，保证了复制能够准确地进行。在特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可以造成碱基配对发生差错，引发 。双螺旋双螺旋碱基互补配对碱基互补配对基因突变基因突变第二十三页，本课件共有56页易错易混(1)脱氧核苷酸聚合形成长链的过程中产生水，即脱氧核苷酸DNAH2O。(2)DNA分子彻底水解时得到的产物是脱氧核苷酸的基本组分，即脱氧核糖、磷酸、含氮碱基。第二十四页，本课件共有56页2DNA复制与细胞分裂的模型构建第二十五页，本课件共有56页3DNA分子复制方式的有关计算DNA分子复制为半保留复制，若将一个全部N原子被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代，其结果分析如下：第二十六页，本课件共有56页(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 个。含14N的DNA分子有 个，只含14N的有 个，做题时应看准是“含”还是“只含”。(2)子代DNA分子的总链数：2n22n1条无论复制多少次，含15N的链始终是 条。做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。含14N的链数是 条。2 22 2n n(2(2n n2)2)2 2(2(2n n1 12)2)第二十七页，本课件共有56页(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 个。若进行第n次复制，则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为_个。m m(2(2n n1)1)m m22n n1 1第二十八页，本课件共有56页第二十九页，本课件共有56页3真核细胞某生理过程如图所示，下列叙述错误的是()A酶1可使磷酸二酯键断裂，酶2可催化磷酸二酯键的形成Ba链和b链的方向相反，a链与c链的碱基序列相同C该图表示DNA半保留复制过程，遗传信息传递方向是DNADNADc链和d链中GC所占比例相等，该比值越大DNA热稳定性越高第三十页，本课件共有56页解析：酶1是解旋酶，断裂的是氢键，酶2是DNA聚合酶，可催化磷酸二酯键的形成，A错误。答案：A第三十一页，本课件共有56页实验十七探究DNA的复制方式1理论归纳：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。2实验材料：大肠杆菌。3实验方法：放射性 技术和 技术。4实验假设：DNA以 的方式复制。同位素标记同位素标记离心离心半保留半保留第三十二页，本课件共有56页5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。第三十三页，本课件共有56页6实验预期：离心后应出现3条DNA带。(见上图)(1)(密度最大)：15N标记的亲代双链DNA(15N/15N)。(2)(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)。7实验结果：与预期的相符。(见上图)(1)立即取出提取DNA离心全部重带(15N/15N)。(2)繁殖一代后取出提取DNA离心全部中带(14N/15N)。(3)繁殖两代后取出提取DNA离心1/2轻带、1/2中带。8实验结论：DNA的复制是以半保留方式进行的。重带重带中带中带第三十四页，本课件共有56页知识拓展关于DNA分子复制的早期推测关于DNA分子是如何复制的，在早期的研究中，科学家们提出了三个模型，它们是全保留复制模型、弥散复制模型和半保留复制模型。如图所示。第三十五页，本课件共有56页4将大肠杆菌放在含有15N的培养基中培育若干代后，细菌DNA所有氮均为15N，它比14N分子密度大。然后将DNA被15N标记的大肠杆菌再移到14N培养基中培养，每隔4小时(相当于分裂繁殖一代的时间)取样一次，测定其不同世代细菌DNA分子的密度。DNA分子的密度梯度离心实验结果如图所示。第三十六页，本课件共有56页(1)中带含有的氮元素是_。(2)如果测定第4代DNA分子密度，含15N的DNA分子所占比例为_。(3)如果将第1代(全中)DNA链的氢键断裂后再测定密度，它的四条DNA单链在试管中的分布位置应为_。(4)上述实验表明，DNA分子复制的方式是_。第三十七页，本课件共有56页解析：明确DNA分子中氮原子的组成与密度梯度离心结果的关系是正确解题的关键。两条DNA单链均被15N标记的DNA分子为全重DNA分子，在离心管的最下边；含全重DNA分子的大肠杆菌转入含14N的培养基中培养后，第1代全部为一条链含15N、另一条链含14N的DNA分子，在离心管的中间；第2代为1/2中带DNA分子，1/2轻带DNA分子；第4代为2/24中带DNA分子，(242)/24轻带DNA分子。根据这一实验结果可以证明：DNA分子复制的方式是半保留复制。答案：(1)14N、15N(2)1/8(3)1/2重带、1/2轻带(4)半保留复制 第三十八页，本课件共有56页例1(2013年高考上海卷)在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C,6个G,3个A,7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则()A能搭建出20个脱氧核苷酸B所搭建的DNA分子片段最长为7碱基对C能搭建出410种不同的DNA分子模型D能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段DNADNA分子结构模型的构建分子结构模型的构建第三十九页，本课件共有56页解析每个脱氧核苷酸中，脱氧核糖数磷酸数碱基数，因脱氧核糖和磷酸之间连接物是14个，故最多只能搭建出14个脱氧核苷酸，A项错误；DNA分子的碱基中AT、CG，故提供的4种碱基最多只能构成4个CG对和3个AT对，但由于脱氧核苷酸之间结合形成磷酸二酯键时还需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物，故7碱基对需要的脱氧核糖和磷酸之间的连接物是141226(个)，B项错误；设可搭建的DNA片段有n碱基对，按提供的脱氧核糖和磷酸之间连接物是14个计算，则有14n2(n1)2，得n4，故能搭建出44种不同的DNA分子片段，C项错误，D项正确。答案D第四十页，本课件共有56页例2用32P标记玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，让其分裂n次，若一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是40条和2条，则该细胞至少是处于第几次分裂的分裂期()A第一次B第二次C第三次 D第四次解析由染色体总条数为40条可知该细胞处于有丝分裂后期，若是第一次有丝分裂后期，被32P标记的染色体条数应为40条；若是第二次有丝分裂后期，被32P标记的染色体条数应为20条；若是第三次有丝分裂后期，被32P标记的染色体条数应在0条到20条之间。答案CDNADNA复制过程分析复制过程分析第四十一页，本课件共有56页第四十二页，本课件共有56页例3甲图中DNA分子有a和d两条链，将甲图中某一片段放大后如乙图所示，结合所学知识回答下列问题：DNADNA的结构与复制的结构与复制第四十三页，本课件共有56页(1)从甲图可看出DNA复制的方式是_。(2)甲图中，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)乙图中，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。第四十四页，本课件共有56页解析(1)从甲图可看出DNA复制的方式是半保留复制。(2)A是解螺旋的解旋酶，B是形成子代DNA分子的DNA聚合酶。(3)绿色植物叶肉细胞中DNA分子复制的场所有细胞核、线粒体、叶绿体。(4)乙图中，7是胸腺嘧啶脱氧核苷酸。DNA分子的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接而成；DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且遵循碱基互补配对原则。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 第四十五页，本课件共有56页第四十六页，本课件共有56页微讲座十八有关DNA结构和复制易错点分析1与DNA有关的易错点(1)证明DNA是遗传物质的间接证据是理论推断，直接证据是两个实验。(2)用DNA酶水解DNA后转化失败，从另一个层面证明了DNA是遗传物质。(3)DNA分子的多样性即碱基对的排列次序，若某一个DNA片段有n个碱基，则排列次序应有4(n/2)，即4的指数必须是碱基对数，而非碱基个数。(4)DNA复制既可在体内完成，亦可在体外进行，但除了满足模板、酶、ATP、原料等基本条件外，还应注意适宜的pH、温度等条件。(5)染色体与DNA的数量关系：一条染色体含有1个双链的DNA分子或2个双链的DNA分子。第四十七页，本课件共有56页2与基因有关的易错点(1)对真核细胞而言，染色体是基因的主要载体，因为线粒体、叶绿体中也含有基因。(2)DNA复制发生在细胞分裂过程中，转录、翻译发生在细胞分裂、分化过程中。(3)遗传信息的传递是通过复制来完成的，所以不管减数分裂还是有丝分裂都可实现该过程。既可在亲子代之间，亦可在同一生物个体中的细胞内发生。第四十八页，本课件共有56页第四十九页，本课件共有56页4DNA分子连续复制两次(目前大部分考题考查属此类)图像及解读第五十页，本课件共有56页1(2015年宁波联考)下图表示DNA复制的过程，结合图示下列有关叙述不正确的是()第五十一页，本课件共有56页ADNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，使两条链解开BDNA分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链的方向相反C从图示可知，DNA分子具有多起点复制的特点，缩短了复制所需的时间DDNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段解析：虽然DNA具有多起点复制的特点，但图中所示每条链只沿一个起点在复制。答案：C第五十二页，本课件共有56页2蚕豆根尖细胞在含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第五十三页，本课件共有56页解析：蚕豆的根尖细胞完成一个细胞周期后，根据DNA半保留复制的特点，形成的子细胞中染色体上的DNA都只有一条链具有放射性，另一条链不具有放射性，即每条染色体都具有放射性。当在不具有放射性标记的培养基中接着进行下一个细胞周期时，完成DNA复制后，有丝分裂前期以及中期每条染色体都含有两条染色单体，每条染色单体含有一个DNA分子，这两个DNA分子一个具有放射性，一个没有放射性，即细胞中每条染色体含有的两条染色单体(两个DNA分子)都是一条染色单体(一个DNA分子)被标记，另一条染色单体(另一个DNA分子)不被标记。答案：B第五十四页，本课件共有56页3下图为真核细胞DNA复制过程模式图，请根据图示过程回答下列问题：(1)由图示得知，1个DNA分子复制出乙、丙2个DNA分子，其方式是_。(2)解旋酶能使双链DNA解开，但需要细胞提供_。第五十五页，本课件共有56页(3)从图中可以看出合成两条子链的方向_。(4)细胞中DNA复制的场所是_；在复制完成后，乙、丙分开的时期为_。(5)若一个卵原细胞的一条染色体上的 珠蛋白基因在复制时一条脱氧核苷酸链中一个A替换成T，则由该卵原细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率是_。解析：DNA复制方式是半保留式复制，因DNA两条链是反向平行，故两条链的复制方向相反。DNA复制的主要场所在细胞核，其次线粒体、叶绿体中也有。一个基因复制时若一条链出现差错，则复制后一个基因正常，另一个异常，一个卵原细胞减数分裂形成3个极体、1个卵细胞，故卵细胞携带突变基因的概率是1/4。答案：(1)半保留复制(2)能量(ATP)(3)相反(4)细胞核、线粒体和叶绿体有丝分裂、减数第二次分裂后期(5)1/4第五十六页，本课件共有56页