高考生物大一轮复习 第三章DNA分子的结构复制及基因是有遗传效应的DNA片段 新人教版必修精选文档.ppt

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1、高考生物大一轮复习 第三章 DNA分子的结构复制及基因是有遗传效应的DNA片段课件 新人教版必修本讲稿第一页，共四十九页第第2、3、4节节DNA分子的分子的结构结构、复复制及基因是有制及基因是有遗传遗传效效应应的的DNA片段片段本讲稿第二页，共四十九页一、DNA分子的结构磷酸磷酸 脱氧核糖脱氧核糖 脱氧核苷酸脱氧核苷酸 脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链 双螺旋双螺旋 2 3 本讲稿第三页，共四十九页二、DNA分子的复制1对DNA分子复制的推测：沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说。2概念：以亲代DNA分子为模板，_为原则，合成子代DNA分子的过程。3过程：解旋以母链为模板按_原则合成与母链互补的子

2、链延伸子链母链、子链盘绕成_。4发生时期：有丝分裂的_和_的间期，随染色体复制而完成的。碱基互补配对碱基互补配对 碱基互补配对碱基互补配对 双螺旋结构双螺旋结构 间期间期 减数第一次分裂前减数第一次分裂前 本讲稿第四页，共四十九页5所需条件：模板：_；原料：_；能量：ATP；酶：_等。6结果：1个DNA分子就形成_个完全相同的DNA分子。7特点(1)_。(2)半保留复制：子代DNA母链子链。DNA分子的两条链分子的两条链 4种游离的脱氧核苷酸种游离的脱氧核苷酸 解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶 2 边解旋边复制边解旋边复制 本讲稿第五页，共四十九页双螺旋结构双螺旋结构 碱基互补配对原则碱基互

3、补配对原则 连续性连续性 基因突变基因突变 本讲稿第六页，共四十九页遗传效应遗传效应 多多 遗传信息遗传信息 排列顺序排列顺序 本讲稿第七页，共四十九页碱基排列顺序碱基排列顺序 特定的排列特定的排列 DNA 本讲稿第八页，共四十九页1DNA分子的化学组成及结构(1)组成：构成DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸，主要由3个部分构成：1分子脱氧核糖，1分子磷酸，1分子含氮碱基。构成的结构简图如下。DNA分子的结构、特性本讲稿第九页，共四十九页高等生物体内的核酸有两种DNA和RNA，因此构成这两种核酸的基本单位核苷酸的五碳糖有两种(RNA核糖、DNA脱氧核糖)，碱基5种(RNA有A、U、G、C 4种，

4、DNA有A、T、G、C 4种)，因此脱氧核苷酸、核糖核苷酸共有8种。本讲稿第十页，共四十九页本讲稿第十一页，共四十九页碱基对之间的化学键为氢键，可用解旋酶断裂，也可加热断裂。每个脱氧核糖连接着2个磷酸，分别与3号、5号碳原子相连接。2对DNA分子特性的理解(1)稳定性：DNA分子两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的，从而使DNA分子具有稳定性。本讲稿第十二页，共四十九页(2)多样性：DNA分子中碱基相互配对的方式虽然不变，而长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。这就构成DNA分子的多样性。(3)特异性：每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，

5、这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。本讲稿第十三页，共四十九页3碱基互补配对原则及应用碱基互补原则：AT配对，GC配对应用：碱基计算的规律(1)双链DNA分子中AT，CG；则：AGTC，(AG)/(CT)1。AGTCACTGDNA分子中碱基总数的一半。本讲稿第十四页，共四十九页(2)在DNA的两条互补链之间链(AG)/(CT)链(互补链)上该比值的倒数；链(AT)/(CG)链上该比值。(3)在双链DNA分子中，一条链上AT的和占该链碱基比率等于另一条链上AT的和占该链的碱基比率，还等于双链DNA分子中AT的和占整个DNA分子的碱基比率。即(A1T1)%(A2T2)%总(A

6、T)%，同理：(G1C1)%(G2C2)%总(G十C)%。本讲稿第十五页，共四十九页(2013江苏南通二次调研)如图是人体细胞中某DNA结构示意图。有关叙述正确的是()A图中“X”代表磷酸基，“A”代表腺苷BDNA复制时，图中“N”键首先全部断开CDNA转录时，需要Taq酶、解旋酶等催化DDNA聚合酶和DNA连接酶都能催化“M”键的形成本讲稿第十六页，共四十九页解析 图中X为磷酸基，A为腺嘌呤；DNA复制时，边解旋边复制；Taq酶用于PCR技术，DNA转录时用的酶是RNA聚合酶；图中M键为磷酸二酯键，DNA聚合酶和DNA连接酶都能催化磷酸二酯键的形成。答案 D本讲稿第十七页，共四十九页(201

7、3镇江调研)下图为DNA分子结构示意图，对该图的正确描述是()ADNA分子中的依次代表A、G、C、TB构成胸腺嘧啶脱氧核苷酸C和相间排列，构成了DNA分子的基本骨架D当DNA复制时，DNA聚合酶催化的形成本讲稿第十八页，共四十九页【答案】A【解析】构成胞嘧啶脱氧核苷酸；当DNA复制时，DNA聚合酶催化磷酸二酯键的形成，而是氢键，由解旋酶催化解开。本讲稿第十九页，共四十九页1对DNA分子复制的理解(1)研究DNA复制的常用方法同位素标记法和离心法，常标记3H、15N，通过离心在试管中形成不同位置的DNA条带。DNA分子的复制本讲稿第二十页，共四十九页(2)DNA复制的过程标准图：本讲稿第二十一页

8、，共四十九页简化图：(3)DNA复制方式：半保留复制DNA复制时，边解旋边复制，并且有多个复制起始位点，因此既可以节省时间，又可以提高效率。本讲稿第二十二页，共四十九页(4)DNA复制相关要点归纳如下表：机理碱基互补配对原则；DNA双螺旋结构场所真核细胞细胞核(主要)、线粒体、叶绿体原核细胞拟核、细胞质基质条件模板亲代DNA的两条链原料4种游离的脱氧核苷酸能量ATP酶DNA解旋酶、DNA聚合酶等特点半保留复制；边解旋边复制意义遗传信息的传递，使物种保持相对稳定和延续由于复制差错而出现基因突变，从而为进化提供了原始选择材料本讲稿第二十三页，共四十九页2DNA分子复制过程的相关计算(1)一个DNA

9、分子复制n次后DNA分子数子代DNA分子数2n个；含有亲代DNA链的子代DNA分子数2个；不含亲代链的子代DNA分子数(2n2)个。脱氧核苷酸链数子代DNA分子中脱氧核苷酸链数2n1条；亲代脱氧核苷酸链数2条；新合成的脱氧核苷酸链数(2n12)条。(2)复制时消耗的脱氧核苷酸数假如一个亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则经过n次复制后，需要消耗该脱氧核苷酸数为m(2n1)个。本讲稿第二十四页，共四十九页下图表示发生在细胞核内的某生理过程，其中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链。以下说法正确的是()A此过程需要ATP和尿嘧啶脱氧核苷酸B真核细胞中此过程发生的唯一场所是细胞核Cb中(AG)/(TC

10、)的比值一定与c中的相同D正常情况下a、d链都应该到不同的细胞中去本讲稿第二十五页，共四十九页解析 DNA复制是典型的半保留复制，DNA复制需要的原料有腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸；真核细胞中线粒体和叶绿体中也有DNA，因此也存在DNA复制的过程；b链和c链是互补的关系，因此(AG)/(TC)的比值不相同。答案 D本讲稿第二十六页，共四十九页一个双链均被32P标记的DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环节中复制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1.3104个B复制过程需要2.4104个游离

11、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17D子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为13【答案】B本讲稿第二十七页，共四十九页【解析】该DNA分子中AT碱基对的数目为5 000220%2 000个，GC碱基对的数目为5 0002 0003 000个，则该DNA分子中含有的氢键数目为2 00023 00031.3104个；该复制过程需要的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(231)3 00021 000个；子代中含32P的单链与含31P的单链之比为2(2322)17；子代中含32P与只含31P的DNA分子数之比为2(232)13。本讲稿第二十八页，共四十九页本讲稿第

12、二十九页，共四十九页本讲稿第三十页，共四十九页纠错对细胞分裂和DNA复制相结合的知识理解不透。此类问题可通过构建模型图解答，如下图：本讲稿第三十一页，共四十九页本讲稿第三十二页，共四十九页本讲稿第三十三页，共四十九页【答案】D【解析】根据DNA半保留复制的特点，DNA双链被3H标记，在不含3H的培养液中完成一次分裂后，每条染色体的DNA中一条链被3H标记，另一条链没有被标记。在不含3H的培养液中进行第二次分裂，有丝分裂后期一半染色体被标记，一半染色体没有被标记。本讲稿第三十四页，共四十九页1对基因本质的理解(1)从结构上看基因是DNA上一个个特定的片段，一个DNA分子上有许多个基因。基因与DN

13、A的结构一样，也是由四种脱氧核苷酸按一定顺序排列而成的，也具有双螺旋结构。基因中脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序代表遗传信息。(2)从功能上看基因具有遗传效应，即基因能控制生物的性状，基因是控制生物性状的基本单位，特定的基因决定特定的性状。基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸以及遗传信息的关系本讲稿第三十五页，共四十九页2染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系本讲稿第三十六页，共四十九页3基因的基本功能(1)遗传信息的传递：发生在传宗接代过程中，通过复制实现遗传信息由亲代到子代的传递。(2)遗传信息的表达：发生在生物个体发育过程中，是通过转录和翻译控制蛋白质合成的过程，通过遗传信息的表达控制个体发育

14、过程。本讲稿第三十七页，共四十九页本讲稿第三十八页，共四十九页解析 在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的是两个磷酸和一个碱基；基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因，一个DNA上也有非基因片段；一个基因含有许多个脱氧核苷酸，DNA分子的多样性和特异性分别由碱基对不同的排列顺序和特定的碱基排列顺序决定的；未复制时，一条染色体上含有1个DNA分子，复制后含有2个DNA分子。答案 A本讲稿第三十九页，共四十九页本讲稿第四十页，共四十九页【解析】基因是具有遗传效应的DNA片段，DNA不一定位于染色体上，因此基因不一定位于染色体上，故A错误；多个基因位于同一条染色体上，

15、基因在染色体上呈线性排列，故B正确；不同基因中脱氧核苷酸的数目和排列顺序不同，基因具有多样性，而每一个基因中脱氧核苷酸的数目和排列顺序是特定的，因此基因又具有特异性，故C正确；没有复制的每条染色体含有1个DNA分子，复制后的每条染色体含有2条染色单体，每条染色单体含有1个DNA分子，故D正确。本讲稿第四十一页，共四十九页实验：DNA复制方式的探究1实验原理：用同位素标记技术和离心处理技术，根据复制后DNA分子在试管中的位置即可确定复制方式。2实验材料：大肠杆菌。3实验方法：放射性同位素标记技术和离心技术。4实验假设：DNA以半保留的方式复制。本讲稿第四十二页，共四十九页5实验过程(见下图)(1

16、)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)。本讲稿第四十三页，共四十九页(4)将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。本讲稿第四十四页，共四十九页6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标记、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：与预期相符。本讲稿第四十五页，共四十九页本讲稿第四十六页，共四十九页A子一代DNA应为B子二代DNA应为C子三代DNA应为D亲代的DNA应为解析 为亲代DNA，为子一代DNA，为子二代DNA，为子三代DNA，不可能出现中的情形。答案 C本讲稿第四十七页，共四十九页本讲稿第四十八页，共四十九页【答案】C【解析】由DNA分子半保留复制的特点，若亲代有1个DNA分子，则子代中含15N的DNA就有2个，则由题干分析，8小时共有32个DNA分子，则DNA分子复制了5次，即大肠杆菌分裂了5次，则其分裂周期为851.6小时。本讲稿第四十九页，共四十九页