（广西专用）高考生物一轮复习 第7单元 第2讲 DNA分子的结构和复制 基因是具有遗传效应的DNA片段课件 新人教版-新人教版高三全册生物课件.pptx

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1、第第2 2讲讲DNADNA分子的结构和复制基分子的结构和复制基因是具有遗传效应的因是具有遗传效应的DNADNA片段片段-2-1.DNA分子结构的主要特点()。2.DNA分子的复制()。3.基因的概念()。-3-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结DNA分子的结构1.DNA分子的结构-4-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.DNA分子的特性(1)稳定性:磷酸和脱氧核糖交替连接,排列在外侧,构成基本骨架。(2)多样性:碱基对多种多样的排列顺序。(3)特异性:每种DNA分子都有特定的碱基对排列顺序,代表了特定的遗传信息。-5-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(1)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通

2、过氢键连接的。()(2)DNA有氢键,RNA没有氢键。()(3)双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数。()(4)沃森和克里克研究DNA分子的结构时,运用了构建物理模型的方法。()(5)嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了DNA分子空间结构的相对稳定。()(6)DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基是通过氢键连接的。()(7)分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。()-6-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(8)含有G、C碱基对比较多的DNA分子热稳定性较差。()(9)磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA分子的基本骨架。()(10)富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也做出了巨

3、大的贡献。()-7-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结1.下图为DNA分子结构模式图,请分析回答下列问题。(1)DNA分子具有而RNA分子不具有的碱基是。(2)DNA分子中,若碱基对为n个,A有m个,则氢键数为个,可使这些氢键断裂。(3)DNA分子初步水解、彻底水解的产物分别是,。-8-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结答案:(1)T(胸腺嘧啶)(2)3n-m解旋酶或高温(3)脱氧核苷酸磷酸、脱氧核糖、含氮碱基-9-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.根据下图回答问题。(1)图2中分别是什么键?(2)解旋酶可作用于哪个位置?限制性核酸内切酶和DNA连接酶可作用于哪个位置?答案:(1)是磷酸二酯键,

4、是氢键。(2)解旋酶作用于。限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于。-10-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向考向1 DNA分子的结构分子的结构1.下图表示某DNA片段,下列有关该图的叙述,正确的是()A.相间排列,构成DNA分子的基本骨架B.的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸C.既容易断裂又容易生成,所以DNA的稳定性与之无关D.该DNA片段有两种碱基配对方式,四种脱氧核苷酸 答案解析解析关闭DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接形成,A项错误;磷酸并不能与组成胞嘧啶脱氧核苷酸,B项错误;DNA的稳定性与氢键有关,C与G配对形成的氢键越多,DNA分子越稳定,C项错误;该DNA片段有两种碱基配对方

5、式,即A与T配对、C与G配对,有四种脱氧核苷酸,D项正确。答案解析关闭D-11-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.用卡片构建DNA平面结构模型,所提供的卡片类型和数量如下表所示。下列说法正确的是()A.最多可构建4种脱氧核苷酸,5个脱氧核苷酸对B.构成的双链DNA片段最多有10个氢键C.DNA分子中每个脱氧核糖均与1分子磷酸相连D.最多可构建44种不同碱基序列的DNA 答案解析解析关闭根据表格数据可知,代表脱氧核糖、磷酸和含氮碱基的卡片数都是10张,所以最多可构建10个脱氧核苷酸。根据碱基种类可推知最多构建4种脱氧核苷酸,4个脱氧核苷酸对。构成的双链DNA片段中可含2个AT碱基对和2个GC碱

6、基对,故最多可含氢键22+23=10(个)。DNA分子中,与脱氧核糖直接连接的一般是2分子磷酸,但最末端的脱氧核糖只连接1分子磷酸;碱基序列要达到44种,每种碱基对至少要有4个。答案解析关闭B-12-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向考向2 与与DNA分子结构相关的计算分子结构相关的计算3.假如检测某DNA分子得知碱基A的比例为x%,又知该DNA的一条链所含的碱基中y%是鸟嘌呤,则下列推断正确的是()A.DNA分子中碱基总数量为x/yB.DNA分子中碱基U的数目为x%C.另一条链中鸟嘌呤所占的比例是(1-x%-y%)D.DNA分子中碱基C的比例为(50%-x%)答案解析解析关闭在DNA分子中

7、A和T是相等的,G和C是相等的,A的比例是x%,只知道另一条链中的G的比例,所以无法得出DNA分子的碱基总数,A项错误;DNA分子中没有U,B项错误;另一条链中鸟嘌呤所占的比例应是(1-2x%-y%),C项错误;DNA分子中碱基C的比例应是(1-2x%)/2,即(50%-x%),D项正确。答案解析关闭D-13-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结4.(2017海南卷)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A+T)/(G+C)与(A+C)/(G+T)两个比值的叙述,正确的是()A.碱基序列不同的双链DNA分子,后一个比值不同B.前一个比值越大,双链DNA分子的稳

8、定性越高C.当两个比值相同时,可判断这个DNA分子是双链D.经半保留复制得到的DNA分子,后一个比值等于1 答案解析解析关闭由于双链DNA中碱基A=T、G=C,故(A+C)/(G+T)为恒值1,A项错误;A和T碱基对含2个氢键,C和G含3个氢键,(G+C)数目越多,氢键数越多,故(A+T)/(G+C)比值越小,双链DNA分子的稳定性越高,B项错误;(A+T)/(G+C)与(A+C)/(G+T)两个比值相同时,DNA分子可能是双链,也可能是单链,C项错误;经半保留复制得到的DNA分子是双链DNA,(A+C)/(G+T)=1,D项正确。答案解析关闭D-14-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结1.DN

9、A结构的3个常见考点(1)数量关系(2)位置关系(3)化学键-15-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.与碱基互补配对有关的规律解题时先画出简图,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。规律3:DNA分子一条链中(A+G)/(C+T)的比值等于互补链中该比值的倒数,在整个DNA分子中该比值等于1。-16-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结规律4:DNA分子一条链

10、中(A+T)/(C+G)的比值与其互补链和整个DNA分子中的该比值相等。规律5:不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值一般不同,即(A+T)/(C+G)的比值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。规律6:若A1/单链中的碱基数=b,则A1/双链中的碱基数=b/2。-17-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结3.计算DNA分子中碱基比例的解题步骤解答DNA分子中有关碱基比例计算的试题时,要分三步进行。(1)弄清楚题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例,还是占DNA分子一条链上碱基的比例。(2)画一个DNA分子模式图,并在图中标出已知和所求的碱基。(3)根据碱基互补配对

11、原则及相关规律进行计算。-18-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结DNA分子的复制及基因的概念1.DNA分子的复制(1)概念:DNA分子的复制是指以亲代DNA为模板,合成子代DNA的过程。(2)时间:有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。-19-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(3)过程-20-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(4)特点:边解旋边复制。(5)方式:半保留复制。(6)结果:一个DNA分子经复制形成两个完全相同的DNA分子。(7)意义:将遗传信息从亲代传给子代,保持了遗传信息的连续性。教材深挖女性子宫肌瘤细胞中最长的DNA分子长达36mm,DNA复制速度约为4m/min,但复制过程仅

12、需40min即可完成,可能的原因是什么?提示:该DNA分子复制时具有多个起点,可分段同时复制。-21-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.基因有遗传效应的DNA片段-22-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结教材深挖DNA片段都是基因吗?都携带遗传信息吗?提示:DNA分子上的片段并不都是基因,基因是有遗传效应的DNA片段,所以DNA片段并不都携带遗传信息。-23-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(1)植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制。()(2)在人体内,浆细胞中不发生DNA的复制。()(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

13、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复制时,严格遵循AU、CG的碱基互补配对原则。()(7)DNA复制时,两条脱氧核苷酸链均可作为模板。()(8)DNA分子全部解旋后才开始进行DNA复制。()-24-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(9)脱氧核苷酸必须在DNA酶的作用下才能连接形成子链。()(10)复制后产生的两个子代DNA分子中共含四个游离的磷酸基团。()(11)真核细胞中DNA的复制发生在有丝分裂前期。()(12)大多数真核生物的DNA分子是边解旋边双向复制的。()-25-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结1.蛙的红细胞和哺乳动物的成熟红细胞,是

14、否都能进行DNA分子的复制?说明理由。提示:蛙的红细胞进行无丝分裂,能进行DNA分子的复制;哺乳动物的成熟红细胞中无细胞核,也无各种细胞器,不能进行DNA分子的复制。-26-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.下图为真核细胞DNA复制过程的模式图,请根据下图分析回答下列问题。(1)由图示得知,DNA分子复制的方式是什么?提示:半保留复制。(2)图示中的解旋酶和DNA聚合酶的作用分别是什么?提示:解旋酶使氢键打开,DNA双链解旋;DNA聚合酶催化形成新的子链。-27-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向考向1 DNA复制的过程复制的过程1.科学家在研究DNA分子的复制方式时,进行了下表所示的实验

15、研究(已知培养用的细菌大约20min分裂一次)。下列叙述错误的是()-28-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结A.若DNA复制为全保留复制,则结果c、d中应均为重链DNA和轻链DNAB.DNA复制过程中需要的原料、酶分别为脱氧核苷酸、解旋酶和DNA聚合酶等C.用15N标记的DNA分子作为模板,用含有14N的培养基培养,第3次复制后50%的DNA分子一条链含15N,另一条链含14N,50%的DNA分子只含14ND.DNA复制过程中遵循碱基互补配对原则,但可能发生基因突变 答案解析解析关闭 答案解析关闭-29-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.在有关DNA分子的研究中,常用32P来标记DNA分子。

16、用、和表示ATP或dATP(d表示脱氧)上3个磷酸基团所处的位置(A-PPP或dA-PPP)。回答下列问题。(1)某种酶可以催化ATP的1个磷酸基团转移到DNA末端上,同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上,那么带有32P的磷酸基团应在ATP的(填“”“”或“”)位上。(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料,将32P标记到新合成的DNA分子上,则带有32P的磷酸基团应在dATP的(填“”“”或“”)位上。(3)将1个某种噬菌体DNA分子的2条链用32P进行标记,并使其感染大肠杆菌,在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体

17、(n个)并释放,则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n,原因是。-30-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结答案:(1)(2)(3)1个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后,标记的2条单链只能分配到2个噬菌体的双链DNA分子中,因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记解析:(1)ATP水解时,远离腺苷的高能磷酸键断裂提供能量。ATP水解变为ADP时,要把其中的32P标记到DNA末端上,那么带有32P的磷酸基团应在ATP的位上。(2)若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料,dATP要断裂2个高能磷酸键才变为脱氧核苷酸。所以要将32P标记到新合成的DNA分子上,则带有32

18、P的磷酸基团应在dATP的位上。(3)DNA分子的复制方式为半保留复制。1个噬菌体DNA分子用32P标记后,在不含32P的大肠杆菌中培养,不管复制多少代,复制形成的n个DNA分子中只有2个DNA分子含32P,所以含有32P的噬菌体所占比例为2/n。-31-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向考向2 DNA分子复制的相关计算分子复制的相关计算3.(2019湖南长沙长郡中学高三第五次调研)某个15N标记的含有100个碱基对的DNA分子中,有胞嘧啶60个。该DNA分子在含14N的培养基中连续复制3次,下列有关说法错误的是()A.该DNA分子含有的氢键数目是260个B.该DNA分子复制3次共需要游离的

19、腺嘌呤脱氧核苷酸160个C.子代DNA分子中含15N的单链与含14N的单链之比为17D.子代DNA分子中含15N的DNA分子与含14N的DNA分子之比为14B-32-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结解析:在该DNA分子中,C=G=60个,A=T=40个。在每个DNA分子中,碱基对A与T之间有2个氢键,C与G之间有3个氢键,因此该DNA分子含有的氢键数目是360+240=260(个),A项正确;该DNA分子在含14N的培养基中连续复制3次,共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数=(23-1)40=280(个),B项错误;该DNA分子在含14N的培养基中连续复制3次,共产生8个DNA分子,依据DNA分子半

20、保留复制的特点,在这8个DNA分子中,有2个DNA分子的一条链含15N,另一条链含14N,有6个DNA分子的2条链均含14N,因此子代DNA分子中含15N的单链与含14N的单链之比为214=17,含15N的DNA分子与含14N的DNA分子之比为28=14,C、D两项正确。-33-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结4.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。若某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1次B.第2次C.第3次D.第4次C-34-核心梳理

21、提能探究考向感悟归纳总结解析:玉米体细胞是通过有丝分裂的方式进行增殖的,依题意和DNA分子的半保留复制可知,在第1次有丝分裂结束后,每个子细胞中含有20条染色体,每条染色体上所含有的双链DNA分子中都有一条链被32P标记;在第2次有丝分裂的间期DNA分子完成复制后,每条染色体含2个DNA分子,这2个DNA分子分别位于组成该染色体的2条姐妹染色单体上,其中只有1条染色单体上的DNA的一条链被32P标记,所以有丝分裂前期和中期的细胞中都有20条被标记的染色体,在有丝分裂后期,着丝点分裂导致姐妹染色单体分开成为子染色体,此时细胞中的染色体数目加倍为40条,其中被标记的染色体有20条,由于子染色体移向

22、两极是随机的,在第2次分裂结束所形成的子细胞中,含有被标记的染色体数为020条;在第3次有丝分裂的后期,可能会出现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条的情况。综上分析,C项正确。-35-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结1.DNA复制过程中的数量关系DNA分子复制为半保留复制,若一个被15N标记的DNA复制n次,其结果分析如下。(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2个。含14N的DNA分子有2n个,只含14N的DNA分子有(2n-2)个,做题时应看清楚是“含”还是“只含”。(2)子代DNA分子的总链数:2n2=2n+1(条)。无论

23、复制多少次,含15N的链始终是2条。做题时应看清楚是“DNA分子数”还是“链数”。含14N的链数是(2n+1-2)条。-36-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(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m(2n-1)个。进行第n次复制时,需消耗游离的该脱氧核苷酸m2n-1个。-37-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.利用图示法理解细胞分裂与DNA复制的相互关系-38-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结-39-通关记通关辨通关练1.DNA的两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋成规则的双螺旋结构。2.DNA双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸

24、交替连接而成的。3.DNA上的碱基对严格遵循碱基互补配对原则,通过氢键连接。4.DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。5.DNA复制具有边解旋边复制、半保留复制的特点。6.DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶参与。7.基因是具有遗传效应的DNA片段。8.染色体是基因的主要载体。线粒体、叶绿体中也存在基因。-40-通关记通关辨通关练1.DNA复制并非只发生于细胞核中在细胞生物中,凡存在DNA分子的场所均可进行DNA分子的复制,除细胞核外,还有叶绿体、线粒体、原核细胞的拟核及质粒。2.DNA的水解产物及氢键数目的计算(1)DNA的水解产物:初步水解产物是脱氧核苷酸,彻底水解产物是磷酸、脱氧

25、核糖和含氮碱基。(2)氢键数目计算:若碱基对为n个,则氢键数为(2n3n)个;若已知A有m个,则氢键数为(3n-m)个。-41-通关记通关辨通关练下图表示DNA复制的过程,结合图示判断,下列有关叙述错误的是()A.DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键,解开双链B.DNA分子复制时形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D.DNA分子的复制遵循碱基互补配对原则 答案解析解析关闭DNA复制过程的第一步是解旋,需要用解旋酶破坏DNA双链之间的氢键,使两条链解开;由题图可知,DNA分子复制时形成的两条子链的方向相反;图中DNA复制只有一个起点,不能说明DNA分子具有多起点复制的特点;DNA分子复制时,遵循碱基互补配对原则。答案解析关闭C