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1、第二單元基因的本質與表達,第2講DNA分子的結構、復制與基因的本質,最新考綱1.DNA分子結構的主要特點()2.DNA分子的復制()3.基因的概念(),1DNA的“五、四、三、二、一”記憶法 五：五種元素C、H、O、N、P。 四：四種堿基對應四種脫氧核苷酸。 三：三種物質磷酸、脫氧核糖、含氮堿基。 二：兩條脫氧核苷酸長鏈(堿基對有A與T、G與C兩種配對方式)。 一：一種空間結構規(guī)則的雙螺旋結構。,2DNA復制的兩個必記知識點 (1)DNA復制特點：邊解旋邊復制、半保留復制。 (2)復制的“四要素” 模板：DNA分子的兩條鏈。 原料：游離的四種脫氧核苷酸。 酶：解旋酶和DNA聚合酶。 能量：細胞
2、呼吸產生的ATP。 3基因的兩個記憶知識點 (1)基因是有遺傳效應的DNA片段。 (2)染色體是基因的主要載體，線粒體和葉綠體中也存在基因。,課前導學 1DNA雙螺旋模型構建者：沃森和克里克。 2DNA的分子組成,知識點一DNA分子結構,脫氧核苷酸,磷酸,脫氧核糖,雙螺旋結構,堿基對,2,3,3DNA分子的結構特點 (1)______性：如n個堿基對構成的DNA具有4n種堿基對排列順序。 (2)______性：如每個DNA分子都有其特定的堿基對排列順序。 (3)______性：如兩條主鏈磷酸與脫氧核糖交替排列的順序不變，堿基對構成方式不變等。,多樣 特異 穩(wěn)定,巧記DNA分子結構的“五、四、三
3、、二、一”,小題通關 1思考判斷： (1)沃森和克里克提出在DNA雙螺旋結構中嘧啶數不等于嘌呤數。() (2)DNA單鏈中相鄰堿基以氫鍵相連。() (3)T2噬菌體的遺傳物質水解產生4種脫氧核苷酸。() (4)每個DNA分子中堿基數磷酸數核糖數。() 【答案】(1)(2)(3)(4),2下列關于DNA分子結構的敘述，正確的是() ADNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的單鏈結構 BDNA分子中的每個磷酸均連接著一個脫氧核糖和一個堿基 CDNA分子兩條鏈之間總是嘌呤與嘧啶形成堿基對 DDNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過磷酸脫氧核糖磷酸相連 【答案】C 【解析】DNA分子是以4種脫氧核苷酸為單
4、位連接而成的雙鏈結構，A錯誤；DNA分子中的絕大多數磷酸連接著兩個脫氧核糖，且磷酸不與堿基直接相連，B錯誤；DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過脫氧核糖磷酸脫氧核糖相連，D錯誤。,知識點二DNA復制,半保留,放射性同位素,2過程,能量,解旋,兩條螺旋的雙鏈,母鏈,脫氧核苷酸,DNA聚合酶,堿基互補配對,雙螺旋,3方式：____________。 4特點：______________。 5意義：將遺傳信息__________________，從而保持了__________________。,半保留復制,邊解旋邊復制,從親代傳給了子代,遺傳信息的連續(xù)性,小題通關 (2017年河北定興三中月考)下列關于
5、DNA分子復制的敘述中，正確的是() ADNA分子在解旋酶的作用下水解成脫氧核苷酸 B在復制過程中，解旋和復制是同時進行的 C解旋后以一條母鏈為模板合成兩條新的子鏈 D兩條新的子鏈通過氫鍵形成一個新的DNA分子 【答案】B 【解析】解旋酶的作用是使DNA分子解旋，打開雙鏈，A錯誤；DNA分子復制是邊解旋邊復制的過程，B正確；解旋后以一條母鏈為模板按照堿基互補配對原則合成一條子鏈，C錯誤；DNA分子復制后，每個DNA分子都各含有一條母鏈和一條子鏈，D錯誤。,課前導學 填充下面的基因關系圖：,知識點三基因是有遺傳效應的DNA片段,遺傳,線,效應,特定脫,氧核苷酸序列,1個或2個,多,4,小題通關
6、下列關于細胞中染色體、DNA、基因三者關系的敘述，正確的是() A每條染色體含有多個DNA分子 B一個DNA分子含有一個基因 C基因是具有遺傳效應的DNA片段 D基因在每個染色體上都成對存在 【答案】C 【解析】每條染色體含有1個或2個DNA分子，A錯誤；基因是有遺傳效應的DNA片段，因此一個DNA分子含有多個基因，B錯誤；基因是具有遺傳效應的DNA片段，C正確；等位基因在每對同源染色體上成對存在，在每個染色體上成單存在，D錯誤。,1兩種DNA結構模型解讀,DNA分子的結構及相關計算,(1)由圖1可解讀以下信息 (2)圖2是圖1的簡化形式，其中是磷酸二酯鍵，是氫鍵。解旋酶作用于部位，限制性核酸
7、內切酶和DNA連接酶作用于部位。,DNA分子結構的5個關鍵點 (1)DNA分子的特異性是由堿基對的排列順序決定的，而不是由配對方式決定的，配對方式只有AT、CG兩種。 (2)并不是所有的脫氧核糖都連著兩個磷酸基團，兩條鏈各有一個3端的脫氧核糖只連著一個磷酸基團。 (3)雙螺旋結構并不是固定不變的，復制和轉錄過程中會發(fā)生解旋。 (4)每條脫氧核苷酸鏈上都只有一個游離的磷酸基團，因此DNA分子中含有2個游離的磷酸基團。 (5)在DNA分子中，A與T分子數相等，G與C分子數相等，但AT的量不一定等于GC的量，后者恰恰反映了DNA分子的特異性。,如圖為某同學在學習了DNA分子的結構后畫的含有兩個堿基對
8、的DNA分子片段(其中“”代表磷酸基團)，下列為幾位同學對此圖的評價，其中哪位同學的評價較合理？,甲認為該圖沒有什么物質和結構上的錯誤。 乙認為該圖至少有三處錯誤，其中核糖應改為脫氧核糖、U應改為T，DNA單鏈中脫氧核苷酸的磷酸基團應與相鄰脫氧核苷酸3碳上的羥基脫水形成磷酸二酯鍵。 丙認為如果他畫的是雙鏈RNA分子，則該圖就是正確的。 提示：該同學要畫的為DNA分子結構圖，圖中的錯誤有：五碳糖應為脫氧核糖；堿基不含尿嘧啶(U)；磷酸與磷酸之間無化學鍵的連接，磷酸應與脫氧核糖交替連接，故乙同學評價較合理。,1如圖為某DNA分子部分結構示意圖，對該圖的描述正確的是() A和相間排列，構成了DNA分
9、子的基本骨架 BDNA分子中脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息 CDNA分子中G與C的比例越高，穩(wěn)定性越低 D圖中的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸 【答案】B,考查DNA分子的結構,【解析】由圖示可知，(脫氧核糖)和(磷酸基團)交替連接，排列在外側，構成了DNA分子的基本骨架，A錯誤。DNA分子能夠儲存遺傳信息，遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序之中，所以說DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序代表了遺傳信息，B正確。堿基對C與G之間有3個氫鍵，A與T之間有2個氫鍵，因此C與G的比例越高，DNA分子穩(wěn)定性越高，C錯誤。由圖可知，中的屬于上面那個胸腺嘧啶脫氧核苷酸的磷酸基團，D錯誤。,2某種烷化劑芥子氣能使鳥嘌呤轉變
10、為烷基化鳥嘌呤(mG)，mG不與胞嘧啶配對而與胸腺嘧啶配對。某雙鏈DNA分子中T占堿基總數的20%，用芥子氣使DNA分子中所有鳥嘌呤成為mG后進行復制一次，其中一個DNA分子中T占堿基總數的30%，則另一個DNA分子中T占堿基總數的比例是() A15%B20% C30%D40%,考查DNA分子中有關堿基含量的分析與計算,【答案】D 【解析】芥子氣能使鳥嘌呤轉變?yōu)橥榛B嘌呤(mG)，進行復制得甲、乙兩個DNA分子，親代DNA分子中T占20%，假設甲中T占30%，則甲中mG30%20%10%，由于親代DNA分子中mGC60%，故親代中mGC30%，則乙中mG20%，T20%20%40%。,“三看
11、法”判斷DNA分子結構的正誤,1DNA分子復制的圖形解讀,DNA的復制,(1)研究DNA復制的常用方法：同位素標記法和離心法，常用的標記元素為3H、15N、32P，通過離心標記元素出現(xiàn)在試管中不同的位置。 (2)DNA復制的準確性 一般情況下，DNA的雙螺旋結構和堿基互補配對原則能使DNA準確地進行復制。 特殊情況下，在外界因素和生物內部因素的作用下，可能造成堿基配對發(fā)生差錯，引起基因突變。 (3)影響DNA復制的外界條件,2DNA分子連續(xù)復制兩次的圖像及解讀,3DNA分子復制方式的有關計算 DNA分子復制為半保留復制，若將一個全部N原子被15N標記的DNA轉移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)(復制)
12、若干代，其結果分析如下： (1)子代DNA分子數：2n個 無論復制多少次，含15N的DNA分子始終是2個。 含14N的DNA分子有2n個，只含14N的有(2n2)個，解題時應看準是“含”還是“只含”。,(2)子代DNA分子的總鏈數：2n22n1條 無論復制多少次，含15N的鏈始終是2條。解題時應看準是“DNA分子數”還是“鏈數”。 含14N的鏈數是(2n12)條。 (3)消耗的脫氧核苷酸數 若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，則經過n次復制需要消耗游離的該脫氧核苷酸為m(2n1)個。 若進行第n次復制，則需消耗游離的該脫氧核苷酸數為m2n1個。,1(2017年山東淄博考試)下圖表示DNA
13、復制的過程，結合圖示下列有關敘述不正確的是(),考查DNA復制的過程、條件和特點,ADNA復制過程中首先需要解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵，使兩條鏈解開 BDNA分子的復制具有雙向復制的特點，生成的兩條子鏈的方向相反 C從圖示可知，DNA分子具有多起點復制的特點，縮短了復制所需的時間 DDNA分子的復制需要DNA聚合酶將單個脫氧核苷酸連接成DNA片段 【答案】C 【解析】DNA復制是邊解旋邊復制，解旋時需要解旋酶打開DNA雙鏈之間的氫鍵，A項正確；從圖中可知，新合成的兩條子鏈的方向是相反的，B項正確；圖中只有一個復制起點，不能體現(xiàn)DNA分子多起點復制的特點，C項錯誤；DNA復制是將單個脫氧核苷
14、酸連接成一條鏈，需要DNA聚合酶的作用，D項正確。,2(2017年山西忻州一中月考)用15N標記某細菌中的DNA分子，然后又將普通的14N來供給這種細菌，于是該細菌便用14N來合成DNA，假設該細菌在14N的培養(yǎng)基上連續(xù)分裂三次，在產生的新DNA分子中含15N的DNA與只含14N的DNA的比例是() A13B12 C11D17 【答案】A 【解析】根據DNA半保留復制原則，1個DNA分子復制三次可得8個DNA分子，其中2個DNA分子同時含有14N和15N，另外6個DNA分子只含有14N，所以新合成DNA分子中含15N的DNA與只含14N的DNA的比例是13。,考查DNA復制的相關計算,3某DN
15、A分子片段有100個堿基對，其中60個胞嘧啶脫氧核苷酸，連續(xù)復制n次共需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸數、第n次復制需要的鳥嘌呤脫氧核苷酸數分別為() A40n1、60n1B40n、60n C402n1、60(2n1)D40(2n1)、602n1 【答案】D 【解析】該DNA分子片段中，共有100個堿基對，胞嘧啶脫氧核苷酸為60個，則鳥嘌呤脫氧核苷酸為60個，腺嘌呤脫氧核苷酸為40個。連續(xù)復制n次，產生2n個子代DNA分子，故需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸數為40(2n1)，第n次復制時需要的鳥嘌呤脫氧核苷酸數為602n1。,4將洋蔥根尖細胞在含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個細胞周期，然后
16、在不含放射性標記的培養(yǎng)基中繼續(xù)完成一個細胞周期。下列敘述正確的是() A第一個細胞周期中，細胞內放射性迅速升高的時期是分裂前期 B第一個細胞周期結束后，每個子細胞中都有一半的染色體被標記 C第二個細胞周期的分裂中期，每條染色體中僅有一條單體被標記 D完成兩個細胞周期后，每個子細胞中含3H標記的染色體數目相同 【答案】C,考查DNA半保留復制與細胞分裂的關系,【解析】3H標記胸腺嘧啶脫氧核苷酸，細胞內放射性迅速升高表明處于DNA復制的時期，即細胞分裂間期；第一個細胞周期結束后，由于DNA的半保留復制，每個DNA分子都有一條鏈被3H標記，因此每條染色體都被標記；第二個細胞周期由于在不含放射性標記的
17、培養(yǎng)基中培養(yǎng)，由一個DNA復制形成的2個子代DNA分子中一個有放射性標記，一個沒有放射性標記，所以分裂中期兩條姐妹染色單體中僅有一條被標記；第二個細胞周期的后期，由于著絲點分裂后染色體隨機移向兩極，因此每個子細胞中含3H標記的染色體數目不能確定。,5DNA的復制方式，可以通過設想來進行預測，可能的情況是全保留復制、半保留復制、分散(彌散)復制三種。究竟是哪種復制方式呢？下面設計實驗來證明DNA的復制方式。,考查DNA復制方式的探究,實驗步驟： a在氮源為14N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為含14N的DNA(對照)。 b在氮源為15N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為含15N
18、的DNA(親代)。 c將親代15N大腸桿菌轉移到氮源為14N的培養(yǎng)基中，再連續(xù)繁殖兩代(和)，用密度梯度離心法分離，不同相對分子質量的DNA分子將分布在試管中的不同位置上。,實驗預測： (1)如果與對照(14N/14N)相比，子代能分辨出兩條DNA帶：一條________帶和一條________帶，則可以排除________________________________。 (2)如果子代只有一條中密度帶，則可以排除________，但不能肯定是____________________。 (3)如果子代只有一條中密度帶，再繼續(xù)進行子代DNA密度鑒定：若子代可以分出____________和__
19、____________，則可以排除分散復制，同時肯定半保留復制；如果子代不能分出兩條密度帶，則排除____________，同時確定為______________。,【答案】(1)輕(14N/14N)重(15N/15N)半保留復制和分散復制(2)全保留復制半保留復制或分散復制(3)一條中密度帶一條輕密度帶半保留復制分散復制 【解析】由題圖可知，深色為親代DNA的脫氧核苷酸鏈(母鏈)，淺色為新形成的子代DNA的脫氧核苷酸鏈(子鏈)。因此全保留復制后得到的兩個DNA分子，一個是原來的兩條母鏈重新形成的親代DNA分子，一個是兩條子鏈形成的子代DNA分子；半保留復制后得到的每個子代DNA分子的一條鏈為母鏈，一條鏈為子鏈；分散復制后得到的子代DNA分子的每個單鏈都是由母鏈片段和子鏈片段間隔連接而成的。,巧借模式圖解答與DNA復制有關問題 學會畫DNA分子半保留復制圖解有助于理解DNA的相關計算規(guī)律，如下圖所示：,
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