高考生物 第3章 第2講 DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制與基因課件 新人教版必修2.ppt

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,第二講 DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制與基因,課前自主學(xué)習(xí),課堂互動(dòng)探究,1結(jié)構(gòu)層次,DNA分子的結(jié)構(gòu)及分析,2空間結(jié)構(gòu)分析,3.DNA分子多樣性 (1)多樣性的原因：組成DNA分子的堿基對(duì)的數(shù)量、比例和排列順序不同。 (2)與蛋白質(zhì)多樣性和生物多樣性的關(guān)系,4由堿基種類及比例可分析判斷核酸的種類 (1)若有U無(wú)T，則該核酸為RNA。 (2)若有T無(wú)U，且AT，GC，則該核酸一般為雙鏈DNA。 (3)若有T無(wú)U，且AT，GC，則該核酸為單鏈DNA。,5DNA分子中的有關(guān)數(shù)量關(guān)系 (1)DNA分子中，脫氧核苷酸數(shù)脫氧核糖數(shù)磷酸數(shù)含氮堿基數(shù)1111。 (2)配對(duì)的堿基，A與T之間形成2個(gè)氫鍵，G與C之間形成3個(gè)氫鍵，CG對(duì)占比例越大，DNA結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。 (3)每條脫氧核苷酸鏈上都只有一個(gè)游離的磷酸基，因此DNA分子中含有2個(gè)游離的磷酸基。,1如圖為核苷酸鏈結(jié)構(gòu)圖，有關(guān)敘述不正確的是 ( ),A能構(gòu)成一個(gè)完整核苷酸的是圖中的a和b B各核苷酸之間是通過(guò)化學(xué)鍵連接起來(lái)的 CDNA連接酶可連接斷裂的化學(xué)鍵 D若該鏈為脫氧核苷酸鏈，從堿基組成上看，缺少的堿基是T,解析：核苷酸是核酸的基本組成單位，每個(gè)核苷酸由一分子的磷酸、一分子的五碳糖、一分子的含氮堿基組成；DNA中有A、T、C、G四種堿基，RNA中有A、U、C、G四種堿基；核苷酸分子通過(guò)磷酸二酯鍵連接組成核苷酸鏈。 答案：A,2(2013濰坊質(zhì)檢)關(guān)于下圖所示DNA分子的敘述，正確的是( ) A限制酶作用于部位，DNA連接酶作用于部位 B該DNA的特異性表現(xiàn)在堿基種類和(AT)/(GC)的比例上,解析：限制酶和DNA連接酶都作用于部位；該DNA的特異性不表現(xiàn)在堿基種類上，因?yàn)镈NA中的堿基只有4種；把該DNA放在含15N的培養(yǎng)基中復(fù)制兩代，子代DNA都含有15N。 答案：C,1DNA分子復(fù)制的原因、條件、過(guò)程、時(shí)間及意義,DNA的復(fù)制,2.DNA復(fù)制過(guò)程分析,3DNA分子復(fù)制中相關(guān)計(jì)算 DNA的復(fù)制為半保留復(fù)制，一個(gè)DNA分子復(fù)制n次，則有 (1)DNA分子數(shù) 子代DNA分子數(shù)2n個(gè) 含有親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)2個(gè) 不含親代鏈的子代DNA分子數(shù)(2n2)個(gè),(2)脫氧核苷酸鏈數(shù) 子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)2n1條 親代脫氧核苷酸鏈數(shù)2條 新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)(2n12)條 (3)消耗的脫氧核苷酸數(shù) 若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，經(jīng)過(guò)n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸m(2n1)個(gè)。 復(fù)制第n次所需該脫氧核苷酸數(shù)為m2n1。,3(2012山東高考)假設(shè)一個(gè)雙鏈均被32P標(biāo)記的噬菌體DNA由5 000個(gè)堿基對(duì)組成，其中腺嘌呤占全部堿基的20%。用這個(gè)噬菌體侵染只含31P的大腸桿菌，共釋放出100個(gè)子代噬菌體。下列敘述正確的是( ) A該過(guò)程至少需要3105個(gè)鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸 B噬菌體增殖需要細(xì)菌提供模板、原料和酶等 C含32P與只含31P的子代噬菌體的比例為149 D該DNA發(fā)生突變，其控制的性狀即發(fā)生改變,解析：根據(jù)題干信息可知，噬菌體的DNA含有5 000個(gè)堿基對(duì)，即為10 000個(gè)堿基，腺嘌呤(A)占全部堿基的20%，即AT2 000個(gè)，則GC3 000個(gè)。在噬菌體增殖的過(guò)程中，DNA進(jìn)行半保留復(fù)制，100個(gè)子代噬菌體含有100個(gè)DNA，相當(dāng)于新合成了99個(gè)DNA，至少需要的鳥(niǎo)嘌呤(G)脫氧核苷酸數(shù)是993 000297 000，A項(xiàng)錯(cuò)誤。,噬菌體增殖的過(guò)程中需要自身的DNA作為模板，而原料和酶由細(xì)菌提供，B項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)半保留復(fù)制方式的特點(diǎn)可知，在子代噬菌體的100個(gè)DNA中，同時(shí)含32P和31P的只有2個(gè)，只含31P的為98個(gè)，C項(xiàng)正確。DNA發(fā)生突變，其控制的性狀不一定發(fā)生改變，如AA突變?yōu)锳a以及密碼子的簡(jiǎn)并性等，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：C,4(2013鎮(zhèn)江質(zhì)檢)近10年來(lái)，PCR技術(shù)(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))成為分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的一種常規(guī)手段，其原理是利用DNA半保留復(fù)制原理，在試管中進(jìn)行DNA的人工復(fù)制(如下圖)，在很短的時(shí)間內(nèi)，將DNA擴(kuò)增幾百萬(wàn)倍甚至幾十億倍，使實(shí)驗(yàn)室所需的遺傳物質(zhì)不再受限于活的生物體。,(1)加熱使DNA雙鏈打開(kāi)，這一步是打開(kāi)_鍵，稱為_(kāi)，在細(xì)胞中是在_酶的作用下完成的。 (2)當(dāng)溫度降低時(shí)，引物與模板末端結(jié)合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最終合成2條DNA分子，此過(guò)程中原料是_，遵循的原則是_ _。,(3)“PCR”技術(shù)的必需條件，除了模板、原料、ATP、酶以外，至少還有三個(gè)條件，即液體環(huán)境、適宜的_和_。 (4)假設(shè)一個(gè)模板DNA分子中有800個(gè)堿基對(duì)，其中含有腺嘌呤600個(gè)，若通過(guò)PCR技術(shù)共消耗周圍環(huán)境中游離的胞嘧啶脫氧核苷酸6 200個(gè)，則該模板DNA在PCR擴(kuò)增儀中已經(jīng)復(fù)制了_次。,答案：(1)氫 解旋 解旋 (2)脫氧核苷酸 堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 (3)溫度 酸堿度(或pH) (4)5,1基因定義的理解 (1)結(jié)構(gòu)上看 基因是DNA分子上一個(gè)特定的片段，一個(gè)DNA分子上有很多個(gè)基因。 基因與DNA結(jié)構(gòu)一樣，也是由四種脫氧核苷酸按一定順序排列而成的序列。 每個(gè)基因的脫氧核苷酸數(shù)目及排列順序是特定的。 不同的基因，差別在于堿基數(shù)目及排列順序不同。 基因中堿基的排列順序構(gòu)成遺傳信息。,基因的本質(zhì),(2)從功能上看：基因有遺傳效應(yīng)，即基因能控制生物的性狀，基因是控制生物性狀的基本單位，特定的基因決定特定的性狀。 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，DNA上有很多片段，其中有遺傳效應(yīng)的片段才叫基因，沒(méi)有遺傳效應(yīng)的片段不叫基因。 基因有遺傳效應(yīng)，基因的遺傳效應(yīng)反映出來(lái)的效果是控制蛋白質(zhì)合成，從而表現(xiàn)性狀。 基因是DNA上的片段，基因隨DNA分子的復(fù)制而復(fù)制，轉(zhuǎn)錄而轉(zhuǎn)錄。,2染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系 3基因、染色體、蛋白質(zhì)、性狀的關(guān)系,4基因的基本功能 (1)遺傳信息的傳遞：發(fā)生在傳宗接代過(guò)程中，通過(guò)復(fù)制實(shí)現(xiàn)遺傳信息由親代到子代的傳遞。 (2)遺傳信息的表達(dá)：發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，是通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯控制蛋白質(zhì)合成的過(guò)程，通過(guò)遺傳信息的表達(dá)控制個(gè)體發(fā)育過(guò)程。,5(2013濰坊質(zhì)檢)基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，下列哪項(xiàng)不是“遺傳效應(yīng)”的含義( ) A能控制一種生物性狀的表現(xiàn) B能控制一種蛋白質(zhì)的合成 C能決定一種氨基酸的位置 D能轉(zhuǎn)錄成一種mRNA,解析：基因概念中“遺傳效應(yīng)”是指控制生物的性狀，而基因?qū)π誀畹目刂剖峭ㄟ^(guò)控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)實(shí)現(xiàn)的；組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種，基因不只是決定一種氨基酸的位置，而是決定組成蛋白質(zhì)的所有氨基酸的位置。 答案：C,6下列有關(guān)染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的說(shuō)法，不正確的是 ( ) A基因一定位于染色體上 B基因在染色體上呈線性排列 C四種脫氧核苷酸的數(shù)目和排列順序決定了基因的多樣性和特異性 D. 一條染色體上含有1個(gè)或2個(gè)DNA分子,解析：基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，DNA不一定位于染色體上，因此基因不一定位于染色體上，故A錯(cuò)誤；多個(gè)基因位于同一條染色體上，基因在染色體上呈線性排列，故B正確；不同基因中脫氧核苷酸的數(shù)目和排列順序不同，基因具有多樣性，而每一個(gè)基因中脫氧核苷酸的數(shù)目和排列順序是特定的，因此基因又具有特異性，故C正確；沒(méi)有復(fù)制的每條染色體含有1個(gè)DNA分子，復(fù)制后的每條染色體含有2條染色單體，每條染色單體含有1個(gè)DNA分子，故D正確。 答案：A,實(shí)驗(yàn)技能提升,4實(shí)驗(yàn)過(guò)程：(見(jiàn)下圖) (1)大腸桿菌在含15N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)基中繁殖幾代，使DNA雙鏈充分標(biāo)記15N。 (2)將含15N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到14N標(biāo)記的普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)。 (3)在不同時(shí)刻收集大腸桿菌并提取DNA(間隔的時(shí)間為大腸桿菌繁殖一代所需時(shí)間)。 (4)將提取的DNA進(jìn)行離心，記錄離心后試管中DNA位置。,5實(shí)驗(yàn)預(yù)期：離心后應(yīng)出現(xiàn)3條DNA帶。 (1)重帶(密度最大)：15N標(biāo)記的親代雙鏈DNA(15N/15N) (2)中帶(密度居中)：一條鏈為15N，另一條鏈為14N標(biāo)記的子代雙鏈DNA(15N/14N) (3)輕帶(密度最小)：兩條鏈都為14N標(biāo)記的子代雙鏈DNA(14N/14N)。 6實(shí)驗(yàn)結(jié)果：與預(yù)期的相符。,7科學(xué)家以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，運(yùn)用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心方法進(jìn)行了DNA復(fù)制方式的探索實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果見(jiàn)下表。,請(qǐng)分析并回答： (1)要得到DNA中的N全部被放射性標(biāo)記的大腸桿菌B，必須經(jīng)過(guò)_代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的_是唯一氮源。 (2)綜合分析本實(shí)驗(yàn)的DNA離心結(jié)果，第_組結(jié)果對(duì)得到結(jié)論起到了關(guān)鍵作用，但需把它與第_組和第_組的結(jié)果進(jìn)行比較，才能說(shuō)明DNA分子的復(fù)制方式是_。,(3)分析討論： 若子I代DNA的離心結(jié)果為“輕”和“重”兩條密度帶，則“重帶”DNA來(lái)自_，據(jù)此可判斷DNA分子的復(fù)制方式不是_復(fù)制。 若將子I代DNA雙鏈分開(kāi)后再離心，其結(jié)果_ (填“能”或“不能”)判斷DNA的復(fù)制方式。,若在同等條件下將子代繼續(xù)培養(yǎng)，子n代DNA離心的結(jié)果是：密度帶的數(shù)量和位置_，放射性強(qiáng)度發(fā)生變化的是_帶。 若某次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果中，子I代DNA的“中帶”比以往實(shí)驗(yàn)結(jié)果的“中帶”略寬，可能的原因是新合成DNA單鏈中的N尚有少部分為_(kāi)。,解析：經(jīng)過(guò)一代培養(yǎng)后，只能是標(biāo)記DNA分子的一條單鏈，所以要想對(duì)所有的DNA分子全部標(biāo)記，要進(jìn)行多代培養(yǎng)；在探究DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)中，“重帶”應(yīng)為兩個(gè)單鏈均被15N標(biāo)記，“輕帶”為兩個(gè)單鏈均被14N標(biāo)記，“中帶”為一個(gè)單鏈被14N標(biāo)記，另一個(gè)單鏈被15N標(biāo)記。 答案：(1)多 15NH4Cl (2)3 1 2 半保留復(fù)制 (3)B 半保留 不能 沒(méi)有變化 輕 15N,1小麥體內(nèi)的遺傳物質(zhì)徹底水解后，可以得到的是( ) A四種脫氧核苷酸 B一種五碳糖 C八種堿基 D五種堿基 解析：小麥的遺傳物質(zhì)是DNA，初步水解的產(chǎn)物是4種脫氧核苷酸，徹底水解的產(chǎn)物是磷酸、脫氧核糖和4種堿基。 答案：B,2經(jīng)檢測(cè)得知，一雙鏈DNA分子中鳥(niǎo)嘌呤的數(shù)目為x，其占?jí)A基總量的比例是y，以下推斷正確的是 ( ) A與鳥(niǎo)嘌呤互補(bǔ)的堿基所占的比例是(1y) B該DNA分子的嘌呤堿基和嘧啶堿基的比值是x/y C該DNA分子的堿基之間的氫鍵數(shù)是x(12/y) D與鳥(niǎo)嘌呤不互補(bǔ)的堿基數(shù)目是x(12y)/y,解析：由題意可知，G、C所占比例都為y，數(shù)量都為x；A、T所占比例都為(1/2y)，數(shù)量都為(x/y)2x/2(x/2y)x。與鳥(niǎo)嘌呤互補(bǔ)的堿基所占比例是y。該DNA分子的嘌呤堿基和嘧啶堿基的比值是1。G、C之間有三個(gè)氫鍵，A、T之間有兩個(gè)氫鍵，該DNA分子的堿基之間的氫鍵數(shù)目是3x2(x/2y) x(xx/y)。A、T與G不互補(bǔ)，其數(shù)目為x(l2y)/y。 答案：D,3下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是( ) ADNA復(fù)制時(shí)，嚴(yán)格遵循AU、CG的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 BDNA復(fù)制時(shí)，兩條脫氧核苷酸鏈均可作為模板 CDNA分子全部解旋后才開(kāi)始進(jìn)行DNA復(fù)制 D脫氧核苷酸必須在DNA酶的作用下才能連接形成子鏈,解析：DNA復(fù)制時(shí)，嚴(yán)格遵循AT、CG的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則；DNA是以兩條脫氧核苷酸鏈作為模板進(jìn)行復(fù)制的；DNA分子邊解旋邊復(fù)制；脫氧核苷酸必須在DNA聚合酶的作用下才能連接形成子鏈。 答案：B,4已知某DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的35.8%，其中一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%。則在它的互補(bǔ)鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的( ) A32.9%,17.1% B31.3%,18.7% C18.7%,31.3% D17.1%,32.9%,解析：本題考查DNA分子結(jié)構(gòu)中的堿基數(shù)目計(jì)算，難度較大。假設(shè)該DNA分子共有堿基2 000個(gè)，則GC共有716個(gè)，TA共有1 284個(gè)，其中的一條鏈(鏈)中，T有329個(gè)，C有171個(gè)。由此可知：該DNA分子共含G(或C)358個(gè)，T(或A)642個(gè)。據(jù)此可知，該DNA分子的鏈中含有T(642329)313個(gè)。含有C(358171)187個(gè)。所以，該DNA分子的另一條鏈(鏈)中，T占該鏈堿基總數(shù)的31.3%，C占該鏈堿基總數(shù)的18.7%。 答案：B,5用32P標(biāo)記玉米體細(xì)胞(含20條染色體)的DNA分子雙鏈，再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，讓其分裂n次，若一個(gè)細(xì)胞中的染色體總條數(shù)和被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)分別是40條和2條，則該細(xì)胞至少是處于第幾次分裂的分裂期 ( ) A第一次 B第二次 C第三次 D第四次,解析：由染色體總條數(shù)為40條可知該細(xì)胞處于有絲分裂后期，若是第一次有絲分裂后期，被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)應(yīng)為40條；若是第二次有絲分裂后期，被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)應(yīng)為20條；若是第三次有絲分裂后期，被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)應(yīng)在0條到20條之間。 答案：C,6(2014沈陽(yáng)四校階段測(cè)試)某DNA分子有2 000個(gè)脫氧核苷酸，已知它的一條單鏈上AGTC1234，若該分子復(fù)制一次，則需要腺嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)量是( ) A200個(gè) B300個(gè) C400個(gè) D800個(gè) 解析：由一條單鏈上AGTC1234，計(jì)算得該單鏈上1 000個(gè)堿基中含有A100個(gè)、T300個(gè)，整個(gè)DNA分子中T400個(gè)，復(fù)制1次需要A為400個(gè)。 答案：C,7下圖是某DNA分子的局部結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答。,(1)寫(xiě)出下列圖中序號(hào)代表的結(jié)構(gòu)的中文名稱：_，_ ，_，_。 (2)圖中DNA片段中堿基對(duì)有_對(duì)，該DNA分子應(yīng)有_個(gè)游離的磷酸基。 (3)從主鏈上看，兩條單鏈_；從堿基關(guān)系看，兩條單鏈_。,(4)如果將14N標(biāo)記的細(xì)胞培養(yǎng)在含15N標(biāo)記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中，此圖所示的_(填圖中序號(hào))中可測(cè)到15N。若細(xì)胞在該培養(yǎng)液中分裂四次，該DNA分子也復(fù)制四次，則得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例為_(kāi)。 (5)若該DNA分子共有a個(gè)堿基，其中腺嘌呤有m個(gè)，則該DNA分子復(fù)制4次，需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸為_(kāi)個(gè)。,8在正常情況下，細(xì)胞內(nèi)完全可以自主合成組成核酸的核糖和脫氧核糖?，F(xiàn)在細(xì)胞系由于發(fā)生基因突變而不能自主合成核糖和脫氧核糖，必須從培養(yǎng)基中攝取。為驗(yàn)證DNA分子復(fù)制的原料是脫氧核苷酸，而不是核糖核苷酸，現(xiàn)提供如下實(shí)驗(yàn)材料，請(qǐng)你完成實(shí)驗(yàn)方案。 (1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證DNA分子復(fù)制的原料是脫氧核苷酸，而不是核糖核苷酸。 (2)實(shí)驗(yàn)材料：突變細(xì)胞系、基本培養(yǎng)基、核糖核苷酸、14C核糖核苷酸、脫氧核苷酸、14C脫氧核苷酸、放射性探測(cè)顯微儀等。,(3)實(shí)驗(yàn)原理： DNA主要分布在_，其基本組成單位是_； RNA主要分布在_，其基本組成單位是_。 (4)實(shí)驗(yàn)步驟： 第一步：編號(hào)。取基本培養(yǎng)基兩個(gè)，編號(hào)為甲、乙。 第二步：設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)。在培養(yǎng)基甲中加入適量的核糖核苷酸和14C脫氧核苷酸；在培養(yǎng)基乙中加入等量的_。,第三步：培養(yǎng)。在甲、乙培養(yǎng)基中分別接種等量的突變細(xì)胞系，放到_培養(yǎng)一段時(shí)間，讓細(xì)胞增殖。 第四步：觀察。分別取出培養(yǎng)基甲、乙中的細(xì)胞，用放射性探測(cè)顯微儀探測(cè)觀察_。 (5)預(yù)期結(jié)果： 培養(yǎng)基甲中_； 培養(yǎng)基乙中_。 (6)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：_ _。,解析：DNA主要分布于細(xì)胞核，RNA主要分布于細(xì)胞質(zhì)，DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸，RNA的基本組成單位是核糖核苷酸。要驗(yàn)證DNA復(fù)制的原料是脫氧核苷酸，可根據(jù)被標(biāo)記的脫氧核苷酸在細(xì)胞的分布情況判斷。,答案：(3)細(xì)胞核 脫氧核苷酸 細(xì)胞質(zhì) 核糖核苷酸 (4)第二步：14C核糖核苷酸和脫氧核苷酸 第三步：適宜的相同環(huán)境中 第四步：細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的放射性強(qiáng)弱 (5)細(xì)胞的放射性部位主要在細(xì)胞核 細(xì)胞的放射性部位主要在細(xì)胞質(zhì) (6)DNA分子復(fù)制的原料是脫氧核苷酸而不是核糖核苷酸,