《2021届山东省高考生物一轮复习课件：第17讲 DNA结构、复制及基因的本质》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021届山东省高考生物一轮复习课件：第17讲 DNA结构、复制及基因的本质（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基因的本质与表达 第六单元 第17讲DNA结构 复制及基因的本质 栏 目 导 航 考点一DNA分子结构与构建过程及其相关计算考点二DNA分子的复制及基因的概念课堂小结 内化体系随堂演练 巩固提升 考点一DNA分子结构与构建过程及其相关计算 1 DNA双螺旋结构模型的构建 1 构建者 2 构建历程 推算 尝试 修正 获取碱基信息 验证 沃森和克里克 具体如下 注意 DNA双螺旋结构模型属于物理模型 威尔金斯和富兰克林 查哥夫 A T G C T C 2 DNA分子的结构层次 C H O N P A T G C 脱氧核糖 脱氧核苷酸 磷酸 脱氧核糖 碱基 氢键 A T G C 反向平行 稳定 多样
2、 4n 特异 碱基对 归纳整合 1 利用数字巧记DNA分子结构 2 DNA分子结构模型的构建及相关解读 1 由图甲可解读以下信息 2 图乙是图甲的简化形式 其中 是磷酸二酯键 是氢键 解旋酶作用于 部位 限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于 部位 思维探究 下面是DNA分子结构模型 思考相关问题 1 图中 能表示胞嘧啶脱氧核苷酸吗 为什么 提示 不能 组成DNA分子的两条链的方向相反 其中 是上一个脱氧核苷酸的组成物质 2 图中碱基之间是如何连接的 提示 双链DNA中 反向平行的两条链之间的碱基通过氢键连接成碱基对 而同一条链上核苷酸之间是通过 脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖 相连的 3 DNA初步
3、水解的产物和彻底水解的产物分别是什么 提示 初步水解的产物是4种脱氧核苷酸 彻底水解的产物是磷酸 脱氧核糖和4种含氮碱基 4 如何根据碱基的种类和比例确定核酸的类型 提示 根据碱基的种类确定是DNA还是RNA 若含有碱基U则是RNA 若含有碱基T而不含有碱基U 则是DNA 根据碱基的比例确定是单链还是双链 若嘌呤数 嘧啶数 1 则一般是双链 若嘌呤数 嘧啶数 1 则是单链 教材深挖 1 教材P48侧栏思考题 沃森和克里克在构建模型的过程中 利用了哪些他人的经验和成果 提示 当时科学界已经发现的证据有 组成DNA分子的单位是脱氧核苷酸 DNA分子是由含4种碱基的脱氧核苷酸长链构成的 英国科学家威
4、尔金斯和富兰克林提供的DNA的X射线衍射图谱 美国生物化学家鲍林按照X射线衍射分析的实验数据建立模型的方法 奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果 2 教材P49 思考与讨论 说出上述资料涉及到的科学知识与方法 提示 主要涉及物理学 主要是晶体学 生物化学 数学和分子生物学等学科的知识 涉及的方法主要有 X射线衍射结构分析方法 其中包括数学计算法 建构模型的方法等 命题点一DNA分子结构模型的构建及其结构的判断与分析1 1953年沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型 其重要意义在于 证明DNA是主要的遗传物质 确定DNA是染色体的组成成分 发现DNA如何存储遗传信息 为DNA复制机制的阐明奠定
5、基础A B C D D 解析在沃森和克里克构建模型之前 就已经明确了染色体的组成成分 艾弗里等人通过大量的生物实验总结出DNA是主要的遗传物质 错误 沃森和克里克是在构建DNA双螺旋结构模型的基础上 提出DNA分子的半保留复制机制的 DNA双螺旋结构模型的构建使人们认识到DNA通过碱基对的排列顺序来携带遗传信息 正确 2 2017 海南卷 T24 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 后一比值不同B 前一个比值越大 双链DNA分子的稳定性越高C 当两个比值相同时
6、 可判断这个DNA分子是双链D 经半保留复制得到的DNA分子 后一比值等于1 D 解析由于双链DNA碱基A数目等于T数目 G数目等于C数目 故 A C G T 为恒值1 A错 A和T碱基对含2个氢键 C和G含3个氢键 故 A T G C 中 G C 数目越多 氢键数越多 双链DNA分子的稳定性越高 B错 A T G C 与 A C G T 两个比值相等 这个DNA分子可能是双链 也可能是单链 C错 经半保留复制得到的DNA分子 是双链DNA A C G T 1 D正确 3 2019 四川乐山一模 如图为核苷酸链结构图 下列叙述错误的是 A 能构成一个完整核苷酸的是图中的a和bB 图中与每个五碳
7、糖直接相连的碱基有1个C 各核苷酸之间是通过化学键 连接起来的D 若该链为脱氧核苷酸链 从碱基组成上看 缺少的碱基是T A 解析核苷酸由1分子磷酸 1分子五碳糖和1分子碱基组成 b中磷酸与脱氧核苷不属于一个核苷酸分子 由题图可知 每个五碳糖都只有1个碱基与之直接相连 核苷酸之间通过磷酸二酯键相连形成核苷酸链 即图中 脱氧核糖核苷酸根据碱基不同分为腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 因此若该链为脱氧核苷酸链 从碱基组成上看 缺少的是胸腺嘧啶即碱基T 三看法 判断DNA分子结构的正误 命题点二DNA分子结构的相关计算4 2019 广东江门一模 已知某DNA分子
8、中 G与C之和占全部碱基总数的35 8 其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32 9 和17 1 则在它的互补链中 T和C分别占该链碱基总数的 A 32 9 17 1 B 31 3 18 7 C 18 7 31 3 D 17 1 32 9 B 解析配对的碱基之和在一条链中与在整个DNA分子中的比例是相同的 因此 一条链中A T C G的比例分别为31 3 32 9 17 1 和18 7 根据碱基互补配对原则 它的互补链中T C的比例分别为31 3 18 7 5 2019 山西太原一模 现已知基因M含有碱基共N个 腺嘌呤n个 具有类似如图的平面结构 下列说法正确的是 A 基因M共有4个游离的磷
9、酸基 氢键数目为1 5N n个B 如图a可以代表基因M 基因M的等位基因m可以用b表示 a链含有A的比例最多为2n NC 基因M的双螺旋结构 脱氧核糖和磷脂交替排列在外侧 构成基本骨架D 基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等 D 解析基因M的每一条链有1个游离的磷酸基 故有2个游离的磷酸基 氢键数为1 5N n个 基因是由两条脱氧核苷酸链组成的 图中a和b共同组成基因M 双螺旋结构中脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧 构成基本骨架 等位基因是基因突变产生的 基因突变是指基因中碱基对的增添 缺失或替换 基因M和它的等位基因m的碱基数或排列顺序可以不同 解答有关碱基计算题的 三步曲 1 DN
10、A的复制 考点二DNA分子的复制及基因的概念 间期 间期 半保留复制 能量 解旋 两条螺旋的双链 母链 氧核苷酸 DNA聚合酶 碱基互补配对 模板链 双螺旋结构 2 染色体 DNA 基因和脱氧核苷酸的关系 有遗传效应 的DNA片段 一个或 两个 许多个基因 脱氧核苷酸排 列顺序 注 基因概念的准确表述应该是 基因是有遗传效应的核酸片段 归纳整合 1 DNA分子连续复制两次图像及解读 2 利用数学思想分析DNA复制过程中的数量关系DNA分子的复制为半保留复制 一个DNA分子复制n次 则有 1 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DNA链的子代
11、DNA分子数 2n 2 个 2 脱氧核苷酸链数 子代DNA分子中脱氧核苷酸链数 2n 1条 亲代脱氧核苷酸链数 2条 新合成的脱氧核苷酸链数 2n 1 2 条 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 经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m 2n 1 个 n次复制需该脱氧核苷酸数 m 2n个 n 1次复制需该脱氧核苷酸数 m 2n 1个 则第n次复制需该脱氧核苷酸数 2n m m 2n 1 m 2n 2n 1 m 2n 1个 思维探究 下图是DNA复制的有关图示 A B C表示大肠杆菌的DNA复制 D G表示哺乳动物的DNA分子复制 图中黑点表示复制起始点 表示复制方向
12、 1 若A中含48502个碱基对 而子链延伸速度是105个碱基对 min 则此DNA分子复制完成约需30s 而实际上只需约16s 根据A C图分析 是什么原因 提示 复制是双向进行的 2 哺乳动物的DNA分子展开可达2m之长 若按A C的方式复制 至少8h 而实际上约6h左右 据D G图分析 是什么原因 提示 从多个起始点同时进行复制 3 C与A相同 G与D相同 C G能被如此准确地复制出来 原因是什么 提示 DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板 DNA分子的碱基互补配对原则保证了DNA分子复制准确无误地完成 教材深挖 1 教材P53 侧栏思考题 如何在实验中区分亲代与子代的DNA分
13、子 提示 本实验是根据半保留复制原理和DNA密度的变化来设计的 在本实验中根据试管中DNA带所在的位置就可以区分亲代与子代的DNA了 2 教材P56 相关信息 如何理解遗传物质是信息分子 提示 量子物理学奠基人薛定谔认为遗传是遗传信息的复制 传递与表达 遗传物质是一种信息分子 命题点一DNA分子复制的过程分析1 2018 海南卷 T15 现有DNA分子的两条单链均只含有14N 表示为14N14N 的大肠杆菌 若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代 再转到含有14N的培养基中繁殖一代 则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是 A 有15N14N和14N14N两种 其比例为1 3B 有15N
14、15N和14N14N两种 其比例为1 1C 有15N15N和14N14N两种 其比例为3 1D 有15N14N和14N14N两种 其比例为3 1 D 解析大肠杆菌14N14N在含有15N的培养基中繁殖 其中子一代大肠杆菌的DNA分子共2个 均为1条链含14N 1条链含15N 子二代大肠杆菌的DNA分子共4个 其中2个DNA分子为1条链含14N 1条链含15N 另外2个DNA分子为2条链均含15N 再转到含有14N的培养基中繁殖一代 子三代大肠杆菌的DNA分子共8个 其中2个DNA分子为2条链均含14N 其余6个DNA分子为1条链含14N 1条链含15N 所以15N14N和14N14N两种分子的
15、比例为3 1 2 2019 湖南怀化市一模 下图为真核细胞DNA复制过程的模式图 据图分析 下列相关叙述错误的是 A 由图示得知 DNA分子复制的方式是半保留复制B 解旋酶能使双链DNA解开 但需要消耗ATPC 子代DNA分子的两条链是反向平行排列的D DNA在复制过程中是先进行解旋 后半保留复制 D 解析由图示可知 新合成的每个DNA分子中 都保留了原来DNA分子中的一条链 因此复制的方式是半保留复制 解旋酶使DNA双链解开 需要消耗ATP 子代DNA分子的两条链是反向平行的 DNA在复制过程中是边解旋边半保留复制 根据图示信息判断DNA复制的类型在真核生物中 DNA复制一般是多起点复制 在
16、原核生物中 DNA复制一般是一个起点 无论是真核生物还是原核生物 DNA复制大多数都是双向进行的 如图所示为真核生物DNA的多起点 双向复制 图中显示多起点复制 但多起点并非同时进行 其意义在于提高复制速率 命题点二DNA分子复制过程的有关计算3 2019 河南洛阳一模 用15N标记含有100个碱基对的DNA分子 其中有胞嘧啶60个 该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次 其结果可能是 A 含有14N的DNA分子占100 B 复制过程中需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸640个C 含15N的链占1 8D 子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是2 3 A 4 2019 河南郑州调研 某DNA分子中含有1000个碱基对 P元素只含32P 若将DNA分子放在只含31P的脱氧核苷酸的溶液中让其复制两次 则子代DNA的相对分子质量平均比原来 A 减少1500B 增加1500C 增加1000D 减少1000 A 解析DNA分子复制2次形成了4个DNA分子 将含有1000个碱基对 P元素只含32P 的DNA分子放在只含31P的脱氧核苷酸的培养液中 其中有6条单链含有31P 减少的相对分子质量的总和是1000 6
