(全国通用)2020届高考生物优选大一轮复习第6单元遗传的分子基础第18讲DNA分子的结构、复制及基因的本质课件.ppt
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1、考点互动探究教师备用习题,1.DNA分子结构的主要特点()。 2.DNA分子的复制()。 3.基因的概念()。,考试说明,1.图解DNA分子结构,考点一 DNA分子的结构及相关计算,C、H、O、N、P,脱氧核苷酸,知识梳理,脱氧核糖 与磷酸,氢键,AT、 GC,反向平行,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,两条链互补的碱基之间通过 相连。 (2) 性:遗传信息蕴藏在 中。碱基排列顺序千变万化,如某DNA分子中有n个碱基对,则排列顺序有 种(其中n代表碱基对数)。 (3) 性:每种DNA分子都有 。,氢键,多样,4种碱基的排列顺序,4n,特异,特定
2、的碱基排列顺序,正误辨析 (1)同一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基通过氢键相连。 ( ) (2)DNA分子中每个脱氧核糖都连接两个磷酸,每个碱基都连接一个脱氧核糖。( ) (3)DNA有氢键,RNA没有氢键。 ( ) (4)大肠杆菌的拟核DNA分子和质粒DNA分子都为双链环状。 ( ) (5)沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数。 ( ) (6)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。( ),答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6),解析 (1)同一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连接。 (2)DNA双链的两端各有一
3、个脱氧核糖只连接着一个磷酸。 (3)DNA为双链,两条链间以氢键连接,RNA为单链,但也有双链区域,如tRNA的三叶草构象,双链区域也含氢键。 (5)因为碱基互补配对,所以DNA双螺旋结构中嘧啶数等于嘌呤数。 (6)分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子中的碱基排列顺序可能不同,因此分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息不一定相同。,教材拓展 1.DNA分子都是双链结构吗? 2.DNA分子都是“链状”吗?,答案 1.并非所有的DNA分子均具“双链”结构,有的DNA分子为单链结构。 2.目前发现链状的DNA存在于真核细胞的细胞核中,并与蛋白质结合组成染色体,而细胞器(线粒体、叶绿体)
4、中的DNA、原核细胞中的DNA以及病毒DNA均为环状。,1.解读两种DNA结构模型,图6-18-2,核心讲解,(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,限制酶和DNA连接酶作用于部位。2.碱基互补配对原则及相关计算 (1)碱基互补配对原则:AT,GC,如图6-18-3所示: (2)有关推论 嘌呤总数与嘧啶总数相等,即A+G=T+C。 在双链DNA分子中,互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。 设在双链DNA分子中的一条链上A1+T1=n%,A+T=A1+A2+T1+T2=(n%+n%)/2=n%。,图6-18-3
5、,命题角度1 考查DNA分子的结构与特性 1.2018吉林四校联考 下列关于DNA结构的描述,错误的是 ( ) A.每一个DNA分子由一条多核苷酸链盘绕而成螺旋结构 B.外侧是由磷酸与脱氧核糖交替连接构成的骨架,内部是碱基 C.DNA两条链上的碱基间以氢键相连,且A与T配对、G与C配对 D.DNA的两条链等长,但是反向平行,对点训练,答案 A,解析 DNA双螺旋结构具有如下特点:一个DNA分子是由两条脱氧核苷酸链构成的双螺旋结构,两条链等长且是反向平行的。DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧构成基本骨架;碱基排列在内侧。DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对时,A与T配对,G与
6、C配对,综上可知,A错误。,2.2018锦州渤大附中模拟 图6-18-4为DNA分子部分结构示意图,对该图的描述不正确的是 ( ),图6-18-4,A.脱氧核糖核苷酸相互连接形成DNA单链时能够产生水 B.的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸,和相间排列,构成了DNA分子的基本骨架 C.对应的碱基依次为A、G、C、T D.DNA分子的两条链是反向平行的,并且游离的磷酸基位于不同端,答案 B,解析 脱氧核糖核苷酸相互连接形成脱氧核苷酸单链时,能够产生水,A正确。和相间排列构成了DNA的骨架,B错误。碱基互补配对原则为A和T相配对,G和C相配对,C正确。DNA分子的两条链是反向平行的,并且游离的磷酸基分别位于
7、两端,D正确。,命题角度2 考查DNA分子结构中碱基的相关计算 3.2018济南调研 已知某DNA分子中,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%,答案 B,解析 互补配对的碱基之和在一条链中与在整个DNA分子中所占的比例是相同的,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.
8、3%、18.7%。,4.某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成,根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图,下列图示正确的是 ( ),A B C D,答案 C,技法提炼 解答有关碱基计算的“三步曲”,图6-18-5,1.DNA分子复制的过程 (1)概念:以亲代DNA为模板,合成子代DNA的过程。 (2)时间: 。,考点二 DNA的复制及基因的本质,有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期,知识梳理,(3)过程,图6-18-7,能量,解旋,DNA双链,母链,脱氧核苷酸,DNA聚合酶,碱基互补配对,母链,双螺旋,(4)特点: (过程上
9、)、 (结果上)。 (5)精确复制的原因: 为复制提供了精确的模板。 保证了复制的精确进行。 (6)意义:将 从亲代传给子代,保持了 的连续性。 2.基因的本质 (1)本质:基因是具有 的 片段。,边解旋边复制,半保留复制,DNA独特的双螺旋结构,碱基互补配对原则,遗传信息,遗传信息,遗传效应,DNA,(2)基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系(3)基因的基本功能:遗传信息的 和 。,图6-18-8,染色体,一个或两个,有遗传 效应,线性,遗传信息,传递,表达,正误辨析 (1)DNA分子全部解旋后才开始进行DNA复制。( ) (2)DNA必须在DNA酶的作用下才能连接形成子链。 ( ) (3
10、)DNA聚合酶催化两个游离的脱氧核苷酸之间的连接。 ( ) (4)植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制。 ( ) (5)DNA复制就是基因表达的过程。 ( ) (6)解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、限制性核酸内切酶都能作用于DNA分子,它们的作用部位都是相同的。 ( ),答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6),解析 (1)体内DNA分子的复制是边解旋边复制的。 (2)DNA酶是催化DNA水解,而不是催化其形成子链。 (3)DNA聚合酶是在有模板的条件下催化单个游离的脱氧核苷酸与脱氧核苷酸链的片段连接。 (5)基因的表达包括转录、翻译,DNA复制不属于基因的表达。 (
11、6)解旋酶作用于DNA的氢键,DNA聚合酶、DNA连接酶、限制性核酸内切酶作用于磷酸二酯键。,教材拓展 DNA复制过程中形成的两个子DNA位置如何?其上对应片段中基因是否相同?两个子DNA将于何时分开?,答案染色体复制后形成两条姐妹染色单体,刚复制产生的两个子DNA分子即位于两条姐妹染色单体中,由着丝点相连,其对应片段所含基因在无突变等特殊变异情况下完全相同,两个子DNA分子将于有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝点分裂时,随两条姐妹染色单体分离而分开,分别进入两个子细胞中。,1.DNA复制方式的探究 实验材料:大肠杆菌 实验方法:同位素标记法和密度梯度离心法 (亲代DNA分子与子代DNA分子
12、的区分方法) 实验假设:DNA分子以半保留的方式复制,核心讲解,实验结果:与预期结果一致 实验结论:DNA分子以半保留的方式复制2.DNA复制的有关计算 DNA复制为半保留复制,若将亲代DNA分子 复制n代,其结果分析如下:,图6-18-9,(1)子代DNA分子数为2n个。其中:含有亲代链的DNA分子数为2个。 不含亲代链的DNA分子数为2n-2个。 含子代链的DNA分子有2n个。 (2)子代脱氧核苷酸链数为2n+1条。其中:亲代脱氧核苷酸链数为2条。 新合成的脱氧核苷酸链数为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次复制需要消耗游离的该脱氧
13、核苷酸数为m(2n-1)个。 第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m2n-1个。,3.DNA半保留复制应用于细胞分裂过程的分析 (1)有丝分裂中染色体标记情况分析 过程图解(一般只研究一条染色体): 复制一次(母链标记,培养液不含标记同位素):,图6-18-10,转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期:图6-18-11 规律总结:若只复制一次,产生的子染色体都带有标记;若复制两次,产生的子染色体只有一半带有标记。,(2)减数分裂中染色体标记情况分析 过程图解:减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象,如图6-18-12:规律总结:由于减数分裂没有细胞周期,DNA只复制一次,因此产生的子染色体都带有
14、标记。,图6-18-12,命题角度1 考查DNA复制的过程及相关计算 1.真核细胞中DNA复制过程如图6-18-13所示,下列表述错误的是 ( ),对点训练,图6-18-13,A.多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成 B.每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代 C.复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化 D.DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则,答案 C,解析 多起点双向同时复制,能保证DNA复制在短时间内完成,A正确;DNA复制时以亲代DNA分子的两条链分别为模板,通过碱基互补配对原则合成子链,所以每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代,B正确;复制过程中氢键的破坏
15、需要解旋酶的催化,C错误;DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则,即A与 T配对、G与C配对,D正确。,2.图6-18-14为一个双链DNA分子(15N标记)中某基因的部分结构示意图,该基因全部碱基中A占20%。下列说法正确的是 ( ),图6-18-14,A.DNA的特异性是由四种碱基的数量比例决定的 B.DNA聚合酶可催化形成和处的化学键 C.该基因的一条核苷酸链中(C+G)/(A+T)的值为1.5 D.将该DNA置于不含15N的环境中复制3次后,含15N的DNA分子占总数的1/8,答案 C,解析 不同DNA分子的碱基比例可能相同,但不同DNA的碱基对排列顺序一定不同,所以其特异性体现在
16、碱基对的排列顺序,A错误;DNA聚合酶可催化形成处的化学键(磷酸二酯键),而处的氢键,其形成不需要DNA聚合酶的催化,B错误;该基因全部碱基中A占20%,由碱基互补配对原则可知T=A=20%,C=G=30%,因此该DNA分子中(C+G)/(A+T)=(30%+30%)/(20%+20%)=3/2=1.5,又由于在双链DNA分子中一条核苷酸链中(C+G)/(A+T)的值等于整个DNA分子中(C+G)/(A+T)的值,因此该基因的一条核苷酸链中(C+G)/(A+T)的值为1.5,C正确;DNA复制为半保留复制,不管复制几次,最终都有2个子代DNA含15N,所以含有15N的DNA分子占DNA分子总数
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