高三复习DNA分子的结构、复制及基因.ppt

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1、回扣基础要点一、DNA分子的结构 1.结构层次基本组成元素 等基本组成物质磷酸、(A、G、C、T四种),DNA分子的结构、复制;基因是有遗传效应的DNA片段,必备知识梳理,C、H、O、N、P,脱氧核糖,含氮碱基,基本组成单位(四种)DNA单链脱氧核苷酸长链DNA双链DNA 结构,构建者 和,脱氧核糖核苷酸,聚合,两条,双螺旋,沃森,克里克,2.结构特点(1)双链。(2)和 交替连接,排列在外侧,构成,排列在内侧。(3)两条链上的碱基通过 连接成碱基对。(4)A和T之间形成 个氢键,C和G之间形成 个氢键,故DNA分子中 比例高的稳定 性强。,反向平行,脱氧核糖,磷酸,基本骨架,碱基,氢键,二,

2、GC,三,二、DNA分子复制 1.概念:以 分子为模板合成子代DNA分子 的过程。2.场所:主要在 中,但在拟核、线粒体、叶 绿体中也进行。3.时间:有丝分裂 和减数。4.条件:。5.精确复制的原因:DNA的 结构提供精确模 板;原则保证了复制的准确进行。6.过程:解旋和复制。7.特点:复制和。8.意义:从亲代传给子代,保持遗传信息的连续性。,亲代DNA,细胞核,间期,第次分裂前的间期,模板、原料、酶、能量,双螺旋,碱基互补配对,半保留,边解旋边复制,三、基因是有遗传效应的DNA片段 1.基因:的DNA片段,是决定 的基本单位。2.遗传信息:指基因中 的排列顺序。3.染色体、DNA、基因、脱氧

3、核苷酸的关系 是DNA的 是主要的遗传物质 DNA(基因)的基本组成单位,染色体,DNA,基因,控制生物性状的基本单位,携带遗传信息。主要存在于 上,少量存在于 和 中,脱氧核苷酸,有遗传效应,生物性,状,脱氧核苷酸,主要载体,染色体,叶绿体,线粒体,4.四种结构或物质之间的包含关系及数量关系 DNA中既包括基因片段还包括非基因片段,所以构成基因的碱基总数小于构成DNA分子的碱基总数。显性基因D和隐性基因d的根本区别是基因中脱氧核苷酸的排列顺序不同。,提醒,构建知识网络,考点一 DNA分子结构1.DNA分子结构模式图信息解读,高频考点突破,(1)每个DNA片段中,游离的磷酸基团有 个。(2)之

4、间的数量关系。(3)和之间的化学键为 键,用限制性核酸内切酶处理可切断,用 酶处理可连接。(4)碱基对之间的化学键为 键,可用 酶断裂,也可加热断裂。(5)每个脱氧核糖连接着 个磷酸,分别在 号碳原子上相连接。,2,111,磷酸二酯,DNA连接,氢,解旋,2,3号、5,2.DNA分子特性(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次序。若某DNA分子中有n个碱基对,则排列顺序有 种,其中n代表 对数。(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。,提醒,4n,碱基,对位训练1.下列能正确表示DNA片段示意图的是(

5、),D,2.含有2 000个碱基的DNA,每条链上的碱基排列方式有()A.42 000个B.41 000个C.24 000个D.21 000个,B,3.在DNA分子的一条单链中相邻的碱基A与T的连接是通过()A.肽键B.磷酸脱氧核糖磷酸C.氢键D.脱氧核糖磷酸脱氧核糖解析 DNA分子单链上相邻碱基A与T的连接方式如图:由此可知是通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连接起来的。,D,考点二 DNA中碱基数量的计算解题时先画出简图,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

6、基之和(如A+T或C+G)占全部碱基的比例等于其任何一条 中这两种碱基之和占该单链中碱基数的比例。单双链转化公式。,单链,规律3:DNA分子一条链中(A+G)/(C+T)的比值的倒数等于互补链中该种碱基的比值,在整个DNA分子中该比值等于。规律4:DNA分子一条链中(A+T)/(C+G)的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值。规律5:不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同,即(A+T)/(C+G)的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。规律6:,则。规律7:若已知A占双链的比例=c%,则A1/单链的比例无法确定,但最大值可求出为,最小值为。,1,2c%,0,对

7、位训练4.下列对双链DNA分子的叙述,哪项是不正确的()A.若一条链G的数目为C的2倍,则另一条链G的 数目为C的0.5倍B.若一条链A和T的数目相等,则另一条链A和T 的数目也相等C.若一条链的ATGC=1234,则另 一条链相应碱基比为2143D.若一条链的GT=12,另一条链的 CA=21,答案 D,5.一个DNA分子的一条链上,腺嘌呤比鸟嘌呤多40%,两者之和占DNA分子碱基总数的24%,则这个DNA分子的另一条链上,胸腺嘧啶占该链碱基数目的()A.44%B.24%C.14%D.28%解析 A1、G1分别表示一条链上腺嘌呤和鸟嘌呤的数目,T2表示另一条链中胸腺嘧啶数目,A1+G1占DN

8、A分子碱基总数的24%,即由于A1+G1+C1+T1=,A1+G1占本链碱基总数的48%。又A1=(1+40%)G1,由以上分析可解得A1=28%,G1=20%。根据碱基互补配对原则T2=A1=28%。,D,6.在一个DNA分子中,腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%,其中一条链中鸟嘌呤、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%,则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤占碱基总数的()A.24%B.22%C.26%D.23%解析 双链DNA中,A+T占全部碱基总数的54%,则一条单链中A+T占该链碱基总数的54%,按下面的图示分析:,A,7.取1个含有1对同源染色体的精原细胞,用15N标 记细

9、胞核中DNA,然后放在含14N的培养基中培 养,让其连续进行两次有丝分裂,形成4个细胞,这4个细胞中含15N的细胞个数可能是()A.2 B.3 C.4 D.前三项都对,D,考点三 DNA复制的研究方法、过程和条件1.研究DNA复制的常用方法同位素标记法和离心法,常标记3H、15N、32P,通过离心在试管中形成不同位置。2.DNA复制的过程,方法规律(1)探究DNA复制的方法和原理方法:同位素标记法。原理:根据DNA分子比重不同,借助离心技术,通过离心后DNA在试管中位置确定复制方式。(2)结果分析已知某一被15N标记的DNA分子(亲代),转移到含有14N的培养基中培养(复制)若干代,其结果分析

10、如下:,(1)解旋:利用细胞提供的能量,在 酶的作用下,两条螺旋的双链解开。(2)合成子链:以DNA分子的 为模板,在DNA 酶等酶的作用下,利用细胞中游离的4种 为原料,按碱基互补配对原则合成互补的子链。(3)形成子代DNA:每条新链(子链)与其对应的模板链(母链)盘绕成双螺旋结构。子代DNA分子中模板链与另一DNA分子中新合成的子链碱基序列完全相同。特殊情况下,在外界因素和生物内部因素的作用下,可能造成碱基配对发生差错,引起。,提醒,解旋,两条母链,聚合,脱氧核苷酸,基因突变,3.DNA复制的条件 影响细胞呼吸(ATP供给)的所有因素都可能影响DNA复制。体外也可进行,即PCR扩增技术,除

11、满足上述条件外,还应注意温度、pH 的控制及引物的加入。,提醒,对位训练6.下列有关DNA分子复制的叙述,正确的是()A.DNA分子在解旋酶的作用下水解成脱氧核苷酸B.在复制过程中,解旋和复制是同时进行的C.解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链D.两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子,B,思维误区警示 1.对DNA复制过程中“第n次”还是“n次”复制所需某种碱基数量的计算原理不清 已知DNA分子中碱基数,求复制n次与第n次所需某碱基的数目:某DNA分子中含某碱基a个,复制n次,则共需加入含该碱基的脱氧核苷酸为 个,因为最初亲代DNA分子做模板不需要原料;但第n次复制时所需含该碱基的脱氧

12、核苷酸为。,解题思路探究,a(2n-1),a(2n-1)-a(2n-1-1)=a2n-1,2.对细胞分裂和DNA复制相结合的知识理解不透(1)细胞分裂过程中先进行DNA复制。(2)DNA复制的方式:半保留复制。(3)图示辨析,纠正训练1.某DNA分子含m对碱基,其中腺嘌呤有A个。下 列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧 核苷酸数目的叙述中,错误的是()A.在第一次复制时,需要(m-A)个B.在第二次复制时,需要2(m-A)个C.在第n次复制时,需要2n-1(m-A)个D.在n次复制过程中,总共需要2n(m-A)个解析 该DNA分子含胞嘧啶数目为m-A,复制n 次需胞嘧啶脱氧核苷酸数目为(

13、m-A)(2n-1)。,D,2.取1个含有1对同源染色体的精原细胞,用15N标 记细胞核中DNA,然后放在含14N的培养基中培 养,让其连续进行两次有丝分裂,形成4个细胞,这4个细胞中含15N的细胞个数可能是()A.2 B.3 C.4 D.前三项都对,D,知识综合应用重点提示通过“DNA半保留复制的原理和相关计算”的考查,提升“具备验证简单生物学事实,并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理”的能力。典例分析 某校一个生物活动小组要进行研究性学习。对 生物学史上的经典实验进行验证,也是研究性 学习的内容之一。这个小组借助某大学的实验 设备,对有关DNA复制的方式进行探究,有人 认为DNA是全保

14、留复制,也有人认为DNA是半 保留复制。为了证明这两种,假设,这个小组设计了下列实验程序,请完成实验并对结果进行预测。(1)实验步骤:第一步:在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为14N-DNA;在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为15N-DNA。用某种离心方法分离得到的结果如上图所示,其DNA分别分布在轻带和重带上。,第二步:将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上繁殖一代(),请分析:如果DNA位于 带位置,则是全保留复制;如果DNA位于 带位置,则是半保留复制。第三步:为了进一步验证第二步的推测结果,将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N

15、的培养基上再连续繁殖一代(),请分析:如果DNA位于 带位置,则是全保留复制;如果DNA位于 带位置,则是半保留复制。(2)有人提出:第一代()的DNA用解旋酶处理后再离心,就能直接判断DNA的复制方式,如果轻,带和重带各占,则一定为半保留复制。你认为此人说法是否正确?。原因是。解析 如果DNA的复制方式为全保留复制,则一个亲代15N-15N的DNA分子,子代两个DNA分子是:一个15N-15N,一个14N-14N,其在离心管中分布的位置是一半在轻带、一半在重带;如果DNA的复制方式为半保留复制,则一个亲代15N-15N的DNA分子,子代两个DNA分子都是15N-14N,其在离心管中分布的位置

16、全部在中带。,答案(1)1/2重和1/2轻 全中 1/4重和3/4轻1/2中和1/2轻(2)不正确 无论半保留复制还是全保留复制,按此法研究DNA链的情况结果是一致的,所以无法区分,方法规律(1)探究DNA复制的方法和原理方法:同位素标记法。原理:根据DNA分子比重不同,借助离心技术,通过离心后DNA在试管中位置确定复制方式。(2)结果分析已知某一被15N标记的DNA分子(亲代),转移到含有14N的培养基中培养(复制)若干代,其结果分析如下:,中部,,中部,,中部,,上部,上部,上部,提醒 DNA复制为半保留复制,所以亲代的2条15N链不会消失,最终分布在2个DNA分子中,即不管DNA复制多少

17、次,含亲代15N链的DNA只有2个,15N链始终2条。,题组一:DNA分子中的碱基比例的相关计算1.下图示DNA分子复制的片段,图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。一般地说,下列各项正确的是()A.a和c的碱基序列互补 B.b和c的碱基序列相同C.a链中(A+T)/(G+C)的比值与b链中同项比值不同D.a链中(A+T)/(G+C)的比值与c链中同项比值相同,随堂过关检测,D,2.在一个DNA分子中,腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%,其中一条链中鸟嘌呤、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%,则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤占碱基总数的()A.24%B.22%C.26%D.2

18、3%解析 双链DNA中,A+T占全部碱基总数的54%,则一条单链中A+T占该链碱基总数的54%,按下面的图示分析:,A,题组二:DNA半保留复制特点的应用3.将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养 基中,让其复制三次,则含有15N的DNA分子占全 部DNA分子的比例、含有14N的DNA分子占全部 DNA分子的比例以及含有15N的脱氧核苷酸链 占全部DNA单链的比例依次是()A.1/2,7/8,1/4B.1/4,1,1/8C.1/4,7/8,1/8D.1/8,1,1/8解析 用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中,让其复制三次,则产生的DNA分子共有23=8个,共有16

19、条脱氧核苷酸链,其中含有15N的DNA分子有2个,含有15N的脱氧核苷酸链有2条,含14N的DNA分子为8个,含14N的脱氧核苷酸链有16-2=14条。,B,4.DNA分子经过诱变,某位点上的一个正常碱基(设为P)变成了尿嘧啶。该DNA连续复制两 次,得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基 对分别为U-A、A-T、G-C、C-G。推测“P”可能是()A.胸腺嘧啶B.腺嘌呤C.胸腺嘧啶或腺嘌呤 D.胞嘧啶解析 根据半保留复制的特点,DNA分子经过两次复制后,突变链形成的两个DNA分子中含有UA、AT碱基对,而另一条正常链形成的两个DNA分子中含有GC、CG碱基对,因此替换的可能是G,也可能是C

20、。,D,题组三:DNA分子的结构及特点5.关于下面概念图的叙述不正确的是(多选)()A.A是脱氧核糖B.G是氨基酸C.D在E中的排列顺序代表遗传信息D.F的基本组成单位是图中的解析 E是F中有遗传效应的片段,F和E的基本单位都是D。,BD,6.如图为大肠杆菌的DNA分子结构示意图(片段)。请据图回答问题:(1)图中1表示,2表示,1、2、3 结合在一起的结构叫。,(2)图中3有 种,中文名字分别是。(3)含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢 键共有260个。请回答:该DNA片段中共有腺嘌呤 个,C和G共 对。该片段复制4次,共需原料胞嘧啶脱氧核苷酸 个。在DNA分子稳定性的比较中,碱基对的 比例高,DNA分子稳定性高。(4)假定大肠杆菌只含14N的DNA的相对分子质量 为a;只含15N的DNA的相对分子质量为b。现将只 含15N的DNA培养到含14N的培养基中,子一代DNA 的平均相对分子质量为,子二代DNA的平均 相对分子质量为。,答案(1)磷酸 脱氧核糖 脱氧核苷酸(2)2 鸟嘌呤、胞嘧啶(3)40 60 900 C和G(4)(a+b)/2(3a+b)/4,

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