2014高考生物第一轮复习DNA分子的结构、复制及基因学案含解析.doc
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1、 学案26 DNA分子的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA片段考纲要求1. DNA分子结构的主要特点()。2.基因的概念()。3.DNA分子的复制()。复习要求1.DNA分子的结构特点、复制及相关计算2基因与DNA、染色体、遗传信息、脱氧核苷酸之间的关系3DNA分子多样性和特异性4遗传信息的转录和翻译过程及相关计算5中心法则的内容及相关内容的区别、联系和应用6基因与蛋白质及性状的关系基础自查一、DNA分子的结构(一)DNA分子的化学组成1.基本组成元素: 。2.基本组成物质: 。3.基本组成单位: 。4.DNA分子结构: 。(二)DNA分子的空间结构1.DNA分子的双螺旋结构的发现者: 。2
2、.DNA分子双螺旋结构的主要特点3.DNA结构特点: 。(三)碱基互补配对原则 。思考DNA分子的结构可用“五、四、三、二、一”五个数字加以概括,这些数字的含义分别是什么呢? 二、DNA分子的复制(一)DNA分子复制的推测与实验证据 1.推测(1)半保留复制。(2)全保留复制。2. DNA半保留复制的实验证据(1)实验方法: 。(2)实验原理: 。(3)实验过程: (4)实验结果: 。(5)实验结论: 。(二)DNA分子复制的过程1. 复制的时间: 。2. 复制的场所: 复制的条件: 。3. 复制的结果: 。4. 复制的特点: 。5. 复制的意义: 。6. 精确复制的原因: 。三、基因是有遗传
3、效应的DNA片段1基因与DNA的关系2遗传信息与DNA关系3DNA分子特性课堂深化探究一DNA分子的结构及相关计算(一)分析下列DNA分子的构成过程,探讨下列问题:1、 分析一条链和两条链中相邻核苷酸、碱基的连接 2、多数磷酸连几个核苷酸?多数核苷酸连几个磷酸?每一片段中有几个游离磷酸基团? 3、 一条链中两相邻核苷酸之间的化学键叫什么?哪些酶对此起作用?对氢键起作用的酶呢? 4、 DNA一般为双链,某些病毒的为单链 ;RNA 一般为单链,某些病毒的为双链,如何确定某核酸为哪一种类型? (二)碱基互补配对原则及相关计算DNA碱基互补配对原则及其推论:碱基互补配对原则是指在DNA分子形成碱基对时
4、,A一定与T配对,G一定与C配对的一一对应关系。规律一:一个双链DNA分子中,AT、CG,则AGCT,即 规律二:在双链DNA分子中,互补的两碱基之和(如AT或CG)占全部碱基的比值等于 规律三:在DNA双链中一条单链的的值与另一条互补单链的的值 关系。 在整个DNA分子中该比值 。规律四:DNA双链中,一条单链的的值,与另一条互补链的的值是 ,也与整个DNA分子中的的值 。综合规律三四可简记为“ ”。规律五:不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同,即(AT)/(CG)的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。规律六:若b%,则 规律七:若已知A占双链的比例c%,则A1/单
5、链的比例无法确定,但最大值可求出为 ,最小值为 。3DNA分子特性(1)稳定性: (2)多样性:特别提醒 若某DNA分子中有n个碱基对,则排列顺序有4n种,其中n代表碱基对数。(3)特异性: 。4基因与脱氧核苷酸、DNA和染色体之间的关系关系内容基因与脱氧核苷酸 基因与DNA 基因与染色体 图示特别提醒对于真核细胞来说,染色体是基因的主要载体;线粒体和叶绿体也是基因的载体。对于原核细胞来说,拟核中的DNA分子或者质粒DNA均是裸露的,没有与蛋白质一起构成染色体。方法技巧单双链转化公式的推导:本题的直接应用(1)公式推导(结合下图):由图知:A1T1C1G1mA2T2G2C2m,整个双链DNA上
6、的碱基总数为2m。A1T2、T1A2则A1T1A2T2,AT(A1T1)(A2T2),比值:单链1的比值单链2的比值双链DNA的比值简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。二DNA复制的研究方法、过程和条件1研究DNA复制的常用方法2观察DNA复制的过程,回答下列问题:附:标准图:【要点阐释】DNA复制的场所 DNA复制的条件模板 原料 能量 酶 DNA复制的特点 DNA复制的意义特别提醒 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。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,除满足上述条件外,还应注意温度、p
7、H的控制及引物的加入。3DNA复制过程中的数量关系由于DNA分子的复制是一种半保留复制方式,一个DNA分子连续进行n次复制,可形成 个子代DNA,其中只有 个DNA分子含有最初亲代的母链。图解如下:(1)一个DNA不论复制多少次,产生的子代DNA分子中含母链的DNA分子数 ,含母链 。(2)计算比值:n次复制后,形成的子代DNA分子中,含亲代DNA母链的有 DNA分子,占子代DNA总数的 ;亲代DNA分子母链 ,占子代DNA中脱氧核苷酸链总数的 (3)计算原料用量:复制所需的某脱氧核苷酸数 ,其中的a为所求的脱氧核苷酸在原来DNA(即作模板的亲代DNA)分子中的数量,n为复制次数。4.DNA复
8、制方式的探究探究DNA复制是半保留复制还是全保留复制,可用同位素标记技术和离心处理技术,根据复制后DNA分子在试管中的位置即可确定复制方式。实验材料:大肠杆菌。实验方法:放射性同位素标记技术和离心技术。实验假设:DNA以半保留的方式复制。实验过程:(见图)(1)大肠杆菌在含15N标记的NH4Cl培养基中繁殖几代,使DNA双链充分标记15N。(2)将含15N的大肠杆菌转移到14N标记的普通培养基中培养。(3)在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA(间隔的时间为大肠杆菌繁殖一代所需时间)。(4)将提取的DNA进行离心,记录离心后试管中DNA位置。实验预期: 实验结果:与预期的相符。三基因与脱氧核苷酸、
9、DNA和染色体之间的关系分析基因与其它三者的关系,完成下面关系图:1染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系2基因、染色体、蛋白质、性状的关系 思维拓展1在基因、DNA与染色体关系上,明确基因是DNA的一部分,DNA是染色体的组成部分,DNA是重要的遗传物质,全部基因的集合不是所有的DNA,染色体不是遗传物质,只是遗传物质DNA的主要载体。2对于原核细胞来说,拟核中的DNA分子或者质粒DNA均是裸露的,没有与蛋白质一起构成染色体。3一个DNA分子由n对碱基组成,则碱基排列顺序有4n种,排列遗传信息种类最多有4n种。对应训练1.某DNA分子中AT占整个DNA分子碱基总数的44%,其中一条链()上的
10、G占该链碱基总数的21%,那么,对应的另一条互补链()上的G占该链碱基总数的比例是()A35% B29% C28% D21%2(2012天津调研)下图为真核细胞DNA复制过程模式图,请根据图示过程,回答问题。(1)由图示得知,1个DNA分子复制出乙、丙2个DNA分子,其方式是_。(2)解旋酶能使双链DNA解开,但需要细胞提供_。除了图中所示酶外,丙DNA分子的合成还需要_酶。(3)从图中可以看出合成两条子链的方_。(4)细胞中DNA复制的场所是_;在复制完成后,乙、丙分开的时期为_。(5)若一个卵原细胞的一条染色体上的珠蛋白基因在复制时一条脱氧核苷酸链中一个A替换成T,则由该卵原细胞产生的卵细
11、胞携带该突变基因的概率是_。3从分子水平上对生物体具有多样性或特异性的分析,错误的是()。A碱基对的排列顺序的千变万化,构成了DNA分子基因的多样性B碱基对的特定的排列顺序,又构成了每一个DNA分子基因的特异性C一个含2 000个碱基的DNA分子,其碱基对可能的排列方式就有41 000种D人体内控制珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成,其碱基对可能的排列方式有41 700种4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()。A24% B22% C26% D23%5.某
12、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。这个小组借助某大学的实验设备,对有关DNA复制的方式进行探索,有人认为DNA是全保留复制,也有人认为DNA是半保留复制。为了验证这两种假设,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。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14NDNA;在氮源为15N 的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为15NDNA。用某种离心方法分离得到的结果如图所示,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出现_,则是全保
13、留复制;如果DNA出现_,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的培养基上连续繁殖两代(),请分析:如果DNA出现_,则是全保留复制;如果DNA出现_,则是半保留复制。实验探究在正常情况下,细胞内完全可以自主合成组成核酸的核糖和脱氧核糖。现在细胞系由于发生基因突变而不能自主合成核糖和脱氧核糖,必须从培养基中摄取。为验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸,而不是核糖核苷酸,现提供如下实验材料,请你完成实验方案。(1)实验目的:验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸,而不是核糖核苷酸。(2)实验材料:突变细胞系、基本培养基、核糖核苷酸、14C核
14、糖核苷酸、脱氧核苷酸、14C脱氧核苷酸、放射性探测显微仪等。(3)实验原理DNA主要分布在_,其基本组成单位是_;RNA主要分布在_,其基本组成单位是_。(4)实验步骤第一步:编号。取基本培养基两个,编号为甲、乙。第二步:设置对比实验。在培养基甲中加入适量的核糖核苷酸和14C脱氧核苷酸;在培养基乙中加入等量的_。第三步:培养。在甲、乙培养基中分别接种等量的突变细胞系,放到_培养一段时间,让细胞增殖。第四步:观察。分别取出培养基甲、乙中的细胞,用放射性探测显微仪探测观察_。(5)预期结果培养基甲中_;培养基乙中_。(6)实验结论:_。(3)细胞核脱氧核苷酸细胞质核糖核苷酸(4)第二步:14C核糖
15、核苷酸和脱氧核苷酸 限时训练题组一DNA的结构及相关计算1下图是DNA结构模式图,据图所作的下列推测不正确的是( )A限制性内切酶能将a处切断BDNA连接酶能将a处连接C解旋酶能切断b处D连接b处的酶为RNA聚合酶2甲生物核酸的碱基组成为:嘌呤占46%、嘧啶占54%,乙生物遗传物质的碱基比例为:嘌呤占34%、嘧啶占66%,则甲、乙生物可能是( )A蓝藻、变形虫BT2噬菌体、豌豆C硝化细菌、绵羊D肺炎双球菌、烟草花叶病毒 3分析一个DNA分子时,发现含有30%的腺嘌呤脱氧核苷酸,因此可知该分子中一条链上鸟嘌呤含量最大值可占此链碱基总数的( )A20% B30%C40% D70%4一个DNA分子的
16、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()A44% B24% C14% D28%5用15N标记细菌的DNA分子,再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖四代,a、b、c为三种DNA分子:a只含15N,b同时含14N和15N,c只含14N,如下图,这三种DNA分子的比例正确的是()6DNA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UA、AT、GC、CG。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 题
17、组二DNA的复制及计算7假设将含有一对同源染色体的精原细胞的DNA分子用15N标记,并供给含14N的原料。该细胞进行减数分裂产生的四个精子中,含15N标记的DNA的精子所占的比例是( )A100% B25%C50% D08下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图,有关叙述错误的是( )A图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的B图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的C真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶D真核生物的这种复制方式提高了复制速率9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14N的培养基中连续复制四次。其结果不可能是( )A含有15N的DNA
18、分子占1/8B含有14N的DNA分子占7/8C复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个D复制结果共产生16个DNA分子105BrU(5溴尿嘧啶)既可以与A配对,又可以与C配对。将一个正常的具有分裂能力的细胞,接种到含有A、G、C、T、5BrU五种核苷酸的适宜培养基上,至少需要经过几次复制后,才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从TA到GC的替换( )A2次 B3次 C4次 D5次题组三基因、DNA和染色体之间的关系11下列有关基因的说法不正确的是( )A基因都是通过控制酶的合成控制生物性状B基因是有遗传效应的DNA或RNA片段C基因以一定的次序排列在染色体上D基因是生物遗传的基本功能单位
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