2020届高三生物人教一轮复习课件:6.2DNA分子的结构、复制和基因的本质.pdf
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1、第2课 DNA分子的结构、复制和基因的本质 考点一 考点一 DNADNA分子的结构分子的结构 【必备知识回顾】【必备知识回顾】 1.DNA1.DNA分子的结构:分子的结构: 脱氧核苷酸脱氧核苷酸 脱氧核苷脱氧核苷 脱氧核糖脱氧核糖 与磷酸与磷酸 氢键氢键 A AT T GCGC 反向平行反向平行 C C、H H、O O、N N、P P 2.DNA2.DNA分子的特性:分子的特性: (1)(1)相对稳定性:相对稳定性:DNADNA分子中分子中_交替连交替连 接的方式不变,两条链间接的方式不变,两条链间_的方式不变。的方式不变。 磷酸和脱氧核糖磷酸和脱氧核糖 碱基互补配对碱基互补配对 (2)(2)
2、多样性:不同的多样性:不同的DNADNA分子中分子中_数目不同,数目不同, 排列顺序多种多样。若某排列顺序多种多样。若某DNADNA分子中有分子中有n n个碱基对,个碱基对, 则排列顺序有则排列顺序有_种。种。 (3)(3)特异性:每种特异性:每种DNADNA分子都有区别于其他分子都有区别于其他DNADNA分子的分子的 特定的特定的_,代表了特定的遗传信息。,代表了特定的遗传信息。 脱氧核苷酸脱氧核苷酸 4 4n n 碱基对排列顺序碱基对排列顺序 3.3.碱基互补配对原则及相关计算:碱基互补配对原则及相关计算: DNADNA碱基互补配对原则是指在碱基互补配对原则是指在DNADNA分子形成碱基对
3、时,分子形成碱基对时,A A 一定与一定与T T配对,配对,G G一定与一定与C C配对的一一对应关系。推论如配对的一一对应关系。推论如 下:下: (1)(1)双链双链DNADNA分子中嘌呤总数与嘧啶总数相等,即分子中嘌呤总数与嘧啶总数相等,即 A+G=T+CA+G=T+C。简记:。简记:“DNADNA分子中两个非互补碱基之和是分子中两个非互补碱基之和是 DNADNA分子总碱基数的一半分子总碱基数的一半”。 (2)(2)在双链在双链DNADNA分子中,互补碱基之和所占比例在任意分子中,互补碱基之和所占比例在任意 一条链及整个一条链及整个DNADNA分子中都相等。分子中都相等。 设在双链设在双链
4、DNADNA分子中的一条链上分子中的一条链上A A1 1+T+T1 1=n%=n%,则,则 A A1 1+T+T1 1=A=A2 2+T+T2 2=n%=n%,所以,所以A+T=AA+T=A1 1+A+A2 2+T+T1 1+T+T2 2= =n%= =n%。 简记为简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相 等等”。 12 21 A =T A =T n%+n% 2 (3)(3)双链双链DNADNA分子中,非互补碱基之和所占比例在两条分子中,非互补碱基之和所占比例在两条 互补链中互为倒数。互补链中互为倒数。 设双链设双链DNADNA分子中,一条链上,分
5、子中,一条链上, =m=m, 则则 = =m= =m,互补链中,互补链中 = = 。 简记为:简记为:“DNADNA两条互补链中,不配对两碱基之和的两条互补链中,不配对两碱基之和的 比值乘积为比值乘积为1”1”。 11 11 AG TC 11 11 AG TC 22 22 TC AG 22 22 AG TC 1 m (4)(4)双链双链DNADNA分子中,若分子中,若 =b%=b%,则,则 = %= %。 1 A 单链 1 A 双链 b 2 4.4.【教材易漏知识】【教材易漏知识】必修必修2 P58 “2 P58 “科学科学技术技术社社 会会”、P60“P60“思维拓展思维拓展”: DNADN
6、A指纹图谱法的基本操作指纹图谱法的基本操作 从生物样品中提取从生物样品中提取DNA(DNADNA(DNA一般都有部分的降解一般都有部分的降解) ),可,可 运用运用PCRPCR技术扩增出技术扩增出DNADNA片段或者完整的基因组片段或者完整的基因组DNADNA,然,然 后将扩增出的后将扩增出的DNADNA用合适的限制酶切成用合适的限制酶切成DNADNA片段,利用片段,利用 电泳技术将这些片段按大小分开后,转移至尼龙滤膜电泳技术将这些片段按大小分开后,转移至尼龙滤膜 上,然后将已标记的上,然后将已标记的DNADNA探针与膜上具有互补碱基序列探针与膜上具有互补碱基序列 的的DNADNA片段杂交,用
7、放射自显影便可获得片段杂交,用放射自显影便可获得DNADNA指纹图谱。指纹图谱。 【特别提醒】【特别提醒】 DNADNA分子结构的四点提醒分子结构的四点提醒 (1)DNA(1)DNA初步水解产物是初步水解产物是4 4种脱氧核苷酸,彻底水解产物种脱氧核苷酸,彻底水解产物 是磷酸、脱氧核糖和是磷酸、脱氧核糖和4 4种含氮碱基。种含氮碱基。 (2)(2)相邻的碱基在相邻的碱基在DNADNA分子的一条单链中通过分子的一条单链中通过“脱氧脱氧 核糖核糖磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖”相连接,在相连接,在DNADNA的双链之间的双链之间 通过通过“氢键氢键”相连接。相连接。 (3)(3)如果已知如果已知A A占
8、双链的比例为占双链的比例为c%c%,则,则A A占单链的比例无占单链的比例无 法确定,但是可以求出其最大值为法确定,但是可以求出其最大值为2c%2c%,最小值为,最小值为0 0。 (4)(4)不同生物的不同生物的DNADNA分子中互补配对的碱基之和的比值分子中互补配对的碱基之和的比值 不同,即不同,即(A+T)/(C+G)(A+T)/(C+G)的值不同。的值不同。 【核心素养提升】【核心素养提升】 【典例示范】【典例示范】 (2017(2017海南高考海南高考)DNA)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢分子的稳定性与碱基对之间的氢 键数目有关。下列关于生物体内键数目有关。下列关于生物体内DNA
9、DNA分子中分子中(A+T)/(G+C)(A+T)/(G+C) 与与(A+C)/(G+T)(A+C)/(G+T)两个比值的叙述,正确的是两个比值的叙述,正确的是( ( ) ) A.A.碱基序列不同的双链碱基序列不同的双链DNADNA分子,后一比值不同分子,后一比值不同 B.B.前一个比值越大,双链前一个比值越大,双链DNADNA分子的稳定性越高分子的稳定性越高 C.C.当两个比值相同时,可判断这个当两个比值相同时,可判断这个DNADNA分子是双链分子是双链 D.D.经半保留复制得到的经半保留复制得到的DNADNA分子,后一比值等于分子,后一比值等于1 1 【素养解读】【素养解读】本题主要考查的
10、核心素养是科学思维,本题主要考查的核心素养是科学思维, 具体表现在两个角度:具体表现在两个角度: 素养角度素养角度具体表现具体表现 比较与分类比较与分类B B项考查项考查DNADNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目的关系分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目的关系 分析与综合分析与综合A A、C C、D D项考查项考查DNADNA分子的结构特点分子的结构特点 【解析】【解析】选选D D。双链。双链DNADNA分子中分子中A=TA=T、G=CG=C,因此其,因此其 (A+C)/(G+T)=1(A+C)/(G+T)=1,但,但(A+T)/(G+C)(A+T)/(G+C)的值不确定,的值不确定,A A
11、项错误,项错误, D D项正确;由于项正确;由于G G和和C C之间有三个氢键,含有的能量高,之间有三个氢键,含有的能量高, 因此因此(A+T)/(G+C)(A+T)/(G+C)的值越小时,双链的值越小时,双链DNADNA分子的稳定性分子的稳定性 越高,越高,B B项错误;项错误;(A+T)/(G+C)(A+T)/(G+C)和和(A+C)/(G+T)(A+C)/(G+T)的值相同的值相同 时,只能推断出时,只能推断出4 4种碱基数目相同,无法判断出这个种碱基数目相同,无法判断出这个 DNADNA分子是双链,分子是双链,C C项错误。项错误。 【母题变式】【母题变式】 变式 变式 DNADNA分
12、子的特异性分子的特异性 为初步确定某新合成为初步确定某新合成RNARNA的模板是宿主的模板是宿主DNADNA还是病毒还是病毒 DNADNA,可以通过比较三者的,可以通过比较三者的_(_(碱基比碱基比) ) 来进行推断。来进行推断。 (A+T(A+T或或U)/(G+C)U)/(G+C) 分析:分析:双链双链DNADNA分子中,分子中,(A+C)/(G+T)(A+C)/(G+T)的值始终等于的值始终等于1 1, 不能体现不能体现DNADNA分子的特异性,而分子的特异性,而(A+T(A+T或或U)/(G+C)U)/(G+C)的值能的值能 表现表现DNADNA分子或分子或RNARNA分子的特异性。分子
13、的特异性。 【高考角度全练】【高考角度全练】 角度一角度一 碱基互补配对原则应用碱基互补配对原则应用 1.(20181.(2018济南模拟济南模拟)20)20世纪世纪5050年代初,查哥夫对多种年代初,查哥夫对多种 生物生物DNADNA做了碱基定量分析,发现做了碱基定量分析,发现(A+T)/(C+G)(A+T)/(C+G)的比值的比值 如下表。结合所学知识,你认为能得出的结论是如下表。结合所学知识,你认为能得出的结论是( ( ) ) DNADNA 来源来源 大肠大肠 杆菌杆菌 小麦小麦鼠鼠猪肝猪肝猪胸腺猪胸腺 猪脾猪脾 (A+T)/(A+T)/ (C+G)(C+G) 1.011.011.211
14、.211.211.211.431.431.431.431.431.43 A.A.猪的猪的DNADNA结构比大肠杆菌结构比大肠杆菌DNADNA结构更稳定一些结构更稳定一些 B.B.小麦和鼠的小麦和鼠的DNADNA所携带的遗传信息相同所携带的遗传信息相同 C.C.小麦小麦DNADNA中中(A+T)(A+T)的数量是鼠的数量是鼠DNADNA中中(C+G)(C+G)数量的数量的1.211.21 倍倍 D.D.同一生物不同组织的同一生物不同组织的DNADNA碱基组成相同碱基组成相同 【解析】【解析】选选D D。大肠杆菌。大肠杆菌DNADNA中中(A+T)/(C+G)(A+T)/(C+G)的比值小于的比值
15、小于 猪的,说明大肠杆菌猪的,说明大肠杆菌DNADNA所含所含CGCG碱基对的比例较高,碱基对的比例较高, 而而CGCG碱基对含三个氢键,因此大肠杆菌碱基对含三个氢键,因此大肠杆菌DNADNA稳定性高稳定性高 于猪的,故于猪的,故A A项错误;虽然小麦和鼠的项错误;虽然小麦和鼠的(A+T)/(C+G)(A+T)/(C+G)比比 值相同,但不能代表二者的碱基序列与数目相同,故值相同,但不能代表二者的碱基序列与数目相同,故B B、 C C项错误;同一生物的不同组织所含项错误;同一生物的不同组织所含DNADNA的碱基序列是的碱基序列是 相同的,因此相同的,因此DNADNA碱基组成也相同,故碱基组成也
16、相同,故D D项正确。项正确。 2.(20142.(2014山东高考山东高考) )某研究小组测定了多个不同双链某研究小组测定了多个不同双链 DNADNA分子的碱基组成,根据测定结果绘制了分子的碱基组成,根据测定结果绘制了DNADNA分子的分子的 一条单链与其互补链、一条单链与其所在一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNADNA分子中碱分子中碱 基数目比值的关系图,下列正确的是基数目比值的关系图,下列正确的是( ( ) ) 世纪金榜导学号世纪金榜导学号1412012414120124 【解题指南】【解题指南】解答本题的关键:解答本题的关键: (1)(1)根据碱基互补配对的原则,推出坐标中纵轴与
17、横轴根据碱基互补配对的原则,推出坐标中纵轴与横轴 之间的关系。之间的关系。 (2)(2)借助特殊值法判断。借助特殊值法判断。 【解析】【解析】选选C C。本题主要考查对。本题主要考查对DNADNA分子碱基互补配对分子碱基互补配对 原则的理解。双链原则的理解。双链DNADNA分子中,分子中,(A+C)/(T+G)(A+C)/(T+G)一定等于一定等于1 1, 故故A A项错误;当一条链中项错误;当一条链中(A(A1 1+C+C1 1)/(T)/(T1 1+G+G1 1)=1)=1时,其互补时,其互补 链中存在链中存在(A(A2 2+C+C2 2)/(T)/(T2 2+G+G2 2)=(T)=(T
18、1 1+G+G1 1)/(A)/(A1 1+C+C1 1)=1)=1,B B项错项错 误;在误;在DNADNA分子中,存在分子中,存在(A(A1 1+T+T1 1)/(G)/(G1 1+C+C1 1)=)= (A(A2 2+T+T2 2)/(G)/(G2 2+C+C2 2)=(A+T)/(G+C)=(A+T)/(G+C),故,故C C项正确、项正确、D D项错误。项错误。 角度二角度二 DNADNA的结构与特性的结构与特性 3.(20183.(2018邢台模拟邢台模拟) )如图表示双链如图表示双链DNADNA分子的结构,有分子的结构,有 关叙述正确的是关叙述正确的是 ( ( ) ) A.A.表
19、示胸腺嘧啶脱氧核苷酸表示胸腺嘧啶脱氧核苷酸 B.B.每个磷酸均连接着两个脱氧核糖每个磷酸均连接着两个脱氧核糖 C.DNAC.DNA复制时,解旋酶断裂的是复制时,解旋酶断裂的是处的化学键处的化学键 D.D.碱基碱基C C和和G G的比例越大,该的比例越大,该DNADNA片段热稳定性越高片段热稳定性越高 【解析】【解析】选选D D。由一个脱氧核苷酸的脱氧核糖、胸腺由一个脱氧核苷酸的脱氧核糖、胸腺 嘧啶与另一个脱氧核苷酸的磷酸构成,不能表示胸腺嘧啶与另一个脱氧核苷酸的磷酸构成,不能表示胸腺 嘧啶脱氧核苷酸,嘧啶脱氧核苷酸,A A错误;位于每条链首端的磷酸只连错误;位于每条链首端的磷酸只连 接着一个脱
20、氧核糖,接着一个脱氧核糖,B B错误;错误;DNADNA复制时,解旋酶断裂复制时,解旋酶断裂 的是的是处的氢键,处的氢键,C C错误;含有氢键数量越多,双链错误;含有氢键数量越多,双链 DNADNA分子的热稳定性越高,在一个双链分子的热稳定性越高,在一个双链DNADNA分子中,分子中, 碱基对碱基对G G与与C C之间有三个氢键,之间有三个氢键,A A与与T T之间有两个氢键,之间有两个氢键, 因此碱基因此碱基C C和和G G的比例越大,的比例越大,DNADNA片段热稳定性越高,片段热稳定性越高,D D 正确。正确。 【易错提醒】【易错提醒】 (1)(1)分析分析DNADNA结构模式图要从点结
21、构模式图要从点( (脱氧核苷酸脱氧核苷酸) )、线、线( (脱氧脱氧 核苷酸链核苷酸链) )、面、面(DNA(DNA平面结构平面结构) )和体和体( (双螺旋结构双螺旋结构) )四个四个 层次分析。层次分析。 (2)(2)解答此类问题时要明确相邻碱基间的连接方式、碱解答此类问题时要明确相邻碱基间的连接方式、碱 基对与氢键的数量关系等方面的知识。基对与氢键的数量关系等方面的知识。 【加固训练】【加固训练】 1.(20181.(2018天津模拟天津模拟) )已知某已知某DNADNA分子中,分子中,G G与与C C之和占全之和占全 部碱基总数的部碱基总数的35.8%35.8%,其中一条,其中一条(链
22、链) )子链中子链中T T与与C C分别分别 占该链碱基总数的占该链碱基总数的32.9%32.9%和和17.1%17.1%,则在,则在链的互补链链的互补链 (链链) )中,中,T T和和C C分别占分别占(链链) )碱基总数的碱基总数的 ( ( ) ) A.32.9%A.32.9%和和17.1%17.1% B.31.3%B.31.3%和和18.7%18.7% C.18.7%C.18.7%和和31.3%31.3%D.17.1%D.17.1%和和32.9%32.9% 【解析】【解析】选选B B。由于整个。由于整个DNADNA分子中分子中G+C=35.8%G+C=35.8%,则每条,则每条 链中链中
23、G+C=35.8%G+C=35.8%,A+T=64.2%A+T=64.2%;由于;由于链中链中T T与与C C分别占分别占 链碱基总数的链碱基总数的32.9%32.9%和和17.1%17.1%,由此可以求出,由此可以求出链中链中 G=18.7%G=18.7%、A=31.3%A=31.3%,则其互补链,则其互补链链中链中T T和和C C分别占分别占 链碱基总数的链碱基总数的31.3%31.3%和和18.7%18.7%。 2.(20182.(2018福州模拟福州模拟) )一对同源染色体上的一对同源染色体上的DNADNA分子之间分子之间 一般不同的是一般不同的是 ( ( ) ) A.A.相邻核苷酸之
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- 2020 届高三 生物 一轮 复习 课件 6.2 DNA 分子 结构 复制 基因 本质
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