2020届高三生物总复习课件:第六单元 基因的本质和表达6-20.pdf
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1、第第20讲 讲 DNA分子的结构、复制及基因的本质分子的结构、复制及基因的本质 考纲导航考纲导航 1.DNA分子结构的主要特点分子结构的主要特点()。2.DNA 分子的复制分子的复制()。3.基因的概念基因的概念()。 考点一 考点一 DNA分子的结构及相关计算分子的结构及相关计算 1DNA双螺旋模型构建者:双螺旋模型构建者:_。沃森和克里克沃森和克里克 2DNA双螺旋结构的形成双螺旋结构的形成 3.DNA的双螺旋结构的双螺旋结构 (1)DNA由由_条脱氧核苷酸链组成,这些链按条脱氧核苷酸链组成,这些链按_的的 方式盘旋成双螺旋结构。方式盘旋成双螺旋结构。 (2)外侧:外侧:_和和_交替连接构
2、成主链基本骨架。交替连接构成主链基本骨架。 (3)内侧:两条链上的碱基通过氢键连接成内侧:两条链上的碱基通过氢键连接成_。碱基互。碱基互 补配对遵循以下原则:补配对遵循以下原则:AT(两个氢键两个氢键)、GC(三个氢键三个氢键)。 反向平行反向平行两两 脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸 碱基对碱基对 巧记巧记 利用数字利用数字“五、四、三、二、一五、四、三、二、一”巧记巧记DNA分分 子结构子结构 4DNA分子结构特点分子结构特点 (1)_ 性:具性:具n个碱基对的个碱基对的DNA具有具有4n种碱基对种碱基对 排列顺序。排列顺序。 (2)_ 性:如每种性:如每种DNA分子都有其特定的碱基分子都有其特定
3、的碱基 对排列顺序。对排列顺序。 (3)_ 性:如两条主链磷酸与脱氧核糖交替连性:如两条主链磷酸与脱氧核糖交替连 接的顺序不变,碱基对构成方式不变等。接的顺序不变,碱基对构成方式不变等。 多样多样 特异特异 稳定稳定 【判断与思考判断与思考】 1判断下列说法的正误。判断下列说法的正误。 (1)沃森和克里克研究沃森和克里克研究DNA分子的结构时,运用了构建分子的结构时,运用了构建 物理模型的方法。物理模型的方法。() (2)富兰克林和威尔金斯对富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立双螺旋结构模型的建立 也作出了巨大的贡献。也作出了巨大的贡献。() (3)双链双链DNA分子中一条链上的磷酸
4、和核糖是通过氢键分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键 连接的。连接的。() (4)嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了DNA分子空间结分子空间结 构的相对稳定。构的相对稳定。() (5)含有含有G、C碱基对比较多的碱基对比较多的DNA分子热稳定性较差。分子热稳定性较差。 () (6)分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的 遗传信息一定相同。遗传信息一定相同。() 2根据题图,回答问题。根据题图,回答问题。 下图表示一个下图表示一个DNA分子的片段,请分析:分子的片段,请分析: (1)DNA左侧单链中的左侧单链中的G和和C
5、通过通过_ 连接在一起。连接在一起。 (2)上述片段通过上述片段通过_贮存遗传信息。贮存遗传信息。 (3)若碱基对数为若碱基对数为n,则氢键数为,则氢键数为_。 (4)图中的图中的表示表示_。 脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖 特定的碱基对排列顺序特定的碱基对排列顺序 2n3n 胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 (5)图示图示DNA若进行初步水解和彻底水解,则产物分别若进行初步水解和彻底水解,则产物分别 是什么?是什么? 【提示提示】 初步水解产物为初步水解产物为4种脱氧核苷酸;彻底水解产种脱氧核苷酸;彻底水解产 物为磷酸、脱氧核糖和物为磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。种含氮碱基。 1解
6、读两种解读两种DNA结构模型结构模型 (1)由图由图1可解读以下信息:可解读以下信息: 考法考法1 DNA分子的结构分子的结构 1如图为如图为DNA分子结构示意图,对该图的描述正确的分子结构示意图,对该图的描述正确的 是是( ) A和和相间排列,构成了相间排列,构成了DNA分子的基本骨架分子的基本骨架 B的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸 CDNA聚合酶用于聚合酶用于的形成的形成 DDNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息 【解析解析】 由图示可知,由图示可知,表示磷酸,表示磷酸,表示脱氧核糖表示脱氧核糖 ,表示胞嘧啶,表示胞嘧啶,和
7、和相间排列构成了相间排列构成了DNA分子的基本分子的基本 骨架;骨架;中的中的应属于上面那个脱氧核苷酸的磷酸基团;应属于上面那个脱氧核苷酸的磷酸基团; 的形成依靠碱基互补配对原则,不需的形成依靠碱基互补配对原则,不需DNA聚合酶,聚合酶,DNA 聚合酶是将游离的脱氧核苷酸聚合成脱氧核苷酸链。聚合酶是将游离的脱氧核苷酸聚合成脱氧核苷酸链。 【答案答案】 D 2下列关于下列关于DNA分子结构的叙述正确的是分子结构的叙述正确的是( ) ADNA分子是以分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的单种脱氧核苷酸为单位连接而成的单 链结构链结构 BDNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一分子中的每个磷酸
8、均连接着一个脱氧核糖和一 个碱基个碱基 CDNA分子两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对分子两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对 DDNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸分子一条链上的相邻碱基通过磷酸脱氧核糖脱氧核糖 磷酸相连磷酸相连 【解析解析】 DNA分子是以分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而种脱氧核苷酸为单位连接而 成的双链结构,成的双链结构,A错误;错误;DNA分子中的绝大多数磷酸连接分子中的绝大多数磷酸连接 着两个脱氧核糖,且磷酸不与碱基直接相连,着两个脱氧核糖,且磷酸不与碱基直接相连,B错误;错误; DNA分子一条链上的相邻碱基通过分子一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸脱脱
9、氧核糖氧核糖相连,相连,D错误。错误。 【答案答案】 C 【方法技巧方法技巧】 考法考法2 DNA分子结构的相关计算分子结构的相关计算 3(2018天津市第一中学高三摸底测试天津市第一中学高三摸底测试)某研究小组测某研究小组测 定了多个不同双链定了多个不同双链DNA分子的碱基组成,根据测定结果绘分子的碱基组成,根据测定结果绘 制了制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在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,下列正确的是分子中碱基数目比值的关系图,下列正确的是( ) 【解析解析】 由碱基互补配对原则可知,由碱基互补配对原则可知,AT,CG, (
10、AC)/(GT)1,而在两条单链中这个比值互为倒数,而在两条单链中这个比值互为倒数, A、B错误;错误;(AT)/(GC)的比值因为的比值因为DNA分子的不同而分子的不同而 不同,但是对于同一个不同,但是对于同一个DNA分子来说,在这个分子来说,在这个DNA分子中分子中 和两条单链中这个比值是相等的,和两条单链中这个比值是相等的,C正确、正确、D错误。错误。 【答案答案】 C 4(2018山东省寿光市现代中学高三上学期开学考试山东省寿光市现代中学高三上学期开学考试)已已 知某知某DNA分子中,分子中,G与与C之和占全部碱基总数的之和占全部碱基总数的35.8%,其,其 中一条链的中一条链的T与与
11、C分别占该链碱基总数的分别占该链碱基总数的32.9%和和17.1%, 则在它的互补链中,则在它的互补链中,T和和C分别占该链碱基总数的分别占该链碱基总数的( ) A32.9%和和17.1% B31.3%和和18.7% C18.7%和和31.3% D17.1%和和32.9% 【解析解析】 G和和C占全部碱基的占全部碱基的35.8%,那么,那么A和和T占全占全 部碱基的部碱基的64.2%,两条互补链的碱基总数相同,而且,两条互补链的碱基总数相同,而且A和和T 的总数相同,那么每条链之中的的总数相同,那么每条链之中的A和和T数都占该链的数都占该链的64.2% ,同理,同理G和和C数占每条链的数占每条
12、链的35.8%,一条链中,一条链中T与与C分别占分别占 该链碱基总数的该链碱基总数的32.9%和和17.1%,那么,那么A与与G分别占分别占31.3% 和和18.7%,因为,因为A与与T互补,互补,C与与G互补,所以此链中互补,所以此链中A与与G 的比例就是另一条链中的比例就是另一条链中T与与C的含量,故的含量,故B正确。正确。 【答案答案】 B 【解法归纳解法归纳】 1.三步解决三步解决DNA分子中有关碱基比例计分子中有关碱基比例计 算算 第一步:搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个第一步:搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个 DNA分子碱基的比例,还是占分子碱基的比例,还是占DNA分子
13、一条链上碱基的比分子一条链上碱基的比 例。例。 第二步:画一个第二步:画一个DNA分子模式图,并在图中标出已知分子模式图,并在图中标出已知 的和所求的碱基。的和所求的碱基。 第三步:根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。第三步:根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。 2牢记牢记DNA分子中的分子中的4种数量关系种数量关系 (1)DNA分子中,脱氧核苷酸数分子中,脱氧核苷酸数脱氧核糖数脱氧核糖数磷酸数磷酸数 含氮碱基数含氮碱基数1111。 (2)配对的碱基,配对的碱基,A与与T之间形成之间形成2个氢键,个氢键,G与与C之间形之间形 成成3个氢键,个氢键,CG对占比例越大,对占比例越大,DNA结构
14、越稳定。结构越稳定。 (3)若碱基对为若碱基对为n,已知,已知A有有m个,则氢键数为个,则氢键数为3nm。 (4)由由2n个脱氧核苷酸形成双链个脱氧核苷酸形成双链DNA分子过程中,可产分子过程中,可产 生生H2O分子数为分子数为(n1)(n1)2n2。 考点二 考点二 DNA分子的复制及基因的本质分子的复制及基因的本质 1DNA分子的复制分子的复制 (1)概念:以概念:以_为模板,合成为模板,合成_的过的过 程。程。 (2)时间:时间:_。 亲代亲代DNA 子代子代DNA 有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期 (3)过程:过程: (4)特点:特点:_。
15、(5)方式:方式:_。 (6)结果:形成两个完全相同的结果:形成两个完全相同的DNA分子。分子。 (7)意义:将意义:将_从亲代传给子代,保持了从亲代传给子代,保持了 _的连续性。的连续性。 边解旋边复制边解旋边复制 半保留复制半保留复制 遗传信息遗传信息 遗传信息遗传信息 巧记巧记 利用数字利用数字“1,2,3,4”巧记巧记DNA的复制的复制 1个主要场所个主要场所(细胞核细胞核),2种时期种时期(有丝分裂的间期和减数有丝分裂的间期和减数 第一次分裂前的间期第一次分裂前的间期),3个步骤个步骤(解旋、合成新链、形成子解旋、合成新链、形成子 代代DNA),4个条件个条件(模板、酶、原料和能量模
16、板、酶、原料和能量)。 2基因关系图基因关系图 【判断与思考判断与思考】 1判断下列说法的正误。判断下列说法的正误。 (1)DNA复制遵循碱基互补配对原则,新合成的复制遵循碱基互补配对原则,新合成的DNA分分 子中两条链均是新合成的。子中两条链均是新合成的。() (2)DNA双螺旋结构全部解旋后,开始双螺旋结构全部解旋后,开始DNA的复制。的复制。() (3)单个脱氧核苷酸在单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子酶的作用下连接合成新的子 链。链。() (4)DNA复制时,严格遵循复制时,严格遵循AU、CG的碱基互补配的碱基互补配 对原则。对原则。() 2根据题图,回答问题。根据题图,回
17、答问题。 如图为真核细胞如图为真核细胞DNA复制过程的模式图,据图回答相复制过程的模式图,据图回答相 关问题:关问题: (1)由图示得知,由图示得知,DNA分子复制的方式具有分子复制的方式具有_ 的特点。的特点。 (2)图示中的解旋酶的作用是图示中的解旋酶的作用是_ _;DNA聚合酶的作用是聚合酶的作用是_。 半保留复制半保留复制 使氢键打开,使氢键打开,DNA双链发生双链发生 解旋解旋 催化形成新的子链催化形成新的子链 考法考法1 DNA复制的过程及特点复制的过程及特点 1(2018河南省新乡市第一中学高三月考河南省新乡市第一中学高三月考)在在DNA复制开复制开 始时,将大肠杆菌放在含低剂量
18、始时,将大肠杆菌放在含低剂量3H标记的脱氧胸苷标记的脱氧胸苷(3H-dT)的的 培养基中,培养基中,3H-dT可掺入正在复制的可掺入正在复制的DNA分子中,使其带有分子中,使其带有 放射性标记。几分钟后,将大肠杆菌转移到含高剂量放射性标记。几分钟后,将大肠杆菌转移到含高剂量3H-dT 的培养基中培养一段时间。收集、裂解细胞,抽取其中的的培养基中培养一段时间。收集、裂解细胞,抽取其中的 DNA进行放射性自显影检测,结果如图所示。据图可以作出进行放射性自显影检测,结果如图所示。据图可以作出 的推测是的推测是( ) A复制起始区在高放射性区域复制起始区在高放射性区域 BDNA复制为半保留复制复制为半
19、保留复制 CDNA复制从起始点向两个方向延伸复制从起始点向两个方向延伸 DDNA复制方向为复制方向为ac 【解析解析】 由题意可知:复制起始区在低放射性区域,由题意可知:复制起始区在低放射性区域, A项错误;放射性自显影检测无法得出项错误;放射性自显影检测无法得出DNA复制为半保留复制为半保留 复制,复制,B项错误;题图显示:中间为低放射性区域,两边项错误;题图显示:中间为低放射性区域,两边 为高放射性区域,据此说明为高放射性区域,据此说明DNA复制从起始点向两个方向复制从起始点向两个方向 延伸,且延伸,且DNA复制方向为复制方向为abc,C项正确,项正确,D项错误。项错误。 【答案答案】 C
20、 2真核细胞中真核细胞中DNA复制如下图所示,下列表述错误的复制如下图所示,下列表述错误的 是是( ) A多起点双向复制能保证多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成复制在短时间内完成 B每个子代每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代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复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的聚合酶的 催化催化 DDNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则 【解析解析】 DNA复制过程中氢键的破坏需要解旋酶的催复制过程中氢键的破坏需要解旋酶的催 化,但氢键的形成不需要酶的催化,化,但氢键的形成不需要酶的催化,
21、C错误。错误。 【答案答案】 C 考法考法2 DNA复制的相关计算复制的相关计算 3(2018安徽省铜陵市第一中学高三上学期入学检测安徽省铜陵市第一中学高三上学期入学检测)将将 一个不含放射性同位素一个不含放射性同位素32P标记的大肠杆菌标记的大肠杆菌(拟核拟核DNA呈环状呈环状 ,共含有,共含有m个碱基,其中有个碱基,其中有a个胸腺嘧啶个胸腺嘧啶)放在含有放在含有32P胸腺胸腺 嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间,检测到图嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间,检测到图、 两种类型的两种类型的DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)。下。下 列有关该实验的结
22、果预测与分析,正确的是列有关该实验的结果预测与分析,正确的是( ) ADNA第二次复制产生的子代第二次复制产生的子代DNA有有、两种类型两种类型 ,比例为,比例为13 BDNA复制后分配到两个子细胞时,其上的基因遵循复制后分配到两个子细胞时,其上的基因遵循 基因分离定律基因分离定律 C复制复制n次需要胞嘧啶的数目是次需要胞嘧啶的数目是2n 1(m a)/2个个 D复制复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链为次形成的放射性脱氧核苷酸单链为(2n 1 2) 个个 【解析解析】 DNA第一次分复制时,第一次分复制时,DNA分子全是分子全是类型类型 ,DNA第二次复制产生的子代第二次复制产生的子代DNA共
23、共4个,有个,有、两种两种 类型,各类型,各2个,比例为个,比例为11,A错误;大肠杆菌属于原核生错误;大肠杆菌属于原核生 物,不能进行减数分裂,细胞内的基因不遵循基因分离定物,不能进行减数分裂,细胞内的基因不遵循基因分离定 律,律,B错误;拟核错误;拟核DNA中共含有中共含有m个碱基,其中有个碱基,其中有a个胸腺个胸腺 嘧啶,则嘧啶,则ATa,GC(m2a)/2,复制,复制n次,共形成次,共形成 了了2n个个DNA分子,因此复制分子,因此复制n次需要胞嘧啶的数目是次需要胞嘧啶的数目是(2n 1)(m2a)/2,C错误;错误;DNA分子是双链结构,一个不含放分子是双链结构,一个不含放 射性同位
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- 2020届高三生物总复习课件:第六单元 基因的本质和表达6-20 2020 届高三 生物 复习 课件 第六 单元 基因 本质 表达 20
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