山东省乐陵市高中生物 第三章 基因的本质 3.2 DNA分子的结构 3.3 DNA的复制 基因的本质课件 新人教版必修2

1、123一、一、DNADNA分子的结构分子的结构 判断正误判断正误 1 1DNADNA的两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构。的两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构。( () )2 2DNADNA双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的。接而成的。()()3 3两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。()()4 4DNADNA上碱基对的形成遵循碱基互补配对原则，即上碱基对的形成遵循碱基互补配对原则，即A AU U，G GC C。( () )4二、二、DNADNA分子的复制分子的复制 填表填表 时间时间

2、 间期和间期和 间期间期场所场所主要发生在主要发生在 中中条件条件模板：模板： 原料：游离的原料：游离的4种种 能量：能量： 酶：酶： 等等原则原则碱基互补配对原则碱基互补配对原则有丝分裂的有丝分裂的减数第一次分裂减数第一次分裂细胞核细胞核DNA的两条链的两条链脱氧核苷酸脱氧核苷酸ATP解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶5过程过程 解旋解旋合成合成 子链子链形成子代形成子代DNA分子分子特点特点 复制复制结果结果 1个个DNA分子分子2个子代个子代DNA分子分子意义意义 确保了亲子代之间确保了亲子代之间 的连续性的连续性互补互补边解旋边复制边解旋边复制半保留半保留遗传信息遗传信息6三、基因是有

3、遗传效应的三、基因是有遗传效应的DNADNA片段片段 判断正误判断正误 1 1构成基因的碱基总数与构成基因的碱基总数与DNADNA分子的碱基总数相等。分子的碱基总数相等。( () )2 2基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段。片段。()()3 3不同不同DNADNA分子携带遗传信息不同的根本原因在于碱基排分子携带遗传信息不同的根本原因在于碱基排列顺序不同。列顺序不同。()()4 4DNADNA的多样性主要取决于碱基排列顺序的多样性。的多样性主要取决于碱基排列顺序的多样性。()()781 1结构层次结构层次91011121 1DNADNA分子中的有关数量关系分子中的有关数量关系(

4、1)DNA(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含氮碱基数氮碱基数11111111。(2)(2)配对的碱基，配对的碱基，A A与与T T之间形成之间形成2 2个氢键，个氢键，G G与与C C之间形成之间形成3 3个氢键，个氢键，CGCG对占比例越大，对占比例越大，DNADNA结构越稳定。结构越稳定。(3)(3)每条脱氧核苷酸链上都只有一个游离的磷酸基，因此每条脱氧核苷酸链上都只有一个游离的磷酸基，因此DNADNA分子中含有分子中含有2 2个游离的磷酸基。个游离的磷酸基。1314151 1如图为如图为DNADNA分子的结构示意，对该图的正确描述是分

5、子的结构示意，对该图的正确描述是( () )16A A和和相间排列，构成了相间排列，构成了DNADNA分子的基本骨架分子的基本骨架B B构成胞嘧啶脱氧核苷酸构成胞嘧啶脱氧核苷酸C C当当DNADNA复制时，复制时，DNADNA连接酶催化连接酶催化的形成的形成D DDNADNA分子中分子中依次代表依次代表A A、G G、C C、T T17解析：解析：结构图中结构图中分别表示磷酸、脱氧核糖、碱基。分别表示磷酸、脱氧核糖、碱基。磷酸和脱氧核糖的相间排列构成了磷酸和脱氧核糖的相间排列构成了DNADNA分子的基本骨架，分子的基本骨架，图中图中不是同一个脱氧核苷酸分子的成分，其中磷酸不是同一个脱氧核苷酸分

6、子的成分，其中磷酸是上面一个脱氧核苷酸的组成成分。是上面一个脱氧核苷酸的组成成分。是氢键，在是氢键，在DNADNA复复制时，当制时，当DNADNA聚合酶把脱氧核苷酸连接在一起后，碱基之聚合酶把脱氧核苷酸连接在一起后，碱基之间的氢键不需要酶的催化作用就可以形成。根据碱基互补间的氢键不需要酶的催化作用就可以形成。根据碱基互补配对原则，配对原则，DNADNA分子中分子中依次代表依次代表A A、G G、C C、T T。答案：答案：D D182 2一个一个DNADNA分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多40%40%，两者，两者之和占之和占DNADNA分子碱基总数的分子碱基总数

7、的24%24%，则该，则该DNADNA分子的另一条链分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链碱基数目的上，胸腺嘧啶占该链碱基数目的 ( () )A A28%28%B B24%24%C C14% 14% D D44%44%19答案：答案：A A2021222 2染色体、染色体、DNADNA、基因和脱氧核苷酸的关系、基因和脱氧核苷酸的关系2324(3)(3)消耗的脱氧核苷酸数消耗的脱氧核苷酸数若一个亲代若一个亲代DNADNA分子含有某种脱氧核苷酸分子含有某种脱氧核苷酸m m个，经过个，经过n n次次复制需要消耗该脱氧核苷酸为复制需要消耗该脱氧核苷酸为m m(2(2n n1)1)个。个。复制第复制第n n次

8、所需该脱氧核苷酸数为次所需该脱氧核苷酸数为m m22n n1 1。252 2核酸种类的判断方法核酸种类的判断方法(1)(1)若有核糖，一定为若有核糖，一定为RNARNA；若有脱氧核糖，一定为；若有脱氧核糖，一定为DNADNA。(2)(2)若含若含T T，一定为，一定为DNADNA；若含；若含U U，一定为，一定为RNARNA。所以用放射。所以用放射性同位素标记性同位素标记T T或或U U，可探知，可探知DNADNA或或RNARNA。若大量利用。若大量利用T T，可认为进行了可认为进行了DNADNA的合成；若大量利用的合成；若大量利用U U，可认为进行，可认为进行了了RNARNA的合成。的合成。

9、26(3)(3)若含若含T T，ATAT或嘌呤或嘌呤嘧啶，则为单链嘧啶，则为单链DNADNA。因为双链。因为双链DNADNA分子中分子中A AT T，G GC C，嘌呤，嘌呤(A(AG)G)嘧啶嘧啶(T(TC)C)。(4)(4)若嘌呤若嘌呤嘧啶，肯定不是双链嘧啶，肯定不是双链DNA(DNA(可能为单链可能为单链DNADNA，也可，也可能为能为RNA)RNA)。但若是细胞中所有核酸的嘌呤。但若是细胞中所有核酸的嘌呤嘧啶，则可嘧啶，则可能既有双链能既有双链DNADNA又有又有RNARNA。27 特别提醒特别提醒 对真核细胞而言，染色体是基因的主要载体，因线粒体、对真核细胞而言，染色体是基因的主要载

10、体，因线粒体、叶绿体中也含有基因。叶绿体中也含有基因。无论无论DNADNA分子复制几次，母链只有两条，含母链的分子复制几次，母链只有两条，含母链的DNADNA分分子只有两个。子只有两个。283 3下列关于基因、遗传信息的描述，错误的是下列关于基因、遗传信息的描述，错误的是 ( () )A A基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要 载体载体B B遗传信息可以通过遗传信息可以通过DNADNA复制传递给后代复制传递给后代C C互为等位基因的两个基因肯定具有相同的碱基数量互为等位基因的两个基因肯定具有相同的碱基数量D D遗传信息是指遗传信息是指DNAD

11、NA分子的脱氧核苷酸的排列顺序分子的脱氧核苷酸的排列顺序29解析：解析：基因是具有遗传效应的基因是具有遗传效应的DNADNA片段，是控制生物性状片段，是控制生物性状的结构和功能单位。基因在染色体上呈线性排列，染色体的结构和功能单位。基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体。等位基因是通过基因突变产生的，所是基因的主要载体。等位基因是通过基因突变产生的，所以互为等位基因的两个基因不一定具有相同的碱基数量。以互为等位基因的两个基因不一定具有相同的碱基数量。答案：答案：C C304 4用用1515N N标记含有标记含有100100个碱基对的个碱基对的DNADNA分子，其中有胞嘧啶分子，其中有

12、胞嘧啶6060个，该个，该DNADNA分子在分子在1414N N的培养基中连续复制四次。其结果不的培养基中连续复制四次。其结果不可能是可能是 ( () )A A含有含有1515N N的的DNADNA分子占分子占1/81/8B B含有含有1414N N的的DNADNA分子占分子占7/87/8C C消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600600个个D D产生了产生了1616个个DNADNA分子分子31解析：解析：由于由于DNADNA的复制是半保留复制，经过四次复制形成的复制是半保留复制，经过四次复制形成1616个个DNADNA分子，有分子，有2 2个个DNADNA分子中一条链含有

13、分子中一条链含有1515N N，另一条链，另一条链含有含有1414N N，其余，其余1414个个DNADNA分子两条链全部含有分子两条链全部含有1414N N，该，该DNADNA分分子中含有胞嘧啶子中含有胞嘧啶6060个，由此计算出含有鸟嘌呤个，由此计算出含有鸟嘌呤6060个，腺嘌个，腺嘌呤和胸腺嘧啶各有呤和胸腺嘧啶各有4040个，复制四次需要腺嘌呤脱氧核苷酸个，复制四次需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为的数量为4040(2(24 41)1)600600个。个。答案：答案：B B3233命题角度命题角度DNADNA的结构与复制的结构与复制(1)(1)从近几年高考试题来看，主要考查以下几个方面：从近几

14、年高考试题来看，主要考查以下几个方面：DNADNA分子的复制过程、特点及相关计算，如分子的复制过程、特点及相关计算，如20102010年上海年上海卷卷T T4040，北京理综，北京理综T T30,30,20092009年江苏年江苏T T1212。DNADNA复制与基因突变和细胞分裂相结合，如复制与基因突变和细胞分裂相结合，如20102010年山东年山东卷卷T T7,7,20082008年江苏卷年江苏卷T T9 9。(2)(2)在以往高考试题中，综合考查在以往高考试题中，综合考查DNADNA结构、复制及碱基互补结构、复制及碱基互补配对的题目较少，但在各地的模拟题中此类问题却被常常配对的题目较少，

15、但在各地的模拟题中此类问题却被常常涉及，在复习中应引起足够重视。涉及，在复习中应引起足够重视。34 如图为真核细胞内某基因如图为真核细胞内某基因( (1515N N标记标记) )的结构示意图，的结构示意图，该基因全部碱基中该基因全部碱基中A A占占20%20%。下列说法正确的是。下列说法正确的是 ( () )35A A该基因一定存在于细胞核内的染色体该基因一定存在于细胞核内的染色体DNADNA上上B B该基因的一条核苷酸链中该基因的一条核苷酸链中(C(CG)/(AG)/(AT)T)为为3232C CDNADNA解旋酶只作于解旋酶只作于部位，限制性核酸内切酶只作用于部位，限制性核酸内切酶只作用于

16、部位部位D D将该基因置于将该基因置于1414N N培养液中复制培养液中复制3 3次后，含次后，含1515N N的的DNADNA分子分子占占1/81/836 解析解析 真核细胞中的真核细胞中的DNADNA主要存在于细胞核内的染色体中，主要存在于细胞核内的染色体中，少量存在于线粒体、叶绿体中。由双链少量存在于线粒体、叶绿体中。由双链DNADNA中中A(A(腺嘌呤腺嘌呤) )占占20%20%，且，且DNADNA中中A AT T、C CG G可知，可知，C CG G100%100%(A(AT)T)60%60%，故该基因中故该基因中(C(CG)/(AG)/(AT)T)3 32 2该基因一条核苷酸链中该

17、基因一条核苷酸链中(C(CG)/(AG)/(AT)T)。DNADNA解旋酶破坏的是碱基对之间的氢键解旋酶破坏的是碱基对之间的氢键( (即即) )，而限制性核酸内切酶以及，而限制性核酸内切酶以及DNADNA连接酶作用于连接酶作用于DNADNA分子中分子中磷酸与脱氧核糖之间的共价键。磷酸与脱氧核糖之间的共价键。1515N N标记的标记的DNADNA在在1414N N培养液培养液中培养，复制中培养，复制3 3次后，含次后，含1515N N的的DNADNA占占2/22/23 31/41/4。 答案答案 B B37本讲实验本讲实验DNADNA复制方式的实验探究复制方式的实验探究 关于关于DNADNA复制

18、方式的探究，充分体现了假说复制方式的探究，充分体现了假说演绎法，演绎法，即在克里克假说的基础上，通过演绎推理，最终通过实验即在克里克假说的基础上，通过演绎推理，最终通过实验得以验证。得以验证。381 1实验材料：实验材料：大肠杆菌。大肠杆菌。2 2实验方法：实验方法：放射性同位素标记技术和离心技术。放射性同位素标记技术和离心技术。3 3实验假设：实验假设：DNADNA以半保留的方式复制。以半保留的方式复制。4 4实验过程：实验过程：( (见图见图) )(1)(1)大肠杆菌在含大肠杆菌在含1515N N标记的标记的NHNH4 4ClCl培养基中繁殖几代，使培养基中繁殖几代，使DNADNA双链充分

19、标记双链充分标记1515N N。(2)(2)将含将含1515N N的大肠杆菌转移到的大肠杆菌转移到1414N N标记的普通培养基中培养。标记的普通培养基中培养。(3)(3)在不同时刻收集大肠杆菌并提取在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA(DNA(间隔的时间为大肠间隔的时间为大肠杆菌繁殖一代所需时间杆菌繁殖一代所需时间) )。(4)(4)将提取的将提取的DNADNA进行离心，记录离心后试管中进行离心，记录离心后试管中DNADNA位置。位置。39405 5实验预期：实验预期：离心后应出现离心后应出现3 3条条DNADNA带。带。( (见图见图) )(1)(1)重带重带( (密度最大密度最大) )：1

20、515N N标记的亲代双链标记的亲代双链DNA(DNA(1515N/N/1515N)N)(2)(2)中带中带( (密度居中密度居中) )：一条链为：一条链为1515N N，另一条链为，另一条链为1414N N标记的标记的子代双链子代双链DNA(DNA(1515N/N/1414N)N)(3)(3)轻带轻带( (密度最小密度最小) )：两条链都为：两条链都为1414N N标记的子代双链标记的子代双链DNA(DNA(1414N/N/1414N)N)。6 6实验结果：实验结果：与预期的相符。与预期的相符。41 DNA DNA的复制方式，可以通过设想来进行预测，可能的的复制方式，可以通过设想来进行预测，

21、可能的情况是全保留复制、半保留复制、分散情况是全保留复制、半保留复制、分散( (弥散弥散) )复制三种。复制三种。究竟是哪种复制方式呢？下面设计实验来证明究竟是哪种复制方式呢？下面设计实验来证明DNADNA的复制的复制方式。方式。42实验步骤：实验步骤：a a在氮源为在氮源为1414N N的培养基中生长的大肠杆菌，其的培养基中生长的大肠杆菌，其DNADNA分子均分子均为为1414NDNA(NDNA(对照对照) )。b b在氮源为在氮源为1515N N的培养基中生长的大肠杆菌，其的培养基中生长的大肠杆菌，其DNADNA分子均分子均为为1515NDNA(NDNA(亲代亲代) )。c c将亲代将亲代

22、1515N N大肠杆菌转移到氮源为含大肠杆菌转移到氮源为含1414N N的培养基中，再的培养基中，再连续繁殖两代连续繁殖两代(和和)，用密度梯度离心法分离，不同分，用密度梯度离心法分离，不同分子量的子量的DNADNA分子将分布在试管中的不同位置上。分子将分布在试管中的不同位置上。43实验预测：实验预测：(1)(1)如果与对照如果与对照( (1414N/N/1414N)N)相比，子代相比，子代能分辨出两条能分辨出两条DNADNA带：带：一条一条_带和一条带和一条_带，则可以排除带，则可以排除_。(2)(2)如果子代如果子代只有一条中密度带，则可以排除只有一条中密度带，则可以排除_，但不能肯定是但

23、不能肯定是_。(3)(3)如果子代如果子代只有一条中密度带，再继续做子代只有一条中密度带，再继续做子代DNADNA密密度鉴定：若子代度鉴定：若子代可以分出可以分出_和和_，则可，则可以排除分散复制，同时肯定半保留复制；如果子代以排除分散复制，同时肯定半保留复制；如果子代不不能分出能分出_密度两条带，则排除密度两条带，则排除_，同时确，同时确定为定为_。44 解析解析 从题目中的图示可知，深色为亲代从题目中的图示可知，深色为亲代DNADNA的脱氧核的脱氧核苷酸链苷酸链( (母链母链) )，浅色为新形成的子代，浅色为新形成的子代DNADNA的脱氧核苷酸链的脱氧核苷酸链( (子链子链) )。因此全保

24、留复制后得到的两个。因此全保留复制后得到的两个DNADNA分子，一个是分子，一个是原来的两条母链重新形成的亲代原来的两条母链重新形成的亲代DNADNA分子，一个是两条子分子，一个是两条子链形成的子代链形成的子代DNADNA分子；半保留复制后得到的每个子代分子；半保留复制后得到的每个子代DNADNA分子的一条链为母链，一条链为子链；分散复制后得到的分子的一条链为母链，一条链为子链；分散复制后得到的每个子代每个子代DNADNA分子的单链都是由母链片段和子代片段间隔分子的单链都是由母链片段和子代片段间隔连接而成的。连接而成的。45 答案答案 (1)(1)轻轻( (1414N/N/1414N)N)重重

25、( (1515N/N/1515N)N)半保留复制和分半保留复制和分散复制散复制(2)(2)全保留复制半保留复制或分散复制全保留复制半保留复制或分散复制(3)(3)一条中密度带一条轻密度带中、轻半保留复制一条中密度带一条轻密度带中、轻半保留复制分散复制分散复制46471 1(2010(2010山东高考山东高考) )蚕豆根尖细胞在含蚕豆根尖细胞在含3 3H H标记的胸腺嘧啶脱标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是记分布

26、情况是 ( () )A A每条染色体的两条单体都被标记每条染色体的两条单体都被标记B B每条染色体中都只有一条单体被标记每条染色体中都只有一条单体被标记C C只有半数的染色体中一条单体被标记只有半数的染色体中一条单体被标记D D每条染色体的两条单体都不被标记每条染色体的两条单体都不被标记48解析：解析：蚕豆根尖细胞的染色体上的蚕豆根尖细胞的染色体上的DNADNA分子原来不含分子原来不含3 3H H标记标记的胸腺嘧啶脱氧核苷，在含的胸腺嘧啶脱氧核苷，在含3 3H H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期后，复制形成的所有基中完成一个细胞周期后，复制形成的所有DN

27、ADNA分子中一条分子中一条链含链含3 3H H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷，一条链不含标记的胸腺嘧啶脱氧核苷，一条链不含3 3H H标记的胸腺标记的胸腺嘧啶脱氧核苷；在不含放射性标记的培养基中继续培养至分嘧啶脱氧核苷；在不含放射性标记的培养基中继续培养至分裂中期，裂中期，DNADNA分子一半含放射性，一半不含放射性。分子一半含放射性，一半不含放射性。答案：答案：B B492 2(2010(2010上海高考上海高考) )细胞内某一细胞内某一DNADNA片段中有片段中有30%30%的碱基为的碱基为A A，则该片段中则该片段中 ( () )A AG G的含量为的含量为30%30%B BU U的含量为的含

28、量为30%30%C C嘌呤含量为嘌呤含量为50% 50% D D嘧啶含量为嘧啶含量为40%40%50解析：解析：根据根据DNADNA双螺旋结构中双螺旋结构中A AT T、C CG G可知，嘌呤之和可知，嘌呤之和等于嘧啶之和。其他碱基的含量分别为：等于嘧啶之和。其他碱基的含量分别为：T TA A30%30%，C CG G11(30%(30%30%)/230%)/220%20%。答案：答案：C C513 3(2009(2009江苏高考江苏高考) )下图为真核生物染色体上下图为真核生物染色体上DNADNA分子复制分子复制过程示意图，有关叙述错误的是过程示意图，有关叙述错误的是 ( () )52A A

29、图中图中DNADNA分子复制是从多个起点同时开始的分子复制是从多个起点同时开始的B B图中图中DNADNA分子复制是边解旋边双向复制的分子复制是边解旋边双向复制的C C真核生物真核生物DNADNA分子复制过程需要解旋酶分子复制过程需要解旋酶D D真核生物的这种复制方式提高了复制速率真核生物的这种复制方式提高了复制速率53解析：解析：据图可知，据图可知，DNADNA在复制时给出多个复制起点，但不是在复制时给出多个复制起点，但不是从多个起点同时开始的，这样可以提高复制速率，而且复制从多个起点同时开始的，这样可以提高复制速率，而且复制是边解旋边复制当然需要解旋酶。是边解旋边复制当然需要解旋酶。答案：

30、答案：A A544 4(2010(2010北京高考北京高考) )科学家以大肠杆菌为实验对象，运用科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNADNA复制方式复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。的探索实验，实验内容及结果见下表。55组别组别1组组2组组3组组4组组培养液中培养液中唯一氮源唯一氮源14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl繁殖代数繁殖代数多代多代多代多代一代一代两代两代培养产物培养产物ABB的子的子代代B的子的子代代操作操作提取提取DNA并离心并离心离心结果离心结果仅为轻仅为轻带带(14N/14N)仅为重带仅为重带(15N/15N)仅为中带仅为中带(15N/14N)1/2轻带轻带(14N/14N)1/2中带中带(15N/14N)56请分析并回答：请分析并回答：(1)(1)要得到要得到DNADNA中的中的N N全部被放射性标记的大肠杆菌