高考生物復(fù)習(xí)第六單元遺傳的分子基礎(chǔ)第18講DNA的結(jié)構(gòu)復(fù)制與基因的本質(zhì)全國公開課一等獎百校聯(lián)賽示范課

第18講DNA結(jié)構(gòu)、復(fù)制與基因本質(zhì)第1頁1．DNA分子結(jié)構(gòu)考點一DNA與基因關(guān)系及堿基計算第2頁圖示信息解讀(1)基本結(jié)構(gòu)——脫氧核苷酸①由磷酸、脫氧核糖、含氮堿基組成，三者之間數(shù)量關(guān)系為1∶1∶1。②每個DNA片段中，游離磷酸基團有2個。(2)水解產(chǎn)物DNA初步水解產(chǎn)物是脫氧核苷酸，徹底水解產(chǎn)物是磷酸、脫氧核糖和含氮堿基。第3頁

(3)DNA分子中存在化學(xué)鍵①氫鍵：堿基對之間化學(xué)鍵，可用解旋酶斷裂，也可加熱斷裂。②磷酸二酯鍵：磷酸和脫氧核糖之間化學(xué)鍵，用限制性核酸內(nèi)切酶處理可切割，用DNA連接酶處理可連接。(4)堿基對數(shù)與氫鍵數(shù)關(guān)系若堿基對數(shù)為n，則氫鍵數(shù)為2n～3n，若已知A有m個，則氫鍵數(shù)為3n－m。第4頁2．基因、DNA與染色體關(guān)系[清錯破疑]

染色體并非基因唯一載體

(1)真核細(xì)胞線粒體和葉綠體也是基因載體。(2)原核細(xì)胞無染色體，擬核中DNA分子和質(zhì)粒DNA均是裸露。第5頁3．雙鏈DNA分子中堿基計算規(guī)律第6頁第7頁第8頁[清錯破疑]

并非全部DNA分子都遵照堿基互補配對標(biāo)準(zhǔn)

(1)雙鏈DNA分子中嘌呤數(shù)＝嘧啶數(shù)，遵照堿基互補配對標(biāo)準(zhǔn)。(2)單鏈DNA分子中不遵照堿基互補配對標(biāo)準(zhǔn)，嘌呤數(shù)和嘧啶數(shù)不一定相等。第9頁角度一對DNA分子結(jié)構(gòu)進行分析1．(·上海卷)在雙螺旋DNA模型搭建試驗中，使用代表氫鍵訂書釘將代表四種堿基塑料片連為一體。為了逼真起見，A與T之間以及C與G之間最好分別釘(

)A．2和2個釘B．2和3個釘C．3和2個釘D．3和3個釘?shù)?0頁解析：A與T之間形成2個氫鍵，G與C之間形成3個氫鍵，由此可推知A與T之間最好釘兩個釘，C與G之間最好釘3個釘。答案：B第11頁2．如圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖，對該圖描述正確是(

)第12頁A．②和③相間排列，組成了DNA分子基本骨架B．④名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸C．DNA聚合酶用于⑨形成D．DNA分子中特定脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息解析：由圖示可知，②和①相間排列組成了DNA分子基本骨架；④中①應(yīng)屬于上面那個脫氧核苷酸磷酸基團；⑨形成依靠堿基互補配對標(biāo)準(zhǔn)，不需DNA聚合酶，DNA聚合酶是將游離脫氧核苷酸聚合成脫氧核苷酸鏈。答案：D第13頁角度二DNA分子中堿基計算3．(·山東卷)某研究小組測定了多個不一樣雙鏈DNA分子堿基組成，依據(jù)測定結(jié)果繪制了DNA分子一條單鏈與其互補鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值關(guān)系圖，以下正確是(

)第14頁第15頁解析：DNA分子中(A＋C)/(T＋G)應(yīng)一直等于1；一條單鏈中(A＋C)/(T＋G)與其互補鏈中(A＋C)/(T＋G)互為倒數(shù)，一條單鏈中(A＋C)/(T＋G)＝0.5時，互補鏈中(A＋C)/(T＋G)＝2；一條單鏈中(A＋T)/(G＋C)與其互補鏈中(A＋T)/(G＋C)及DNA分子中(A＋T)/(G＋C)都相等。答案：C第16頁4．已知某DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)35.8%，其中一條鏈T與C分別占該鏈堿基總數(shù)32.9%和17.1%。則在它互補鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)(

)A．32.9%和17.1%B．31.3%和18.7%C．18.7%和31.3%D．17.1%和32.9%第17頁第18頁1．生物體中DNA分子復(fù)制場所考點二DNA分子復(fù)制過程及相關(guān)計算第19頁2．DNA分子復(fù)制中相關(guān)計算DNA分子復(fù)制為半保留復(fù)制，一個DNA分子復(fù)制n次，其結(jié)果分析以下：(1)DNA分子數(shù)①子代DNA分子數(shù)＝2n個；②含有親代DNA鏈子代DNA分子數(shù)＝2個；③不含親代DNA鏈子代DNA分子數(shù)＝(2n－2)個。第20頁

(2)脫氧核苷酸鏈數(shù)①子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2n＋1條；②親代脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2條；③新合成脫氧核苷酸鏈數(shù)＝(2n＋1－2)條。(3)消耗脫氧核苷酸數(shù)①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸數(shù)為m·(2n－1)個；②第n次復(fù)制所需該脫氧核苷酸數(shù)＝2n個DNA分子中該脫氧核苷酸數(shù)－2n－1個DNA分子中該脫氧核苷酸數(shù)＝2n·m－m·2n－1＝m·(2n－2n－1)＝m·2n－1。第21頁

3．模型法了解DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂關(guān)系第22頁第23頁角度一DNA復(fù)制過程與特點分析5．(·上海卷)某親本DNA分子雙鏈均以白色表示，以灰色表示第一次復(fù)制出DNA子鏈，以黑色表示第二次復(fù)制出DNA子鏈，該親本雙鏈DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次后產(chǎn)物是(

)第24頁解析：DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制，復(fù)制第一次時，由1個DNA復(fù)制成2個DNA都是一條鏈白色，一條鏈灰色；第二次復(fù)制時，2個DNA復(fù)制成4個DNA，有8條鏈，新產(chǎn)生4條鏈為黑色，分別與原來鏈結(jié)合。答案：D第25頁6．如圖為真核細(xì)胞DNA復(fù)制過程示意圖。據(jù)圖分析，以下相關(guān)敘述中錯誤是(

)第26頁A．由圖示得知，子鏈?zhǔn)茄刂欢ǚ较蜓由霣．合成兩條子鏈時，DNA聚合酶移動方向是相反C．細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制場全部細(xì)胞核、葉綠體、線粒體D．解旋需解旋酶及DNA聚合酶催化，且需要消耗ATP解析：由題圖可知，A、B正確；細(xì)胞內(nèi)DNA分布在細(xì)胞核、線粒體和葉綠體中，這三個結(jié)構(gòu)都能夠進行DNA復(fù)制；解旋不需要DNA聚合酶參加。答案：D第27頁角度二DNA復(fù)制相關(guān)計算7．(·上海卷)若N個雙鏈DNA分子在第i輪復(fù)制結(jié)束后，某一復(fù)制產(chǎn)物分子一條鏈上某個C突變?yōu)門，這么在隨即各輪復(fù)制結(jié)束時，突變位點為AT堿基正確雙鏈DNA分子數(shù)與總DNA分子數(shù)百分比一直為(

)第28頁解析：N個DNA分子第i輪復(fù)制結(jié)束后，得到DNA分子數(shù)為N×2i，在此基礎(chǔ)上復(fù)制一次得到DNA分子總數(shù)為N×2i＋1，其中以變異DNA分子為模板復(fù)制一次，得到一個變異DNA分子和一個正常DNA分子，由此可推知突變位點為AT堿基正確雙鏈DNA分子數(shù)與總DNA分子數(shù)百分比＝1/(N×2i＋1)。答案：C第29頁8．用15N標(biāo)識含有100個堿基正確雙鏈DNA分子，其中有胞嘧啶60個，該DNA分子在含有14N培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次。其結(jié)果不可能是(

)A．含有15NDNA分子占1/8B．復(fù)制過程中需要腺嘌呤脫氧核苷酸600個C．含有14NDNA分子占7/8D．復(fù)制結(jié)果共產(chǎn)生16個DNA分子第30頁解析：DNA連續(xù)復(fù)制4次，形成16個DNA分子，其中有2個含15N，全部DNA分子都含14N；最初DNA分子中含腺嘌呤脫氧核苷酸40個，復(fù)制4次，共需腺嘌呤脫氧核苷酸數(shù)為40×15＝600（個）。答案：C第31頁角度三DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂9．用32P標(biāo)識了玉米體細(xì)胞(含20條染色體)DNA分子雙鏈。再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入不含32P培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在第二次細(xì)胞分裂完成后每個細(xì)胞中被32P標(biāo)識染色體條數(shù)是(

)A．0條B．20條C．大于0小于20條D．以上都有可能第32頁解析：第一次細(xì)胞分裂完成后形成細(xì)胞中，DNA雙鏈均是一條鏈含有32P，另一條鏈不含32P，第二次細(xì)胞分裂間期，染色體復(fù)制后每條染色體上都是一條染色單體含32P，一條染色單體不含32P，有絲分裂后期，姐妹染色單體分離，假如含32P20條染色體同時移向細(xì)胞一極，不含32P20條染色體同時移向細(xì)胞另一極，則產(chǎn)生子細(xì)胞中被32P標(biāo)識染色體條數(shù)分別是20條和0條；假如移向細(xì)胞兩極20條染色體中現(xiàn)有含32P，也有不含32P，則形成子細(xì)胞中被32P標(biāo)識染色體條數(shù)大于0小于20條。答案：D第33頁10．果蠅一個精原細(xì)胞中一個核DNA分子用15N標(biāo)識，在正常情況下，其減數(shù)分裂形成精子中，含有15N精子數(shù)占(

)A．1/16

B．1/8C．1/4

D．1/2第34頁解析：減數(shù)分裂過程中，同源染色體要發(fā)生聯(lián)會和分離現(xiàn)象，所以要表達(dá)減數(shù)分裂過程中染色體中DNA改變，最少要畫出一對同源染色體。果蠅一個精原細(xì)胞中一個核DNA分子用15N標(biāo)識，即果蠅4對同源染色體中有3對未標(biāo)識(畫圖時可略去)，另一對同源染色體中有一條染色體上DNA分子用15N標(biāo)識，則該精原細(xì)胞進行正常減數(shù)分裂形成精細(xì)胞時，染色體和DNA標(biāo)識情況可用下列圖進行解析。第35頁結(jié)合上圖分析，觀察產(chǎn)生4個精細(xì)胞，含有15N精子數(shù)占1/2。答案：D第36頁巧用圖解法追蹤DNA分子去向1．DNA分子復(fù)制特點及子DNA存在位置與去向(1)復(fù)制特點：半保留復(fù)制即新DNA分子總有一條鏈來自親代DNA(即模板鏈)，另一條鏈(子鏈)由新鏈構(gòu)建而成。圖解以下：第37頁(2)2個子DNA位置：當(dāng)一個DNA分子復(fù)制后形成兩個新DNA分子后，此兩子DNA恰位于兩姐妹染色單體上，且由著絲點連在一起，即第38頁(3)子DNA去向：在有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期，當(dāng)著絲點分裂時，兩姐妹染色單體分開，分別移向細(xì)胞兩極，此時子DNA隨染色單體分開而分開。第39頁2．DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次(當(dāng)前大部分考查角度屬這類)圖像及解讀第40頁[典例透析]蠶豆體細(xì)胞染色體數(shù)目2N＝12，科學(xué)家用3H標(biāo)識蠶豆根尖細(xì)胞DNA，能夠在染色體水平上研究真核生物DNA復(fù)制方法。試驗基本過程以下：Ⅰ.將蠶豆幼苗培養(yǎng)在含有3H胸腺嘧啶核苷酸培養(yǎng)基上，培養(yǎng)一段時間后，觀察細(xì)胞分裂中期染色體放射性情況。第41頁Ⅱ.當(dāng)DNA分子雙鏈都被3H標(biāo)識后，再將根移到含有秋水仙素非放射性培養(yǎng)基中，培養(yǎng)一段時間后，觀察細(xì)胞分裂中期染色體放射性情況。請回答相關(guān)問題：(1)蠶豆根尖細(xì)胞進行分裂方式是________；秋水仙素能使部分細(xì)胞染色體數(shù)目加倍，其作用機理是_____________________________________________。第42頁(2)Ⅰ中，在根尖細(xì)胞進行第一次分裂時，每一條染色體上帶有放射性染色單體有________條，每個DNA分子中，有________條鏈帶有放射性。Ⅱ中，若觀察到一個細(xì)胞含有24條染色單體，且二分之一染色單體含有放射性，則表明該細(xì)胞染色體在無放射性培養(yǎng)基上復(fù)制______次，該細(xì)胞含有________個染色體組。(3)上述試驗表明，DNA分子復(fù)制方式是__________。第43頁第44頁解答本類問題應(yīng)嚴(yán)把三關(guān)第45頁1．蠶豆根尖細(xì)胞(2N＝12)在含3H標(biāo)識胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中完成一個細(xì)胞周期，然后在不含放射性標(biāo)識培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期，其染色體放射性標(biāo)識分布情況是(

)A．每條染色體兩條單體都被標(biāo)識B．每條染色體中都只有一條單體被標(biāo)識C．只有半數(shù)染色體中一條單體被標(biāo)識D．每條染色體兩條單體都不被標(biāo)識第46頁解析：DNA復(fù)制是半保留復(fù)制，蠶豆根尖細(xì)胞在含3H標(biāo)識胸腺嘧啶脫氧核苷酸(3H－T)培養(yǎng)基中完成一個細(xì)胞周期，每一個DNA分子都有一條脫氧核苷酸鏈含3H－T，然后在不含放射性標(biāo)識培養(yǎng)液中培養(yǎng)至中期，每個DNA分子復(fù)制兩個DNA分子存在于同一染色體兩條姐妹染色單體上，其中