（通用版）高考生物一轮复习 第六单元 遗传的分子基础 第18讲 DNA的结构、复制与基因的本质课件-人教版高三全册生物课件.ppt

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1、第第1818讲讲DNADNA的结构、复制与基因的本质的结构、复制与基因的本质考情分析备考导航考情分析备考导航考纲解读考纲解读全国卷五年考题统计全国卷五年考题统计最新考纲最新考纲核心内容核心内容DNADNA分子结构的主要分子结构的主要特点特点()()1.DNA1.DNA的双螺旋结构的双螺旋结构及特点及特点2.2.碱基互补配对及相碱基互补配对及相关计算关计算基因的概念基因的概念()()基因、基因、DNADNA与染色体与染色体的关系的关系DNADNA分子的复制分子的复制()()1.DNA1.DNA复制的过程及复制的过程及特点特点2.2.碱基比例的计算碱基比例的计算考点一考点一DNADNA分子的结构特

2、点及相关计算分子的结构特点及相关计算知识梳理知识梳理 自主学习自主学习 夯实基础夯实基础1.DNA1.DNA分子的结构分子的结构(1)DNA(1)DNA双螺旋模型构建者双螺旋模型构建者:和和 。(2)DNA(2)DNA的分子组成的分子组成(3)DNA(3)DNA的双螺旋结构内容的双螺旋结构内容DNADNA由由 条脱氧核苷酸链组成条脱氧核苷酸链组成,这些链按这些链按 方式盘旋成双螺方式盘旋成双螺旋结构。旋结构。外侧外侧:和和 交替连接构成基本骨架。交替连接构成基本骨架。内侧内侧:两碱基通过氢键连接成两碱基通过氢键连接成 。碱基互补配对遵循以下原则。碱基互补配对遵循以下原则:(两个氢键两个氢键)、

3、GC(GC(三个氢键三个氢键)。沃森沃森克里克克里克两两反向平行反向平行脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸碱基对碱基对2.DNA2.DNA分子的特性分子的特性(1)(1)多样性多样性:不同的不同的DNADNA分子中脱氧核苷酸数目不同分子中脱氧核苷酸数目不同,排列顺序多种多样。排列顺序多种多样。若某若某DNADNA分子中有分子中有n n个碱基对个碱基对,则其碱基对排列顺序有则其碱基对排列顺序有 种。种。(2)(2)特异性特异性:每种每种DNADNA分子都有区别于其他分子都有区别于其他DNADNA的特定的的特定的 ,代表了特定的遗传信息。代表了特定的遗传信息。(3)(3)性性:如两条主链磷酸与脱氧核糖交替排

4、列的顺序不变如两条主链磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变,碱基对碱基对构成方式不变等。构成方式不变等。4 4n n碱基对排列顺序碱基对排列顺序稳定稳定重点透析重点透析 剖析考点剖析考点 拓展深化拓展深化1.1.两种两种DNADNA结构模型解读结构模型解读(1)(1)由图由图1 1可解读以下信息可解读以下信息:(2)(2)图图2 2是图是图1 1的简化形式的简化形式,其中其中是磷酸二酯键是磷酸二酯键,是氢键。解旋酶作用是氢键。解旋酶作用于于部位部位,限制性核酸内切酶和限制性核酸内切酶和DNADNA连接酶作用于连接酶作用于部位。部位。2.2.碱基互补配对原则及其推论碱基互补配对原则及其推论(1)(1

5、)嘌呤总数与嘧啶总数相等嘌呤总数与嘧啶总数相等,即即A+G=T+CA+G=T+C。简记。简记“DNADNA分子中两个非互补分子中两个非互补碱基之和是碱基之和是DNADNA分子总碱基数的一半分子总碱基数的一半”。题组例练题组例练 分类例练分类例练 提炼方法提炼方法题组一题组一1.1.由一对氢键连接的脱氧核苷酸由一对氢键连接的脱氧核苷酸,已查明它的结构中有一个腺嘌呤已查明它的结构中有一个腺嘌呤,则它则它的其他组成应是的其他组成应是()A.A.三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶B.B.二个磷酸、二个脱氧核糖和一个胞嘧啶二个磷酸、二个脱氧核糖和一个胞嘧啶C.C.二

6、个磷酸、二个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶二个磷酸、二个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶D.D.二个磷酸、二个脱氧核糖和一个尿嘧啶二个磷酸、二个脱氧核糖和一个尿嘧啶DNADNA分子结构及特点分析分子结构及特点分析C C2.2.以下是某同学制作的脱氧核苷酸对模型以下是某同学制作的脱氧核苷酸对模型,其中正确的是其中正确的是()D D 解析解析:A A项中项中,从五碳糖和磷酸基团的形态和位置可判断从五碳糖和磷酸基团的形态和位置可判断,两条脱氧核苷酸两条脱氧核苷酸链不是反向平行的链不是反向平行的;B;B项中项中,A,A与与T T间的氢键应是两个间的氢键应是两个;C;C项中项中,含氮碱基含氮碱基C C应连应连在五碳糖的在

7、五碳糖的1 1号位上号位上(如下图如下图),),且且G G与与C C间应为间应为3 3个氢键。个氢键。题组二题组二3.3.某双链某双链DNADNA分子中分子中,G G占碱基总数的占碱基总数的38%38%,其中其中一条链中的一条链中的T T占该占该DNADNA分分子全部碱基总数的子全部碱基总数的5%,5%,那么那么另一条链中的另一条链中的T T在该在该DNADNA分子中的碱基比例为分子中的碱基比例为()A.5%A.5%B.7%B.7%C.24%C.24%D.38%D.38%B B 碱基互补配对原则的应用碱基互补配对原则的应用【解题关键解题关键】1.1.由由可知可知,C,C、A A、T T占碱基总

8、数的百分数。占碱基总数的百分数。2.2.由由得得T T1 1+T+T2 2=T=T。解析解析:因为因为G G占碱基总数的占碱基总数的38%,38%,故故C C占碱基总数的占碱基总数的38%,38%,则则A+TA+T占碱基总数占碱基总数的的24%,24%,所以所以T T占碱基总数的占碱基总数的12%,T12%,T1 1+T+T2 2=T,=T,其中一条链中的其中一条链中的T T占该碱基总占该碱基总数的数的5%,5%,所以另一条链中的所以另一条链中的T T在该在该DNADNA分子中的碱基比例为分子中的碱基比例为7%7%。4.4.噬菌体噬菌体 X174X174是单链是单链DNADNA生物生物,当它感

9、染宿主细胞时当它感染宿主细胞时,首先形成复制型首先形成复制型(RF)(RF)的双链的双链DNADNA分子。如果该生物分子。如果该生物DNADNA中中A A、G G、T T、C C的比例分别是的比例分别是20%20%、30%30%、10%10%和和40%40%。那么。那么,RF,RF中中A A、G G、T T、C C四种碱基比例是四种碱基比例是()A.20%,30%,10%A.20%,30%,10%和和40%40%B.15%,35%,15%B.15%,35%,15%和和35%35%C.10%,40%,20%C.10%,40%,20%和和30%30%D.35%,15%,35%D.35%,15%,3

10、5%和和15%15%解析解析:单链单链DNADNA的碱基构成是的碱基构成是20%A,30%G,10%T20%A,30%G,10%T和和 40%C,40%C,根据碱基互补配对根据碱基互补配对原则原则,则其互补链碱基构成是则其互补链碱基构成是 20%T,30%C,10%A20%T,30%C,10%A和和40%G,40%G,所以所以RFRF中的碱基构中的碱基构成情况是成情况是15%A,35%G,15%T15%A,35%G,15%T和和35%C35%C。B B 考点二考点二DNADNA分子的复制过程、特点及相分子的复制过程、特点及相关计算及基因的本质关计算及基因的本质知识梳理知识梳理 自主学习自主学习

11、 夯实基础夯实基础1.1.概念、时间和场所概念、时间和场所2.2.过程过程3.3.特点特点(1)(1)过程过程:。(2)(2)方式方式:。4.4.准确复制的原因和意义准确复制的原因和意义(1)(1)原因原因:DNA:DNA具有独特的具有独特的 结构结构,为复制提供精确的模板为复制提供精确的模板;原则原则,保证了复制能准确进行。保证了复制能准确进行。(2)(2)意义意义:DNA:DNA分子通过复制分子通过复制,将遗传信息从亲代传给了子代将遗传信息从亲代传给了子代,保持了遗传信保持了遗传信息的息的 。5.5.基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段(1)(1)基因与染色体的关系基因

12、与染色体的关系:基因在染色体上呈基因在染色体上呈 性排列。性排列。(2)(2)染色体与染色体与DNADNA的关系的关系:染色体主要由染色体主要由 和和 构成。构成。(3)(3)基因与基因与DNADNA的关系的关系:基因的本质是基因的本质是 ,一个一个DNADNA上上有有 个基因。个基因。(4)(4)基因与碱基的关系基因与碱基的关系:遗传信息蕴藏在遗传信息蕴藏在 中中,构成基构成基因的碱基数因的碱基数 (填填“大于大于”“”“小于小于”或或“等于等于”)DNA)DNA分子的碱基数。分子的碱基数。边解旋边复制边解旋边复制半保留复制半保留复制双螺旋双螺旋碱基互补配对碱基互补配对连续性连续性线线DNA

13、DNA蛋白质蛋白质有遗传效应的有遗传效应的DNADNA片段片段许多许多碱基对的排列顺序碱基对的排列顺序小于小于【深挖教材深挖教材】DNADNA片段都是基因吗片段都是基因吗?都携带遗传信息吗都携带遗传信息吗?提示提示:DNADNA分子上的片段不都是基因分子上的片段不都是基因,基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段,所以所以DNADNA片段不都携带遗传信息。片段不都携带遗传信息。重点透析重点透析 剖析考点剖析考点 拓展深化拓展深化1.DNA1.DNA复制过程中的相关计算复制过程中的相关计算DNADNA复制为半保留复制复制为半保留复制,若将亲代若将亲代DNADNA分子复制分子复制n

14、 n代代,其结果分析如下其结果分析如下:(1)(1)子代子代DNADNA分子数为分子数为2 2n n个。个。含有亲代链的含有亲代链的DNADNA分子数为分子数为2 2个。个。只含亲代链的只含亲代链的DNADNA分子数为分子数为0 0个。个。不含亲代链的不含亲代链的DNADNA分子数为分子数为(2(2n n-2)-2)个。个。含子代链的含子代链的DNADNA分子数有分子数有2 2n n个。个。(2)(2)子代脱氧核苷酸链数为子代脱氧核苷酸链数为2 2n+1n+1条。条。亲代脱氧核苷酸链数为亲代脱氧核苷酸链数为2 2条。条。新合成的脱氧核苷酸链数为新合成的脱氧核苷酸链数为(2(2n+1n+1-2)

15、-2)条。条。(3)(3)若模板若模板DNADNA中含有中含有m m个碱基个碱基,其中其中A A有有a a个个,则则:连续复制连续复制n n次需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为次需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为(m/2-a)(2(m/2-a)(2n n-1)-1)个。个。第第n n次复制需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为次复制需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为 (m/2-a)2(m/2-a)2n-1n-1个。个。【清错破疑清错破疑】要注意分清是要注意分清是“含含”还是还是“只含只含”、是、是“DNADNA分子数分子数”还还是是“链数链数”、是、是“复制复制n n次次”还是还是“第第n n次复制次复制

16、”。2.2.利用图示法理解细胞分裂与利用图示法理解细胞分裂与DNADNA复制的相互关系复制的相互关系此类问题可通过构建模型图解答此类问题可通过构建模型图解答,如下图如下图:题组例练题组例练 分类例练分类例练 提炼方法提炼方法题组一题组一1.1.如图为真核生物染色体上如图为真核生物染色体上DNADNA分子复制过程示意图分子复制过程示意图,有关叙述错误的是有关叙述错误的是()A.A.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

17、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A A DNADNA分子复制过程及特点分析分子复制过程及特点分析解析解析:由图可知由图可知,DNA,DNA复制有多个复制起点复制有多个复制起点,但由图中的解旋程度可知但由图中的解旋程度可知,多个复制起点的复制并不是同时进行的多个复制起点的复制并不是同时进行的;图中图中DNADNA分子的复制是双向的分子的复制是双向的,且边解旋边复制且边解旋边复制;真核生物真核生物DNADNA分子的复制过程需要解旋酶、分子的复制过程需要解旋酶、DNADNA聚合聚合酶等酶的参与酶等酶的参与;真核生物的这种从多个

18、起点开始复制的方式提高了复真核生物的这种从多个起点开始复制的方式提高了复制速率。制速率。2.(20162.(2016河北邯郸月考河北邯郸月考)如图为真核细胞如图为真核细胞DNADNA复制过程的模式图复制过程的模式图,据图分析据图分析,下列相关叙述错误的是下列相关叙述错误的是()A.A.由图示得知由图示得知,DNA,DNA分子复制的方式是半保留复制分子复制的方式是半保留复制B.B.解旋酶能使解旋酶能使DNADNA双链解旋双链解旋,且需要消耗且需要消耗ATPATPC.C.从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的D.DNAD.DNA在复制过程中先完成解旋在复制

19、过程中先完成解旋,再复制再复制解析解析:DNADNA复制过程中边解旋边复制。复制过程中边解旋边复制。D D 题组二题组二3.(20163.(2016河南名校月考河南名校月考)用用1515N N标记含有标记含有100100个碱基对的个碱基对的DNADNA分子分子,其中有胞嘧其中有胞嘧啶啶6060个个,该该DNADNA分子在分子在1414N N的培养基中连续复制的培养基中连续复制4 4次。下列有关判断不正确的次。下列有关判断不正确的是是()A.A.复制结果共产生复制结果共产生1616个个DNADNA分子分子B.B.复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸600600个个C.C.含有

20、含有1515N N的的DNADNA分子占分子占1/81/8D.D.含有含有1414N N的的DNADNA分子占分子占7/87/8解析解析:根据题意根据题意,DNA,DNA分子中有胞嘧啶分子中有胞嘧啶=鸟嘌呤鸟嘌呤=60(=60(个个),),则则A=T=100-60=A=T=100-60=40(40(个个)。该。该DNADNA分子连续复制分子连续复制4 4次次,形成的子代形成的子代DNADNA分子有分子有2 24 4=16(=16(个个),),含有含有1515N N的的DNADNA分子只有分子只有2 2个个,占占1/81/8。含有。含有1414N N的的DNADNA分子是分子是1616个个,占占

21、100%100%。复制过。复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸程中需腺嘌呤脱氧核苷酸=(16-1)=(16-1)40=600(40=600(个个)。D D DNADNA分子复制过程碱基比例、数目的计算分子复制过程碱基比例、数目的计算4.(20154.(2015河南开封模拟河南开封模拟)将一个用将一个用1515N N标记的标记的DNADNA放到放到1414N N的培养基上培养的培养基上培养,让让其连续复制三次其连续复制三次,再将全部复制产物置于试管内进行离心再将全部复制产物置于试管内进行离心,下图中分别代下图中分别代表复制表复制1 1次、次、2 2次、次、3 3次后的分层结果是次后的分层结果是()A.c

22、A.c、e e、f fB.aB.a、e e、b bC.aC.a、b b、d dD.cD.c、d d、f f解析解析:由于由于DNADNA分子的复制是半保留复制分子的复制是半保留复制,一个用一个用1515N N标记的标记的DNADNA在含在含1414N N的培养基上的培养基上培养培养,复制第一次后产生复制第一次后产生2 2个个DNADNA分子分子,每个每个DNADNA分子的一条链含分子的一条链含1515N,N,一条链含一条链含1414N,N,密密度中度中,对应图中的对应图中的c;c;复制第二次后复制第二次后,共产生共产生4 4个个DNADNA分子分子,其中含其中含1515N N和和1414N N

23、的的DNADNA分子分子为为2 2个个,密度中密度中,只含只含1414N N的的DNADNA分子为分子为2 2个个,密度小密度小,对应图中的对应图中的e;e;复制第三次后复制第三次后,共产共产生生8 8个个DNADNA分子分子,其中含其中含1515N N和和1414N N的的DNADNA分子为分子为2 2个个,密度中密度中,只含只含1414N N的的DNADNA分子为分子为6 6个个,密度小密度小,对应图中的对应图中的f f。A A 题组三题组三5.(20155.(2015甘肃兰州模拟甘肃兰州模拟)用用1515N N标记标记精原细胞的一个精原细胞的一个DNADNA分子分子,并并供给含供给含14

24、14N N的原料的原料。则该细胞产生的。则该细胞产生的4 4个精子中个精子中,含含1515N N的有的有()A.1A.1个个B.2B.2个个C.3C.3个个D.4D.4个个B B DNADNA复制与细胞分裂复制与细胞分裂【解题关键解题关键】1.1.精原细胞的一个精原细胞的一个DNADNA分子位于一对同源染色体其中的分子位于一对同源染色体其中的一条上一条上,同源染色体在减同源染色体在减后期分开。后期分开。2.DNA2.DNA半保留复制半保留复制,新合成的新合成的DNADNA链含链含1414N N。解析解析:用用1515N N标记的一个标记的一个DNADNA分子分子,即该精原细胞中一对同源染色体中

25、的一条即该精原细胞中一对同源染色体中的一条染色体被染色体被1515N N标记标记,在减数第一次分裂后期在减数第一次分裂后期,同源染色体分离同源染色体分离,被标记的一条被标记的一条染色体进入一个次级精母细胞中染色体进入一个次级精母细胞中,由该次级精母细胞最终产生的两个精子由该次级精母细胞最终产生的两个精子中含中含1515N,N,其他两个精子不含其他两个精子不含1515N N。6.6.用用3232P P标记了玉米体细胞标记了玉米体细胞(含含2020条染色体条染色体)的的DNADNA分子双链分子双链,再将这些细胞再将这些细胞转入不含转入不含3232P P的培养基中培养的培养基中培养,请问最快在第几次

26、细胞分裂的后期请问最快在第几次细胞分裂的后期,细胞中细胞中只能找到只能找到1 1条被条被3232P P标记的染色体标记的染色体()A.2A.2B.3B.3C.9C.9D.19D.19B B 解析解析:由题意可知由题意可知,20,20条被标记的条被标记的DNADNA第一次复制第一次复制,结果所有的染色体均结果所有的染色体均有标记有标记,即第一次有丝分裂后期即第一次有丝分裂后期,被被3232P P标记的染色体条数为标记的染色体条数为4040条条,形成的形成的子细胞中子细胞中2020条染色体均被标记条染色体均被标记,经复制后经复制后,形成形成4040条单体条单体,而其中的一半而其中的一半,即即202

27、0条具有条具有3232P P标记。而到第二次分裂后期时标记。而到第二次分裂后期时,染色单体随机分开染色单体随机分开,具有具有3232P P标记的染色体也随机进入标记的染色体也随机进入2 2个子细胞中个子细胞中,而某个细胞分别具有而某个细胞分别具有3232P P标记标记的染色体的数目为的染色体的数目为0 020,20,而第三次分裂是以第二次分裂的子细胞为前而第三次分裂是以第二次分裂的子细胞为前提提,在后期被标记的染色体为在后期被标记的染色体为0 02020。构建知识网络强化答题语句构建知识网络强化答题语句【建网络图建网络图】填充填充:.脱氧核苷酸脱氧核苷酸两两解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚

28、合酶多样性多样性边解旋边复制边解旋边复制碱基排列顺序碱基排列顺序【要语强记要语强记】1.DNA1.DNA的两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋成规则的双螺旋结构。的两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋成规则的双螺旋结构。2.DNA2.DNA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。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。3.DNA3.DNA上的碱基对严格遵循碱基互补配对原则上的碱基对严格遵循碱基互补配对原则,通过氢键连接。通过氢键连接。4.DNA4.DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。分子中脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。5.DNA5.DNA复制具有边解旋边复制、半保留复制的特点。复制具有边解旋边复制、半保留复制的特点。6.DNA6.DNA复制需要解旋酶和复制需要解旋酶和DNADNA聚合酶参与。聚合酶参与。7.7.基因是具有遗传效应的基因是具有遗传效应的DNADNA片段。片段。8.8.染色体是基因的主要载体染色体是基因的主要载体;线粒体、叶绿体中也存在基因。线粒体、叶绿体中也存在基因。