高三生物一輪復習人教DNA分子結構復制及基因是

高三生物一輪復習人教DNA分子結構復制及基因是第1頁/共62頁知識點一DNA分子的結構答案：①磷酸②脫氧核糖③脫氧核苷酸④脫氧核苷酸鏈⑤雙螺旋⑥2⑦3

第2頁/共62頁知識點二DNA分子的復制第3頁/共62頁第4頁/共62頁知識點三基因是有遺傳效應的DNA片段第5頁/共62頁第6頁/共62頁歸納：你是否能用圖解的形式表示染色體、DNA、基因、蛋白質(zhì)及性狀的關系？答案：第7頁/共62頁判斷正誤1．DNA初步水解的產(chǎn)物是4種脫氧核苷酸，徹底水解的產(chǎn)物有磷酸、脫氧核糖和堿基(A、T、G、C4種)(

)。2．(G＋C)>(A＋T)的DNA分子穩(wěn)定性低(

)。3．T2噬菌體DNA中堿基對的排列順序是千變?nèi)f化的(

)。4．DNA復制的場所不只是細胞核(

)。5．DNA復制過程只發(fā)生在細胞分裂間期(

)。6．有遺傳效應的片段只有DNA片段(

)。答案：1.√

2.×

3.×

4.√

5.×

6.×

第8頁/共62頁記憶竅門借圖記憶“五四三二一”五：五種元素：C、H、O、N、P四：四種堿基對應四種脫氧核苷酸三：三種物質(zhì)：○、、?二：兩條脫氧核苷酸長鏈(堿基對有A與T、G與C兩種配對方式)一：一種空間結構：規(guī)則的雙螺旋結構第9頁/共62頁學習筆記：第10頁/共62頁DNA分子的結構、特性及基因的本質(zhì)

1．DNA分子結構模式圖信息解讀第11頁/共62頁(1)每個DNA片段中，游離的磷酸基團有2個。(2)○、、?之間的數(shù)量關系是1∶1∶1。(3)兩個核苷酸的○和之間的化學鍵為磷酸二酯鍵，用限制性核酸內(nèi)切酶處理可切斷，用DNA連接酶處理可連接。(4)堿基對之間的化學鍵為氫鍵，可用解旋酶斷裂，也可加熱斷裂。(5)每個脫氧核糖(除兩端外)連接著2個磷酸，分別在3號、5號碳原子上相連接。第12頁/共62頁(6)若堿基對為n，則氫鍵數(shù)為2n～3n之間，若已知A有m個，則氫鍵數(shù)為3n－m。(7)每個脫氧核苷酸中，脫氧核糖中1號碳與堿基相連接，5號碳與磷酸相連接，3號碳與下一個脫氧核苷酸的磷酸相連接，如圖。第13頁/共62頁2．堿基互補配對原則及相關計算DNA堿基互補配對原則及其推論堿基互補配對原則是指在DNA分子形成堿基對時，A一定與T配對，G一定與C配對的一一對應關系。推論規(guī)律一：一個雙鏈DNA分子中，A＝T、C＝G，則A＋G＝C＋T，即嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)。規(guī)律二：在雙鏈DNA分子中，互補的兩堿基之和(如A＋T或C＋G)占全部堿基的比值等于其任何一條單鏈中該種堿基比例的比值，且等于其轉(zhuǎn)錄形成的mRNA中該種堿基比例的比值。規(guī)律三：在DNA雙鏈中一條單鏈的

第14頁/共62頁第15頁/共62頁第16頁/共62頁3．DNA分子特性(1)穩(wěn)定性：磷酸和脫氧核糖交替連接，排列在外側(cè)構成基本骨架。(2)多樣性：堿基對多種多樣的排列順序。提醒

若某DNA分子中有n個堿基對，則排列順序有4n種，其中n代表堿基對數(shù)。(3)特異性：每種DNA分子都有特定的堿基對排列順序，代表了特定的遺傳信息。第17頁/共62頁4．基因與脫氧核苷酸、DNA和染色體之間的關系關系內(nèi)容基因與脫氧核苷酸基因的基本組成單位是脫氧核苷酸，基因中脫氧核苷酸的排列順序稱為遺傳信息基因與DNA基因是有遺傳效應的DNA片段，每個DNA分子上有很多個基因基因與染色體基因在染色體上呈線性排列，染色體是基因的主要載體第18頁/共62頁圖示第19頁/共62頁提醒①對于真核細胞來說，染色體是基因的主要載體；線粒體和葉綠體也是基因的載體。②對于原核細胞來說，擬核中的DNA分子或者質(zhì)粒DNA均是裸露的，沒有與蛋白質(zhì)一起構成染色體。第20頁/共62頁本考點高考命題多以選擇題形式出現(xiàn)，考查概念、特點等基礎知識較常見，試題難度小，命題頻率低。提醒考生要關注堿基互補配對相關的計算，未必不考。第21頁/共62頁【典例1】?在一個DNA分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基數(shù)目的54%，其中一條鏈中鳥嘌呤、胸腺嘧啶分別占該鏈堿基總數(shù)的22%和28%，則由該鏈轉(zhuǎn)錄的信使RNA中鳥嘌呤占堿基總數(shù)的(

)。A．24% B．22% C．26% D．23%第22頁/共62頁第23頁/共62頁方法技巧單雙鏈轉(zhuǎn)化公式的推導：本題的直接應用(1)公式推導(結合下圖)：由圖知：A1＋T1＋C1＋G1＝m

A2＋T2＋G2＋C2＝m，整個雙鏈DNA上的堿基總數(shù)為2m?！逜1＝T2、T1＝A2則A1＋T1＝A2＋T2，A＋T＝(A1＋T1)＋(A2＋T2)，第24頁/共62頁第25頁/共62頁【訓練1】?(新題快遞)從分子水平上對生物體具有多樣性或特異性的分析，錯誤的是(

)。A．堿基對的排列順序的千變?nèi)f化，構成了DNA分子基因的多樣性B．堿基對的特定的排列順序，又構成了每一個DNA分子基因的特異性C．一個含2000個堿基的DNA分子，其堿基對可能的排列方式就有41000種D．人體內(nèi)控制β-珠蛋白的基因由1700個堿基對組成，其堿基對可能的排列方式有41700種第26頁/共62頁解析β-珠蛋白基因堿基對的排列順序，是β-珠蛋白所特有的。任意改變堿基的排列順序后，合成的就不一定是β-珠蛋白了。答案D第27頁/共62頁1．研究DNA復制的常用方法同位素標記法和離心法，常標記3H、15N，通過離心在試管中形成不同位置的DNA條帶。DNA復制的研究方法、過程和條件

第28頁/共62頁2．DNA復制的過程(認真分析下面兩幅圖)及意義標準圖：第29頁/共62頁簡化圖：第30頁/共62頁【要點闡釋】DNA復制的場所真核細胞：細胞核(主要)、線粒體、葉綠體原核細胞：擬核、細胞質(zhì)(細胞質(zhì)基質(zhì))DNA復制的條件模板親代DNA的兩條鏈原料4種游離的脫氧核苷酸能量ATP酶解旋酶、DNA聚合酶等DNA復制的特點①半保留復制；②邊解旋邊復制DNA復制的意義遺傳信息的傳遞，使物種保持相對穩(wěn)定和延續(xù)②由于復制差錯而出現(xiàn)基因突變，從而為進化提供了原始的選擇材料第31頁/共62頁提醒①子代DNA分子中模板鏈與另一DNA分子中新合成的子鏈堿基序列完全相同。②影響細胞呼吸(ATP供給)的所有因素都可能影響DNA復制。③體外也可進行，即PCR擴增技術，除滿足上述條件外，還應注意溫度、pH的控制及引物的加入。第32頁/共62頁3．DNA復制過程中的數(shù)量關系由于DNA分子的復制是一種半保留復制方式，一個DNA分子連續(xù)進行n次復制，可形成2n個子代DNA，其中只有2個DNA分子含有最初親代的母鏈。圖解如下：第33頁/共62頁第34頁/共62頁本考點是高考重點考查的內(nèi)容之一。從高考試題來看，考查DNA的復制主要涉及DNA復制過程中的變化、特點，與細胞增殖、遺傳和變異等的關系，DNA的復制與其他生理過程(如轉(zhuǎn)錄、翻譯等)的區(qū)別等。第35頁/共62頁【典例2】?(2011·安徽卷)甲、乙圖示真核細胞內(nèi)兩種物質(zhì)的合成過程，下列敘述正確的是(

)。A．甲、乙所示過程通過半保留方式進行，合成的產(chǎn)物是雙鏈核酸分子B．甲所示過程在細胞核內(nèi)進行，乙在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行C．DNA分子解旋時，甲所示過程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D．一個細胞周期中，甲所示過程在每個起點只起始一次，乙可起始多次第36頁/共62頁解析考察真核生物的DNA復制和轉(zhuǎn)錄。甲圖以DNA兩條單鏈均為模板，而乙以一條鏈為模板，且產(chǎn)物是一條鏈，確定甲圖表示DNA復制，乙圖表示轉(zhuǎn)錄。A項轉(zhuǎn)錄不是半保留方式，產(chǎn)物是單鏈RNA；B項真核細胞的DNA復制可以發(fā)生在細胞核、線粒體及葉綠體中；C項DNA復制和轉(zhuǎn)錄均需要解旋酶；D項一個細胞周期DNA只復制一次，但要進行大量的蛋白質(zhì)合成，所以轉(zhuǎn)錄多次發(fā)生。答案D第37頁/共62頁【訓練2】?(2012·天津調(diào)研)下圖為真核細胞DNA復制過程模式圖，請根據(jù)圖示過程，回答問題。第38頁/共62頁(1)由圖示得知，1個DNA分子復制出乙、丙2個DNA分子，其方式是_____。(2)解旋酶能使雙鏈DNA解開，但需要細胞提供______________。除了圖中所示酶外，丙DNA分子的合成還需要________酶。(3)從圖中可以看出合成兩條子鏈的方向____________________。(4)細胞中DNA復制的場所是________；在復制完成后，乙、丙分開的時期為________。(5)若一個卵原細胞的一條染色體上的β-珠蛋白基因在復制時一條脫氧核苷酸鏈中一個A替換成T，則由該卵原細胞產(chǎn)生的卵細胞攜帶該突變基因的概率是________。第39頁/共62頁第40頁/共62頁DNA復制方式的探究探究DNA復制是半保留復制還是全保留復制，可用同位素標記技術和離心處理技術，根據(jù)復制后DNA分子在試管中的位置即可確定復制方式。1．實驗材料：大腸桿菌。2．實驗方法：放射性同位素標記技術和離心技術。3．實驗假設：DNA以半保留的方式復制。第41頁/共62頁4．實驗過程：(見圖)(1)大腸桿菌在含15N標記的NH4Cl培養(yǎng)基中繁殖幾代，使DNA雙鏈充分標記15N。(2)將含15N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到14N標記的普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)。(3)在不同時刻收集大腸桿菌并提取DNA(間隔的時間為大腸桿菌繁殖一代所需時間)。(4)將提取的DNA進行離心，記錄離心后試管中DNA位置。第42頁/共62頁第43頁/共62頁5．實驗預期：離心后應出現(xiàn)3條DNA帶。(見圖)(1)重帶(密度最大)：15N標記的親代雙鏈DNA(15N/15N)。(2)中帶(密度居中)：一條鏈為15N，另一條鏈為14N標記的子代雙鏈DNA(15N/14N)。(3)輕帶(密度最小)：兩條鏈都為14N標記的子代雙鏈DNA(14N/14N)。6．實驗結果：與預期的相符。第44頁/共62頁本考點高考命題頻率低，但并不意味著本考點不重要，一旦命題往往是探究類綜合性大題，參見“高考真題集訓”第5題。第45頁/共62頁【典例】?DNA的復制方式，可以通過設想來進行預測，可能的情況是全保留復制、半保留復制、分散(彌散)復制三種。究竟是哪種復制方式呢？下面設計實驗來證明DNA的復制方式。第46頁/共62頁實驗步驟：a．在氮源為14N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N-DNA(對照)。b．在氮源為15N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N-DNA(親代)。c．將親代15N大腸桿菌轉(zhuǎn)移到氮源為含14N的培養(yǎng)基中，再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度離心法分離，不同分子量的DNA分子將分布在試管中的不同位置上。第47頁/共62頁實驗預測：(1)如果與對照(14N/14N)相比，子代Ⅰ能分辨出兩條DNA帶：一條________帶和一條________帶，則可以排除________。(2)如果子代Ⅰ只有一條中密度帶，則可以排除________，但不能肯定是________。(3)如果子代Ⅰ只有一條中密度帶，再繼續(xù)做子代ⅡDNA密度鑒定：若子代Ⅱ可以分出________和________，則可以排除分散復制，同時肯定半保留復制；如果子代Ⅱ不能分出________密度兩條帶，則排除________，同時確定為________。第48頁/共62頁解析從題目中的圖示可知，深色為親代DNA的脫氧核苷酸鏈(母鏈)，淺色為新形成的子代DNA的脫氧核苷酸鏈(子鏈)。因此全保留復制后得到的兩個DNA分子，一個是原來的兩條母鏈重新形成的親代DNA分子，一個是兩條子鏈形成的子代DNA分子；半保留復制后得到的每個子代DNA分子的一條鏈為母鏈，一條鏈為子鏈；分散復制后得到的每個子代DNA分子的單鏈都是由母鏈片段和子代片段間隔連接而成的。答案(1)輕(14N/14N)重(15N/15N)半保留復制和分散復制(2)全保留復制半保留復制或分散復制(3)一條中密度帶一條輕密度帶中、輕半保留復制分散復制第49頁/共62頁1．(2010·江蘇卷)下列關于核酸的敘述中，正確的是(

)。A．DNA和RNA中的五碳糖相同B．組成DNA與ATP的元素種類不同C．T2噬菌體的遺傳信息貯存在RNA中D．雙鏈DNA分子中嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)DNA分子的結構、基因的本質(zhì)

第50頁/共62頁解析本題主要考查核酸的組成、結構和功能。DNA含有脫氧核糖，RNA含有核糖，A項錯誤；DNA和ATP都是由C、H、O、N、P五種元素組成，B項錯誤。T2噬菌體遺傳物質(zhì)為DNA，故其遺傳信息也儲存在DNA中，C項錯誤。雙鏈DNA嘌呤總和嘧啶堿基互補配對，故兩者數(shù)量相等，D項正確。答案D第51頁/共62頁2．(2009·廣東生物，24)有關DNA分子結構的敘述，正確的是(雙選)(

)。A．DNA分子由4種脫氧核苷酸組成B．DNA單鏈上相鄰堿基以氫鍵連接C．堿基與磷酸基相連接D．磷酸與脫氧核糖交替連接構成DNA鏈基本骨架解析DNA雙鏈上相對應的堿基以氫鍵連接，單鏈上相鄰堿基之間通過脫氧核糖和磷酸二酯鍵聯(lián)系起來，脫氧核糖和磷酸交替排列在外側(cè)，構成DNA鏈的基本骨架。堿基排列在內(nèi)側(cè)，與脫氧核糖直接相連。答案AD第52頁/共62頁3．(2009·海南生物，11)已知a、b、c、d是某細菌DNA片段上的4個基因，右圖中W表示野生型，①、②、③分別表示三種缺失不同基因的突變體，虛線表示所缺失的基因。若分別檢測野生型和各種突變體中某種酶的活性，發(fā)現(xiàn)僅在野生型和突變體①中該酶有活性，則編碼該酶的基因是(

)。A．基因aB．基因bC．基因cD．基因d解析考查基因與性狀的對應性。野生型和突變體①中該酶有活性，所以該基因應該只有野生型和突變體①共有，而其他突變體沒有，則該基因是b。答案B第53頁/共62頁4.(2009·江蘇生物，12)下圖為真核生物染色體上DNA分子復制過程示意圖，有關敘述錯誤的是(

)。A．圖中DNA分子復制是從多個起點同時開始的B．圖中DNA分子復制是邊解旋邊雙向復制的C．真核生物DNA分子復制過程需要解旋酶D．真核生物的這種復制方式提高了復制速率DNA的復制及實驗探究

第54頁/共62頁解析通過圖示信息，考查DNA復制的相關知識。從圖中能看出有多個復制起點，但并不是同時開始，所以A不對。圖中DNA分子復制是邊解旋邊雙向復制的，真核生物DNA分子復制過程需要解旋酶、DNA聚合酶等參與。這種半保留復制的模式不僅保持前后代的穩(wěn)定性，每次復制都可產(chǎn)生兩個DNA分子，提高了效率。答案A第55頁/共62頁5．(2010·北京卷)科學家以大腸桿菌為實驗對象，運用同位素失蹤技術及密度梯度離心方法進行了DNA復制方式的探索實驗，實驗內(nèi)容及結果見下表。組別1組2組3組4組培養(yǎng)液中唯一氮源14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl繁殖代數(shù)多代多代一代兩代培養(yǎng)產(chǎn)物ABB的子Ⅰ代B的子Ⅱ代第56頁/共62頁第57頁/共62頁請分析并回答下面問題。(1)要得到DNA中的N全部被放射性標記的大腸桿菌B，必須經(jīng)過________代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的________是唯一氮源。(2)綜合分析本實驗的DNA離心結果，第________組結果對得到的結論起到了關鍵作用，但需把它與第________組和第________組的結果進行比較，才能說明DNA分子的復制方式是________。(3)分析討論：①若子Ⅰ代DNA的離心結果為“輕”和“重”兩條密度帶，則“重帶”DNA來自于________，據(jù)此可判斷DNA分子的復制方式不是________復制。第58頁/共62頁②若將子Ⅰ代DNA雙鏈分開后再離心，其結果是________(選填“能”或“不能”)判斷DN