高三生物基礎(chǔ)復(fù)習(xí) 第三單元 DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制和與基因的關(guān)系課件 新人教版必修2

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1、2022-4-192022-4-19第第1919講講 考點(diǎn)整合考點(diǎn)整合脫氧核苷酸脫氧核苷酸 五碳糖五碳糖( (脫氧核糖脫氧核糖) ) 含氮堿基含氮堿基 2022-4-19雙螺旋結(jié)構(gòu)模型雙螺旋結(jié)構(gòu)模型 2022-4-19氫鍵形成堿基對氫鍵形成堿基對 具有穩(wěn)定的直徑具有穩(wěn)定的直徑 A A、T T、G G、C C 2022-4-19反向平行反向平行 堿基堿基 2022-4-19大腸桿菌大腸桿菌 同位素示蹤法同位素示蹤法 半保留復(fù)制半保留復(fù)制 2022-4-19堿基互補(bǔ)配對堿基互補(bǔ)配對 雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu) 間期間期 減數(shù)分裂第一次分裂減數(shù)分裂第一次分裂 兩條母鏈兩條母鏈 ATP ATP 解旋酶解旋酶

2、 2022-4-19邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制 雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu) 堿基互補(bǔ)配對原則堿基互補(bǔ)配對原則2022-4-19遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng) 遺傳信息遺傳信息 特定的排列特定的排列 DNA DNA 2022-4-19 探究點(diǎn)一探究點(diǎn)一DNA分子的結(jié)構(gòu)分子的結(jié)構(gòu)第第1919講講 要點(diǎn)探究要點(diǎn)探究1 1DNADNA分子的化學(xué)組成分子的化學(xué)組成(1)(1)組成元素：組成元素：C C、H H、O O、N N、P P(2)(2)基本組成單位：脫氧核苷酸。每個(gè)脫氧核苷酸分子均含一分子磷酸、一分子基本組成單位：脫氧核苷酸。每個(gè)脫氧核苷酸分子均含一分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子含氮堿基。不同的脫氧核苷酸分子只有含

3、氮堿基不同，含氮堿基的脫氧核糖和一分子含氮堿基。不同的脫氧核苷酸分子只有含氮堿基不同，含氮堿基的種類是四種：種類是四種：A(A(腺嘌呤腺嘌呤) )、G(G(鳥嘌呤鳥嘌呤) )、C(C(胞嘧啶胞嘧啶) )、T(T(胸腺嘧啶胸腺嘧啶) )；據(jù)此脫氧核苷酸分；據(jù)此脫氧核苷酸分為腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸為腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸四種。脫氧核苷酸結(jié)構(gòu)如圖：四種。脫氧核苷酸結(jié)構(gòu)如圖：2022-4-19(3)DNA(3)DNA分子是由許多個(gè)脫氧核苷酸通過聚合方式相互連接分子是由許多個(gè)脫氧核苷酸通過聚合方式相互連接

4、形成脫氧核苷酸長鏈形成脫氧核苷酸長鏈( (脫氧核苷酸之間通過形成磷酸二酯鍵連脫氧核苷酸之間通過形成磷酸二酯鍵連接接) )，每個(gè)，每個(gè)DNADNA分子含兩條脫氧核苷酸長鏈。分子含兩條脫氧核苷酸長鏈。2022-4-192 2DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型雙螺旋結(jié)構(gòu)模型( (見圖見圖19193)3)19531953年，美國生物學(xué)家沃森和英國物理學(xué)家克里克提出年，美國生物學(xué)家沃森和英國物理學(xué)家克里克提出DNADNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)學(xué)分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)學(xué)說，其主要內(nèi)容是：說，其主要內(nèi)容是：(1)DNA(1)DNA分子是由兩條鏈組成的。這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。分子是由兩條鏈組成的。這兩條鏈按反向

5、平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。2022-4-19(2)DNA(2)DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接。排列在外側(cè)，構(gòu)分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接。排列在外側(cè)，構(gòu)成骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。成骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。(3)(3)兩條長鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，按堿基互補(bǔ)兩條長鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，按堿基互補(bǔ)配對原則形成堿基對，即配對原則形成堿基對，即A A與與T T配對，配對，G G與與C C配對。配對。3 3堿基互補(bǔ)配對原則堿基互補(bǔ)配對原則2022-4-192022-4-192022-4-194 4DNADNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)(1)穩(wěn)定性：穩(wěn)定性：DNADNA分子的

6、穩(wěn)定型主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是分子的穩(wěn)定型主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是基本骨架基本骨架( (外側(cè)的磷酸和脫氧核糖相間排列外側(cè)的磷酸和脫氧核糖相間排列) )比較穩(wěn)定；二是內(nèi)比較穩(wěn)定；二是內(nèi)側(cè)的堿基對通過氫鍵連接；側(cè)的堿基對通過氫鍵連接；(2)(2)多樣性：多樣性：DNADNA分子的多樣性是由堿基對的排列順序的多分子的多樣性是由堿基對的排列順序的多樣性決定的；樣性決定的；n n個(gè)堿基對可以構(gòu)成個(gè)堿基對可以構(gòu)成4n4n種種DNADNA分子。分子。2022-4-19(3)(3)特異性：特異性：DNADNA分子的特異性是指每一個(gè)特定的分子的特異性是指每一個(gè)特定的DNADNA分子都分子都有自己特定的堿基對排列

7、順序，控制特定性狀的有自己特定的堿基對排列順序，控制特定性狀的DNADNA分子中堿基分子中堿基排列順序是穩(wěn)定不變的。如控制合成唾液淀粉酶的基因中，不論排列順序是穩(wěn)定不變的。如控制合成唾液淀粉酶的基因中，不論是哪個(gè)人，這段是哪個(gè)人，這段DNADNA分子中堿基排列順序是穩(wěn)定不變的。分子中堿基排列順序是穩(wěn)定不變的。 說明說明 (1)(1)從堿基對比例的角度看，決定從堿基對比例的角度看，決定DNADNA分子特異性的是分子特異性的是A AT/GT/GC C。(2)AT(2)AT間有兩個(gè)氫鍵，間有兩個(gè)氫鍵，GCGC間有三個(gè)氫鍵，所以間有三個(gè)氫鍵，所以GCGC的比的比例越高，例越高，DNADNA分子越穩(wěn)定。

8、分子越穩(wěn)定。2022-4-19(3)(3)核苷酸形成核苷酸形成DNADNA或者或者RNARNA時(shí)要脫去水分子，時(shí)要脫去水分子，n n個(gè)核苷酸形成個(gè)核苷酸形成DNADNA雙鏈時(shí)脫去雙鏈時(shí)脫去(n(n2)2)個(gè)水，在形成單鏈個(gè)水，在形成單鏈RNARNA時(shí)，脫去時(shí)，脫去(n(n1)1)個(gè)水。個(gè)水。(4)DNA(4)DNA分子多樣性和差異性主要表現(xiàn)在堿基的排列順序千變分子多樣性和差異性主要表現(xiàn)在堿基的排列順序千變?nèi)f化上，而不是核苷酸和堿基的種類。若一萬化上，而不是核苷酸和堿基的種類。若一DNADNA分子由分子由n n個(gè)堿基對個(gè)堿基對構(gòu)成，則可代表的遺傳信息有構(gòu)成，則可代表的遺傳信息有4n4n種種( (

9、注：注：n n是堿基對的數(shù)量是堿基對的數(shù)量) )。2022-4-19例例1 1【20102010長沙模擬長沙模擬】圖圖19194 4是四位同學(xué)制作的是四位同學(xué)制作的DNADNA分分子結(jié)構(gòu)模型，其中正確的是子結(jié)構(gòu)模型，其中正確的是( () ) B B 2022-4-19 解析解析 構(gòu)成構(gòu)成DNADNA分子的基本結(jié)構(gòu)單位是脫氧核苷酸，每分子的基本結(jié)構(gòu)單位是脫氧核苷酸，每分子的脫氧核苷酸由一分子磷酸、一分子的脫氧核糖和一分分子的脫氧核苷酸由一分子磷酸、一分子的脫氧核糖和一分子的含氮堿基組成，磷酸是連接在脫氧核糖的第五位碳原子子的含氮堿基組成，磷酸是連接在脫氧核糖的第五位碳原子上，堿基是連接在第一位碳

10、原子上，上，堿基是連接在第一位碳原子上，D D錯(cuò)。脫氧核苷酸之間是錯(cuò)。脫氧核苷酸之間是通過磷酸二酯鍵相聯(lián)系的，一個(gè)分子的脫氧核苷酸的磷酸基通過磷酸二酯鍵相聯(lián)系的，一個(gè)分子的脫氧核苷酸的磷酸基與另一個(gè)脫氧核苷酸分子的脫氧核糖與另一個(gè)脫氧核苷酸分子的脫氧核糖( (第三個(gè)碳原子上基團(tuán)第三個(gè)碳原子上基團(tuán)) )形成磷酸二酯鍵，形成磷酸二酯鍵，A A、C C錯(cuò)。錯(cuò)。2022-4-19點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng) 本題要求學(xué)生掌握本題要求學(xué)生掌握DNA分子中磷酸和脫氧核糖的分子中磷酸和脫氧核糖的連接方式，幫助學(xué)生理解連接方式，幫助學(xué)生理解DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。下面的變式雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。下面的變式題主要考查題主要考查DNA、基因

11、、染色體之間的關(guān)系。、基因、染色體之間的關(guān)系。2022-4-19變式題下列有關(guān)染色體、變式題下列有關(guān)染色體、DNADNA、基因、脫氧核苷酸的說法，、基因、脫氧核苷酸的說法，不正確的是不正確的是( () ) A A在在DNADNA分子結(jié)構(gòu)中，與脫氧核糖直接相連的一般是一個(gè)磷分子結(jié)構(gòu)中，與脫氧核糖直接相連的一般是一個(gè)磷酸基和一個(gè)堿基酸基和一個(gè)堿基B B基因是具有遺傳效應(yīng)的基因是具有遺傳效應(yīng)的DNADNA片段，一個(gè)片段，一個(gè)DNADNA分子上可含有分子上可含有成百上千個(gè)基因成百上千個(gè)基因C C一個(gè)基因含有許多個(gè)脫氧核苷酸，基因的特異性是由脫一個(gè)基因含有許多個(gè)脫氧核苷酸，基因的特異性是由脫氧核苷酸的排

12、列順序決定的氧核苷酸的排列順序決定的D D染色體是染色體是DNADNA的主要載體，一條染色體上含有的主要載體，一條染色體上含有1 1個(gè)或個(gè)或2 2個(gè)個(gè)DNADNA分子分子 A A 2022-4-19解析解析 在單獨(dú)存在的脫氧核苷酸中，與脫氧核糖直接相在單獨(dú)存在的脫氧核苷酸中，與脫氧核糖直接相連的一個(gè)磷酸基和一個(gè)堿基，但是在連的一個(gè)磷酸基和一個(gè)堿基，但是在DNA分子中與脫氧核糖分子中與脫氧核糖相連的是一個(gè)堿基和兩個(gè)磷酸基，所以相連的是一個(gè)堿基和兩個(gè)磷酸基，所以A錯(cuò)。錯(cuò)。2022-4-19 探究點(diǎn)二有關(guān)探究點(diǎn)二有關(guān)DNA分子的復(fù)制和計(jì)算分子的復(fù)制和計(jì)算 1 1DNADNA分子復(fù)制的概念分子復(fù)制的概

13、念DNADNA分子復(fù)制指的是以親代分子復(fù)制指的是以親代DNADNA分子為模板來合成子代分子為模板來合成子代DNADNA的的過程。過程。DNADNA分子的復(fù)制實(shí)質(zhì)上是遺傳信息的復(fù)制。分子的復(fù)制實(shí)質(zhì)上是遺傳信息的復(fù)制。2 2DNADNA復(fù)制的時(shí)間、場所復(fù)制的時(shí)間、場所(1)(1)細(xì)胞核中的細(xì)胞核中的DNADNA復(fù)制復(fù)制細(xì)胞核中細(xì)胞核中DNADNA復(fù)制的場所都是在細(xì)胞核中，無絲分裂中復(fù)制的場所都是在細(xì)胞核中，無絲分裂中DNADNA分分子復(fù)制發(fā)生在無絲分裂之前；有絲分裂中子復(fù)制發(fā)生在無絲分裂之前；有絲分裂中DNADNA復(fù)制的時(shí)間是有絲復(fù)制的時(shí)間是有絲分裂間期；減數(shù)分裂中分裂間期；減數(shù)分裂中DNADNA

14、的復(fù)制時(shí)間是減數(shù)第一次分裂前的間的復(fù)制時(shí)間是減數(shù)第一次分裂前的間期。期。2022-4-19(2)(2)細(xì)胞質(zhì)中的細(xì)胞質(zhì)中的DNADNA復(fù)制復(fù)制細(xì)胞質(zhì)中的細(xì)胞質(zhì)中的DNADNA復(fù)制主要指線粒體和葉綠體中的復(fù)制主要指線粒體和葉綠體中的DNADNA分子復(fù)制，分子復(fù)制，這些這些DNADNA分子復(fù)制的時(shí)間不固定。分子復(fù)制的時(shí)間不固定。(3)(3)原核生物：主要在擬核；病毒：在活的宿主細(xì)胞內(nèi)。原核生物：主要在擬核；病毒：在活的宿主細(xì)胞內(nèi)。3 3DNADNA復(fù)制的過程：邊解旋邊復(fù)制復(fù)制的過程：邊解旋邊復(fù)制( (圖圖19195)5)2022-4-192022-4-19(1)(1)解旋提供準(zhǔn)確模板：親代解旋提供

15、準(zhǔn)確模板：親代DNADNA在解旋酶的作用下，把兩條螺旋的雙鏈在解旋酶的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開，形成兩條母鏈解開，形成兩條母鏈( (模板鏈模板鏈) )。解旋是使兩條鏈之間的氫鍵斷裂，需。解旋是使兩條鏈之間的氫鍵斷裂，需ATPATP提供提供能量。能量。(2)(2)合成互補(bǔ)子鏈：以解開的兩條母鏈為模板，以周圍環(huán)境中游離的脫合成互補(bǔ)子鏈：以解開的兩條母鏈為模板，以周圍環(huán)境中游離的脫氧核苷酸為原料，在氧核苷酸為原料，在DNADNA聚合酶的作用下，按照堿基互補(bǔ)配對原則，合成與母聚合酶的作用下，按照堿基互補(bǔ)配對原則，合成與母鏈互補(bǔ)的兩條子鏈。鏈互補(bǔ)的兩條子鏈。(3)(3)子母鏈結(jié)合形成新子母鏈結(jié)合形成

16、新DNADNA分子：在分子：在DNADNA聚合酶的作用下，隨著解旋過程聚合酶的作用下，隨著解旋過程的進(jìn)行，新合成的子鏈不斷地延伸，同時(shí)每條子鏈與其對應(yīng)的母鏈互相盤繞成的進(jìn)行，新合成的子鏈不斷地延伸，同時(shí)每條子鏈與其對應(yīng)的母鏈互相盤繞成雙螺旋，解旋完即復(fù)制完，形成新的雙螺旋，解旋完即復(fù)制完，形成新的DNADNA分子，這樣一個(gè)分子，這樣一個(gè)DNADNA分子就形成了兩個(gè)分子就形成了兩個(gè)完全相同的完全相同的DNADNA分子。分子。2022-4-194 4DNADNA分子復(fù)制的基本條件：分子復(fù)制的基本條件：(1)(1)模板：解旋后的模板：解旋后的DNADNA分子的兩條單鏈；分子的兩條單鏈；(2)(2)原

17、料：周圍游離的脫氧核苷酸；原料：周圍游離的脫氧核苷酸；(3)(3)能量：能量：ATPATP水解提供水解提供(4)(4)酶：指一個(gè)完整的酶系統(tǒng)，包括很多種酶，如酶：指一個(gè)完整的酶系統(tǒng)，包括很多種酶，如DNADNA解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶等。等。除了以上的條件外，還需相對穩(wěn)定的細(xì)胞內(nèi)部條件以保證酶的活性，如：除了以上的條件外，還需相對穩(wěn)定的細(xì)胞內(nèi)部條件以保證酶的活性，如：一定的溫度、一定的溫度、pHpH等。等。5 5DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)：復(fù)制的特點(diǎn)：(1)(1)邊解旋邊復(fù)制；邊解旋邊復(fù)制；2022-4-19(2)(2)半保留復(fù)制：即在子代雙鏈中，有一條是親代原有的鏈，另一半保留復(fù)

18、制：即在子代雙鏈中，有一條是親代原有的鏈，另一條條( (子鏈子鏈) )則是新合成的，保留了親代則是新合成的，保留了親代DNADNA分子的一半分子的一半( (其中一條鏈其中一條鏈) )。6 6DNADNA復(fù)制結(jié)果：一個(gè)親代復(fù)制結(jié)果：一個(gè)親代DNADNA分子形成了兩個(gè)完全相同的子代分子形成了兩個(gè)完全相同的子代DNADNA分子。分子。7 7DNADNA復(fù)制的意義：復(fù)制的意義：DNADNA分子通過復(fù)制，使遺傳信息從親代傳給子代，保持了遺傳信息分子通過復(fù)制，使遺傳信息從親代傳給子代，保持了遺傳信息的連續(xù)性。的連續(xù)性。8 8DNADNA分子復(fù)制的準(zhǔn)確性取決于：分子復(fù)制的準(zhǔn)確性取決于：(1)DNA(1)DN

19、A獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板；獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板；2022-4-19(2)(2)嚴(yán)格按照堿基互補(bǔ)配對原則，因此能確保復(fù)制精確的完成。嚴(yán)格按照堿基互補(bǔ)配對原則，因此能確保復(fù)制精確的完成。9 9與與DNADNA分子復(fù)制相關(guān)的計(jì)算：分子復(fù)制相關(guān)的計(jì)算：(1)DNA(1)DNA分子連續(xù)復(fù)制分子連續(xù)復(fù)制n n次，可以形成次，可以形成2n2n個(gè)子代個(gè)子代DNADNA分子，且含有親代的分子，且含有親代的DNADNA單鏈的子代單鏈的子代DNADNA分子數(shù)是分子數(shù)是2 2個(gè)，占所有個(gè)，占所有子代子代DNADNA分子的比例為分子的比例為2/2n2/2n；不含親代；不含親代DNA

20、DNA單鏈的子代單鏈的子代DNADNA數(shù)是數(shù)是2n2n2 2個(gè)。個(gè)。(2)(2)若若DNADNA分子中含某種堿基分子中含某種堿基a a個(gè)時(shí)，則：個(gè)時(shí)，則：復(fù)制復(fù)制n n次，需要從環(huán)境中獲得合成次，需要從環(huán)境中獲得合成DNADNA的原料，即含該種堿基的的原料，即含該種堿基的脫氧核苷酸脫氧核苷酸( (或堿基或堿基) )的數(shù)目為的數(shù)目為a a(2n(2n1)1)；注意原來的親代；注意原來的親代DNADNA分子是分子是作為模板，不需要合成。作為模板，不需要合成。2022-4-19第第n n次復(fù)制時(shí)，需要從環(huán)境中獲得合成次復(fù)制時(shí)，需要從環(huán)境中獲得合成DNADNA的原料，的原料， 含該種堿基含該種堿基的脫

21、氧核苷酸的脫氧核苷酸( (或堿基或堿基) )的數(shù)目為的數(shù)目為a a2n2n1 1。注意第。注意第n n次復(fù)制時(shí)，模板次復(fù)制時(shí)，模板DNADNA分分子有子有2n2n1 1個(gè)，所以需要新合成的個(gè)，所以需要新合成的DNADNA分子數(shù)是分子數(shù)是2n2n2n2n1 12n2n1 1。 說明說明 注意注意DNADNA分子復(fù)制與噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的聯(lián)系。例如用分子復(fù)制與噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的聯(lián)系。例如用3H3H標(biāo)記的噬菌體標(biāo)記的噬菌體n n個(gè)，侵染大腸桿菌，在普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間后，統(tǒng)個(gè)，侵染大腸桿菌，在普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間后，統(tǒng)計(jì)得知培養(yǎng)基中共有噬菌體后代計(jì)得知培養(yǎng)基中共有噬菌體后代m m個(gè)，則此時(shí)

22、培養(yǎng)基中含被標(biāo)記的噬菌體個(gè)，則此時(shí)培養(yǎng)基中含被標(biāo)記的噬菌體比為比為2n/m2n/m。2022-4-19例例2 2圖圖19196 6為真核生物染色體上為真核生物染色體上DNADNA分子復(fù)制過程示意圖，分子復(fù)制過程示意圖，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( () )A A圖中圖中DNADNA分子復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)開始的分子復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)開始的B B圖中圖中DNADNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的C C真核生物真核生物DNADNA分子復(fù)制過程需要解旋酶分子復(fù)制過程需要解旋酶D D真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制速率真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制速率A 2022-

23、4-19解析解析 本題通過信息考查與本題通過信息考查與DNA復(fù)制相關(guān)知識(shí)。從圖中能看出各子鏈長短不同，復(fù)制相關(guān)知識(shí)。從圖中能看出各子鏈長短不同，復(fù)制并不同時(shí)開始，所以復(fù)制并不同時(shí)開始，所以A不對。圖中不對。圖中DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的，真核生物分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的，真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶，分子復(fù)制過程需要解旋酶，DNA聚合酶等參與。這種半保留復(fù)制的模式不僅保持聚合酶等參與。這種半保留復(fù)制的模式不僅保持前后代的穩(wěn)定性，每次復(fù)制都可產(chǎn)生兩個(gè)前后代的穩(wěn)定性，每次復(fù)制都可產(chǎn)生兩個(gè)DNA分子，提高了效率。分子，提高了效率。點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng) 本題通過圖像信息考查學(xué)生對本題通過圖像信

24、息考查學(xué)生對DNA復(fù)制的理解，幫助學(xué)生理解復(fù)制的理解，幫助學(xué)生理解DNA復(fù)制過復(fù)制過程及特點(diǎn)，而下面的變式題主要從與程及特點(diǎn)，而下面的變式題主要從與DNA分子復(fù)制相關(guān)的計(jì)算方面設(shè)題。分子復(fù)制相關(guān)的計(jì)算方面設(shè)題。2022-4-19變式題變式題【20112011宣漢模擬宣漢模擬】用用15N15N標(biāo)記含有標(biāo)記含有100100個(gè)堿基對個(gè)堿基對的的DNADNA分子，其中有胞嘧啶分子，其中有胞嘧啶6060個(gè)，該個(gè)，該DNADNA分子在分子在14N14N的培養(yǎng)基中連的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制四次。其結(jié)果不可能是續(xù)復(fù)制四次。其結(jié)果不可能是( () )A A含有含有15N15N的的DNADNA分子占分子占1/81/8B

25、 B含有含有14N14N的的DNADNA分子占分子占7/87/8C C復(fù)制過程中需游離的腺嘌呤脫氧核苷酸復(fù)制過程中需游離的腺嘌呤脫氧核苷酸600600個(gè)個(gè)D D復(fù)制結(jié)果共產(chǎn)生復(fù)制結(jié)果共產(chǎn)生1616個(gè)個(gè)DNADNA分子分子B 2022-4-19解析解析 由于由于DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制，經(jīng)過四次復(fù)制形成的復(fù)制是半保留復(fù)制，經(jīng)過四次復(fù)制形成16個(gè)個(gè)DNA分子，有分子，有2個(gè)個(gè)DNA分子中一條鏈含有分子中一條鏈含有15N，另一條鏈含有，另一條鏈含有14N，其余，其余14個(gè)個(gè)DNA分子兩條鏈全部含有分子兩條鏈全部含有14N，該，該DNA分子中含分子中含有胞嘧啶有胞嘧啶60個(gè)，由此計(jì)算出含有鳥嘌呤個(gè)，由

26、此計(jì)算出含有鳥嘌呤60個(gè)，腺嘌呤和胸腺嘧啶個(gè)，腺嘌呤和胸腺嘧啶各有各有40個(gè)，復(fù)制四次需要腺嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)量為個(gè)，復(fù)制四次需要腺嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)量為40(241)600個(gè)，選項(xiàng)中個(gè)，選項(xiàng)中A、C、D正確，正確，B錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。2022-4-19 探究點(diǎn)探究點(diǎn)三三DNA半保留復(fù)制的特點(diǎn)及其應(yīng)用半保留復(fù)制的特點(diǎn)及其應(yīng)用1 1對對DNADNA分子復(fù)制的推測分子復(fù)制的推測 沃森和克里克發(fā)表了沃森和克里克發(fā)表了DNADNA雙螺旋模型之后不久，于同年又緊雙螺旋模型之后不久，于同年又緊接著發(fā)表了接著發(fā)表了DNADNA半保留復(fù)制的假說：半保留復(fù)制的假說：DNADNA分子復(fù)制時(shí)，分子復(fù)制時(shí)，DNADNA分子

27、的分子的雙螺旋將解開，互補(bǔ)的堿基之間的氫鍵斷裂，解開的兩條單鏈作雙螺旋將解開，互補(bǔ)的堿基之間的氫鍵斷裂，解開的兩條單鏈作為復(fù)制的模板，游離的脫氧核苷酸依據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，通過為復(fù)制的模板，游離的脫氧核苷酸依據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，通過形成氫鍵，結(jié)合到作為模板的單鏈上。由于新合成的每個(gè)形成氫鍵，結(jié)合到作為模板的單鏈上。由于新合成的每個(gè)DNADNA分分子中，都保留了原來子中，都保留了原來DNADNA分子中的一條鏈，因此，這種復(fù)制方式分子中的一條鏈，因此，這種復(fù)制方式被稱做半保留復(fù)制。被稱做半保留復(fù)制。2 2DNADNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)2022-4-1919581958年梅賽爾

28、年梅賽爾(Meselson(Meselson) )和斯特爾和斯特爾(Stahl)(Stahl)的實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)首次有力地支持了半保留復(fù)制方式。他們先將大腸桿菌放在首次有力地支持了半保留復(fù)制方式。他們先將大腸桿菌放在15NH4C115NH4C1培養(yǎng)基中生長，使幾乎所有的培養(yǎng)基中生長，使幾乎所有的DNADNA都被都被15N15N標(biāo)記后，再將標(biāo)記后，再將細(xì)菌移到只含有細(xì)菌移到只含有14NH4Cl14NH4Cl的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。隨后，離心。由于的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。隨后，離心。由于14N14NDNADNA分子密度較輕，停留在離管口這較近的位置；分子密度較輕，停留在離管口這較近的位置；15N15NDNADNA密密度

29、較大停留在較低的位置上。當(dāng)含有度較大停留在較低的位置上。當(dāng)含有15N15NDNADNA的細(xì)胞在的細(xì)胞在14NH4Cl14NH4Cl培養(yǎng)液中培養(yǎng)一代后，只有一條區(qū)帶介于培養(yǎng)液中培養(yǎng)一代后，只有一條區(qū)帶介于14N14NDNADNA與與15N15NDNADNA之之間，這時(shí)在間，這時(shí)在15N15NDNADNA區(qū)已沒有區(qū)帶，說明這時(shí)的區(qū)已沒有區(qū)帶，說明這時(shí)的DNADNA一條鏈來自一條鏈來自15N15NDNADNA，另一條鏈為新合成的含有，另一條鏈為新合成的含有14N14N的新鏈。的新鏈。2022-4-19培養(yǎng)兩代后則在培養(yǎng)兩代后則在14N14NDNADNA區(qū)又出現(xiàn)一條帶。在區(qū)又出現(xiàn)一條帶。在14NH4C

30、114NH4C1中培養(yǎng)的中培養(yǎng)的時(shí)間愈久，時(shí)間愈久，14N14NDNADNA區(qū)帶愈強(qiáng)，而區(qū)帶愈強(qiáng)，而14N14N15N15NDNADNA區(qū)帶逐漸減弱，區(qū)帶逐漸減弱，但始終未出現(xiàn)其他新的區(qū)帶。按照半保留復(fù)制方式培養(yǎng)兩代，只但始終未出現(xiàn)其他新的區(qū)帶。按照半保留復(fù)制方式培養(yǎng)兩代，只能出現(xiàn)能出現(xiàn)14N14N15N15NDNADNA兩種分子，而且隨著代數(shù)的增加兩種分子，而且隨著代數(shù)的增加14N14NDNADNA逐漸增加。梅塞爾和斯特爾的實(shí)驗(yàn)完全證實(shí)了半保留復(fù)制的設(shè)想。逐漸增加。梅塞爾和斯特爾的實(shí)驗(yàn)完全證實(shí)了半保留復(fù)制的設(shè)想。 過程和離心結(jié)果如圖過程和離心結(jié)果如圖19197 7所示：所示：2022-4-1

31、92022-4-19例例3 3【20102010新田模擬新田模擬】某校一個(gè)生物活動(dòng)小組要進(jìn)行研究某校一個(gè)生物活動(dòng)小組要進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)。對生物學(xué)史上的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，也是研究性學(xué)習(xí)的性學(xué)習(xí)。對生物學(xué)史上的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，也是研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容之一。這個(gè)小組借助某大學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，對有關(guān)內(nèi)容之一。這個(gè)小組借助某大學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，對有關(guān)DNADNA復(fù)制的方復(fù)制的方式進(jìn)行探索，有人認(rèn)為式進(jìn)行探索，有人認(rèn)為DNADNA是全保留復(fù)制，也有人認(rèn)為是全保留復(fù)制，也有人認(rèn)為DNADNA是半保是半保留復(fù)制。為了證明這兩種假設(shè)，這個(gè)小組設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)程序，留復(fù)制。為了證明這兩種假設(shè)，這個(gè)小組設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)程序，請完成

32、實(shí)驗(yàn)并對結(jié)果進(jìn)行預(yù)測。請完成實(shí)驗(yàn)并對結(jié)果進(jìn)行預(yù)測。(1)(1)實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：在氮源為實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：在氮源為14N14N的培養(yǎng)基上生長的大腸的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其桿菌，其DNADNA分子均為分子均為14NDNA14NDNA；在氮源為；在氮源為15N15N的培養(yǎng)基上生長的的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其大腸桿菌，其DNADNA分子均為分子均為15NDNA15NDNA。用某種離心方法分離得到的。用某種離心方法分離得到的結(jié)果如圖結(jié)果如圖19198 8所示，其所示，其DNADNA分別分布在輕帶和重帶上。分別分布在輕帶和重帶上。2022-4-192022-4-19第二步：將子一代第二步：將子一代

33、()DNA()DNA分子放在含分子放在含14N14N的培養(yǎng)基上繁殖的培養(yǎng)基上繁殖一代一代()()，請分析：，請分析：如果如果DNADNA位于位于_帶位置，則是全保留復(fù)制；如帶位置，則是全保留復(fù)制；如果果DNADNA位于位于_帶位置，則是半保留復(fù)制。帶位置，則是半保留復(fù)制。第三步：為了進(jìn)一步驗(yàn)證第二步的推測結(jié)果，將子一代第三步：為了進(jìn)一步驗(yàn)證第二步的推測結(jié)果，將子一代()DNA()DNA分子放在含分子放在含14N14N的培養(yǎng)基上再連續(xù)繁殖一代的培養(yǎng)基上再連續(xù)繁殖一代()()，請分，請分析：析：如果如果DNADNA位于位于_帶位置，則是全保留復(fù)制；如帶位置，則是全保留復(fù)制；如果果DNADNA位于位

34、于_帶位置，則是半保留復(fù)制。帶位置，則是半保留復(fù)制。1/21/2重和重和1/21/2輕輕 全中全中 1/41/4重和重和3/43/4輕輕 1/21/2中和中和1/21/2輕輕 2022-4-19(2)(2)有人提出：第一代有人提出：第一代()()的的DNADNA用解旋酶處理后再離心，用解旋酶處理后再離心，就能直接判斷就能直接判斷DNADNA的復(fù)制方式，如果輕帶和重帶各占的復(fù)制方式，如果輕帶和重帶各占 1/21/2，則一，則一定為半保留復(fù)制。定為半保留復(fù)制。你認(rèn)為這種說法是否正確。你認(rèn)為這種說法是否正確。_。原因是。原因是_。不正確不正確 無論半保留復(fù)制還是全保留復(fù)制，解旋后的無論半保留復(fù)制還是

35、全保留復(fù)制，解旋后的DNADNA單鏈的情況單鏈的情況是一致的，無法區(qū)分是一致的，無法區(qū)分2022-4-19 解析解析 如果如果DNADNA的復(fù)制方式為全保留復(fù)制，則一個(gè)親代的復(fù)制方式為全保留復(fù)制，則一個(gè)親代15N15N15N15N的的DNADNA分子，其子代兩個(gè)分子，其子代兩個(gè)DNADNA分子是：一個(gè)分子是：一個(gè)15N15N15N15N，一個(gè)，一個(gè)14N14N14N14N，在離心管中，在離心管中分布的位置是一半在輕帶、一半在重帶；如果分布的位置是一半在輕帶、一半在重帶；如果DNADNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，則一個(gè)親代則一個(gè)親代15N15N15N15N的的DNADNA分

36、子，其子代兩個(gè)分子，其子代兩個(gè)DNADNA分子都是分子都是15N15N14N14N，在離心，在離心管中分布的位置全部在中帶。管中分布的位置全部在中帶。2022-4-19點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng) 加強(qiáng)學(xué)生對經(jīng)典實(shí)驗(yàn)和加強(qiáng)學(xué)生對經(jīng)典實(shí)驗(yàn)和DNA半保留復(fù)制的過程的理解，半保留復(fù)制的過程的理解，要求學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)推理能力，從而加深對要求學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)推理能力，從而加深對DNA半保留復(fù)制半保留復(fù)制特點(diǎn)的理解。下面的變式題主要從特點(diǎn)的理解。下面的變式題主要從DNA分子半保留復(fù)制與細(xì)胞分分子半保留復(fù)制與細(xì)胞分裂的關(guān)系設(shè)題。裂的關(guān)系設(shè)題。2022-4-19變式題變式題【20102010廣東質(zhì)檢廣東質(zhì)檢】如果將含有一對

37、同源染色體的如果將含有一對同源染色體的精原細(xì)胞的精原細(xì)胞的DNADNA分子用分子用15N15N標(biāo)記，并供給標(biāo)記，并供給14N14N原料。那么，該細(xì)胞原料。那么，該細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生的進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生的4 4個(gè)精子中，含個(gè)精子中，含15N15N標(biāo)記的精子所占的比例為標(biāo)記的精子所占的比例為( () )A A25% B25% B50%50%C C75% D75% D100%100%D 2022-4-19解析解析 在一次減數(shù)分裂過程中，在一次減數(shù)分裂過程中，DNA 復(fù)制復(fù)制1次，根據(jù)次，根據(jù)DNA半半保留復(fù)制的特點(diǎn)，每個(gè)新的保留復(fù)制的特點(diǎn)，每個(gè)新的DNA分子都有分子都有1條鏈含條鏈含15N標(biāo)記，故標(biāo)

38、記，故含含15N標(biāo)記的精子所占的比例為標(biāo)記的精子所占的比例為100% 。2022-4-19 探究點(diǎn)探究點(diǎn)四四DNA與基因的關(guān)系與基因的關(guān)系關(guān)系關(guān)系內(nèi)容內(nèi)容基因與脫氧核苷基因與脫氧核苷酸酸基因的基本組成單位是脫氧核苷酸，每個(gè)基因含有成百上千個(gè)基因的基本組成單位是脫氧核苷酸，每個(gè)基因含有成百上千個(gè)脫氧核苷酸?；蛑忻撗鹾塑账岬呐帕许樞蚍Q為遺傳信息脫氧核苷酸。基因中脫氧核苷酸的排列順序稱為遺傳信息基因與基因與DNADNA基因是有遺傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNADNA片段，每個(gè)片段，每個(gè)DNADNA分子上有很多個(gè)基因分子上有很多個(gè)基因基因與染色體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

39、要載體，基因基因在染色體上呈線性排列，染色體是基因的主要載體，基因還存在于葉綠體和線粒體中還存在于葉綠體和線粒體中基因與生物性狀基因與生物性狀基因不僅可以通過復(fù)制把遺傳信息傳遞給下一代，還可使遺傳基因不僅可以通過復(fù)制把遺傳信息傳遞給下一代，還可使遺傳信息以一定的方式反映到蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)上來，從而使后代表信息以一定的方式反映到蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)上來，從而使后代表現(xiàn)出與親代相似的性狀。遺傳學(xué)上把該過程叫做基因的表達(dá)現(xiàn)出與親代相似的性狀。遺傳學(xué)上把該過程叫做基因的表達(dá)2022-4-191.1.基因是有遺傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNADNA片段片段其基本單位也是脫氧核苷酸，且脫氧核苷酸的排列順序決定

40、其基本單位也是脫氧核苷酸，且脫氧核苷酸的排列順序決定了基因的多樣性和特異性。了基因的多樣性和特異性。2 2染色體、染色體、DNADNA、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系2022-4-192022-4-19 說明說明 真核細(xì)胞中的線粒體、葉綠體上也有基因。真核細(xì)胞中的線粒體、葉綠體上也有基因。原核細(xì)胞中原核細(xì)胞中DNADNA是裸露的，沒有與蛋白質(zhì)一起構(gòu)成染色體。是裸露的，沒有與蛋白質(zhì)一起構(gòu)成染色體。4 4基因的基本功能基因的基本功能(1)(1)遺傳信息的傳遞：發(fā)生在傳種接代過程中，通過復(fù)制實(shí)遺傳信息的傳遞：發(fā)生在傳種接代過程中，通過復(fù)制實(shí)現(xiàn)遺傳信息由親代到子代的傳遞?，F(xiàn)遺傳信息由親

41、代到子代的傳遞。(2)(2)遺傳信息的表達(dá)：發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育過程中，是通過遺傳信息的表達(dá)：發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育過程中，是通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制蛋白質(zhì)合成的過程，通過遺傳信息的表達(dá)控制轉(zhuǎn)錄和翻譯控制蛋白質(zhì)合成的過程，通過遺傳信息的表達(dá)控制個(gè)體的發(fā)育過程。個(gè)體的發(fā)育過程。2022-4-19例例4 4下列關(guān)于基因的說法，錯(cuò)誤的是下列關(guān)于基因的說法，錯(cuò)誤的是( () )A A基因是有遺傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNADNA片段片段B B基因的脫氧核苷酸的排列順序就代表遺傳信息基因的脫氧核苷酸的排列順序就代表遺傳信息C C基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的功能單位和結(jié)構(gòu)單位基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的功能單位

42、和結(jié)構(gòu)單位D D基因是染色體上的一段基因是染色體上的一段D 2022-4-19解析解析 真核生物基因的主要載體是染色體，而染色體的主要真核生物基因的主要載體是染色體，而染色體的主要成分是成分是DNA和蛋白質(zhì)，因此可以說基因是染色體上和蛋白質(zhì)，因此可以說基因是染色體上DNA中有遺中有遺傳效應(yīng)的一個(gè)片段，不能說基因是染色體上的一段。傳效應(yīng)的一個(gè)片段，不能說基因是染色體上的一段。點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng) 幫助學(xué)生理解基因的概念以及基因的功能等；下面的幫助學(xué)生理解基因的概念以及基因的功能等；下面的變式題從基因與其他物質(zhì)或結(jié)構(gòu)的關(guān)系進(jìn)行考查。變式題從基因與其他物質(zhì)或結(jié)構(gòu)的關(guān)系進(jìn)行考查。2022-4-19變式題用變式題用

43、a a表示表示DNADNA，b b表示基因，表示基因，c c表示脫氧核苷酸，表示脫氧核苷酸，d d表示堿基，則四者的關(guān)系是表示堿基，則四者的關(guān)系是( () )C 2022-4-19解析解析 一個(gè)一個(gè)DNA上有許多個(gè)基因，每個(gè)基因中含有成百上千上有許多個(gè)基因，每個(gè)基因中含有成百上千個(gè)脫氧核苷酸，每個(gè)脫氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脫氧核糖、個(gè)脫氧核苷酸，每個(gè)脫氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脫氧核糖、一分子含氮的堿基構(gòu)成。一分子含氮的堿基構(gòu)成。 2022-4-19第第1919講講 備用習(xí)題備用習(xí)題1 120112011青浦期末假青浦期末假 設(shè)某大腸桿菌含設(shè)某大腸桿菌含14N(N14N(N的質(zhì)量數(shù)為的質(zhì)

44、量數(shù)為1414，下同，下同) )的的DNADNA的相對分子質(zhì)量為的相對分子質(zhì)量為a a，若將其長期培養(yǎng)在含，若將其長期培養(yǎng)在含15N15N的培養(yǎng)基中便得到含的培養(yǎng)基中便得到含15N15N的的DNADNA，相對分子質(zhì)量為，相對分子質(zhì)量為b b，現(xiàn)將含，現(xiàn)將含15N15N的的DNADNA大腸桿菌再培養(yǎng)在大腸桿菌再培養(yǎng)在14N14N的培養(yǎng)基中，子二代的培養(yǎng)基中，子二代DNADNA的相對分子的相對分子質(zhì)量平均為質(zhì)量平均為( () )A A(a(ab)/2 Bb)/2 B(a(ab)/4b)/4C C(3a(3ab)/4 Db)/4 D(3b(3ba)/4a)/4C 2022-4-19解析解析 C親代親

45、代DNA分子為含分子為含15N的的DNA，相對分子質(zhì)量為，相對分子質(zhì)量為b，放在含，放在含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)兩代，根據(jù)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)兩代，根據(jù)DNA半保留復(fù)制特點(diǎn)，半保留復(fù)制特點(diǎn)，子二代中的子二代中的DNA分子為兩個(gè)只含分子為兩個(gè)只含14N的的DNA，兩個(gè)含一條，兩個(gè)含一條15N和和一條一條14N的的DNA分子，所以四個(gè)分子，所以四個(gè)DNA分子的總分子質(zhì)量為分子的總分子質(zhì)量為2a2(a/2b/2)3ab，則平均相對分子質(zhì)量為，則平均相對分子質(zhì)量為(3ab)/4，答案為，答案為C。2022-4-192 220102010銀川月考銀川月考 對綠色植物根尖細(xì)胞某細(xì)胞器組成對綠色植物根尖細(xì)胞某細(xì)胞器

46、組成成分進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)成分進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)A A、T T、C C、G G、U U五種堿基的含量分別為五種堿基的含量分別為35%35%、0 0、30%30%、42%42%、15%15%，則該細(xì)胞器中完成的生理活動(dòng)是，則該細(xì)胞器中完成的生理活動(dòng)是( () )A A光合作用光合作用 B B無氧呼吸無氧呼吸C C翻譯翻譯 D D有氧呼吸有氧呼吸C 解析解析 C C由題中堿基含量由題中堿基含量T T為為0 0可知該細(xì)胞器中只含有可知該細(xì)胞器中只含有RNARNA分子，在植物根尖細(xì)胞中該細(xì)胞器應(yīng)該為核糖體，所以能進(jìn)行的分子，在植物根尖細(xì)胞中該細(xì)胞器應(yīng)該為核糖體，所以能進(jìn)行的生理活動(dòng)是翻譯，答案為生理活動(dòng)是翻譯，答案為C C。