2020版大一輪復(fù)習(xí)：第5單元-第16講-DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制與基因的本質(zhì)

第16講DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制

與基因的本質(zhì)第16講DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制

與基因的本1.概述DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點。2.概述DNA分子通過半保留方式進(jìn)行復(fù)制。3.概述多數(shù)生物的基因是DNA分子功能片段,有些病毒的基因在RNA分子上。4.活動:制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。1.概述DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點。-2--3-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破DNA半保留復(fù)制與基因的本質(zhì)1.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的形成-3-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破DNA半保留復(fù)制與基因的本質(zhì)-4-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破-4-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破-5-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破2.DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)(1)DNA由

兩

條脫氧核苷酸鏈組成,這些鏈按

反向平行

的方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。

(2)外側(cè):

脫氧核糖

和

磷酸交替連接構(gòu)成主鏈基本骨架。

(3)內(nèi)側(cè):兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成

堿基對

。堿基互補(bǔ)配對遵循以下原則:A=T(兩個氫鍵)、G≡C(三個氫鍵)。

巧記

利用數(shù)字“五、四、三、二、一”巧記DNA分子結(jié)構(gòu)-5-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破2.DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)-6-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破3.DNA分子的特性(1)相對穩(wěn)定性:DNA分子中

磷酸和脫氧核糖

交替連接的方式不變,兩條鏈間

堿基互補(bǔ)配對

的方式不變。

(2)多樣性:不同的DNA分子中

脫氧核苷酸

數(shù)目不同,排列順序多種多樣。若某DNA分子中有n個堿基對,則排列順序有

4n

種。

(3)特異性:每種DNA分子都有區(qū)別于其他DNA的特定的

堿基對排列順序

,代表了特定的遺傳信息。

-6-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破3.DNA分子的特性-7-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破凝練核心素養(yǎng)1.生命觀念——通過掌握DNA分子的結(jié)構(gòu)與功能,形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念。2.科學(xué)思維——運(yùn)用模型建構(gòu)的方法,逐步認(rèn)識DNA分子的空間結(jié)構(gòu)、平面結(jié)構(gòu)以及化學(xué)組成,培養(yǎng)空間想象能力。3.科學(xué)探究——通過分析沃森和克里克構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的研究過程,感悟兩位科學(xué)家所運(yùn)用的多種研究方法,獲得科學(xué)研究的思想和科學(xué)研究的精神。-7-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破凝練核心素養(yǎng)-8-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破(生命觀念、科學(xué)思維)下圖為DNA分子結(jié)構(gòu)圖像,據(jù)圖分析下列問題。-8-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破(生命觀念、科學(xué)思維)下圖為D-9-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破(1)圖中④

不能

(填“能”或“不能”)表示胞嘧啶脫氧核苷酸,一個DNA分子片段中有

2

個游離的磷酸基團(tuán)。

(2)雙鏈DNA中,反向平行的兩條鏈之間的堿基通過

氫鍵

連接成堿基對,而同一條鏈上核苷酸之間是通過

磷酸二酯鍵

相連的。

(3)解旋酶作用的部位是

⑨

(填數(shù)字),限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶作用的部位是

⑩

(填數(shù)字)。

(4)DNA初步水解的產(chǎn)物是

4種脫氧核苷酸

,DNA徹底水解的產(chǎn)物是

磷酸、脫氧核糖和4種含氮堿基

。

(5)根據(jù)堿基的種類確定是DNA還是RNA,若含有堿基

U

則是RNA,若含有堿基

T

而不含有堿基

U

,則是DNA;根據(jù)堿基的比例確定是單鏈還是雙鏈,若嘌呤數(shù)/嘧啶數(shù)

=

(填“=”或“≠”)1,則一般是雙鏈,若嘌呤數(shù)/嘧啶數(shù)

≠

(填“=”或“≠”)1,則是單鏈。

-9-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破(1)圖中④不能(填“能”-10-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破考向1

DNA分子的結(jié)構(gòu)1.(2018陜西故城一中月考)20世紀(jì)50年代初,查哥夫?qū)Χ喾N生物DNA做了堿基定量分析,發(fā)現(xiàn)(A+T)/(C+G)的比值如下表。結(jié)合所學(xué)知識,你認(rèn)為能得出的結(jié)論是(

)A.豬的DNA結(jié)構(gòu)比大腸桿菌的DNA結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定一些B.小麥和鼠的DNA所攜帶的遺傳信息相同C.小麥DNA中(A+T)的數(shù)量是鼠DNA中(C+G)數(shù)量的1.21倍D.同一生物不同組織的DNA堿基組成相同答案解析解析關(guān)閉由于堿基A與T之間有兩個氫鍵,而G與C之間有三個氫鍵,DNA分子中氫鍵的數(shù)量越多,即(A+T)/(C+G)比值越小,DNA分子的結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定,因此大腸桿菌的DNA分子結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定,A項錯誤;小麥和鼠的DNA分子中(A+T)/(C+G)的比值相同,但所攜帶的遺傳信息不同,B項錯誤;小麥DNA中(A+T)/(C+G)的比值為1.21,說明小麥DNA中A+T的數(shù)量是C+G數(shù)量的1.21倍,但不一定是鼠DNA中C+G數(shù)量的1.21倍,C項錯誤;同一生物不同組織的DNA相同,故堿基組成相同,D項正確。答案解析關(guān)閉D-10-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破考向1DNA分子的結(jié)構(gòu)-11-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破“三看法”判斷DNA分子結(jié)構(gòu)的正誤

-11-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破“三看法”判斷DNA分子結(jié)構(gòu)-12-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破考向2

DNA分子結(jié)構(gòu)的相關(guān)計算2.(2018山東淄博萬杰朝陽學(xué)校月考)下列關(guān)于雙鏈DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述,正確的是(

)A.某DNA分子含有500個堿基,可能的排列方式有4500種B.若質(zhì)粒含有2000個堿基,則該分子同時含有2個游離的磷酸基團(tuán)C.某DNA分子內(nèi)胞嘧啶占25%,則每條單鏈上的胞嘧啶占25%~50%D.某DNA分子上有胸腺嘧啶312個,占總堿基比例為26%,則該DNA分子上有鳥嘌呤288個答案解析解析關(guān)閉某DNA分子含有500個堿基,該DNA分子中堿基比例已確定,可能的排列方式小于4250種,A項錯誤;質(zhì)粒是環(huán)狀DNA分子,不含游離的磷酸基團(tuán),B項錯誤;某DNA分子內(nèi)胞嘧啶占25%,則每條單鏈上的胞嘧啶占0%~50%,C項錯誤;某DNA分子上有胸腺嘧啶312個,占總堿基比例為26%,則該DNA分子上堿基總數(shù)為312÷26%=1200個,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則,該DNA分子中有鳥嘌呤1200×(50%-26%)=288個,D項正確。答案解析關(guān)閉D-12-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破考向2DNA分子結(jié)構(gòu)的相關(guān)-13-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破-13-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破-14-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破2.DNA分子中有關(guān)堿基比例計算的解題步驟(1)搞清題中已知的和所求的堿基比例是占整個DNA分子堿基的比例,還是占DNA分子一條鏈上堿基的比例。(2)畫一個DNA分子模式圖,并在圖中標(biāo)出已知和所求的堿基:(3)根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則及其規(guī)律進(jìn)行計算。-14-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破2.DNA分子中有關(guān)堿基比例-15-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破DNA半保留復(fù)制及相關(guān)實驗1.DNA復(fù)制的假說與證據(jù)(1)沃森和克里克的假說:

半保留

復(fù)制。

-15-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破DNA半保留復(fù)制及相關(guān)實驗-16-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破以上實驗證明DNA分子復(fù)制的特點是

半保留復(fù)制

。

-16-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破以上實驗證明DNA分子復(fù)制的-17-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破2.DNA的復(fù)制過程

-17-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破2.DNA的復(fù)制過程-18-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破3.基因的概念基因是有遺傳效應(yīng)的遺傳物質(zhì)的片段。在絕大多數(shù)生物中,基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段;在RNA病毒中,基因是有遺傳效應(yīng)的RNA片段。(1)絕大多數(shù)生物的基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。(2)RNA病毒的基因是有遺傳效應(yīng)的RNA片段。研究證明,遺傳物質(zhì)除了DNA以外,還有RNA。有些病毒不含有DNA,只含有蛋白質(zhì)和RNA,如煙草花葉病毒。從煙草花葉病毒中提取出來的蛋白質(zhì),不能使煙草感染病毒,但是,從這些病毒中提取出來的RNA,卻能使煙草感染病毒。因此,在這些病毒中,RNA是遺傳物質(zhì)。引起傳染性非典型肺炎(SARS)的病原體是一種冠狀病毒(coronavirus),該病毒就屬于RNA病毒。除了冠狀病毒之外,造成人類疾病的RNA病毒還有小兒麻痹病毒(poliovirus)、腦炎病毒(cerebritisvirus)和流感病毒(influenzavirus)等,其中的遺傳物質(zhì)都是RNA。-18-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破3.基因的概念-19-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破基因是有遺傳效應(yīng)的遺傳物質(zhì)的片段,是遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能單位。在絕大多數(shù)生物中,基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,在RNA病毒中,基因是有遺傳效應(yīng)的RNA片段。一個或兩個

有遺傳效應(yīng)

許多

線性

許多

脫氧核苷酸排列順序

-19-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破基因是有遺傳效應(yīng)的遺傳物質(zhì)的-20-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破凝練核心素養(yǎng)1.生命觀念——通過對DNA復(fù)制過程的分析,建立起結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念;通過分析基因與DNA的關(guān)系,建立起基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段的觀念。2.科學(xué)思維——運(yùn)用假說—演繹的方法,根據(jù)DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,推測DNA分子的自我復(fù)制過程,并通過實驗證實DNA半保留復(fù)制機(jī)制。-20-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破凝練核心素養(yǎng)-21-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破(生命觀念、科學(xué)思維)下圖為染色體上DNA分子的復(fù)制過程,據(jù)圖分析下列問題。-21-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破(生命觀念、科學(xué)思維)下圖為-22-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破(1)請完成圖中填空。(2)蛙的紅細(xì)胞進(jìn)行無絲分裂,

能

(填“能”或“不能”)進(jìn)行DNA分子的復(fù)制;哺乳動物成熟的紅細(xì)胞無

細(xì)胞核

,也無各種

細(xì)胞器

,

不能

(填“能”或“不能”)進(jìn)行DNA分子的復(fù)制。

(3)染色體復(fù)制后形成兩條

姐妹染色單體

,剛復(fù)制產(chǎn)生的兩個子代DNA分子即位于兩條

姐妹染色單體

中,由著絲點相連,其對應(yīng)片段所含基因在無突變等特殊情況下應(yīng)

完全相同

,兩個子代DNA分子將于有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期

著絲點

分裂時,隨兩條

姐妹染色單體

分離而分開,分別進(jìn)入兩個子細(xì)胞中。

-22-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破(1)請完成圖中填空。-23-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破考向1

DNA復(fù)制過程分析1.(2019廣東深圳調(diào)研)正常情況下,DNA分子在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制時,雙螺旋解開后會產(chǎn)生一段單鏈區(qū),DNA結(jié)合蛋白(SSB)能很快地與單鏈結(jié)合,防止解旋的單鏈重新配對,而使DNA呈伸展?fàn)顟B(tài),SSB在復(fù)制過程中可以重復(fù)利用,下列有關(guān)推理合理的是(

)A.SSB是一種解開DNA雙螺旋的解旋酶B.SSB與單鏈的結(jié)合將不利于DNA復(fù)制C.SSB與DNA單鏈既可結(jié)合也可分開D.SSB與單鏈的結(jié)合遵循堿基互補(bǔ)配對原則答案解析解析關(guān)閉根據(jù)題干中“雙螺旋解開后會產(chǎn)生一段單鏈區(qū),DNA結(jié)合蛋白(SSB)能很快地與單鏈結(jié)合”,說明SSB不是一種解開DNA雙螺旋的解旋酶,A項錯誤;SSB與單鏈的結(jié)合有利于DNA復(fù)制,B項錯誤;SSB與DNA單鏈既可結(jié)合也可分開,C項正確;SSB是一種DNA結(jié)合蛋白,故與單鏈的結(jié)合不遵循堿基互補(bǔ)配對原則,D項錯誤。答案解析關(guān)閉C-23-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破考向1DNA復(fù)制過程分析-24-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破1.生物體中DNA分子復(fù)制的場所(1)真核生物:細(xì)胞核(主要場所)、葉綠體、線粒體。(2)原核生物:擬核、細(xì)胞質(zhì)(如質(zhì)粒中DNA的復(fù)制)。(3)DNA病毒:宿主細(xì)胞內(nèi)。2.子代DNA隨姐妹染色單體分開的時間(1)有絲分裂:后期。(2)減數(shù)分裂:減數(shù)第二次分裂后期。-24-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破1.生物體中DNA分子復(fù)制的-25-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破考向2

DNA分子復(fù)制的相關(guān)計算2.(2018山東德州夏津一中月考)下列關(guān)于DNA的相關(guān)計算中,正確的是(

)A.具有1000個堿基對的DNA,腺嘌呤有600個,則每一條鏈上都具有胞嘧啶200個B.具有m個胸腺嘧啶的DNA片段,復(fù)制n次后共需要2n·m個胸腺嘧啶C.具有m個胸腺嘧啶的DNA片段,第n次復(fù)制需要2n-1·m個胸腺嘧啶D.無論是雙鏈DNA還是單鏈DNA,A+G所占的比例均是1/2答案解析解析關(guān)閉根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則,具有1000個堿基對的DNA,A+T+C+G=2000個,A=T=600個,C=G=400個,但在該DNA分子的每一條鏈上,所具有的胞嘧啶不一定是200個,A項錯誤;具有m個胸腺嘧啶的DNA片段,復(fù)制n次后共需要(2n-1)·m個胸腺嘧啶,B項錯誤;具有m個胸腺嘧啶的DNA片段,第n次復(fù)制共需要(2n-1)·m-(2n-1-1)·m=2n-1·m個胸腺嘧啶,C項正確;在雙鏈DNA分子中,A+G所占的比例是1/2,在單鏈DNA分子中,A+G所占的比例不一定是1/2,D項錯誤。答案解析關(guān)閉C-25-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破考向2DNA分子復(fù)制的相關(guān)-26-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破3.用15N標(biāo)記含有100個堿基對的DNA分子,其中有胞嘧啶60個。該DNA分子在14N培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次,其結(jié)果可能是(

)A.含有14N的DNA分子占100%B.復(fù)制過程中需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸640個C.含15N的鏈占1/8D.子代DNA中嘌呤與嘧啶之比是2∶3答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-26-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破3.用15N標(biāo)記含有100個-27-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破DNA分子復(fù)制中的相關(guān)計算DNA分子的復(fù)制為半保留復(fù)制,一個DNA分子復(fù)制n次,則有:1.DNA分子數(shù)(1)子代DNA分子數(shù)=2n個;(2)含有親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)=2個;(3)不含親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)=(2n-2)個。-27-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破DNA分子復(fù)制中的相關(guān)計算-28-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破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)新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)=(2n+1-2)條。3.消耗的脫氧核苷酸數(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)n次復(fù)制需該脫氧核苷酸數(shù)=m·2n個,n-1次復(fù)制需該脫氧核苷酸數(shù)=m·2n-1個,則第n次復(fù)制需該脫氧核苷酸數(shù)=2n·m-m·2n-1=m·(2n-2n-1)=m·2n-1個。-28-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破2.脫氧核苷酸鏈數(shù)-29-123451.下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述,正確的是(

)A.DNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的單鏈結(jié)構(gòu)B.DNA分子中的每個磷酸均連接著一個脫氧核糖和一個堿基C.DNA分子兩條鏈之間總是嘌呤與嘧啶形成堿基對D.DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過磷酸—脫氧核糖—磷酸相連答案解析解析關(guān)閉DNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的雙鏈結(jié)構(gòu),A項錯誤;DNA分子中的絕大多數(shù)磷酸連接著兩個脫氧核糖,且磷酸不與堿基直接相連,B項錯誤;DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖相連,D項錯誤。答案解析關(guān)閉C-29-123451.下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述,正確的是-30-123452.某雙鏈DNA分子中,鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基的比率為a,其中一條鏈上鳥嘌呤占該鏈全部堿基的比例為b,則(

)A.互補(bǔ)鏈中含2個游離的磷酸基團(tuán)B.互補(bǔ)鏈中鳥嘌呤與胞嘧啶所占比例為aC.互補(bǔ)鏈中鳥嘌呤占該鏈堿基的比率為(a-b)/2D.以互補(bǔ)鏈為模板轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的某mRNA中鳥嘌呤與胞嘧啶所占比率為a答案解析解析關(guān)閉雙鏈DNA分子的每條鏈含有1個游離的磷酸基團(tuán),A項錯誤;在雙鏈DNA分子中,鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基的比率與每條鏈中鳥嘌呤與胞嘧啶所占的比率相等,B項正確;互補(bǔ)鏈中鳥嘌呤占該鏈的比率為a-b,C項錯誤;轉(zhuǎn)錄是以DNA上某基因的一條鏈為模板,所以轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA中鳥嘌呤與胞嘧啶所占比率是不確定的,D項錯誤。答案解析關(guān)閉B-30-123452.某雙鏈DNA分子中,鳥嘌呤與胞嘧啶之和-31-123453.真核細(xì)胞中DNA復(fù)制如下圖所示,下列表述錯誤的是(

)

A.多起點雙向復(fù)制能保證DNA復(fù)制在短時間內(nèi)完成B.每個子代DNA都有一條脫氧核苷酸鏈來自親代C.復(fù)制過程中氫鍵的破壞和形成都需要DNA聚合酶的催化D.DNA分子的準(zhǔn)確復(fù)制依賴于堿基互補(bǔ)配對原則答案解析解析關(guān)閉DNA復(fù)制過程中氫鍵的破壞需要解旋酶的催化,但氫鍵的形成不需要酶的催化,C項錯誤。答案解析關(guān)閉C-31-123453.真核細(xì)胞中DNA復(fù)制如下圖所示,下列表-32-123454.下列關(guān)于基因、DNA和染色體關(guān)系的敘述,錯誤的是

(

)A.染色體主要由蛋白質(zhì)和DNA組成B.每條染色體上都有許多個DNA分子C.一個DNA分子上有多個基因D.基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段答案解析解析關(guān)閉染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)兩種物質(zhì)組成,A項正確;每條染色體含有一個或2個DNA分子,B項錯誤;基因是DNA上決定生物性狀的小片段,一個DNA分子上有多個基因,C、D兩項正確。答案解析關(guān)閉B-32-123454.下列關(guān)于基因、DNA和染色體關(guān)系的敘述-33-123455.DNA的復(fù)制方式,可以通過設(shè)想來進(jìn)行預(yù)測,可能的情況是全保留復(fù)制、半保留復(fù)制、分散(彌散)復(fù)制三種。究竟是哪種復(fù)制方式呢?用下面設(shè)計實驗來證明DNA的復(fù)制方式。-33-123455.DNA的復(fù)制方式,可以通過設(shè)想來進(jìn)行預(yù)-34-12345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,不同相對分子質(zhì)量的DNA分子將分布在試管中的不同位置上。-34-12345實驗步驟:-35-12345實驗預(yù)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

和分散復(fù)制。

(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(fù)制,同時肯定是半保留復(fù)制;如果子代Ⅱ不能分出

兩條密度帶,則排除

,同時確定為

。

-35-12345實驗預(yù)測:-36-12345答案

(1)輕(14N/14N)重(15N/15N)半保留復(fù)制(2)全保留復(fù)制半保留復(fù)制或分散復(fù)制(3)一條中密度帶一條輕密度帶中、輕半保留復(fù)制分散復(fù)制解析

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(fù)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(fù)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(fù)制后得到的每個子代DNA分子的單鏈都是由母鏈片段和子鏈片段間隔連接而成的。-36-12345答案(1)輕(14N/14N)重(15第16講DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制

與基因的本質(zhì)第16講DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制

與基因的本1.概述DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點。2.概述DNA分子通過半保留方式進(jìn)行復(fù)制。3.概述多數(shù)生物的基因是DNA分子功能片段,有些病毒的基因在RNA分子上。4.活動:制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。1.概述DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點。-38--39-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破DNA半保留復(fù)制與基因的本質(zhì)1.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的形成-3-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破DNA半保留復(fù)制與基因的本質(zhì)-40-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破-4-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破-41-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破2.DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)(1)DNA由

兩

條脫氧核苷酸鏈組成,這些鏈按

反向平行

的方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。

(2)外側(cè):

脫氧核糖

和

磷酸交替連接構(gòu)成主鏈基本骨架。

(3)內(nèi)側(cè):兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成

堿基對

。堿基互補(bǔ)配對遵循以下原則:A=T(兩個氫鍵)、G≡C(三個氫鍵)。

巧記

利用數(shù)字“五、四、三、二、一”巧記DNA分子結(jié)構(gòu)-5-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破2.DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)-42-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破3.DNA分子的特性(1)相對穩(wěn)定性:DNA分子中

磷酸和脫氧核糖

交替連接的方式不變,兩條鏈間

堿基互補(bǔ)配對

的方式不變。

(2)多樣性:不同的DNA分子中

脫氧核苷酸

數(shù)目不同,排列順序多種多樣。若某DNA分子中有n個堿基對,則排列順序有

4n

種。

(3)特異性:每種DNA分子都有區(qū)別于其他DNA的特定的

堿基對排列順序

,代表了特定的遺傳信息。

-6-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破3.DNA分子的特性-43-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破凝練核心素養(yǎng)1.生命觀念——通過掌握DNA分子的結(jié)構(gòu)與功能,形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念。2.科學(xué)思維——運(yùn)用模型建構(gòu)的方法,逐步認(rèn)識DNA分子的空間結(jié)構(gòu)、平面結(jié)構(gòu)以及化學(xué)組成,培養(yǎng)空間想象能力。3.科學(xué)探究——通過分析沃森和克里克構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的研究過程,感悟兩位科學(xué)家所運(yùn)用的多種研究方法,獲得科學(xué)研究的思想和科學(xué)研究的精神。-7-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破凝練核心素養(yǎng)-44-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破(生命觀念、科學(xué)思維)下圖為DNA分子結(jié)構(gòu)圖像,據(jù)圖分析下列問題。-8-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破(生命觀念、科學(xué)思維)下圖為D-45-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破(1)圖中④

不能

(填“能”或“不能”)表示胞嘧啶脫氧核苷酸,一個DNA分子片段中有

2

個游離的磷酸基團(tuán)。

(2)雙鏈DNA中,反向平行的兩條鏈之間的堿基通過

氫鍵

連接成堿基對,而同一條鏈上核苷酸之間是通過

磷酸二酯鍵

相連的。

(3)解旋酶作用的部位是

⑨

(填數(shù)字),限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶作用的部位是

⑩

(填數(shù)字)。

(4)DNA初步水解的產(chǎn)物是

4種脫氧核苷酸

,DNA徹底水解的產(chǎn)物是

磷酸、脫氧核糖和4種含氮堿基

。

(5)根據(jù)堿基的種類確定是DNA還是RNA,若含有堿基

U

則是RNA,若含有堿基

T

而不含有堿基

U

,則是DNA;根據(jù)堿基的比例確定是單鏈還是雙鏈,若嘌呤數(shù)/嘧啶數(shù)

=

(填“=”或“≠”)1,則一般是雙鏈,若嘌呤數(shù)/嘧啶數(shù)

≠

(填“=”或“≠”)1,則是單鏈。

-9-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破(1)圖中④不能(填“能”-46-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破考向1

DNA分子的結(jié)構(gòu)1.(2018陜西故城一中月考)20世紀(jì)50年代初,查哥夫?qū)Χ喾N生物DNA做了堿基定量分析,發(fā)現(xiàn)(A+T)/(C+G)的比值如下表。結(jié)合所學(xué)知識,你認(rèn)為能得出的結(jié)論是(

)A.豬的DNA結(jié)構(gòu)比大腸桿菌的DNA結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定一些B.小麥和鼠的DNA所攜帶的遺傳信息相同C.小麥DNA中(A+T)的數(shù)量是鼠DNA中(C+G)數(shù)量的1.21倍D.同一生物不同組織的DNA堿基組成相同答案解析解析關(guān)閉由于堿基A與T之間有兩個氫鍵,而G與C之間有三個氫鍵,DNA分子中氫鍵的數(shù)量越多,即(A+T)/(C+G)比值越小,DNA分子的結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定,因此大腸桿菌的DNA分子結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定,A項錯誤;小麥和鼠的DNA分子中(A+T)/(C+G)的比值相同,但所攜帶的遺傳信息不同,B項錯誤;小麥DNA中(A+T)/(C+G)的比值為1.21,說明小麥DNA中A+T的數(shù)量是C+G數(shù)量的1.21倍,但不一定是鼠DNA中C+G數(shù)量的1.21倍,C項錯誤;同一生物不同組織的DNA相同,故堿基組成相同,D項正確。答案解析關(guān)閉D-10-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破考向1DNA分子的結(jié)構(gòu)-47-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破“三看法”判斷DNA分子結(jié)構(gòu)的正誤

-11-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破“三看法”判斷DNA分子結(jié)構(gòu)-48-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破考向2

DNA分子結(jié)構(gòu)的相關(guān)計算2.(2018山東淄博萬杰朝陽學(xué)校月考)下列關(guān)于雙鏈DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述,正確的是(

)A.某DNA分子含有500個堿基,可能的排列方式有4500種B.若質(zhì)粒含有2000個堿基,則該分子同時含有2個游離的磷酸基團(tuán)C.某DNA分子內(nèi)胞嘧啶占25%,則每條單鏈上的胞嘧啶占25%~50%D.某DNA分子上有胸腺嘧啶312個,占總堿基比例為26%,則該DNA分子上有鳥嘌呤288個答案解析解析關(guān)閉某DNA分子含有500個堿基,該DNA分子中堿基比例已確定,可能的排列方式小于4250種,A項錯誤;質(zhì)粒是環(huán)狀DNA分子,不含游離的磷酸基團(tuán),B項錯誤;某DNA分子內(nèi)胞嘧啶占25%,則每條單鏈上的胞嘧啶占0%~50%,C項錯誤;某DNA分子上有胸腺嘧啶312個,占總堿基比例為26%,則該DNA分子上堿基總數(shù)為312÷26%=1200個,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則,該DNA分子中有鳥嘌呤1200×(50%-26%)=288個,D項正確。答案解析關(guān)閉D-12-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破考向2DNA分子結(jié)構(gòu)的相關(guān)-49-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破-13-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破-50-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破2.DNA分子中有關(guān)堿基比例計算的解題步驟(1)搞清題中已知的和所求的堿基比例是占整個DNA分子堿基的比例,還是占DNA分子一條鏈上堿基的比例。(2)畫一個DNA分子模式圖,并在圖中標(biāo)出已知和所求的堿基:(3)根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則及其規(guī)律進(jìn)行計算。-14-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破2.DNA分子中有關(guān)堿基比例-51-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破DNA半保留復(fù)制及相關(guān)實驗1.DNA復(fù)制的假說與證據(jù)(1)沃森和克里克的假說:

半保留

復(fù)制。

-15-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破DNA半保留復(fù)制及相關(guān)實驗-52-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破以上實驗證明DNA分子復(fù)制的特點是

半保留復(fù)制

。

-16-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破以上實驗證明DNA分子復(fù)制的-53-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破2.DNA的復(fù)制過程

-17-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破2.DNA的復(fù)制過程-54-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破3.基因的概念基因是有遺傳效應(yīng)的遺傳物質(zhì)的片段。在絕大多數(shù)生物中,基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段;在RNA病毒中,基因是有遺傳效應(yīng)的RNA片段。(1)絕大多數(shù)生物的基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。(2)RNA病毒的基因是有遺傳效應(yīng)的RNA片段。研究證明,遺傳物質(zhì)除了DNA以外,還有RNA。有些病毒不含有DNA,只含有蛋白質(zhì)和RNA,如煙草花葉病毒。從煙草花葉病毒中提取出來的蛋白質(zhì),不能使煙草感染病毒,但是,從這些病毒中提取出來的RNA,卻能使煙草感染病毒。因此,在這些病毒中,RNA是遺傳物質(zhì)。引起傳染性非典型肺炎(SARS)的病原體是一種冠狀病毒(coronavirus),該病毒就屬于RNA病毒。除了冠狀病毒之外,造成人類疾病的RNA病毒還有小兒麻痹病毒(poliovirus)、腦炎病毒(cerebritisvirus)和流感病毒(influenzavirus)等,其中的遺傳物質(zhì)都是RNA。-18-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破3.基因的概念-55-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破基因是有遺傳效應(yīng)的遺傳物質(zhì)的片段,是遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能單位。在絕大多數(shù)生物中,基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,在RNA病毒中,基因是有遺傳效應(yīng)的RNA片段。一個或兩個

有遺傳效應(yīng)

許多

線性

許多

脫氧核苷酸排列順序

-19-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破基因是有遺傳效應(yīng)的遺傳物質(zhì)的-56-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破凝練核心素養(yǎng)1.生命觀念——通過對DNA復(fù)制過程的分析,建立起結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念;通過分析基因與DNA的關(guān)系,建立起基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段的觀念。2.科學(xué)思維——運(yùn)用假說—演繹的方法,根據(jù)DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,推測DNA分子的自我復(fù)制過程,并通過實驗證實DNA半保留復(fù)制機(jī)制。-20-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破凝練核心素養(yǎng)-57-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破(生命觀念、科學(xué)思維)下圖為染色體上DNA分子的復(fù)制過程,據(jù)圖分析下列問題。-21-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破(生命觀念、科學(xué)思維)下圖為-58-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破(1)請完成圖中填空。(2)蛙的紅細(xì)胞進(jìn)行無絲分裂,

能

(填“能”或“不能”)進(jìn)行DNA分子的復(fù)制;哺乳動物成熟的紅細(xì)胞無

細(xì)胞核

,也無各種

細(xì)胞器

,

不能

(填“能”或“不能”)進(jìn)行DNA分子的復(fù)制。

(3)染色體復(fù)制后形成兩條

姐妹染色單體

,剛復(fù)制產(chǎn)生的兩個子代DNA分子即位于兩條

姐妹染色單體

中,由著絲點相連,其對應(yīng)片段所含基因在無突變等特殊情況下應(yīng)

完全相同

,兩個子代DNA分子將于有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期

著絲點

分裂時,隨兩條

姐妹染色單體

分離而分開,分別進(jìn)入兩個子細(xì)胞中。

-22-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破(1)請完成圖中填空。-59-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破考向1

DNA復(fù)制過程分析1.(2019廣東深圳調(diào)研)正常情況下,DNA分子在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制時,雙螺旋解開后會產(chǎn)生一段單鏈區(qū),DNA結(jié)合蛋白(SSB)能很快地與單鏈結(jié)合,防止解旋的單鏈重新配對,而使DNA呈伸展?fàn)顟B(tài),SSB在復(fù)制過程中可以重復(fù)利用,下列有關(guān)推理合理的是(

)A.SSB是一種解開DNA雙螺旋的解旋酶B.SSB與單鏈的結(jié)合將不利于DNA復(fù)制C.SSB與DNA單鏈既可結(jié)合也可分開D.SSB與單鏈的結(jié)合遵循堿基互補(bǔ)配對原則答案解析解析關(guān)閉根據(jù)題干中“雙螺旋解開后會產(chǎn)生一段單鏈區(qū),DNA結(jié)合蛋白(SSB)能很快地與單鏈結(jié)合”,說明SSB不是一種解開DNA雙螺旋的解旋酶,A項錯誤;SSB與單鏈的結(jié)合有利于DNA復(fù)制,B項錯誤;SSB與DNA單鏈既可結(jié)合也可分開,C項正確;SSB是一種DNA結(jié)合蛋白,故與單鏈的結(jié)合不遵循堿基互補(bǔ)配對原則,D項錯誤。答案解析關(guān)閉C-23-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破考向1DNA復(fù)制過程分析-60-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破1.生物體中DNA分子復(fù)制的場所(1)真核生物:細(xì)胞核(主要場所)、葉綠體、線粒體。(2)原核生物:擬核、細(xì)胞質(zhì)(如質(zhì)粒中DNA的復(fù)制)。(3)DNA病毒:宿主細(xì)胞內(nèi)。2.子代DNA隨姐妹染色單體分開的時間(1)有絲分裂:后期。(2)減數(shù)分裂:減數(shù)第二次分裂后期。-24-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破1.生物體中DNA分子復(fù)制的-61-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破考向2

DNA分子復(fù)制的相關(guān)計算2.(2018山東德州夏津一中月考)下列關(guān)于DNA的相關(guān)計算中,正確的是(

)A.具有1000個堿基對的DNA,腺嘌呤有600個,則每一條鏈上都具有胞嘧啶200個B.具有m個胸腺嘧啶的DNA片段,復(fù)制n次后共需要2n·m個胸腺嘧啶C.具有m個胸腺嘧啶的DNA片段,第n次復(fù)制需要2n-1·m個胸腺嘧啶D.無論是雙鏈DNA還是單鏈DNA,A+G所占的比例均是1/2答案解析解析關(guān)閉根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則,具有1000個堿基對的DNA,A+T+C+G=2000個,A=T=600個,C=G=400個,但在該DNA分子的每一條鏈上,所具有的胞嘧啶不一定是200個,A項錯誤;具有m個胸腺嘧啶的DNA片段,復(fù)制n次后共需要(2n-1)·m個胸腺嘧啶,B項錯誤;具有m個胸腺嘧啶的DNA片段,第n次復(fù)制共需要(2n-1)·m-(2n-1-1)·m=2n-1·m個胸腺嘧啶,C項正確;在雙鏈DNA分子中,A+G所占的比例是1/2,在單鏈DNA分子中,A+G所占的比例不一定是1/2,D項錯誤。答案解析關(guān)閉C-25-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破考向2DNA分子復(fù)制的相關(guān)-62-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破3.用15N標(biāo)記含有100個堿基對的DNA分子,其中有胞嘧啶60個。該DNA分子在14N培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次,其結(jié)果可能是(

)A.含有14N的DNA分子占100%B.復(fù)制過程中需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸640個C.含15N的鏈占1/8D.子代DNA中嘌呤與嘧啶之比是2∶3答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-26-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破3.用15N標(biāo)記含有100個-63-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破DNA分子復(fù)制中的相關(guān)計算DNA分子的復(fù)制為半保留復(fù)制,一個DNA分子復(fù)制n次,則有:1.DNA分子數(shù)(1)子代DNA分子數(shù)=2n個;(2)含有親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)=2個;(3)不含親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)=(2n-2)個。-27-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破DNA分子復(fù)制中的相關(guān)計算-64-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破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)新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)=(2n+1-2)條。3.消耗的脫氧核苷酸數(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)n次復(fù)制需該脫氧核苷酸數(shù)=m·2n個,n-1次復(fù)制需該脫氧核苷酸數(shù)=m·2n-1個,則第n次復(fù)制需該脫氧核苷酸數(shù)=2n·m-m·2n-1=m·(2n-2n-1)=m·2n-1個。-28-必備知識梳理關(guān)鍵能力突破2.脫氧核苷酸鏈數(shù)-65-123451.下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述,正確的是(

)A.DNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的單鏈結(jié)構(gòu)B.DNA分子中的每個磷酸均連接著一個脫氧核糖和一個堿基C.DNA分子兩條鏈之間總是嘌呤與嘧啶形成堿基對D.DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過磷酸—脫氧核糖—磷酸相連答案解析解析關(guān)閉DNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的雙鏈結(jié)構(gòu),A項錯誤;DNA分子中的絕大多數(shù)磷酸連接著兩個脫氧核糖,且磷酸不與堿基直接相連,B項錯誤;DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖相連,D項錯誤。答案解析關(guān)閉C-29-123451.下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述,正確的是-66-123452.某雙鏈DNA分子中,鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基的比率為a,其中一條鏈上鳥嘌呤占該鏈全部堿基的比例為b,則(

)A.互補(bǔ)鏈中含2個游離的磷酸基團(tuán)B.互補(bǔ)鏈中鳥嘌呤與胞嘧啶所占比例為aC.互補(bǔ)鏈中鳥嘌呤占該鏈堿基的比率為(a-b)/2D.以互補(bǔ)鏈為模板轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的某mRNA中鳥嘌呤與胞嘧啶所占比率為a