一輪復(fù)習(xí)新教材蘇教版第六單元第2課DNA的結(jié)構(gòu)復(fù)制和基因的本質(zhì)課件

第2課DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制和基因的本質(zhì)【課標(biāo)要求】1.概述多數(shù)生物的基因是DNA分子的功能片段,有些病毒的基因在RNA分子上。2.概述DNA分子是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成,通常有兩條堿基互補(bǔ)配對(duì)的反向平行長(zhǎng)鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu),堿基的排列順序編碼了遺傳信息。3.概述DNA分子通過(guò)半保留方式進(jìn)行復(fù)制?！舅仞B(yǎng)目標(biāo)】1.構(gòu)建DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,闡明DNA分子作為遺傳物質(zhì)所具有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),闡明DNA分子通過(guò)復(fù)制傳遞遺傳信息。(生命觀念)2.掌握DNA復(fù)制過(guò)程,歸納DNA復(fù)制過(guò)程中相關(guān)數(shù)量計(jì)算,提高邏輯分析和計(jì)算能力;分析相關(guān)資料,得出基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。(科學(xué)思維)3.運(yùn)用假說(shuō)-演繹法探究DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制。(科學(xué)探究)主干知識(shí)·多維自查【主干·梳理與辨析】一、DNA的結(jié)構(gòu)1.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建:(1)構(gòu)建者:_____和_______。(2)構(gòu)建過(guò)程:沃森克里克2.DNA的結(jié)構(gòu):(1)圖示:(2)解讀。①DNA是由兩條單鏈組成的,這兩條鏈按_________方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。②DNA中的_______________交替連接,排列在外側(cè),構(gòu)成基本骨架;_____排列在內(nèi)側(cè)。③兩條鏈上的堿基通過(guò)_____連接成堿基對(duì),并且堿基配對(duì)具有一定規(guī)律:__________一定與T(胸腺嘧啶)配對(duì),_________一定與C(胞嘧啶)配對(duì)。反向平行脫氧核糖和磷酸堿基氫鍵A(腺嘌呤)G(鳥(niǎo)嘌呤)【思考辨析】1.沃森和克里克研究DNA分子的結(jié)構(gòu)時(shí),運(yùn)用了構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的方法。 ()分析:沃森和克里克運(yùn)用了構(gòu)建物理模型的方法。2.DNA分子中的每個(gè)磷酸均連接著一個(gè)脫氧核糖。 ()分析:DNA分子中的每個(gè)磷酸均連接著一個(gè)或兩個(gè)脫氧核糖。3.雙鏈DNA分子中嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)。 ()4.嘌呤堿基與嘧啶堿基的結(jié)合保證了DNA分子空間結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定。 ()5.DNA分子中(A+T)/(C+G)的值越大,該分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性越低。 ()××√√√二、DNA的復(fù)制1.對(duì)DNA的復(fù)制的推測(cè)及證據(jù):(1)方式推測(cè):沃森和克里克提出遺傳物質(zhì)自我復(fù)制的假說(shuō):DNA復(fù)制方式為_(kāi)__________。也有人提出___________的假說(shuō)。(2)實(shí)驗(yàn)證據(jù)。①實(shí)驗(yàn)方法:_______________和離心技術(shù)。②實(shí)驗(yàn)原理:含15N的雙鏈DNA密度大,含14N的雙鏈DNA密度小,一條鏈含14N、一條鏈含15N的雙鏈DNA密度居中。③實(shí)驗(yàn)假設(shè):_______________________。④實(shí)驗(yàn)預(yù)期:離心后應(yīng)出現(xiàn)3條DNA帶。重帶(密度最大):兩條鏈都為15N標(biāo)記的親代雙鏈DNA;中帶(密度居中):一條鏈為14N標(biāo)記,另一條鏈為15N標(biāo)記的子代雙鏈DNA;輕帶(密度最小):兩條鏈都為14N標(biāo)記的子代雙鏈DNA。半保留復(fù)制全保留復(fù)制同位素標(biāo)記技術(shù)DNA以半保留的方式復(fù)制⑤實(shí)驗(yàn)過(guò)程:⑥過(guò)程分析。a.立即取出:提取DNA→離心→_____重帶。b.細(xì)胞分裂一次(即細(xì)菌繁殖一代)取出:提取DNA→離心→_____中帶。c.細(xì)胞再分裂一次(即細(xì)菌繁殖兩代)取出:提取DNA→離心→___輕帶、___中帶。⑦實(shí)驗(yàn)結(jié)論:_________________________________。全部全部1/21/2DNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的2.DNA復(fù)制的過(guò)程:(1)時(shí)間:細(xì)胞分裂前的_____。即___________________________________。(2)場(chǎng)所:①真核生物:主要在_______內(nèi),_______和_______也可以進(jìn)行。②原核生物:主要在_____。③DNA病毒:活的宿主細(xì)胞內(nèi)。(3)復(fù)制過(guò)程:間期有絲分裂前的間期和減數(shù)分裂前的間期細(xì)胞核線粒體葉綠體擬核(4)復(fù)制結(jié)果:形成兩個(gè)_________的DNA。(5)準(zhǔn)確復(fù)制的原因:①DNA獨(dú)特的_______結(jié)構(gòu),為復(fù)制提供了精確的模板。②通過(guò)_____________,保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。(6)意義:將_________從親代傳給子代,保持了_________________。完全相同雙螺旋堿基互補(bǔ)配對(duì)遺傳信息遺傳信息的連續(xù)性【思考辨析】1.植物細(xì)胞的線粒體和葉綠體中均可發(fā)生DNA的復(fù)制。 ()2.真核生物DNA分子復(fù)制過(guò)程需要解旋酶和能量。 ()3.DNA分子復(fù)制過(guò)程中的解旋在細(xì)胞核中進(jìn)行,復(fù)制在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行。 ()分析:均主要在細(xì)胞核中進(jìn)行。4.DNA復(fù)制時(shí),兩條脫氧核苷酸鏈均可作為模板。 ()√√×√三、DNA通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段1.DNA片段中的遺傳信息:(1)遺傳信息:蘊(yùn)藏在4種堿基的_________之中。(2)特點(diǎn)。①多樣性:堿基_________的千變?nèi)f化。②特異性:每一個(gè)DNA分子的堿基有特定的_________。(3)意義:DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的_________。2.基因:通常是有遺傳效應(yīng)的_________。有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,對(duì)這類病毒而言,基因就是有遺傳效應(yīng)的_____片段。排列順序排列順序排列順序物質(zhì)基礎(chǔ)DNA片段RNA【思考辨析】1.第一個(gè)把遺傳物質(zhì)設(shè)定為一種信息分子,提出遺傳是遺傳信息的復(fù)制、傳遞與表達(dá)的科學(xué)家是量子物理學(xué)的奠基人薛定諤。 ()2.每個(gè)人的DNA都不完全相同,因此DNA也可以像指紋一樣用來(lái)識(shí)別身份。

()3.堿基序列的多樣性構(gòu)成DNA分子的多樣性,DNA分子因而能夠儲(chǔ)存大量的遺傳信息。 ()√√√【教材·挖掘與延伸】1.探究延伸:DNA只含有4種脫氧核苷酸,能夠儲(chǔ)存足夠量的遺傳信息的原因是__________________________________________________________________。2.資料延伸:DNA指紋技術(shù)正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,在親子鑒定、偵查罪犯等方面是目前最為可靠的鑒定技術(shù)。構(gòu)成DNA的4種脫氧核苷酸的數(shù)目成千上萬(wàn),脫氧核苷酸的排列順序千差萬(wàn)別思考:(1)如圖為通過(guò)提取某小孩和其母親以及待測(cè)定的三位男性的DNA并進(jìn)行DNA指紋鑒定的部分結(jié)果。則該小孩真正的生物學(xué)父親是誰(shuí)?試分析原因。提示:B。孩子的DNA指紋圖一部分與母親的DNA指紋圖相同,另一部分應(yīng)該與父親的DNA指紋圖相同,所以孩子真正的生物學(xué)父親是B。(2)為什么用DNA做親子鑒定,而不用RNA?提示:DNA是人類的遺傳物質(zhì)。高頻考點(diǎn)·通法悟道★考點(diǎn)1

DNA的結(jié)構(gòu)【核心·歸納與整合】1.DNA結(jié)構(gòu)解讀:(1)由圖1可解讀以下信息。①②③④(2)圖2是圖1的簡(jiǎn)化形式,其中①是磷酸二酯鍵,②是氫鍵。解旋酶作用于②部位,DNA聚合酶、限制性內(nèi)切核酸酶和DNA連接酶作用于①部位。2.DNA結(jié)構(gòu)中的相關(guān)計(jì)算(注意是單鏈還是雙鏈,堿基對(duì)數(shù)還是堿基個(gè)數(shù)):(1)涉及DNA單鏈堿基計(jì)算的3個(gè)解題步驟:(2)以DNA雙鏈為研究對(duì)象時(shí)堿基數(shù)量的關(guān)系:①A、T、G、C的關(guān)系:A=T,G=C。②DNA雙鏈中,兩個(gè)不互補(bǔ)的堿基之和相等,并為堿基總數(shù)的1/2,即(A+G)=(T+C)=(A+C)=(T+G)=1/2×堿基總數(shù)。③非互補(bǔ)堿基和之比等于1:(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=1?！镜漕}·剖析與精練】【典題示范】

(2021·北京等級(jí)考)酵母菌①的DNA中堿基A約占32%②,關(guān)于酵母菌核酸的敘述錯(cuò)誤的是 (

)A.DNA復(fù)制后A約占32%B.DNA中C約占18%C.DNA中(A+G)/(T+C)③=1D.RNA中U約占32%【題眼破譯】提升信息轉(zhuǎn)化能力【解析】選D。酵母菌DNA是雙鏈結(jié)構(gòu),進(jìn)行半保留復(fù)制,所以復(fù)制后A約占32%,A正確;DNA中A約占32%,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,C約占(1-2×32%)÷1/2=18%,B正確;酵母菌DNA是雙鏈結(jié)構(gòu),在雙鏈DNA中(A+G)/(T+C)=1,C正確;酵母菌RNA中A、C、G所占比例未知,U所占比例也不能確定,D錯(cuò)誤。信息轉(zhuǎn)化信息(對(duì)接問(wèn)題)信息①酵母菌是真核生物,遺傳物質(zhì)是雙鏈DNA信息②A約占32%,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則推導(dǎo)其他堿基的含量信息③DNA雙鏈中,由于A=T,G=C,所以(A+G)/(T+C)=1【變式延伸】提升長(zhǎng)句應(yīng)答能力在DNA的一條鏈上,(A+G)/(T+C)一般不等于1,理由是__________________________________________________________________。【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】1.(2022?徐州模擬)下列關(guān)于DNA的分子結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)的敘述,正確的是(

)A.沃森和克里克構(gòu)建的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是概念模型B.搭建6個(gè)堿基對(duì)的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu),需要磷酸與脫氧核糖的連接物24個(gè)C.DNA分子中一條鏈中相鄰的堿基A和T通過(guò)氫鍵連接D.雙鏈DNA分子中,若一條脫氧核苷酸鏈中G和C共占1/2,則DNA分子中A占1/4一般情況下,在DNA的一條鏈上,A≠T,G≠C,所以(A+G)/(T+C)一般也不等于1【解析】選D。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型屬于物理模型,A錯(cuò)誤;設(shè)能搭建的DNA分子含有n個(gè)堿基對(duì),則每條鏈需要脫氧核糖和磷酸之間的連接物的數(shù)目為2n-1,共需(2n-1)×2個(gè)。若要搭建一個(gè)具有6個(gè)堿基對(duì)的DNA分子片段,則需要脫氧核糖與磷酸之間的連接物(2×6-1)×2=22個(gè),B錯(cuò)誤;DNA分子的同一條鏈中,相鄰的堿基A與T之間通過(guò)-脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖-連接,C錯(cuò)誤。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則,A=T,G=C,所以若一條脫氧核苷酸鏈中G和C共占1/2,則DNA分子中A占1/4,D正確。2.如圖為含有4種堿基的DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖,對(duì)該圖描述正確的是(

)A.③有可能是堿基AB.②和③相間排列,構(gòu)成DNA分子的基本骨架C.與②相比,①③中特有的元素分別是P和ND.與⑤有關(guān)的堿基對(duì)一定是G—C【解析】選C。分析題圖,可以確定①是磷酸、②是脫氧核糖、③是含氮堿基,它們組成了④脫氧核苷酸。DNA分子含有A、T、G、C四種堿基,且A與T之間形成兩個(gè)氫鍵,G與C之間形成三個(gè)氫鍵,因此與⑤有關(guān)的堿基對(duì)一定是A—T,與③⑥有關(guān)的堿基對(duì)一定是G—C,但無(wú)法確定③⑤⑥具體是哪一種堿基,A、D錯(cuò)誤;DNA分子的基本骨架是由磷酸和脫氧核糖交替連接構(gòu)成的,應(yīng)為圖中的①和②,B錯(cuò)誤;②的組成元素為C、H、O,與②相比,①③中特有的元素分別為P和N,C正確。

【加固訓(xùn)練·拔高】1.用卡片構(gòu)建DNA平面結(jié)構(gòu)模型,所提供的卡片類型和數(shù)量如下表所示,以下說(shuō)法正確的是(

)A.最多可構(gòu)建4種脫氧核苷酸,5個(gè)脫氧核苷酸對(duì)B.構(gòu)成的雙鏈DNA片段最多有10個(gè)氫鍵C.DNA中每個(gè)脫氧核糖均與2分子磷酸相連D.可構(gòu)建44種不同堿基序列的DNA【解析】選B。雙鏈DNA分子中,堿基之間的配對(duì)遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,即A—T、C—G,且配對(duì)堿基的數(shù)目彼此相等,結(jié)合表中數(shù)據(jù)可知,這些卡片最多可形成2對(duì)A—T堿基對(duì),2對(duì)C—G堿基對(duì),即共形成4個(gè)脫氧核苷酸對(duì),A和T之間有2個(gè)氫鍵,C和G之間有3個(gè)氫鍵,因此構(gòu)成的雙鏈DNA片段最多有10個(gè)氫鍵,所以A錯(cuò)誤,B正確;DNA中絕大多數(shù)脫氧核糖與2分子磷酸相連,只有末端的脫氧核糖與1分子磷酸相連,C錯(cuò)誤;這些卡片可形成2對(duì)A—T堿基對(duì),2對(duì)C—G堿基對(duì),且堿基對(duì)種類和數(shù)目確定,因此可構(gòu)建的DNA種類數(shù)少于44種,D錯(cuò)誤?？ㄆ愋兔撗鹾颂橇姿釅A基ATGC卡片數(shù)量101023322.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)是1953年沃森和克里克發(fā)現(xiàn)的,現(xiàn)已知基因M含有堿基共N個(gè),腺嘌呤n個(gè),具有類似如圖的平面結(jié)構(gòu),下列說(shuō)法正確的是 (

)A.基因M共有4個(gè)游離的磷酸基團(tuán),氫鍵1.5N+n個(gè)B.如圖a可以代表基因M,基因M的等位基因m可以用b表示;a鏈含有A的比例最多為2n/NC.基因M的雙螺旋結(jié)構(gòu),脫氧核糖和磷脂交替排列在外側(cè),構(gòu)成基本骨架D.基因M和它的等位基因m含有的堿基數(shù)可以不相等【解析】選D。本題考查DNA分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和計(jì)算?；騇的每一條鏈有1個(gè)游離的磷酸基團(tuán),故有2個(gè)游離的磷酸基,氫鍵數(shù)為1.5N-n個(gè),A錯(cuò)誤;基因是由兩條脫氧核苷酸鏈組成的,圖中a和b共同組成基因M,B錯(cuò)誤;雙螺旋結(jié)構(gòu)中脫氧核糖和磷酸交替連接排列在外側(cè),構(gòu)成基本骨架,C錯(cuò)誤;等位基因是基因突變產(chǎn)生的,基因突變是指基因中堿基的增添、缺失或替換,基因M和它的等位基因m的堿基數(shù)或排列順序可以不同,D正確?！锟键c(diǎn)2

DNA的復(fù)制【核心·歸納與整合】1.DNA分子的復(fù)制類型:(1)如圖為真核生物染色體上DNA分子復(fù)制過(guò)程示意圖。①圖中顯示DNA分子復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)開(kāi)始的,但多起點(diǎn)并非同時(shí)進(jìn)行;②圖中顯示DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的;③真核生物的這種復(fù)制方式的意義在于提高了復(fù)制速率;④一個(gè)細(xì)胞周期中每個(gè)起點(diǎn)一般只起始1次。(2)原核生物DNA復(fù)制通常為單起點(diǎn),雙向復(fù)制。2.DNA分子復(fù)制過(guò)程中相關(guān)計(jì)算的規(guī)律:若將雙鏈被15N標(biāo)記的DNA轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng),復(fù)制n(n≥1)次,其結(jié)果如下:(1)DNA分子數(shù)分析:子代DNA分子數(shù)2n含15N的DNA分子數(shù)2含14N的DNA分子數(shù)2n只含14N的DNA分子數(shù)2n-2(2)脫氧核苷酸鏈數(shù)分析:(3)消耗的脫氧核苷酸數(shù)。①若一親代DNA含有某種脫氧核苷酸m個(gè),則經(jīng)過(guò)n次復(fù)制需要消耗游離的該脫氧核苷酸為m×(2n-1)個(gè)。②若進(jìn)行第n次復(fù)制,則需消耗游離的該脫氧核苷酸數(shù)為[m×(2n-1)-m×(2n-1-1)]=m×2n-1個(gè)。子代DNA中脫氧核苷酸鏈數(shù)2n+1含15N的脫氧核苷酸鏈數(shù)2含14N的脫氧核苷酸鏈數(shù)2n+1-2【典題·剖析與精練】【典題示范】

(2021·山東等級(jí)考)利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,將含有基因修飾系統(tǒng)的T-DNA插入到水稻細(xì)胞M的某條染色體上①,在該修飾系統(tǒng)的作用下,一個(gè)DNA分子單鏈上的一個(gè)C脫去氨基變?yōu)閁②,脫氨基過(guò)程在細(xì)胞M中只發(fā)生一次。將細(xì)胞M培育成植株N。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)

A.N的每一個(gè)細(xì)胞中都含有T-DNAB.N自交,子一代中含T-DNA的植株占3/4C.M經(jīng)n(n≥1)次有絲分裂后,脫氨基位點(diǎn)為A-U的細(xì)胞占1/2nD.M經(jīng)3次有絲分裂后,含T-DNA且脫氨基位點(diǎn)為A-T的細(xì)胞占1/2【題眼破譯】提升信息轉(zhuǎn)化能力信息轉(zhuǎn)化信息(對(duì)接問(wèn)題)信息①T-DNA插入可類比等位基因的A(或+),未插入的可類比a(或-)。如插入到一條染色體上,記作Aa(或+-);插入到兩條染色體上記作AA(或++);未插入記作aa(或--)信息②C變U后,注意對(duì)應(yīng)堿基的變化【解析】選D。N是由細(xì)胞M形成的,在形成過(guò)程中沒(méi)有DNA的丟失,由于T-DNA插入到水稻細(xì)胞M的某條染色體上,所以細(xì)胞M含有T-DNA,因此N的每一個(gè)細(xì)胞中都含有T-DNA,A正確;N植株的一條染色體中含有T-DNA,可以記為+,因此N植株的基因型記為+-,如果自交,則子代中相關(guān)的基因型為++∶+-∶--=1∶2∶1,有3/4的植株含T-DNA,B正確;M中只有1個(gè)DNA分子單鏈上的一個(gè)C脫去氨基變?yōu)閁,所以復(fù)制n次后,產(chǎn)生的子細(xì)胞有2n個(gè),但脫氨基位點(diǎn)為A-U的細(xì)胞只有1個(gè),所以這種細(xì)胞的比例為1/2n,C正確;如果M經(jīng)3次有絲分裂后,形成的子細(xì)胞有8個(gè),由于細(xì)胞MDNA分子單鏈上的一個(gè)C脫去氨基變?yōu)閁,所以是G和U配對(duì),所以復(fù)制3次后,有4個(gè)細(xì)胞脫氨基位點(diǎn)為C-G,3個(gè)細(xì)胞脫氨基位點(diǎn)為A-T,1個(gè)細(xì)胞脫氨基位點(diǎn)為U-A,因此含T-DNA且脫氨基位點(diǎn)為A-T的細(xì)胞占3/8,D錯(cuò)誤。

【變式延伸】提升長(zhǎng)句應(yīng)答能力若N與沒(méi)有基因修飾的水稻雜交,子一代中含T-DNA的植株占1/2,理由是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。N植株的一條染色體中含有T-DNA,可以記為+,因此N植株的基因型記為+-,沒(méi)有基因修飾的水稻記作--,因此雜交子代是1/2+-,1/2--,因此子一代中含T-DNA的植株占1/2【方法規(guī)律】通過(guò)畫圖解決n次復(fù)制后,脫氨基位點(diǎn)的特殊細(xì)胞的比例U-GDNAU-AA-T1次U-A、C-G2個(gè)1個(gè)0個(gè)2次U-A、A-T、C-G、G-C4個(gè)1個(gè)1個(gè)3次U-A、A-T、A-T、T-A、C-G、G-C、C-G、G-C8個(gè)1個(gè)3個(gè)n次2n個(gè)1個(gè)2n-1-1個(gè)【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】1.(2022?連云港模擬)正常情況下,DNA分子在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制時(shí),雙螺旋解開(kāi)后會(huì)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(duì),而使DNA呈伸展?fàn)顟B(tài),SSB在復(fù)制過(guò)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(kāi)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(kāi)D.SSB與單鏈的結(jié)合遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則【解析】選C。根據(jù)題干中“雙螺旋解開(kāi)后會(huì)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(shuō)明SSB不是一種解開(kāi)DNA雙螺旋的解旋酶,A不合理;SSB與單鏈的結(jié)合有利于DNA復(fù)制,B不合理;SSB與DNA單鏈既可結(jié)合也可分開(kāi),C合理;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(duì)原則,D不合理。2.如圖為某真核細(xì)胞中DNA復(fù)制過(guò)程的模式圖,下列敘述錯(cuò)誤的是 (

)A.酶①和酶②均作用于氫鍵B.該過(guò)程的模板鏈?zhǔn)莂、b鏈C.該過(guò)程發(fā)生在細(xì)胞分裂前的間期D.DNA復(fù)制的特點(diǎn)是半保留復(fù)制【解析】選A。由題圖可知,酶①(解旋酶)使氫鍵斷裂,而酶②(DNA聚合酶)催化形成磷酸二酯鍵,A錯(cuò)誤;DNA復(fù)制過(guò)程的模板是親代DNA的兩條鏈,即a、b鏈,B正確;DNA復(fù)制過(guò)程發(fā)生在細(xì)胞分裂前的間期,C正確;由題圖可知,新合成的兩個(gè)DNA分子各保留親代DNA分子的一條鏈,新合成另一條鏈,即DNA復(fù)制的特點(diǎn)是半保留復(fù)制,D正確。

【加固訓(xùn)練·拔高】1.下圖表示DNA復(fù)制的過(guò)程,結(jié)合圖示判斷,下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.DNA復(fù)制過(guò)程中首先需要解旋酶破壞DNA雙鏈間的氫鍵,使兩條鏈解開(kāi)B.DNA分子的復(fù)制具有雙向進(jìn)行的特點(diǎn),生成的兩條子鏈的方向相反C.DNA分子的復(fù)制需要DNA聚合酶將單個(gè)脫氧核苷酸連接成DNA片段D.DNA的兩條子鏈都是連續(xù)合成的【解析】選D。DNA復(fù)制過(guò)程的第一步是解旋,需要用解旋酶破壞DNA雙鏈之間的氫鍵,使兩條鏈解開(kāi),A正確;由題圖可知,DNA的復(fù)制具有雙向進(jìn)行的特點(diǎn),生成的兩條子鏈的方向相反,B正確;DNA的復(fù)制需要DNA聚合酶將單個(gè)脫氧核苷酸連接成DNA片段,C正確;由題圖可知,DNA的兩條子鏈中,前導(dǎo)鏈的合成是連續(xù)的,后隨鏈的合成是不連續(xù)的,D錯(cuò)誤。2.在氮源為14N和15N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌,其DNA分子分別為14N-DNA(相對(duì)分子質(zhì)量為a)和15N-DNA(相對(duì)分子質(zhì)量為b)。將含15N的親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上,連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ),用離心方法分離得到的結(jié)果如圖所示。下列對(duì)此實(shí)驗(yàn)的敘述,正確的是 (

)A.Ⅰ代細(xì)菌DNA分子中兩條鏈都是14NB.Ⅱ代細(xì)菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/4C.預(yù)計(jì)Ⅲ代細(xì)菌DNA分子的平均相對(duì)分子質(zhì)量為(7a+b)/8D.上述實(shí)驗(yàn)Ⅰ代→Ⅱ代的結(jié)果能證明DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制【解析】選C。Ⅰ代細(xì)菌DNA分子中一條鏈?zhǔn)?4N,另一條鏈?zhǔn)?5N,A錯(cuò)誤;Ⅱ代細(xì)菌含15N的DNA分子有2個(gè),占全部(4個(gè))DNA分子的1/2,B錯(cuò)誤;由于1個(gè)含有14N-DNA分子的相對(duì)分子質(zhì)量為a,則每條鏈的相對(duì)分子質(zhì)量為a/2;1個(gè)含有15N-DNA分子的相對(duì)分子質(zhì)量為b,則每條鏈的相對(duì)分子質(zhì)量為b/2。將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上,連續(xù)繁殖三代,得到8個(gè)DNA分子,這8個(gè)DNA分子共16條鏈,只有2條是含15N的,14條是含14N的,因此總相對(duì)分子質(zhì)量為b/2×2+a/2×14=b+7a,所以每個(gè)DNA分子的平均相對(duì)分子質(zhì)量為(7a+b)/8,C正確;實(shí)驗(yàn)Ⅰ代→Ⅱ代的結(jié)果不能證明DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制,D錯(cuò)誤?！锟键c(diǎn)3基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段【核心·歸納與整合】1.全方位理解“基因”:(1)本質(zhì)上,基因是有遺傳效應(yīng)的DNA(RNA病毒中是RNA)片段。(2)結(jié)構(gòu)上,基因是含有特定遺傳信息的脫氧核苷酸(RNA病毒中是核糖核苷酸)序列。(3)功能上,基因是遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。(4)位置上,基因在染色體上呈線性排列。2.基因與染色體、DNA、脫氧核苷酸之間的關(guān)系:

【高考警示鐘】基因并非只有DNA片段基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,某些病毒的RNA片段也存在基因。

【拓展延伸】原核細(xì)胞、真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)示意圖(1)原核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)示意圖:非編碼區(qū):不能轉(zhuǎn)錄為信使RNA,不能編碼蛋白質(zhì)。編碼區(qū):能轉(zhuǎn)錄為相應(yīng)的信使RNA,進(jìn)而指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,即能夠編碼蛋白質(zhì)。(2)真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)示意圖:能夠編碼蛋白質(zhì)的序列叫做外顯子,能轉(zhuǎn)錄進(jìn)而指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成;不能夠編碼蛋白質(zhì)的序列叫做內(nèi)含子,能轉(zhuǎn)錄為RNA,但相應(yīng)RNA會(huì)被修飾掉,不能編碼出蛋白質(zhì)?！镜漕}·剖析與精練】【典題示范】(2021·全國(guó)甲卷)用一段由放射性同位素標(biāo)記的DNA片段可以確定基因在染色體上的位置。某研究人員使用放射性同位素32P①標(biāo)記的脫氧腺苷三磷酸(dATP,dA-Pα~Pβ~Pγ②)等材料制備了DNA片段甲(單鏈),對(duì)W基因在染色體上的位置進(jìn)行了研究,實(shí)驗(yàn)流程的示意圖如下。回答下列問(wèn)題:(1)該研究人員在制備32P標(biāo)記的DNA片段甲時(shí),所用dATP的α位磷酸基團(tuán)中的磷必須是32P,原因是_____________。

(2)該研究人員以細(xì)胞為材料制備了染色體樣品,在混合操作之前去除了樣品中的RNA分子,去除RNA分子的目的是_____________。

(3)為了使片段甲能夠通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)與染色體樣品中的W基因結(jié)合,需要通過(guò)某種處理使樣品中的染色體DNA________________________。

(4)該研究人員在完成上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,又對(duì)動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)某基因的mRNA進(jìn)行了檢測(cè),在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中用某種酶去除了樣品中的DNA,這種酶是________________________________。

【題眼破譯】提升信息轉(zhuǎn)化能力【答題關(guān)鍵】抓住長(zhǎng)句表述得分點(diǎn)(1)不可缺少的兩個(gè)信息:①dATP去掉兩個(gè)磷酸基團(tuán),剩余的部分是DNA復(fù)制的原料;②α位磷酸基團(tuán)有放射性。(2)不可缺少的文字:放射性同位素32P標(biāo)記脫氧腺苷三磷酸。信息轉(zhuǎn)化信息(對(duì)接問(wèn)題)信息①32P具有放射性,可以用儀器檢測(cè)到信息②dATP去掉兩個(gè)磷酸基團(tuán),剩余的部分是DNA復(fù)制的原料【解析】(1)DNA的單體是四種脫氧核糖核苷酸,一個(gè)脫氧核糖核苷酸中,含有一分子脫氧核糖,一分子磷酸和一分子含氮堿基。dATP(dA-Pα~Pβ~Pγ)中,含有三個(gè)磷酸基團(tuán),只有在β位和γ位的磷酸基團(tuán)脫離后,才能成為合成DNA的原料,因此只有α位磷酸基團(tuán)被32P標(biāo)記,合成的DNA片段才能被32P標(biāo)記。(2)用DNA片段甲(單鏈),對(duì)W基因在染色體上的位置進(jìn)行研究,用的是DNA分子雜交技術(shù),32P標(biāo)記的DNA單鏈會(huì)與W基因的一條鏈互補(bǔ)配對(duì),形成雜交帶。如果W基因在細(xì)胞內(nèi)表達(dá),所形成的RNA就可能與32P標(biāo)記的DNA單鏈互補(bǔ)配對(duì),影響對(duì)基因位置的判斷。因此,在混合操作之前,要先去除樣品中的RNA分子,以排除對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。(3)利用DNA分子雜交原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn),需要先把樣品中的雙鏈DNA解旋為單鏈,體外解旋DNA可以利用其熱變性原理,當(dāng)32P標(biāo)記的DNA單鏈與W基因的單鏈互補(bǔ)配對(duì)后,形成雜交帶,就可以根據(jù)雜交帶的位置判斷W基因在染色體上的位置。(4)酶具有專一性,去除DNA,只能選用DNA(水解)酶。答案:(1)dATP的β位和γ位的磷酸基團(tuán)脫離,剩余的部分是DNA復(fù)制的原料,α位磷酸基團(tuán)被32P標(biāo)記才能使合成的DNA具有放射性(2)避免DNA片段甲與RNA發(fā)生互補(bǔ)結(jié)合(3)雙鏈解開(kāi),形成單鏈(4)DNA(水解)酶【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】1.(多選)(2022?泰州模擬)人類抗體重鏈基因位于14號(hào)染色體上,由VH、DH、JH、CH四個(gè)基因片段簇組成,其中功能性VH基因片段約有65個(gè)、DH基因片段有27個(gè)、JH基因片段有6個(gè)、功能性CH基因片段有9個(gè),如下圖所示。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 (

)A.VH1、DH1和JH1的基本組成單位相同B.VH1、DH1和JH1之間可互為等位基因C.VH、DH、JH和CH的多樣性是抗體多樣性的基礎(chǔ)D.遺傳信息主要蘊(yùn)藏在VH基因片段簇的排列順序中【解析】選B、D。識(shí)圖分析可知,VH1、DH1和JH1都屬于14號(hào)染色體上的基因,因此基本組成單位都是脫氧核苷酸,A正確;VH1、DH1和JH1都位于14號(hào)一條染色體上,它們之間可互為非等位基因,B錯(cuò)誤;VH、DH、JH和CH的堿基排列順序不同,遺傳信息不同,導(dǎo)致了基因的多樣性,基因的多樣性決定了蛋白質(zhì)的多樣性,因此基因多樣性是抗體多樣性的基礎(chǔ),C正確;根據(jù)以上分析可知,遺傳信息是指基因中堿基的排列順序,D錯(cuò)誤。2.通常,基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。下列關(guān)于基因的說(shuō)法正確的是(

)A.基因只能通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成控制生物性狀B.等位基因的堿基數(shù)目相同但堿基排列順序不同C.發(fā)生在啟動(dòng)子等非編碼區(qū)的突變不會(huì)影響生物性狀D.自交時(shí)后代不發(fā)生性狀分離的親本不一定是純合子【解析】選D。基因除了可以通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成控制生物性狀,還可以通過(guò)其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物影響其他基因的表達(dá)控制生物性狀,A錯(cuò)誤;等位基因控制的是相對(duì)性狀,堿基數(shù)目不一定相同,堿基排列順序也不同,B錯(cuò)誤;發(fā)生在啟動(dòng)子等非編碼區(qū)的基因突變可能影響基因的表達(dá),從而影響生物的性狀,C錯(cuò)誤;生物的表型是由環(huán)境和基因共同作用形成的,如果是受環(huán)境影響導(dǎo)致后代沒(méi)有產(chǎn)生性狀分離,則親本不一定為純合子,D正確。

【加固訓(xùn)練·拔高】1.染色質(zhì)(體)、DNA和基因三者之間有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系,但又有較大區(qū)別。下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是 (

)A.染色質(zhì)存在于真核細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi),DNA和基因還可存在于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)B.基因可以是DNA片段,但DNA片段不一定是基因C.摩爾根通過(guò)白眼果蠅和紅眼果蠅雜交實(shí)驗(yàn)證明了基因在染色體上呈線性排列D.基因和染色體在雜交過(guò)程中保持完整性和獨(dú)立性【解析】選C。染色質(zhì)存在于真核細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi),DNA和基因還可存在于細(xì)胞質(zhì)內(nèi),A正確;基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,因此基因可以是DNA片段,但DNA片段不一定是基因,B正確;摩爾根通過(guò)白眼果蠅和紅眼果蠅雜交實(shí)驗(yàn)證明了基因在染色體上,C錯(cuò)誤;基因和染色體在雜交過(guò)程中保持完整性和獨(dú)立性,D正確。2.DNA指紋技術(shù)廣泛用于刑偵領(lǐng)域。如圖是通過(guò)DNA指紋技術(shù)鑒定真兇的實(shí)例。下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是 (

)A.圖示DNA片段是用DNA酶處理獲得的B.同卵雙胎的DNA指紋圖相同C.DNA指紋技術(shù)的理論依據(jù)是DNA分子的特異性D.圖示中真兇最可能是1【解析】選A。DNA片段是用限制酶切割DNA分子獲得的,A錯(cuò)誤;DNA指紋技術(shù)的理論依據(jù)是DNA分子的特異性,世間除了同卵雙胎,DNA指紋都不完全相同,故B、C正確;由圖示很容易看出真兇最可能是1號(hào),D正確?！就卣寡由臁緿NA指紋具有的特點(diǎn)(1)高度的特異性:除非是同卵雙生,否則幾乎不可能有兩個(gè)人的DNA指紋圖完全相同。(2)穩(wěn)定的遺傳性:DNA是人的遺傳物質(zhì),是由父母遺傳給子女的。(3)體細(xì)胞穩(wěn)定性:同一個(gè)人的不同組織,如血液、肌肉等的DNA指紋圖完全一致。高考集訓(xùn)·命題前瞻【考題體驗(yàn)·悟透】角度一從生命觀念角度考查DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)展史1.(2021·廣東選擇考)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的提出是二十世紀(jì)自然科學(xué)的偉大成就之一。下列研究成果中,為該模型構(gòu)建提供主要依據(jù)的是 (

)①赫爾希和蔡斯證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)②富蘭克林等拍攝的DNA分子X(jué)射線衍射圖譜③查哥夫發(fā)現(xiàn)的DNA中嘌呤含量與嘧啶含量相等④沃森和克里克提出的DNA半保留復(fù)制機(jī)制A.①② B.②③ C.③④ D.①④突破口:DNA分子是雙螺旋結(jié)構(gòu)?！窘馕觥窟xB。本題以DNA雙螺旋模型的構(gòu)建為載體,考查DNA雙螺旋模型構(gòu)建的科學(xué)史。赫爾希和蔡斯證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn),只能說(shuō)明DNA是遺傳物質(zhì),至于DNA的結(jié)構(gòu)如何,該實(shí)驗(yàn)沒(méi)有體現(xiàn),①不符合題意;DNA的X射線衍射圖譜可以用來(lái)推測(cè)DNA分子的結(jié)構(gòu),因此,可以為雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建提供依據(jù),而且是非常重要的依據(jù),②符合題意;查哥夫發(fā)現(xiàn)的DNA中嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù),為沃森和克里克得出堿基互補(bǔ)配對(duì)原則提供重要依據(jù),③符合題意;DNA半保留復(fù)制是在DNA雙螺旋模型建立之后提出的,④不符合題意。角度二從生命觀念角度考查DNA的原料2.(2021·遼寧選擇考)下列有關(guān)細(xì)胞內(nèi)的DNA及其復(fù)制過(guò)程的敘述,正確的是 (

)A.子鏈延伸時(shí)游離的脫氧核苷酸添加到3'端B.子鏈的合成過(guò)程不需要引物參與C.DNA每條鏈的5'端是羥基末端D.DNA聚合酶的作用是打開(kāi)DNA雙鏈突破口:DNA復(fù)制時(shí)子鏈延伸的方向?！窘馕觥窟xA。子鏈延伸時(shí)沿5'→3'合成,故游離的脫氧核苷酸添加到3'端,A正確;子鏈的合成過(guò)程需要引物參與,B錯(cuò)誤;DNA每條鏈的5'端是磷酸基團(tuán)末端,3'端是羥基末端,C錯(cuò)誤;解旋酶的作用是打開(kāi)DNA雙鏈,D錯(cuò)誤。角度三從科學(xué)思維角度考查DNA復(fù)制的有關(guān)計(jì)算3.(2021·浙江6月選考)含有100個(gè)堿基對(duì)的一個(gè)DNA分子片段,其中一條鏈的A+T占40%,它的互補(bǔ)鏈中G與T分別占22%和18%,如果連續(xù)復(fù)制2次,則需游離的胞嘧啶脫氧核糖核苷酸數(shù)量為 (

)A.240個(gè) B.180個(gè) C.114個(gè) D.90個(gè)突破口:一條鏈上的A+T的含量與另一條鏈上的A+T的含量及雙鏈上的A+T的含量相等?！窘馕觥窟xB。含200個(gè)堿基的DNA分子片段中,一條鏈的A+T占40%,得出該鏈中G+C占60%,因此整個(gè)DNA分子片段中G+C也占60%,可知C占30%,即200×30%=60個(gè)。連續(xù)復(fù)制2次,需C的數(shù)量是(22-1)×60=180個(gè)。

【方法規(guī)律】堿基計(jì)算規(guī)律(1)雙鏈DNA分子中互補(bǔ)的堿基數(shù)目相等:即A=T、C=G。(2)雙鏈DNA分子中任意兩種不互補(bǔ)的堿基數(shù)之和占?jí)A基總數(shù)的50%,即:(A+C)%=(T+G)%=50%;雙鏈DNA分子中兩種不互補(bǔ)的堿基數(shù)之和的比值相等,即(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=1。(3)雙鏈DNA分子中可配對(duì)的堿基數(shù)之和(A+T或G+C)占全部堿基數(shù)的百分比等于其中任意一條單鏈中該對(duì)堿基數(shù)之和占該單鏈堿基數(shù)的百分比。即(A1+T1)%=(A2+T2)%=(A+T)%或(G1+C1)%=(G2+C2)%=(G+C)%。雙鏈DNA分子中(A+T)/(G+C)等于每條單鏈中的(A+T)/(G+C)。角