高考生物大一轮复习 第三章 DNA分子的结构复制及基因是有遗传效应的DNA片段 新人教版必修

高考生物大一轮复习第三章DNA分子的结构复制及基因是有遗传效应的DNA片段课件新人教版必修第1页，共49页，2023年，2月20日，星期四第2、3、4节DNA分子的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA片段第2页，共49页，2023年，2月20日，星期四一、DNA分子的结构磷酸

脱氧核糖

脱氧核苷酸

脱氧核苷酸链

双螺旋

2

3

第3页，共49页，2023年，2月20日，星期四二、DNA分子的复制1．对DNA分子复制的推测：沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说。2．概念：以亲代DNA分子为模板，⑧______________为原则，合成子代DNA分子的过程。3．过程：解旋→以母链为模板按⑨_________________原则合成与母链互补的子链→延伸子链→母链、子链盘绕成⑩____________。4．发生时期：有丝分裂的⑪________和⑫____________________的间期，随染色体复制而完成的。碱基互补配对

碱基互补配对

双螺旋结构

间期

减数第一次分裂前

第4页，共49页，2023年，2月20日，星期四5．所需条件：模板：⑬________________；原料：⑭______________________；能量：ATP；酶：⑮_____________________等。6．结果：1个DNA分子就形成⑯________个完全相同的DNA分子。7．特点(1)⑰________________。(2)半保留复制：子代DNA＝母链＋子链。DNA分子的两条链

4种游离的脱氧核苷酸

解旋酶、DNA聚合酶

2

边解旋边复制

第5页，共49页，2023年，2月20日，星期四双螺旋结构

碱基互补配对原则

连续性

基因突变

第6页，共49页，2023年，2月20日，星期四遗传效应

多

遗传信息

排列顺序

第7页，共49页，2023年，2月20日，星期四碱基排列顺序

特定的排列

DNA

第8页，共49页，2023年，2月20日，星期四1．DNA分子的化学组成及结构(1)组成：构成DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸，主要由3个部分构成：1分子脱氧核糖，1分子磷酸，1分子含氮碱基。构成的结构简图如下。DNA分子的结构、特性第9页，共49页，2023年，2月20日，星期四高等生物体内的核酸有两种——DNA和RNA，因此构成这两种核酸的基本单位——核苷酸的五碳糖有两种(RNA——核糖、DNA——脱氧核糖)，碱基5种(RNA有A、U、G、C4种，DNA有A、T、G、C4种)，因此脱氧核苷酸、核糖核苷酸共有8种。第10页，共49页，2023年，2月20日，星期四第11页，共49页，2023年，2月20日，星期四④碱基对之间的化学键为氢键，可用解旋酶断裂，也可加热断裂。⑤每个脱氧核糖连接着2个磷酸，分别与3号、5号碳原子相连接。2．对DNA分子特性的理解(1)稳定性：DNA分子两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的，从而使DNA分子具有稳定性。第12页，共49页，2023年，2月20日，星期四(2)多样性：DNA分子中碱基相互配对的方式虽然不变，而长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。这就构成DNA分子的多样性。(3)特异性：每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。第13页，共49页，2023年，2月20日，星期四3．碱基互补配对原则及应用碱基互补原则：A—T配对，G—C配对应用：碱基计算的规律(1)双链DNA分子中①A＝T，C＝G；则：A＋G＝T＋C，(A＋G)/(C＋T)＝1。②A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝DNA分子中碱基总数的一半。第14页，共49页，2023年，2月20日，星期四(2)在DNA的两条互补链之间α链(A＋G)/(C＋T)＝β链(互补链)上该比值的倒数；α链(A＋T)/(C＋G)＝β链上该比值。(3)在双链DNA分子中，一条链上A＋T的和占该链碱基比率等于另一条链上A＋T的和占该链的碱基比率，还等于双链DNA分子中A＋T的和占整个DNA分子的碱基比率。即(A1＋T1)%＝(A2＋T2)%＝总(A＋T)%，同理：(G1＋C1)%＝(G2＋C2)%＝总(G十C)%。第15页，共49页，2023年，2月20日，星期四

(2013·江苏南通二次调研)如图是人体细胞中某DNA结构示意图。有关叙述正确的是(

)A．图中“X”代表磷酸基，“A”代表腺苷B．DNA复制时，图中“N”键首先全部断开C．DNA转录时，需要Taq酶、解旋酶等催化D．DNA聚合酶和DNA连接酶都能催化“M”键的形成第16页，共49页，2023年，2月20日，星期四解析图中X为磷酸基，A为腺嘌呤；DNA复制时，边解旋边复制；Taq酶用于PCR技术，DNA转录时用的酶是RNA聚合酶；图中M键为磷酸二酯键，DNA聚合酶和DNA连接酶都能催化磷酸二酯键的形成。答案

D第17页，共49页，2023年，2月20日，星期四

(2013·镇江调研)下图为DNA分子结构示意图，对该图的正确描述是(

)A．DNA分子中的⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、TB．①②③构成胸腺嘧啶脱氧核苷酸C．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架D．当DNA复制时，DNA聚合酶催化④的形成第18页，共49页，2023年，2月20日，星期四【答案】A【解析】①②③构成胞嘧啶脱氧核苷酸；当DNA复制时，DNA聚合酶催化磷酸二酯键的形成，而④是氢键，由解旋酶催化解开。第19页，共49页，2023年，2月20日，星期四1．对DNA分子复制的理解(1)研究DNA复制的常用方法同位素标记法和离心法，常标记3H、15N，通过离心在试管中形成不同位置的DNA条带。DNA分子的复制第20页，共49页，2023年，2月20日，星期四(2)DNA复制的过程标准图：第21页，共49页，2023年，2月20日，星期四简化图：(3)DNA复制方式：半保留复制DNA复制时，边解旋边复制，并且有多个复制起始位点，因此既可以节省时间，又可以提高效率。第22页，共49页，2023年，2月20日，星期四(4)DNA复制相关要点归纳如下表：机理①碱基互补配对原则；②DNA双螺旋结构场所真核细胞细胞核(主要)、线粒体、叶绿体原核细胞拟核、细胞质基质条件模板亲代DNA的两条链原料4种游离的脱氧核苷酸能量ATP酶DNA解旋酶、DNA聚合酶等特点①半保留复制；②边解旋边复制意义①遗传信息的传递，使物种保持相对稳定和延续②由于复制差错而出现基因突变，从而为进化提供了原始选择材料第23页，共49页，2023年，2月20日，星期四2．DNA分子复制过程的相关计算(1)一个DNA分子复制n次后①DNA分子数子代DNA分子数＝2n个；含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝2个；不含亲代链的子代DNA分子数＝(2n－2)个。②脱氧核苷酸链数子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条；亲代脱氧核苷酸链数＝2条；新合成的脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条。(2)复制时消耗的脱氧核苷酸数假如一个亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则经过n次复制后，需要消耗该脱氧核苷酸数为m×(2n－1)个。第24页，共49页，2023年，2月20日，星期四

下图表示发生在细胞核内的某生理过程，其中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链。以下说法正确的是(

)A．此过程需要ATP和尿嘧啶脱氧核苷酸B．真核细胞中此过程发生的唯一场所是细胞核C．b中(A＋G)/(T＋C)的比值一定与c中的相同D．正常情况下a、d链都应该到不同的细胞中去第25页，共49页，2023年，2月20日，星期四解析DNA复制是典型的半保留复制，DNA复制需要的原料有腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸；真核细胞中线粒体和叶绿体中也有DNA，因此也存在DNA复制的过程；b链和c链是互补的关系，因此(A＋G)/(T＋C)的比值不相同。答案D第26页，共49页，2023年，2月20日，星期四

一个双链均被32P标记的DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环节中复制3次。下列叙述不正确的是(

)A．该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104个B．复制过程需要2.4×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸C．子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7D．子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1∶3【答案】B第27页，共49页，2023年，2月20日，星期四【解析】该DNA分子中A—T碱基对的数目为5000×2×20%＝2000个，G—C碱基对的数目为5000－2000＝3000个，则该DNA分子中含有的氢键数目为2000×2＋3000×3＝1.3×104个；该复制过程需要的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(23－1)×3000＝21000个；子代中含32P的单链与含31P的单链之比为2∶(23×2－2)＝1∶7；子代中含32P与只含31P的DNA分子数之比为2∶(23－2)＝1∶3。第28页，共49页，2023年，2月20日，星期四第29页，共49页，2023年，2月20日，星期四第30页，共49页，2023年，2月20日，星期四纠错对细胞分裂和DNA复制相结合的知识理解不透。此类问题可通过构建模型图解答，如下图：第31页，共49页，2023年，2月20日，星期四第32页，共49页，2023年，2月20日，星期四第33页，共49页，2023年，2月20日，星期四【答案】D【解析】根据DNA半保留复制的特点，DNA双链被3H标记，在不含3H的培养液中完成一次分裂后，每条染色体的DNA中一条链被3H标记，另一条链没有被标记。在不含3H的培养液中进行第二次分裂，有丝分裂后期一半染色体被标记，一半染色体没有被标记。第34页，共49页，2023年，2月20日，星期四1．对基因本质的理解(1)从结构上看①基因是DNA上一个个特定的片段，一个DNA分子上有许多个基因。②基因与DNA的结构一样，也是由四种脱氧核苷酸按一定顺序排列而成的，也具有双螺旋结构。③基因中脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序代表遗传信息。(2)从功能上看基因具有遗传效应，即基因能控制生物的性状，基因是控制生物性状的基本单位，特定的基因决定特定的性状。基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸以及遗传信息的关系第35页，共49页，2023年，2月20日，星期四2．染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系第36页，共49页，2023年，2月20日，星期四3．基因的基本功能(1)遗传信息的传递：发生在传宗接代过程中，通过复制实现遗传信息由亲代到子代的传递。(2)遗传信息的表达：发生在生物个体发育过程中，是通过转录和翻译控制蛋白质合成的过程，通过遗传信息的表达控制个体发育过程。第37页，共49页，2023年，2月20日，星期四第38页，共49页，2023年，2月20日，星期四解析在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的是两个磷酸和一个碱基；基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因，一个DNA上也有非基因片段；一个基因含有许多个脱氧核苷酸，DNA分子的多样性和特异性分别由碱基对不同的排列顺序和特定的碱基排列顺序决定的；未复制时，一条染色体上含有1个DNA分子，复制后含有2个DNA分子。答案A第39页，共49页，2023年，2月20日，星期四第40页，共49页，2023年，2月20日，星期四【解析】基因是具有遗传效应的DNA片段，DNA不一定位于染色体上，因此基因不一定位于染色体上，故A错误；多个基因位于同一条染色体上，基因在染色体上呈线性排列，故B正确；不同基因中脱氧核苷酸的数目和排列顺序不同，基因具有多样性，而每一个基因中脱氧核苷酸的数目和排列顺序是特定的，因此基因又具有特异性，故C正确；没有复制的每条染色体含有1个DNA分子，复制后的每条染色体含有2条染色单体，每条染色单体含有1个DNA分子，故D正确。第41页，共49页，2023年，2月20日，星期四实验：DNA复制方式的探究1．实验原理：用同位素标记技术和离心处理技术，根据复制后DNA分子在试管中的位置即可确定复制方式。2．实验材料：大肠杆菌。3．实验方法：放射性同位素标记技术和离心技术。4．实验假设：DNA以半保留的方式复制。第42页，共49页，2023年，2月20日，星期四5．实验过程(见下图)(1)大肠杆菌在含15N标记的NH4Cl培养基中繁殖几代，使DNA双链充分标记15N。(2)将含15N的大肠杆菌转移到14N标记的普通培养基中培养。(3)在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA(间隔的时间为大肠杆菌繁殖一代所需时间)。第43页，共49页，2023年，2月20日，星期四(4)将提取的