第4节DNA分子的结构、DNA的复制、基因是有遗传效应的DNA片段.ppt

第2、3、4节DNA分子的结构、DNA 的复制、基因是有遗传效应的DNA片段,知识排查,双基自测1下面关于DNA分子结构的叙述正确的是()ADNA分子的任一条链中AT，GCB每个碱基分子上均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖C每个磷酸分子都直接和两个脱氧核糖相连DDNA分子两条链上的A与T通过氢键连接答案：D,解析：在DNA分子中，碱基遵循互补配对原则，即AT，GC，但是任一条单链不一定会出现AT，GC的情况，故A项错误；DNA分子中与碱基相连的是脱氧核糖，磷酸不与碱基连接，即，故B项错误；DNA分子的每条链分别有一个游离的磷酸基只与一个脱氧核糖相连，其余的磷酸都与两个脱氧核糖直接相连，故C项错误；双链DNA分子中，一条链上碱基是A，另一条链上与之配对的一定是T，反之亦然，二者通过氢键连接起来，故D项正确。,2有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构中有一个腺嘌呤，则它的其他组成应是()A三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶B两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胞嘧啶C两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶D两个磷酸、两个脱氧核糖和一个尿嘧啶答案：C,解析：此题主要考查脱氧核苷酸的组成及碱基互补配对原则。一个脱氧核苷酸分子由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成。由于组成脱氧核苷酸的含氮碱基只有A、G、C、T四种，所以构成DNA分子的脱氧核苷酸也只有四种，而且碱基互补配对是严格的，只能是A与T配对，G与C配对，碱基之间通过氢键连接，形成碱基对。根据题中“有一对氢键连接的脱氧核苷酸”可知，一定形成碱基对AT。,答案：B,4具有100个碱基对的1个DNA分子区段，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制两次，则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸()A60个 B80个 C120个 D180个答案：D解析：根据碱基互补配对原则：AT，GC，得出：G1/2(21002T)60个，则该DNA分子复制一次，每一个DNA分子各需要60个胞嘧啶脱氧核苷酸。所以题中所述的一个DNA分子经两次复制，共需(60260)个胞嘧啶脱氧核苷酸。,5下列关于基因的叙述中正确的是()A基因是DNA的基本组成单位B基因全部位于细胞核中C基因是DNA上任意一个片段D基因是遗传物质的功能和结构单位答案：D解析：DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，故A项错误；细胞中的基因有细胞核基因(位于细胞核中)，也有细胞质基因(位于真核细胞的线粒体、叶绿体中)，故B项错误；基因是DNA上有遗传效应的片段，故C项错误。,6对一个基因的正确描述是()基因是DNA分子上特定的片段它的分子结构首先由摩尔根发现它决定着某一遗传性状或功能它的化学结构不会发生变化A和 B和 C和 D和答案：B,解析：基因是指具有遗传效应的DNA片段，即特定的片段；基因的概念是在1909年约翰森编著的精密遗传学原理一书中首次提出，1926年摩尔根发表基因论，使染色体遗传理论系统化，但其化学结构是在1953年阐明DNA双螺旋结构以后，才被人们所认识。基因通过控制蛋白质的合成来实现对某遗传性状的控制或决定某一功能，如催化功能(酶)、调节功能(激素)；基因的化学结构在一定的内、外环境条件影响下也会发生变化，叫基因突变。故正确的是和。,7由120个碱基组成的DNA分子片段中，可因碱基对组成和序列的不同而携带不同的遗传信息，其种类最多可达()A4120 B1204 C460 D260答案：C解析：DNA分子的两条链遵循碱基互补配对原则合成，所以一条链的碱基序列决定了另一条链的碱基序列，单链中的碱基数为60个。DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息，不同碱基对序列代表不同遗传信息，DNA片段中的碱基序列种类是DNA一条链中四种碱基的全排列。此题常见错误是选A和D，前者没有考虑到120个碱基只有60个碱基对，后者认为碱基对只有两种。,考点突破一、DNA分子的结构1DNA的化学组成,2DNA分子的双螺旋结构1953年沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构，其主要特点是：(1)DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。(2)DNA分子中的脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，A与T配对，C与G配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。,3DNA结构的“五、四、三、二、一”记忆五种元素：C、H、O、N、P；四种碱基：A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸；三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基；两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链；一种螺旋：规则的双螺旋结构。,【典例1】下图是DNA分子结构模式图，请据图回答问题：,(1)写出4、5、6的名称：4_、5_、6_。(2)DNA分子两条链上的碱基通过_连接起来。(3)_属于DNA的基本组成单位。(4)由于_具有多种不同的排列顺序，因而构成了DNA分子的多样性。(5)DNA在细胞内的空间构型为_，它最初是由_提出的。,解析：根据所学知识，仔细观察模式图。答案：(1)胸腺嘧啶脱氧核糖磷酸(2)9氢键(3)7胸腺嘧啶脱氧核苷酸(4)8碱基对(5)规则的双螺旋结构沃森和克里克,变式训练11 下面关于DNA分子结构的叙述正确的是()ADNA分子的任一条链中AT，GCB每个碱基分子上均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖C每个磷酸分子都直接和两个脱氧核糖相连DDNA分子两条链上的A与T通过氢键连接答案：D,思路点拨：解答本题时应明确：DNA是规则的双螺旋结构；在DNA分子外侧，磷酸和脱氧核糖交替连接；在DNA分子内侧，碱基A与T、G与C通过氢键相连，构成碱基对。,互动探究：(1)上题B选项改为“每个脱氧核糖分子上均连接着磷酸和碱基”，是否正确？(2)上题D选项中，DNA分子一条链上相邻的碱基A与T通过什么连接？提示：(1)正确。(2)通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连接。,二、DNA分子结构的稳定性、多样性和特异性1稳定性：指DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定性。原因有：(1)DNA分子基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接而成，从头至尾没有变化。(2)碱基配对方式始终不变，即AT，GC。2多样性构成DNA分子的碱基只有4种，配对方式只有2种，但是碱基对的数目却可以成千上万，形成的碱基对的排列顺序也可以千变万化(4n)，从而构成了DNA分子的多样性，也决定了遗传信息的多样性。,3特异性每个特定的DNA分子中都具有特定的碱基对排列顺序，而特定的碱基对排列顺序中有遗传效应的片段代表遗传信息，所以每个特定的DNA分子中都储存着特定的遗传信息，这种特定的碱基对排列顺序就构成了DNA分子的特异性。,【典例2】对于一个DNA分子而言，下列哪项与分子的特异性无关()A碱基种类B磷酸与脱氧核糖的排列方式C碱基数目D碱基对的排列顺序解析：每个DNA分子中，双螺旋结构的外侧均是磷酸与脱氧核糖交替排列，不具有特异性。DNA分子的特异性与碱基的种类、数目及碱基对排列顺序有关。答案：B,变式训练21 在人类染色体DNA不表达的碱基对中，有一部分是串联重复的短序列，它们在个体之间具有显著的差异性，这种短序列可用于()A侦察罪犯B生产基因工程药物C基因治疗 D遗传病的产前诊断解析：由题意知，这种短序列不表达，即不能控制蛋白质的合成，不表现出性状，因此，无法用于B、C、D三项中的工作，而这种短序列在个体之间有显著差异，所以可以用于侦察罪犯。答案：A,三、DNA分子的复制,特别提醒：(1)复制的准确性取决于：DNA独特的双螺旋结构为复制提供精确模板。碱基互补配对原则保证复制能够准确地进行。(2)复制简记：“1个主要场所(细胞核)，2种时期，3步过程，4个条件”。,【典例3】现有从生物体内提取的一个具有100个脱氧核苷酸对的DNA分子片段，两条链都已用放射性同位素3H标记，另外还配备了多个没用放射性同位素3H标记的4种脱氧核苷酸，想在实验室中合成出多个该DNA分子片段。请回答：(1)除上述几种物质外，还需要配备_和有关的_。(2)在第二代的两个DNA分子中，含3H的链叫_。,(3)到第三代时，共合成出_个DNA分子。经过测定，该DNA分子片段中共含有30个碱基T，那么此时共消耗了_个胞嘧啶脱氧核苷酸。(4)第四代DNA分子中，不含3H的DNA、一条链中含3H的DNA和两条链中均含3H的DNA的数目分别是_。k,解析：本题主要考查DNA复制的条件、特点及碱基互补配对原则的应用。DNA分子的复制除模板和原料外，还需要能量(ATP)和有关的酶等，子代DNA分子中含3H的链来自亲代DNA，因此叫母链；到第三代时实际上已复制了2次，共合成出4个DNA分子，根据碱基互补配对原则，此时共消耗胞嘧啶脱氧核苷酸1/2(1002302)3210(个)；第四代共有DNA分子8个，其中不含3H的DNA 6个，一条链含3H的DNA 2个，两链均含3H的DNA为0。答案：(1)ATP酶(2)母链(3)4210(4)6、2、0,变式训练31 某一DNA分子中，A为200个，复制数次后消耗周围环境中含A的脱氧核苷酸3000个，该DNA分子已经复制了几次()A4次B3次C5次D6次解析：该DNA分子中含A为200个，复制数次后，消耗周围环境中含A的脱氧核苷酸3000个，则子代DNA分子中共有A为30002003200(个)。因而有3200/20016(个)DNA分子，又因为2416，则该DNA分子已经复制了4次。答案：A,四、碱基互补配对原则及应用1碱基互补配对原则：AT，GC，即2碱基计算的一般规律(1)规律一：一个双链DNA分子中，AT，CG，AGTC，ACGT，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，各占全部碱基数的50%；不互补配对的两个碱基之和占全部碱基数的50%，简记为“不配对碱基和占总数一半”。,(5)规律五：DNA双链中，含某碱基x个，复制n次，则需添加该碱基的脱氧核苷酸分子数(2n1)x个。,【典例4】已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%，则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的()A32.9%和17.1%B31.3%和18.7%C18.7%和31.3%D17.1%和32.9%解析：由于整个DNA分子中GC35.8%，每条链中GC35.8%，AT64.2%；由于其中一条链中T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%，由此可以求出该链中，G18.7%，A31.3%，则其互补链中T和C分别占该链碱基总数的31.3%和18.7%。答案：B,变式训练41 用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在14N的培养基中连续复制4次。其结果不可能是()A含有15N的DNA分子占1/8B含有14N的DNA分子占7/8C复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸600个D复制结果共产生16个DNA分子,解析：DNA复制为半保留复制，子代每个DNA的两条链，一条来自母链，一条是新合成的子链。新合成1个子代DNA需含40个腺嘌呤脱氧核苷酸。连续复制4次，可形成16个DNA分子，其中含有15N的DNA分子占1/8，含有14N的DNA分子占100%，共需腺嘌呤脱氧核苷酸4015600(个)。答案：B,五、基因与脱氧核苷酸、遗传信息、DNA、染色体、蛋白质和生物性状之间的关系1基因与遗传信息(1)基因是控制生物性状的结构和功能的基本单位，是有遗传效应的DNA片段。基因在染色体上呈线性排列。(2)遗传信息是基因中脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序。具体地说基因就是遗传信息的携带者和传递者。,2染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系,特别提示：DNA上有很多片段，其中有遗传效应的片段才叫基因，没有遗传效应的片段不叫基因。真核细胞中线粒体、叶绿体中也有基因。原核细胞中DNA是裸露的，没有与蛋白质一起构成染色体。位于染色体上的基因随染色体传递给子代，其遗传遵循遗传规律。位于线粒体和叶绿体中的基因随线粒体和叶绿体传给后代，是细胞质遗传的基础。,【典例5】用a表示DNA，b表示基因，c表示脱氧核苷酸，d表示碱基。下列图中四者关系中正确的是()解析：一个DNA上有许多个基因，每个基因中含成百上千个脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基构成。答案：D,变式训练51 分析下图，回答有关问题：(1)图中B是_，C是_，C有_、_、_、_四种，它们之间的配对方式是_。D是_，F是_，其空间结构是_，G是_。,(2)F的基本组成单位是图中的_，共有_种。F与H的关系是_，E与G的关系是_。(3)图中E和F的关系是_。决定F结构多样性的是_的排列顺序。(4)通常情况下，1个H中含有_个F,1个F中含有_个E,1个E中含有_个D。,思路点拨：由图示可以解读的信息有染色体由F和G组成；F上有许多基因；D是由A磷酸、B糖和C组成的，D是基因的基本单位。解答本题首先要根据图示明确每个字母代表的物质，然后根据提示回答各个小题。,解析：本题以图的形式表示出了DNA与基因、染色体、脱氧核苷酸的关系。DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，它由1分子磷酸、1分子脱氧核糖和1分子含氮碱基组成；含氮碱基有4种：腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)；A与T，G与C配对；DNA的空间结构是规则的双螺旋结构；F是DNA，G是蛋白质，基因控制蛋白质的合成；基因在染色体上呈线性排列；基因是有遗传效应的DNA片段；染色体是遗传物质DNA的主要载体；1条染色体上通常情况下含有一个DNA分子，一个DNA分子上有很多个基因，1个基因由成百上千个脱氧核苷酸构成。,答案：(1)脱氧核糖含氮碱基腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)A与T，G与C脱氧核苷酸DNA规则的双螺旋结构蛋白质(2)D4H是F的主要载体E控制G的合成(3)E是有遗传效应的F片段D(4)1许多成百上千,