2023届高三生物一轮复习：DNA的结构、复制与基因的本质 课件

这是一份2023届高三生物一轮复习：DNA的结构、复制与基因的本质 课件，共41页。PPT课件主要包含了威尔金斯，富兰克林，物理模型，DNA分子的结构，信息解读，解旋酶，RNA聚合酶，限制酶，自动连接不需要酶，DNA水解酶等内容，欢迎下载使用。
考点一、DNA分子的结构及相关计算
一、DNA双螺旋结构模型的构建
威尔金斯、富兰克林 —— DNA分子的衍射图谱
威尔金斯、富兰克林DNA分子的衍射图谱
构建：三螺旋、双螺旋、配对方式(相同碱基)
沃森、克里克 DNA双螺旋结构（1953年）
查哥夫——碱基数量：A=T,G=C
一个双链DNA分子具有2个游离的磷酸基团，而环状DNA不存在。
五种元素：CHONP四种碱基：AGCT，对应四种脱氧核苷酸三种物质：磷酸、脱氧核糖、碱基两条链：两条反向平行的脱氧核苷酸链一种结构：规则的双螺旋结构
三、DNA分子双螺旋结构的主要特点
①DNA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。②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，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(两个氢键)，G与C配对(三个氢键)。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。
②多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。
一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。
③特异性：特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序， 代表了特定的遗传信息。
①稳定性：外侧的脱氧核糖和磷酸交替连接的方式稳定不变， 构成基本骨架；内侧碱基配对方式稳定不变。
四、DNA分子的结构特点
两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。
长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。
(1)DNA分子中数量关系： ①脱氧核苷酸、磷酸、脱氧核糖、含氮碱基， 四者之间的数量关系为1∶1∶1∶1 ②一般情况下每个DNA片段中，含2个游离的磷酸基团。(2)DNA分子水解情况： ①DNA初步水解产物：脱氧核苷酸； ②DNA彻底水解产物：磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。(3)DNA分子中化学键： ①氢键： ②磷酸二酯键：
例.如图为DNA分子结构示意图，对该图的描述正确的是(　　) A．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架 B．④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸 C．DNA聚合酶用于⑨的形成 D．DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息
例.用卡片构建DNA平面结构模型，所提供的卡片类型和数量如下表所示，以下说法正确的是(　　) A．最多可构建4种脱氧核苷酸，5个脱氧核苷酸对 B．构成的双链DNA片段最多有10个氢键 C．DNA中每个脱氧核糖均与2分子磷酸相连 D．可构建45种不同碱基序列的DNA
五、DNA分子中的碱基数量的计算规律
碱基互补配对原则：在双链DNA中，A=T（A1=T2，A2=T1）
推理1：双链DNA中四种碱基，两两相等，两两互补。即：A=T C=G A+C=T+G=50% A+G=T+C=50%（嘌呤=嘧啶）已知任意一碱基比例，便可知其他三个碱基比例
推理2：已知DNA一条链中的碱基比例，可求另一条链中的碱基比例
若1链中A1+T1/C1+G1=a，则2链中A2+T2/C2+G2=a双链中A+T/C+G=a若1链中A1+C1/T1+G1=b，则2链中A2+C2/T2+G2=1/b双链中A+C/T+G=1
推理3：双链DNA分子中，碱基A的比例为两条单链相应碱基比例的平均值
若A1=a%，A2=b%，则A=a+b/2·%
例.在一个DNA分子中，腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占全部碱基的42%，若其中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的24%，胸腺嘧啶占30%，则在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占(　　) A.12%和34% B.21%和24% C.34%和12% D.58%和30%
因为A＋T占全部碱基总数的42%，所以G＋C占全部碱基总数的58%；因为两种互补碱基之和在DNA分子中与在单链上的含量相等，所以在两条链中A＋T、G＋C均分别占42%、58%；设链1上C1占24%，则链1上G1占34%，其互补链2上C2占34%；设链1上T1占30%，则链1上A1占12%，其互补链2上T2占12%，故选C。
三步解决DNA分子中有关碱基比例的计算
例.（2014·山东卷）某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是（ ）
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。
真核：细胞核(主要)、叶绿体、线粒体；原核：拟核、质粒；DNA病毒: 宿主细胞
考点二、DNA分子的复制及基因的概念
①复制方式为半保留复制；②边解旋边复制。
(6)DNA分子精确复制的原因：
①DNA分子独特的双螺旋结构提供精确的模板。②碱基互补配对原则保证复制精确进行。
将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。
例.如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，有关叙述错误的是(　　)A.图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的B.图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的C.真核生物DNA分子复制过程中解旋酶作用于氢键D.真核生物的这种复制方式提高了复制速率
例.DNA复制保证了亲子代间遗传信息的连续性。下列关于DNA分子复制过程的叙述，正确的是(　　)A.DNA分子在全部解旋之后才开始复制B.解旋后以同一条链为模板合成两条新的子链C.在复制过程中需要的原料是脱氧核苷酸D.在解旋酶的作用下将DNA水解成脱氧核苷酸
1.提出假说 假说一：全保留复制 假说二：半保留复制
二、DNA复制的假说与证据（DNA半保留复制的实验证据）
探究方法：假说——演绎法
2.演绎推理①检测方案（ 法和 法）
15N/15N-DNA
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
4.得出结论：DNA分子的复制方式为 。
例.如图为科学家设计的DNA合成的同位素示踪实验，利用大肠杆菌来探究DNA的复制过程，下列说法正确的是(　　)A.从获得试管①到试管③，细胞内的染色体复制了两次B.用噬菌体代替大肠杆菌进行实验，提取DNA更方便C.试管③中含有14N的DNA占3/4D.本实验是科学家对DNA复制方式假设的验证
例.科学家在研究DNA分子的复制方式时，进行了如图所示的实验（实验①、②中培养多代，实验③、④中各培养一代）。下列叙述错误的是(　　) A.若DNA复制为全保留复制，则结果C、D中应均为一半重链DNA和一半轻链 DNAB.DNA复制过程中需要的原料、酶分别为脱氧核苷酸、解旋酶和DNA聚合酶等C.用15N标记的DNA作为模板，让其在14N标记的培养基中复制三次，第三次复制后50%的DNA分子一条链含15N一条链含14N，50%的分子只含14ND.DNA复制过程中遵循碱基互补配对原则，但可能发生基因突变
三、DNA分子复制的相关计算规律
将亲代DNA分子(15N)放在含有14N的培养基复制n代，其结果分析如下：(1)子代DNA分子数：2n个 ①含15N链的DNA分子数始终为2个。 ②只含15N链的DNA分子数为0个。 ③含14N链的DNA分子数有2n个。 ④只含14N链的DNA分子数为2n-2个。
图解法分析DNA复制的相关计算
(2)子代脱氧核苷酸链数： ①亲代（含15N）脱氧核苷酸链数为2条。 ②新合成（含14N）的脱氧核苷酸链数为2n+1-2条。
(3)消耗的脱氧核苷酸数： ①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，连续n次复制，需要消耗该脱氧核苷酸数为m·(2n－1)个； ②第n次复制，所需该脱氧核苷酸数＝m·2n－1。
例.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。下列有关判断正确的是(　　)A.含有14N的DNA分子占7/8B.含有15N的DNA分子占1/16C.复制结果共产生15个DNA分子D.复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸600个
例.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的环境中复制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1.3×104B.复制过程需要2.1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸C.子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1∶4D.子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为 1∶7
(4)与细胞分裂相关的计算（绘图法）①有丝分裂
用15N标记1对同源染色体上的2个DNA分子
每条同源染色体上的每条染色体单体均带有标记
分裂形成2个子细胞，每个子细胞中的每条染色体均带有标记
分裂形成4个子细胞，子细胞类型有4种组合方式
①有 的子细胞 带有标记
②③有 的子细胞 带有标记
④ 子细胞 带有标记
15N标记1对同源染色体上的两个DNA分子
分裂形成4个子细胞，全部子细胞中的每条染色体均带有标记。
例.将蚕豆（2n=12）的根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷的培养基中完成一个细胞周期。然后在不含放射性标记的培养基中继续培养至某一分裂时期，其染色体的放射性标记分布情况，错误的是(　　)A.前期的每条染色体中都只含有一条姐妹染色单体被标记B.中期的所有染色体都被标记C.后期一半的染色体被标记D.后期分到某一极的染色体中有一半被标记
例.将全部核DNA分子双链经32P标记的1个果蝇精原细胞置于不含32P标记的培养基中培养，先经过一次有丝分裂，再经过一次减数分裂，产生了8个精细胞。下列说法错误的是(　　)A.有丝分裂中期和1个减I中期细胞内染色体数相同，带标记的染色单体数不同B.有丝分裂后期和1个减I后期细胞内染色体数不同，带标记的染色体数也不同C.一个减I后期和一个减II后期细胞内染色体数相同，带标记的染色体数不同D.产生的8个精细胞，每个细胞内含有4条染色体，均有2条被标记
染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
四、基因是具有遗传效应的DNA片段
例.下列有关染色体、DNA、基因三者关系的叙述，不正确的是（ ） A.每条染色体上都含有一个DNA分子或两个DNA分子，DNA分子上含有许多个基因 B.都能复制、分离和传递，且三者行为一致 C.三者都是生物细胞内的遗传物质 D.在生物的传宗接代过程中，染色体的行为决定着DNA和基因的行为