高三生物一轮复习 DNA分子的结构和复制 学案.docx
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高三生物一轮复习DNA分子的结构和复制学案
第二章第2讲DNA分子的结构和复制(预习案)
【预习目标】
1.能够准确描述DNA双螺旋结构的主要特点。
2.能够准确简述DNA复制的过程、特点和意义。
【知识梳理】
一、DNA分子的结构
1.DNA分子的双螺旋结构模型是哪位科学家提出来的?
他们构建DNA结构模型的过程中主要利用了哪些科学家的经验和成果?
2.DNA分子的组成和结构
3、DNA分子的特性
(1)稳定性:
DNA中________________________交替连接的方式不变,两条链间__________________的方式不变。
(2)多样性:
DNA分子中______________________多种多样。
(3)特异性:
每种DNA有区别于其他DNA的特定的______________________________。
二、DNA分子的复制
DNA复制的时间
DNA复制的场所
DNA复制
的条件
模板
原料
能量
酶
DNA
复制的过程
(画图说明)
DNA复制的特点
DNA复制的意义
【判断正误】
1、富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也做出了巨大的贡献。
()
2、双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的。
()
3、沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数。
()
4、DNA有氢键,RNA没有氢键。
()
5、HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸。
()
6、DNA单链上相邻碱基以氢键连接。
()
7、植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制。
()
8、DNA复制需要消耗能量。
()
9、核酸生物大部分核酸在细胞核中合成。
()
10、DNA的复制就是基因表达的过程。
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11、真核生物DNA复制过程需要解旋酶。
()
第二章第2讲DNA分子的结构和复制(课堂案)
【考纲要求】
1.DNA分子结构的主要特点Ⅱ
2.DNA分子的复制Ⅱ
【学习目标】
1.通过完成归纳总结和变式训练,学生能够准确阐明DNA分子的组成和结构。
2.通过演绎推理DNA的复制的假说和归纳总结,学生能够准确理解DNA分子的半保留复制,准确描绘DNA的复制的过程、特点和意义。
3.通过学生计算和归纳总结,学生能够准确掌握DNA分子的相关计算。
【考点探究】
考点一DNA分子的结构
【考题引领】
1.(2014·全国卷Ⅱ)关于核酸的叙述,错误的是()
A.细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与
B.植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制
C.双链DNA分子中一条链上磷酸和核糖是通过氢键连接的
D.用甲基绿和吡罗红染色可观察DNA和RNA在细胞中的分布
2.(2013·全国卷Ⅱ)关于DNA和RNA的叙述,正确的是()
A.DNA有氢键,RNA没有氢键B.一种病毒同时含有DNA和RNA
C.原核细胞中既有DNA,也有RNAD.叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA
【归纳总结】
1.数量关系
a:
每个DNA分子片段中,游离磷酸基团有_____个
b:
多数磷酸连接个脱氧核糖,多数脱氧核糖连接个磷酸。
c:
脱氧核糖数=__________=__________
d:
A-T对有个氢键,G-C对有个氢键
2、位置关系
a:
单链中相邻碱基间通过___________________________连接
b:
互补链中相邻碱基间通过相连
【思考讨论】
DNA中磷酸二酯键的形成和断裂与哪些酶有关,如何使氢键断裂?
【变式训练】
1.下图是DNA分子结构模式图,请据图回答下列问题。
(1)图中5的名称是,1、2、9能否构成DNA的基本单位?
。
(2)DNA分子中代表了遗传信息。
(3)图中8表示的是 。
(4)由于解旋酶的作用使[ ] 断裂,两条扭成螺旋的双链解开。
(5)上述DNA分子彻底水解得到的产物是( )
A.脱氧核糖、核糖和磷酸B.脱氧核糖、碱基和磷酸
C.脱氧核糖核苷酸D.核糖核苷酸、碱基和磷酸
考点二DNA的复制
1.DNA复制方式的探究——DNA半保留复制的实验证据
按全保留复制演绎推理
按半保留复制演绎推理
DNA的模式图
标志离心后DNA的位置
DNA的模式图
标志离心后DNA的位置
亲代
子一代
子二代
【思考讨论】
总结在高中教材哪些实验中用到了同位素标记法?
【变式训练】
2.下列有关同位素标记法的叙述,不正确的是( )
A.用35S标记的噬菌体侵染细菌,能说明噬菌体的蛋白质不进入细菌细胞
B.用14C标记的CO2研究光合作用暗反应中碳的转移途径
C.用H218O长期浇灌绿色植物,其释放的氧气不含18O
D.用15N标记的脱氧核苷酸培养大肠杆菌,繁殖的后代都会有15N
2.DNA分子复制的过程
【考题引领】
3.甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程,下列叙述正确的是
A.甲、乙所示过程通过半保留方式进行,合成的产物是双链核酸分子
B.甲所示过程在细胞核内进行,乙在细胞质中进行
C.DNA分子解旋时,甲所示过程不需要解旋酶,乙需要解旋酶
D.一个细胞周期中,甲所示过程在每个起点只起始一次,乙可起始多次
【归纳总结】
1.真核生物、原核生物、病毒的DNA复制场所各是什么?
2.一般情况下,DNA分子准确复制的原因?
3、DNA复制能否在体外进行,需要什么条件?
【变式训练】
3.下列甲图中DNA分子有a和d两条链,将甲图中某一片段放大后如乙图所示,结合所学知识回答下列问题。
(1)从甲图可看出DNA复制的方式是__________________________________。
(2)DNA分子的基本骨架由___________________________交替连接而成;DNA分子两条链上的碱基通过___________________连接成碱基对,并且遵循________________原则。
(3)甲图中,A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶,其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链,从而形成子链,则A是______________酶,B是_______________酶。
(4)甲图所示过程在绿色植物叶肉细胞中进行的场所有_____________________________。
考点三有关DNA复制的相关计算
【考题引领】
4.细胞内某一DNA片段中有30%的碱基为A,则该片段中( )
A.G的含量为30%B.U的含量为30%C.嘌呤含量为50%D.嘧啶含量为40%
【归纳总结】
已知DNA分子复制为半保留复制,若将一个被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养(复制)n代,其结果分析如下:
(1)子代DNA分子数:
个。
①含15N的DNA分子数是个,只含15N的DNA分子数是个。
②含14N的DNA分子数为个,只含14N的DNA分子数为个。
(2)子代DNA分子中脱氧核苷酸链数:
条。
①含15N的链是条。
②含14N的链是条。
(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,则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸为个。
②若进行第n次复制,则需消耗该脱氧核苷酸数为个。
【变式训练】
4.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7/8
C.复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸600个D.复制结果共产生16个DNA分子
【课堂小结】
【提升训练】
1.某生物体内的嘌呤碱基占总数的44%,嘧啶碱基占总数的56%,该生物不可能是( )
A.T2噬菌体 B.烟草花叶病毒C.大肠杆菌D.酵母菌和人
2.关于下图所示DNA分子的说法,正确的是( )
A.限制酶作用于①部位,DNA连接酶作用于③部位B.该DNA的特异性表现在碱基种类和
的比例上
C.若该DNA中A为p个,占全部碱基的n/m(m>2n),则G的个数为pm/2n-p
D.把该DNA放在含15N的培养液中复制两代,子代中含15N的DNA占3/4
3.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C
4.让细菌在含15N的培养基中繁殖数代,使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N,然后再移入含14N的培养基中培养,抽取亲代及子代的DNA经高速离心分离,图中①~⑤为可能的结果。
下列叙述错误的是( )
A.子一代DNA应为②B.子二代DNA应为①C.子三代DNA应为④D.亲代的DNA应为⑤
5.(2015·上海模拟)用15N标记含有100个碱基对的DNA分子,其中有胞嘧啶30个,该DNA分子在14N的培养基中连续复制4次。
其结果可能是( )
A.含有15N的DNA分子占1/8B.含有14N的DNA分子占7/8
C.消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸300个D.该DNA分子中的脱氧核苷酸排列顺序最多有2100种
6.(2015·兰州模拟)用15N标记精原细胞的一个DNA分子,并供给含14N的原料。
则该细胞产生的4个精子中,含14N的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
7.(2015·益阳模拟)某基因(14N)含有3000个碱基,腺嘌呤占35%。
若该DNA分子以15N同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次,将全部复制产物进行密度梯度离心,得到如图甲结果;如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心,则得到如图乙结果。
下列有关分析正确的是( )
A.X层全部是仅含14N的基因B.W层中含15N标记的胞嘧啶6300个
C.X层中含有的氢键数是Y层的1/3D.W层与Z层的核苷酸数之比是1∶4
8、(2014·潮州检测)如图为真核细胞DNA复制过程模式图,据图分析,下列相关叙述错误的是( )
A.由图示得知,DNA分子复制的方式是半保留复制
B.DNA解旋酶能使双链DNA解开,但需要消耗ATP
C.从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的
D.DNA复制过程中是先完全解旋,再半保留复制
9.如图为某DNA分子片段,假设该DNA分子中有碱基5000对,A+T占碱基总数的34%,若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制2次,下列叙述正确的是( )
A.复制时作用于③处的酶为限制酶B.复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9900个
C.④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸D.子代中含15N的DNA分子占
10.用32P标记了玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链,再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养,请问最快在第几次细胞分裂的后期,细胞中只能找到1条被32P标记的染色体( )
A.2 B.3 C.9 D.19
11.(2015·孝感模拟)关于DNA分子的结构与复制的叙述中,正确的有几项( )
①1个含有n个腺嘌呤的第一代DNA分子复制到第n代,需要腺嘌呤脱氧核苷酸(2n-1)×n个
②在一个双链DNA分子中,G+C占碱基总数的M%,那么该DNA分子的每条链中G+C都占该链碱基总数的M%
③细胞内全部DNA被32P标记后在不含32P的环境中进行连续有丝分裂,第2次分裂的每个子细胞染色体均有一半有标记
④DNA双链被32P标记后,复制n次,子代DNA中有标记的占1/2n
A.①②B.②③C.③④D.②④
12.BrdU能替代T与A配对,而渗入新合成的DNA链中。
当用姬姆萨染料染色时,不含BrdU的链为深蓝色,含BrdU的链为浅蓝色。
现将植物根尖分生组织放在含有BrdU的培养液中进行培养,图a~c依次表示加入BrdU后连续3次细胞分裂中期,来自1条染色体的各染色体的显色情况(阴影表示深蓝色,非阴影为浅蓝色)。
有关说法正确的是()
A.1个DNA复制3次所产生的DNA分别位于2条染色体上
B.b图每条染色体均有1个DNA的2条脱氧核苷酸链都含BrdU
C.c图中有2条染色单体的所有脱氧核苷酸链都不含BrdU
D.若再进行分裂,第4次分裂中期则只有1条染色体出现深蓝色
13.20世纪90年代,Cuenoud等发现DNA也有催化活性。
他们根据共有序列设计并合成了由47个核苷酸组成的单链DNAE47,它可以催化两个DNA片段之间的连接。
下列有关叙述正确的是
A.在DNAE47中,嘌呤数与嘧啶数相等
B.在DNAE47中,每个脱氧核糖上均连有一个磷酸和一个含N碱基
C.DNA也有酶催化活性
D.DNAE47作用的底物和DNA聚合酶作用的底物是相同的
14.(2012·山东)假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5000个碱基对组成,其中腺嘌呤占全部碱基的20%。
用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌,共释放出100个子代噬菌体。
下列叙述正确的是
A.该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸B.噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等
C.含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1∶49D.该DNA发生突变,其控制的性状即发生改变
15.如图为真核生物DNA的结构(图甲)及发生的生理过程(图乙),请据图回答问题:
(1)图甲为DNA的结构示意图,其基本骨架由________和________(填序号)交替排列构成④为____________________________。
(2)图乙为________________过程,发生的时期为________________。
从图示可看出,该过程是从____________起点开始复制的,从而____________________复制速率;图中所示的酶为____________________酶,作用于图甲中的____________________(填序号)。
(3)5-BrU(5-溴尿嘧啶)既可以与A配对,又可以与C配对。
将一个正常的具有分裂能力的细胞,接种到含有A、G、C、T、5-BrU五种核苷酸的适宜培养基上,至少需要经过____次复制后,才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从T—A到C—G的替换。
答案:
(1)① ② 胞嘧啶脱氧核苷酸
(2)DNA复制细胞核有丝分裂间期和减数第一次分裂间期多个 DNA解旋 ⑨ (3)3
16.在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为14NDNA(对照);在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为15NDNA(亲代)。
将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ),用某种离心方法分离得到的结果如下图所示:
请分析:
(1)由实验结果可推测第一代(Ⅰ)细菌DNA分子中一条链含__________,另一条链含______。
(2)将第一代(Ⅰ)细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代,将所得到细菌的DNA用同样方法分离,请参照甲图,将DNA分子可能出现在试管中的位置在乙图中标出。
(3)若将15NDNA(亲代)的大肠杆菌在14N培养基上连续复制3次,则所产生的子代DNA中全含15N(重DNA),一条链含15N(中DNA)及两条链均不含15N(轻DNA)的比例为____________,在这些子代DNA中,含15N的链与全部子代DNA链的比例为______________。
答案;
(1)14N 15N
(2)(见右图)
(3) 1 50%
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