新教材高考生物一輪復(fù)習(xí)第6單元基因的本質(zhì)與表達(dá)第2講DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制與基因的本質(zhì)課件

這是一份新教材高考生物一輪復(fù)習(xí)第6單元基因的本質(zhì)與表達(dá)第2講DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制與基因的本質(zhì)課件，共54頁(yè)。PPT課件主要包含了課標(biāo)要求，備考指導(dǎo)，內(nèi)容索引等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1.概述DNA分子是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成,通常由兩條堿基互補(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。2.概述DNA分子通過(guò)半保留方式進(jìn)行復(fù)制。3.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。
1.通過(guò)構(gòu)建模型深刻理解DNA分子的結(jié)構(gòu)與復(fù)制過(guò)程。2.運(yùn)用模型輔助法深刻理解基因、DNA、染色體之間的關(guān)系。
第一環(huán)節(jié)　必備知識(shí)落實(shí)
第二環(huán)節(jié)　關(guān)鍵能力形成
第三環(huán)節(jié)　核心素養(yǎng)提升
知識(shí)篩查1.構(gòu)建者美國(guó)生物學(xué)家沃森和英國(guó)物理學(xué)家克里克。2.DNA的基本組成單位——脫氧核苷酸(1)結(jié)構(gòu)模式圖(2)構(gòu)成:由1分子磷酸、1分子脫氧核糖和1分子堿基構(gòu)成。其中堿基包括A、T、G和C,共4種。(3)種類(lèi):腺嘌呤脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸、鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸和胞嘧啶脫氧核苷酸,共4種。
3.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)注并非所有的DNA都是雙鏈。
(1)DNA是由兩條單鏈組成的,這兩條鏈按反向平行方式盤(pán)旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。(2)DNA中的脫氧核糖和磷酸交替連接,排列在外側(cè),構(gòu)成基本骨架;堿基排列在內(nèi)側(cè)。(3)兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì),并且堿基配對(duì)具有一定的規(guī)律:A(腺嘌呤)一定與T(胸腺嘧啶)配對(duì);G(鳥(niǎo)嘌呤)一定與C(胞嘧啶)配對(duì)。堿基之間的這種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,叫作堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。
4.DNA的方向性(1)脫氧核糖上與堿基相連的碳叫作1'-C,與磷酸基團(tuán)相連的碳叫作5'-C。(2)DNA的一條單鏈具有兩個(gè)末端,一端有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán),這一端稱(chēng)作5'-端,另一端有一個(gè)羥基(—OH),稱(chēng)作3'-端。(3)DNA的兩條單鏈走向相反,從雙鏈的一端起始,一條單鏈?zhǔn)菑?'-端到3'-端的,另一條單鏈則是從3'-端到5'-端的。
知識(shí)落實(shí)1.右圖為核苷酸模式圖。下列說(shuō)法正確的是(　　)A.組成DNA與RNA的核苷酸只有③不同B.在人的口腔上皮細(xì)胞中,①有1種,③有5種C.RNA分子中,連接②和③的化學(xué)鍵的數(shù)目等于氫鍵的數(shù)目D.在含有5對(duì)核苷酸的DNA片段中,連接①和②的化學(xué)鍵有12個(gè)
組成DNA與RNA的核苷酸中②(五碳糖)也不同,A項(xiàng)錯(cuò)誤。人體口腔上皮細(xì)胞中既有DNA也有RNA,因此③(堿基)有5種,①(磷酸)有1種,B項(xiàng)正確。RNA分子一般為單鏈,除tRNA 外,一般沒(méi)有氫鍵,C項(xiàng)錯(cuò)誤。含5對(duì)核苷酸的DNA片段中,連接①和②的化學(xué)鍵應(yīng)該有18個(gè),D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.下圖表示1個(gè)DNA的結(jié)構(gòu)片段。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)A.④代表的物質(zhì)中儲(chǔ)存著遺傳信息B.不同生物的DNA中④的種類(lèi)無(wú)特異性C.轉(zhuǎn)錄時(shí)該片段的2條鏈都可作為模板鏈D.DNA中A與T堿基對(duì)含量越高,其結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定
④代表的物質(zhì)是脫氧核苷酸,而遺傳信息蘊(yùn)藏在4種堿基的排列順序之中,A項(xiàng)錯(cuò)誤。不同生物的DNA中④脫氧核苷酸的種類(lèi)無(wú)特異性,但是脫氧核苷酸的排列順序差異很大,B項(xiàng)正確。轉(zhuǎn)錄時(shí)該片段只有1條鏈可作為模板鏈,C項(xiàng)錯(cuò)誤。DNA中G與C堿基對(duì)含量越高,其結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.某單鏈DNA可以催化2個(gè)底物DNA片段之間的連接。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)A.該單鏈DNA中,嘌呤數(shù)一定等于嘧啶數(shù)B.該單鏈DNA中,堿基數(shù)=脫氧核苷酸數(shù)=脫氧核糖數(shù)C.該單鏈DNA作用的底物和DNA聚合酶作用的底物是相同的D.該單鏈DNA中,每個(gè)脫氧核糖上均連有2個(gè)磷酸和1個(gè)含氮堿基
該DNA為單鏈DNA,不遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,因此其嘌呤數(shù)不一定等于嘧啶數(shù),A項(xiàng)錯(cuò)誤。組成DNA的基本單位是脫氧核苷酸,每個(gè)脫氧核苷酸分子由1分子磷酸、1分子含氮堿基和1分子脫氧核糖組成,因此在該DNA中,堿基數(shù)=脫氧核苷酸數(shù)=脫氧核糖數(shù),B項(xiàng)正確。DNA聚合酶能催化單個(gè)脫氧核苷酸連接到DNA上,該DNA可以催化2個(gè)底物DNA片段之間的連接,相當(dāng)于DNA連接酶,C項(xiàng)錯(cuò)誤。在該DNA中,大多數(shù)脫氧核糖上均連有2個(gè)磷酸和1個(gè)含氮堿基,3'-端的脫氧核糖只連接1個(gè)磷酸和1個(gè)含氮堿基,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
知識(shí)篩查1.對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)(1)沃森和克里克的半保留復(fù)制假說(shuō)(2)遺傳物質(zhì)自我復(fù)制的其他假說(shuō)全保留復(fù)制是指DNA復(fù)制以DNA雙鏈為模板,子代DNA的雙鏈都是新合成的。
2.DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)(1)實(shí)驗(yàn)原理:15N和14N是氮元素的兩種穩(wěn)定同位素,這兩種同位素的相對(duì)原子質(zhì)量不同。含15N的DNA比含14N的DNA密度大,因此,利用離心技術(shù)可以在試管中分離開(kāi)含有相對(duì)分子質(zhì)量不同的氮元素的DNA。(2)技術(shù)方法:同位素標(biāo)記技術(shù)和離心技術(shù)。(3)實(shí)驗(yàn)假設(shè):DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制。
(4)實(shí)驗(yàn)思路與預(yù)期結(jié)果(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:DNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的。(6)假如全保留復(fù)制是正確的,實(shí)驗(yàn)預(yù)期將是第一代離心結(jié)果為1/2的14N/14N-DNA(輕帶)和1/2的15N/15N-DNA(重帶),第二代離心結(jié)果為1/4的15N/15N-DNA(重帶)和3/4的14N/14N-DNA(輕帶)?！?br/>3.DNA復(fù)制的過(guò)程
知識(shí)落實(shí)1.(不定項(xiàng)選擇題)細(xì)菌在含15N的培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后,細(xì)菌DNA的含氮堿基皆含有15N,然后再移入含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng),提取其子代細(xì)菌的DNA進(jìn)行離心分離,下圖①~⑤為可能的結(jié)果。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.親代的DNA應(yīng)為④B.第一次分裂的子代DNA應(yīng)為②C.第二次分裂的子代DNA應(yīng)為⑤D.第三次分裂的子代DNA應(yīng)為③
親代的DNA都是15N/15N-DNA,所以應(yīng)為⑤,A項(xiàng)錯(cuò)誤。第一次分裂的子代DNA表明DNA只復(fù)制一次,都是15N/14N-DNA,所以應(yīng)為②,B項(xiàng)正確。第二次分裂的子代DNA表明DNA復(fù)制兩次,產(chǎn)生四個(gè)DNA,其中兩個(gè)是14N/14N-DNA,另外兩個(gè)為15N/14N-DNA,所以應(yīng)為①,C項(xiàng)錯(cuò)誤。第三次分裂的子代DNA表明DNA復(fù)制三次,產(chǎn)生八個(gè)DNA,其中六個(gè)都是14N/14N-DNA,兩個(gè)為15N/14N-DNA,所以應(yīng)為③,D項(xiàng)正確。
2.正常情況下,DNA分子在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制時(shí),雙螺旋的兩條鏈解開(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。下列敘述正確的是(　　)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
根據(jù)題干中“雙螺旋的兩條鏈解開(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項(xiàng)錯(cuò)誤。SSB與單鏈的結(jié)合有利于DNA復(fù)制,B項(xiàng)錯(cuò)誤。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項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.1個(gè)用15N標(biāo)記的DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制3次,再將全部復(fù)制產(chǎn)物置于試管內(nèi)進(jìn)行離心。右圖中分別代表復(fù)制1次、2次、3次后的分層結(jié)果的是(　　)A.c、e、fB.a、e、bC.a、b、dD.c、d、f
由于DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制,1個(gè)用15N標(biāo)記的DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中復(fù)制1次后,每個(gè)DNA分子的一條鏈含15N,另一條鏈含14N,離心后全部位于中間密度層,對(duì)應(yīng)題圖中的c;復(fù)制2次后,產(chǎn)生4個(gè)DNA分子,其中含有15N和14N的DNA分子有2個(gè),離心后位于中間密度層,只含14N的DNA分子有2個(gè),離心后位于小密度層,對(duì)應(yīng)題圖中的e;復(fù)制3次后,產(chǎn)生8個(gè)DNA分子,其中含有15N和14N的DNA分子有2個(gè),離心后位于中間密度層,只含14N的DNA分子有6個(gè),離心后位于小密度層,對(duì)應(yīng)題圖中的f。
知識(shí)篩查1.說(shuō)明基因與DNA關(guān)系的實(shí)例注圖中的資料見(jiàn)教科書(shū)必修2第57頁(yè)“思考·討論”。
2.DNA片段中的遺傳信息(1)遺傳信息蘊(yùn)藏在4種堿基的排列順序之中。(2)DNA的多樣性與特異性①多樣性:堿基排列順序的千變?nèi)f化,構(gòu)成了DNA的多樣性。②特異性:堿基特定的排列順序,構(gòu)成了每個(gè)DNA分子的特異性。(3)基因由于絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)都是DNA,只有極少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是RNA,因此,對(duì)絕大多數(shù)生物而言,基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段;對(duì)極少數(shù)生物而言,基因是有遺傳效應(yīng)的RNA片段?；蛲ǔＪ怯羞z傳效應(yīng)的DNA片段。
易錯(cuò)易混(1)對(duì)于真核細(xì)胞來(lái)說(shuō),染色體是基因(遺傳物質(zhì)DNA)的主要載體,線粒體和葉綠體也是基因的載體。(2)遺傳效應(yīng)是指基因能夠轉(zhuǎn)錄成mRNA,進(jìn)而翻譯成蛋白質(zhì),能夠控制一定的性狀。(3)DNA分子中還存在著不具有遺傳效應(yīng)的片段,在真核細(xì)胞中這部分片段所占比例很大,但這些片段不是基因。(4)基因通常是指雙鏈DNA 片段,而RNA 病毒的基因是指有遺傳效應(yīng)的RNA片段。
知識(shí)落實(shí)1.下列有關(guān)染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的說(shuō)法,錯(cuò)誤的是(　　)A.在 DNA 分子中,與脫氧核糖直接相連的一般是一個(gè)磷酸基團(tuán)和一個(gè)堿基B.基因通常是有遺傳效應(yīng)的 DNA片段,一個(gè) DNA分子上可含有成百上千個(gè)基因C.一個(gè)基因含有許多個(gè)脫氧核苷酸,基因的特異性是由脫氧核苷酸的排列順序決定的D.染色體是 DNA的主要載體,一條染色體上含有一個(gè)或兩個(gè)DNA分子
在DNA分子中,與脫氧核糖直接相連的一般是兩個(gè)磷酸基團(tuán)和一個(gè)堿基。
2.下列有關(guān)真核生物基因的說(shuō)法,正確的是(　　)①基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段?、诨虻幕締挝皇呛颂呛塑账帷、刍虼嬖谟诩?xì)胞核、核糖體等結(jié)構(gòu)中?、芑虮磉_(dá)會(huì)受到環(huán)境的影響　⑤基因在染色體上呈線性排列?、藁虻姆肿咏Y(jié)構(gòu)首先由摩爾根發(fā)現(xiàn)A.①②③ 　　　B.②④⑥C.①④⑤　　D.③④⑤
真核生物基因的基本單位是脫氧核苷酸,②錯(cuò)誤;基因不存在于核糖體中,③錯(cuò)誤;基因的分子結(jié)構(gòu)首先是由沃森和克里克提出的,⑥錯(cuò)誤。
3.下圖為果蠅某一條染色體上的幾個(gè)基因示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)A.R基因中的全部脫氧核苷酸序列都能編碼蛋白質(zhì)B.R、S、N、O互為非等位基因C.果蠅的每個(gè)基因都是由成百上千個(gè)核糖核苷酸組成的D.每個(gè)基因中有一個(gè)堿基對(duì)的替換,都會(huì)引起生物性狀的改變
R基因中的脫氧核苷酸序列不一定都能編碼蛋白質(zhì),如非編碼區(qū)和內(nèi)含子不能編碼蛋白質(zhì),A項(xiàng)錯(cuò)誤。果蠅基因的基本組成單位是脫氧核苷酸,C項(xiàng)錯(cuò)誤。由于密碼子的簡(jiǎn)并,基因中有一個(gè)堿基對(duì)的替換,密碼子決定的氨基酸不一定改變;如果密碼子所決定的氨基酸有所改變,將導(dǎo)致蛋白質(zhì)組成及其空間結(jié)構(gòu)等的變化,但生物的性狀還與生物所處的環(huán)境等外界因素有關(guān),所以生物性狀也不一定改變,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
典型例題用卡片構(gòu)建DNA平面結(jié)構(gòu)模型,所提供的卡片類(lèi)型和數(shù)量如下表所示。下列說(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分子中每個(gè)脫氧核糖均與1分子磷酸相連D.最多可構(gòu)建44種不同堿基序列的DNA
據(jù)題表數(shù)據(jù)可知,最多可構(gòu)建4種脫氧核苷酸,4個(gè)脫氧核苷酸對(duì)。構(gòu)成的雙鏈DNA片段中可含2個(gè)A—T堿基對(duì)和2個(gè)G—C堿基對(duì),故最多可含氫鍵2×2+2×3=10(個(gè))。DNA分子中,與脫氧核糖直接連接的一般是2分子磷酸,但3'-端的脫氧核糖只連接1分子磷酸。這些卡片可形成2個(gè)A—T堿基對(duì)和2個(gè)G—C堿基對(duì),且堿基對(duì)種類(lèi)和數(shù)目確定,因此可構(gòu)建的DNA種類(lèi)數(shù)少于44種。
整合構(gòu)建1.與DNA結(jié)構(gòu)有關(guān)的3個(gè)常見(jiàn)考點(diǎn)(1)數(shù)量關(guān)系(2)位置關(guān)系(3)化學(xué)鍵
2.DNA分子中堿基數(shù)量的計(jì)算規(guī)律
解題時(shí)先畫(huà)出簡(jiǎn)圖,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則推知規(guī)律。
訓(xùn)練突破1.(2022浙江卷)某同學(xué)欲制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,已準(zhǔn)備了足夠的相關(guān)材料。下列敘述正確的是(　　)A.在制作脫氧核苷酸時(shí),需在磷酸上連接脫氧核糖和堿基B.制作模型時(shí),鳥(niǎo)嘌呤與胞嘧啶之間用2個(gè)氫鍵連接物相連C.制成的模型中,腺嘌呤與胞嘧啶之和等于鳥(niǎo)嘌呤和胸腺嘧啶之和D.制成的模型中,磷酸和脫氧核糖交替連接,排列在內(nèi)側(cè)
在制作脫氧核苷酸時(shí),需在脫氧核糖上連接磷酸和堿基,A項(xiàng)錯(cuò)誤。鳥(niǎo)嘌呤和胞嘧啶之間由3個(gè)氫鍵連接,B項(xiàng)錯(cuò)誤。DNA的兩條鏈之間遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,即A=T、C=G,故在制作的模型中A+C=G+T,C項(xiàng)正確。DNA分子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,堿基則排列在內(nèi)側(cè),D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.已知某DNA分子中,(G+C)占全部堿基的35.8%,其中一條鏈上的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%,則該鏈的互補(bǔ)鏈中,T和C分別占互補(bǔ)鏈堿基總數(shù)的(　　)A.32.9%和7.1%B.17.1%和32.9%C.18.7%和1.3%D.31.3%和18.7%
(G+C)占全部堿基的35.8%,那么(A+T)占全部堿基的64.2%,每條鏈中的(A+T)都占該鏈的64.2%,同理(G+C)在每條鏈中都占35.8%。一條鏈中的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%,那么A與G分別占31.3%和18.7%,因?yàn)锳與T互補(bǔ)、G與C互補(bǔ),所以互補(bǔ)鏈中T和C所占的比例應(yīng)與該鏈中A與G所占的比例相等。
典型例題若以白色表示某親本DNA分子雙鏈,以灰色表示第一次復(fù)制出的DNA子鏈,以黑色表示第二次復(fù)制出的DNA子鏈,親本雙鏈DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次后的產(chǎn)物是(　　)
DNA復(fù)制為半保留復(fù)制,第一次復(fù)制后親本DNA的兩條鏈分別進(jìn)入兩個(gè)子代DNA分子中,第二次復(fù)制得到的四個(gè)DNA分子中,都有一條DNA子鏈?zhǔn)窃诘诙螐?fù)制時(shí)形成的。
整合構(gòu)建1.DNA連續(xù)復(fù)制兩次的圖像及解讀
2.DNA復(fù)制過(guò)程中的數(shù)量關(guān)系DNA分子復(fù)制的方式為半保留復(fù)制,若一個(gè)被15N標(biāo)記的DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中復(fù)制n次,其結(jié)果分析如下。(1)子代DNA分子數(shù):2n個(gè)。①無(wú)論復(fù)制多少次,含15N的DNA分子始終是2個(gè)。②含14N的DNA分子有2n個(gè),只含14N的DNA分子有(2n-2)個(gè)。做題時(shí)應(yīng)看清楚是“含”還是“只含”。
(2)子代DNA分子的總鏈數(shù):2n×2=2n+1(條)。①無(wú)論復(fù)制多少次,含15N的鏈?zhǔn)冀K是2條。做題時(shí)應(yīng)看清楚是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”。②含14N的鏈數(shù)是(2n+1-2)條。(3)消耗的脫氧核苷酸數(shù)①若一個(gè)親代DNA分子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m·(2n-1)個(gè)。②進(jìn)行第n次復(fù)制時(shí),需消耗游離的該脫氧核苷酸m·2n-1個(gè)。
3.利用圖示法理解細(xì)胞分裂與DNA復(fù)制的相互關(guān)系
易錯(cuò)易混關(guān)于DNA復(fù)制的2個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)在做DNA復(fù)制的計(jì)算題時(shí),應(yīng)看準(zhǔn)是“含”還是“只含”,是“DNA數(shù)”還是“鏈數(shù)”。(2)在分析細(xì)胞分裂問(wèn)題時(shí),常以染色體或DNA為研究對(duì)象,而在分析DNA復(fù)制問(wèn)題時(shí),一定要從DNA 2條單鏈的角度考慮,所以復(fù)制后的1條染色體上的2個(gè)DNA分子中都含有原來(lái)的單鏈。
訓(xùn)練突破1.1958年,科學(xué)家以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行了下圖所示實(shí)驗(yàn),證實(shí)了DNA是以半保留方式復(fù)制的,②③④⑤試管是模擬可能出現(xiàn)的結(jié)果。下列敘述正確的是(　　)A.該實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了同位素標(biāo)記技術(shù),出現(xiàn)④的結(jié)果至少需要90 minB.③是轉(zhuǎn)移至含14N的培養(yǎng)基中復(fù)制一代的結(jié)果,②是復(fù)制兩代的結(jié)果C.對(duì)得到DNA以半保留方式復(fù)制結(jié)論起關(guān)鍵作用的是試管③的結(jié)果D.向試管④中加入解旋酶一段時(shí)間后離心出現(xiàn)的結(jié)果如試管⑤所示
該實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了同位素標(biāo)記技術(shù),根據(jù)DNA半保留復(fù)制的特點(diǎn)可知,④是復(fù)制兩代的結(jié)果,因此出現(xiàn)④的結(jié)果至少需要60 min,A項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)DNA半保留復(fù)制的特點(diǎn)可知,③是轉(zhuǎn)移至含14N的培養(yǎng)基中復(fù)制一代的結(jié)果,④是復(fù)制兩代的結(jié)果,B項(xiàng)錯(cuò)誤。向試管④中加入解旋酶,一段時(shí)間后離心的結(jié)果應(yīng)該是出現(xiàn)1/4重帶和3/4輕帶,與試管⑤所示結(jié)果不符,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.用32P標(biāo)記玉米體細(xì)胞(含20條染色體)的DNA分子雙鏈,再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng),則第二次細(xì)胞分裂的后期,細(xì)胞中(　　)A.染色體數(shù)目為20條,每個(gè)DNA分子都帶有32P標(biāo)記B.染色體數(shù)目為20條,僅10個(gè)DNA分子帶有32P標(biāo)記 C.染色體數(shù)目為40條,每個(gè)DNA分子都帶有32P標(biāo)記D.染色體數(shù)目為40條,僅20個(gè)DNA分子帶有32P標(biāo)記
DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制,子代DNA的2條鏈中有1條是親代中的模板鏈。體細(xì)胞進(jìn)行第一次分裂時(shí),DNA復(fù)制所形成的每一條染色單體均含有親代的DNA鏈,因此子一代細(xì)胞的每一條染色體的DNA都有1條32P標(biāo)記的脫氧核苷酸鏈。第二次有絲分裂前的間期,DNA復(fù)制后,每一條染色體上都是1條染色單體有32P標(biāo)記,1條染色單體無(wú)32P標(biāo)記,有絲分裂后期,著絲粒分裂,染色體數(shù)目加倍,一半的染色體,即20個(gè)DNA分子帶有32P標(biāo)記。
高考真題剖析【例題】 (2023山東卷)將一個(gè)雙鏈DNA分子的一端固定于載玻片上,置于含有熒光標(biāo)記的脫氧核苷酸的體系中進(jìn)行復(fù)制。甲、乙和丙分別為復(fù)制過(guò)程中3個(gè)時(shí)間點(diǎn)的圖像,①和②表示新合成的單鏈,①的5'-端指向解旋方向,丙為復(fù)制結(jié)束時(shí)的圖像。該DNA復(fù)制過(guò)程中可觀察到單鏈延伸暫?，F(xiàn)象,但延伸進(jìn)行時(shí)2條鏈延伸速率相等。已知復(fù)制過(guò)程中嚴(yán)格遵守堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)A.據(jù)圖分析,①和②延伸時(shí)均存在暫?，F(xiàn)象B.甲時(shí)①中A、T之和與②中A、T之和可能相等C.丙時(shí)①中A、T之和與②中A、T之和一定相等D.②延伸方向?yàn)?'-端至3'-端,其模板鏈3'-端指向解旋方向
核心素養(yǎng)考查點(diǎn)剖析:本題重點(diǎn)考查了DNA半保留復(fù)制的過(guò)程,較好地考查了“科學(xué)思維”這一學(xué)科素養(yǎng)。答案:D解析:由題干可知,該DNA復(fù)制過(guò)程中有單鏈延伸暫?，F(xiàn)象,題圖復(fù)制過(guò)程中不同時(shí)間點(diǎn)的子鏈①和②出現(xiàn)不同長(zhǎng)度,因此可判斷①和②延伸時(shí)均存在暫?，F(xiàn)象,A項(xiàng)正確。①和②表示新合成的單鏈,二者堿基互補(bǔ)配對(duì),若②長(zhǎng)于①的此段鏈中無(wú)A與T,則可推知甲時(shí)①中A、T之和與②中A、T之和相等,B項(xiàng)正確。丙時(shí)①和②等長(zhǎng),根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,可判斷此時(shí)①中A、T之和與②中A、T之和一定相等,C項(xiàng)正確。DNA復(fù)制過(guò)程中子鏈的延伸方向?yàn)?'-端至3'-端,根據(jù)題干“①的5'-端指向解旋方向”,可判斷①的合成方向與解旋方向相反,故②的模板鏈的5'-端指向解旋方向,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
典題訓(xùn)練1.某研究小組進(jìn)行“探究DNA的復(fù)制過(guò)程”的活動(dòng),結(jié)果如右上圖所示。其中培養(yǎng)大腸桿菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl。a、b、c表示離心管編號(hào),條帶表示大腸桿菌DNA離心后在離心管中的分布位置。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.本活動(dòng)運(yùn)用了同位素標(biāo)記技術(shù)和密度梯度離心技術(shù)B.a管的結(jié)果表明該管中的大腸桿菌是在含14NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)的C.b管的結(jié)果表明該管中的大腸桿菌的DNA都是15N/14N-DNAD.實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制
分析題圖可知,a管中的DNA密度最大,表明該管中的大腸桿菌是在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)的。
2.(2021山東卷)我國(guó)考古學(xué)家利用現(xiàn)代人的DNA序列設(shè)計(jì)并合成了一種類(lèi)似磁鐵的“引子”,成功將極其微量的古人類(lèi)DNA從提取自土壤沉積物中的多種生物的DNA中識(shí)別并分離出來(lái),用于研究人類(lèi)起源及進(jìn)化。下列說(shuō)法正確的是(　　)A.“引子”的徹底水解產(chǎn)物有兩種B.設(shè)計(jì)“引子”的DNA序列信息只能來(lái)自核DNAC.設(shè)計(jì)“引子”前不需要知道古人類(lèi)的DNA序列D.土壤沉積物中的古人類(lèi)雙鏈DNA可直接與“引子”結(jié)合從而被識(shí)別