高中生物遗传的分子基础第18讲DNA的结构复制及基因的本质课时跟踪训练
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高中生物遗传的分子基础练习题学校:___________姓名:___________班级:___________一、单选题1.下列有关DNA复制的叙述,不正确的是()A.需要能量B.需要酶C.需要原料D.不需要模板2.基因控制生物体性状的方式有()①通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状②通过直接控制激素的合成来调节代谢过程,进而控制生物体的性状③通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状④通过控制全部核糖的合成控制生物体的性状A.①②B.①③C.②④D.③④3.用链霉素可使核糖体与单链DNA结合,这一单链DNA就可以代替mRNA翻译成多肽,这说明()A.遗传信息可由RNA流向DNAB.遗传信息可由蛋白质流向DNAC.遗传信息可由DNA流向蛋白质D.遗传信息可由RNA流向蛋白质4.某双链DNA分子含有200个碱基对,其中一条链上A∶T∶G∶C=1∶1∶3∶5.下列关于该DNA分子的叙述,正确的是()A.共有20个腺嘌呤脱氧核苷酸B.4种碱基的比例为A∶T∶G∶C=1∶1∶2∶2C.若该DNA分子中的这些碱基随机排列,排列方式最多有4200种D.若该DNA分子连续复制两次,则需480个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸5.DNA分子的复制发生在A.有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂前期B.有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂间期C.有丝分裂间期或减数分裂第二次分裂前期D.有丝分裂间期或减数分裂第二次分裂间期6.下列有关真核生物体内核基因转录与翻译的说法,错误的是()A.不能在同一场所同时发生B.都存在碱基A与U配对C.在细胞分裂和分化过程中均会发生D.只要碱基配对出错就会引起性状改变7.下列关于RNA的叙述,正确的是()A.RNA都是以DNA为模板合成的B.密码子、反密码子均存在于mRNA上C.tRNA上只有3个碱基,其余RNA上有多个碱基D.蛋白质合成的过程需要3种RNA共同发挥作用8.下列有关DNA复制的说法中,正确的是()A.DNA复制时只有一条链可以作为模板B.DNA复制所需要的原料是4种脱氧核苷酸C.DNA复制的场所只有细胞核D.DNA复制的时间只能是有丝分裂间期9.DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基基团,导致基因中碱基序列不变但表型改变的现象。
第18讲DNA的结构、复制与基因的本质考点一DNA分子的结构和基因的本质1.DNA分子的结构2.DNA分子的特性(1)多样性:不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同,排列顺序多种多样。
若某DNA分子中有n 个碱基对,则其碱基对排列顺序有4n种。
(2)特异性:每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的碱基对排列顺序,代表了特定的遗传信息。
(3)稳定性:两条链磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变,碱基之间有氢键相连,使DNA分子具有稳定性。
3.基因与染色体、DNA的关系[纠误诊断](1)沃森和克里克研究DNA分子的结构时,运用了构建数学模型的方法。
( ×)提示:沃森和克里克运用了构建物理模型的方法。
(2)嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了DNA分子空间结构的相对稳定。
( √)(3)分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。
( ×)提示:核酸分子所携带的遗传信息取决于碱基排列顺序。
(4)DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连。
( ×)提示:一条链上相邻的碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连。
(5)不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值一定不同。
( ×)提示:不同生物的DNA分子中A+T/G+C的比值可能相同。
(6)DNA分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关。
( ×)提示:DNA的空间结构都是双螺旋结构,与多样性和特异性无关。
(7)人体内控制β珠蛋白基因由1 700个碱基对组成,其碱基对可能的排列方式有41 700种。
( ×)提示:β珠蛋白的基因的碱基排列方式是特定的。
(8)HIV的基因是指具有遗传效应的RNA片段。
( √)1.下图是DNA分子结构示意图,请据图思考回答:(1)由图1可知,每个DNA分子片段中,游离磷酸基团有2个。
单链中相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接。
互补链中相邻碱基通过氢键连接。
第 18 讲DNA分子的构造、复制及基因的实质考点 1DNA分子的构造1. DNA分子的构造层次[ 助学巧记 ]利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子的构造2. DNA分子的构造特色( 必修 2 P58 “科学·技术·社会”、P60“思想拓展”改编)DNA指纹图谱法的基本操作:从生物样品中提出DNA(DNA一般都有部分的降解) ,可运用 ________扩增出 DNA片段或完好的基因组DNA,而后将扩增出的DNA用适合的 ________切割成 DNA片段,利用电泳技术将这些片段按大小分开后,转移至尼龙滤膜上,而后将已标志的DNA 探针与膜上拥有________序列的 DNA片段杂交,用放射自显影即可获取DNA指纹图谱。
答案: PCR技术限制酶互补碱基【真题例证·体验】(2017 ·高考海南卷)DNA分子的稳固性与碱基对之间的氢键数目有关。
以下对于生物体内 DNA分子中 (A + T)/(G + C)与 (A + C)/(G + T) 两个比值的表达,正确的选项是() A.碱基序列不一样的双链DNA分子,后一比值不一样B.前一个比值越大,双链DNA分子的稳固性越高C.当两个比值同样时,可判断这个DNA分子是双链D.经半保存复制获取的DNA分子,后一比值等于1分析:选 D。
因为双链DNA分子中碱基 A 的数目等于T 的数目, G的数目等于C的数目,故(A + C)/(G + T) 为恒值 1,A 错误;碱基对 A 和 T含 2 个氢键, C 和 G含 3 个氢键, (G+ C)数目越多,氢键数越多,双链DNA分子的稳固性越高, B 错误; (A +T)/(G + C)与 (A + C)/(G +T) 两个比值相等,这个DNA分子可能是双链,也可能是单链, C 错误;经半保存复制获取的 DNA分子,是双链 DNA,故 (A+ C)/(G + T) = 1,D 正确。
第18讲DNA的结构、复制及基因的本质知识点题号1.DNA分子结构及特点1,2,32.DNA分子复制过程及特点4,53.基因的本质7,94.碱基互补配对原则和DNA分子复制有关的计算8,10,11,125.综合考查6,13,14,151.下列关于DNA双螺旋结构的叙述正确的是( B )A.DNA分子中核糖和磷酸交替连接成基本骨架B.两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对C.细菌DNA分子含有两个游离的磷酸基团D.DNA分子是由两条同向平行的核苷酸链盘旋而成解析:DNA分子中不含有核糖,而含有脱氧核糖;两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对;细菌拟核为环状DNA,没有游离的磷酸基团;DNA分子的两条链是反向平行的。
2.(2017·湖北枣阳一中开学摸底)如图为核苷酸链结构图,下列表述不正确的是( A )A.能构成一个完整核苷酸的是图中的a和bB.图中与每个五碳糖直接相连的碱基只有1个C.各核苷酸之间是通过化学键③连接起来的D.若该链为脱氧核苷酸链,从碱基组成上看,缺少的碱基是T解析:a中一分子的磷酸、一分子五碳糖、一分子的含氮碱基正好构成一个核苷酸,b中包含另一个核苷酸的磷酸;各核苷酸之间是通过③磷酸二酯键连接的;组成脱氧核苷酸的碱基有A、T、C、G四种。
3.同源染色体上的DNA分子之间最可能相同的是( A )A.碱基对的排列顺序B.磷酸二酯键的数目C.脱氧核苷酸的种类D.的比值解析:同源染色体上的DNA分子可能是相同的,也可能是不同的,如X、Y染色体,所以构成DNA 的脱氧核苷酸数目可能不同,连接两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键的数目也就可能不同,碱基对的排列顺序不同,DNA分子中A=T、C=G,但(A+T)/(C+G)在不同的DNA分子中可能不同,而构成DNA的脱氧核苷酸只有4种。
4.下列有关双链DNA复制的叙述中,正确的是( A )A.DNA分子复制主要发生于有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期B.复制过程遵循碱基互补配对原则,即A与U配对,G与C配对C.DNA分子复制过程是先完全解旋然后开始复制D.解旋在细胞核中进行,复制在细胞质中进行解析:DNA分子复制发生于细胞分裂过程中,如有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期;DNA复制是合成子代DNA分子,碱基互补配对原则是A与T配对,C与G配对;DNA复制主要发生在细胞核,边解旋边复制。
第18讲DNA的结构、复制与基因的本质测控导航表一、选择题1.下列关于DNA的叙述,正确的是( D )A.DNA的基本骨架由C、H、O、N、P等元素组成B.连接磷酸与五碳糖的化学键可在解旋酶的作用下断裂C.DNA的片段都有遗传效应,可控制生物的性状D.DNA的复制和转录可以在细胞质中进行解析:DNA的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接组成的,组成元素是C、H、O、P;解旋酶作用于氢键,不作用于连接磷酸与五碳糖的化学键;DNA中基因才有遗传效应;线粒体和叶绿体中的DNA的复制和转录都能在细胞质中进行。
2.下列关于DNA分子中碱基的说法,错误的是( D )A.每个基因都有特定的碱基排列顺序B.DNA复制必须遵循碱基互补配对原则C.遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中D.DNA分子的碱基数等于所有基因的碱基数之和解析:每个基因都有特定的碱基排列顺序;DNA复制必须遵循碱基互补配对原则;遗传信息蕴藏在基因的4种碱基的排列顺序中;基因是有遗传效应的DNA片段,所以DNA分子的碱基数大于所有基因的碱基数之和。
3.下列关于DNA的叙述正确的是( B )A.DNA转录的产物就是mRNAB.导致性状改变的基因突变不一定能遗传给子代C.某碱基在DNA单链中所占比例与在双链中所占比例相同D.某个含100个碱基对的特定基因其碱基对的排列方式有4100种解析:DNA转录的产物是RNA,mRNA是RNA中的一种;基因突变如果发生在体细胞中,一般不遗传给后代;一种碱基在单链中的比例一般与双链中的该比例不同;100个碱基对组成的DNA序列最多有4100种,含100个碱基对的特定基因的排列顺序是特定的。
4.(2018·北京期末)下列有关DNA分子的叙述,正确的是( D )A.一个含n个碱基的DNA分子,转录出的mRNA分子的碱基数量是n/2B.DNA分子的复制过程中需要tRNA从细胞质转运脱氧核苷酸C.双链DNA分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖通过氢键连接D.DNA分子互补配对的两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构解析:由于DNA分子存在基因间区以及基因中含有非编码序列,因此一个含n个碱基的DNA分子,转录出的mRNA分子的碱基数量小于n/2;tRNA的功能是转运氨基酸,DNA分子的复制过程中需要的原料为脱氧核苷酸;双链DNA分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖通过磷酸二酯键连接;DNA分子互补配对的两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
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课时跟踪检测(二十二) DNA分子的结构、复制与基因的本质一、选择题1.(2016·哈尔滨二模)下列有关DNA的说法,错误的是( )A.格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质B.1个DNA分子连续复制3次,子代中有2个DNA分子含有亲代链C.豌豆细胞中既有DNA也有RNA,但DNA是豌豆的遗传物质D.DNA分子一条链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”相连解析:选A 格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验证明了加热杀死的S型细菌中含有转化因子,艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验证明了DNA是转化因子.2.(2017·荆州月考)下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法,错误的是( ) A.在DNA分子结构中,与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸和一个碱基B.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C.一个基因含有许多个脱氧核苷酸,基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的D.染色体是DNA的主要载体,一条染色体上含有1个或2个DNA分子解析:选A 在DNA分子中,与脱氧核糖直接相连的一般是两个磷酸和一个碱基。
脱氧核苷酸的特定的排列顺序使基因具有特异性。
『高考一轮复习·讲练测』『分项解析·逐一击破』专题18 DNA的结构、复制及基因的本质1、最新考纲(1).DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)(2).DNA分子的复制(Ⅱ)(3).基因的概念(Ⅱ)2、最近考情2018·全国卷Ⅰ(2)生命观念DNA的结构决定其功能科学思维建立DNA分子双螺旋结构模型阐明DNA复制过程科学探究探究DNA的半保留复制考点一 DNA分子的结构及相关计算【生命观念】【基础知识梳理】1.DNA分子的双螺旋结构(1)DNA 分子由两条脱氧核苷酸链组成,这两条链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构。
(2)外侧:脱氧核糖和磷酸交替连接,构成基本骨架。
(3)内侧:两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。
碱基互补配对遵循以下原则:A 一定与T 配对,G 一定与C 配对。
2.DNA 分子的结构特性(1)多样性:具有n 个碱基对的DNA 具有4n种碱基对排列顺序。
(2)特异性:每种DNA 分子都有其特定的碱基排列顺序。
(3)稳定性:两条主链中磷酸与脱氧核糖交替连接的顺序不变,碱基配对方式不变等。
3.DNA 分子中的碱基数量的计算规律(1)在DNA 双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同,即A +G =T +C 。
(2)互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA 分子中都相同,即若在一条链中A +TG +C =m ,在互补链及整个DNA 分子中A +TG +C=m 。
(3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数,在整个DNA 分子中为1,即若在DNA 分子的一条链中A +G T +C =a ,则在其互补链中A +G T +C =1a ,而在整个DNA 分子中A +GT +C =1。
【核心考点突破】DNA 分子中碱基数量的计算规律DNA分子中碱基数量的计算规律(1)(2)(3)例题精讲:(2020·徐州模拟)下面关于DNA分子结构的叙述中,不正确的是( )A.每个双链DNA分子一般都含有4种脱氧核苷酸B.每个核糖上均连接着1个磷酸和1个碱基C.每个DNA分子的碱基数=磷酸数=脱氧核糖数D.双链DNA分子中的一段若含有40个胞嘧啶,就一定会同时含有40个鸟嘌呤【答案】 B【解析】DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸,每个DNA分子中通常都会含有4种脱氧核苷酸,A正确;在DNA分子中,一般情况下每个脱氧核糖上连接2个磷酸和1个碱基,B 错误;1分子脱氧核苷酸由1分子碱基、1分子磷酸和1分子脱氧核糖组成,因此DNA中碱基数=磷酸数=脱氧核糖数,C正确;在双链DNA分子中A=T,C=G,D正确。
生物学高考备考教案第六章 遗传的分子基础课时2 DNA 分子的结构、复制及基因的本质课标要求 核心考点 五年考情 核心素养对接1.概述DNA 分子是由四种脱氧核苷酸构成,通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构,碱基的排列顺序编码了遗传信息;2.制作DNA 分子双螺旋结构模型;3.概述DNA 分子通过半保留方式进行复制 DNA 的结构 2022:广东T12、浙江6月T13; 2021:北京T4、广东T5、辽宁T17; 2020:浙江7月T3 1.生命观念——结构与功能观:掌握DNA 分子作为遗传物质所具备的特征、DNA 的结构决定DNA 的功能。
2.科学思维——构建模型:建立DNA 分子双螺旋结构模型。
3.科学探究——实验设计与实验结果分析:验证DNA 分子的半保留复制方式DNA 的复制和基因的本质 2022:海南T11; 2021:山东T5、辽宁T4、全国卷甲T30(1) 、浙江6月T14; 2018:海南T15、浙江4月T22 命题分析预测 1.DNA 分子的结构和复制常结合基因突变和细胞分裂过程进行命题,主要考查DNA 的结构、碱基互补配对原则、DNA 复制的过程和特点。
基因的本质常与其他知识相结合进行命题,一般不单独命题。
题型既有选择题,又有非选择题。
2.预计2024年高考可能结合新情境、新名词等考查考生的科学思维和实验探究能力考点1 DNA的结构1.DNA双螺旋结构模型的构建2.DNA的结构(1)DNA是由两条单链组成的,这两条链按[4]反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
(2)DNA中的[5]脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;[6]碱基排列在内侧。
(3)两条链上的碱基通过[7]氢键连接成碱基对,并且碱基配对具有一定规律:[8]A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对,[9]G(鸟嘌呤)一定与C (胞嘧啶)配对。
[必修2 P50图3-8]DNA的一条单链具有两个末端,有游离的磷酸基团的一端称作5′−端,有羟基的一端称作3′−端,两条单链走向相反。
《DNA分子的结构》教学设计一、教学目标的确定关于该节内容,《生物课程标准》在 2.2“遗传的分子基础”中有一个具体的内容标准和两个活动建议分别如下:●(内容)概述DNA分子结构的主要特点;掌握DNA分子碱基的计算;●(活动)搜集DNA分子结构模型建立过程的资料,并进行讨论和交流;●(活动)制作DNA分子双螺旋结构模型;因此这节课的设计中,我打算以“沃森和克里克构建DNA模型的科学史”作为背景,以“构建DNA分子结构的实物模型”为线索,通过设置情境,引导学生扮演科学家,重走科学探究之路,自我发现并构建DNA的结构模型。
让学生展开充分的思考、讨论、合作,像沃森和克里克一样,默契配合,大胆尝试,充分利用各方面的信息,最终一步步揭开DNA结构的神秘面纱。
在这个过程中,学生会不断做出错误的假设,然后在证据面前通过自我判断,排除错误,筛选正确,层层推进。
我的工作主要是创设情境,抛出问题,提供信息。
学生的任务是思考讨论,大胆的尝试,分析信息,自我评价。
最后通过合作、交流既完成了对DNA 分子结构的认知,又构建了双螺旋的结构模型,还体验了科学探究的乐趣。
二、教学目标知识目标 1. 描述沃森和克里克构建DNA分子结构模型的过程;2.概述DNA分子结构的主要特点;3.掌握DNA分子碱基计算的规律;情感目标1. 认同科学研究中合作与交流的重要性;2. 体验探索发现的乐趣;能力目标1. 培养探究能力,训练提出假设及根据证据作出合理判断的能力;2. 通过例题总结碱基计算的规律;三、教学实施过程学情分析本节是高中生物人教版必修二《遗传与变异》模块中的第三章第二节《DNA分子的结构》。
学生前面已学习了孟德尔遗传定律和减数分裂的知识,了解了在有性生殖过程形成配子时,等位基因会随同源染色体的分开而分离,非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而自由组合。
但是,对染色体上的基因是什么,基因的本质,基因与DNA的关系并不了解。
第18课DNA的结构、复制和基因的本质►学业质量水平要求◄1.通过讨论分析DNA的结构和复制,形成结构与功能观。
(生命观念)2.通过构建DNA双螺旋结构模型,强化模型与建模。
(科学思维)3.通过DNA复制方式的探究,培养实验设计及结果分析的能力。
(科学探究)4.通过构建模型,了解现代遗传学的研究方法,形成科学态度和方法。
(社会责任)考点一DNA的结构及碱基计算1.DNA双螺旋结构模型的建立者及DNA的组成(1)DNA双螺旋结构模型构建者:沃森和克里克。
(2)图解DNA双螺旋结构。
①DNA由两条脱氧核苷酸链组成,这两条单链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
②外侧:DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接构成主链基本骨架。
③内侧:两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。
碱基互补配对遵循以下原则:A=T(两个氢键)、C≡G(三个氢键)。
2.DNA的结构特点(1)多样性:若DNA含有n个碱基对,则其可能有4n种碱基对排列顺序。
(2)特异性:每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。
(3)稳定性:两条单链磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变,碱基对配对方式不变等。
1.双链DNA中一条链上的磷酸和脱氧核糖是通过氢键连接的。
( ×) 2.分子大小相同,碱基含量相同的DNA所携带的遗传信息一定相同。
( ×) 3.双链DNA同时含有2个游离的磷酸基团,其中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数。
( √) 4.DNA一条链上的相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连。
( √) 【教材细节命题】(必修2 P50正文拓展)RNA的基本骨架、细胞膜的基本骨架、细胞骨架分别是由核糖和磷酸交替连接构成的核糖核苷酸链;磷脂双分子层;由蛋白质纤维组成的网架结构。
1.DNA的结构(1)DNA的双螺旋结构中各组分之间的关系。
(2)利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA的结构。
2.DNA分子中碱基数量的计算规律(1)若已知A1/单链=b%,因为双链碱基数是单链的2倍,所以A1/双链=b%/2。
第18讲DNA的结构、复制与基因的本质(限时:40分钟)知识点题号及难易度1.DNA分子结构及特点、DNA分子复制过程及特点1,4,6,12,132.基因的本质及与DNA分子复制有关的计算2,3,5(中),7(中),113.综合考查8(中),9(中),10(中),141.(2016河南南阳月考)1953年沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型,其重要意义在于( C )①发现了DNA如何存储遗传信息②确定了DNA是主要的遗传物质③发现了DNA分子中碱基含量的规律性④为DNA复制机理的阐明奠定基础A.①③B.②③C.①④D.③④解析:确定DNA是主要的遗传物质需要证明少数生物的遗传物质是RNA,DNA分子中碱基含量的规律性需要进行测定。
2.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 )A.噬菌体B.烟草花叶病毒C.大肠杆菌D.酵母菌和人解析:噬菌体为DNA病毒,只含DNA一种核酸,嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数一定相等。
烟草花叶病毒为RNA病毒,只含RNA一种核酸,RNA为单链,嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数不一定相等。
大肠杆菌、酵母菌、人都是细胞生物,含DNA和RNA两种核酸,嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数不一定相等。
3.已知DNA分子中,碱基对A与T之间形成2个氢键,C与G之间形成3个氢键;在一个双链DNA分子片段中有200个碱基对,其中A有90个。
因此在这个DNA片段中含有游离的磷酸基的数目和氢键的数目依次为( D ) A.200、400 B.44、510C.2、400D.2、510解析:一个DNA分子片段中含有游离磷酸基的数目为2个;由于DNA分子片段中有200个碱基对,其中A有90个,则T有90个,C和G各有110个,A与T之间的氢键为2×90=180(个),C与G之间的氢键为3×110=330(个),故该DNA分子片段中的氢键为180+330=510(个)。
高中生物教案:遗传的分子基础一、遗传的分子基础简介遗传是生物界广泛存在的一种现象,它决定了个体的性状、特征以及种群的遗传变异。
而遗传的分子基础主要在于基因和DNA分子的作用。
基因是生物体内负责遗传物质的单位,而DNA分子则是基因的主要组成部分,同时也是遗传信息的携带者。
了解遗传的分子基础,对于学习生物学、了解生物进化以及预测后代的遗传特征等方面都具有重要的意义。
二、 DNA的结构与功能DNA(脱氧核糖核酸)是生物体内负责储存遗传信息的重要分子。
它由四种碱基(腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶)组成的链状结构,并以双螺旋的形式存在。
DNA双链以氢键相互连接,两个链呈对称互补的关系,碱基之间的配对关系为腺嘌呤-胸腺嘧啶和鸟嘌呤-胞嘧啶。
这种碱基的配对规则保证了DNA复制时的准确性。
DNA具有两个重要的功能,一是储存遗传信息,即决定生物体的遗传特征。
遗传信息以特定的顺序编码在DNA分子中,通过基因转录和翻译过程将遗传信息转化为蛋白质,从而决定了生物体的形态和功能。
二是通过复制实现遗传信息的传递。
DNA分子能够通过复制过程自我复制,并将遗传信息传递给下一代细胞。
三、基因的表达与控制基因表达是指遗传信息从DNA转化为蛋白质的过程。
这一过程主要包括基因转录和翻译两个阶段。
在基因转录阶段,DNA双链的一条链作为模板,通过RNA 聚合酶的作用,合成mRNA(信使RNA)。
mRNA然后通过RNA剪接修饰并离开细胞核,进入细胞质,为下一步的翻译过程做好准备。
在基因翻译过程中,mRNA与核糖体结合,并依照密码子的配对规则,将氨基酸顺序逐步连接起来,形成蛋白质。
这一过程决定了蛋白质的氨基酸序列,进而决定了蛋白质的结构和功能。
基因的表达受到多种因素的调控。
其中主要的调控因子包括转录因子和启动子区域的结合情况。
转录因子是一类能够与DNA结合并影响基因转录过程的蛋白质。
通过结合到启动子区域,转录因子能够控制基因的转录速率,从而调节基因表达。
第18讲DNA的结构、复制及基因的本质1.下列关于DNA双螺旋结构的叙述正确的是( B )A.DNA分子中核糖和磷酸交替连接成基本骨架B.两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对C.细菌DNA分子含有两个游离的磷酸基团D.DNA分子是由两条同向平行的核苷酸链盘旋而成解析:DNA分子中不含有核糖,而含有脱氧核糖;两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对;细菌拟核为环状DNA,没有游离的磷酸基团;DNA分子的两条链是反向平行的。
2.(2017·湖北枣阳一中开学摸底)如图为核苷酸链结构图,下列表述不正确的是( A )A.能构成一个完整核苷酸的是图中的a和bB.图中与每个五碳糖直接相连的碱基只有1个C.各核苷酸之间是通过化学键③连接起来的D.若该链为脱氧核苷酸链,从碱基组成上看,缺少的碱基是T解析:a中一分子的磷酸、一分子五碳糖、一分子的含氮碱基正好构成一个核苷酸,b中包含另一个核苷酸的磷酸;各核苷酸之间是通过③磷酸二酯键连接的;组成脱氧核苷酸的碱基有A、T、C、G四种。
3.同源染色体上的DNA分子之间最可能相同的是( A )A.碱基对的排列顺序B.磷酸二酯键的数目C.脱氧核苷酸的种类D.的比值解析:同源染色体上的DNA分子可能是相同的,也可能是不同的,如X、Y染色体,所以构成DNA 的脱氧核苷酸数目可能不同,连接两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键的数目也就可能不同,碱基对的排列顺序不同,DNA分子中A=T、C=G,但(A+T)/(C+G)在不同的DNA分子中可能不同,而构成DNA的脱氧核苷酸只有4种。
4.下列有关双链DNA复制的叙述中,正确的是( A )A.DNA分子复制主要发生于有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期B.复制过程遵循碱基互补配对原则,即A与U配对,G与C配对C.DNA分子复制过程是先完全解旋然后开始复制D.解旋在细胞核中进行,复制在细胞质中进行解析:DNA分子复制发生于细胞分裂过程中,如有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期;DNA复制是合成子代DNA分子,碱基互补配对原则是A与T配对,C与G配对;DNA复制主要发生在细胞核,边解旋边复制。
5.(2016·天津和平区期末)DNA是以半保留方式进行复制的,如果放射性完全标记的1个双链DNA分子在无放射性标记的溶液中复制两次,所产生的4个DNA分子的特点是( A )A.部分DNA分子含有放射性B.全部DNA分子含有放射性C.所有分子的一条链含有放射性D.所有分子的两条链都没有放射性解析:1个两条链都用放射性完全标记的DNA分子在无放射性标记的溶液中复制两次,共产生22=4个DNA分子,根据DNA分子的半保留复制,在这4个DNA分子中有2个DNA分子的一条链有放射性标记、另一条链没有放射性标记,其余的2个DNA分子的2条链都没有放射性标记。
6.DNA熔解温度(Tm)是使DNA双螺旋结构解开一半时所需要的温度,不同种类DNA的Tm值不同,图甲表示DNA分子中G+C含量(G+C数占全部碱基的比例)与Tm的关系;图乙表示某生物b 基因正常复制出的一个子代DNA片段。
下列有关叙述不正确的是( D )A.据图甲,DNA分子的Tm值与G+C含量呈正相关B.两DNA分子Tm值相同,但G+C数量不一定相同C.复制时需要解旋酶和DNA聚合酶D.图乙中若A占全部碱基的20%,则该基因的碱基(G+C)/(A+T)的比值为1解析:分析图示,DNA分子的Tm值与G+C含量呈正相关;两DNA分子的Tm值相同,说明DNA分子中C+G所占的比例相同,但数量不一定相同;DNA分子中A=T,所以T=A=20%,C=G=30%,所以(G+C)/(A+T)=3/2。
7.(2017·黑龙江实验中学开学摸底)对一个基因的正确描述是( B )①基因是DNA分子特定的片段②它的分子结构是由四种氨基酸构成的③它是控制性状的结构单位和功能单位④基因都存在于染色体上A.①②B.①③C.③④D.①④解析:基因是有遗传效应的DNA片段,即DNA分子的特定片段;DNA的分子结构是由四种脱氧核苷酸构成的;基因通过控制蛋白质的合成控制生物性状,是控制性状的基本结构与功能单位;基因主要存在于染色体上,但原核细胞的拟核,真核细胞的线粒体、叶绿体中也有基因存在。
能力达标8.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( B )A.32.9%和17.1%B.31.3%和18.7%C.18.7%和31.3%D.17.1%和32.9%解析:由题中G+C=35.8%可推知,在整个DNA分子中及任意一条链中该比值都相等。
一条链中,可推知互补链中:T=31.3%,C=18.7%。
9.(2017·安徽六校联考)北大医学部的研究人员将小鼠第 8号染色体短臂上的一个长约30 kb的DNA片段进行了敲除,结果发现培育出的小鼠血中甘油三酯极高,具有动脉硬化的倾向,并可以遗传给后代。
该项研究最能说明( A )A.该DNA片段具有遗传效应B.控制甘油三酯合成的基因就位于第8号染色体上C.动脉硬化是由基因突变引起的D.小鼠血中的甘油三酯都是由这段DNA指导合成的解析:依题意,该DNA片段敲除后,小鼠血中甘油三酯极高,并能遗传给后代,说明该DNA片段是有遗传效应的基因;基因指导蛋白质的合成,但甘油三酯不是蛋白质,而是脂质;根据题意,不能得出动脉硬化是由基因突变引起的。
10.下列关于DNA分子的结构与复制的叙述中,正确的是( A )①含有a个腺嘌呤的DNA分子第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸2n-1×a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1/2nA.①②B.②③C.③④D.②④解析:含有a个腺嘌呤的DNA分子第n次复制后净增加了2n-1个DNA分子,每个DNA分子需要a个腺嘌呤脱氧核苷酸,所以第n次复制需要2n-1×a个腺嘌呤脱氧核苷酸;双链DNA分子中,若G+C占碱基总数的M%,因两条链中G+C的数目相等,则该DNA分子的每条链中G+C所占比例仍为M%;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次分裂时,细胞复制后的每条染色体中都有一条姐妹染色单体被32P标记,在有丝分裂后期,着丝点分开后,有一半DNA带有标记,两条姐妹染色单体分开后向两极运动是随机的,因此进入某一个子细胞的DNA不一定有一半带有标记;DNA双链被32P标记后,不管复制多少次,都只有2个DNA带有标记,所以复制n次,子代DNA中有标记的占2/2n。
11.(2017·江西南昌调研)用32P标记某精原细胞的DNA分子双链后在普通培养基上,经过一次有丝分裂后马上进行减数分裂,则由该精原细胞最终产生的精子中含有32P 标记的有( D )A.2个B.4个C.8个D.不能确定解析:该细胞经过一次有丝分裂后,形成的两个精原细胞中每条染色体均含32P,精原细胞进行减数分裂,复制得到的染色体中一条染色单体含32P ,一条染色单体不含32P,减数第二次分裂后期,形成的两个次级精母细胞中每条染色体的着丝点分裂,姐妹染色单体分离,形成的两条子染色体一条含32P,一条不含32P,两条染色体随机分到精细胞中,产生的精细胞中含32P标记的染色体最少有0个,最多每条染色体都被标记。
12.碱基类似物5溴尿嘧啶(5Bu)既能与碱基A配对,又可以与碱基G配对。
在含有5Bu、A、G、C、T五种物质的培养基中培养大肠杆菌,得到突变体大肠杆菌。
下列有关叙述错误的是( B )A.该培养基中大肠杆菌的基因突变频率明显提高B.发生突变的大肠杆菌DNA分子中共有6种碱基配对方式C.大肠杆菌在此培养基上至少繁殖3代,才能实现DNA分子某位点上碱基对从T—A到C—G 的替换D.很多位点发生T—A到C—G的替换后,DNA分子结构的稳定性增强解析:根据题干信息,碱基类似物5溴尿嘧啶(5Bu)既能与碱基A配对,又可以与碱基G配对,使得碱基对发生改变,则该培养基中基因突变频率明显提高;发生突变的大肠杆菌DNA分子中共有8种碱基配对方式,即5Bu↔A、5Bu↔G、A↔T、G↔C;5Bu可以与A配对,又可以与G 配对,复制一次A—5Bu、T—A,复制第二次时有5Bu—G,复制第三次时有C—G,所以至少需要经过3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;A—T 之间有2个氢键,C—G之间有3个氢键,则很多位点发生T—A到C—G的替换后,DNA分子结构的稳定性增强。
13.(2017·江西南昌摸底调研)在含四种游离的脱氧核苷酸、酶和ATP的条件下,分别以不同生物的DNA(双链)为模板,合成子代DNA。
回答下列问题:(1)分别以不同生物的DNA为模板合成的子代DNA之间,(A+C)∶(T + G)的比值(填“相同”或“不相同”),原因是。
(2)分别以不同生物的DNA为模板合成的子代DNA之间存在差异,这些差异是。
(3)在一个新合成的DNA中,(A+T)∶(C + G)的比值,与它的模板DNA任一单链的(填“相同”或“不相同”)。
(4)有人提出:“吃牛肉后人体内就可能出现牛的DNA”,你是否赞成这种观点(填“赞成”或“不赞成”),试从DNA合成的角度简要说明理由:。
解析:(1)由于双链DNA中,A=T、C=G,因此(A+C)与(T+G)的比值总是等于1。
(2)以不同生物的DNA为模板合成的各个新DNA之间存在差异的主要原因是碱基的数目和排列顺序不同。
(3)双链DNA分子中,A1=T2、T1=A2、C1=G2、G1=C2,所以每一条链上的(A+T)与(C+G)的比值相等。
(4)因为DNA进入人体消化道后,会被消化成小分子的脱氧核苷酸,然后作为合成DNA的原料,所以不可能以原来DNA的形式存在于人体细胞内。
答案:(1)相同所有DNA双链中,A与T的数目相同,C与G的数目相同(2)碱基(脱氧核苷酸)排列顺序不同(或碱基的数目和排列顺序不同) (3)相同(4)不赞成因为DNA进入人体消化道会被消化成脱氧核苷酸,然后再被细胞吸收,作为合成DNA的原料,而人体内的DNA 分子的序列取决于人体本身的DNA模板14.下图为真核生物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。