粵渝冀遼蘇皖閩鄂湘津京魯瓊專用2018-2019學年高中生物第3章基因的本質(zhì)微專題五基因本質(zhì)的相關題型突破課件新人教版必修2 .ppt

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1、微專題五 基因本質(zhì)的相關題型突破,第3章 基因的本質(zhì),[學習目標] 1.掌握DNA分子結構的相關計算。 2.掌握DNA分子復制過程中的相關計算。 3.了解同位素標記噬菌體的相關分析。,[核心素養(yǎng)] 1.理性思維——模型與建構：DNA分子結構與復制相關計算規(guī)律。 2.科學探究——分析與討論：同位素標記噬菌體相關問題分析。,,微型專題,內(nèi)容索引,,考題精選,微型專題,一、噬菌體侵染細菌實驗中上清液和沉淀物放射性分析,例1 有人試圖通過實驗來了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些過程。設計實驗如圖：,一段時間后，檢測子代H5N1病毒的放射性及S、P元素，下表對結果的預測中，最可能發(fā)生的是,√,答案,解

2、析,解析 病毒侵染細胞時，蛋白質(zhì)外殼留在外面，只有核酸注入細胞。由圖可知，病毒先在含32P的宿主細胞1中培養(yǎng)(其DNA被32P標記)，然后轉(zhuǎn)移到含35S的宿主細胞2中培養(yǎng)。病毒以自身的遺傳物質(zhì)為模板，利用宿主細胞的原料合成子代病毒的遺傳物質(zhì)和蛋白質(zhì)外殼，故子代病毒的核酸多數(shù)含31P，少數(shù)含32P，蛋白質(zhì)全部被35S標記。,1.32P噬菌體侵染大腸桿菌,2.35S噬菌體侵染大腸桿菌,變式1 下列關于“噬菌體侵染細菌的實驗”的敘述，正確的是 A.分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體 B.分別用35S和32P標記的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌，進行長時間 的保溫培養(yǎng)

3、C.用35S標記噬菌體的侵染實驗中，沉淀物存在少量放射性可能是攪拌 不充分所致 D.32P、35S標記的噬菌體侵染實驗分別說明DNA是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不 是遺傳物質(zhì),√,答案,解析,解析 噬菌體營寄生生活，不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng)，需用含放射性的大腸桿菌培養(yǎng)才能使噬菌體帶上放射性標記，A項錯誤； 實驗中保溫時間不能過長，若保溫時間太長則可能使一些含32P的子代噬菌體釋放出來，離心后存在于上清液中，導致上清液中檢測到32P，B項錯誤； 35S標記的是噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，理論上應存在于上清液中，但可能會因攪拌不充分，使部分噬菌體仍吸附在細菌表面而存在于沉淀物中，C項正確； 本實驗可說明DNA是遺傳物質(zhì)

4、，因為缺少蛋白質(zhì)進入細菌細胞的對照實驗，不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，D項錯誤。,二、DNA分子結構的計算,例2 已知某雙鏈DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的34%，其一條鏈中的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32%和18%，則在它的互補鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的 A.34%和16% B.34%和18% C.16%和34% D.32%和18%,√,答案,解析,解析 設該DNA分子的兩條鏈分別為1鏈和2鏈，雙鏈DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的34%，則A＋T占66%，又因為雙鏈DNA分子中，互補配對的兩種堿基之和占整個DNA分子比例和每條鏈中的比例相同，因此A1＋T1＝66%，G

5、1＋C1＝34%，又因為T1與C1分別占該鏈堿基總數(shù)的32%和18%，則A1＝66%－32%＝34%，G1＝34%－18%＝16%。根據(jù)DNA分子的堿基互補配對關系可知，T2＝A1＝34%，C2＝G1＝16%。,1.堿基互補配對原則是核酸中堿基數(shù)量計算的基礎 根據(jù)堿基互補配對原則可推知以下多條用于堿基計算的規(guī)律。,2.堿基比例與雙鏈DNA分子的共性及特異性 (1)共性：不因生物種類的不同而不同,3.進行堿基計算要注意的三點 (1)單位是“對”還是“個”，這方面往往帶來數(shù)據(jù)成倍的錯誤。 (2)注意提供的數(shù)據(jù)是DNA雙鏈還是DNA的一條單鏈。 (3)解題時最好畫一下簡圖，比較直觀，減少因為思路不清

6、引起的錯誤。,變式2 DNA的一條單鏈中 ＝0.4。上述比值在其互補單鏈和整個DNA分子中分別為 A.0.4、0.6 B.2.5、1.0 C.0.4、0.4 D.0.6、1.0,答案,解析,√,三、DNA復制的有關計算,例2 某DNA分子含m對堿基，其中腺嘌呤有A個。下列有關此DNA在連續(xù)復制時所需的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)目的敘述中，錯誤的是 A.在第一次復制時，需要(m－A)個 B.在第二次復制時，需要2(m－A)個 C.在第n次復制時，需要2n－1(m－A)個 D.在n次復制過程中，總共需要2n(m－A)個,√,答案,解析,解析 DNA復制n次是指DNA連續(xù)復制了n次，產(chǎn)生的子代DNA

7、分子為2n個，形成的脫氧核苷酸鏈有2n＋1條。第n次復制是指DNA已復制了n－1次，產(chǎn)生的子代DNA分子繼續(xù)進行第n次復制。兩種復制情況下所需的脫氧核苷酸的數(shù)目是不同的。在計算DNA分子在第n次復制過程中所需含某種堿基的脫氧核苷酸數(shù)目時，要先計算出復制n次所需要的該種脫氧核苷酸數(shù)，再減去(n－1)次復制過程中所需要的該種脫氧核苷酸數(shù)。該DNA分子含胞嘧啶數(shù)目為(m－A)個，復制n次需胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)目為(m－A)(2n－1)個。,DNA分子的復制為半保留復制，一個DNA分子復制n次，則有：,(1)DNA分子數(shù) ①子代DNA分子數(shù)＝2n個。 ②含有親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)＝2個。 ③不含

8、親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)＝(2n－2)個。,(2)脫氧核苷酸鏈數(shù) ①子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2n＋1條。 ②親代脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2條。 ③新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)＝(2n＋1－2)條。 (3)消耗的脫氧核苷酸數(shù) ①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經(jīng)過n次復制需要消耗該脫氧核苷酸數(shù)為m(2n－1)個 。 ②第n次復制需該脫氧核苷酸數(shù)＝m2n－1個。,變式3 某一個DNA分子中，A為200個，復制數(shù)次后，消耗周圍環(huán)境中含A的脫氧核苷酸3 000個，該DNA分子已經(jīng)復制了幾次 A.4次 B.3次 C.5次 D.6次,答案,解析,√,解析 利用DNA復制規(guī)律得知，經(jīng)過n次復制利用

9、腺嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目3 000＝(2n－1)200，得n＝4。,考題精選,1.(2018濟寧高一檢測)某DNA分子中A＋T占整個DNA分子堿基總數(shù)的44%，其中一條鏈(a)上的G占該鏈堿基總數(shù)的21%，那么，對應的另一條互補鏈(b)上的G占DNA分子堿基總數(shù)的比例是 A.35% B.29% C.28% D.17.5%,答案,解析,1,2,3,4,5,√,解析 已知該DNA分子中A＋T占整個DNA分子堿基總數(shù)的比例為44%，根據(jù)堿基互補配對原則可知，A＝T＝22%，則G＝C＝28%。又已知一條鏈(a)上的G占該鏈堿基總數(shù)的21%，即G1＝21%，則該鏈上C1＝35%，互補鏈(b)上G2＝G1＝3

10、5%，則G2占雙鏈堿基總數(shù)的比例為 ＝17.5%。,6,2.(2018成都診斷)將洋蔥根尖細胞在含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)液中完成一個細胞周期，然后在不含放射性標記的培養(yǎng)液中繼續(xù)完成一個細胞周期。下列敘述正確的是 A.第一個細胞周期中，細胞內(nèi)放射性迅速升高的時期是分裂前期 B.第一個細胞周期結束后，每個子細胞中都有一半的染色體被標記 C.第二個細胞周期的分裂中期，每條染色體中僅有一條染色單體被標記 D.完成兩個細胞周期后，每個子細胞中含3H標記的染色體數(shù)目相同,答案,解析,1,2,3,4,5,√,6,1,2,3,4,5,解析 含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸是DNA復制的原料，第一個

11、細胞周期中，細胞內(nèi)放射性迅速升高是由于DNA分子復制，發(fā)生在分裂間期，A項錯誤； 由于DNA分子復制是半保留復制，形成的子代DNA分子中一條是原來的母鏈，一條是新合成的子鏈，第一個細胞周期結束后，每個子細胞中所有的染色體都被標記，B項錯誤； 第二個細胞周期中，在不含放射性標記的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，間期染色體復制，一條染色體上的兩條染色單體只有一條有放射性，第二個細胞周期的分裂中期，每條染色體中僅有一條染色單體被標記，C項正確； 第二次分裂的后期，含3H標記的染色體與不含3H標記的染色體隨機向兩極移動，每個子細胞中含3H標記的染色體數(shù)目不一定相同，D項錯誤。,6,3.(2018湖南教改共同體高一期中)

12、如果把人的精原細胞核中的46個DNA分子用15N標記，此細胞在不含標記的環(huán)境中依次經(jīng)過1次有絲分裂和1次減數(shù)分裂，則下列相關描述正確的是 A.在有絲分裂的后期，含有放射性的染色體有92條 B.在減數(shù)第一次分裂后期，一個初級精母細胞中含有放射性的DNA有92個 C.在減數(shù)第二次分裂中期，一個次級精母細胞中含放射性的DNA是46個 D.形成的8個精細胞中，含有放射性的細胞最少占25%,答案,解析,1,2,3,4,5,√,6,解析 精原細胞中每個DNA都有15N，根據(jù)半保留復制可知，有絲分裂后期產(chǎn)生的92個DNA分子都有15N，A正確； 經(jīng)過有絲分裂產(chǎn)生的子細胞中，每個DNA都有放射性，但每個DNA

13、只有一條鏈有放射性，因此減數(shù)第一次分裂后期，形成的46條染色體都有放射性，其中46個DNA有放射性，另外46個DNA沒有，B錯誤； 減數(shù)第二次分裂一個次級精母細胞中含有放射性的DNA只有23個，C錯誤；,1,2,3,4,5,6,4.(2018江西臨川一中期中)一個雙鏈均被32P標記的DNA由5 000個堿基對組成，其中腺嘌呤占20%，將其置于只含31P的環(huán)境中復制3次。下列敘述不正確的是 A.該DNA分子中含有氫鍵的數(shù)目為13 000 B.復制過程需要21 000個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸 C.子代DNA分子中含31P與含32P的分子數(shù)之比為3∶1 D.子代DNA分子中含31P的單鏈與含32P的

14、單鏈之比為7∶1,答案,解析,1,2,3,4,5,√,6,解析 由題意知，該DNA分子含有5 000個堿基對，A占20%，因此A＝T＝10 00020%＝2 000，C＝G＝3 000，則該DNA分子中含有氫鍵的數(shù)目＝2 0002＋3 0003＝13 000，A正確； DNA分子復制3次形成了8個DNA分子，其中有7個DNA分子需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸，所以復制過程需要的游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)目＝73 000＝21 000，B正確； 子代DNA分子中含32P的DNA分子只有兩個，含31P的分子數(shù)是8個，則子代中含31P的DNA分子數(shù)與含32P的DNA分子數(shù)之比為4∶1，C錯誤； 由題意知，

15、含有32P標記的DNA單鏈是2條，含有31P的單鏈是28－2＝14條，因此子代DNA分子中含31P的單鏈與含32P的單鏈之比為7∶1，D正確。,1,2,3,4,5,6,解析,5.(2016課標Ⅰ，29)在有關DNA分子的研究中，常用32P來標記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個磷酸基團所處的位置(A－Pα～Pβ～Pγ或dA－Pα～Pβ～Pγ)?；卮鹣铝袉栴}： (1)某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉(zhuǎn)移到DNA末端上，同時產(chǎn)生ADP。若要用該酶把32P標記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團應在ATP的_____(填“α”“β”或“γ”)位上。,1,2,3,4

16、,5,解析 ATP水解生成ADP的過程中，斷裂的是遠離腺苷A的那個高能磷酸鍵即β位和γ位之間的高能磷酸鍵，即γ位磷酸基團轉(zhuǎn)移到DNA末端。要將32P標記到DNA上，帶有32P的磷酸基團應在γ位上。,γ,答案,6,解析,(2)若用帶有32P的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團應在dATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。,1,2,3,4,5,答案,解析 dATP脫去β位和γ位的磷酸基團后為腺嘌呤脫氧核糖核苷酸，即DNA的基本組成單位之一，用dATP為原料合成DNA時，要將32P標記到新合成的DNA上，則32P應在α位。,α

17、,6,解析,(3)將一個某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進行標記，并使其感染大腸桿菌，在不含有32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個)并釋放，則其中含有32P的噬菌體所占比例為 ，原因是___________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________。,1,2,3,4,5,答案,一個含有32P標記的噬菌體雙鏈DNA分子經(jīng)半保

18、留復制后，標記的兩條單鏈只能分配到兩個噬菌體的雙鏈DNA分子中，因此在得到的n個噬菌體中只有2個帶有標記,6,1,2,3,4,5,解析 由于DNA分子復制為半保留復制，故噬菌體雙鏈DNA的復制過程中，被32P標記的兩條單鏈始終被保留，并分別存在于兩個子代DNA分子中。另外，新合成DNA過程中，原料無32P標記，所以n個子代DNA分子中有且只有2個含有32P標記。,6,6.DNA分子雙螺旋結構模型提出之后，人們又去探究DNA是如何傳遞遺傳信息的。當時推測可能有如圖A所示的三種方式。1958年，Meslson和Stahl用密度梯度離心的方法，追蹤由15N標記的DNA親代鏈的去向，實驗過程是：在氮源

19、為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N－DNA(對照)，在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA均為15N－DNA(親代)，將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代(子代Ⅰ和子代Ⅱ)后離心得到如圖B所示的結果。請依據(jù)上述材料回答下列問題：,1,2,3,4,5,,6,解析,(1)如果與對照相比，子代Ⅰ離心后能分出輕和重兩條密度帶，則說明DNA傳遞遺傳信息的方式是__________。如果子代Ⅰ離心后只有1條中密度帶，則可以排除DNA傳遞遺傳信息的方式是__________。如果子代Ⅰ離心后只有1條中密度帶，再繼續(xù)做子代Ⅱ的DNA密度鑒定： ①若子代Ⅱ離心后

20、能分出中、輕兩條密度帶，則可以確定DNA傳遞遺傳信息的方式是____________。,答案,全保留復制,全保留復制,半保留復制,1,2,3,4,5,6,解析 由題意可知，如果子代Ⅰ離心后能分出輕和重兩條密度帶，可得出是全保留復制。如果子代Ⅰ離心后只有1條中密度帶，肯定不可能是全保留復制，可能是半保留復制或分散復制。子代Ⅱ為第二次復制的產(chǎn)物，若是半保留復制會有 中和 輕密度帶；若是全保留復制會有 重和 輕密度帶。若子代Ⅱ能分出輕、中密度帶，可推知為半保留復制方式；若沒有中、輕密度帶之分，則可能為分散復制。,1,2,3,4,5,6,②若子代Ⅱ離心后不能分出中、輕兩條密度帶，則可以確定DNA傳遞遺傳信息的方式是__________。,,分散復制,答案,1,2,3,4,5,6,(2)他們觀測的實驗數(shù)據(jù)如下： 梯度離心DNA浮力密度(g/mL)表,,答案,分析實驗數(shù)據(jù)可知：實驗結果與當初推測的DNA三種可能復制方式中的____________方式相吻合。,半保留復制,1,2,3,4,5,6,解析,1,2,3,4,5,6,