粤渝冀辽苏皖闽鄂湘津京鲁琼专用2018-2019学年高中生物第3章基因的本质微专题五基因本质的相关题型突破课件新人教版必修2 .ppt

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1、微专题五 基因本质的相关题型突破,第3章 基因的本质,学习目标 1.掌握DNA分子结构的相关计算。 2.掌握DNA分子复制过程中的相关计算。 3.了解同位素标记噬菌体的相关分析。,核心素养 1.理性思维模型与建构：DNA分子结构与复制相关计算规律。 2.科学探究分析与讨论：同位素标记噬菌体相关问题分析。,微型专题,内容索引,考题精选,微型专题,一、噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析,例1 有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些过程。设计实验如图：,一段时间后，检测子代H5N1病毒的放射性及S、P元素，下表对结果的预测中，最可能发生的是,答案,解析,解析 病毒侵染细胞时

2、，蛋白质外壳留在外面，只有核酸注入细胞。由图可知，病毒先在含32P的宿主细胞1中培养(其DNA被32P标记)，然后转移到含35S的宿主细胞2中培养。病毒以自身的遗传物质为模板，利用宿主细胞的原料合成子代病毒的遗传物质和蛋白质外壳，故子代病毒的核酸多数含31P，少数含32P，蛋白质全部被35S标记。,1.32P噬菌体侵染大肠杆菌,2.35S噬菌体侵染大肠杆菌,变式1 下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是 A.分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体 B.分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间 的保温培养 C.用35S标记噬菌体的侵

3、染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌 不充分所致 D.32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不 是遗传物质,答案,解析,解析 噬菌体营寄生生活，不能用培养基直接培养，需用含放射性的大肠杆菌培养才能使噬菌体带上放射性标记，A项错误； 实验中保温时间不能过长，若保温时间太长则可能使一些含32P的子代噬菌体释放出来，离心后存在于上清液中，导致上清液中检测到32P，B项错误； 35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，理论上应存在于上清液中，但可能会因搅拌不充分，使部分噬菌体仍吸附在细菌表面而存在于沉淀物中，C项正确； 本实验可说明DNA是遗传物质，因为缺少蛋白质进入细菌细胞的

4、对照实验，不能证明蛋白质不是遗传物质，D项错误。,二、DNA分子结构的计算,例2 已知某双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的 A.34%和16% B.34%和18% C.16%和34% D.32%和18%,答案,解析,解析 设该DNA分子的两条链分别为1链和2链，双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，则AT占66%，又因为双链DNA分子中，互补配对的两种碱基之和占整个DNA分子比例和每条链中的比例相同，因此A1T166%，G1C134%，又因为T1与C1分别占该链碱基

5、总数的32%和18%，则A166%32%34%，G134%18%16%。根据DNA分子的碱基互补配对关系可知，T2A134%，C2G116%。,1.碱基互补配对原则是核酸中碱基数量计算的基础 根据碱基互补配对原则可推知以下多条用于碱基计算的规律。,2.碱基比例与双链DNA分子的共性及特异性 (1)共性：不因生物种类的不同而不同,3.进行碱基计算要注意的三点 (1)单位是“对”还是“个”，这方面往往带来数据成倍的错误。 (2)注意提供的数据是DNA双链还是DNA的一条单链。 (3)解题时最好画一下简图，比较直观，减少因为思路不清引起的错误。,变式2 DNA的一条单链中 0.4。上述比值在其互补单

6、链和整个DNA分子中分别为 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复制的有关计算,例2 某DNA分子含m对碱基，其中腺嘌呤有A个。下列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述中，错误的是 A.在第一次复制时，需要(mA)个 B.在第二次复制时，需要2(mA)个 C.在第n次复制时，需要2n1(mA)个 D.在n次复制过程中，总共需要2n(mA)个,答案,解析,解析 DNA复制n次是指DNA连续复制了n次，产生的子代DNA分子为2n个，形成的脱氧核苷酸链有2n1条。第n次复制是指DNA已复制了n1次，产生的子代DNA

7、分子继续进行第n次复制。两种复制情况下所需的脱氧核苷酸的数目是不同的。在计算DNA分子在第n次复制过程中所需含某种碱基的脱氧核苷酸数目时，要先计算出复制n次所需要的该种脱氧核苷酸数，再减去(n1)次复制过程中所需要的该种脱氧核苷酸数。该DNA分子含胞嘧啶数目为(mA)个，复制n次需胞嘧啶脱氧核苷酸数目为(mA)(2n1)个。,DNA分子的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，则有：,(1)DNA分子数 子代DNA分子数2n个。 含有亲代DNA链的子代DNA分子数2个。 不含亲代DNA链的子代DNA分子数(2n2)个。,(2)脱氧核苷酸链数 子代DNA分子中脱氧核苷酸链数2n1条。 亲代脱氧

8、核苷酸链数2条。 新合成的脱氧核苷酸链数(2n12)条。 (3)消耗的脱氧核苷酸数 若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m(2n1)个 。 第n次复制需该脱氧核苷酸数m2n1个。,变式3 某一个DNA分子中，A为200个，复制数次后，消耗周围环境中含A的脱氧核苷酸3 000个，该DNA分子已经复制了几次 A.4次 B.3次 C.5次 D.6次,答案,解析,解析 利用DNA复制规律得知，经过n次复制利用腺嘌呤脱氧核苷酸数目3 000(2n1)200，得n4。,考题精选,1.(2018济宁高一检测)某DNA分子中AT占整个DNA分子碱基总数的44%，其中一

9、条链(a)上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链(b)上的G占DNA分子碱基总数的比例是 A.35% B.29% C.28% D.17.5%,答案,解析,1,2,3,4,5,解析 已知该DNA分子中AT占整个DNA分子碱基总数的比例为44%，根据碱基互补配对原则可知，AT22%，则GC28%。又已知一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%，即G121%，则该链上C135%，互补链(b)上G2G135%，则G2占双链碱基总数的比例为 17.5%。,6,2.(2018成都诊断)将洋葱根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养液中继续

10、完成一个细胞周期。下列叙述正确的是 A.第一个细胞周期中，细胞内放射性迅速升高的时期是分裂前期 B.第一个细胞周期结束后，每个子细胞中都有一半的染色体被标记 C.第二个细胞周期的分裂中期，每条染色体中仅有一条染色单体被标记 D.完成两个细胞周期后，每个子细胞中含3H标记的染色体数目相同,答案,解析,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,解析 含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸是DNA复制的原料，第一个细胞周期中，细胞内放射性迅速升高是由于DNA分子复制，发生在分裂间期，A项错误； 由于DNA分子复制是半保留复制，形成的子代DNA分子中一条是原来的母链，一条是新合成的子链，第一个细胞周期结束后

11、，每个子细胞中所有的染色体都被标记，B项错误； 第二个细胞周期中，在不含放射性标记的培养液中培养，间期染色体复制，一条染色体上的两条染色单体只有一条有放射性，第二个细胞周期的分裂中期，每条染色体中仅有一条染色单体被标记，C项正确； 第二次分裂的后期，含3H标记的染色体与不含3H标记的染色体随机向两极移动，每个子细胞中含3H标记的染色体数目不一定相同，D项错误。,6,3.(2018湖南教改共同体高一期中)如果把人的精原细胞核中的46个DNA分子用15N标记，此细胞在不含标记的环境中依次经过1次有丝分裂和1次减数分裂，则下列相关描述正确的是 A.在有丝分裂的后期，含有放射性的染色体有92条 B.在

12、减数第一次分裂后期，一个初级精母细胞中含有放射性的DNA有92个 C.在减数第二次分裂中期，一个次级精母细胞中含放射性的DNA是46个 D.形成的8个精细胞中，含有放射性的细胞最少占25%,答案,解析,1,2,3,4,5,6,解析 精原细胞中每个DNA都有15N，根据半保留复制可知，有丝分裂后期产生的92个DNA分子都有15N，A正确； 经过有丝分裂产生的子细胞中，每个DNA都有放射性，但每个DNA只有一条链有放射性，因此减数第一次分裂后期，形成的46条染色体都有放射性，其中46个DNA有放射性，另外46个DNA没有，B错误； 减数第二次分裂一个次级精母细胞中含有放射性的DNA只有23个，C错

13、误；,1,2,3,4,5,6,4.(2018江西临川一中期中)一个双链均被32P标记的DNA由5 000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13 000 B.复制过程需要21 000个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 C.子代DNA分子中含31P与含32P的分子数之比为31 D.子代DNA分子中含31P的单链与含32P的单链之比为71,答案,解析,1,2,3,4,5,6,解析 由题意知，该DNA分子含有5 000个碱基对，A占20%，因此AT10 00020%2 000，CG3 000，则该DNA分子中含有氢键的数目

14、2 00023 000313 000，A正确； DNA分子复制3次形成了8个DNA分子，其中有7个DNA分子需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸，所以复制过程需要的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数目73 00021 000，B正确； 子代DNA分子中含32P的DNA分子只有两个，含31P的分子数是8个，则子代中含31P的DNA分子数与含32P的DNA分子数之比为41，C错误； 由题意知，含有32P标记的DNA单链是2条，含有31P的单链是28214条，因此子代DNA分子中含31P的单链与含32P的单链之比为71，D正确。,1,2,3,4,5,6,解析,5.(2016课标，29)在有关DNA分子的研究中，常用32

15、P来标记DNA分子。用、和表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(APPP或dAPPP)。回答下列问题： (1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的_(填“”“”或“”)位上。,1,2,3,4,5,解析 ATP水解生成ADP的过程中，断裂的是远离腺苷A的那个高能磷酸键即位和位之间的高能磷酸键，即位磷酸基团转移到DNA末端。要将32P标记到DNA上，带有32P的磷酸基团应在位上。,答案,6,解析,(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合

16、成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的_(填“”“”或“”)位上。,1,2,3,4,5,答案,解析 dATP脱去位和位的磷酸基团后为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，即DNA的基本组成单位之一，用dATP为原料合成DNA时，要将32P标记到新合成的DNA上，则32P应在位。,6,解析,(3)将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为 ，原因是_ _。,1,2,3,4,5,答案,一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制

17、后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记,6,1,2,3,4,5,解析 由于DNA分子复制为半保留复制，故噬菌体双链DNA的复制过程中，被32P标记的两条单链始终被保留，并分别存在于两个子代DNA分子中。另外，新合成DNA过程中，原料无32P标记，所以n个子代DNA分子中有且只有2个含有32P标记。,6,6.DNA分子双螺旋结构模型提出之后，人们又去探究DNA是如何传递遗传信息的。当时推测可能有如图A所示的三种方式。1958年，Meslson和Stahl用密度梯度离心的方法，追踪由15N标记的DNA亲代链的去向，实验过程是：在氮源为14

18、N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(子代和子代)后离心得到如图B所示的结果。请依据上述材料回答下列问题：,1,2,3,4,5,6,解析,(1)如果与对照相比，子代离心后能分出轻和重两条密度带，则说明DNA传递遗传信息的方式是_。如果子代离心后只有1条中密度带，则可以排除DNA传递遗传信息的方式是_。如果子代离心后只有1条中密度带，再继续做子代的DNA密度鉴定： 若子代离心后能分出中、轻两条密度带，则可以确定DNA传递遗传信息的方式是_。

19、,答案,全保留复制,全保留复制,半保留复制,1,2,3,4,5,6,解析 由题意可知，如果子代离心后能分出轻和重两条密度带，可得出是全保留复制。如果子代离心后只有1条中密度带，肯定不可能是全保留复制，可能是半保留复制或分散复制。子代为第二次复制的产物，若是半保留复制会有 中和 轻密度带；若是全保留复制会有 重和 轻密度带。若子代能分出轻、中密度带，可推知为半保留复制方式；若没有中、轻密度带之分，则可能为分散复制。,1,2,3,4,5,6,若子代离心后不能分出中、轻两条密度带，则可以确定DNA传递遗传信息的方式是_。,分散复制,答案,1,2,3,4,5,6,(2)他们观测的实验数据如下： 梯度离心DNA浮力密度(g/mL)表,答案,分析实验数据可知：实验结果与当初推测的DNA三种可能复制方式中的_方式相吻合。,半保留复制,1,2,3,4,5,6,解析,1,2,3,4,5,6,