高三生物一輪復習課件第20講DNA分子的結構、復制與基因的本質(zhì)

第六單元

遺傳的分子基礎

第20講

DNA分子的結構、復制與基因的本質(zhì)

考情分析考點由高考知核心知識點預測DNA分子的結構、復制與基因的本質(zhì)考點一：DNA分子的結構（3年9考，全國卷3年0考）（2024·湖北）DNA分子結構（2024·湖南）DNA分子結構（2022·重慶）DNA分子結構（2022·河北）DNA分子結構（2022·浙江）DNA分子結構（2022·廣東）DNA分子結構（2024·浙江）DNA分子的復制（2023·山東）DNA分子的復制（2022·海南）DNA分子的復制題型：選擇題、解答題內(nèi)容：本專題知識難度較低、較高的兩級分化，要求基礎要扎實?？疾閷W生對相關實驗的整體性的認識,或結合一些情景信息或表格信息設置題目，考查學生的應變能力、獲取信息和綜合分析能力?？键c二：DNA分子的復制（3年16考，全國卷3年1考）考點三：基因通常是有遺傳效應的DNA片段（3年3考，全國卷3年0考）1.概述DNA由四種脫氧核苷酸構成，通常由兩條堿基互補配對的反向平行長鏈形成雙螺旋結構，堿基的排列順序編碼了遺傳信息2.概述DNA通過半保留方式進行復制3.概述多數(shù)生物的基因是DNA的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上課標要求1.DNA雙螺旋結構：DNA雙螺旋結構的特點？2.什么是遺傳信息？DNA的多樣性、DNA的特異性？生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎是什么？3.DNA復制有關計算：通過模型（畫圖）分析一個DNA復制n次，子代DNA的總數(shù)？含15N的DNA數(shù)量？只含15N的DNA數(shù)量？含14N的DNA數(shù)量？只含14N的DNA數(shù)量？

子代DNA脫氧核苷酸鏈數(shù)？15N的鏈數(shù)？14N的鏈數(shù)？4.DNA復制：時間？場所？過程？結果？特點?方式？DNA準確復制的原因？DNA準確復制的意義？解旋酶、DNA聚合酶作用？基因與DNA的關系？

自主梳理課本（必修二）3.3-3.4

考點一

DNA分子的結構知識點一、DNA結構模型的構建1.模型構建者1953年，美國生物學家沃森和英國物理學家克里克。2.模型構建過程DNA是以4種

為單位連接而成的長鏈,這4種脫氧核苷酸分別含有

4種堿基脫氧核苷酸A、T、G、C威爾金斯和富蘭克林獲得了DNAX射線的衍射圖譜雙螺旋和三螺旋結構模型構建模型1否定(堿基位于螺旋的外部,骨架在內(nèi)部)雙螺旋結構模型(磷酸—脫氧核糖骨架在外部,堿基在內(nèi)部，且相同堿基進行配對)構建模型2否定查哥夫提出DNA分子堿基數(shù)量關系:

。A=T,G=C雙螺旋結構模型(A與T配對,G與C配對,DNA分子穩(wěn)定)構建模型3

基本單位：

考點一

DNA分子的結構知識點二、DNA（脫氧核糖核酸）的結構5種基本元素：C、H、O、N、P4種脫氧核苷酸3種小分子：一分子磷酸、一分子脫氧核糖、一分子含氮堿基脫氧核糖含氮堿基磷酸1’2’3’4’5’A腺嘌呤G鳥嘌呤C胞嘧啶T胸腺嘧啶熱門考點1：DNA的水解產(chǎn)物？徹底水解產(chǎn)物？（含氮堿基不同）DNA初步水解產(chǎn)物是脫氧核糖(4種)DNA徹底水解產(chǎn)物是磷酸(1種)、脫氧核糖(1種)、堿基(4種)。

考點一

DNA分子的結構知識點二、DNA（脫氧核糖核酸）的結構ACG1’2’3’4’5’2條鏈（一般）：TCG磷酸和脫氧核糖交替連接排列在外側(cè)—構成基本骨架堿基排列在內(nèi)側(cè)，通過氫鍵相連構成堿基對，遵循堿基互補配對原則

堿基對的比例越高，DNA分子越穩(wěn)定磷酸二酯鍵氫鍵

考點一

DNA分子的結構知識點二、DNA（脫氧核糖核酸）的結構2條鏈（一般）：反向平行ACG1’2’3’4’5’TCG磷酸二酯鍵氫鍵5’端OH3’端【教材隱性知識】DNA的一條單鏈具有兩個末端，一端有一個游離的磷酸基團，稱作5′－端；另一端有一個羥基(—OH)，稱作3′－端；兩條單鏈走向相反3’端5’端

考點一

DNA分子的結構知識點二、DNA（脫氧核糖核酸）的結構2條鏈（一般）：反向平行ACG1’2’3’4’5’TCG磷酸二酯鍵氫鍵5’端OH3’端3’端5’端每個DNA分子片段中，有幾個游離的磷酸基團？2個一個磷酸基團可以連接幾個脫氧核糖？1個或2個

考點一

DNA分子的結構知識點二、DNA（脫氧核糖核酸）的結構2條鏈（一般）：反向平行ACG1’2’3’4’5’TCG磷酸二酯鍵氫鍵5’端OH3’端3’端5’端一條鏈上的堿基如何連接？通過脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖相連接兩條鏈之間的堿基如何連接？通過氫鍵相連

考點一

DNA分子的結構知識點四、巧解DNA分子中有關堿基比例計算——“三步曲”1.一個DNA分子有1000個堿基對，其中A=240個，該DNA分子中含有___個氫鍵。2.某生物細胞DNA分子的堿基中，腺嘌呤的分子數(shù)占18%，那么鳥嘌呤的分子數(shù)占_______。3.某DNA中A+T占整個DNA堿基總數(shù)的44%，其中一條鏈上的G占該鏈堿基總數(shù)的21%，那么，對應的另一條互補鏈上的G占該鏈堿基總數(shù)的比例是____4.DNA的一個單鏈中（A+T）/（G+C）=0.4,上述比例在其互補單鏈和整個DNA分子中分別是_____、_____。5.DNA的一個單鏈中（A+C）/（G+T）=0.4,上述比例在其互補單鏈和整個DNA分子中分別是_____、_____。

考點二

DNA的復制知識點一、DNA半保留復制的實驗證據(jù)①全保留復制：新復制出的分子直接形成，完全沒有舊的部分；②半保留復制：形成的分子一半是新的，一半是舊的；③彌散復制：新復制的分子中新舊都有，但分配是隨機組合的復制一次復制一次復制一次1.對DNA分子復制的猜測

考點二

DNA的復制知識點一、DNA半保留復制的實驗證據(jù)1.對DNA分子復制的猜測如何驗證這個假說呢？關鍵思路是？關鍵思路：通過實驗區(qū)分親代和子代的DNA問題1：DNA是肉眼看不可見的，如何做區(qū)分親代和子代的DNA呢？梅塞爾森斯塔爾1958年同位素標記技術大腸桿菌（繁殖快，20min一代）

考點二

DNA的復制知識點一、DNA半保留復制的實驗證據(jù)2.實驗者:美國生物學家__________和__________。3.研究方法:4.實驗材料:5.實驗技術:6.實驗原理:梅塞爾森斯塔爾假說—演繹法大腸桿菌同位素標記法和密度梯度離心法含15N的雙鏈DNA密度大，含14N的雙鏈DNA密度小，一條鏈含14N、一條鏈含15N的雙鏈DNA密度居中。輕帶中帶重帶

考點二

DNA的復制知識點一、DNA半保留復制的實驗證據(jù)7.DNA復制方式的探究:如果子代Ⅰ只有一條中密度帶：如果子代Ⅰ只有一條中密度帶，再繼續(xù)做子代ⅡDNA密度鑒定若子代Ⅱ可以分出一條中密度帶和一條輕密度帶，則可以排除分散復制，同時肯定半保留復制；如果子代Ⅱ不能分出中、輕密度兩條帶，則排除半保留復制，同時確定為彌散復制。則可以排除全保留復制，但不能肯定是半保留復制或分散復制。

考點二

DNA的復制知識點一、DNA半保留復制的實驗證據(jù)8.實驗驗證及結果:實驗結果與半保留推理結果相同。得出結論:DNA復制方式為半保留復制。(5)只含14N

的分子_______個將含有15N標記的DNA分子（親代）放到含14N的培養(yǎng)液中連續(xù)復制n次15N15N15N14N親代復制1次15141415復制2次1514141414141415

復制3次15141414141414151414141414141414......復制n次(1)共有DNA分子

個2n(2)含15N

的分子____個2(4)含14N

的分子_____個2n(3)只含15N

的分子___個2n-201.分子數(shù)目計算：

考點二

DNA的復制知識點二、DNA半保留復制相關計算問題

考點二

DNA的復制知識點二、DNA半保留復制相關計算問題將含有15N標記的DNA分子（親代）放到含14N的培養(yǎng)液中連續(xù)復制n次15N15N15N14N親代復制1次15141415復制2次1514141414141415

復制3次15141414141414151414141414141414......復制n次(1)脫氧核苷酸鏈共

條2n+1(2)含15N

的鏈_______條2（3）含14N

的鏈__________條2n+1-22.脫氧核苷酸鏈數(shù)計算：15N15N15N14N親代復制1次15141415復制2次1514141414141415

復制3次15141414141414151414141414141414......復制n次第1次復制需要腺嘌呤m個3.堿基個數(shù)計算：假設在親代DNA中含有腺嘌呤m個第2次復制需要腺嘌呤2m個第3次復制需要腺嘌呤4m個第n次復制需要腺嘌呤m×2n-1

個復制n次共需要腺嘌呤

個m×(2n-1)1→2n新合成的DNA分子共2n-1

考點二

DNA的復制知識點二、DNA半保留復制相關計算問題【特別提示】“DNA復制”相關題目的4點“注意”(1)注意“DNA復制了n次”和“第n次復制”的區(qū)別，前者包括所有的復制，但后者只包括第n次的復制。(2)注意堿基的單位是“對”還是“個”。(3)切記在DNA復制過程中，無論復制了幾次，含有親代脫氧核苷酸單鏈的DNA分子都只有兩個。(4)看清試題中問的是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”，“含”還是“只含”等關鍵詞，以免掉進陷阱。

考點二

DNA的復制知識點三、DNA復制的過程概念場所時期條件DNA的復制是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。主要是在細胞核(次要在線粒體、葉綠體)細胞分裂（有絲分裂或減數(shù)分裂）前的間期DNA的復制模板原料酶能量親代DNA分子中的兩條母鏈以細胞中游離的4種脫氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶等ATP等

考點二

DNA的復制知識點三、DNA復制的過程特點精確復制的原因意義

方向結果①半保留復制；②邊解旋邊復制；（1）DNA分子獨特的雙螺旋結構，為復制提供了精確的模板；（2）堿基互補配對原則，保證了復制能夠準確地進行。將遺傳信息從親代傳給子代，從而保持遺傳信息的連續(xù)性。一個DNA分子形成兩個完全相同的DNA分子從子鏈的5'端向3'端延伸DNA復制的過程

考點三

基因通常是有遺傳效應的DNA片段知識點一、基因本質(zhì)1.基因是通常是有遺傳效應的DNA片段。理解：（1）基因通常是DNA的片段（2）基因是有遺傳效應的片段2.有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，對于這些病毒而言，基因就是有遺傳效應的RNA片段。能編碼蛋白質(zhì)

考點三

基因通常是有遺傳效應的DNA片段知識點二、不同生物的基因組測序（?？键c）生物種類人類果蠅水稻玉米體細胞染色體數(shù)染色體組成基因組測序染色體數(shù)原因44＋XY44＋XX6＋XY6＋XX242024(22常＋X、Y)5(3常＋X、Y)1210X、Y染色體非同源區(qū)段基因不同雌雄同株，無性染色體22對常染色體+1對性染色體3對常染色體+1對性染色體12對常染色體10對常染色體

考點三

基因通常是有遺傳效應的DNA片段知識點三、基因與染色體、DNA、脫氧核苷酸的關系染色體DNA是主要的

。蛋白質(zhì)DNA基因脫氧核苷酸每個DNA分子含有

個基因基因通常是有

的DNA片段（本質(zhì)）基因在染色體上呈

?；蚴?/p>

的基本單位染色體是DNA的

。（DNA的載體還有

和

等）每條染色體含有

個DNA分子每個基因含有

個脫氧核苷酸脫氧核苷酸（堿基）的

代表遺傳信息。主要載體線粒體葉綠體1個或2遺傳物質(zhì)多遺傳效應線性排列決定生物性狀許多個排列順序

高考真題演練

1.（2024·湖北·高考真題）模擬實驗是根據(jù)相似性原理，用模型來替代研究對象的實驗。比如“性狀分離比的模擬實驗”（實驗一）中用小桶甲和乙分別代表植物的雌雄生殖器官，用不同顏色的彩球代表D、d雌雄配子；“建立減數(shù)分裂中染色體變化的模型”模擬實驗（實驗二）中可用橡皮泥制作染色體模型，細繩代表紡錘絲；DNA分子的重組模擬實驗（實驗三）中可利用剪刀、訂書釘和寫有DNA序列的紙條等模擬DNA分子重組的過程。下列實驗中模擬正確的是（

）A．實驗一中可用綠豆和黃豆代替不同顏色的彩球分別模擬D和d配子B．實驗二中牽拉細繩使橡皮泥分開，可模擬紡錘絲牽引使著絲粒分裂C．實驗三中用訂書釘將兩個紙條片段連接，可模擬核苷酸之間形成磷酸二酯鍵D．向?qū)嶒炓煌皟?nèi)添加代表另一對等位基因的彩球可模擬兩對等位基因的自由組合實驗一中小球的大小、質(zhì)地應該相同，使抓摸時手感一樣，以避免人為誤差，而綠豆和黃豆的大小、手感不同實驗二中牽拉細繩使橡皮泥分開，可模擬紡錘絲牽引姐妹染色單體分離形成染色體，而著絲粒的分裂不是紡錘絲牽引的，是酶在起作用向?qū)嶒炓煌皟?nèi)添加代表另一對等位基因的彩球可模擬雌雄配子的自由組合

高考真題演練2.（2024·河北·高考真題）某病毒具有蛋白質(zhì)外殼，其遺傳物質(zhì)的堿基含量如表所示，下列敘述正確的是（

）堿基種類ACGTU含量（％）31.220.828.0020.0A．該病毒復制合成的互補鏈中G＋C含量為51.2％B．病毒的遺傳物質(zhì)可能會引起宿主DNA變異C．病毒增殖需要的蛋白質(zhì)在自身核糖體合成D．病毒基因的遺傳符合分離定律由表可知，該病毒為RNA病毒，根據(jù)堿基互補配對原則可知，該病毒復制合成的互補鏈中G＋C含量與原RNA含量一致，為48.8％逆轉(zhuǎn)錄病毒經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄得到的DNA可能整合到宿主細胞的DNA上，引起宿主DNA變異病毒增殖需要的蛋白質(zhì)在宿主細胞的核糖體上合成必需是進行有性生殖的真核生物的細胞核基因遺傳才遵循基因的分離定律，病毒基因的遺傳不符合分離定律

高考真題演練

3.（2024·浙江·高考真題）大腸桿菌在含有3H-脫氧核苷培養(yǎng)液中培養(yǎng)，3H-脫氧核苷摻入到新合成的DNA鏈中，經(jīng)特殊方法顯色，可觀察到雙鏈都摻入3H-脫氧核苷的DNA區(qū)段顯深色，僅單鏈摻入的顯淺色，未摻入的不顯色。摻入培養(yǎng)中，大腸桿菌擬核DNA第2次復制時，局部示意圖如圖。DNA雙鏈區(qū)段①、②、③對應的顯色情況可能是（

）A．深色、淺色、淺色 B．淺色、深色、淺色C．淺色、淺色、深色 D．深色、淺色、深色大腸桿菌在含有3H-脫氧核苷培養(yǎng)液中培養(yǎng)，DNA的復制方式為半保留復制，大腸桿菌擬核DNA第1次復制后產(chǎn)生的子代DNA的兩條鏈一條被3H標記，另一條未被標記，大腸桿菌擬核DNA第2次復制時，以兩條鏈中一條被3H標記，另一條未被標記的DNA分子為模板，結合題干顯色情況，DNA雙鏈區(qū)段①為淺色，②中兩條鏈均含有3H顯深色，③中一條鏈含有3H一條鏈不含3H顯淺色，ACD錯誤，B正確

高考真題演練

4.（2023·山東·高考真題）將一個雙鏈DNA分子的一端固定于載玻片上，置于含有熒光標記的脫氧核苷酸的體系中進行復制。甲、乙和丙分別為復制過程中3個時間點的圖像，①和②表示新合成的單鏈，①的5'端指向解旋方向，丙為復制結束時的圖像。該DNA復制過程中可觀察到單鏈延伸暫?，F(xiàn)象，但延伸進行時2條鏈延伸速率相等。已知復制過程中嚴格遵守堿基互補配對原則，下列說法錯誤的是（

）A．據(jù)圖分析，①和②延伸時均存在暫停現(xiàn)象B．甲時①中A、T之和與②中A、T之和可能相等C．丙時①中A、T之和與②中A、T之和一定相等D．②延伸方向為5'端至3'端，其模板鏈3'端指向解旋方向據(jù)圖分析，圖甲時新合成的單鏈①比②短，圖乙時①比②長，因此可以說明①和②延伸時均存在暫停現(xiàn)象①和②兩條鏈中堿基是互補的，圖甲時新合成的單鏈①比②短，但②中多出的部分可能不含有A、T，因此①中A、T之和與②中A、T之和可能相等①和②兩條鏈中堿基是互補的，丙為復制結束時的圖像，新合成的單鏈①與②等長，圖丙時①中A、T之和與②中A、T之和一定相等①和②兩條單鏈由一個雙鏈DNA分子復制而來，其中一條母鏈合成子鏈時①的5'端指向解旋方向，那么另一條母鏈合成子鏈時②延伸方向為5'端至3'端，其模板鏈5'端指向解旋方向題后悟道·歸納有關DNA結構的5點提醒1）DNA中并不是所有的脫氧核糖都連著兩個磷酸基團，兩條鏈各有一個脫氧核糖連著一個磷酸基團。2）雙鏈DNA中A與T分子數(shù)相等，G與C分子數(shù)相等，但A＋T的量不一定等于G＋C的量。3）DNA中，當（A＋G）/（T＋C）＝1時，可能是雙鏈DNA，也可能是單鏈DNA。4）并非所有的DNA分子均具“雙鏈”，有的DNA分子為單鏈。5）DNA的特異性是由堿基的排列順序決定的，而不是由配對方式?jīng)Q定的，配對方式只有四種：A—T、C—G、T—A、G—C。

高考真題演練

5.（2022·重慶·高考真題）下列發(fā)現(xiàn)中，以DNA雙螺旋結構模型為理論基礎的是（

）