新课标2023版高考生物一轮总复习第六单元基因的本质和表达第2讲DNA的结构复制和基因的概念课件

整合大概念1．沃森和克里克提出腺嘌呤的量等于胸腺嘧啶的量，鸟嘌呤的量等于胞嘧啶的量。

()2．在DNA双螺旋结构中，DNA中的核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。

()3．复制开始时，在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开。

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)4．DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链。

(

)5．DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。

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)6．遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。

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)××√√√√系统学习(一)

DNA的结构和基因的本质(固基点)

主干知识·记准理清(一)DNA结构模型的建立者及DNA的组成1．DNA双螺旋模型构建者______________。2．图解DNA双螺旋结构沃森和克里克(1)DNA是由两条单链组成的，这两条链按_________方式盘旋成双螺旋结构。DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作5′-端，另一端有一个羟基(—OH)，称作3′-端。DNA的两条单链走向_____，一条单链从5′-端到3′-端，另一条单链从3′-端到5′-端。(2)DNA中的_______________交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；____排列在内侧。(3)两条链上的碱基通过_____连接成碱基对，并且碱基配对具有一定规律：A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对，G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作_____________原则。反向平行相反脱氧核糖和磷酸碱基氢键碱基互补配对(二)DNA结构特点多样性若DNA含有n个碱基对，则其可能有4n种碱基排列顺序特异性每个DNA分子都有特定的_________________稳定性两条主链上______________交替排列的顺序不变，____________不变等碱基排列顺序磷酸与脱氧核糖碱基配对方式(三)染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系———————■链教材资料·发展科学思维■————————1．(必修2P50图3­-8分析)脱氧核糖中的1′-C是指与____相连的碳，5′-C是指与________相连的碳。从图中看出DNA两条链反向平行的依据是从双链的一端起始，________________________________________________________________。2．(必修2P51“探究·实践”讨论T1)DNA只含有4种脱氧核苷酸，它为什么能够储存足够量的遗传信息？提示：DNA虽然只含有4种脱氧核苷酸，但是碱基的排列顺序却是千变万化的，使DNA储存了大量的遗传信息。碱基磷酸基团一条单链是从5′-端到3′-端的，另一条单链则是从3′-端到5′-端的

题点考法·练全练通考法(一)考查DNA分子的结构及特点1．如图为DNA分子结构示意图，下列对该图的叙述正确的是

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)A．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架B．④是构成DNA的基本组成单位，名称是胞嘧啶脱氧核苷酸C．DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息D．⑤⑥分别代表A、G，一条脱氧核苷酸单链上的相邻两个碱基之间通过⑨连接解析：DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，即①②相间排列在外侧，构成基本骨架，A错误；脱氧核苷酸中，磷酸基团连接在脱氧核糖的5′-碳原子上，图中所示的④并非为一个脱氧核苷酸，标记为①的磷酸基团属于上方的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，B错误；⑤⑥分别代表A、G，一条脱氧核苷酸单链上的两个相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连，两条脱氧核苷酸链之间的互补碱基通过⑨氢键相连，D错误。答案：C

2．(2022·重庆模拟)查哥夫对多种生物DNA做了碱基定量分析，发现(A＋T)/(C＋G)的比值如表。结合所学知识，可得出的结论是

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)A.猪的DNA结构比大肠杆菌的DNA结构更稳定一些B．小麦和鼠的DNA所携带的遗传信息相同C．小麦DNA中(A＋T)的数量是鼠DNA中(C＋G)数量的1.21倍D．同一生物不同组织的DNA碱基组成相同DNA来源大肠杆菌小麦鼠猪肝猪胸腺猪脾(A＋T)/(C＋G)1.011.211.211.431.431.43解析：大肠杆菌DNA中(A＋T)/(C＋G)的比值小于猪的，说明大肠杆菌DNA所含C—G碱基对的比例较高，而C—G碱基对含3个氢键，因此大肠杆菌的DNA结构稳定性高于猪的，A错误；虽然小麦和鼠的DNA中(A＋T)/(C＋G)比值相同，但不代表二者的碱基序列与数目相同，B、C错误；同一生物的不同组织所含DNA的碱基序列是相同的，因此DNA碱基组成也相同，D正确。答案：D

[归纳拓展]

DNA结构的两种关系和两种化学键考法(二)考查与DNA分子相关的计算3．下列有关双链DNA分子的叙述，正确的是

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)A．若DNA分子一条链中的碱基A所占比例为a，则另一条链的碱基C所占比例为1/(2－a)B．如果一条链上(A＋T)∶(G＋C)＝m，则另一条链上该比值也为mC．如果一条链上的A∶T∶G∶C＝2∶2∶3∶3，则另一条链上该比值为3∶3∶2∶2D．由50个碱基对组成的DNA分子片段中至少含有氢键的数量为150个解析：若DNA分子一条链中的碱基A所占比例为a，据此无法计算出另一条链的碱基C所占比例，A错误；如果一条链上的A∶T∶G∶C＝2∶2∶3∶3，则另一条链上该比值为2∶2∶3∶3，C错误；由50个碱基对组成的DNA分子片段中至少含有氢键的数量为50×2＝100(个)，最多含有氢键的数量为50×3＝150(个)，D错误。答案：B

4．某DNA分子含有1000个碱基对，其中A的含量为30%，α链中G的含量为30%，下列与该DNA分子有关的叙述正确的是

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)A．该DNA分子中含有的氢键数为2.4×103个B．该DNA分子的两条单链中(A＋C)/(T＋G)的值一定相等C．该DNA分子的α链中碱基A所占的比例在0～40%范围内D．由于碱基互补配对，DNA分子中C与G的和一定占50%

解析：该DNA分子中A＝T＝2000×30%＝600，G＝C＝2000×20%＝400，A—T之间有2个氢键，C—G之间有3个氢键，所以该DNA分子中氢键数为600×2＋400×3＝2400(个)，A正确；DNA分子中，A与T数量相等，C与G数量相等，(A＋C)/(T＋G)＝1，而两条单链中该值互为倒数，B错误；该DNA分子中A的含量为30%，则T的含量也为30%，α链中A＋T的含量与DNA分子中A＋T的含量相等，都为60%，若α链不含A，则该链中A的含量为0，若该DNA分子中的碱基A都在α链中，则该链中A的含量为60%，所以该链中碱基A的比例在0～60%范围内，C错误；由于碱基互补配对，DNA分子中A＋C和T＋G一定占50%，该DNA分子中G＋C占40%，D错误。答案：A

[规律方法]

DNA分子中碱基数量的计算规律系统学习(二)

DNA的复制及相关计算(释疑点)

基础知识·全面掌握1．DNA半保留复制的实验证据(1)实验技术方法：____________技术。(2)科学研究方法：___________法。(3)结论：DNA的复制是以_______方式进行的。2．DNA的复制(1)概念：以__________为模板合成_________的过程。(2)发生时期：在真核生物中，这一过程是在__________前的间期，随着染色体的复制而完成的。同位素标记假说—演绎半保留亲代DNA子代DNA细胞分裂(3)过程(4)场所：真核生物在_______、线粒体和叶绿体；原核生物在_____和细胞质。(5)结果：一个DNA分子形成了两个_________的DNA分子。(6)特点：_____________；________复制。(7)意义：DNA通过复制，将__________从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了__________的连续性。细胞核拟核完全相同边解旋边复制半保留遗传信息遗传信息

重难盲点·讲练疏通———————微点释解(一)概括DNA复制的五个问题———————复制的场所主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、叶绿体、细胞质基质(如质粒)中也可进行DNA复制外界条件对DNA复制的影响在DNA复制的过程中，需要酶的催化和ATP供能，凡是影响酶活性和影响细胞呼吸的因素，都会影响DNA的复制复制方式半保留复制。新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链(模板链)过程特点边解旋边复制；多点解旋和复制DNA复制的准确性(1)一般情况下，DNA分子能准确地进行复制。原因是DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行；(2)特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可能造成碱基配对发生差错，引发基因突变[典例1]

(2022·池州期末)复制叉是复制时双链打开，分成两股，各自作为模板，子链沿模板延长所形成的Y字形结构(如图)，复制叉从复制起始点开始沿着DNA链有序移动。DNA甲基化会引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式发生改变。下列叙述正确的是

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)A．解旋酶使DNA双链完全打开后再进行复制B．DNA聚合酶发挥作用需要母链提供合成模板C．DNA以两条链为模板进行复制可提高复制速率D．甲基化修饰DNA链不会影响复制叉的有序移动[解析]

DNA分子的复制特点是边解旋边复制，解旋酶能使DNA两条螺旋的双链逐步打开，A错误；多起点双向复制可以提高复制的速率，而以两条链为模板进行复制是半保留的复制方式，不会提高复制速率，C错误；由于DNA甲基化会引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式发生改变，故甲基化修饰DNA链会直接停顿复制叉，D错误。[答案]

B[易错点拨]明确DNA复制、“剪切”与“水解”中的四种酶[对点练习]1．研究发现DNA复制需要多种蛋白质和酶参与，其中Rep蛋白可以将DNA双链解旋，单链结合蛋白可以和解旋的DNA单链结合，并随着子链的延伸而与DNA单链分离。下列叙述正确的是

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)A．Rep蛋白能使A与C、T与G之间的氢键断裂B．低温处理DNA分子也可以使DNA双链解旋C．DNA复制具有边解旋边复制和半保留复制的特点D．单链结合蛋白与DNA单链结合不利于DNA新链的形成解析：根据Rep蛋白的功能可推断出，Rep蛋白应为解旋酶，该酶能破坏氢键，但碱基之间互补配对原则是A与T配对，C与G配对，即Rep蛋白可破坏A与T、C与G之间形成的氢键，A错误；高温处理DNA分子能使DNA双链解旋，B错误；单链结合蛋白与DNA单链结合，可防止单链之间重新螺旋化，对DNA新链的形成有利，D错误。答案：C

2．下图为DNA分子的复制方式模式图，图中“→”表示复制方向。下列叙述错误的是

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)A．由图可知，DNA分子复制为单向复制B．除图示酶外，DNA分子复制还需DNA聚合酶等C．DNA分子复制时，子链的延伸方向是相同的D．解旋含G—C碱基对较多区域时，消耗的能量相对较多解析：由图可知，DNA分子复制为双向复制，A错误；图示解旋酶打开双链间的氢键，使双链DNA解开，需要消耗ATP，DNA复制过程中，还需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接到DNA片段上，再将片段连成完整的子链需要DNA连接酶，B正确；DNA分子的两条链是反向平行的，而复制的时候只能从5′­端向3′­端延伸，所以两条子链合成方向相反，但延伸方向是相同的，C正确；G—C含有3个氢键，A—T含有2个氢键，故解旋含G—C碱基对较多区域时，消耗的能量相对较多，D正确。答案：A

———微点释解(二)“图解法”分析DNA复制相关计算———2．DNA复制过程中消耗的脱氧核苷酸数(1)若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·(2n－1)个。(2)第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·2n－1个。[典例2]

(2022·泰安月考)一个双链均被32P标记的DNA由5000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1.3×104B．复制过程需要2.1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸C．含有放射性的子代DNA分子的两条链都有放射性D．子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1∶3[解析]

该DNA分子含有5000个碱基对，A占20%，因此A＝T＝10000×20%＝2000，DNA中A＝T＝2000，C＝G＝3000，A、T碱基对之间的氢键是2个，G、C碱基对之间的氢键是3个，因此该DNA分子中含有氢键的数目为2000×2＋3000×3＝1.3×104，A正确；复制过程需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为3000×(8－1)＝2.1×104(个)，B正确；根据DNA半保留复制的特点，含有放射性的子代DNA分子中只有一条链有放射性，C错误；根据半保留复制可知，被32P标记的DNA分子是2个，含有31P的是8个，只含有31P的是8－2＝6(个)，因此子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1∶3，D正确。[答案]

C[易错点拨]

DNA复制相关计算的四个易错点(1)复制次数：“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别：前者包括所有的复制，但后者只包括最后一次复制。(2)碱基数目：注意碱基的数目单位是“对”还是“个”。(3)复制模板：在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。(4)关键词语：看清是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。

[对点练习]3.(2022·江门高三月考)某DNA分子片段中共含有3000个碱基，其中腺嘌呤占35%。现将该DNA分子片段用15N同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到图甲结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到图乙结果。下列有关分析正确的是

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)A．X层与Y层中DNA分子质量比大于1∶3B．Y层中含15N标记的鸟嘌呤有3600个C．第二次复制结束时，含14N的DNA分子占1/2D．W层与Z层的核苷酸数之比是4∶1解析：据题干分析可知，X层为2个含有14N和15N的DNA分子，Y层为6个只含15N的DNA分子，因此X层与Y层中DNA分子质量比小于1∶3