2024-2025学年高考生物一轮复习专题18DNA的结构复制及基因的本质知识点讲解含解析

专题18DNA的结构、复制及基因的本质讲考纲考情讲考纲考情最新考纲（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2024·全国卷Ⅰ(2)讲核心素养讲核心素养生命观念 DNA的结构确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的半保留复制构思维导图构思维导图核心突破例题精讲核心突破例题精讲考点一DNA分子的结构及相关计算【生命观念】【基础学问梳理】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回旋成双螺旋结构。(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肯定与T配对，G肯定与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种碱基对排列依次。(2)特异性：每种DNA分子都有其特定的碱基排列依次。(3)稳定性：两条主链中磷酸与脱氧核糖交替连接的依次不变，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随意一条链及整个DNA分子中都相同，即若在一条链中eq\f(A＋T,G＋C)＝m，在互补链及整个DNA分子中eq\f(A＋T,G＋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eq\f(A＋G,T＋C)＝a，则在其互补链中eq\f(A＋G,T＋C)＝eq\f(1,a)，而在整个DNA分子中eq\f(A＋G,T＋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：(2024·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，就肯定会同时含有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，一般状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。变式训练：(2024·济南调研)已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链中的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()A.32.9%，17.1% B.31.3%，18.7%C.18.7%，31.3% D.17.1%，32.9%【答案】B【解析】配对的碱基之和在一条链中与在整个DNA分子中的比例是相同的，因此，一条链中A、T、C、G的比例分别为31.3%、32.9%、17.1%和18.7%，依据碱基互补配对原则，它的互补链中T、C的比例分别为31.3%、18.7%。考点二DNA分子的复制及基因的概念【科学思维】【基础学问梳理】1．DNA分子的复制(1)(2)试验证据①试验方法：同位素示踪技术和离心技术。②试验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。③试验假设：DNA以半保留的方式复制。④试验预期：离心后应出现3条DNA带。重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA；中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA；轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。⑤试验过程⑥过程分析马上取出，提取DNA→离心→全部重带。繁殖一代后取出，提取DNA→离心→全部中带。繁殖两代后取出，提取DNA→离心→eq\f(1,2)轻带、eq\f(1,2)中带。⑦试验结论：DNA的复制是以半保留方式进行的。(3)复制过程①概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。②时间：细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。③图解④场所：真核生物在细胞核、线粒体和叶绿体；原核生物在拟核和细胞质。⑤特点：边解旋边复制。⑥方式：半保留复制。⑦结果：形成两个完全相同的DNA分子。⑧意义：DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。⑨保障：DNA分子具有独特的双螺旋结构，为复制供应了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够精确地进行。2．基因与DNA的关系【核心考点突破】“图解法”分析DNA复制相关计算(1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培育基中连续复制n次，则：①子代DNA共2n个eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(含15N的DNA分子：2个,只含15N的DNA分子：0个,含14N的DNA分子：2n个,只含14N的DNA分子：2n－2个))②脱氧核苷酸链共2n＋1条eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(含15N的脱氧核苷酸链：2条,含14N的脱氧核苷酸链：2n＋1－2条))(2)DNA分子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次复制须要消耗该种脱氧核苷酸数为m·(2n－1)。②第n次复制须要消耗该种脱氧核苷酸数为m·2n－1。例题精讲(2024·武汉调研)正常状况下，DNA分子在细胞内复制时，双螺旋解开后会产生一段单链区，DNA结合蛋白(SSB)能很快地与单链结合，防止解旋的单链重新配对，而使DNA呈伸展状态，SSB在复制过程中可以重复利用，下列有关推理合理的是()A.SSB是一种解开DNA双螺旋的解旋酶B.SSB与单链的结合将不利于DNA复制C.SSB与DNA单链既可结合也可分开D.SSB与单链的结合遵循碱基互补配对原则【答案】C【解析】依据题干中“双螺旋解开后会产生一段单链区，DNA结合蛋白(SSB)能很快地与单链结合”，说明SSB不是一种解开DNA双螺旋的解旋酶，A错误；SSB与单链的结合有利于DNA复制，B错误；SSB与DNA单链既可结合也可分开，C正确；SSB是一种DNA结合蛋白，故与单链的结合不遵循碱基互补配对原则，D错误。变式训练：(2024·安徽合肥高三调研)如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有5000对碱基，A＋T占碱基总数的34%，若该DNA分子在含14N的培育基中连续复制2次，下列叙述正确的是()A．复制时作用于③处的酶为DNA聚合酶B．DNA分子复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9900个C．④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸D．子代中含15N的DNA分子占eq\f(1,2)【答案】B【解析】复制时作用于③处的酶为DNA解旋酶，A错误；由题意知，DNA分子中A＋T占碱基总数的34%，则C＋G占66%，DNA分子中G＝C＝5000×2×66%÷2＝3300(个)，该DNA分子复制2次增加3个DNA分子，须要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸