2025届高三生物一轮复习课件：第28讲DNA的结构、复制及基因的本质

DNA的结构、复制及基因的本质第28讲考点一DNA的结构及相关计算基础·精细梳理DNA的中文名称：脱氧核糖核酸DNA的基本组成单位：脱氧核糖核苷酸（脱氧核苷酸）1分子脱氧核苷酸=1分子

+1分子

+1分子

。含氮碱基脱氧核糖磷酸A腺嘌呤G鸟嘌呤C胞嘧啶T胸腺嘧啶OPCH2

OHOOHHOHHHHH含氮碱基

考点一DNA的结构及相关计算基础·精细梳理A脱氧核糖G脱氧核糖T脱氧核糖C脱氧核糖腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸这4种脱氧核苷酸是如何连接形成DNA的呢？DNA的结构具有什么特点呢？基础·精细梳理典例·精心深研考点一DNA的结构及相关计算考点一DNA的结构及相关计算基础·精细梳理1.DNA双螺旋结构模型的构建沃森和克里克

脱氧核苷酸TG考点一DNA的结构及相关计算基础·精细梳理2.DNA的结构C、H、O、N、P脱氧核苷酸考点一DNA的结构及相关计算基础·精细梳理2.DNA的结构磷酸脱氧核糖碱基A与T配对G与C配对考点一DNA的结构及相关计算基础·精细梳理（1）一个双链DNA分子片段中有几个游离的磷酸基团？2个，分别位于DNA分子的两端。RNA分子?1个（因为DNA为裸露的环状形式）0个一个双链DNA分子具有2个游离的磷酸基团，而环状DNA不存在线粒体、叶绿体、拟核?（2）DNA只有4种脱氧核苷酸，能够储存足够量遗传信息的原因是______________________________________________________________构成DNA的4种脱氧核苷酸的数目成千上万，脱氧核苷酸的排列顺序千差万别考点一DNA的结构及相关计算基础·精细梳理根据下列DNA的两模型思考回答：(1)由图1可知，每个DNA分子片段中，游离磷酸基团含有________个。单链中相邻碱基通过______________________________连接。互补链中相邻碱基通过________连接。(2)图2是图1的简化形式，其中①是___________，②是________。解旋酶作用于________部位，限制性内切核酸酶和DNA连接酶作用于________部位。2—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—氢键磷酸二酯键氢键②①考点一DNA的结构及相关计算基础·精细梳理①一个双链DNA分子具有2个游离的磷酸基团，而环状DNA不存在。②氢键的形成不需要酶，但断裂需解旋酶或加热处理；G—C碱基对比例越大，DNA热稳定性越高。③相邻的碱基在DNA分子的一条单链中通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连接，在DNA的双链之间通过氢键相连接。④不是所有的脱氧核糖都连接着两个磷酸基团，两条链各有一个3′端的脱氧核糖连接着一个磷酸基团。考点一DNA的结构及相关计算基础·精细梳理3.DNA的结构特点 (1)______性：具n个碱基对的DNA可能有4n种碱基对排列顺序。 (2)______性：每种DNA分子都有其特定的碱基对

。 (3)______性：如两条主链磷酸与脱氧核糖交替连接的顺序不变，碱基配对方式不变等。多样特异稳定排列顺序并不是碱基配对方式决定的考点一DNA的结构及相关计算基础·精细梳理(1)沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式。(2022·广东卷，5D)(

)提示沃森和克里克以DNA衍射图谱为基础推算出DNA呈螺旋结构。(2)某同学制作DNA双螺旋结构模型，在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基。(2022·浙江6月选考，13A)(

)提示在制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基。(3)制作DNA双螺旋结构模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连。(2022·浙江6月选考，13B)(

)提示G、C之间形成3个氢键。×××考点一DNA的结构及相关计算基础·精细梳理(4)DNA每条链的5′端是羟基末端。(2021·辽宁卷，4C)(

)提示DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是羟基(—OH)末端。(5)与RNA分子相比，DNA分子特有的碱基是U。(2017·浙江4月选考，6改编)(

)提示与RNA分子相比，DNA分子特有的碱基是T。(6)生物体内DNA分子中(A＋T)/(G＋C)的值越大，双链DNA分子的稳定性越高。(2017·海南卷，24B)(

)提示G＋C含量越高，双链DNA分子越稳定。×××考点一DNA的结构及相关计算基础·精细梳理D考向结合DNA结构及相关计算，考查科学思维的能力1.(2024·河北唐山检测)某DNA部分片段结构如图所示，下列叙述正确的是(

)A.③为磷酸二酯键，③的形成需要RNA聚合酶催化B.①代表氢键，①的形成与断裂需要ATP提供能量C.片段中碱基②与五碳糖构成的脱氧核苷与ATP中的腺苷相同D.若该DNA一条链中碱基A与T之和占48%，则整个DNA中碱基C占26%考点一DNA的结构及相关计算基础·精细梳理DNA中碱基数量的计算规律考点一DNA的结构及相关计算基础·精细梳理考点一DNA的结构及相关计算基础·精细梳理巧计：543215种元素：C、H、O、N、P4种基本单位：（ATCG）脱氧核苷酸3种分子：一分子磷酸一分子脱氧核糖一分子含氮碱基2条链（一般）：反向平行1种空间结构：双螺旋结构基础·精细梳理典例·精心深研考点二DNA的复制及基因的概念考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理1、探究过程——假说演绎法提出问题DNA以什么方式复制？提出假说（1）半保留复制（2）全保留复制（3）分散复制若要探究复制方式，关键要观察什么结果？区分亲代和子代DNA同位素标记技术和密度梯度离心技术美国生物学家___________和___________。梅塞尔森斯塔尔考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理该实验用什么元素做标记？为什么？15N和14N，因为15N和14N是N元素的两种稳定的同位素（无放射性），这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。先用含15N的培养液培养大肠杆菌转移到含14N的培养液继续培养亲代的母链带上15N标记新合成的子链带上14N标记考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理如何测定子代DNA带有同位素的情况?含15N的DNA比含14N的DNA密度大；利用密度梯度技术可以在试管中DNA带所在位置区分不同N元素的DNA分子密度梯度离心法≠差速离心法密度低高14N/14N—DNA15N/14N—DNA15N/15N—DNA(轻带)(中带)(重带)15N15N15N14N14N14N考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理1、探究过程——假说演绎法演绎推理DNA是全保留复制DNA半保留复制DNA分散式复制考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理1、探究过程——假说演绎法实验验证细胞再

分裂一次转移到含14NH4Cl的培养液中提出DNA离心提出DNA离心提出DNA离心排除全保留复制排除分散复制大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代DNA半保留复制15N/15N-DNA重带14N/14N-DNA轻带15N/14N-DNA中带15N/14N-DNA中带得出结论DNA的复制是以半保留的方式进行的考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理2.DNA复制 (1)概念、时间、场所间期

细胞核考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理(2)过程DNA聚合酶解旋酶子链DNA模板链DNA聚合酶DNA模板链子链DNA解旋合成子链重新螺旋条件：结果：解开的每一条母链DNA聚合酶4种脱氧核苷酸3′5′5′3′解旋酶、能量氢键断裂，双链解开模板：原料：游离的4种脱氧核苷酸酶：原则：碱基互补配对原则方向：5′端到3′端能量:一条母链和一条子链螺旋成为一个新的DNA分子边解旋

边复制

ATPATPATP考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理模板链：3’→5’合成子链方向：5’→3’由于DNA聚合酶只能催化5'—3'方向合成。在以3'—5'方向的母链为模板时，DNA沿5'—3'方向连续复制另一条则是沿5′→3′方向先合成一些比较短的片段,然后再由连接酶将它们连接起来,其合成是不连续的,故称为后随链。两条子链的复制不都是连续的，其中一条连续，另一条不连续拓展：冈崎片段考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理(2)过程考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理(3)结果一个DNA分子形成了两个__________的DNA分子。(4)DNA准确复制完全相同双螺旋碱基互补配对遗传信息遗传信息注意：不是所有的细胞都会进行DNA复制，成熟/高度分化的细胞不分裂，不进行DNA复制考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理(3)类型多个复制速率单①半保留复制②边解旋边复制③双向复制原核生物：单起点真核生物：多起点考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理3.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系一个或两个

有遗传效应的DNA片段许多个基因

脱氧核苷酸排列顺序考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理拓展：基因本质1.基因通常是具有

。2.有些病毒的遗传物质是RNA，对于这些病毒基因就是

。遗传效应的DNA片段有遗传效应的RNA片段能编码蛋白质能编码蛋白质的序列不能编码蛋白质的序列考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理如图是人类某染色体DNA的片段，含有基因A、基因b和无遗传效应的片段M。请思考：(1)基因A和b的本质区别是什么？提示不同基因的本质区别在于其脱氧核苷酸序列不同。(2)决定mRNA上终止密码子的碱基对是否位于M处？若M中插入若干个脱氧核苷酸对是否可引发基因突变？提示M为无遗传效应的非基因片段，故其无转录功能，当然不存在决定mRNA上终止密码子的碱基对，M中即使插入若干脱氧核苷酸对也不会引发基因突变。考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理(1)DNA分子复制时，子链的合成过程不需要引物参与。(2021·辽宁卷，4B)(

)提示子链的合成过程需要引物。(2)DNA聚合酶的作用是打开DNA双链。(2021·辽宁卷，4D)(

)提示解旋酶的作用是打开DNA双链。(3)烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传密码传递给子代。(2020·浙江1月选考，21B)(

)提示烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传信息传递给子代。×××考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理(4)果蝇体细胞中核DNA分子通过转录将遗传信息传递给子代。(2020·浙江1月选考，21C)(

)提示果蝇体细胞中核DNA分子通过复制将遗传信息传递给子代。(5)洋葱根尖细胞中DNA聚合酶主要在G2期通过转录和翻译合成。(2020·浙江1月选考，21D)(

)提示洋葱根尖细胞中DNA聚合酶主要在G1期通过转录和翻译合成。××考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理1.图解法分析DNA复制的相关计算15N15N15N14N15N14N14N14N14N14N第一代第二代第三代亲代考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理1、DNA分子数：①子代DNA分子数

个②含15N(含亲代)的DNA数

个③含14N的DNA数

个④只含15N(只含亲代)的DNA数

个⑤只含14N(不含亲代)的DNA数

个2n022n-22n假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，且亲代DNA分子中含有腺嘌呤脱氧核苷酸m个。考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理2、子代DNA分子总脱氧核苷酸链数：假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，且亲代DNA分子中含有腺嘌呤脱氧核苷酸m个。2n×2＝2n＋1条①无论复制多少次，含15N的链始终是2条②含14N的链数是(2n＋1－2)条考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，且亲代DNA分子中含有腺嘌呤脱氧核苷酸m个。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多少？②第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为多少？m·(2n－1)m·2n－13、DNA复制中消耗的脱氧核苷酸数：考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理C4.(2024·广东东莞调研)一个15N标记的、含1000个碱基对的DNA分子片段，其中一条中T＋A占30%，若将该DNA分子放在14N的培养基中连续复制3次，相关叙述正确的是(

) A.该DNA分子的另一条链中T＋A占70% B.该DNA分子中含有A的数目为400个 C.该DNA分子第3次复制时需要消耗2800个G D.经3次复制后，子代DNA分子中含14N的比例为7/8考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理1、有丝分裂复制第1次分裂复制复制每条染色体均带有标记每条姐妹染色单体均带有标记第2次分裂第2次分裂培养一个细胞周期，产生的子染色体都带有标记培养2个细胞周期，产生的子染色体一半带有标记考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理2、减数分裂复制减数分裂Ⅱ减数分裂Ⅱ减数分裂Ⅰ产生的子染色体都带有标记考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理①注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，但后者只包括第n次的复制。②注意碱基的单位是“对”还是“个”。③切记在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸链的DNA分子仅有两个。④看清试题中问的是“DNA分子数”？还是“链数”？是“含”还是“只含”等关键词，以免掉进陷阱。关于“DNA复制”的四点“注意”考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理考向1结合DNA复制的过程分析，考查科学思维1.(2022·海南卷，11)科学家曾提出DNA复制方式的三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制(图1)。对此假说，科学家以大肠杆菌为实验材料，进行了如下实验(图2)：图1图2考点二DNA的复制及基因的概念基础·精细梳理D下列有关叙述正确的是(

)A.第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，说明DNA复制方式一定是半保留复制B.第二代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带和1条轻带，说明DNA复制方式一定是全保留复制C.结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果，说明DNA复制方式一定是分散复制D.若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带真题必刷基础·精细梳理1.(2022·辽宁卷，4)选用合适的实验材料对生物科学研究至关重要。下表对教材中相关研究的叙述，错误的是(

)B选项实验材料生物学研究A小球藻卡尔文循环B肺炎链球菌DNA半保留复制C枪乌贼动作电位原理DT2噬菌体DNA是遗传物质真题必刷基础·精细梳理D2.(2022·重庆卷，4)下列发现中，以DNA双螺旋结构模型为理论基础的是(

) A.遗传因子控制性状 B.基因在染色体上 C.DNA是遗传物质 D.DNA半保留复制解析孟德尔利用假说－演绎法提出了生物的性状是由遗传因子控制的，总结出了分离定律，A错误；萨顿根据蝗虫子代与亲代染色体形态结构和数目，得出基因位于染色体上的推论，B错误；艾弗里、赫尔希和蔡斯等科学家，证明了DNA是遗传物质，并未以DNA双螺旋结构模型为理论基础，C错误；沃森和克里克成功构建DNA双螺旋结构模型，并进一步提出了DNA半保留复制的假说，DNA半保留复制以DNA双螺旋结构模型为理论基础，D正确。真题必刷基础·精细梳理3.(2022·广东卷，5)下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述，错误的是(

) A.孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律 B.摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上 C.赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质 D.沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式D解析孟德尔用统计学方法分析杂合子自交子代的表型及比例，发现了遗传规律，A正确；摩尔根等基于果蝇眼色与性别的关联，证明了基因在染色体上，B正确；赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，通过对比两组实验结果，证明了DNA是遗传物质，C正确；沃森和克里克用DNA衍射图谱推算出DNA呈双螺旋结构，D错误。真题必刷基础·精细梳理4.(2021·辽宁卷，4)下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是(

) A.子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端 B.子链的合成过程不需要引物参与 C.DNA每条链的5′端是羟基末端 D.DNA聚合酶的作用是打开DNA双链A解析细胞内DNA复制时，子链延伸方向为5′端→3′端，故游离的脱氧核苷酸添加到3′端，A正确；子链的合成过程需要引物参与，B错误；DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是羟