第5单元 第2讲 DNA分子的结构与复制（课件PPT）-【优化指导】2026年高考生物学一轮复习高中总复习·第1轮（浙科版 浙江专版）

高考总复习 生物学 第五单元　遗传的分子基础 第二讲　DNA分子的结构与复制 课标要求 1.概述DNA分子由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息。 2．概述DNA分子通过半保留方式进行复制。 3．活动：制作DNA分子双螺旋结构模型。 考点一　DNA分子的结构和特点 1．DNA分子的化学组成及结构特点 巧记：利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子的结构 2．活动：制作DNA双螺旋结构模型 3．碱基排列顺序编码了遗传信息 (1)DNA分子的特性 (2)遗传信息 1．易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)DNA分子一条链上的相邻碱基通过“－磷酸－脱氧核糖－磷酸－”相连。(　 ) (2)双链DNA分子同时含有2个游离的磷酸基团，其中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数。(　 ) (3)DNA分子由两条核糖核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构。(　 ) (4)DNA分子中(A＋T)/(C＋G)的值越大，该分子结构稳定性越低。 (　 ) × √ × √ 2．深度思考——挖掘新命题点 (1)DNA彻底水解的产物有哪些？ _______________________________________________ (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什么？ _____________________________________________________________________________ 磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基，共6种产物。 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。 [例1] (2025·浙江金华模拟)如图是某同学制作的含4个碱基对的DNA平面结构模型。下列叙述错误的是(　 ) A [例2] (2025·浙江绍兴模拟)某生物兴趣小组在“制作DNA双螺旋结构模型”活动前，准备了如表所示材料及相关连接物若干，充分利用材料后成功地搭建出了一个完整的DNA分子模型。下列关于他们构建的DNA模型的叙述，不正确的是(　 ) D A.该模型含有460个脱氧核苷酸 B.该模型中嘌呤总数和嘧啶总数的比例是1∶1 C．该模型中需要碱基对之间的氢键连接物580个 D．该模型理论上可能的核苷酸序列有4230种 解析：根据碱基互补配对原则，所给材料只能形成110个A－T碱基对，120个C－G碱基对，故该模型含有460个碱基，460个脱氧核苷酸，A正确；DNA分子中A与T配对，G与C配对，故该DNA双螺旋结构模型中嘌呤总数和嘧啶总数的比例是1∶1，B正确；由于A－T碱基对之间有2个氢键，C－G碱基对之间有3个氢键，所以该模型中需要代表碱基对之间的氢键的连接物有110×2＋120×3＝580个，C正确；该模型中有230个碱基对，其中110个A－T碱基对，120个C－G碱基对，所以能搭建出的DNA分子模型种类少于4230种，D错误。 [例3] 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%和17.1% B．31.3%和18.7% C．18.7%和31.3% D．17.1%和32.9% B 解析：由整个DNA分子中G＋C＝35.8%可推知，每条链中G＋C＝35.8%，又由其中一条链的C＝17.1%、T＝32.9%可推知该链中G＝18.7%、A＝31.3%，根据碱基互补配对原则可推知，其互补链中T＝31.3%，C＝18.7%。故选B。 1．DNA碱基互补配对原则的有关计算规律 规律1：互补的两种碱基数量相等，即A＝T，C＝G。 规律2：任意两种不互补的碱基之和占总碱基数的50%。 规律3：一条链中互补碱基之和等于另一条链中这两种碱基之和。 2．解答有关碱基计算题的“三步曲” 考点二　DNA的复制 1．活动：探究DNA的复制过程 (1)方法：_____________________和密度梯度离心技术。 (2)实验材料：____________。 (3)实验原理：离心后的条带15N∥15N的双链DNA、14N∥14N的双链DNA、15N∥14N的双链DNA分别分布于离心管的___部、___部、___部。 同位素示踪技术 大肠杆菌 下 上 中 (4)实验过程 (5)实验结论：DNA的复制是一种_________的复制机制。 半保留 2．DNA的复制 (1)DNA复制的定义、时间与场所 (2)DNA复制的过程 (3)DNA复制的特点 ①__________________(过程)。 ②_________复制(结果)。 (4)DNA复制的意义 使亲代的____________传递给子代，从而保持了前后代遗传信息的______性。 边解旋边复制 半保留 遗传信息 连续 易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)DNA分子复制时，其两条链均可作为模板。(　 ) (2)烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传信息传递给子代。(　 ) (3)果蝇体细胞中核DNA分子通过转录将遗传信息传递给子代。(　 ) (4)DNA的复制需要消耗能量，真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂的前期。(　 ) √ √ × × [例1] 如图表示利用大肠杆菌探究DNA复制方式的实验，下列叙述正确的是(　 ) D [例2] 如图表示某DNA复制的过程，DNA分子在复制起始点会呈现叉子的形式，被称为复制叉。DNA连接酶可以将脱氧核糖核苷酸片段连接在一起。下列说法错误的是(　 ) C 与DNA有关的四种酶 [例3] (2025·浙江杭州模拟)图甲是大肠杆菌的质粒(环状DNA)，共有6×105个碱基对，其中A占全部碱基的30%，图乙是其部分详细结构。下列叙述错误的是(　 ) D A．③可以是腺嘌呤或胸腺嘧啶 B．①、②交替排列构成DNA分子基本骨架 C．该大肠杆菌质粒每个磷酸都连接两个脱氧核糖 D．该DNA分子在第三次复制时需要消耗胞嘧啶的数量为1.68×106个 解析：由图可知，③所表示的碱基可形成两个氢键，可以是腺嘌呤或胸腺嘧啶，A正确；①磷酸、②脱氧核糖交替排列构成DNA分子基本骨架，B正确；该大肠杆菌质粒为环状DNA分子，每个磷酸都连接两个脱氧核糖，C正确；由题意可知，该质粒共有6×105个碱基对，即1.2×106个碱基，其中A占全部碱基的30%，所以A＋T占60%，C＋G占40%，C的数量为20%×1.2×106＝2.4×105个，则该DNA分子在第三次复制时需要消耗胞嘧啶的数量为(23－22)×2.4×105＝9.6×105个，D错误。 “图解法”分析DNA复制过程中的数量关系 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 ①子代DNA分子数＝2n个。 ②含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝2个。 ③不含亲代DNA链的子代DNA分子数＝2n－2个。 (2)脱氧核苷酸链数 ①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条。 ②亲代脱氧核苷酸链数＝2条。 ③新合成的脱氧核苷酸链数＝2n＋1－2条。 (3)消耗的脱氧核苷酸数 ①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·(2n－1)个。 ②一个DNA分子复制n次后，得到的DNA分子数为2n个，复制n－1次后得到的DNA分子数为2n－1个。第n次复制增加的DNA分子数为2n－2n－1＝2n－1个，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为m·2n－1个。 1．(2024·浙江6月卷)下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是(　 ) A．磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架 B．双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高 C．两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化 D．若一条链的G＋C占47%，则另一条链的A＋T也占47% A 真题演练•考向感悟 解析：DNA的外侧是由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，A正确；双链DNA中G或C占比越高，DNA热变性温度越高，B错误；DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键，C错误；互补的碱基之和在两条单链上所占的比例相等，若一条链的G＋C占47%，则另一条链的G＋C也占47%，A＋T占1－47%＝53%，D错误。 真题演练•考向感悟 C 2．(2024·北京卷)科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲，依据的是DNA的(　 ) A．元素组成 B．核苷酸种类 C．碱基序列 D．空间结构 真题演练•考向感悟 解析：DNA的元素组成都是C、H、O、N、P，A不符合题意；DNA分子的核苷酸种类都只有4种，B不符合题意；每种DNA的碱基序列不同，“尼安德特人”与现代人的DNA碱基序列有相似部分，证明“尼安德特人”是现代人的近亲，C符合题意；一般情况下，DNA的空间结构都是规则的双螺旋结构，D不符合题意。 真题演练•考向感悟 3．(2022·浙江6月卷)某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了足够的相关材料。下列叙述正确的是(　 ) A.在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基 B．制作模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连 C．制成的模型中，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和 D．制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧 C 真题演练•考向感悟 解析：在制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基，A错误；鸟嘌呤和胞嘧啶之间由3个氢键连接，B错误；DNA的两条链之间遵循碱基互补配对原则，即A－T、C－G，故在制作的模型中A＋C＝G＋T，C正确；DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧，D错误。 真题演练•考向感悟 4．(2021·浙江6月卷)含有100个碱基对的一个DNA分子片段，其中一条链的A＋T占40%，它的互补链中G与T分别占22%和18%，如果连续复制2 次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为(　 ) A．240个 B．180个 C．114个 D．90个 B 真题演练•考向感悟 解析：一条链的A＋T占40%，则它的互补链中A＋T也占40%，双链中A＋T也占40%。双链中G＋C占60%，G＝C，C＝30%，所以含有100个碱基对的DNA片段中共有60个C。连续复制2次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为(22－1)×60＝180个，B正确。 真题演练•考向感悟 5．(经典高考题)某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动，结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl，a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是(　 ) B 真题演练•考向感悟 A．本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术 B．a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的 C.b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是15N-14N-DNA D．实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制 真题演练•考向感悟 解析：该活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术，A正确；a管中只有重带，即15N－15N－DNA，表明该管中的大肠杆菌是在含15NH4Cl的培养液中培养的，B错误；b管中只有中带，即DNA都是15N－14N－DNA，C正确；c管中具有1/2中带15N－14N－DNA，1/2轻带14N－14N－DNA，综合分析a、b、c三支离心管可说明，DNA分子的复制是半保留复制，D正确。 真题演练•考向感悟 请完成：课时提升练(18) 温馨提示 谢谢观看！ A．①为3端，③为5端 B．⑨⑩分别为鸟嘌呤和胸腺嘧啶 C．①②交替排列构成DNA分子的基本骨架 D．搭建脱氧核苷酸时，每个磷酸分子连着1个脱氧核糖 解析：①为5磷酸基团端，羟基端为3端，③为含氮碱基，并不表示3端、5端，A错误；根据碱基互补配对原则可知，⑨⑩分别为鸟嘌呤和胸腺嘧啶，B正确；①磷酸、②脱氧核糖交替排列在DNA分子的外侧，构成DNA分子的基本骨架，C正确；一分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，故搭建脱氧核苷酸时，每个磷酸分子连着1个脱氧核糖，D正确。 五碳糖 磷酸 腺嘌呤 胞嘧啶 鸟嘌呤 胸腺嘧啶 尿嘧啶 600个 520个 110个 130个 120个 150个 110个 规律4：若一条链中，＝n，则另一条链中＝n，DNA分子中＝n。即DNA分子中互补碱基对之和之比在任意一条链及整个DNA分子中都相等。 规律5：若一条链中＝K，则另一条链中＝，DNA分子中＝1。即在双链DNA分子中非互补碱基之和之比在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1。 A．可用T2噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验 B.可用(NH4)SO4、(NH4)SO4分别代替15NH4Cl、14NH4Cl进行上述实验 C．试管③中b带DNA的两条链均含有14N D．仅比较试管②和③的结果不能证明DNA复制为半保留复制 解析：T2噬菌体是病毒，不能用普通培养基直接培养，A错误；DNA分子中不含S元素，不能用(NH4)SO4、(NH4)SO4分别代替15NH4Cl、14NH4Cl进行题述实验，B错误；试管③中a带DNA的两条链均含有14N，而b带DNA的一条链含有14N，另一条链含有15N，C错误；需综合比较试管①②③的结果才能证明DNA的复制为半保留复制，D正确。 A.DNA的一条单链上相邻核苷酸之间通过磷酸二酯键相连接 B．合成子链时，前导链和后随链的延伸方向都是5→3 C．DNA复制过程中只需要DNA解旋酶和DNA聚合酶 D．新形成的两个DNA分子是相同的，且均与亲代DNA分子相同 解析：脱氧核糖核苷酸是组成DNA的基本单位，DNA的一条单链上相邻核苷酸之间通过磷酸二酯键相连接，A正确；DNA复制时，DNA聚合酶只能从引物的3端连接脱氧核糖核苷酸，故子链的延伸方向都是5→3，即合成子链时，前导链和后随链的延伸方向都是5→3，B正确；DNA复制过程中需要DNA解旋酶、DNA聚合酶和DNA连接酶等，C错误；由于子代DNA分子是以亲代DNA分子为模板复制而成的，而且复制的特 点是半保留复制，因此新形成的两个DNA分子是相同的，且与亲代DNA分子相同，D正确。 $$