内容正文:
安徽专用
第21讲
DNA分子的结构、
复制与基因的本质
2026年高考一轮复习
1
考点一 DNA分子的结构
知识点1 DNA结构模型的构建
知识点2 DNA分子的结构及特点
考向1 DNA分子的结构及特点
考向2 DNA分子中碱基数量相关计算
考点二 DNA的复制
知识点1 探究DNA复制的方式
知识点2 DNA复制的过程
知识点3 DNA复制的相关计算
考向1 DNA复制的过程及实验证据
考向2 DNA复制过程的有关计算
考向3 DNA复制与细胞分裂的关系
考点三 基因的本质
知识点1 基因通常是有遗传效应的DNA片段
知识点2 染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
考向1 基因的概念及基因与DNA的关系
01
考情解码·考点定标
智能导览·极速定位
02
体系构建·思维领航
03
考点突破·考向探究
04
真题感知·命题洞见
05
学以致用·能力提升
长句作答类
比较归纳类
01 考情解码·考点定标
考情解码·考点定标
考点要求 考查形式 高考真题
1.DNA分子
结构和特点 选择题
非选择题 2025·四川卷·T7 2025·广东卷·T7
2025·湖北卷·T14 2024·广西卷·T4
2024·贵州卷·T15 2024·北京卷·T2
2024·湖北卷·T17 2024·河北卷·T5
2.DNA的复制 选择题
非选择题 2025·重庆卷·T11 2025·全国卷T11
2025·北京卷T5 2025·山东卷T5
2025·浙江卷·T13 2024·吉林卷·T9
2024·浙江卷·T10 2024·河北卷·T4
3.基因的本质 选择题
非选择题 2024·北京卷·T6 2023·重庆卷·T5
2023·浙江卷·T24 2022·福建卷·T9
4
考情解码·考点定标
考情分析 本节内容主要以选择题形式出现,考查对基本概念的理解;可能会结合图像、实验等,考查综合应用能力。常结合DNA重组技术、基因工程、转录、PCR、基因频率、噬菌体侵染细菌实验、基因突变、减数分裂等知识,考查基因的本质、DNA复制与遗传信息传递的关系等,也会以科研成果为背景,如DNA的四螺旋结构、DNA甲基化等进行考查 ,考查学生获取信息能力和读图能力。
复习目标
1.夯实基础概念:对 DNA 分子结构的各部分组成、复制过程的细节、基因的定义等基础内容,要理解透彻并牢记。
2.突破计算难点:总结 DNA 分子中碱基比例计算、复制相关计算的规律和方法。
3.关注实验与模型构建:了解 DNA 双螺旋结构模型的构建过程,体会科学研究方法。
5
02 体系构建·思维领航
体系构建·思维领航
DNA
复制
结构
基因
空间结构:
特点:
反向平行
双螺旋结构
稳定性
多样性
特异性
原料
游离的脱氧核苷酸
模板
DNA的两条链
酶
能量
元素组成:
C、H、0、N、P
基本单位:
4种脱氧核苷酸
通常是有遗传效应的DNA片段
碱基排列顺序代表遗传信息
条件
特点
解旋酶、DNA聚合酶等
ATP
半保留复制
边解旋边复制
准确复制的原因:
DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板;
通过碱基互补配对原则保证了复制准确地进行
03 考点突破·考向探究
X射线晶体衍射法
“X”形意味着DNA分子是螺旋的
富兰克林发现,将DNA晶体翻转180度获得的X射线衍射图仍然是一样的。沃森与克里克认为:DNA两条链是反向排列的。
①A-T与G-C具有相同的形状和直径,这样组成的DNA分子具有恒定的直径。
②能够解释A=T、G=C的数量关系。
③模型与X射线衍射照片比较,模型与基于照片推算出的DNA双螺旋结构相符。
知识点1 DNA结构模型的构建
知识夯基
考向研析
考点一
DNA分子的结构
1.构建者:
2.构建过程
沃森和克里克
克里克
沃森
02
知识点2 DNA分子的结构及特点
知识夯基
考向研析
考点一
DNA分子的结构
脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1'-C,与磷酸基团相连的碳叫作5'-C。
1、DNA的分子结构
①元素组成: 。
②化学组成: 。
③基本单位: 。
④核苷酸与核苷酸之间通过脱水缩合以 连接。
C、H、O、N、P
磷酸、脱氧核糖、 含氮碱基
磷酸二酯键
4种脱氧核苷酸
磷酸
此处是氧不是“C”
脱氧核糖
此处为”-H”,
不是“-OH”
DNA初步水解产物是
DNA彻底水解产物是
脱氧核糖(4种)
磷酸(1种)、脱氧核糖(1种)、碱基(4种)。
知识点2 DNA分子的结构及特点
知识夯基
考向研析
考点一
DNA分子的结构
思考:DNA的两条链的位置关系是怎样的呢?它们是如何连接的?
尝试构建双链平面模型。
【资料1】DNA位于液体环境中,磷酸与脱氧核糖亲水,碱基疏水。
【资料3】一个碱基上的H原子和与之配对的碱基上的电负性强的N原子或O原子间存在一定的吸引力,形成氢键。
【资料2】细胞中的DNA分子总是处于一个液体环境中,1951年,富兰克林发现提高空气的湿度,发现DNA易吸收水分。
知识点2 DNA分子的结构及特点
知识夯基
考向研析
考点一
DNA分子的结构
(1)DNA分子由两条脱氧核苷酸链组成,这两条链反向平行。
(2)外侧: 和 交替连接构成主链基本骨架。
(3)内侧:两条链上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=T、G≡C。
脱氧核糖
磷酸
空间结构
双螺旋结构
碱基对的比例越高,DNA分子越稳定
(游离羟基)
1.每个DNA分子片段中,有几个游离的磷酸基团?
2.一个磷酸基团可以连接几个脱氧核糖?
知识点2 DNA分子的结构及特点
知识夯基
考向研析
考点一
DNA分子的结构
注意:环状DNA(如质粒)不存在游离磷酸
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。
(1)位置关系
a.单链中相邻碱基通过脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖连接
b.互补链中相邻碱基通过氢键相连
(2)连接方式
a.氢键:连接互补链中的互补配对的碱基
b.磷酸二酯键:连接单链中相邻的两个脱氧核苷酸
DNA结构总结
2个
1个或2个
常考点:
知识点2 DNA分子的结构及特点
知识夯基
考向研析
考点一
DNA分子的结构
DNA分子的特点
P
P
P
P
A
T
G
C
P
P
P
P
G
C
A
T
外:基本骨架
内:碱基对
氢键
(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排列顺序。
(3)______ 性: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
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。
注意:DNA的多样性不涉及碱基种类和空间结构的多样性,注意与蛋白质多样性原因进行区别。
知识点2 DNA分子的结构及特点
知识夯基
考向研析
考点一
DNA分子的结构
几种化合物中常考的“键”
(1)DNA分子中含有磷酸二酯键和氢键(注:氢键不是化学键)。
①磷酸二酯键存在于核苷酸内部和核苷酸之间,一般DNA聚合酶、RNA聚合酶、限制性内切核酸酶和DNA连接酶作用于核苷酸之间的磷酸二酯键;
②解旋酶、RNA聚合酶和高温均能破坏氢键。
(2)RNA分子中含有磷酸二酯键,RNA均具有空间结构,还含有氢键。
(3)蛋白质分子中含有肽键和氢键,有的蛋白质分子中还含有二硫键。
(4)ATP和ADP中分别含有2个和1个特殊的化学键(磷酐键,即高能磷酸键)。
知识点2 DNA分子的结构及特点
知识夯基
考向研析
考点一
DNA分子的结构
①解旋酶:打开氢键,使DNA双链解开
②DNA酶:打开磷酸二酯键,水解DNA
③限制酶:识别双链DNA分子中的某种特定核苷酸序列,并使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开
④DNA聚合酶:形成磷酸二酯键,使子链延伸
⑤DNA连接酶:形成磷酸二酯键,连接DNA片段
酶的作用位点
DNA的变性:碱基对的氢键断裂,双链变成单链
DNA的复性:变性DNA 在适当条件下,使两条彼此分开的链恢复到双螺旋结构.
知识点2 DNA分子的结构及特点
知识夯基
考向研析
考点一
DNA分子的结构
A=T,C=G
A+G = ?+? A+C = ?+?
在整个双链DNA中:
T+C
=
= ?
50%
T+G
推导:
推导:
2、DNA中碱基数量的计算规律
注意:DNA单链中嘌呤碱基总数不一定等于嘧啶总数
规律1:
双链DNA中四种碱基,两两相等,两两互补。即A=T、C=G,A+G=T+C=50%、A+C=T+G=50%(嘌呤碱基总数等于嘧啶总数);或任意两个不互补碱基之和恒等。
知识点2 DNA分子的结构及特点
知识夯基
考向研析
考点一
DNA分子的结构
例题:某生物细胞DNA分子的碱基中,腺嘌呤的分子数占18%,那么鸟嘌呤的分子数占_______。
在双链DNA中,A+G=T+C=A+C=T+G= 50%
A = 18%
G = 32%
知识点2 DNA分子的结构及特点
知识夯基
考向研析
考点一
DNA分子的结构
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1链 2链
m m
A2+C2+G2+T2
(2链碱基总数m)
A1+T1
A1+C1+G1+T1
(1链碱基总数m)
T2+A2
T+A
A1 = T2,T1 = A2,G1 = C2,C1 = G2,A=T
在整个双链DNA中:
A+C+G+T
(双链碱基数2m)
=
=
已知DNA一条链中的碱基比例,可求另一条链中的碱基比例。
简记为:补则等
规律2:互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同,
若 ,则 ,
G1+C1
A1+T1
=m
G2+C2
A2+T2
=m
G+C
A+T
=m
2、DNA中碱基数量的计算规律
知识点2 DNA分子的结构及特点
知识夯基
考向研析
考点一
DNA分子的结构
例题:某DNA中A+T占整个DNA碱基总数的44%,其中一条链上的G占该链碱基总数的21%,那么,对应的另一条互补链上的G占该链碱基总数的比例是____
在双链DNA中
A+T=44%
在双链DNA中G+C=56%
在一链DNA中G+C=56%
在一链DNA中G=21%
在一链DNA中
C=35%
根据碱基互补配对原则在另一链DNA中G=35%
知识点2 DNA分子的结构及特点
知识夯基
考向研析
考点一
DNA分子的结构
2、DNA中碱基数量的计算规律
已知DNA一条链中的碱基比例,可求另一条链中的碱基比例。
A1 = T2,T1 = A2,G1 = C2,C1 = G2,A=T
在整个双链DNA中:
A2+G2
T2+C2
A1+G1
T1+C1
= b
若1链中
,则2链中
=?
A+G
T+C
=?
1/b
1
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1链 2链
m m
,双链中
规律3:非互补碱基之和比例在两条互补链中互为倒数,在整个DNA分子中为1。
简记为:不补则倒
知识点2 DNA分子的结构及特点
知识夯基
考向研析
考点一
DNA分子的结构
例题:DNA的一个单链中(A+C)/(G+T)=0.4,上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别是_____、_____。
在DNA的一个单链中
(A+C)/(G+T)=0.4
在DNA的另一个单链中
(A+C)/(G+T)=2.5
在DNA的双链中
(A+C)/(G+T)=1
知识点2 DNA分子的结构及特点
知识夯基
考向研析
考点一
DNA分子的结构
规律4:双链DNA分子中,碱基A的比例为两条单链相应碱基比例的平均值。若A1=a%、A2=b%,则A=a+b/2 %。
不同生物的DNA中互补配对的碱基之和的比值一般不同,即
(A+T)/(G+C)的值一般不同。该比值体现不同生物DNA的特异性。
若已知A在双链DNA中所占比例为c%,则A在单链中所占的比例虽然无法确定,但最大值为______ ,最小值为_____ 。
2c%,
0
2、DNA中碱基数量的计算规律
知识点2 DNA分子的结构及特点
知识夯基
考向研析
考点一
DNA分子的结构
规律5:根据碱基比例对核酸样品进行判定
是否含
有U
是
否
则含有RNA
为DNA
A+C
T+G
是否=1
是
否
可能是双链DNA可能是单链DNA
则为单链
DNA
2、DNA中碱基数量的计算规律
知识点2 DNA分子的结构及特点
知识夯基
考向研析
考点一
DNA分子的结构
第一步
第二步
第三步
搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例,还是占DNA分子一条链上碱基的比例
根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。
画一个DNA分子模式图,并在图中标出已知的和所求的碱基。
2、DNA中碱基数量的计算规律
特定的限制性内切核酸酶能将DNA分子切割成多个长度不同的片段,再利用电泳等技术分离这些片段,即可获得DNA片段图谱,即DNA指纹。
2.DNA指纹技术的原理是什么?
在真核生物基因组DNA中存在着一些高度重复的序列,即由一短序列首尾相连、多次重复串联而成,其具有高度特异性,几乎可以使每个个体形成唯一的特征性带型。
知识点2 DNA分子的结构及特点
知识夯基
考向研析
考点一
DNA分子的结构
DNA指纹技术
1.植物的叶绿体DNA(cpDNA)是环状双链DNA。下列关于cpDNA的叙述,错误的是( )
A.cpDNA上的基因的遗传不遵循孟德尔遗传定律
B.cpDNA上的基因以等位基因的形式成对存在
C.cpDNA一条链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接
D.cpDNA中的嘌呤碱基数和嘧啶碱基数相等
B
知识夯基
考向研析
考向1 DNA分子的结构及特点
考点一
DNA分子的结构
cpDNA在叶绿体中,不在染色体上,而等位基因位于同源染色体上。
2.科学家若要调查生活在隐蔽环境中的大熊猫种群数量,则可通过分析粪便中的微卫星DNA分子标记来确定粪便来自哪只大熊猫。微卫星DNA分子标记是广泛分布于真核生物基因中的序列。某只大熊猫DNA的局部结构如图所示。下列相关叙述合理的是( )
A.由1、2、G组成的物质是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸
B.不同大熊猫个体粪便中的微卫星DNA中,氢键的数目相同
C.不同大熊猫个体粪便中的微卫星DNA的碱基排列顺序不同
D.某个微卫星DNA的两条单链上的(A+C)/(T+G)的值相等
C
1是脱氧核糖,2是磷酸 ,G是鸟嘌呤,但是2是另一个脱氧核苷酸分子(右链最上面)的磷酸
不一定相同
某个微卫星DNA的两条单链上的(A+C)/(T+G)的值互为倒数
知识夯基
考向研析
考向1 DNA分子的结构及特点
考点一
DNA分子的结构
3.(2022·广东,12)λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化(如图),该线性分子两端能够相连的主要原因是( )
A.单链序列脱氧核苷
酸数量相等
B.分子骨架同为脱氧核糖与磷酸
C.单链序列的碱基能够互补配对
D.自连环化后两条单链方向相同
C
反向
单链序列脱氧核苷酸数量相等、分子骨架同为脱氧核糖与磷酸交替连接,不能决定线性DNA分子两端能够相连
知识夯基
考向研析
考向1 DNA分子的结构及特点
考点一
DNA分子的结构
单链序列脱氧核苷酸数量相等、分子骨架同为脱氧核糖与磷酸交替连接,不能决定线性DNA分子两端能够相连,A、B不符合题意;
据图可知,单链序列的碱基能够互补配对,决定该线性DNA分子两端能够相连,C符合题意;
DNA的两条链是反向的,因此自连环化后两条单链方向相反,D不符合题意。
4.(2021·北京,4)酵母菌的DNA中碱基A约占32%,关于酵母菌核酸的叙述错误的是( )
A.DNA复制后A约占32%
B.DNA中C约占18%
C.DNA中(A+G)/(T+C)=1
D.RNA中U约占32%
D
由于RNA为单链结构,且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来,故RNA中U不一定占32%
知识夯基
考向研析
考向2 DNA分子中碱基数量相关计算
考点一
DNA分子的结构
DNA分子为半保留复制,复制时遵循A-T、G-C的配对原则,则DNA复制后的A约占32%,A正确;
酵母菌的DNA中碱基A约占32%,则A=T=32%,G=C=(1-2×32%)
÷2=18%,B正确;
DNA遵循碱基互补配对原则,A=T、G=C,则(A+G)/(T+C)=1,C正确;
由于RNA为单链结构,且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来,故RNA中U不一定占32%,D错误。
5.若生物体内DNA分子中(G+C)/(A+T)=a,(A+C)/(G+T)=b,则下列有关两个比值的叙述错误的是( )
A.a值越大,双链DNA分子的稳定性越高
B.DNA分子一条单链及其互补链中,a值相同
C.碱基序列不同的双链DNA分子,b值不同
D.经半保留复制得到的双链DNA分子,b值等于1
C
双链DNA分子中非互补碱基之和恒等,则其比值b等于1
知识夯基
考向研析
考向2 DNA分子中碱基数量相关计算
考点一
DNA分子的结构
解析 G与C之间通过三个氢键相连,A与T之间通过两个氢键相连,a值越大,双链DNA分子的稳定性越高,A正确;
DNA分子中互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个双链DNA分子中都相等,B正确;
双链DNA分子中非互补碱基之和恒等,则其比值b等于1,C错误,D正确。
6.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%
互补的碱基之和的比例在DNA的任何一条链中及整个DNA分子中都相等,由G与C之和占全部碱基总数的35.8%,T和C分别占一条链碱基总数的32.9%和17.1%,可知A占这条链碱基总数的1-35.8%-32.9%=31.3%,G占这条链碱基总数的35.8%-17.1%=18.7%,根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%。
知识夯基
考向研析
考向2 DNA分子中碱基数量相关计算
考点一
DNA分子的结构
B
7.DNA两条单链的碱基数量关系是构建DNA双螺旋结构模型的重要依据。下列关于两条链中碱基数量对应关系,错误的是( )
D
DNA一条链中A+T的含量与另一条链中A+T的含量相同
知识夯基
考向研析
考向2 DNA分子中碱基数量相关计算
考点一
DNA分子的结构
知识点1 探究DNA复制的方式
知识夯基
考向研析
考点二
DNA的复制
(2)研究方法:
假说-演绎法
(3)实验材料:
大肠杆菌
(4)实验技术:
同位素标记技术和密度梯度离心法
(1)实验者:
美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔
(15N标记亲代DNA)
15N和14N是N元素的两种稳定同位素,这两种同位素的相对原子质量不同,因此,利用离心技术可以在试管中分离开含有不同N元素的DNA。
(5)实验原理:
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
知识点1 探究DNA复制的方式
知识夯基
考向研析
考点二
DNA的复制
1.提出问题
DNA以什么方式复制?
2.做出假设
①半保留复制
②全保留复制
③分散复制
关键思路:通过实验区分亲代和子代的DNA
1958年美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料,运用同位素标记技术和离心技术设计了一个巧妙的实验。
3.演绎推理
知识点1 探究DNA复制的方式
知识夯基
考向研析
考点二
DNA的复制
高密度带
中密度带
低密度带
15N
14N
15N
15N
14N
14N
3.演绎推理
知识点1 探究DNA复制的方式
知识夯基
考向研析
考点二
DNA的复制
3.演绎推理
半保留复制
15N
14N
14N
14N
15N
14N
P:
F1:
F2:
15N
15N
转移到含14NH4Cl的培养液中
提出DNA离心
细胞再分裂一次
提出DNA离心
细胞分裂一次
提出DNA离心
高密度带
中密度带
低密度带
中密度带
大肠杆菌在含15N的培养液中生长若干代,使DNA双链充分标记
知识点1 探究DNA复制的方式
知识夯基
考向研析
考点二
DNA的复制
3.演绎推理
全保留复制
P:
F1:
F2:
细胞再 分裂一次
15N
15N
转移到含14NH4Cl的培养液中
细胞分裂一次
提出DNA离心
提出DNA离心
提出DNA离心
高密度带
高密度带
低密度带
高密度带
15N
15N
14N
14N
14N
14N
15N
15N
低密度带
知识点1 探究DNA复制的方式
知识夯基
考向研析
考点二
DNA的复制
3.演绎推理
分散复制
P:
F1:
F2:
细胞再 分裂一次
15N
15N
转移到含14NH4Cl的培养液中
细胞分裂一次
提出DNA离心
提出DNA离心
提出DNA离心
高密度带
中密度带
中密度带
15N
14N
15N
14N
知识点1 探究DNA复制的方式
知识夯基
考向研析
考点二
DNA的复制
4.实验验证
证明DNA半保留复制的实验证据
15N
14N
14N
14N
15N
14N
P:
F1:
F2:
细胞再 分裂一次
15N
15N
转移到含14NH4Cl的培养液中
细胞分裂一次
提出DNA离心
提出DNA离心
提出DNA离心
排除DNA的复制是全保留复制
排除DNA复制是分散复制
证明DNA的复制是半保留复制
1、DNA分子的复制过程
知识点2 DNA复制的过程
知识夯基
考向研析
考点二
DNA的复制
1、DNA分子的复制过程
知识点2 DNA复制的过程
知识夯基
考向研析
考点二
DNA的复制
知识点2 DNA复制的过程
知识夯基
考向研析
考点二
DNA的复制
概念 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
时期 __________________期和减数分裂Ⅰ前的间期
场所 DNA存在的场所,主要是__________
过程 解旋→合成子链→子链延伸→亲子链复旋
有丝分裂前的间
细胞核
条件 ①模板:亲代DNA的每一条链;②原料:4种游离的______________;
③能量:_______释放的能量;④酶:__________和_____________等
结果 正常情况下,1个DNA复制形成2个与亲代DNA完全相同的DNA
特点 边解旋边复制、半保留复制
精确复制 ①独特的______________提供模板;②________________原则
意义 将____________从亲代传给子代,从而保持了____________的连续性
脱氧核苷酸
ATP
解旋酶
DNA聚合酶
双螺旋结构
碱基互补配对
遗传信息
遗传信息
知识点2 DNA复制的过程
知识夯基
考向研析
考点二
DNA的复制
多个
复制速率
单
真原核生物DNA复制的比较
DNA分子复制时不是随机起始的,而是从特定的位点开始的,这一特定的位点叫做复制原点。想想复制原点是含A和T多,还是G和C多?
图中的复制环大小不一,因为它们的复制时间有先后,右侧最早,左侧最晚。
复制原点是一段富含AT碱基的DNA序列,是DNA复制的起点
已知果蝇的基因组大小为1.8×108bp(bp表示碱基对),真核细胞中DNA复制的速率一般为50~100bp/s。下图为果蝇DNA的电镜照片,图中的泡状结构叫作DNA复制泡,是DNA上正在复制的部分。请你推测果蝇DNA形成多个复制泡的原因。
果蝇DNA的电镜照片
(1)DNA复制能够准确地进行依赖于 原则
一个DNA分子中有多个复制泡,其意义是 ;复制泡大小不一,说明 。
碱基互补配对
加快复制的效率
多个复制起点并非同时启动,有先有后进行边解旋边复制
知识点2 DNA复制的过程
知识夯基
考向研析
考点二
DNA的复制
真原核生物DNA复制的比较
拓展延伸:DNA的半不连续复制
解旋方向
3
5
3
5
3´
5´
3´
5´
3´
5´
前导链
滞后链
冈崎片段
DNA的半不连续复制
汉水丑生侯伟作品
知识点2 DNA复制的过程
考点二
DNA的复制
考向研析
知识夯基
知识点2 DNA复制的过程
知识夯基
考向研析
考点二
DNA的复制
①DNA聚合酶不能从头合成DNA,而只能从3’端以5’端→3’端方向催化延伸聚合子代DNA链,因此DNA复制需要引物,为DNA聚合酶提供3’端。
②合成的子链实际上是由许多沿5’端→3’端方向合成的DNA片段连接起来的。DNA复制还需要解旋酶和DNA连接酶等的参与。
拓展延伸:冈崎片段
引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸,作为新子链的合成起点,只能结合在母链的3'端,使DNA聚合酶能够从引物的3'端(-OH端)开始连接游离的脱氧核苷酸,从而延伸出DNA子链。
知识点2 DNA复制的过程
知识夯基
考向研析
考点二
DNA的复制
拓展延伸:引物
a.新形成的DNA中所留下的RNA引物会被相关酶切除掉。
b.缺口被DNA聚合酶重新补上。
c.DNA连接酶补上片段间的缺口
补充:
知识点3 DNA复制的相关计算
知识夯基
考向研析
考点二
DNA的复制
(1)将1个含有15N的DNA分子放在含有14N的培养液中连续复制n次,则:
①子代DNA共2n个
含15N(亲代链)的DNA分子: 个
只含15N的DNA分子: 个
含14N(子代链)的DNA分子: 个
只含14N(不含亲代链)的DNA分子: 个
2
0
2n
(2n-2)
做题时看准是“含”还是“只含”
知识点3 DNA复制的相关计算
知识夯基
考向研析
考点二
DNA的复制
(1)将1个含有15N的DNA分子放在含有14N的培养液中连续复制n次,则:
②子代脱氧核苷酸链共2n+1条
含15N的(亲代)脱氧核苷酸链: 条
含14N(新合成)的脱氧核苷酸链: 条
2
(2n+1-2)
做题时看准是“DNA分子数”还是“链数”
知识点3 DNA复制的相关计算
知识夯基
考向研析
考点二
DNA的复制
(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p个碱基对,其中腺嘌呤脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸(或其互补脱氧核苷酸)数为__________,需消耗胞嘧啶脱氧核苷酸数为____________。
②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为 。
m·(2n-1)
m·2n-1
易错:
碱基是“对”or“个”
“DNA复制了n次”or“第n次复制”
“DNA分子数”or“链数”
“含”or“只含”
n次包括所有的复制
第n次只包括最后一次复制
(2n表示DNA分子总数)
(1表示亲代DNA数)
(p-m)·(2n-1)
有丝前
有丝中
有丝后
有丝末
间
双链15N标记的DNA放在无标记的培养中培养
第一次复制(画2条代表):
第二次复制(以其中一个为例):
14N
或
有丝分裂
规律:
第一次有丝分裂形成的子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条子链组成。
如果是四条染色体呢?
14N
第二次有丝分裂后最终形成的子细胞中含有标记的染色体数为0、1、2
知识夯基
考向研析
考点二
DNA的复制
细胞分裂过程中的同位素标记问题
第二次复制(以其中一个为例):
14N
或
或
4条标记染色体
0条标记染色体
3条标记染色体
1条标记染色体
2条标记染色体
2条标记染色体
如果是四条染色体呢?
规律:
第二次有丝分裂后最终形成的子细胞中含有标记的染色体数为0~2n
知识夯基
考向研析
考点二
DNA的复制
细胞分裂过程中的同位素标记问题
减数分裂
双链15N标记的DNA放在无标记的培养中培养
14N
减数分裂四个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条利用原料合成的子链组成。
DNA的结构
DNA复制
DNA的结构与复制
DNA的结构与复制
DNA双螺旋结构模型的构建
DNA的结构
构建者
构建过程
元素组成
小分子
单体
平面结构
空间结构
结构特点
稳定性
多样性
特异性
DNA中的碱基数量的计算规律
必记公式
解题方法
对DNA复制的推测
DNA半保留复制的实验证据
实验者
实验材料
实验方法
实验原理
实验过程和结论
知识夯基
考向研析
考点二
DNA的复制
细胞分裂过程中的同位素标记问题
1. (2022·海南卷)科学家提出DNA复制的三种假说:全保留、半保留和分散复制(图1)。科学家以大肠杆菌为实验材料,进行如下实验(图2)。下列叙述正确的是( )
D
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
半保留复制或分散复制
半保留复制
半保留复制
知识夯基
考向研析
考向1 DNA复制的过程及实验证据
考点二
DNA的复制
[解析] 由题意和题图可知,第一代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带,则可以排除全保留复制,但不能肯定是半保留复制或分散复制,第二代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带和1条轻带,则可以排除分散复制,同时肯定是半保留复制,A、B、C错误;若DNA复制方式为半保留复制,继续培养至第三代,得到的8个子代DNA分子离心后,试管中会出现1条中带和1条轻带,D正确。
A.据图分析,①和②延伸时均存在暂停现象
B.甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等
C.丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等
D.②延伸方向为5′端至3′端,其模板链3′端指向解旋方向
2. (2023·山东卷)将一双链DNA分子的一端固定于载玻片上,置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像,①和②表示新合成的单链,①的5′端指向解旋方向,丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象,但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则,下列说法错误的是( )
D
模板链5′端指向解旋方向
知识夯基
考向研析
考向1 DNA复制的过程及实验证据
考点二
DNA的复制
解析 据图分析,图甲时新合成的单链①比②短,图乙时新合成的单链①比②长,且延伸进行时2条链延伸速率相等,因此可以说明①和②延伸时均存在暂停现象,A正确;
甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等,B正确;
①和②两条链中碱基是互补的,丙为复制结束时的图像,新合成的单链①与②等长,丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等,C正确;
①的5′端指向解旋方向,则②链的3′端指向解旋方向,其模板链5′端指向解旋方向,D错误。
3.将大肠杆菌放在含15N的培养基中培养多代,使其DNA都被15N标记,然后将其转移到含14N的普通培养基中培养。经若干代培养后,提取大肠杆菌的DNA进行离心,就会得到不同密度区带的DNA。下列相关叙述错误的是( )
A.该实验运用了离心技术和放射性同位素标记技术
B.从第1代到第2代,含15N的脱氧核苷酸链占全部脱氧核苷酸链的比例减小
C.第3代时,含15N的DNA分子占总DNA分子数的比例为1/4
D.第1代试管中只出现了一条DNA带,排除全保留复制的方式
A
实验中使用的15N是稳定性同位素,并非放射性同位素
知识夯基
考向研析
考向1 DNA复制的过程及实验证据
考点二
DNA的复制
4.科学家以大肠杆菌为实验材料进行了如下实验:将被15N 标记的大肠杆菌(15N/15N - DNA)转移到含14N 的培养基上,连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ),提取 DNA 进行离心得到如图所示结果。下列叙述正确的是( )
A.该实验运用了差速离心和同位素标记技术
B.15N/15N - DNA 比14N/14N - DNA 密度大,
分布在重带
C.亲本第Ⅰ代条带不能排除全保留复制的可能性
D.第Ⅱ代大肠杆菌细胞中15N/14N - DNA 的比例为 1/4
B
第Ⅱ代大肠杆菌细胞中14N/14N - DNA 的比例为 1/2
知识夯基
考向研析
考向1 DNA复制的过程及实验证据
考点二
DNA的复制
5. 复制部分过程如下图所示,复制区的双螺旋分开,以一条链为模板,连续合成一
条子链(前导链);以另一条链为模板,合成子链片段(冈崎片段),再连接成一条完
整的子链(滞后链),子代双链与亲代双链相接区域称为复制叉。下列叙述错误的是( )
A.复制叉向前移动需要解旋酶参与,并消耗
B.冈崎片段连接成滞后链可能需要 连接酶的作用
C.前导链的延伸方向是端 端,滞后链的延伸方向是端 端
D.图示过程体现了 复制的半保留复制特点
滞后链延伸方向是 端
C
知识夯基
考向研析
考向1 DNA复制的过程及实验证据
考点二
DNA的复制
[解析] 复制叉向前移动需要解旋酶参与,解旋酶破坏氢键,消耗,A正确; 复制有一条子链为不连续链,冈崎片段连接成滞后链可能需要连接酶的作用,B正确;前导链的延伸方向是 端端,滞后链的延伸方向也是
端,C错误;图示过程体现了 复制的半保留复制特点,即保留一条母链,以碱基互补配对为原则,合成新的子链,D正确。
6.大肠杆菌的局部DNA复制过程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.A酶能够催化氢键和磷酸二酯键的形成
B.图示过程发生在大肠杆菌的细胞核中
C.复制起始位点处的 A—T 碱基对含量丰富有利于 B 酶解旋
D.两条子链延伸的方向与 B 酶移动的方向相同
C
A酶是DNA聚合酶,它的作用是催化磷酸二酯键的形成,将单个脱氧核苷酸连接到正在合成的DNA子链上子
大肠杆菌是原核生物,没有细胞核,其DNA复制发生在拟核区域
两条子链延伸的方向是相反的,而B酶(解旋酶)移动的方向只有一个,所以两条子链延伸的方向与B酶移动的方向不完全相同
知识夯基
考向研析
考向1 DNA复制的过程及实验证据
考点二
DNA的复制
7.如图表示大肠杆菌质粒DNA的复制过程,其中复制叉是DNA复制时在DNA链上形成的Y型结构。若该细菌的质粒DNA含有的碱基数目为m,胸腺嘧啶数目为a,下列叙述错误的是( )
A.该DNA复制的特点为边解旋边复制、双向复制
B.该过程需要解旋酶和DNA酶的参与,且两种酶
发挥作用时均消耗ATP
C.该DNA复制n次,消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸的数
目为(2n-1)×(m/2-a)
D.该DNA复制一次,共形成m个磷酸二酯键
B
据图分析,图中有两个复制叉,部分解旋后开始进行复制,体现该DNA复制过程的特点是边解旋边复制、双向复制
该过程需要解旋酶和DNA聚合酶的参与,且两种酶发挥作用时均消耗ATP
DNA分子中含有的碱基数目为m,含有T的数目为a,则一个DNA分子中含有的C的数目是(m-2a)/2,因此复制n次共需要G的数目为(2n-1)×(m-2a)/2
据题意可知,图中DNA含有的碱基数为m,即含有的脱氧核苷酸数为m,因为该DNA为环状双链分子,磷酸二酯键数等于脱氧核苷酸数,因此复制过程形成2条环状的DNA链,故形成的磷酸二酯键为m
知识夯基
考向研析
考向1 DNA复制的过程及实验证据
考点二
DNA的复制
8. 大多数真核生物的 在复制时会出现多个复制泡,每个复制泡的两端有2个复制叉,复制叉的延伸方向如下图所示。已知复制时聚合酶只能沿模板链的 方向移动,下列说法错误的是( )
D
其中一条子链的延伸方向与复制叉的推进方向相反
A.图中 的复制为双向半保留复制
B.多起点复制加快了 的复制速度
C.复制泡3的 复制早于复制泡1
D.子链的延伸方向与复制叉的推进方向相同
知识夯基
考向研析
考向1 DNA复制的过程及实验证据
考点二
DNA的复制
题图中 的复制为多起点不连续双向半保留复制,A正确;多起点复制加快了 的复制速度,B正确;根据复制泡的大小可以看出,复制泡3的复制早于复制泡1,C正确; 聚合酶只能沿模板链的 方向移动,其中一条子链的延伸方向与复制叉的推进方向相反,D错误。
9.研究发现,DNA聚合酶不能从头合成一条DNA单链。在DNA聚合酶发挥作用前,细胞中会合成一段与模板链相应部位互补的短链,如下图所示。在DNA聚合酶发挥作用后,该短链的延长过程是连续的。下列说法错误的是( )
A.DNA复制时,子链会从其3'端至5'端不断延长
B.在DNA复制时,也可能会有RNA聚合酶和RNA酶参与并发挥作用
C.碱基互补配对原则使得DNA的复制能够精确地进行
D.DNA复制时,与该模板链互补的另一条母链为模板,形成子链的过程是不连续的
A
子链的延长方向是5'→3'
知识夯基
考向研析
考向1 DNA复制的过程及实验证据
考点二
DNA的复制
10.用15N标记含有100个碱基对的DNA分子(其中有腺嘌呤60个),该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。下列有关判断错误的是( )
A.含有15N的DNA分子有两个
B.含有14N的DNA分子占总数的7/8
C.第4次复制消耗胞嘧啶脱氧核苷酸320个
D.复制共产生16个DNA分子
B
比例为1
知识夯基
考向研析
考向2 DNA复制过程的有关计算
考点二
DNA的复制
解析 由于DNA分子的复制是半保留复制,亲代DNA分子的两条链始终存在于子代的两个DNA分子中,因此含有15N的DNA分子有两个,A正确;
该DNA分子是在含14N的培养基中复制的,新形成的子链均含有14N,故DNA分子都含14N,比例为1,B错误;
根据碱基互补配对原则,DNA分子中腺嘌呤有60个,则胞嘧啶有40个,第4次复制需消耗胞嘧啶脱氧核苷酸24-1×40=320(个),C正确;
1个DNA分子经过4次复制,共产生24=16(个)DNA分子,D正确。
11.已知某噬菌体的DNA分子含有1 000个碱基对,其中胸腺嘧啶有400个。现用32P充分标记该噬菌体的DNA分子后,让该噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,最后释放出100个噬菌体后代。下列叙述正确的是( )
A.需要用含32P的鸡胚细胞培养噬菌体,从而得到含32P标记的噬菌体
B.该噬菌体的DNA分子一条链中腺嘌呤数与鸟嘌呤数之比为2∶3
C.这100个噬菌体后代中,含32P标记的噬菌体占总后代数的2%
D.这100个噬菌体后代共消耗胞嘧啶脱氧核苷酸的数量为39 600个
噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒
C
一条链中腺嘌呤数与鸟嘌呤数之比不能确定
59 400个
知识夯基
考向研析
考向2 DNA复制过程的有关计算
考点二
DNA的复制
解析:噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒,不能用鸡胚细胞培养,A错误;该噬菌体的DNA分子总共含2 000个碱基,其中A和T都有400个,则C和G都有600个,故该噬菌体的DNA分子中腺嘌呤数与鸟嘌呤数之比为2∶3,但一条链中腺嘌呤数与鸟嘌呤数之比不能确定,B错误;一个DNA分子复制时,不管复制几代,后代中都只有两个DNA分子含亲代DNA的一条母链,因此含32P标记的噬菌体占总后代数的2%,C正确;一个噬菌体侵染大肠杆菌,最后释放出100个后代,说明消耗胞嘧啶脱氧核苷酸的数量为(100-1)×600=59 400(个),D错误。
12.将全部DNA分子的双链经32P标记的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于含31P的培养基中培养。经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞,检测子细胞中染色体的标记情况。下列说法正确的是( )
A.若进行有丝分裂,则含32P染色体的子细胞比例一定为1/2
B.若产生的4个子细胞中的染色体都含32P,则一定进行有丝分裂
C.若进行减数分裂,则含32P染色体的子细胞比例一定为1
D.若产生的4个子细胞中的染色体不都含32P,则一定进行减数分裂
含32P染色体的子细胞为2个或3个或4个
一定是进行有丝分裂,因为进行减数分裂产生4个子细胞的染色体都含32P
一定进行减数分裂
知识夯基
考向研析
考向3 DNA复制与细胞分裂的关系
考点二
DNA的复制
C
13.在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时,BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中,形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色,发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光,含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中,培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是( )
A.1/2的染色体荧光被抑制
B.1/4的染色单体发出明亮荧光
C.全部DNA分子被BrdU标记
D.3/4的DNA单链被BrdU标记
到第三次有丝分裂中期,全部DNA分子被BrdU标记,所有染色体均含有姐妹染色单体,其中有1/2的染色体上2个DNA分子的两条链均含有BrdU(荧光被抑制),有1/2的染色体上2个DNA分子中的1个DNA分子的两条链中的1条含BrdU、1条不含BrdU,另1个DNA分子的两条链均含BrdU,所以有1/4的染色单体会发出明亮荧光,7/8的DNA单链被BrdU标记。
知识夯基
考向研析
考向3 DNA复制与细胞分裂的关系
考点二
DNA的复制
D
15.将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在以14NH14Cl为唯一氮源的培养基中培养,连续分裂3次。下列相关叙述,不合理的是( )
A.本实验利用14N和15N区分不同密度的DNA
B.DNA的复制方式为半保留复制
C.大肠杆菌的DNA复制遵循碱基互补配对原则
D.分裂3次形成的子代DNA中有1/8不含14N
由于复制的原料中含有14N,故分裂3次形成的子代DNA中都含14N,D错误
D
知识夯基
考向研析
考向3 DNA复制与细胞分裂的关系
考点二
DNA的复制
知识点1 基因通常是有遗传效应的DNA片段
知识夯基
考向研析
考点三
基因的本质
遗传效应一般是指基因能够转录成 ,进而翻译成蛋白质,能够控制一定的性状。
①对于RNA病毒来说,基因是有遗传效应的RNA片段。
②以DNA为遗传物质的生物,基因通常是有遗传效应的DNA片段
基因A
基因B
基因C
非基因片段
非基因片段
非基因片段
非基因片段
一段DNA不一定是基因
考向研析
知识夯基
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
①一条染色体含有_______个DNA分子
②染色体是DNA的_________。
1个或2
主要载体
①每个DNA分子上含有____个基因
②基因通常是有__________的DNA片段
多
遗传效应
②基因中 代表遗传信息
脱氧核苷酸的排列顺序
呈线性排列
①每个基因中含有许多脱氧核苷酸
知识夯基
考向研析
考点三
基因的本质
知识点2 染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
考向研析
知识夯基
70
真、原核细胞基因的结构区别
知识夯基
考向研析
考点三
基因的本质
D
1.(2025·安徽合肥联考)我国科学家已成功将正常酿酒酵母细胞中的全部16条染色体融合,创建了1条线型融合染色体。将这条染色体移植到去核的酿酒酵母细胞后,细胞依然能够存活,并表现出相应的生命特性。下列叙述错误的是( )
A.该条人造单染色体上含有多个基因
B.该条人造单染色体主要由DNA和蛋白质构成
C.该条人造单染色体可能执行16条染色体的功能
D.该条人造单染色体复制后含有1个亲代DNA分子和1个子代DNA分子
该条人造单染色体复制后形成2个子代DNA分子,而且每个子代DNA分子中各有一条单链来自亲代DNA分子
知识夯基
考向研析
考向1 基因的概念及基因与DNA的关系
考点三
基因的本质
解析:该条人造单染色体上含有多个基因,A正确;染色体主要由DNA和蛋白质构成,B正确;据题干可知,该条人造单染色体可能执行16条染色体的功能,C正确;DNA复制方式为半保留复制,该条人造单染色体复制后形成2个子代DNA分子,而且每个子代DNA分子中各有一条单链来自亲代DNA分子,D错误。
A. 所示基因控制的性状均表现为伴性遗传
B. 所示基因在Y染色体上都有对应的基因
C. 所示基因在遗传时均不遵循孟德尔定律
D. 四个与眼色表型相关基因互为等位基因
2.(2024·北京卷)摩尔根和他的学生们绘出了第一幅基因位置图谱,示意图如下,相关叙述正确的是( )
A
X染色体和Y染色体存在非同源区段
遵循
四个与眼色表型相关基因位于同一条染色体上,其基因不是等位基因
果蝇X染色体上一些基因的示意图
知识夯基
考向研析
考向1 基因的概念及基因与DNA的关系
考点三
基因的本质
3.如图是果蝇某染色体上的白眼基因(S)示意图,下列叙述正确的是( )
A.白眼基因片段中,含有成百上千个核糖核苷酸
B.S基因是有遗传效应的DNA片段
C.白眼基因在细胞核内,不遵循遗传规律
D.基因片段中有5种碱基、8种核苷酸
组成白眼基因片段的基本单位是脱氧核苷酸,有4种碱基,4种脱氧核苷酸
S基因控制果蝇的白眼性状,所以是有遗传效应的DNA片段
白眼基因位于染色体上,属于核基因,遵循遗传规律
B
知识夯基
考向研析
考向1 基因的概念及基因与DNA的关系
考点三
基因的本质
4.微卫星DNA(STR)是真核细胞基因组中含有高度重复序列的DNA。富含A-T碱基对,不同个体的STR 具有明显的差异。下列有关 的说法错误的是( )
B
A.不同生物STR序列不同体现了DNA具有多样性
B.STR序列彻底水解产物是磷酸、核糖和4种碱基
C.相对于其他DNA序列,STR序列结构的稳定性可能较差
D.STR序列可作为遗传标记基因用于个体鉴定
脱氧核糖
知识夯基
考向研析
考向1 基因的概念及基因与DNA的关系
考点三
基因的本质
[解析] 由于碱基的排列顺序不同,不同生物的 不同,体现了具有多样性,A正确;是 分子,彻底水解后可以得到6种小分子物质,即磷酸、脱氧核糖和4种碱基,B错误; 中的碱基对所占的比例较大,而A与之间形成两个氢键, 与C之间形成三个氢键,所以 的稳定性可能较差,C正确; 由于不同个体的具有明显的差异, 序列可作为遗传标记基因用于个体鉴定,D正确。
D
5.下图为某哺乳动物某个DNA 分子中控制毛色的a、b、c 三个基因的分布状况,其中 Ⅰ、Ⅱ 为无遗传效应的片段。有关叙述正确的是( )
A.a 基因内碱基对的缺失,属于染色体变异
B.基因c中碱基对若发生变化,个体性状一定会发生改变
C.基因在染色体上呈线性排列,基因的起始端存在起始密码子
D.三个基因均可能发生基因突变,体现基因突变具有随机性
基因突变
基因突变不一定引起生物性状改变
起始密码子位于mRNA上
知识夯基
考向研析
考向1 基因的概念及基因与DNA的关系
考点三
基因的本质
解析:基因中碱基对缺失属于基因突变,不是染色体结构变异,A错误;基因c中碱基对若发生变化,属于基因突变,由于密码子具有简并性,基因突变不一定引起生物性状改变,B错误;起始密码子位于mRNA上,C错误;基因a、b、c均可能发生基因突变,体现基因突变的随机性,D正确。
04 真题感知·命题洞见
真题感知·命题洞见
1.(2025·四川)为杀死蜜蜂寄生虫瓦螨,研究人员对蜜蜂肠道中的S菌进行改造,使其能释放特定的双链RNA(dsRNA)。进入瓦螨体内的dsRNA被加工成siRNA后,能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合使其降解,导致瓦螨死亡。下列叙述正确的是( )
A.siRNA的嘌呤与嘧啶之比和dsRNA相同
B.dsRNA加工成siRNA会发生氢键的断裂
C.瓦螨死亡的原因是目标基因的转录被抑制
D.用改造后的S菌来杀死瓦螨属于化学防治
B
siRNA是由dsRNA加工而来的单链片段,其嘌呤与嘧啶之比不一定为1:1,A错误;siRNA能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合使其降解,导致瓦螨死亡,所以siRNA直接抑制的是翻译过程,C错误;用改造后的S菌来杀死瓦螨属于生物防治,D错误。
siRNA是由dsRNA加工而来的单链片段,其嘌呤与嘧啶之比不一定为1:1,A错误;双链dsRNA加工成单链siRNA的过程会发生氢键的断裂,B正确;siRNA能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合使其降解,导致瓦螨死亡,所以siRNA直接抑制的是翻译过程,C错误;用改造后的S菌来杀死瓦螨属于生物防治,D错误。
78
真题感知·命题洞见
2.(2025·广东)Solexa测序是一种将PCR与荧光检测相结合的高通量测序技术。为了确保该PCR过程中,DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后,DNA链不继续延伸,应保护底物中脱氧核糖结构上的( )
A.1'-碱基 B.2'-氢 C.3'-羟基 D.5'-磷酸基团
C
已知DNA聚合酶催化延伸子链方向只能从5′→3′,原因是脱氧核苷酸的3'碳有羟基,可以结合下一个脱氧核苷酸的5′碳的磷酸基团,故为了DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后,DNA链不继续延伸,应保护底物中脱氧核糖结构上的3'-羟基,使其不能结合下一个脱氧核苷酸的5′碳的磷酸基团,C正确.
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真题感知·命题洞见
3.(2025·湖北)大数据时代,全球每天产生海量数据,预计2040年需一百万吨硅基芯片才能储存全球一年产生的数据。为解决这一难题,科学家尝试运用DNA来储存数据。我国科学家已经将汉代拓片、熊猫照片等文化数据写入DNA,实现数据长期保存。下列叙述中,DNA可以作为存储介质的优点不包括( )
A.DNA具有可复制性,有利于数据的传播
B.可通过DNA转录和翻译传递相应数据信息
C.DNA长链中碱基排列的多样化,为大量数据的存储提供可能
D.DNA作为存储介质体积小,为数据携带和保存节约了大量空间
B
A、DNA通过半保留复制可快速扩增数据,便于传播,A不符合题意;
B、DNA储存数据时,信息读取依赖测序技术而非转录翻译(后者为生物体内表达遗传信息的过程),与数据存储无关,B符合题意;
C、DNA碱基对排列顺序的多样性使其可编码海量信息,是存储优势,C不符合题意;
D、DNA分子结构紧凑,单位体积存储密度极高,节省空间,D不符合题意;
DNA通过半保留复制可快速扩增数据,便于传播,A错误;DNA储存数据时,信息读取依赖测序技术而非转录翻译,与数据存储无关,B正确;DNA碱基对排列顺序的多样性使其可编码海量信息,是存储优势,C错误;DNA分子结构紧凑,单位体积存储密度极高,节省空间,D错误。
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4.(2025·北京)1958年,Meselson和Stahl通过15N标记DNA的实验,证明了DNA的半保留复制。关于这一经典实验的叙述正确的是( )
A.因为15N有放射性,所以能够区分DNA的母链和子链
B.得到的DNA带的位置有三个,证明了DNA的半保留复制
C.将DNA变成单链后再进行离心也能得到相同的实验结果
D.选择大肠杆菌作为实验材料是因为它有环状质粒DNA
B
真题感知·命题洞见
15N没有放射性,可通过密度梯度离心技术区分含不同氮元素的DNA,进而区分DNA的母链和子链,A错误;若将DNA解链为单链后离心,无论是全保留还是半保留复制,都是只有两条条带,不能证明DNA的半保留复制,C错误;选择大肠杆菌作为实验材料是因为大肠杆菌繁殖快,容易培养,能在短时间内获得大量的子代,便于观察实验结果,D错误。
81
5.(2025·山东)关于豌豆胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、
转录和翻译三个过程,下列说法错误的是( )
A.三个过程均存在碱基互补配对现象
B.三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内
C.根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列
D.RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同
C
真题感知·命题洞见
DNA复制、转录和翻译过程中均遵循碱基互补配对原则,因此都存在碱基互补配对现象,A正确;翻译发生在细胞质基质中的核糖体上,豌豆胞核中淀粉酶基因复制和转录的场所都是细胞核,B正确;翻译的产物是蛋白质,蛋白质的基本单位是氨基酸,由于密码子具有简并性,因此知道氨基酸序列不一定能准确知道mRNA上的碱基序列,C错误;转录时需要RNA聚合酶的参与,RNA聚合酶从模板链的3'→5',翻译时,核糖体从mRNA的5'→3',移动方向不同,D正确。
82
6.(2025·浙江)多种多样的生物通过遗传信息控制性状,并通过繁殖将遗传
物质传递给子代。下列关于遗传物质的叙述正确的是( )
A.S型肺炎链球菌的遗传物质主要通过质粒传递给子代
B.水稻、小麦和玉米三大粮食作物的遗传物质主要是DNA
C.控制伞藻伞帽的遗传物质通过半保留复制表达遗传信息
D.烟草叶肉细胞的遗传物质水解后可产生4种脱氧核苷酸
D
真题感知·命题洞见
S型肺炎链球菌是原核生物,其遗传物质主要分布于拟核。因此,S型肺炎链球菌的遗传物质主要通过拟核传递给子代,A错误;水稻、小麦和玉米三大粮食作物都是植物,都属于真核生物,真核生物的遗传物质是DNA,B错误;基因指导蛋白质的合成过程是遗传信息的表达过程,伞藻通过复制传递遗传信息,而不是表达遗传信息,C错误;烟草叶肉细胞的遗传物质是DNA,其单体是脱氧核苷酸,DNA水解后可产生4种脱氧核苷酸,D正确。
83
05 学以致用·能力提升
1.(必修2 P50)DNA分子是由两条单链组成的,这两条链按 方式盘旋成 结构。
2.(必修2 P50)DNA分子的基本骨架由 连接。
3.(必修2 P50)DNA分子的结构具有稳定性的原因是
__________________________________________________________。
4.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________________________________________ _____。
双螺旋
反向平行
磷酸和脱氧核糖交替
外侧的脱氧核糖和磷酸交替排列的方式稳定不变,内侧碱基配对方式稳定不变。
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
学以致用·能力提升
长句作答类
85
5.DNA精确复制的原因: .
6. DNA复制所需的原料是 ,参与的酶有
等,复制的方式是 ,其过程遵循
原则。DNA复制时子链的延伸方向是 。
7.(必修2 P56 拓展应用)果蝇DNA形成多个复制泡的原因是:
.
8.(必修2 P59 正文)基因的遗传效应是指基因能够
的过程 。
DNA双螺旋结构提供精确模板,碱基互补配对原则保证能够准确进行
游离的四种脱氧核苷酸
解旋酶和DNA聚合酶
半保留复制
碱基互补配对
5′→3′
果蝇的DNA有多个复制起点,可从不同起点开始DNA的复制,由此提高了DNA复制的效率,为细胞分裂做好准备
复制、传递和表达性状
学以致用·能力提升
长句作答类
86
DNA指纹技术
特定的限制酶能将DNA分子切割成多个长度不同的片段,再利用电泳等技术分离这些片段,即可获得DNA片段图谱,即DNA指纹。
在真核生物基因组DNA中存在着一些高度重复的序列,即由一短序列首尾相连、多次重复串联而成,其具有高度特异性,几乎可以使每个个体形成唯一的特征性带型。
学以致用·能力提升
命题情境类
87
讲师:xxx
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THANK YOU
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