2026届高三生物一轮复习课件第23课时 DNA的结构、复制及基因的本质

该高中生物学高考复习课件聚焦“DNA的结构、复制及基因的本质”核心考点，严格依据新课标要求，系统梳理DNA双螺旋结构、半保留复制及基因本质三大模块，结合2022-2024年浙江、湖北、河北等多省市高考真题，分析考点权重，明确碱基计算、复制过程分析等高频题型，构建完整备考知识体系。 课件亮点在于“真题训练+素养融合”，通过制作DNA双螺旋结构模型培养探究实践能力，结合梅塞尔森-斯塔尔实验证据分析训练科学思维，针对碱基互补配对计算总结“链间比例倒数关系”等技巧，助力学生掌握答题逻辑，教师可依托课件精准对接高考，提升复习效率。

第23课时　 DNA的结构、复制及基因的本质 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双螺旋结构模型。 考情 分析 1.DNA的结构与基因的本质 2024·浙江6月选考，9；2024·湖北卷，7；2023·河北卷，6；2023·海南卷，13；2022·重庆卷，4；2022·河北卷，8；2022·广东卷，12；2022·浙江6月选考，13 2.DNA的复制过程及计算 2024·河北卷，4；2024·黑吉辽卷，9；2023·辽宁卷，18； 2023·浙江6月，16；2023·山东卷，5；2022·海南卷，11 考点一 DNA的结构与基因的本质 1.DNA结构模型的构建 （1）模型构建者： 美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。 晚年沃森和克里克在双螺旋结构模型前的最后一次合影 沃森（左）和克里克（右）与 DNA 模型 考点一 DNA的结构与基因的本质 1.DNA结构模型的构建 （2）模型构建过程： 科学界早期认识到DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链, 这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C4种碱基。 威尔金斯和富兰克林获得了DNAX射线的衍射图谱。 双螺旋和三螺旋结构模型 否定 (碱基位于螺旋的外部,骨架在内部) 双螺旋结构模型 (磷酸-脱氧核糖骨架在外部,碱基在内部) 否定 查哥夫提出DNA分子碱基数量关系: 。 A=T,G=C 双螺旋结构模型 (A与T配对,G与C配对, DNA分子稳定) 考点一 DNA的结构与基因的本质 2.DNA分子的结构 （1）结构层次 元素 化学组成 基本单位 平面结构 空间结构 C、H、O、N、P 磷酸基团 脱氧核糖 含氮碱基 脱氧核糖核酸 考点一 DNA的结构与基因的本质 2.DNA分子的结构 （2）双螺旋结构 ①DNA分子是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 ③两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。 ②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。 考点一 DNA的结构与基因的本质 2.DNA分子的结构 （2）双螺旋结构 一条链状DNA分子含有_____个游离的磷酸基团。 DNA分子中的一个脱氧核糖连接________个磷酸。 DNA分子一条链上相邻的两个碱基通过化学键______________________________连接，两条链之间的碱基通过_______连接。 在确定碱基对数量的情况下，碱基对________含量占比越高，DNA分子的热稳定性越高。 2 1或2 -脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖- 氢键 G/C 考点一 DNA的结构与基因的本质 【拓展】DNA分子的Tm值 Tm值是指DNA双链解离为单链时，紫外吸收值达到最大值50%时的温度，即双链结构失去一半时的温度。这一过程反映了DNA分子的热稳定性。 影响Tm值的主要因素： （1）G+C含量 经验公式：Tm = 69.3 + 0.41(G+C)% （2）分子长度 核酸分子越长，Tm值越高，因为更长的链需要更多能量才能解离。 （3）溶液条件 离子强度和pH值影响碱基对的稳定性。 考点一 DNA的结构与基因的本质 3.DNA分子的特点 （1）稳定性：基本骨架：磷酸与脱氧核糖交替连接作为基本骨架。 内侧碱基：遵循碱基互补配对通过氢键连接形成碱基对。 （2）多样性：碱基对（脱氧核苷酸）的排列顺序千变万化，构成了DNA分 子的多样性。 （3）特异性：每种DNA有别于其他DNA，具有特定的碱基排列顺序。 思考：利用DNA指纹技术识别身份，主要依赖于DNA分子的_____________。 特异性 考点一 DNA的结构与基因的本质 4.DNA分子中的碱基互补配对计算 （1） 互补碱基相等，即A＝T，G＝C， A＋G＝T＋C ，即嘌呤碱基等于嘧啶碱基数。 计算的前提是基于DNA分子是双链结构。 （2） 不互补碱基相加占一半，A＋G= T＋C = 双链50% （3）链1，链2和双链中互补碱基所占比例相等。 = A1+T1 N1 A2+T2 = N2 A+T N = C1+G1 N1 C2+G2 = N2 C+G N （4）非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数。 T1+G1 = m A1+C1 T2+G2 A2+C2 m 1 = 考点一 DNA的结构与基因的本质 4.DNA分子中的碱基互补配对计算 计算的前提是基于DNA分子是双链结构。 （5）某种碱基在双链中所占的比例等于它在每一条单链中所占比例和的一半。 N1 = a A1 N2 A2 =b N = A a+b 2 书写简化： DNA双链中的碱基占比表示方式： A 、T、 G、 C 。例如DNA双链中胸腺嘧啶占全部碱基的26%，可表示为T /（A + T + G + C） = 26%，简写为T = 26%。 DNA一条链中的碱基占比表示方式：A1 、 T1、G1、C1。例如DNA一条链中胸腺嘧啶占该链碱基总数的的26%，可表示为T1 /（A1 + T1 + G1 + C1） = 26%，简写为T1 = 26%。 练习：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 练习：(2025·武汉市模拟)某真核生物DNA片段的结构示意图如图，下列叙述错误的是(　 　) A.图中①可以用解旋酶或RNA聚合酶断裂，也可加热断裂 B.图中G占的比例越高，DNA的热稳定性越强 C.细胞周期末期时染色体变为染色质，图中DNA双螺旋解开 D.此DNA中可能包含多个基因，且这些基因转录的模板链可能不同 C 练习：(2025·河南郑州调研)从某生物组织中提取双链DNA进行分析，其四种碱基数的比例是鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)之和占全部碱基数的46%，又知DNA的一条链(H链)中含腺嘌呤(A)28%，与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该单链碱基数的比例(　　) A.24% B.26% C.14% D.11% B 练习： (2025·河北沧州模拟)某双链(α链和β链)DNA分子中鸟嘌呤与胞嘧啶的数量之和占全部碱基总数的56%，α链中腺嘌呤占28%。下列关于该DNA分子的叙述，错误的是(　 　) A.β链中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量之和占该链碱基总数的44% B.α链中(G＋C)/(A＋T)＝11/14，β链中(G＋C)/(A＋T)＝14/11 C.α链中胸腺嘧啶所占的比例是16%，占双链DNA分子的8% D.(A＋T)/(G＋C)的值可体现不同生物DNA分子的特异性 B 练习：一个DNA分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多40%，两者之和占该链碱基总数的24%，则该DNA分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链碱基数目的（ ） A.44% B.24% C.14% D.28% C 练习：某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是(　 　) C 练习：用卡片构建DNA平面结构模型,所提供的卡片类型和数量如表所示,下列说法正确的是(　　 ) A.最多可构建4种脱氧核苷酸,5个脱氧核苷酸对 B.构成的双链DNA片段最多有10个氢键 C.DNA中每个脱氧核糖均与1分子磷酸相连 D.最多可构建44种不同碱基序列的DNA 卡片类型 脱氧核糖 磷酸 碱基 A T G C 卡片数量 10 10 2 3 3 2 B 考点二 DNA通过复制传递遗传信息 1.DNA半保留复制的实验证据 （1）对DNA分子复制的猜测 考点二 DNA通过复制传递遗传信息 1.DNA半保留复制的实验证据 （2）DNA半保留复制的实验证据 ①实验者：梅塞尔森和斯塔尔 研究方法：__________________。 ②实验技术：_______________________________________。 ③实验原理： 假说—演绎法 同位素标记法和密度梯度离心法 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。 考点二 DNA通过复制传递遗传信息 1.DNA半保留复制的实验证据 （2）DNA半保留复制的实验证据 ④实验过程： 考点二 DNA通过复制传递遗传信息 1.DNA半保留复制的实验证据 （2）DNA半保留复制的实验证据 ⑤实验结果分析： 考点二 DNA通过复制传递遗传信息 1.DNA半保留复制的实验证据 （2）DNA半保留复制的实验证据 5-溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)可代替胸腺嘧啶脱氧核苷（dTTP）参与 DNA复制与腺嘌呤配对，掺入新合成的子链中。用Giemsa染料对复制后的染色体进行染色，DNA分子的双链都含有BrdU的染色单体呈浅蓝色，只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝色。 2.DNA分子的复制 （1）过程 解旋 需要ATP提供能量 解旋酶作用（断裂氢键） 把两条螺旋的双链解开，暴露碱基 合成子链 模板：解开的两条母链 原料：游离的四种脱氧核苷酸 酶：DNA聚合酶等（形成磷酸二酯键） 原则：碱基互补配对 边解旋边复制 每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋形成子代DNA 方向：子链延伸方向的5’→3’ 考点二 DNA通过复制传递遗传信息 DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 2.DNA分子的复制 考点二 DNA通过复制传递遗传信息 （2）发生时期： 细胞分裂前的间期(有丝分裂前的间期、减数分裂前的间期)，随着染色体的复制而完成。 （3）场所： 真核生物：细胞核（主要）、叶绿体和线粒体（基质） 原核生物：拟核、细胞质中的质粒 病毒：宿主细胞内 （4）特点： 半保留复制； 边解旋边复制。 真核生物： （复制原点） 多起点双向复制 DNA聚合酶的特点：不能从头合成DNA，而只能从3’端-OH连接脱氧核苷酸，因此，DNA复制需要引物，为DNA聚合酶提供3’-OH。 2.DNA分子的复制 考点二 DNA通过复制传递遗传信息 ATCGCGATAGCGTAGCTGCGACCTAGC 5’ 3’ TAGCGCTATCGCATCGACGCTGGATCG 3’ 5’ GGAUCG 5’ AUCGCG 5’ RNA引物Ⅰ RNA引物Ⅱ TAGCGCTATCGCATCGACGCT 3’ ATAGCGTAGCTGCGACCTAGC 3’ DNA的合成方向：从子链的5‘端向3’端延伸。 2.DNA分子的复制 考点二 DNA通过复制传递遗传信息 2.DNA分子的复制 考点二 DNA通过复制传递遗传信息 2.DNA分子的复制 考点二 DNA通过复制传递遗传信息 2.DNA分子的复制 考点二 DNA通过复制传递遗传信息 （5）DNA复制准确的原因： ①DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板； ②通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。 （6）意义： 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。 2.DNA分子的复制 考点二 DNA通过复制传递遗传信息 【拓展延伸】原核生物环状DNA的复制 2.DNA分子的复制 考点二 DNA通过复制传递遗传信息 【拓展延伸】DNA复制的滚环复制 3.DNA复制的相关计算 考点二 DNA通过复制传递遗传信息 一个被15N标记的DNA分子在含14N的培养基中复制了n次，得到的子代DNA中： ①子代DNA分子数 个； ②只含15N的DNA数 个,只含15N的DNA占比________； ③含15N的DNA数 个，含15N的DNA占比________； ④只含14N的DNA数 个，只含14N的DNA占比____________； ⑤含14N的DNA数 个，含15N的DNA占比______； ⑥15N标记的脱氧核苷酸链占所有链的比例为__________； 2n 0 2 2n-2 2n 1/2n-1 0 (2n-2)/2n 1 1/2n 3.DNA复制的相关计算 考点二 DNA通过复制传递遗传信息 一个被15N标记的DNA分子在含14N的培养基中复制了n次，假如该DNA分子中含有腺嘌呤脱氧核苷酸m个。 ①经过n次复制需消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸为____________个。 ②在第n次复制时，需消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数为________________个。 m·(2n－1) m·2n－1 练习：(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 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 D 练习：(多选)(2025·江西景德镇调研)研究人员将1个含14N－DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA解开双螺旋，变成单链；然后进行离心，试管中出现两种条带(如图)。下列说法错误的是(　 　) A.若直接将子代大肠杆菌的DNA离心也能得到两条条带 B.由结果可推知大肠杆菌分裂一次所需的时间大约为4 h C.DNA分子中的碱基数、磷酸数和脱氧核糖数相等 D.如图的条带数目和位置可以确定DNA的复制方式 BD 练习：(2025·广东清远调研)如图为真核细胞DNA复制过程的模式图。一个被15N标记的双链DNA分子含有1 000个碱基对，其中胞嘧啶有300个，让其在含14N的脱氧核苷酸的培养基中培养，共进行3次复制。下列相关叙述错误的是(　　) A.复制时两条子链的延伸方向都是从3′端→5′端 B.该过程中需要解旋酶和DNA聚合酶 C.产生的含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/4 D.该DNA分子含有腺嘌呤脱氧核苷酸700个 A 练习： (多选)(2025·山东烟台质检)大肠杆菌是人和许多动物肠道中很重要的一种细菌，周身具鞭毛，能运动(拟核DNA呈环状，共含有m个碱基，其中有a个胸腺嘧啶)放在含32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间，检测到如图Ⅰ、Ⅱ两种类型的DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)，下列叙述正确的是(　　 ) A.大肠杆菌的拟核DNA复制为半保留复制，拟核上的基因遵循孟德尔遗传定律 B.大肠杆菌复制一次后产生的两个子代DNA中有4个游离的磷酸基团 C.第四次复制产物有Ⅰ、Ⅱ两种类型，比例为1∶7 D.复制n次需要胞嘧啶的数目是(2n－1)(m/2－a) CD 练习：通常DNA分子复制从一个复制起点开始，有单向复制和双向复制，如图所示。放射性越高的3H－胸腺嘧啶脱氧核糖核苷(3H－脱氧胸苷)，在放射自显影技术的图像上，感光还原的银颗粒密度越高。 (1)请利用放射性自显影技术、低放射性3H－脱氧胸苷和高放射性3H－脱氧胸苷，设计实验以确定大肠杆菌DNA复制的方向。 __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 复制开始时，首先用含低放射性3H－脱氧胸苷培养基培养大肠杆菌，一段时间后转移到含有高放射性3H－脱氧胸苷的培养基中继续培养，用放射自显影技术观察复制起点和复制起点两侧银颗粒密度情况 (2)预测实验结果并得出结论。 ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 若复制起点处银颗粒密度低，复制起点的一侧银颗粒密度高，则DNA分子复制为单向复制；若复制起点处银颗粒密度低，复制起点的两侧银颗粒密度高，则DNA分子复制为双向复制 1.基因、DNA和染色体之间的关系 考点三 基因通常是具有遗传效应的DNA片段 多个，呈线性排列 染色体 组成 遗传因子 新名 基因 有遗传效应的片段 DNA+ 染色质 同种物质 不同形态 体现 性状 指导合成 蛋白质 2.基因通常是具有遗传效应的DNA片段 遗传效应是指遗传因素能对个体性状或表型特征的影响，如能够指导相应蛋白质的合成、控制生物体的性状等。 基因通常是有遗传效应的DNA片段，但一段DNA片段不一定是基因。 a b c d 基因A 基因B 基因C 注意：如果遗传物质是RNA，则基因就是具有遗传效应的RNA片段。 练习：关于染色体、DNA、基因三者之间的关系的叙述不正确的是( ) A. 每条染色体上含有1个或2个DNA分子，DNA分子上含有多个基因 B. 三者都是生物细胞内的遗传物质 C. 都能复制、分离和传递，且三者行为一致 D. 在生物的繁衍过程中，染色体的行为决定着DNA和基因的行为 B Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.30(gap_fixed:False) $