第20讲 DNA的结构，复制和基因的本质 课件-2026届高三生物一轮复习（人教版）

该高中生物学高考复习课件聚焦“DNA的结构、复制与基因的本质”核心专题，依据新课标要求和高考评价体系，系统梳理DNA双螺旋结构特点、半保留复制机制、基因本质等考点，通过2024-2025年多卷真题分析明确DNA复制为高频考点，归纳碱基计算、实验分析等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题训练+科学思维培养”，如结合梅塞尔森-斯塔尔实验（假说演绎法）解析半保留复制验证，通过碱基互补配对原则推导“补则等、不补则倒”计算规律，培养科学思维与探究实践素养。含2025年广东、山东等多省真题跟练及易错点警示，帮助学生掌握实验分析与计算技巧，教师可据此精准定位复习重点，提升备考效率。

必修二 第20讲 DNA的结构，复制和基因的本质 Never 1 考情分析 课标 要求 1.概述DNA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通过半保留方式进行复制 3.概述多数生物的基因是DNA的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上 考点 由高考知核心知识点 预测 DNA的结构、复制与基因本质 (2025·广东卷，四川卷，湖北卷）DNA分子的结构和特点 (2025·重庆卷，北京卷，山东卷）DNA分子的复制 (2024·北京卷）基因的本质 DNA分子的结构和特点是广东生物高考试题近几年的高频考点，多在选择题中出现，结合新情境考查考生分析能力；也会在非选择题中结合基因表达和基因工程一起考查综合运用能力。 2 01 DNA的结构及基因的本质 02 DNA的复制及相关计算 考点 3 DNA的结构及基因的本质 01 4 威尔金斯和富兰克林提供_______________ DNA的结构单位:4种脱氧核苷酸， 分别含有___________4种碱基 沃森和克里克推算出DNA呈_______结构 构建模型 从查哥夫处得知________________ 重新构建模型，让A与T，C与G配对，双螺旋模型构建成功 双螺旋 三螺旋 1．构建者：________________。 2．构建过程： DNA衍射图谱 A.G.C.T 螺旋 A与T，G与C的量相等 失败 沃森和克里克　 克里克 沃森 一、DNA双螺旋结构模型的建构 2条单链 链数： O CH2 OH H 磷酸 基团 碱基 3′ 2′ H H 1′ 4′ 5′ H H 3′ 5′ 5′ 3′ 磷酸基团端称作5’-端 羟基(-OH)端称作3’-端 双螺旋结构 空间结构： 二、DNA分子的结构 6 碱基对的比例越高，DNA分子越稳定 A C G 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ ①2条链反向平行 T C G ②磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧—构成基本骨架 ③碱基排列在内侧，通过氢键相连构成碱基对，遵循碱基互补配对原则 磷酸二酯键 氢键 5’端 OH 3’端 3’端 5’端 平面结构： 5种基本元素： C、H、O、N、P 3种小分子： 1分子磷酸、1分子脱氧核糖、1分子含氮碱基 基本单位： 4种 脱氧核苷酸 脱氧 核糖 含氮碱基 磷酸 A腺嘌呤 G鸟嘌呤 C胞嘧啶 T胸腺嘧啶 热门考点1：DNA的初步水解产物？彻底水解产物？ DNA初步水解产物是脱氧核苷酸(4种) DNA彻底水解产物是磷酸(1种)、脱氧核糖(1种)、碱基(4种)。 8 A C G 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ T C G 磷酸二酯键 氢键 5’端 OH 3’端 3’端 5’端 2个 1个或2个 热门考点2：每个DNA分子片段中，有几个游离的磷酸基团？ 热门考点3：一个磷酸基团可以连接几个脱氧核苷酸？ 热门考点4：一条链上的碱基如何连接？ 通过脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖相连接 热门考点5：两条链上的碱基如何连接？ 通过氢键相连 DNA分子结构中的“键”：磷酸二酯键和氢键 如图为 双螺旋结构的简化形式,其中①是 ,②是 。 磷酸二酯键 氢键 碱基互补配对 解旋酶、RNA聚合酶和高温 碱基对中的氢键 形成 断开 磷酸二酯键 形成 断开 DNA聚合酶、DNA连接酶 限制酶、DNA酶 拓展延伸 氢键不是化学键 结构特点 稳定性：空间结构相对稳定 磷酸与脱氧核糖交替连接，排列在外侧构成基本骨架；两条链互补的碱基之间通过氢键相连。 多样性：碱基排列顺序千变万化 若某分子中有 个碱基对,则排列顺序有____种 特异性 每种DNA分子都有特定碱基排列顺序，代表了特定遗传信息。 DNA分子中氢键越多，越稳定 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。 DNA只含有4种脱氧核苷酸，但能够储存足够量的遗传信息，其原因是什么？ 三、DNA分子的结构特点 DNA中G与C碱基对所占的比例越高，该DNA稳定性越强 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 课堂随练 2．学习小组构建了一个含7个碱基对的DNA双螺旋结构模型，其中A有3个。该模型局部如图所示，下列叙述错误的是（    ） A．该模型属于物理模型 B．该模型中①代表尿嘧啶 C．该模型中有18个氢键 D．该模型中两条链反向平行 B 3.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 课堂随练 B 4．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 课堂随练 5．在现代刑侦领域中，DNA指纹技术发挥着越来越重要的作用。只需要一滴血、精液或是一根头发等样品，刑侦人员就可以进行DNA指纹鉴定。应用该技术时，首先需要用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段，然后用电泳的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列步骤，最后形成如图所示的DNA指纹图。下列叙述错误的是（　　） A．DNA指纹技术的原理是每个个体的DNA分子具有特异性 B．DNA分子的遗传信息蕴藏在碱基对千变万化的排列顺序之中 C．从图所示的DNA指纹图可以判断3号怀疑对象是犯罪分子 D．DNA指纹技术还可以用于亲子鉴定、死者遗骸的鉴定等 C 课堂随练 根据碱基互补配对原则可知， A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1 （1） A1＋A2＝________；G1＋G2＝________。即：双链中A＝__，G＝__， A＋G＝______＝______＝______＝__________________。 T1＋T2 C1＋C2 T C T＋C A＋C T＋G 1/2(A＋G＋T＋C) 规律一：双链DNA分子中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。 习题.某生物细胞DNA的碱基中，腺嘌呤的分子数占22%，那么，胞嘧啶的分子数占（ ） A.11% B.22% C.28% D.44% C C=50%–22%=28% 四、DNA分子的相关计算 规律二：互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等， 简记为“补则等”。 （2）A1＋T1＝__________；G1＋C1＝__________。 A2＋T2 G2＋C2 = A1+T1 N1 A2+T2 = N2 A+T N = C1+G1 N1 C2+G2 = N2 C+G N 习题.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（ ） A.35% B.29% C.28% D.21% A 习题 某DNA双链中， 一条链中 则互补链中的比值是 。 一条链中 则互补链中的比值是 。 即两者的关系是_____________。 T1+G1 = m A1+C1 T2+G2 A2+C2 m 1 互为倒数 规律三：非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，简记为“不补则倒” = （3）若 ， 则 = A+T C+G 0.4 = A+C T+G 0.4 0.4 2.5 （4）若 ， 则 N1 = a A1 N2 A2 规律四：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。 =b N = A a+b 2 （5）氢键数目 1000个碱基对共有2000个碱基 A=240 氢键数=240X2+760X3=2760 G+C= 1520 A+T= 480 T=240 G=C= 760 习题.一个DNA分子有1000个碱基对，其中A=240个，该DNA分子中含有_____个氢键。 1. （2024·浙江·高考真题）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 课堂随练 小结：巧解DNA分子中有关碱基比例计算—— “三步曲” 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。 1.某双链DNA分子片段中有200个碱基对，其中腺嘌呤90个。则该DNA片段中含有氢键的数目为 （ ） A．400个 B．510个 C．490个 D．200个 2.某生物鸟嘌呤：胞嘧啶=3:1，则该生物不可能是（ ） A.大肠杆菌 B.流感病毒 C.T2噬菌体 D.人体细胞 B C 课堂随练 3.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 4.(2024·哈尔滨模拟)在一个DNA分子中，腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占全部碱基的42%，若其中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的24%，胸腺嘧啶占30%，则在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占(　 ) A.12%和34% B.21%和24% C.34%和12% D.58%和30% C 5.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% 1 B 课堂随练 6．已知果蝇某条双链DNA分子碱基T的数目为a，其占碱基总数的比例为b，以下推断正确的是（　　） A．鸟嘌呤的数目为a（0.5b-1） B．氢键的数目为3a/2b-a C．腺嘌呤所占比例为（1-2b）/2 D．嘌呤数与嘧啶数之比为b∶（1-b） B 7.实验中选取4个双链DNA样品甲、乙、丙、丁如表所示，最可能取自同一生物个体的两个样品是（　　） A．甲、丁 B．乙、丙 C．甲、丙 D．乙、丁 C 23 8．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 课堂随练 基因通常是有_______________________。 遗传效应的DNA片段 DNA病毒、细胞生物：                                RNA病毒： DNA片段 基因是有遗传效应的 。 RNA片段 基因是有遗传效应的 。 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 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。 五、基因的本质 DNA片段 基因1 基因2 基因3 放大 非编码区 非编码区 编码区 编码区上游 编码区下游 编码区：能转录相应的mRNA，进一步编码（翻译）出蛋白质的DNA区段。 非编码区：不能转录为相应的mRNA，不能编码蛋白质的区段。 26 1.原核生物的基因结构 启动子 终止子 编码区 非编码区 非编码区 编码区上游 编码区下游 连续的、不间隔的 RNA聚合酶识别并结合的位点，驱动基因转录出mRNA。 启动子 本质： 位置： 作用： 是一段有特殊序列结构的DNA片段 位于基因上游 27 非编码区 非编码区 编码区 编码区上游 编码区下游 启动子 终止子 连续的、不间隔的 终止转录。 终止子 本质： 位置： 作用： 也是一段有特殊序列结构的DNA片段 位于基因下游 28 2.真核生物的基因结构 启动子 终止子 非编码区 非编码区 编码区 编码区上游 编码区下游 间隔的、不连续的 内含子 外显子 外显子 内含子 能转录相应的mRNA，进一步能编码蛋白质的DNA序列。 能转录相应的mRNA，但却不能编码蛋白质的DNA序列。 29 非编码区 非编码区 编码区 编码区上游 编码区下游 启动子 终止子 转录 初级RNA 成熟mRNA 剪切、拼接 30 原核细胞 真核细胞 不同点 编码区是 的 编码区是间隔的、 的 相同点 都由能够 的编码区和具有 作用的非编码区组成的 连续 不连续 小结：原核细胞与真核细胞的基因结构比较 （2）编码相同数目氨基酸的蛋白质，原核细胞与真核细胞基因结构一样长吗？ （1）非编码序列： 包括非编码区和内含子 【思考】 真核细胞基因结构更长，因为真核生物的基因还包括内含子（不编码蛋白质）。 编码蛋白质 调控 原核生物的基因：不能编码蛋白质的序列= 非编码区 真核生物的基因：不能编码蛋白质的序列= 非编码区+内含子 31 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数量：每个DNA分子上含有____个基因 ②本质：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（碱基）的排列顺序 ①每个基因中含有许多脱氧核苷酸 呈线性排列 六、染色体，DNA，基因和脱氧核苷酸的关系 32 1.(2024·张家口一模)下列有关基因的描述，错误的是(　 ) A.对于绝大多数生物来说，基因是有遗传效应的DNA片段 B.基因中的碱基排列顺序千变万化，构成了基因的多样性 C.基因可通过DNA分子复制把遗传信息传递给下一代 D.基因中的遗传信息均通过密码子反映到蛋白质的分子结构上 D 课堂随练 2.(2024·广州模拟)下列有关基因、DNA、染色体的说法，错误的是( 　 ) A.碱基特定的排列顺序构成了每一个DNA分子的特异性 B.随着细胞质基因的发现，基因与染色体的关系可概括为染色体是基因的主要载体 C.分子大小相同、碱基含量相同的基因所携带的遗传信息一定相同 D.一条染色体上含有1个或2个DNA分子 C 除了少数RNA病毒外，对于绝大多数生物来说，基因是有遗传效应的DNA片段，A正确； 不同基因中的碱基排列顺序千变万化，构成了基因的多样性，B正确； 在细胞分裂过程中，基因可通过DNA分子复制把遗传信息传递给下一代，C正确； 由于部分密码子无对应氨基酸等原因，基因中的遗传信息部分通过密码子反映到蛋白质的分子结构上，D错误。 33 DNA的复制及相关计算 02 34 ②作出假说 推测可能的复制方式。 ④实验验证，得出结论 实验、得出结论、验证假说。 ①提出问题 DNA是如何复制的？ ③演绎推理 根据复制模式， 预测实验结果。 假说——演绎法 研究方法： 一、DNA半保留复制的推测 35 1.实验者: 美国生物学家__________和__________。 2.研究方法: 3.实验材料: 梅塞尔森 斯塔尔 假说—演绎法 大肠杆菌 4.实验技术: 5.实验原理: 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。　　　 密度 低 高 14N/14N—DNA 15N/14N—DNA 15N/15N—DNA (轻带) (中带) (重带) （1）提出问题 （2）做出假设 ①半保留复制 ②全保留复制 DNA以什么方式复制？ P F1 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。 F2 P F1 F2 6.实验过程: 关键思路：通过实验区分亲代和子代的DNA ①半保留复制 15N 14N 14N 14N 15N 14N P: F1: F2: 细胞再 分裂一次 15N 15N 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 低密度带 中密度带 （3）实验预期——演绎推理 转移到含14N的培养液中 15N/15N-DNA 15N/14N-DNA 15N/14N-DNA 14N/14N-DNA ②全保留复制 P: F1: F2: 细胞再 分裂一次 15N 15N 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 低密度带 转移到含14N的培养液中 14N 14N 15N 15N 15N/15N-DNA 14N/14N-DNA 15N/15N-DNA 14N/14N-DNA 15N/15N-DNA （4）实验验证 15N 14N 14N 14N 15N 14N P: F1: F2: 15N 15N 细胞再 分裂一次 提出DNA离心 提出DNA离心 提出DNA离心 转移到含14N的培养液中 15N/15N-DNA 15N/14N-DNA 15N/14N-DNA 14N/14N-DNA （5）得出结论 DNA复制方式为半保留复制 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 (1)DNA复制的概念： (3)发生时期： (4)场所： 真核生物 细胞质：线粒体、叶绿体 细胞核(主要) 原核生物 拟核 （质粒） 细胞质 病毒： 宿主细胞 细胞分裂前的间期 (5)实质： 遗传信息的复制 (2)结果： 一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子 二、DNA的复制 41 (6)过程： ①解旋：在ATP的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开。 C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A C G T A T A C G G C T A G C C G T A 3' 5' C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' ATP 解旋酶 43 ②定序：游离的脱氧核苷酸按碱基互补配对原则随机地与两条母链的碱基配对， 确定子链的脱氧核苷酸排列顺序。 C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' A C G C A A G C T A G T C A T T A T A T G C A T G A T C G A G C T T 形成氢键 44 C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' A C G C A A G C T A G T C A T T A T A T G C A T G A T C G A G C T T ③合成子链：在DNA聚合酶的催化下从母链的3'端把子链的脱氧 核苷酸聚合成脱氧核苷酸链。 合成方向： 子链的5'端→ 3'端 形成磷酸二酯键 A C G C A A G C T A G T C A T T A DNA聚合酶 5' 3' T A T G C A T G A T C G A G C T T 5' 3' ATP ATP 45 ④形成子代DNA分子： 每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。 C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A A 3' 5' A C G C A A G C T A G T C A T T A T A T G C A T G A T C G A G C T T 5' 3' T A G C C G T A T A G C C G A T A T 3' 5' T T A C G C G T A T A T A T A 5' 3' 46 DNA聚合酶 解旋酶 复制分叉 子链 DNA模板链 DNA聚合酶 DNA模板链 子链 DNA （断开氢键） 4种脱氧核苷酸 一条母链和一条子链螺旋成为一个新的DNA分子 DNA聚合酶 碱基互补配对原则 解开后的每一条母链 游离的4脱氧核苷酸 （dNTP） ③结果： ①能量： ②酶： ①模版： ②原料： ③酶： ④原则： ⑤方向： 子链的5'端→3'端 （形成磷酸二酯键） 断开氢键，解开双链 细胞提供能量 解旋酶 解旋 合成子链 重新螺旋 5′ 3′ 3′ 5′ 小结：DNA复制的过程： 实际是dNTP（脱氧核苷三磷酸） 作用：①作为原料 ②供能 【[细胞秘事36] 准确率99.999999%，DNA复制到底多复杂？】 https://www.bilibili.com/video/BV155G9zdE4m/?share_source=copy_web&vd_source=5dd0e6a639ce2af45ae3fb86d3b216d6 47 ①原核生物和真核生物DNA复制的共同特点： 单起点双向复制（原核生物） 多起点双向复制（真核生物），提高复制效率。 ①边解旋边复制 (从过程上看) ②半保留复制 (从结果上看) (7)特点： ②不同点： 5' 3' 5' 3' DNA是从其最 开始复制的 DNA是从其最右边开始复制的 48 （1）DNA独特的 结构提供精确的模板。 （2） 保证复制准确地进行。 从子链的5'端向 3'端延伸 双螺旋 碱基互补配对原则 （8）方向： （9）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。 （10）DNA分子精确复制的原因 1．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 课堂随练 2．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 课堂随练 3．1958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，设计了巧妙的实验，证明了DNA的复制方式。他所采用的研究方法是（    ） A．模型建构法 B．假说一演绎法 C．模拟实验法 D．同位素标记法 B 课堂随练 4.如图为真核生物染色体上DNA复制过程示意图，有关叙述错误的是(　　) A.图中DNA复制是从多个起点同时开始的 B.图中DNA复制是边解旋边双向复制的 C.真核生物DNA复制过程中解旋酶作用于氢键 D.真核生物的这种复制方式提高了复制速率 A 亲代 1代 2代 3代 n代 ①子n代DNA分子总数为 个。 ②含15N的DNA分子数为 个。 ③含14N的DNA分子数为 个。 ④只含15N的DNA分子数为 个。 ⑤只含14N的DNA分子数为 个。 2n 2 0 2n－2 2n 取一个全部N被15N标记的DNA分子，转移到含14N的培养基中培养(复制)n代 1.DNA分子数 三、DNA复制的有关计算 53 亲代 1代 2代 3代 n代 ①子代DNA中脱氧核苷酸链数＝ 条。 ②亲代脱氧核苷酸链数＝ 条。 ③新合成的脱氧核苷酸链数＝ 条。 2 2n×2 =2n+1 2n+1－2 习题：有15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中复制3次， 则含15N的DNA分子占全部DNA分子的比例_____，只含14N的DNA分子占全部DNA分子的比例_____， 含15N的链占全部DNA分子单链的比例是 ______。 1/4 2/16 =1/8 2.脱氧核苷酸链数 取一个全部N被15N标记的DNA分子，转移到含14N的培养基中培养(复制)n代 3/4 54 （2）第1次复制需要 个该游离的脱氧核苷酸 第2次复制需要 个该游离的脱氧核苷酸 第n次复制需要 个该游离的脱氧核苷酸 取一个全部N被15N标记的DNA分子，转移到含14N的培养基中培养(复制)n代，若亲代DNA分子中含有腺嘌呤脱氧核苷酸m个。 3.消耗的脱氧核苷酸数 （1）复制1次需 个该游离的脱氧核苷酸 复制2次需 个该游离的脱氧核苷酸 复制n次需要 个该游离的脱氧核苷酸 m 3m m (2n－1) m 2m m·2n－1 最开始是1条，现在是2n条，多了多少条？怎么来的？消耗量多少游离的脱氧核苷酸？ 上一代多少条，这一代多少条？多了多少条？怎么来的？有关DNA计算的2点“注意”(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，后者只包括第n次的复制。(2)DNA复制计算时看清题中所给出的碱基的单位是“对”还是“个”；所问的是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”。 55 归纳小结：  DNA复制的相关计算 注意 (1)在DNA分子复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核糖核苷酸单链的DNA分子都只有2个。 (2)注意碱基的单位是“对”还是“个”。 (3)注意试题中问的是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。 (4)注意“DNA分子复制了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。 1.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 课堂随练 2.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 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。 1 3.如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有5 000对碱基，A＋T占碱基总数的34%，若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制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9 900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1/2 B 课堂随练 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＝5 000×2×66%÷2＝3 300(个)，该DNA分子复制2次增加3个DNA分子，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸3 300×3＝9 900(个)，B正确 DNA分子的基本单位是脱氧核糖核苷酸，所以④处指的是腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，C错误； 由题图可知，该DNA分子中的两条链一条含有15N，一条含有14N，若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制2次，则形成的4个DNA分子中，只有一个含有15N ，即占1/4，D错误。 58 1.有丝分裂中染色体标记问题 取一个全部N被15N标记的DNA分子， 转移到含14N的培养基中培养(复制)2代 复制 . . 分裂1次 复制 复制 . . . . 分裂2次 分裂2次 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 四、有丝分裂与减数分裂中染色体标记情况分析 59 2.减数分裂中染色体标记问题 将含有15N的DNA转至含14N标记培养液中培养 复制 . . . . 减Ⅰ . . . . 减Ⅱ 减Ⅱ 减数分裂产生的子染色体都带有标记 60 1.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 C 课堂随练 2.用32P标记玉米体细胞(含有20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期及所产生的子细胞中被32P标记的染色体数分别为（ ） A.20、40、20 B.20、20、20 C.20、20、0～20 D.20、40、0～20 C 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。 3.(2024·襄阳模拟)一个双链均被32P标记的DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是(　 ) A.DNA复制是一个边解旋边复制的过程 B.第三次复制需要2.1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 C.子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7 D.子代DNA分子中含32P与含31P的分子数之比为1∶4 B 课堂随练 4.(2024·重庆高三阶段练)某精原细胞(2N＝6)中DNA被32P充分标记后，在不含32P的培养液中进行一次有丝分裂后再进行减数分裂，共产生8个精细胞(不考虑染色体变异与互换)。下列有关叙述错误的是(　 ) A.减数分裂Ⅰ中期，每个细胞中一定有6条染色体含有32P B.减数分裂Ⅰ后期，每个细胞中一定有6条染色体含有32P C.减数分裂Ⅱ中期，每个细胞中一定有3条染色体含有32P D.每个精细胞中一定有3条染色体含有32P D DNA分子中共有10 000个碱基，其中腺嘌呤有2 000个，则胞嘧啶有3 000个，DNA第三次复制需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(23－1)×3 000－(22－1)×3 000＝1.2×104(个)。 62 5.将某精原细胞(2n＝8)的核DNA分子用15N标记后置于含14N的培养基中培养，经过三次连续的细胞分裂(不考虑互换与染色体变异)。下列相关叙述错误的是(　 ) A.若三次细胞分裂都为有丝分裂，则产生的所有子细胞中含15N染色体的细胞最多为8个 B.若进行一次有丝分裂后进行减数分裂，则减数分裂Ⅱ后期每个细胞中含15N的染色体有8条 C.若三次细胞分裂都为有丝分裂，则第二次分裂后期每个细胞中含有15N的染色体为8条 D.若进行一次有丝分裂后进行减数分裂，则产生的所有精细胞中含有15N的染色体共有16条 B 课堂随练 经过三次有丝分裂得到8个子细胞，第二次有丝分裂时不是将含15N的DNA全部移向细胞的一侧，而是随机分配，则第二次有丝分裂得到的4个子细胞可能全有15N标记，同理第三次有丝分裂最多得到8个含15N标记的子细胞，A正确； 如果进行有丝分裂，经过一次细胞分裂后，形成的2个子细胞中的DNA分子都是15N/14N，再复制一次形成2种DNA分子分别是15N/14N、14N/14N，且着丝粒分裂前这两个DNA分子位于一条染色体上，减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离导致减数分裂Ⅱ前、中期含4条上述染色体，则减数分裂Ⅱ后期每个细胞中含15N的染色体有4条，B错误；如果进行三次有丝分裂，经过一次细胞分裂后，形成的2个子细胞中的DNA分子都是15N/14N，再复制一次形成2种DNA分子分别是15N/14N、14N/14N，且着丝粒分裂前这两个DNA分子位于一条染色体上，则第二次分裂后期每个细胞中含有15N/14N的染色体为8条，含有14N/14N的染色体为8条，C正确； 依据DNA分子的半保留复制，若一个标记的精原细胞先进行一次有丝分裂，则形成的2个子细胞中，每个DNA分子都有1条链含有15N，每个子细胞再进行减数分裂产生的所有精细胞中含有15N的染色体都是8条，共有两个子细胞进行减数分裂，则产生的所有精细胞中含有15N的染色体共有16条，D正确。 63 思维导图 DNA的结构 DNA分子的双螺旋结构 DNA分子的结构复制与基因的本质 DNA的复制 条件：①模板：亲代DNA的两条链；②原料：四种脱氧核苷酸；③酶：解旋酶和DNA聚合酶；④能量；⑤引物：一小段RNA(多起点复制，细胞中的复制需要多个引物) 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 基因通常是有遗传效应的 DNA 片段 基因通常是有遗传效应的DNA片段 DNA能够储存足够量的遗传信息；遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性；DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。 DNA分子是由两条链构成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构 DNA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；碱基对排列在内侧，A与T配对，G与C配对 DNA分子的特点：稳定性，多样性，特异性 特点：半保留复制，边解旋边复制 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 1. （2025·重庆·高考真题）细胞中F蛋白和M蛋白均可进入细胞核。X蛋白选择性地结合F蛋白或乙酰化修饰的M蛋白，从而阻止被结合的蛋白进入细胞核，具体机制如图。下列说法合理的是（    ） A．M基因和F基因都属于原癌基因 B．M蛋白和F蛋白都是DNA聚合酶 C．在癌细胞中过量表达X可能会减缓癌细胞增殖 D．在正常细胞中去除F蛋白，可能会抑制正常细胞凋亡 C 真题跟练 2. （2025·广东·高考真题）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 真题跟练 3. （2025·山东·高考真题）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 4. （2025·北京·高考真题）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 真题跟练 5. （2024·广西·高考真题）研究发现真核生物基因组DNA普遍存在5-甲基胞嘧啶和N6-甲基腺嘌呤，分别被称为DNA的第5、6个碱基。关于这两个碱基的说法，正确的是（　　） A．均含有N元素 B．均含有脱氧核糖 C．都排列在DNA骨架的外侧 D．都不参与碱基互补配对 A 6. （2024·浙江·高考真题）某二倍体动物（2n=4）精原细胞DNA中的P均为32P，精原细胞在不含32P的培养液中培养，其中1个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后，产生甲~丁4个细胞。这些细胞的染色体和染色单体情况如下图所示。 不考虑染色体变异的情况下，下列叙述正确的是（    ） A．该精原细胞经历了2次DNA复制和2次着丝粒分裂 B．4个细胞均处于减数第二次分裂前期，且均含有一个染色体组 C．形成细胞乙的过程发生了同源染色体的配对和交叉互换 D．4个细胞完成分裂形成8个细胞，可能有4个细胞不含32P C 真题跟练 THANKS 拜拜 69 $