第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 【思维精讲】 课件2026届高三一轮复习（全国通用）

专题5 遗传的物质基础 第2部分 遗传与进化 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 高考考情： 考 情 解 码 考点要求 真题展示 考点一：DNA的结构 2025·四川卷·T7 2025·广东卷·T7 2025·湖北卷·T14 2024·河北卷·T5 2025·重庆卷·T11 2025·全国卷·T11 2025·山东卷·T5 2025·浙江卷·T13 2024·吉林卷·T9 2024·河北卷·T4　 考点二：DNA的复制 考点三：基因的本质 考点定标 从命题题型和内容上看，试题以选择题为主，考查频率较高。 主要从以下几方面考查：DNA的双螺旋结构模型、DNA分子结构特点及计算、DNA半保留复制的实验、DNA复制的过程及计算等。 1.概述DNA分子是由4种脱氧核苷酸构成的，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。 考点一 DNA的结构 考点二 DNA的复制 考点三 基因的本质 真题回顾 课标要求及考点预览： 思维预览： 一、DNA的结构 沃森和克里克 沃森 克里克 ②构建过程： 1.DNA结构模型的构建 ①构建者： 沃森和克里克推算出DNA呈_____结构 尝试构建模型 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 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 DNA衍射图谱 A.G.C.T 螺旋 A与T，G与C的量相等 失败 三螺旋 S z L w h 一、DNA的结构 1.基本骨架中脱氧核糖和磷酸的交替排列方式固定不变 2.每个DNA分子具有稳定的双螺旋结构，将易分解的碱基排列在内侧 3.两条链间碱基互补配对原则严格不变 DNA的中文全称： DNA的组成元素： DNA的基本单位： 脱氧核糖核酸 C、H、O、N、P 脱氧核糖核苷酸 O P CH2 OH O OH H OH H H H H 碱基 磷酸 5’ 1’ 2’ 3’ 4’ 一分子磷酸 一分子脱氧核糖 一分子含氮碱基 C 胞嘧啶 T 胸腺嘧啶 A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤 知识回顾 思考：脱氧核苷酸是如何链接成为单链的呢？ S z L w h 一、DNA的结构 A T G C 磷酸二酯键 相邻脱氧核苷酸之间的聚合方式—— p = O OH O 碱基 3′ 2′ 1′ 4′ CH2 O OH H H H H H 5′ p = OH O OH O 碱基 3′ 2′ 1′ 4′ CH2 O H H H H H 5′ O H O OH H2O 磷酸二酯键 脱水缩合 S z L w h 一、DNA的结构 3′ 5′ 5′ 3′ 2.DNA的结构 ①DNA是由 条脱氧核苷酸单链 组成的，这两条链按 方式盘旋成 结构。 两 反向平行 双螺旋 ②DNA中的 和 交替连接，排列在外侧，构成 。 排列在内侧。 脱氧核糖 磷酸 基本骨架 碱基 游离的磷酸基团，称作5′－端 一个羟基(—OH)，称作3′－端 S z L w h （2根氢键） 一、DNA的结构 2.DNA的结构 ③两条链上的碱基通过_______连接成碱基对，并且碱基配对具有一定规律：A一定与___配对，G一定与___配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作____________________（A—T，G—C）。 氢键 T C 碱基互补配对原则 G与C越多，DNA的热稳定性越____。 （3根氢键） 氢键 G C A T 高 S z L w h 一、DNA的结构 3.DNA结构中的数量、位置关系 数量关系 DNA分子中磷酸基团数：脱氧核糖数：碱基数 = 。 一个DNA分子有____个游离的磷酸基团，除游离的磷酸基团外，每个磷酸基团与 个脱氧核糖相连 一个磷酸基团与________个脱氧核糖相连 一个脱氧核糖与________个磷酸基团相连 一个脱氧核糖与_____个碱基相连 1∶1∶1 2 2 1或2 1或2 1 位置关系 1.单链中相邻碱基之间通过___________相连 2.互补链中相邻碱基之间通过_______连接 氢键 —脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖— S z L w h 一、DNA的结构 拓展：区别DNA分子结构中的“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 RNA聚合酶、逆转录酶 限制酶、DNA酶 （自动连接，不需要酶） S z L w h 每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的_____________，代表了特定的遗传信息。 一、DNA的结构 4.DNA的结构特点 ①稳定性 ②多样性 ③特异性 碱基排列顺序 不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同，___________多种多样。若某DNA分子中有n个碱基对，则其碱基对排列顺序最多有_______种。 排列顺序　 4n　 两条链反向平行盘旋成规则的双螺旋结构,外侧磷酸与脱氧核糖交替连接的方式稳定不变，内侧碱基互补配对的方式稳定不变，使DNA分子具有稳定性 S z L w h 一、DNA的结构 1．下图是某DNA片段的结构示意图，下列叙述正确的是(　　) A．图中①是氢键，②是脱氧核 苷酸链的5′端，③是3′端 B．DNA分子中A＋T含量高时 稳定性较高 C．磷酸与脱氧核糖交替排列构成 DNA分子的基本骨架 D．a链、b链方向相同，a链与b链的碱基互补配对 C　 S z L w h 一、DNA的结构 5.DNA中碱基的计算规律 A1 T2 T1 A2 G1 C2 C1 G2 DNA双链 1链 2链 推理1：双链DNA分子中四种碱基，两两相等，两两互补。即A＝_____、C＝_____、A＋C＝______________、A＋G＝______________（嘌呤总数＝___________），若已知任意一碱基比例，便可知其他三个碱基比例。 T G T＋G＝50% T＋C＝50% 嘧啶总数 一条链中嘌呤等于嘧啶吗？ 变式1：若双链DNA分子中含A有P个，占全部碱基数的20%，则该DNA分子中的G有________个； 1.5P 不一定 规律一：双链中嘌呤数=嘧啶数； 非互补碱基之和相等且为碱基总数的一半。 S z L w h ②若1链中＝b，则2链中___，双链中＝__ 则2链中＝_____，双链中＝______。 一、DNA的结构 5.DNA中碱基的计算规律 A1 T2 T1 A2 G1 C2 C1 G2 DNA双链 1链 2链 推理2：已知DNA一条链中的碱基比例，可求另一条链中的碱基比例。 a 1/b ①若1链中＝a， a 1 规律二：互补碱基和之比，在单双链中相等，且互补碱基之和，在单双链中占比相等，简记为“补则等”。 规律三：非互补碱基和之比，双链互为倒数， 简记为“不补则倒”。 S z L w h 一、DNA的结构 5.DNA中碱基的计算规律 A1 T2 T1 A2 G1 C2 C1 G2 DNA双链 1链 2链 推理3：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＝___________%。 推理4：DNA分子的总氢键数= 2(A-T碱基对数)+3(G-C碱基对数) 例: A与T之间有 个氢键，G与C之间有 个氢键。若碱基对数为n，则氢键数为2n～3n，若已知A有m个，则氢键数为 ； 若已知G有m个，则氢键数为 。 2 3 3n-m 2n+m S z L w h 例.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 例.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% B 一、DNA的结构 S z L w h 一、DNA的结构 2．假如某DNA片段中碱基A的数目为x，其比例为y，下列推断正确的是(　　) A．碱基总数为 B．碱基C的数目为 C．嘌呤数与嘧啶数之比为 D．碱基G的比例为 A　 S z L w h A　根据题意可知，A＝x，所占比例为y，则碱基总数为，A正确；碱基总数为，A＝T＝x，则C＋G＝－2x，由于C＝G，故C＝G＝x，B错误；DNA片段中，嘌呤数等于嘧啶数，故嘌呤数与嘧啶数之比为1，C错误；根据以上分析，可知C＝G＝，碱基总数为x/y，故碱基G的比例为x∶＝－y，D错误。 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 B 一、DNA的结构 S z L w h A、由以上分析可以知道，最多可构建4种脱氧核苷酸，4个脱氧核苷酸对 C、DNA中绝大多数脱氧核糖与2分子磷酸相连只有末端的脱氧核糖与1分子磷酸相连 D、这些卡片可形成2对A-T碱基对，2对C -G碱基对，且碱基对种类和数目确定，因此可构建的DNA种类数少于4种 19 3．某同学利用相关材料制作DNA双螺旋结构模型，已知该模型包含6个碱基对，其中有4个腺嘌呤。下列叙述错误的是（　　） A．模型中腺嘌呤与胞嘧啶之和等于6 B．制作模型时鸟嘌呤与胞嘧啶之间用3个氢键连接 C．每条链中均有一个脱氧核糖上只连接一个磷酸基团 D．该同学可制作出46种不同的DNA双螺旋结构模型 D 一、DNA的结构 S z L w h A-T对固定为4对，C-G对为2对。可能的排列方式为15×4=60种 二、DNA的复制 1．对DNA复制的推测 假说——演绎法 研究方法： ①提出问题： ②作出假设： DNA以什么方式复制？ a.全保留复制： 新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分； b.半保留复制： 形成的分子一半是新的，一半是旧的； c.弥散复制： 新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的 (沃森和克里克提出） S z L w h 半保留复制的内容：DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链分别作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸根据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。 二、DNA的复制 ③设计实验： 关键思路：通过实验区分亲代和子代的DNA 2．DNA半保留复制的实验证据 a.实 验 者： b.实验材料： 大肠杆菌（繁殖快，20min一代） 美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔 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。 注意：不要写成放射性同位素标记法 S z L w h 不能用32P，14C，因为用32P，14C等具有放射性的同位素标记无法区分亲代和子代DNA · 二、DNA的复制 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；利用密度梯度离心技术可以区分不同N元素的DNA分子 密度 低 高 14N/14N—DNA 15N/14N—DNA 15N/15N—DNA (轻带) (中带) (重带) 15N 15N 15N 14N 14N 14N 根据试管中DNA带所在的位置就可以区分亲代与子代的DNA 密度梯度离心法≠差速离心法 S z L w h 二、DNA的复制 P: F1: F2: 15N 14N 14N 15N 14N 14N 14N 14N 15N 14N 15N 14N 15N 15N ④演绎推理： 15N 15N 14N 14N 14N 14N 14N 14N 15N 15N 14N 14N 15N 15N 15N/14N 15N/14N 15N/14N 15N/14N 15N 15N 15N/14N 15N/14N 半保留复制 全保留复制 弥散复制 S z L w h 二、DNA的复制 ⑤实验过程： 提出DNA离心 提出DNA离心 提出DNA离心 排除全保留复制 排除弥散复制 大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代(被标记） 15N/15N-DNA 重带 14N/14N-DNA 轻带 15N/14N-DNA 中带 15N/14N-DNA 中带 细胞再 分裂一次 转移到含 14NH4Cl的培养液中 15N 14N 14N 14N 15N 14N P: F1: F2: 15N 15N 或 ⑥实验结果： DNA复制方式为______________。 半保留复制 S z L w h 二、DNA的复制 4. 如图为科学家设计的DNA合成的同位素示踪实验，利用大肠杆菌来探究DNA的复制过程，下列说法正确的是（　　） A A．本实验科学家探究DNA复制 方式用到了假说-演绎法 B．从获得试管①到试管③，细 胞内的染色体复制了两次 C．用噬菌体代替大肠杆菌进行 实验，提取DNA更方便 D．试管③中含有14N的DNA占3/4 S z L w h 大肠杆菌细胞内没有染色体 噬菌体是病毒，不能在培养液中繁殖 试管③中含有14N的DNA占100% 二、DNA的复制 3．DNA复制的过程 (1)概念： 细胞分裂前的间期 (2)时间： (3)场所： 以____________________为模版合成子代DNA分子的过程。 亲代DNA分子 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： 活的宿主细胞 S z L w h 二、DNA的复制 (4)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（dNTP） 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 ATP ATP ATP 实际是dNTP; 既可作为原料又可供能 （形成磷酸二酯键） S z L w h 二、DNA的复制 思考1：解旋酶与DNA聚合酶各有什么作用？ ①解旋酶：解螺旋、断氢键 ②DNA聚合酶：将单个脱氧核苷酸连接到已有的脱氧核苷酸单链(引物)上，形成______________。 磷酸二酯键 思考2：氢键的断开需要解旋酶，氢键的形成需要酶和能量吗？ 注意：氢键是一种分子间的相互作用力，相互靠近就可以自发形成，且氢键的形成是释放能量的过程，不需要额外消耗能量和用酶催化。 都不需要 S z L w h 二、DNA的复制 思考3：DNA能准确复制的原因？ ①DNA分子独特的双螺旋结构提供精确的模板 ②碱基互补配对原则保证复制准确进行 思考4：DNA准确复制的意义？ 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。 思考5：DNA复制会百分之百准确吗？如果复制出现错误，可能会产生什么影响？ 会出错，可能导致基因突变，引起生物体性状的改变。 S z L w h 二、DNA的复制 (5)特点： 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 多起点双向复制，提高复制效率。 边解旋边复制 (从过程上看)、 半保留复制 (从结果上看) ②不同点： 5' 3' 5' 3' 原核生物： 真核生物： S z L w h 二、DNA的复制 冈崎片段 b ①当母链方向是a时，子链DNA的合成是连续的吗？ ②当母链方向是b时，子链DNA还能连续合成吗？ 子链DNA按照5‘到3’连续合成 子链DNA按照5‘到3’不连续合成，形成片段 “片段”该怎么连接成完整的DNA链呢？ DNA连接酶 连接DNA片段 如图为DNA分子复制的模型，请据图回答下列问题。 半不连续复制 (5)特点： S z L w h 图示红色小段为引物 2、为什么DNA的复制需要RNA引物？ ATCGCGATAGCGTAGCTGCGACCTAGC 5’ 3’ TAGCGC TATCGCATCGACGCTGGATCG 3’ 5’ GGAUCG 5’ AUCGCG 5’ RNA引物Ⅰ RNA引物Ⅱ TAGCGCTATCGCATCGACGCT 3’ ATAGCGTAGCTGCGACCTAGC 3’ DNA聚合酶特点：不能从头合成DNA，而只能延伸3’-端DNA链。 因此，DNA复制需要引物，为DNA聚合酶提供3’。 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。 在细胞中为一段单链RNA（后被酶切除）， 在PCR中为一段人工合成的单链DNA。 1、什么是引物？ 二、DNA的复制 S z L w h 后随链合成过程中，先合成的小片段的引物被切除，切除引物留下的空隙由后合成的相邻片段继续延长来补充。各个片段由DNA连接酶将其连成一条完整的DNA子链。 ③切除引物后，子链会比母链短一截(如图中连续复制链)，这就是端粒DNA在每次细胞分裂后缩短的原因，可由端粒酶延长。 33 二、DNA的复制 5. 下图为某DNA复制部分图解，DNA单链结合蛋白是一种与DNA单链区域结合的蛋白质，rep蛋白具有解旋功能。下列叙述错误的是（    ） A．正在合成的两条子链从5'端—3'端的方向进行延伸 B．rep蛋白的作用是破坏A与G、C与T之间的氢键 C．据图可知DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程 D．推测DNA单链结合蛋白可防止两条互补母链再次结合 B S z L w h rep蛋白解开DNA的双链，所以作用是破坏A与T、C与G之间的氢键 二、DNA的复制 6.（2025·江苏南京·二模）下图1表示大肠杆菌的DNA分子复制，图2表示哺乳动物的DNA分子复制。下列叙述正确的是（　　） A．图1和图2中复制起点部位的A//T碱基对比例较高，易于解旋 B．图1和图2表示的过程都具有多起点、双向、边解旋边复制的特点 C．图1和图2复制过程中，形成的两条子链一条连续，一条不连续 D．图1中按照③②①的先后顺序合成子链，子链延伸方向为5'→3' A S z L w h 图1中只有一个复制起点，不具有多起点特点 每一条子链合成时都有连续的一部分，也有不连续的一部分 图1中按照①②③的先后顺序合成子链 二、DNA的复制 4．DNA复制的相关计算 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，结果如下： (1)DNA分子数 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 2n 0 (2n－2) S z L w h 二、DNA的复制 4．DNA复制的相关计算 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，结果如下： (2)脱氧核苷酸链数 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。。 2n＋1 2 (2n＋1－2) S z L w h 二、DNA的复制 4．DNA复制的相关计算 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，结果如下： (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次复制需消耗游离的该脱氧核苷酸数为________________个。 ②若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，在第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸数为________________个。 m·(2n－1) m·2n－1 S z L w h 二、DNA的复制 7．将一个双链都被15N标记的DNA放在含14N的环境中连续复制4次，收集相关实验数据，下列叙述错误的是(　　) A．含有14N的DNA占全部DNA的比例为7/8 B．含有15N的DNA占全部DNA的比例为1/8 C．含有15N的DNA单链占全部DNA单链的比例为1/16 D．含有14N的DNA单链占全部DNA单链的比例为15/16 A　 S z L w h A　将一个双链都被15N标记的DNA放在含14N的环境中连续复制4次，共产生24＝16个DNA，因为DNA的复制为半保留复制，因此这16个DNA中有2个DNA是一条链含有15N，另一条链含有14N，剩下的14个DNA均是两条链都含有14N，因此含有14N的DNA占全部DNA的比例为1，含有15N的DNA占全部DNA的比例为2/16＝1/8，A错误，B正确；含有15N的DNA单链占全部DNA单链的比例为2/32＝1/16，C正确；含有14N的DNA单链占全部DNA单链的比例为(32－2)/32＝15/16，D正确。 二、DNA的复制 8. 某DNA分子含2000个碱基对，其中C+G所占的比例为40%，该DNA分子的两条链均含14N ，现将其置于含15N的培养基中复制n代。下列叙述正确的是（　　） A．该DNA分子中A+T/C+G的值为1.2 B．该DNA分子中一共含有1200个胸腺嘧啶 C．若n为3，需消耗2800个鸟嘌呤脱氧核苷酸 D．复制n代后子代DNA中含15N的有（2n-2）个 B S z L w h 该DNA中C+G占40%，则A+T占60%。A+T/C+G=60%/40%=1.5 G=800个，该DNA复制3代（此时新合成的DNA分子数目为23-1=7）需鸟嘌呤数=7×800=5600 DNA复制n代后子代DNA中含15N的有（2n）个 拓展：DNA复制与细胞分裂过程中染色体标记情况分析 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 . . . . 培养1个细胞周期，产生的每个子细胞中的每条染色体均带有标记。 培养2个细胞周期，产生4个子细胞，子细胞类型有4种组合方式： ①有丝分裂 . . ① ② ④ ③ ①有 个子细胞带有标记 ②③有 个子细胞带有标记 ④ 个子细胞带有标记 4 2 3 二、DNA的复制 S z L w h 拓展：DNA复制与细胞分裂过程中染色体标记情况分析 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 . . . . ①有丝分裂 . . ① ② ④ ③ 思考：如果是2n条染色体，一个子细胞中最多和最少有多少条染色体被标记？ 二、DNA的复制 0～2n条 S z L w h 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 减数分裂产生的子细胞和染色体都带有标记 ②减数分裂 二、DNA的复制 如果是2n条染色体，一个子细胞中有多少条染色体被标记？ n条 S z L w h 二、DNA的复制 规律总结：一个含有2n条染色体的细胞，其染色体DNA的两条链都被标记，连续分裂两次，产生4个子细胞。 （2）若进行减数分裂，则含有标记的子细胞数为4；每个细胞中有n条染色体被标记。 （1）若进行有丝分裂，则含有标记的子细胞数为2或3或4；一个子细胞中被标记染色体数为0~2n条。 S z L w h 二、DNA的复制 9.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 S z L w h 三、基因的本质 1.基因的概念： 通常是有遗传效应的DNA片段 ①DNA病毒、细胞的基因、噬菌体的基因：有遗传效应的 。 ②RNA病毒的基因：有遗传效应的 。 DNA片段 RNA片段 基因1 基因2 基因3 DNA片段 放大 非编码区 非编码区 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 不直接编码蛋白质，能调控基因表达 不直接编码蛋白质，能调控基因表达 在人类基因组中，非编码区占比超过98%，远超编码区（约2%） 能编码特定的蛋白质，控制生物的性状 S z L w h 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。 与RNA聚合酶结合位点 RNA聚合酶识别并结合的位点，驱动基因转录出mRNA 启动子 终止子 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； 也是一段有特殊序列结构的DNA片段； 位于基因下游； 终止转录 本质： 位置： 作用： 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 ①原核细胞的 基因结构： 三、基因的本质 S z L w h ②真核细胞的基因结构: 编码区 非编码区 非编码区 与RNA聚合酶识别结合位点 内含子 外显子 启动子 终止子 编码区上游 编码区下游 外显子：能编码蛋白质的序列 内含子：不能编码蛋白质的序列 ：有调控作用,上游有启动子，下游有终止子 非编码序列：包括非编码区和内含子 编码区 非编码区 真核细胞的基因结构 三、基因的本质 S z L w h 三、基因的本质 2.DNA片段中的遗传信息 ②特点： 碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的 ， 而碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的 。 多样性 特异性 ①遗传信息蕴藏在 之中； 4种碱基的排列顺序 ③意义： 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 S z L w h 三、基因的本质 染色体 DNA是主要的 。 蛋白质 DNA 基因 脱氧核苷酸 每个DNA分子含有 个基因 基因通常是有 的DNA片段（本质） 基因在染色体上呈 。 基因是 的基本单位 染色体是DNA的 。 （DNA的载体还有 和 等） 每条染色体含有 个DNA分子 每个基因含有 个脱氧核苷酸 脱氧核苷酸（碱基）的 代表遗传信息。 主要载体 线粒体 叶绿体 1个或2 遗传物质 多 遗传效应 线性排列 决定生物性状 许多个 排列顺序 3.基因与DNA及染色体的关系 S z L w h 三、基因的本质 10．（2025·湖北高中名校联盟）人体正常的肝细胞内，基因Ⅰ和基因Ⅱ在1号染色体DNA上的相对位置如下图所示，下列说法正确的是(　　) A．基因Ⅰ含有许多个脱氧核苷酸，其特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的 B．基因Ⅱ的1链和2链可以同时作为转录的模板链 C．基因Ⅰ和基因Ⅱ可以是一对等位基因 D．人体的每个细胞中基因Ⅰ和基因Ⅱ都会表达出相应的蛋白质 A　 S z L w h 基因通常是有遗传效应的DNA片段，由多个脱氧核苷酸聚合而成，特定的基因具有特定的脱氧核苷酸序列，A正确；对于某一基因而言，只有一条链作为模板，如果两条链同时作为转录的模板链，则新形成的两条RNA链可能会互补配对形成双链结构，无法进行翻译，B错误；等位基因位于一对同源染色体的相同位置上，而基因Ⅰ和基因Ⅱ位于一条染色体的不同位置上，不是等位基因，C错误；细胞中基因的表达存在选择性，人体的每个细胞中基因Ⅰ和基因Ⅱ不一定都能表达出相应的蛋白质，D错误。 真题重现 1. （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 S z L w h 真题重现 2. （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 S z L w h 15N没有放射性，它与14N只是氮元素的不同同位素，质量不同，可通过密度梯度离心技术区分含不同氮元素的DNA 将DNA变成单链后再进行离心，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 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 真题重现 3．（2024·浙江6月选考）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　 S z L w h A　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—C碱基对占比越高，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。 真题重现 4．（2022·广东卷）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　 S z L w h 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；据题图可知，单链序列的碱基能够互补配对，决定线性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。 真题重现 5．（2023·山东卷）将一个双链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(　　) 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 D　 S z L w h 结语：感谢观看！ 以少年意气，赴山海之约， 且看天地浩大， 未来皆可期待！ $