第6单元 第26讲 DNA的结构、复制及基因的本质(课件PPT)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·生物

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，依据新课标要求概述DNA双螺旋结构、半保留复制等内容，结合2023-2025年浙江、河北、山东等多省高考真题，明确DNA结构分析、复制计算等高频考点权重，归纳结构模式图分析、碱基互补配对计算等常考题型，体现高考备考的针对性。 课件亮点在于“真题情境+科学思维+探究实践”的备考设计，如通过梅塞尔森-斯塔尔实验分析DNA半保留复制证据，培养科学思维；结合2024浙江T9、河北T4等真题，总结碱基计算“单链与双链转化”技巧，梳理G/C比例与稳定性等易错点。助力学生掌握答题方法，教师可依托系统考点梳理与题型归纳实现高效复习教学。

第26讲　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。 考情 分析 DNA的结构与基因的本质 ①2024浙江T9　 ②2023河北T6　 　　　　　　　　 DNA的复制 ①2025山东T5②2025北京T5 ③2025浙江T13④2024河北T4 ⑤2024黑吉辽T9⑥2023辽宁T18 ⑦2023浙江T16⑧2023山东T5 返回导航 内 容 索 引 考点一 1 1 考点二 2 真题演练 体验感悟 1 3 考点一 第一部分 4 1．DNA双螺旋结构模型构建者：__________________________。 2．DNA的结构 基础知识梳理 考点一　DNA的结构与基因的本质 沃森和克里克 C、H、O、N、P 脱氧核苷酸 返回导航 脱氧核糖和磷酸交替连接 碱基 氢键 A与T配对、C与G配对 反向平行 返回导航 [易错提醒]　G、C碱基对越多，DNA分子中的氢键数越多，DNA分子越稳定。 返回导航 3．染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系 一个或两个 遗传效应 脱氧核苷酸 排列顺序 返回导航 [高考·教材·情境] 1．高考速览 (1)(2022·广东T5)沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式。(　　) (2)(2022·浙江6月T13)某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基。(　　) (3)(2022·浙江6月T13)制作DNA双螺旋结构模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连。(　　) (4)(2021·辽宁T4)DNA每条链的5′端是羟基末端。(　　) (5)生物体内DNA分子中(A＋T)/(G＋C)的值越大，双链DNA分子的稳定性越高。(　　) (6)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的。(　　) × × × × × × 返回导航 2．(教材思考)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。此外，DNA指纹技术还可以用于亲子鉴定、死者遗骸的鉴定等。下图是DNA指纹图谱。 (1)根据上面的DNA指纹图谱判断，怀疑对象中______号是犯罪嫌疑人，利用了DNA的____________性。 (2)研究表明，在DNA分子加热解链时，DNA分子中G＋C的比例越高，解链需要的温度越高，原因是_______________________________________ _____________________。 DNA分子中G＋C的比例越高，氢键数越多， 3 特异 DNA分子结构越稳定 返回导航 考向1　DNA的结构与基因的本质 1．(2026·北京海淀区高三质检)下图为某生物的一个环状DNA分子(甲)和其中一个片段(乙)的结构模式图。据图分析，下列叙述错误的是(　　)  A．甲中嘌呤碱基与嘧啶碱基数量相等 B．甲中每个磷酸基团连有2个脱氧核糖 C．乙中的脱氧核苷酸序列有多种可能 D．乙中的2条脱氧核苷酸链反向平行 命题考向突破 C 返回导航 解析：根据碱基互补配对原则，甲中嘌呤碱基与嘧啶碱基数量相等，A正确； 甲为环状DNA分子，其中每个磷酸基团连有2个脱氧核糖，B正确； 甲中脱氧核苷酸的排列顺序是特定的，因此作为甲的一个片段，乙中的脱氧核苷酸序列也是特定的，C错误； 乙中的2条脱氧核苷酸链反向平行，D正确。 返回导航 2．(2026·江苏南京高三检测)几个基因共用一段DNA序列的情况，称为基因重叠。基因重叠现象在病毒、细菌和果蝇中均有发现。以下推测错误的是(　　) A．重叠基因能更有效地利用DNA的遗传信息 B．重叠基因的嘌呤碱基数与嘧啶碱基数相等 C．基因A、B的转录是各自独立进行的 D．重叠基因在基因A、B中指导合成的氨基酸序列完全相同 D 返回导航 解析：基因通常是有遗传效应的DNA片段，重叠基因能更有效地利用DNA的遗传信息，A正确； 根据碱基互补配对原则，重叠基因的嘌呤碱基数与嘧啶碱基数相等，B正确； 基因是具有遗传效应的DNA片段，基因A、B是不同的基因，故二者的转录是各自独立进行的，C正确； 重叠基因在基因A、B中的模板链可能不同，且在模板链上的位置不同，因此指导合成的氨基酸序列不一定完全相同，D错误。 返回导航 题后归纳 DNA的双螺旋结构中各组分之间的关系 返回导航 考向2　DNA结构的相关计算 3．(2026·湖北八校高三联考)某DNA分子含有1 000个碱基对，其中A的含量为30%，α链中G的含量为30%，下列与该DNA分子有关的叙述正确的是(　　) A．该DNA分子中含有的氢键数为个2.4×103个 B．该DNA分子的两条单链中(A＋C)/(T＋G)的值一定相等 C．该DNA分子的α链中碱基A所占的比例在0%～40%范围内 D．由于碱基互补配对，DNA分子中C与G的和一定占50% A 返回导航 解析：该DNA分子中A＝T＝2 000×30%＝600(个)，G＝C＝2 000×20%＝400(个)，A—T之间有2个氢键，C—G之间有3个氢键，所以该DNA分子中氢键数为600×2＋400×3＝2.4×103(个)，A正确； DNA分子中，A与T数量相等，C与G数量相等，两条单链中(A＋C)/(T＋G)的值互为倒数，B错误； 由题意可知，该DNA分子中A＝T＝30%，α链中A＋T的含量与DNA分子中A＋T的含量相等，都为60%。若α链中不含A，则该链中A的含量为0，若该DNA分子中的碱基A都在α链中，则该链中A的含量为60%，所以该链中碱基A所占的比例在0%～60%，C错误； 该DNA分子中，A＝T＝30%，G＝C＝20%，故该DNA分子中G＋C占40%，D错误。 返回导航 4．下图表示DNA分子中的部分关系，下列判断正确的是(　　) A．若x、y分别表示DNA两条互补链中(A＋G)/(T＋C)的值， 则符合甲曲线变化 B．若x、y分别表示DNA两条互补链中(G＋T)/(A＋C)的值， 则符合甲曲线变化 C．若x、y分别表示DNA两条互补链中(A＋T)/(G＋C)的值，则符合乙曲线变化 D．若x、y分别表示DNA一条链和整个DNA中嘌呤/嘧啶的值，则符合乙曲线变化 C 返回导航 题后归纳 碱基互补配对原则及相关计算 返回导航 考点二 第二部分 20 1．DNA半保留复制的实验证据 (1)实验者：美国生物学家______________________和________。 (2)实验材料：大肠杆菌。 (3)实验技术：同位素标记技术和密度梯度离心技术。 (4)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。 (5)实验预期：_____________________________。 基础知识梳理 考点二　DNA的复制 梅塞尔森 斯塔尔 DNA以半保留的方式复制 返回导航 (6)实验过程与结果 (7)实验结论：DNA的复制是以__________的方式进行的。 半保留 返回导航 1．(必修2 P55 旁栏思考)第一代只出现一条居中的DNA条带，这个结果排除了________复制方式。 教材隐含知识 全保留 返回导航 2．DNA的复制 (1)概念：以______________为模板合成________________的过程。 (2)时间：____________________________。 亲代DNA 子代DNA 细胞分裂前的间期 返回导航 (3)图解 能量 解旋 DNA双螺旋 的两条链 DNA聚合酶 双螺旋结构 返回导航 2．(必修2 P56 练习与应用)已知果蝇的基因组大小为1.8×108 bp(bp表示碱基对)，真核细胞中DNA复制的速率一般为50～100 bp/s。如图为果蝇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。 ______________________________________________________________________。 教材隐含知识 真核生物中DNA的复制是从多个起点开始的，这种复制方式提高了复制效率 返回导航 (4)场所：真核生物在____________、________________和________中；原核生物在________和细胞质中。 (5)特点：________________________________。 [易错提醒]　半保留复制为每个子代DNA都保留亲代DNA的一条链。 (6)结果：形成_________________的DNA分子。 (7)意义：DNA通过复制，将______________从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了____________的连续性。 (8)保障：______________________，为复制提供了精确的模板；通过________________，保证了复制能够准确地进行。 细胞核 线粒体 叶绿体 拟核 边解旋边复制，半保留复制 两个完全相同 遗传信息 遗传信息 DNA独特的双螺旋结构 碱基互补配对 返回导航 [高考·教材·情境] 1．高考速览 (1)(2025·浙江T13)控制伞藻伞帽的遗传物质通过半保留复制表达遗传信息。(　　) (2)(2024·贵州T15)由DNA的双螺旋结构可推测DNA的复制方式为半保留复制。(　　) (3)(2022·重庆T4)DNA半保留复制是以DNA双螺旋结构模型为理论基础的。(　　) (4)(2021·辽宁T4)DNA复制过程中子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端。(　　) (5)(2021·辽宁T4)DNA复制时DNA聚合酶的作用是打开DNA双链。(　　) (6)细胞核中的DNA复制和转录都以DNA为模板。(　　) × √ √ √ × √ 返回导航 2．(教材思考)将一个噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其侵染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n。结合教材，分析其原因是 ________________________________________________________________________________________________________________________________________。 一个含32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链分配到2个噬菌体的双链DNA分子中，导致得到的n个噬菌体中，只有2个带标记 返回导航 3．(情境导悟)通常DNA分子复制从一个复制原点开始，有单向复制和双向复制两种复制方向，如下图所示。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。 返回导航 (1)利用放射自显影技术、低放射性3H-脱氧胸苷和高放射性3H-脱氧胸苷，设计以下实验以确定大肠杆菌DNA复制的方向：首先用含____________________________的培养基培养大肠杆菌，一段时间后转移到含有__________________________________的培养基中继续培养，用放射自显影技术观察复制原点及其两侧银颗粒密度情况。 (2)预测实验结果并得出结论：若__________________________________， 则DNA分子复制为单向复制；若_________________________________，则DNA分子复制为双向复制。 低放射性3H-脱氧胸苷 高放射性3H-脱氧胸苷 复制原点的一侧银颗粒密度高 复制原点的两侧银颗粒密度高 返回导航 1．DNA复制的半不连续性 DNA两条链反向平行，一条链方向为5′→3′，另一条链方向为3′→5′，DNA子链的合成方向只能是5′→3′，故DNA复制时，以3′→5′链为模板时，子链可以沿5′→3′方向连续复制；以另一条链为模板时，每解旋至足够长度，子链再沿5′→3′方向复制，复制合成的DNA片段再通过DNA连接酶连接起来。 重点难点透析 返回导航 2．真核生物和原核生物DNA复制的比较 返回导航 3．DNA复制的有关计算 DNA复制为半保留复制，若亲代DNA分子复制n代，其结果分析如下： (1)子代DNA分子数为2n，其中： ①含有亲代链的DNA分子数为2。 ②不含亲代链的DNA分子数为2n－2。 ③含子代链的DNA分子数为2n。 返回导航 (2)子代脱氧核苷酸链数为2n＋1，其中： ①亲代脱氧核苷酸链数为2。 ②新合成的脱氧核苷酸链数为2n＋1－2。 (3)消耗的脱氧核苷酸数 ①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸m·(2n－1)个。 ②第n次复制需要该脱氧核苷酸数为m·2n－1个。 返回导航 考向1　DNA复制特点及实验证据 1．(2025·北京等级考)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 命题考向突破 B 返回导航 解析：15N不具有放射性，该实验是通过质量的差异来区分DNA的母链和子链的，A错误； 在实验过程中，出现了轻带 (DNA双链都含14N)、中带(DNA双链中的一条链含14N、一条链含15N)和重带(DNA 双链都含15N) 三种条带，充分证明了DNA的半保留复制，B正确； 若将DNA变成单链后再离心，则只能得到轻带和重带两种条带，不能得到和原实验相同的结果，C错误； 选择大肠杆菌作为实验材料，是因为它繁殖速度快、容易培养，能在短时间内获得大量子代，便于观察实验结果，D错误。 返回导航 高考溯源 (1)15N和14N是氮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，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。(必修2 P54思考·讨论) (2)实验中，将亲代、第一代、第二代细菌的DNA离心后，会涉及三个位置的DNA带，结果证明：DNA的复制是以半保留的方式进行的。(必修2 P55正文) 返回导航 2．(2026·辽宁高三联考)下图表示DNA复制的部分过程。DNA聚合酶不能将脱氧核苷酸片段进行连接，只能将游离的脱氧核苷酸连接到核苷酸链的3′端，因此在复制过程中需要RNA引物。下列说法正确的是(　　) A．DNA复制时发生碱基对的缺失就会导致基因突变 B．图中几种RNA引物的碱基序列完全相同 C．DNA复制时不会出现A、U碱基配对现象 D．DNA复制时需要DNA连接酶等多种酶的参与 D 返回导航 解析：DNA复制时非基因片段发生碱基对的缺失不会导致基因突变，A错误； 题图中几种RNA引物和DNA单链互补结合的位置不同，其碱基序列通常有差异，B错误； DNA复制过程需要RNA引物，模板是DNA，引物与模板链结合时存在A、U碱基配对现象，C错误； 由题图可知，后随链形成时需要先形成脱氧核苷酸链的片段，然后在DNA连接酶的催化作用下将其进行连接，DNA复制还需要解旋酶和DNA聚合酶等，D正确。 返回导航 考向2　DNA复制的相关计算 3．某DNA分子片段中共含有3 000个碱基，其中腺嘌呤占35%。现将该DNA分子片段用15N 同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到图甲结果；若将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到图乙结果。下列有关分析错误的是(　　) A．X层与Y层中DNA分子质量比小于1∶3 B．Y层中含15N 标记的鸟嘌呤有3 600个 C．第二次复制结束时，含14N 的DNA分子占1/2 D．W层与Z层的核苷酸数之比是7∶1 B 返回导航 解析：分析题图可知，X层为2个含有14N 和15N 的DNA分子，Y层为6个只含15N 的DNA分子，因此X层与Y层中DNA分子质量比小于1∶3，A正确； Y层为6个只含15N的DNA分子，由题意可知，1个DNA分子含有鸟嘌呤450个，则Y层中含15N标记的鸟嘌呤共有450×6＝2 700(个)，B错误； DNA进行半保留复制，第二次复制结束时，得到的4个DNA分子中有2个含有14N，因此含14N 的DNA分子占1/2，C正确； W层有14条核苷酸单链，Z层有2条核苷酸单链，W层与Z层的核苷酸数之比是7∶1，D正确。 返回导航 4．将某种细菌培养在含有3H-胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基上一段时间，检测发现细菌的拟核中含有两种类型的DNA分子(如下图所示)，虚线表示含放射性的脱氧核苷酸链。下列说法正确的是(　　)  A．细菌拟核DNA第一次复制后产生的DNA分子为乙类型 B．细菌拟核DNA第三次复制后产生的DNA分子为甲、乙两种类型，比例为3∶1 C．细菌拟核DNA复制n次产生的含有放射性的脱 氧核苷酸链的数目为2n＋1－2 D．若该细菌拟核DNA含有的碱基数目为m，其中胸腺嘧啶的数目为a，则第n次复制需要鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为(2n－1)×[(m－2a)/2] C 返回导航 解析：根据题意可知，细菌拟核DNA第一次复制后产生的DNA分子为甲类型，A错误； 细菌拟核DNA第三次复制后产生的DNA分子有8个，其中有2个为甲类型，因此甲、乙两种类型的比例为1∶3，B错误； 细菌拟核DNA复制n次产生的含有放射性的脱氧核苷酸链的数目为2n×2－2＝2n＋1－2，C正确； 若该细菌拟核DNA含有的碱基数目为m，其中胸腺嘧啶的数目为a，则第n次复制需要鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为2n－1×[(m－2a)/2]，D错误。 返回导航 第三部分 真题演练 体验感悟 45 1．(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 返回导航 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—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； 互补的碱基在DNA分子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。 返回导航 2．(2024·河北等级考)下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是(　　) A．DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链 B．复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋 C．复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开 D．DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端 D 返回导航 解析：DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误； 复制开始时，在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开，这个过程叫作解旋，由于DNA双链反向平行，故其一条链由5′端向3′端解旋，另一条链由3′端向5′端解旋，B错误； 在转录过程中，RNA聚合酶将DNA双链解开，C错误； DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端，D正确。 返回导航 3．(2023·山东等级考)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 返回导航 解析：据题图分析，甲时新合成的单链①比②短，乙时①比②长，说明①和②延伸时均存在暂停现象，A正确； ①和②两条链中碱基是互补的，甲时新合成的单链①比②短，但②中多出的部分可能不含有A、T，因此甲时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，故丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等，C正确； ①和②两条单链由一个双链DNA分子复制而来，其中①的5′端指向解旋方向，那么②延伸方向为5′端至3′端，其模板链5′端指向解旋方向，D错误。 返回导航 4．(2023·浙江6月选考)紫外线引发的DNA损伤，可通过“核苷酸切除修复(NER)”方式修复，机制如图所示。着色性干皮症(XP)患者的NER酶系统存在缺陷，受阳光照射后，皮肤出现发炎等症状。患者幼年 发病，20岁后开始发展成皮肤癌。下列叙述错误的是(　　)   A．修复过程需要限制酶和DNA聚合酶 B．填补缺口时，新链合成以5′到3′的方向进行 C．DNA有害损伤发生后，在细胞增殖后进行修复，对细胞最有利 D．随年龄增长，XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因，可用突变累积解释 C 返回导航 解析：修复过程中，限制酶识别特定的双链DNA序列并使DNA在特定位置断裂，DNA聚合酶以DNA链为模板合成新链，A正确； 填补缺口时，新链合成与DNA复制相似，以5′到3′的方向进行，B正确； 如果DNA有害损伤发生后，在细胞增殖后进行修复，可能有更多的细胞含有损伤的DNA，C错误； XP患者的核苷酸切除修复酶系统存在缺陷，不能修复紫外线引发的DNA损伤，随年龄增长，XP患者细胞积累的损伤DNA增多，进而发生皮肤癌，这可用突变累积解释，D正确。 返回导航 $