2027届高三生物人教版一轮复习课件 第18讲 DNA 的结构、复制和基因的本质

该高中生物学高考复习课件聚焦DNA分子的结构、复制及基因的本质三大核心考点，依据高考评价体系分析广东卷近年真题考点分布，明确结构特点、半保留复制验证等高频考查内容，归纳选择、解答题常考题型，构建针对性备考体系。 课件亮点在于高考真题训练与科学思维、探究实践素养融合，如结合2025广东卷Solexa测序题解析DNA方向性，通过半保留复制实验“假说-演绎法”培养逻辑推理能力，用碱基计算“三步法”突破易错点，助力学生掌握答题技巧，教师可据此精准指导，提升复习效率。

考情分析 考点 由高考知核心知识点 预测 DNA分子的结构、复制与基因的本质 考点一：DNA分子的结构 (2025·广东卷）DNA分子的结构和特点 (2022·广东卷）DNA分子的结构和特点 (2021·广东卷）DNA分子的结构和特点 题型：选择题、解答题 内容：本专题知识难度较低、较高的两级分化，要求基础要扎实。考查学生对相关实验的整体性的认识,或结合一些情景信息或表格信息设置题目，考查学生的应变能力、获取信息和综合分析能力。 考点二：DNA分子的复制 考点三：基因通常是有遗传效应的DNA片段 第18讲 DNA的结构、复制和基因的本质 1 2 DNA的结构和基因的本质 DNA分子的复制及相关计算 考点一 DNA 的结构和基因的本质 (1)模型构建者 1953年，美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。 (2)模型构建过程 DNA是以4种 为单位连接而成的长链, 这4种脱氧核苷酸分别含有 4种碱基 脱氧核苷酸 A、T、G、C 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 构建模型1 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，且相同碱基进行配对) 构建模型2 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) 构建模型3 1.DNA 双螺旋结构模型的构建 　1962年，沃森、克里克和威尔金斯三人因这一研究成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。 左一: 威尔金斯 左三: 克里克 左五: 沃森 【检测】DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是(　　) ①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验 ②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱 ③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等 ④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制 A. ①②　　 B. ②③　　 C. ③④　　 D. ①④ B 解析：赫尔希和蔡斯证明了DNA是遗传物质，才引起人们对DNA结构的探索。富兰克林等拍摄的DNA X射线衍射图谱以及查哥夫发现的DNA中嘌呤含量等于嘧啶含量，为DNA双螺旋结构模型的构建提供了实验依据。DNA半保留复制则是沃森和克里克在DNA双螺旋结构模型构建之后提出的，故B项符合题意。 考点二 DNA的结构 1.DNA双螺旋模型构建者: 。 2.DNA双螺旋结构的形成 沃森和克里克 考点二 DNA的结构 2.DNA双螺旋结构的形成 (2)DNA分子中 交替排列在 侧，构成基本骨架， 排列在内侧。 (3)DNA分子两条链上的碱基通过 连成碱基对，并遵循碱基互补配对原则。 (1)DNA分子由 条链组成，它们按 方式盘旋成 结构。 (规则的_______结构) 磷酸、脱氧核糖 外 反向平行 碱基 两 双螺旋 空间结构 3. 平面结构 双螺旋 氢键 5' 3' 5' 3' 5' 3' 5' 3' 4. DNA的方向性 (1)脱氧核糖上与________相连的碳称作1′C，与____________相连的碳称作5′C。 (2)DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5′端，另一端有一个羟基(—OH)，称作3′端。 (3)DNA的两条单链走向________，从双链的一端起始，一条单链是从5′端到3′端的，另一条单链则是从3′端到5′端的。 碱基　 磷酸基团 相反 5. 图解各部分的含义: ①磷酸基团: DNA分子中（除两端外）绝大多数脱氧核糖都连接 个磷酸基团,分别在3号和5号碳原子上；1个DNA分子中只有 个游离的磷酸基团。 ②磷酸二酯键: 两个脱氧核苷酸相连的化学键。可用 切断,可用 或 连接。 ③在DNA双链中相邻的碱基通过 连接，而在DNA单链中相邻的碱基通过 　　 连接。 2 2 氢键 脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖 5' 3' 5' 3' 限制酶 DNA连接酶 DNA聚合酶 ④氢键: 　　配对的碱基之间通过氢键相连, 可用　　　酶断裂,也可用　　　断裂。 　　碱基A和T之间有　　个氢键,G和C之间有　　个氢键。 如: 假设DNA分子中有n个碱基对，其中A有m个，则DNA分子中有氢键数为 个。 解旋 高温 2 3 3n-m ⑤DNA的初步水解的产物是 ， 彻底水解产物是 。 DNA分子的热稳定性与氢键数目或(G＋C)%的关系？ 脱氧核苷酸 磷酸、脱氧核糖和含氮碱基 呈正相关 6.DNA分子结构特点 (1) 性: 具n 个碱基对的DNA具有 种碱基对排列顺序。 (2) 性: 如每种DNA分子都有其 。 (3) 性: 如两条主链磷酸与脱氧核糖交替连接的顺序不变，碱基对构成方式不变等。 多样 特异 稳定 4n 特定的碱基对排列顺序 (必2P59) 【检测】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 从图所示的DNA指纹图可以看出，从受害者体内分离的精液样品的DNA指纹图与1号怀疑对象的DNA指纹图高度匹配，而与3号怀疑对象的DNA指纹图差异较大，所以1号怀疑对象是犯罪分子 一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期后，每条染色体的DNA分子有一条链被标记，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程，初级精母细胞中每条染色体只有一条染色单体被标记；着丝点分裂后的次级精母细胞有一半的染色体被标记；由于染色体的随机结合，含有被标记染色体的精细胞的比例不能确定；整体来看，产生的四个精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标记数相等。 (1)不同中与 的比值一定相等吗？由此可概括出什么结论？ 此值的大小体现了什么？_________________________________________ ______________________________________________________________。 (2)(必修2P“探究·实践”) 只有4种脱氧核苷酸，能够储存足够量遗 传信息的原因是_________________________________________________ _______________________________________________________________。 不一定，不同分子中的互补碱基之和的比值不一定相同。体现了分子的特异性 构成的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变万化，使储存了大量的遗传信息 (3)(必修2P讨论)在刑侦领域， 能像指纹一样用来鉴定个人身份。 结合脱氧核苷酸序列的多样性和特异性分析， 鉴定个人身份的原理 是____________________________________________________________ ______________________________________________________________。 在人类的中，核苷酸序列的多样性表现为每个人的几乎不可能完全相同，因此，可以像指纹一样用来鉴别身份 【检测】下图表示DNA分子结构的片段，下列叙述错误的是( 　) A. ②③交替连接构成DNA分子的基本骨架， 使其具有较强的特异性 B. 正常情况下，该DNA分子中的嘌呤数与 嘧啶数相等 C. 该片段中共包含了4种脱氧核苷酸，4种碱基 D. 若该DNA分子中G、C碱基对的比例较高， 则热稳定性较高 A DNA分子中特定的碱基排列顺序使其具有较强的特异性 解析：DNA分子具有规则的双螺旋结构，②(脱氧核糖)③(磷酸)交替连接构成DNA分子的基本骨架，但是DNA分子中特定的碱基排列顺序使其具有较强的特异性，A项错误。 【检测】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 一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期后，每条染色体的DNA分子有一条链被标记，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程，初级精母细胞中每条染色体只有一条染色单体被标记；着丝点分裂后的次级精母细胞有一半的染色体被标记；由于染色体的随机结合，含有被标记染色体的精细胞的比例不能确定；整体来看，产生的四个精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标记数相等。 【检测】下列关于基因和染色体的叙述，错误的是( ) 。 　　A．真核生物的基因主要分布于染色体上 　　B．一条染色体上不可能存在两个相同的基因 　　C．人类基因组计划需要测定24条染色体上DNA 的碱基序列 　　D．如果一条染色体缺失一个片段，可能会导致多个基因的缺失 B 染色体复制后，每条染色体上含有两条染色单体，此时一条染色体上会有相同的两个基因，染色体发生重复时也会出现两个相同的基因位于一条染色体上的情况 一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期后，每条染色体的DNA分子有一条链被标记，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程，初级精母细胞中每条染色体只有一条染色单体被标记；着丝点分裂后的次级精母细胞有一半的染色体被标记；由于染色体的随机结合，含有被标记染色体的精细胞的比例不能确定；整体来看，产生的四个精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标记数相等。 1. 基因的本质 基因通常是________________________；有些病毒的遗传物质是 ， 对这类病毒而言，基因就是______________________。 【微提醒】①基因可以是一段，但一段 不一定是基因。 ②基因在真核生物中存在于染色体、线粒体和叶绿体中，且在染色体上 呈线性排列； ③基因在原核生物中存在于拟核、质粒的 中；基因在病毒中存在 于或 中。 具有遗传效应的片段 有遗传效应的片段 考点二 基因通常是有遗传效应的DNA片段 解析：DNA分子具有规则的双螺旋结构，②(脱氧核糖)③(磷酸)交替连接构成DNA分子的基本骨架，但是DNA分子中特定的碱基排列顺序使其具有较强的特异性，A项错误。 考点二 基因通常是有遗传效应的DNA片段 一个或两个 许多 有遗传效应 线性 许多 脱氧核 苷酸排列顺序 2. 染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系 深挖教材 1.生物体内DNA分子数与基因数的关系: 生物体的DNA分子数_______基因数。生物体内所有基因的碱基总数_______DNA分子的碱基总数。这说明基因是DNA的片段, 基因 ___________分布在DNA上的, 而是由碱基序列将其分隔开的。 小于 小于 不是连续 DNA ＝ 基因 ＋ 非基因片段 生物越高等DNA中存在的非基因片段的比例越高。 A. R基因中全部脱氧核苷酸序列都能编码蛋白质 B.位于该染色体上的R、S、N、O基因互为非等位基因 C. 每个基因是由成百上千个核糖核苷酸组成的 D.上述基因中有一个碱基对的替换必会引起生物性状的改变 E. 在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是 一个磷酸基团和一个碱基 【检测】下图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，则下列叙述正确的是( ) B 基因中的非编码区和编码区的内含子不能编码蛋白质 脱氧核糖核苷酸 不一定会 2个磷酸基团 深挖教材 1.生物体内DNA分子数与基因数的关系: 生物体的DNA分子数_______基因数。生物体内所有基因的碱基总数_______DNA分子的碱基总数。这说明基因是DNA的片段, 基因 ___________分布在DNA上的, 而是由碱基序列将其分隔开的。 小于 小于 不是连续 2.物理学家薛定谔把遗传物质设定为一种_______分子, 提出遗传是遗传信息的复制、_____________。 信息 传递与表达 3.DNA鉴定个人身份的原理: 在人类的DNA中,核苷酸序列的多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同, 因此, DNA可以像指纹 一样用来鉴别身份。 考点三 DNA分子结构的相关计算 三步解决DNA分子中有关碱基比例计算 第一步: 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。 第二步: 画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基。 第三步: 根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。 碱基互补配对及相关计算规律 ①基本规则(碱基互补配对) ②推理1: ③推理2: A1=T2，T1=A2，G1=C2，C1=G2 A=T，G=C   DNA双链中任意两个不互补碱基之和相等,并占碱基总数的50% DNA两条链间不互补碱基和之比互为倒数   ④推理3: ⑤推理4: 两条链中互补碱基之和与两条链碱基总数之比，与任意一条链的这种比值相等 某碱基占双链DNA碱基总数的比例等于相应碱基占相应单链比值和的一半 【检测】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 总碱基数N=a/b，G+C数目=N-2a，G数目=(a/b-2a)/2=a[1/（2b）-1] A-T对数目为a，含有2a氢键；G-C对数目为a[1/（2b）-1]，含有3a[1/（2b）-1]，总氢键数目=2a+3a[1/（2b）-1]=3a/2b-a 腺嘌呤（A）数目为a，总碱基数N=a/b，A所占比例=a/(a/b)=b 双链DNA中嘌呤数=嘧啶数，比例为1:1 一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期后，每条染色体的DNA分子有一条链被标记，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程，初级精母细胞中每条染色体只有一条染色单体被标记；着丝点分裂后的次级精母细胞有一半的染色体被标记；由于染色体的随机结合，含有被标记染色体的精细胞的比例不能确定；整体来看，产生的四个精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标记数相等。 【检测】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 A B C D 2 1 【检测】一个DNA分子的一条链上，腺嘌呤与鸟嘌呤数目之比为2 : 1，两者之和占DNA分子碱基总数的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.32% B.24% C.14% D.28% A 解析: 已知DNA分子的一条链上，A∶G＝2∶1，且A＋G之和占DNA分子碱基总数的24%，依据碱基互补配对原则，该链的碱基总数占DNA分子碱基总数的1/2 ，所以该链中A＋G之和占该链碱基总数的48%，从而推出该链中A占该链碱基总数的32%，另一条链上的T和该链中的A相等，即另一条链上的胸腺嘧啶占该链碱基总数目的32%。综上所述，A项正确。 已知DNA分子的一条链上，A∶G＝2∶1，且A＋G之和占DNA分子碱基总数的24%，依据碱基互补配对原则，该链的碱基总数占DNA分子碱基总数的 ，所以该链中A＋G之和占该链碱基总数的48%，从而推出该链中A占该链碱基总数的32%，另一条链上的T和该链中的A相等，即另一条链上的胸腺嘧啶占该链碱基总数目的32%。综上所述，A项正确。 【检测】在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C，6个G，3个A，7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则下列叙述正确的是( ) A. 能搭建出20个脱氧核苷酸 B. 所搭建的DNA分子片段最长为7碱基对 C. 能搭建出410种不同的DNA分子模型 D. 能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段 D 小于44种 【检测】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 双链DNA分子遵循碱基互补配对原则，A=T，C=G，样品1中C=G=20%，则A=T=30%，样品3中A=T=30%，则C=G=20%，样品2中G=C=16%，则A=T=34%，样品4中A=T=32%，G=C=18%，即样品1和样品3的碱基比例相同，最可能来自同一生物个体。 一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期后，每条染色体的DNA分子有一条链被标记，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程，初级精母细胞中每条染色体只有一条染色单体被标记；着丝点分裂后的次级精母细胞有一半的染色体被标记；由于染色体的随机结合，含有被标记染色体的精细胞的比例不能确定；整体来看，产生的四个精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标记数相等。 考点四 DNA的复制及相关计算 1. 对DNA复制的推测 (1)沃森和克里克的半保留复制假说 氢键 碱基互补配对 氢键 (2)遗传物质自我复制的其他假说 全保留复制是指DNA复制以__________为模板, 子代DNA的双链都是新合成的。 DNA双链 半保留复制 2. DNA半保留复制的实验证据 (1)实验者: 美国生物学家__________和__________。 (2)研究方法: (3)实验材料: (4)实验技术: (5)实验原理: 梅塞尔森 斯塔尔 假说—演绎法 大肠杆菌 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。　　　 轻带 中带 重带 (6)DNA复制方式的探究 ①若为半保留复制， 离心后的DNA分布位置如下: (6)DNA复制方式的探究 ②若为全保留复制， 离心后的DNA分布位置如下: (6)DNA复制方式的探究 ③若为分散复制， 离心后的DNA分布位置如下: 若为半保留复制 若为全保留复制 若为分散复制 (6)DNA复制方式的探究 若子代Ⅰ只有一条中密度带，则可以排除全保留复制，但可能是半保留复制或分散复制。 子代Ⅰ 子代Ⅱ 若为半保留复制 若为全保留复制 若为分散复制 (6)DNA复制方式的探究 若子代Ⅱ出现一条中密度带和一条轻密度带，则可以排除分散复制，同时肯定是半保留复制。 子代Ⅰ 子代Ⅱ 若为半保留复制 若为全保留复制 若为分散复制 (6)DNA复制方式的探究 如果子代Ⅱ出现一条中密度带，则确定为分散复制。 子代Ⅰ 子代Ⅱ (7)实验验证 实验结果与半保留推理结果相同。 (8)得出结论: DNA复制方式为半保留复制。 【检测】早期，科学家对DNA分子复制方式的预测如图甲所示。1958年，科学家以大肠杆菌为实验材料，设计了一个巧妙的实验（如图乙所示），试管②③④⑤是模拟实验中可能出现的结果。下列相关叙述正确的是( ) 甲 乙 A. 图乙实验运用的主要技术包括荧光标记和密度梯度离心 B. 图乙中Ⅰ的目的是标记DNA,至少需要60min才会出现试管④的结果 C. 若培养30 min后离心得到试管③的结果，则可以确定DNA复制的方 式是半保留复制 D. 若为全保留复制，则复制n代后15N/15N-DNA所占比例 为1/2n，离心呈现结果② 同位素标记和密度梯度离心 若培养30 min后离心得到试管③的结果，则可以排除DNA复制的方式是全保留，但还不能确定DNA复制的方式是分散复制还是半保留复制 若为全保留复制，则复制n代后只有1个15N/15N-DNA，其余全为14N/14N-DNA，故15N/15N-DNA所占比例为1/2n，离心呈现结果为最上边和最下边两种条带，不是结果②，D错误。 B 解析] 图乙实验运用的主要技术为同位素标记和密度梯度离心，A错误；图乙中Ⅰ的目的是标记大肠杆菌的DNA，每30 min复制一代，故至少需要60 min才会出现 14N/14N-DNA、14N/15N-DNA各两个，即试管④的结果，B正确；若培养30 min后离心得到试管③的结果，则可以排除DNA复制的方式是全保留，但还不能确定DNA复制的方式是分散复制还是半保留复制，C错误；若为全保留复制，则复制n代后只有1个15N/15N-DNA，其余全为14N/14N-DNA，故15N/15N-DNA所占比例为1/2n，离心呈现结果为最上边和最下边两种条带，不是结果②，D错误。 40 【检测】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 一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期后，每条染色体的DNA分子有一条链被标记，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程，初级精母细胞中每条染色体只有一条染色单体被标记；着丝点分裂后的次级精母细胞有一半的染色体被标记；由于染色体的随机结合，含有被标记染色体的精细胞的比例不能确定；整体来看，产生的四个精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标记数相等。 【检测】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 一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期后，每条染色体的DNA分子有一条链被标记，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程，初级精母细胞中每条染色体只有一条染色单体被标记；着丝点分裂后的次级精母细胞有一半的染色体被标记；由于染色体的随机结合，含有被标记染色体的精细胞的比例不能确定；整体来看，产生的四个精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标记数相等。 间期 减数 第一次分裂前 细胞 核 3. DNA复制的过程 (1)概念、时间、场所、实质 (2)过程 能量 解旋 两条螺旋的双链 脱氧核苷酸 DNA聚合酶 双螺旋结构 ②半保留复制 ①边解旋边复制 ③多起点双向复制 ①模板: ②原料: ③能量: ④酶: ⑤一对引物: 小结: 细胞内DNA分子复制的条件: (3)复制特点: 亲代DNA的两条母链 游离的4种脱氧核苷酸 ATP 解旋酶,DNA聚合酶,DNA连接酶等 RNA片段 一个复制泡代表一个起点，多个复制泡说明DNA复制有多个起点。 (4)方式: 。 (5)结果: (6)意义:将 从亲代传给子代，保持了 的连续性。 半保留复制 遗传信息 遗传信息 形成两个完全相同的DNA分子。 (7)DNA能精确复制原因: ①独特的_______________，为复制提供了提供模板； ②通过了_______________原则，保证了复制能够准确地进行。 双螺旋结构 碱基互补配对 【检测】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 一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期后，每条染色体的DNA分子有一条链被标记，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程，初级精母细胞中每条染色体只有一条染色单体被标记；着丝点分裂后的次级精母细胞有一半的染色体被标记；由于染色体的随机结合，含有被标记染色体的精细胞的比例不能确定；整体来看，产生的四个精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标记数相等。 【检测】如图为DNA的复制过程，a和d为DNA分子的两条链，Ⅰ和Ⅱ均为该过程所需要的酶。下列叙述错误的是（     ） A．图中Ⅰ是解旋酶、Ⅱ是DNA聚合酶 B．d链与复制后形成的b链的碱基序列相同 C．真核细胞中图示过程都发生在细胞核中 D．据图推测，该DNA进行半保留复制 C 真核细胞中DNA复制过程主要发生在细胞核中，线粒体和叶绿体中也可发生 一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期后，每条染色体的DNA分子有一条链被标记，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程，初级精母细胞中每条染色体只有一条染色单体被标记；着丝点分裂后的次级精母细胞有一半的染色体被标记；由于染色体的随机结合，含有被标记染色体的精细胞的比例不能确定；整体来看，产生的四个精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标记数相等。 【检测】玉米条纹病毒的遗传物质是单链环状DNA分子。下图为该病毒DNA在玉米细胞的复制过程。相关叙述正确的是（     ） A．复制时亲本 DNA 边解旋边复制 B．复制时 A 与 U、G 与 C 进行配对 C．复制时以四种脱氧核糖核苷酸为原料 D．新合成的互补链是子代病毒的遗传物质 C 该病毒为单链DNA病毒，可以直接复制，不需要解旋 A和T配对 新合成的互补链与亲本碱基序列不同，不是子代病毒的遗传物质 一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期后，每条染色体的DNA分子有一条链被标记，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程，初级精母细胞中每条染色体只有一条染色单体被标记；着丝点分裂后的次级精母细胞有一半的染色体被标记；由于染色体的随机结合，含有被标记染色体的精细胞的比例不能确定；整体来看，产生的四个精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标记数相等。 考点五 DNA复制的相关计算 (1)子代DNA分子数为 个。 ①含有亲代链的DNA分子数为 个。 ②不含亲代链的DNA分子数为 个。 ③含子代链的DNA有 个。 (2)子代脱氧核苷酸链数为 条。 ①亲代脱氧核苷酸链数为 条。 ②新合成的脱氧核苷酸链数为 条。 DNA复制为半保留复制, 若将一个亲代DNA分子复制n代,则: 2 2n-2 2n 2 2n+1-2 ① ② ① ③ 2n 2n+1 (3)DNA复制时消耗脱氧核苷酸数的计算方法 运用DNA分子的半保留复制特点解决消耗某种脱氧核苷酸数量的问题时, 应注意亲代DNA分子的两条链被保留下来,不需消耗原料。具体计算方法归纳如下: ①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为 个 ②第n次复制所需该脱氧核苷酸数为 个 m·(2n-1) m·2n-1 【高考警示】DNA分子复制计算问题的提醒 将含有15N的1个DNA分子放在含有14N的培养基中培养,复制n次。 (1)做题时看准是“含”, 还是“只含” 含14N的DNA分子有 个,只含14N的DNA分子有 个。 (2)做题时应看准是“DNA分子数”, 还是“链数” 子代DNA分子中, 总链数为 条。 模板链始终是 条。 2n 2n-2 2n×2=2n+1 2 【检测】用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在14N的培养基中连续复制四次。其结果不可能是(　　) A. 含有15N的DNA分子占1/8 B. 含有14N的DNA分子占7/8 C. 消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个 D. 产生了16个DNA分子 B m·(2n-1) m·2n-1 考点六 不同生物的基因组测序 生物种类 人类 果蝇 水稻 玉米 体细胞染色体数 染色体组成 基因组测序染色体数 原因 44＋XY 44＋XX 6＋XY 6＋XX 24 20 24 (22常＋X、Y) 5 (3常＋X、Y) 12 10 X、Y染色体非同源区段基因不同 雌雄同株， 无性染色体 22对常染色体+1对性染色体 3对常染色体 +1对性染色体 12对常 染色体 10对常 染色体 人 (44＋XY 44＋XX) 果蝇 (6＋XY 6＋XX) 家蚕 (54＋ZW 54＋ZZ) 玉米 (20♀♂同株) 基因组测序染色体数 22＋X＋Y ＝24条 3＋X＋Y＝5条 27＋Z＋W＝29条 10 染色体组 染色体数 22＋X(或Y)＝23条 3＋X(或Y) ＝4条 27＋Z(或W) ＝28条 10 基因组和染色体组中的染色体的区别 染色体组: 细胞中的一组非同源染色体, 它们在形态和功能上各不相同,但是携带着控制一种生物生长、发育、遗传和变异的全部信息。 考点六 细胞分裂过程中的染色体和DNA标记问题 1.有丝分裂过程中染色体标记情况分析 (1)过程图解(以一条染色体为例) 复制一次(母链标记,培养液不含标记同位素): 转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期: 若只复制一次,产生的子染色体都带有标记； 若复制两次,产生的子染色体只有一半带有标记。 (2)规律总结: 2.减数分裂过程中染色体标记情况分析 (1)过程图解: 减数分裂(以一对同源染色体为例), 如下图(母链标记, 培养 液不含标记同位素): 由于减数分裂没有细胞周期, DNA只复制一次,因此产生的子染色体都带有标记。 (2)规律总结: 【检测】小鼠的睾丸中一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程，其染色体的放射性标记分布情况是( ) A.初级精母细胞中每条染色体的两条单体都被标记 B.次级精母细胞中每条染色体都被标记 C.只有半数精细胞中有被标记的染色体 D.产生的四个精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标记数相等 D 画两对同源染色体 A项: 每条染色体中只有1条染色体单体被标记 B项: 后期着丝点分裂, 单体分离, 子染色体只有一半被标记 C项: 有2或3或4个细胞带上标记 D项: 细胞中的染色体一半有标记，一半没有标记 一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期后，每条染色体的DNA分子有一条链被标记，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程，初级精母细胞中每条染色体只有一条染色单体被标记；着丝点分裂后的次级精母细胞有一半的染色体被标记；由于染色体的随机结合，含有被标记染色体的精细胞的比例不能确定；整体来看，产生的四个精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标记数相等。 （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 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 一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期后，每条染色体的DNA分子有一条链被标记，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程，初级精母细胞中每条染色体只有一条染色单体被标记；着丝点分裂后的次级精母细胞有一半的染色体被标记；由于染色体的随机结合，含有被标记染色体的精细胞的比例不能确定；整体来看，产生的四个精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标记数相等。 6.（2024·浙江卷6月，）某二倍体动物精原细胞 中 的均为，精原细胞在不含 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( )。 一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期后，每条染色体的DNA分子有一条链被标记，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程，初级精母细胞中每条染色体只有一条染色单体被标记；着丝点分裂后的次级精母细胞有一半的染色体被标记；由于染色体的随机结合，含有被标记染色体的精细胞的比例不能确定；整体来看，产生的四个精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标记数相等。 A.该精原细胞经历了2次 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 √ 一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期后，每条染色体的DNA分子有一条链被标记，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程，初级精母细胞中每条染色体只有一条染色单体被标记；着丝点分裂后的次级精母细胞有一半的染色体被标记；由于染色体的随机结合，含有被标记染色体的精细胞的比例不能确定；整体来看，产生的四个精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标记数相等。 $