2027届高考生物人教版一轮复习导学案：DNA分子的结构、复制和基因的本质

该高中生物学高考复习导学案系统梳理DNA分子结构、复制及基因本质核心考点，按“结构模型构建-结构特点-基因本质”“复制实验证据-过程-相关计算”层次组织知识，通过判断正误题和问题链引导学生自主梳理双螺旋结构、半保留复制等概念，构建系统知识网络。 亮点在于自主诊断与科学思维培养，开篇4道判断正误题帮助学生定位薄弱点，核心考向模块结合2025-2026年模拟题设计例题，通过DNA复制计算等题型训练科学思维，归纳总结部分提炼结构考点和复制比较表，助力学生自主提升，教师可依据学情实施个性化指导。

2027届高考生物人教版一轮复习导学案：DNA分子的结构、复制和基因的本质 姓名： 学号： 班级： 课标 要求 1.概述DNA分子是由4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 1.DNA的结构特点及模型的构建 2025·湖北卷，14；2024·北京卷，2；2024·浙江6月选考，9；2024·广西卷，4；2024·河北卷，5；2023·河北卷，6；2023·海南卷，13 2.DNA复制过程及相关计算 2025·北京卷，5；2025·山东卷，5；2024·浙江1月选考，10；2024·河北卷，4；2023·山东卷，5 考点一　DNA分子的结构与基因的本质 　　　　　　 　　　　　 　　　　　 1.DNA双螺旋结构模型的构建 （1）构建者：沃森和克里克。 （2）构建过程。 2.DNA的结构及特点 （1）DNA分子的结构层次。 （2）DNA双螺旋结构的内容。 ①DNA由两条脱氧核苷酸链组成，这两条链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构。 ②外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架。 ③内侧：两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。碱基互补配对遵循以下原则：A与T配对（两个氢键）、G与C配对（三个氢键）。 提醒　G—C碱基对越多，DNA分子中的氢键越多，DNA分子热稳定性越高。 （3）DNA的特点。 细读教材 （必修2 P51探究·实践）DNA只有4种脱氧核苷酸，却能够储存足够量的遗传信息，原因是构成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。 3.基因的本质 （1）本质：基因通常是有遗传效应的DNA片段。有些病毒的遗传物质是RNA，对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。 （2）基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系。 【判断正误】 （1）（2022·广东卷，5）沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式。（　　） 答案：×　 提示：沃森和克里克以DNA衍射图谱为基础推算出DNA呈螺旋结构。 （2）（2022·浙江6月选考，13）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。（　　） 答案：×　 提示：在制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基。 （3）（2022·河北卷，8）双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径。（　　） 答案：√　 （4）（2021·辽宁卷，4）DNA每条链的5′端是羟基末端。（　　） 答案：×　 提示：DNA每条链的5′端是磷酸基团，3′端是羟基（—OH）。 核心考向 考向1　结合DNA分子的结构及特点，考查生命观念 1.（2026·江西南昌期末）如图1为富兰克林拍摄的DNA衍射图谱，图2为基于其研究结果建立的DNA双螺旋结构模型简图。下列关于双链DNA结构的叙述，正确的是（　　） A.DNA中的核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架 B.根据衍射图像的交叉现象，沃森和克里克推测DNA呈螺旋结构 C.沃森和克里克最先发现腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量 D.双螺旋模型中由于碱基对的不同，不同区段DNA分子的直径也不同 答案：B　 解析：DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；查哥夫先于沃森和克里克发现腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量；双螺旋模型由于碱基对A—T与C—G具有相同的形状和直径，不同区段DNA分子的直径相同。 2.（2026·湖南长沙模拟）核酸指纹技术是通过对特定核酸片段的测序与分析，实现对个体准确识别的分子生物学方法。下列相关叙述错误的是（　　） A.核酸指纹技术识别个体的依据是个体核酸中核苷酸排列顺序的特异性 B.不同生物的核酸指纹序列中嘌呤和嘧啶碱基比例都相同 C.在特定核酸片段测序过程中，DNA聚合酶催化脱氧核苷酸连接形成子链 D.核酸指纹技术可用于亲子鉴定等领域，为解决相关问题提供有力证据 答案：B　 解析：不同个体的核酸中核苷酸排列顺序具有特异性，就像人的指纹一样，这是核酸指纹技术识别个体的依据；不同生物的核酸指纹代表其核酸中核苷酸特定的排列顺序，不同生物的DNA中，嘌呤（腺嘌呤A、鸟嘌呤G）和嘧啶（胸腺嘧啶T、胞嘧啶C）碱基比例一般是相同的，而RNA指纹中嘌呤与嘧啶碱基比例一般是不同的；在特定核酸片段测序过程中，DNA聚合酶以DNA为模板，催化脱氧核苷酸连接形成子链；由于亲子代之间核酸存在特定的遗传关系，核酸指纹技术可用于亲子鉴定等领域，为解决相关问题提供有力证据。 归纳总结 DNA双螺旋结构的考点 （1） （2） （3） （4） 考向2　围绕DNA分子的相关计算，考查科学思维 3.（2026·湖北武汉期末）某生物兴趣小组准备制作一个由100个脱氧核苷酸构成的环状双链DNA结构模型，其中含胞嘧啶36个。该模型中所用材料的数量错误的是（　　） A.代表磷酸基团的硬纸片100个 B.代表氢键的牙签136个 C.代表脱氧核苷酸间连接键的订书钉98个 D.代表腺嘌呤的塑料片14个 答案：C　 解析：已知构建的DNA为环状结构，由100个脱氧核苷酸构成，每个脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，因此代表磷酸基团的硬纸片应有100个；C和G之间有3个氢键，A和T之间有2个氢键，因此氢键总数为36×3＋14×2＝136（个），即代表氢键的牙签136个；DNA为环状结构，脱氧核苷酸间连接键的数量为100个，而不是98个；C＝G＝ 36，A＝T＝14。 4.（2026·天津月考）现已知基因M含有碱基共N个，腺嘌呤n个，具有类似如图的平面结构，下列说法正确的是（　　） A.基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等，M基因的单链中含有A的比例最多为2n/N B.基因M共有4个游离的磷酸基团，有1.5N－n个氢键 C.图中a可以代表基因M，基因M的等位基因m可以用b表示 D.基因M的双螺旋结构中脱氧核糖和磷脂交替连接，排列在外侧，构成基本骨架 答案：A　 解析：等位基因是由基因突变产生的，基因突变是碱基对增添、替换或缺失造成的，故基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等，当基因M中含有的A都在a链上时，a链含有A的比例最多，此种情况下A占a链的比例为n÷（N/2）＝2n/N；基因M的每一条链有1个游离的磷酸基团，因此基因M含有2个游离的磷酸基团，由题意可知：基因M共含有A＋T＋G＋C＝N个碱基，其中A（腺嘌呤）＝T＝n个，则C＝G＝（N－2n）/2个，由于A－T之间有2个氢键，C－G之间有3个氢键，因此该基因中含有氢键数目为2n＋3×（N－2n）/2＝1.5N－n个；基因是由两条脱氧核苷酸链组成的，图中a和b共同组成基因M，因此基因M的等位基因m不能用b表示；基因M是具有遗传效应的DNA片段，基因M的双螺旋结构中，脱氧核糖和磷酸（不是磷脂）交替连接排列在外侧，构成基本骨架。 考点二　DNA分子的复制　　　　　　 　　　　　 　　　　　 1.DNA半保留复制的实验证据（假说—演绎法） 2.DNA的复制 （1）概念、时间、场所。 （2）过程（特点：边解旋边复制；半保留复制）。 提醒　半保留复制为每个子代DNA都保留原DNA的一条链。 （3）结果：一个DNA分子形成了两个完全相同的DNA分子。 （4）DNA准确复制。 【判断正误】 　（1）（2025·浙江1月选考，13）控制伞藻伞帽的遗传物质通过半保留复制表达遗传信息。（　　） 答案：×　 提示：伞藻通过复制传递遗传信息，而不是表达遗传信息。 （2）（2021·辽宁卷，4）DNA分子复制时，子链的合成过程不需要引物参与。（　　） 答案：×　 提示：子链的合成过程需要引物。 （3）（2021·辽宁卷，4）DNA聚合酶的作用是打开DNA双链。（　　） 答案：×　 提示：解旋酶的作用是打开DNA双链，DNA聚合酶的作用是将脱氧核苷酸连接到子链的3′端并形成磷酸二酯键。 核心考向 考向3　结合DNA复制方式的探索及过程，考查科学探究 5.（2025·山西临汾三模）科学家以大肠杆菌为实验材料证明DNA复制为半保留复制，进行了如图所示实验。下列有关叙述正确的是（　　） A.本实验运用了放射性同位素标记技术和差速离心技术 B.第一代大肠杆菌DNA离心后的结果证明DNA复制不是全保留复制 C.第二代大肠杆菌DNA离心后的结果中14N/14NDNA和15N/14NDNA数量比为2∶1 D.若继续培养至第三代，则大肠杆菌DNA离心后的结果在试管中只会出现1条DNA带 答案：B　 解析：本实验中科学家采用同位素标记技术和密度梯度离心技术区分不同的DNA，15N没有放射性；第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，不能说明DNA复制方式一定是半保留复制，也可能是分散复制，但可以证明DNA复制不是全保留复制；第二代大肠杆菌DNA离心后的结果中14N/14NDNA和15N/14NDNA数量比为1∶1，即子代DNA中有两个含有14N/14NDNA，有两个含有15N/14NDNA；若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，产生子代DNA分子是8个，其中2个DNA为15N/14NDNA，位于中带，其余6个DNA分子位于轻带，所以离心后3/4的DNA分子出现在轻带。 6.（2026·天津模拟）下图为某真核生物细胞核DNA复制的示意图。下列有关叙述正确的是（　　） A.图中酶1与酶2的移动方向一致，与酶3的移动方向相反 B.图中的酶包括解旋酶、DNA聚合酶以及RNA聚合酶 C.复制完成后，子链③和④会形成一个完整的子代DNA分子 D.复制形成的两个DNA分子会随同源染色体的分离而分开 答案：A　 解析：图示为DNA复制的过程，酶1为解旋酶，酶2和酶3均为DNA聚合酶，根据图示可知，④链为连续链，而③链为不连续链，因此可知，③链是由左向右延伸，而④链是由右向左延伸，故图中酶1与酶2的移动方向一致，与酶3的移动方向相反；RNA聚合酶催化转录过程，图示没有涉及转录，不需要RNA聚合酶；DNA复制为半保留复制，形成的子代DNA一条链为亲代链，一条链为新合成的链，因此子链③和④不会形成一个完整的子代DNA分子；复制形成的两个DNA分子为姐妹染色单体上的DNA，随着着丝粒的断裂、姐妹染色单体的分离而分开。 考向4　结合DNA复制的相关计算及真核生物与原核生物DNA复制的比较，考查科学思维 7.（2026·广东广州模拟）真核生物线粒体基质内的DNA是双链闭合环状分子，外环为H链，内环为L链。复制大体过程为：先以L链为模板，合成一段RNA引物（最后它会被切掉，用新合成的DNA片段来填补），然后在酶的作用下合成新的H链片段，当H链合成2/3时，新的L链开始合成，如图所示。下列关于线粒体DNA的叙述，正确的是（　　） A.DNA内外环的复制是不同步的，但子链都是从3′端向5′端延伸 B.DNA分子中的磷酸二酯键数目、脱氧核苷酸数目和DNA合成过程中脱水数相等 C.推测DNA复制时需要RNA聚合酶、DNA聚合酶和DNA连接酶等 D.用15N只标记亲代DNA，复制n次后含14N/15N的DNA占总数的1/2n 答案：C　 解析：根据题干信息可知，DNA先以L链为模板，合成一段RNA引物，然后在酶的作用下合成新的H链片段，当H链合成2/3时，新的L链开始合成，所以两条链的复制不是同步进行的，DNA复制时，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3′端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5′端到3′端延伸的，因此合成子链的方向都是5′端→3′端；由于形成的DNA分子是环状的，因此子链中新形成的磷酸二酯键数目和脱氧核苷酸数目相同，但由于在该DNA复制过程中，先合成了一段RNA序列作为引物，利用核糖核苷酸合成RNA的过程中也要生成水，所以DNA分子中的磷酸二酯键数目、脱氧核苷酸数与生成水的数目是不相等的；DNA复制需要先合成一段RNA引物，所以需要RNA聚合酶，同时需要DNA聚合酶合成脱氧核苷酸长链，需要DNA连接酶将DNA片段连接；若将含15N标记的DNA放在含14N的培养液中复制n次得到2n个DNA分子，由于DNA是半保留复制，新合成的子代中含15N的DNA有2个，故含14N/15N的DNA占2/2n。 归纳总结 真核生物和原核生物的DNA复制和比较 高三生物学导学案 第2页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $