第6单元 第2课时 DNA的结构、复制及基因的本质-【优化探究】2027年高考生物学一轮复习高考总复习配套课件（广东专版）

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，依据课标要求概述DNA双螺旋结构、半保留复制及基因本质，结合2021-2025年广东卷等真题统计，明确碱基计算、复制实验分析等高频考查方向，梳理结构层次、复制过程等必备知识，归纳常考题型，体现高考备考的针对性。 课件亮点在于“真题演练+规律总结+素养培养”，如通过15N标记实验证据分析半保留复制，用数学模型推导碱基数量规律，培养科学思维与探究实践素养。特设错漏诊断和题后归纳，帮助学生掌握实验题与计算题答题技巧，教师可据此精准复习，助力学生高效冲刺高考。

遗传的分子基础 第六单元 1 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盘旋成双螺旋结构，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 课标要求 第2课时　DNA的结构、复制及基因的本质 2 2025·广东卷，7　2022·广东卷，5　2022·广东卷，12　2021·广东卷，5 真题统计 3 内容索引 NEIRONGSUOYIN 演练感悟 考点二 真题 DNA分子的结构与基因的本质 考点一 DNA复制过程及计算 4 DNA分子的结构与基因的本质 考点一 5 1.DNA双螺旋结构模型的构建 (1)构建者：__________________。 (2)构建过程 沃森和克里克 脱氧核苷酸 A=T，G=C　 T　 C　 相反的 梳理 必备知识 6 2.DNA的结构 (1)DNA分子的结构层次 C、H、O、N、P　 梳理 必备知识 磷酸　 碱基　 A与T配对， G与C配对 梳理 必备知识 拾遗•挖掘 (必修2 P50图3－8)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，两条单链走向相反，一条单链是从5'端到3'端的，另一条单链是从3'端到5'端的。 梳理 必备知识 (2)DNA结构特点 磷酸和脱氧核糖　 碱基互补配对 4n　 碱基 排列顺序 梳理 必备知识 (3)DNA结构的4个热点解读 梳理 必备知识 梳理 必备知识 3.基因及其与DNA、染色体的关系 (1)基因的本质：基因通常是有______________________。有些病毒的遗 传物质是RNA，对于这些病毒而言，基因就是_____________________。 遗传效应的DNA片段 有遗传效应的RNA片段 梳理 必备知识 (2)基因与染色体、DNA、核苷酸的关系 一 个或两个 有遗传 效应的DNA片段　 核苷酸排列 顺序 梳理 必备知识 1.(2022·广东卷)沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式。 (　　) 2.某同学制作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.DNA每条链的5'端连接羟基。(　　) 4.DNA分子一条链上的相邻碱基通过“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—”相 连。(　　) 错漏诊断 × × × × 5.DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基。(　　) 6.(2024·浙江6月卷)双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高。 (　　) 7.基因一定是有遗传效应的DNA片段。(　　) × × × 考向1　DNA双螺旋结构模型的构建及结构分析 1.(2021·广东卷，5)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 精练 迁移应用 B 解析：赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了DNA是遗传物质，与构建DNA双螺旋结构模型无关，不是构建其的主要依据，①错误；沃森和克里克根据富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱，推算出DNA分子呈螺旋结构，为该模型构建提供了主要依据，②正确；查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等，沃森和克里克据此推出碱基的配对方式，为该模型构建提供了主要依据，③正确；沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制，是在DNA双螺旋结构模型构建完成之后提出的，④错误，故选B。 (必修2 P48~49“思考·讨论”)富兰克林应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱；奥地利生物化学家查哥夫发现：在DNA中，腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量；鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量。 溯源教材 2.(2022·广东卷，12)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 解析：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，不能决定该线性DNA分子两端能够相连，A、B错误；据题图可知，单链序列的碱基能够互补配对，决定该线性DNA分子两端能够相连，C正确；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错误。 3.(2026·广东广州模拟)R质粒为环状双链DNA，将其加热再降温后，其中一条链形成的结构由一条双链的“柄”和两个单链的“环”组成，如 图所示。下列叙述错误的是(　　) A.温度可以影响DNA氢键的断裂和形成 B.加热时，DNA富含A—T碱基对的区域容易解旋 C.“环”中嘌呤碱基的数量与嘧啶碱基的数量可能相同 D.R质粒的遗传信息储存在核糖核苷酸的排列顺序中 D 解析：高温时DNA氢键断裂(解旋)，低温时氢键形成(复性)，所以温度可以影响DNA氢键的断裂和形成，A正确；A—T之间有两个氢键，G—C之间有三个氢键，氢键数量越少越容易解旋，所以加热时，DNA富含A—T碱基对的区域越容易解旋，B正确；R质粒为环状双链DNA，将其加热再降温后，其中一条链形成的结构由一条双链的“柄”和两个单链的“环”组成，该“环”是单链结构，单链中嘌呤碱基数与嘧啶碱基数可能相同，C正确；R质粒为环状双链DNA，遗传信息储存在脱氧核苷酸的排列顺序中，D错误。 考向2　DNA分子中碱基数量相关计算 4.某双链(α链和β链)DNA分子中鸟嘌呤与胞嘧啶的数量之和占全部碱基 总数的56%，α链中腺嘌呤占28%。下列关于该DNA分子的叙述，错误的是(　　) A.β链中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量之和占该链碱基总数的44% B.α链中(G＋C)/(A＋T)＝11/14，β链中(G＋C)/(A＋T)＝14/11 C.α链中胸腺嘧啶所占的比例是16%，占双链DNA分子的8% D.(A＋T)/(G＋C)的值可体现不同生物DNA分子的特异性 B 解析：DNA分子中G与C的数量之和占全部碱基总数的56%，则A与T的数量之和占全部碱基总数的44%，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，因此β链中A与T的数量之和也占该链碱基总数的44%，A正确；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，因此α链和β链中(G＋C)/(A＋T)相等，都是56%/44%＝14/11，B错误；α链中胸腺嘧啶所占的比例是1－56%－28%＝16%，占双链DNA分子的比例是16%÷2＝8%，C正确；不同生物的DNA分子中互补碱基之和的比值一般不同，即(A＋T)/(C＋G)的值可体现不同生物DNA分子的特异性，D正确。 DNA中碱基数量的计算规律 题后归纳 DNA复制过程及计算 考点二 27 1.DNA半保留复制的实验证据 半保留　 同位素标记 梳理 必备知识 28 全部重带　 轻带、中带　 半保留复制 梳理 必备知识 2.DNA的复制 (1)概念、时间、场所 间期　 线粒体　 叶绿体 梳理 必备知识 (2)过程(特点：__________________；半保留复制) 边解旋边复制 解旋　 脱氧 核苷酸 DNA聚合酶　 碱基互补配对 梳理 必备知识 (3)结果：一个DNA分子形成了两个____________的DNA分子。 (4)DNA准确复制的原因和意义 完全相同 双螺旋　 碱基互补配对　 遗传信息　 遗传信息 梳理 必备知识 3.DNA复制与细胞分裂中染色体的同位素标记 (1)有丝分裂中染色体标记情况分析 ①过程分析(15N标记后在14N环境下复制) 梳理 必备知识 ②规律总结(设体细胞中染色体总数为2n) a.标记染色体总数   第一次有丝 分裂中期 第一次有丝 分裂后期 第二次有丝 分裂中期 第二次有丝 分裂后期 15N标记的染色体数 2n 4n 2n 2n 15N标记的染色单体数 4n 0 2n 0 第一次分裂：第一次有丝分裂后，每一个细胞的每一条染色体都含有标记。第二次分裂：进行两次有丝分裂后，形成的所有染色体中会有一半被标记。 梳理 必备知识 b.含标记染色体的细胞数 1个细胞经两次有丝分裂产生的4个子细胞中有2或3或4个细胞含有15N标记的染色体。 c.每个细胞中含标记染色体数 每个子细胞含15N标记的染色体为0~2n条。 梳理 必备知识 (2)减数分裂中核DNA和染色体的标记情况分析 ①过程分析 梳理 必备知识 ②规律总结 由图可以看出，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂两次，但DNA只复制一次，所以四个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条利用原料合成的子链组成。 梳理 必备知识 1.DNA复制时，严格遵循A—T、C—G的碱基互补配对原则。(　　) 2.单个脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接合成新的子链。(　　) 3.在DNA复制方式的探究实验中，若通过对第一代DNA解旋获得的DNA单链进行离心，其结果也可确定DNA复制的方式是全保留复制还是半保留复制。(　　) 4.DNA聚合酶的作用是打开DNA双链。(　　) 5.(2024·河北卷)DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链。(　　) 错漏诊断 √ √ × × × 探究　图1为真核生物染色体上 部分DNA分子复制过程示意图， 图2为拟核或质粒复制过程示意 图。据图回答下列问题。 深研 重难问题 (1)在DNA复制过程中，DNA解旋酶的作用是什么? 提示： (2)图1生物的DNA复制方式的意义是什么? 提示： 打开DNA分子碱基对之间的氢键，形成两条单链。 提高复制速率。 探究　图1为真核生物染色体上 部分DNA分子复制过程示意图， 图2为拟核或质粒复制过程示意 图。据图回答下列问题。 深研 重难问题 (3)将不含放射性的拟核放在含有3H胸腺嘧啶的培养基中培养，如果第一次复制时，图2中1、2处的放射性强度相同，证明DNA复制方式很可能是什么? 提示： 半保留复制。 真核生物与原核生物复制的类型 归纳提升 考向1　DNA复制的实验探究 1.(2026·广东广州模拟)如图表示 利用大肠杆菌探究DNA复制方式 的实验，下列叙述错误的是(　　) A.通过比较试管①和②的结果可以否定全保留复制 B.该实验的基本思路是设法区分亲代和子代的DNA C.试管③含15N的DNA分子占1/4 D.本实验不能用噬菌体代替大肠杆菌进行 精练 迁移应用 C 解析：若DNA复制为全保留复制， 试管②中应出现两条条带，一条 是两条链均含15N的重带，一条是 两条链均含14N的轻带，但实际只 有15N/14N－DNA中带，故通过比较试管①和②的结果可以否定全保留复制，A正确；该实验的基本思路是通过同位素标记法区分亲代和子代的DNA，B正确；试管③DNA复制了2次，产生4个DNA，亲代含有的两条母链(含15N)分别位于两个DNA分子中，故含15N的DNA分子占1/2，C错误；该实验不能用噬菌体代替大肠杆菌进行，因为噬菌体是病毒，没有独立的代谢功能，必须寄生在活细胞中才能生存，因此不能完成该实验，D正确。 2.(2026·广东深圳模拟)某些 线性DNA病毒以如图所示方 式进行DNA复制，下列相关 叙述错误的是(　　) A.复制过程遵循碱基互补配对原则 B.以脱氧核苷酸为原料沿子链的3'端延伸 C.新合成的链1和链2组成一个新的DNA分子 D.该复制方式具有多起点复制、半保留复制的特点 C 解析：DNA复制过程遵循碱基互补配对原则，A正确；由图中新合成的链的箭头指示方向可知，以脱氧核苷酸为原料沿子链的3'端延伸，B正确；DNA复制的方式为半保留复制，新合成的链1和链2各自与其模板链组成一个新的DNA分子，C错误；由图可知，该复制方式具有多起点的特点，且为半保留复制，D正确。 考向2　DNA复制的过程分析及有关计算 3.(2026·广东佛山模拟)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 解析：由于DNA分子的复制是半保留复制，不管复制几次，最终子代DNA有两个保留亲代DNA的2条母链，故最终有两个子代含15N，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。 4.将某种细菌培养在含有3H标记的胸腺嘧啶脱 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脱氧核苷酸链的数目为(－2)条 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个 C 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脱氧核苷酸链的数目为2n×2－2＝(－2)条，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×[(m－2a)/2]个，D错误。 “数学模型法”分析DNA复制的数量关系 题后归纳 一个亲代DNA连续复制n次后，则： (1)子代DNA分子数：2n个 ①无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是2个。 ②含14N的DNA分子有2n个，只含14N的DNA分子有(2n－2)个。 (2)子代DNA分子总链数：2n×2＝2n＋1条 ①无论复制多少次，含15N的链始终是2条。 ②含14N的链数是(2n＋1－2)条。 (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数为m×(2n－1)个。 ②若进行第n次复制，则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m×2n－1个。 考向3　DNA复制过程中标记染色体去向的分析 5.洋葱根尖细胞在含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一个细胞周期。下 列叙述正确的是(　　) A.第一个细胞周期中，细胞内放射性迅速升高的时期是分裂前期 B.第一个细胞周期结束后，每个子细胞中都有一半的染色体被标记 C.第二个细胞周期的分裂中期，每条染色体中仅有一条单体被标记 D.一个细胞完成两个细胞周期后，产生的含3H的子细胞数为1或2或3或4 C 解析：第一个细胞周期中，细胞内放射性迅速升高是由于DNA分子复制，发生在分裂间期，A错误；第一个细胞周期后，每个DNA分子都含有放射性，因此每个子细胞中的染色体都含有放射性，B错误；第二个细胞周期中，分裂间期染色体复制，一条染色体的两个染色单体上只有一个DNA分子含有放射性，因此细胞周期的分裂中期，每条染色体中仅有一条单体被标记，C正确；完成2个细胞周期后，随着姐妹染色单体分开，随机进入两个子细胞，所以子细胞中有放射性的个数至少有2个，最多有4个，D错误。 6.将两条单链均被32P标记的M基因导入某动物(2n＝4)精原细胞中(假定该精原细胞DNA不含32P)，选取插入2个M基因且位于非同源染色体上的精 原细胞，再置于不含32P的培养液中培养，得到4个子细胞，检测子细胞 中的情况。若不考虑变异，则下列叙述正确的是(　　) A.若某个子细胞中的染色体都不含32P，则一定进行减数分裂 B.若某个子细胞中有2条染色体含32P，则一定进行减数分裂 C.若每个子细胞中均只有1条染色体含32P，则一定进行有丝分裂 D.若4个子细胞中，含有32P的染色体数分别是0、1、1、2条，则一定进行有丝分裂 D 解析：若某个子细胞中的染色体都不含32P，或者有2条染色体含32P，可能是有丝分裂，也有可能是减数分裂，A、B错误；若进行有丝分裂，则四个子细胞中含有32P的染色体数有0、2、1、1条，或者1、1、1、1条，若进行减数分裂，则四个子细胞中含有32P的染色体数有0、0、2、2条，或者1、1、1、1条，C错误，D正确。 四步法解决细胞分裂中核DNA和染色体标记问题 题后拓展 真题　演练感悟 57 1.(2025·贵州卷，5)如图为核酸的部分结构 及遗传信息传递过程的示意图。下列叙述正 确的是(　　) A.图中箭头所指碳原子上连接的基团是—OH B.甲链中相邻两个五碳糖通过磷酸二酯键连接 C.若图中序列编码一个氨基酸，则其密码子 为UAC D.遗传信息可从甲链流向乙链，但不能从乙链流向甲链 2 3 1 4 B 58 解析：题图中含有尿嘧啶和胸腺嘧啶，应该代 表的是转录(或逆转录)过程，图中箭头所指碳 原子为脱氧核糖的2号碳原子，其上连接的基 团是—H，A错误；甲链中相邻两个五碳糖通 过磷酸二酯键连接，B正确；若题图中序列编 码一个氨基酸，即图示过程为转录过程，则其 密码子为5'－CAU－3'(密码子读取的方向是 5'→3')，C错误；遗传信息通过转录过程从甲链流向乙链，还可通过逆转录过程从乙链流向甲链，D错误。 2 3 1 4 2.(2025·北京卷，5)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 2 3 1 4 B 60 解析：15N没有放射性，与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，可通过离心技术区分含不同氮元素的DNA，进而区分DNA的母链和子链，A错误；在15N标记 DNA 的实验中，得到的 DNA 带的位置有轻带(两条链都含14N)、中带(一条链含14N，一条链含15N)、重带(两条链都含15N)三个，根据不同代DNA在离心后出现的这些带的位置和比例，证明了 DNA 的半保留复制，B正确；若将DNA解链为单链后离心，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，C错误；选择大肠杆菌作为实验材料是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，而不是因为它有环状质粒DNA，D错误。 2 3 1 4 3.(2023·山东卷，5)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 2 3 1 4 D 62 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，因此可以说明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，若②比①长的部分不含碱基A和T， 则①中A、T之和与②中A、T之和相等，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，即丙时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，其中一条母链合成子链时，①的5'端指向解旋方向，那么另一条母链合成子链时，②的3'端指向解旋方向，其模板链5'端指向解旋方向，D错误。 2 3 1 4 4.(2023·海南卷，13)噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子，部分序列如图。 2 3 1 4 下列有关叙述正确的是(　　) A.D基因包含456个碱基，编码152个氨基酸 B.E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列，其互补DNA序列是5'－GCGTAC－3' C.噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸 D.E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，且重叠序列编码的氨基酸序列相同 B 64 解析：根据题图可知，D基因编码152个氨基酸，但D基因还包含终止密码子对应序列，故D基因包含459个碱基，A错误；E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列为5'－GTACGC－3'，根据DNA分子两条链反向平行，其互补DNA序列是5'－GCGTAC－3'，B正确；DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸，噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核苷酸，C错误；E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，但重叠序列编码的氨基酸序列不相同，D错误。 2 3 1 4 $