2027届高三生物人教版一轮复习课件第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质

HORMONE 高考总复习 2027 第24讲 DNA的结构、复制及基因的本质 1 概念图 01 目录 03 DNA的结构与基因的本质 04 02 DNA的复制 情境 · 探究 · 长句 关键 · 真题必刷 考点一 DNA的结构与基因的本质 核心要点·再研 典型例题·深研 一、DNA结构的探索历程 【资料一】20世纪30年代，科学届已经认识到：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、C、G 但是，人们并不清楚这4种脱氧核苷酸是如何构成DNA的。 疑问 考点一 DNA的结构与基因的本质 核心要点·再研 01 【资料二】1951年11月，英国物理学家威尔金斯和富兰克林应用 X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。 注：DNA衍射图谱呈“X”形意味着DNA分子是螺旋的。 一、DNA结构的探索历程 考点一 DNA的结构与基因的本质 核心要点·再研 01 【资料三】1952年，奥地利生物化学家查哥夫（E.Chargaff）发现： 在DNA中，腺嘌呤的量等于胸腺嘧啶的量；鸟嘌呤的量等于胞嘧啶的量。 查哥夫 来源 碱基组成（%） A G C T 人 30.9 19.9 19.8 29.4 鸡(母) 28.8 20.5 21.5 29.2 海胆 32.8 17.7 17.3 32.1 酵母 31.3 18.7 17.1 32.9 大肠杆菌 24.7 26.0 25.7 23.6 一、DNA结构的探索历程 考点一 DNA的结构与基因的本质 核心要点·再研 01 沃森和克里克搭建的 DNA双螺旋结构模型 【资料四】沃森和克里克构建DNA双螺旋结构。 ①碱基对安排在双螺旋内部，A与T配对,G与C配对； ②脱氧核糖-磷酸骨架安排在螺旋外部； ③DNA两条链的方向是相反的。 补充说明： 将这个用金属材料制作的模型与拍摄的X射线衍射 照片比较，模型与基于照片推算出的DNA双螺旋 结构相符。 一、DNA结构的探索历程 考点一 DNA的结构与基因的本质 核心要点·再研 02 腺嘌呤 脱氧核苷酸 鸟嘌呤 脱氧核苷酸 胸腺嘧啶 脱氧核苷酸 胞嘧啶 脱氧核苷酸 【补充说明】脱氧核糖和核糖均属于五碳糖： 1’-C与 相连，3’-C与 相连，5’-C 与 相连。 脱氧核糖与核糖的区别在于2’-C： 核糖上与 相连，脱氧核糖上与 相连。 碱基 羟基 磷酸 -OH 脱氧核糖 磷酸 含氮碱基 A G C T 脱氧核苷酸 -H ①DNA的基本单位 一、DNA结构的探索历程 考点一 DNA的结构与基因的本质 核心要点·再研 02 OH p = O 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′ H H2O 磷酸二酯键 有游离磷酸基团的一端， 称为5’-端 OH 有游离羟基的一端， 称为3’-端 ②一条脱氧核苷酸长链 一、DNA结构的探索历程 考点一 DNA的结构与基因的本质 核心要点·再研 02 G P 4 1 3 5 2 o A P T P C P C P T P A P G P G P A P T P C P 反向平行 = = = 氢键 = ③DNA的平面结构和空间结构 一、DNA结构的探索历程 考点一 DNA的结构与基因的本质 核心要点·再研 二、DNA的结构 C、H、O、N、P 脱氧核苷酸 4种 双链 脱氧 核糖 磷酸 碱基 DNA 元素组成 基本单位 平面结构 碱 基 脱氧核糖 磷 酸 A(腺嘌呤) G(鸟嘌呤) C(胞嘧啶) T(胸腺嘧啶) 物质组成 图形表示 种类 ③两条链的碱基通过氢键连接，A与T配对，C与G配对。 A与T之间有2个氢键，C与G之间有3个氢键； C-G碱基对含量越多，DNA结构越稳定。氢键的形成不需要酶，但断裂需解旋酶或加热处理 ① 两条链反向平行组成 ② 磷酸和脱氧核糖构成骨架，排列在外侧；碱基在内侧。 A G C T G C 空间结构 考点一 DNA的结构与基因的本质 核心要点·再研 1.每个DNA分子片段中，有几个游离的磷酸基团？ 2.一个磷酸基团可以连接几个脱氧核糖？ 3.一条链上的碱基如何连接？ 4.两条链之间的碱基如何连接？ 5.常见酶的作用位点？ ①解旋酶 ②DNA酶 ③限制酶 ④DNA聚合酶 ⑤DNA连接酶 2个 1个或2个 通过脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖相连接 通过氢键相连 打开氢键，使DNA双链解开 打开磷酸二酯键，水解DNA 识别双链DNA分子的特定核苷酸序列， 并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。 形成磷酸二酯键，使子链延伸 形成磷酸二酯键，连接DNA片段 A T A T T A G G G C C A T C 随堂小练 考点一 DNA的结构与基因的本质 核心要点·再研 13 在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，碱基对有：A—T、T—A、G—C、C—G。请同学们计算DNA分子有多少种？ 44000 （2）特异性： 碱基对的特定排列顺序。 （3）稳定性： （1）多样性： ①外部稳定的基本骨架—磷酸和脱氧核糖交替连接形成； ②内部碱基对稳定——通过氢键连接，严格遵循碱基互补配对原则， 加强稳定性； ③空间结构稳定——规则的双螺旋结构。 碱基对的数量不同、排列顺序的千变万化。 遗传信息：DNA分子中的碱基对的排列顺序。 三、DNA的结构特性： 考点一 DNA的结构与基因的本质 核心要点·再研 14 四、染色体、DNA和基因之间的关系 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 成千上万 排列顺序 RNA病毒体内的基因是：有遗传效应的RNA片段 考点一 DNA的结构与基因的本质 1条染色体 1个DNA 1条染色体 2个 DNA 核心要点·再研 15 原核细胞的基因结构 非编码区 非编码区 编码区 编码区上游 编码区下游 与RNA聚合酶结合位点 启动子 终止子 ①不编码蛋白质。 编码蛋白质 ,连续不间断 编码区： 非编码区 ②调控遗传信息表达,上游的RNA聚合酶结合位点 考点一 DNA的结构与基因的本质 五、基因的结构 核心要点·再研 RNA聚合酶结合位点 编码区 非编码区 非编码区 外显子 内含子 非编码区：不编码蛋白质，调控遗传信息的表达 连续的，并翻译成蛋白质 间隔、不连续，外显子编码蛋白质 编码区 原核细胞 真核细胞 原核细胞基因结构 真核细胞基因结构 基因通常是有遗传效应的DNA片段，但DNA片段不一定是基因！ 考点一 DNA的结构与基因的本质 五、基因的结构 核心要点·再研 在双链DNA中，碱基对之间遵循碱基互补配对原则，即A与T配对，C与G配对。根据碱基互补配对原则可推知： 公式一： 或 在双链DNA中，不互补碱基之和相等。 公式二： 在双链DNA中，不互补碱基之和占所有碱基总数的1/2。 六、DNA分子碱基互补配对及相关计算： 考点一 DNA的结构与基因的本质 核心要点·再研 A1 T1 C1 G1 T2 A2 G2 C2 α链 m β链 m 在双链DNA中，根据碱基互补配对原则可推知： 公式三： 在双链DNA中，两条单链的互补碱基之和的比值相等，且等于全部碱基中的互补碱基之和的比值。 考点一 DNA的结构与基因的本质 核心要点·再研 A1 T1 C1 G1 T2 A2 G2 C2 α链 m β链 m 公式五： 在双链DNA中，互补碱基之和在全部碱基中所占的比例等于任一单链中其互补碱基之和所占的比例。 公式四：若 ，则 在双链DNA中，两条单链的不互补碱基之和的比值互为倒数。 考点一 DNA的结构与基因的本质 核心要点·再研 (1)沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式。(2022·广东卷，5D)( ) 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)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。(2022·浙江6月选考，13A)( ) 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)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。(2022·浙江6月选考，13B)( ) 提示　G、C之间形成3个氢键。 × × × 考点一 DNA的结构与基因的本质 典型例题·深研 (4)DNA每条链的5′端是羟基末端。(2021·辽宁卷，4C)( ) 提示　DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是羟基(—OH)末端。 (5)与RNA分子相比，DNA分子特有的碱基是U。(2017·浙江4月选考，6改编)( ) 提示　与RNA分子相比，DNA分子特有的碱基是T。 × × 考点一 DNA的结构与基因的本质 典型例题·深研 考向1　DNA分子的结构及特点[科学思维] 1.(2024·广西卷，4)研究发现真核生物基因组DNA普遍存在5－甲基胞嘧啶和N6－甲基腺嘌呤，分别被称为DNA的第5、6个碱基。关于这两个碱基的说法，正确的是(　　) A.均含有N元素 B.均含有脱氧核糖 C.都排列在DNA骨架的外侧 D.都不参与碱基互补配对 A 考点一 DNA的结构与基因的本质 典型例题·深研 解析　题述两个碱基中均含有N元素，A正确； 碱基不含脱氧核糖，B错误； 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；碱基排列在内侧，C错误； DNA两条链上的碱基通过氢键进行碱基互补配对，D错误。 考点一 DNA的结构与基因的本质 典型例题·深研 2.(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 B 考点一 DNA的结构与基因的本质 典型例题·深研 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；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；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；DNA半保留复制机制是在DNA双螺旋结构模型建立之后提出的，故选B。 考点一 DNA的结构与基因的本质 典型例题·深研 考向2　DNA分子中碱基数量相关计算[科学思维] 3.(2024·浙江6月选考，9)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 考点一 DNA的结构与基因的本质 典型例题·深研 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，内侧是由碱基通过氢键连接形成的碱基对，A正确； 双链DNA中GC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。 考点一 DNA的结构与基因的本质 典型例题·深研 4.(2026·广东惠州调研)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% 解析　因为A＋T占全部碱基总数的42%，所以G＋C占全部碱基总数的58%;因为两种互补碱基之和在DNA分子中与在单链上所占比例相等，所以在两条链中A＋T、G＋C均分别占42%、58%；设链1上C1占24%，则链1上G1占34%，其互补链2上C2占34%；设链1上T1占30%，则链1上A1占12%，其互补链2上T2占12%，故选C。 C 考点一 DNA的结构与基因的本质 典型例题·深研 考点二 　 DNA复制 核心要点·再研 典型例题·深研 一、DNA半保留复制的实验证据 1.科学家：1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔。 2.科学方法： 。 3.实验材料： 。 4.实验方法：① 技术、② 技术。 5.实验原理：15N和14N是氮元素的两种稳定同位素， 放射性； 这两种同位素的 不同， 含15N的DNA比含14N的DNA密度 ， 因此，利用离心技术可以在试管中分离 开含有相对原子质量不同的氮元素的DNA。 同位素标记 大肠杆菌 密度梯度离心 假说-演绎法 无 相对原子质量 大 考点二 DNA的复制 核心要点·再研 01 6.实验假设： ① 复制：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来的DNA分子中的一条链。 ② 复制：以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。 ③ 复制：亲本DNA双链被切割成小片段，分散在新合成的两条双链DNA中 半保留 第二次复制 15N/15N 第一次复制 演绎推理，预测结果： 复制一次： 复制两次： 15N/15N 第一次复制 第二次复制 演绎推理，预测结果： 复制一次： 复制两次： 15N/15N 第一次复制 第二次复制 演绎推理，预测结果： 复制一次： 复制两次： 全保留 分散 15N/14N(中带) 15N/14N(中带)、14N/14N(轻带) 15N/15N(重带)、14N/14N(轻带) 15N/15N(重带)、14N/14N(轻带) 15N/14N(中带) 15N/14N(中带) 半保留复制由 沃森和克里克提出 一、DNA半保留复制的实验证据 考点二 DNA的复制 核心要点·再研 01 7.实验验证： 8.实验结论：证明DNA分子复制的特点是 。 排除了全保留复制 排除了分散复制 半保留复制 目的： 让亲代大肠杆菌的DNA获得15N标记。 一、DNA半保留复制的实验证据 考点二 DNA的复制 核心要点·再研 02 1.概念：以 为模板合成 的过程。 2.时间：细胞分裂前的 期。 3.场所：主要是 ，线粒体、叶绿体中也存在。 亲代DNA 子代DNA 间 实质： 遗传信息的复制。 细胞核 二、DNA的复制 考点二 DNA的复制 核心要点·再研 ①需要细胞提供 ； ②需要 酶的作用； ③结果：将DNA双螺旋的两条链解开。 ①模板：解开后的每一条母链； ②原料： ； ③酶： 等； ④原则： ； :两条新链与其对应的模板链 绕成双螺旋结构。 02 4.过程： 注：子链DNA的延伸方向一定是5’端→3’端. 游离的4种脱氧核苷酸 DNA聚合酶 能量 解旋 →断开氢键。 →两条DNA的单链分别作为模板， 同时进行复制。 碱基互补配对原则 考点二 DNA的复制 二、DNA的复制 核心要点·再研 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。 【拓展应用】DNA复制和“冈崎片段” 【资料】DNA聚合酶不能从头合成DNA，只能从3′端以5′端→3′端方向催化延伸聚合子代DNA链，因此DNA复制需要引物(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)，为DNA聚合酶提供3′端。 但是DNA的两条链是反向平行的，那么DNA的两条链是如何 同时作为模板合成其互补链的呢？DNA复制还需要什么酶？ 思考 考点二 DNA的复制 核心要点·再研 ①形成复制叉： 酶断开氢键，将DNA双螺旋的两条链解开。 ②前导链的合成：连续合成。 在 酶的作用下，前导链 按5′端→3′端方向连续合成。 ③后随链的合成：是不连续的。 酶先合成一小段RNA引物， 酶再沿5′端→3′端方向 合成不连续、相对较短的DNA片段 (冈崎片段)。再通过 酶 把冈崎片段连接起来。 解旋 DNA聚合 引物 DNA聚合 DNA连接 考点二 DNA的复制 核心要点·再研 解旋酶 酶 5’ 3’ 3’ 5’ DNA聚合酶 5’ 3’ 前导链 5’ 3’ 冈崎片段 DNA连接酶 DNA聚合酶的底物： 脱氧核苷酸 DNA连接酶的底物： DNA片段 后随链 前导链与后随链： 互补配对 读取模板链：3’→5’ 合成子链方向：5’→3’ 考点二 DNA的复制 核心要点·再研 38 【拓展应用】真核细胞和原核细胞DNA复制的区别 类型 真核生物 原核生物 图示 解读 ①图中显示DNA复制是从 起点开始的， 但多起点并非同时进行。 ②图示为：边解旋边 复制。 ③真核细胞的这种复制方式的意义在于 提高了 。 ④一个细胞周期中每个起点一般只起始 次。 ①通常为 起点； ②图示为： 边解旋边 复制。 多个 双向 复制速率 一 单 双向 在复制速率相同的前提下，应从右边先开始复制。 考点二 DNA的复制 核心要点·再研 环状DNA的复制方式分为滚环式复制，D环复制和θ型复制，如下图所示的θ型复制：单起点双向复制。 考点二 DNA的复制 核心要点·再研 02 5.结果：一个DNA分子形成了两个 的DNA分子。 6.特点：①过程上： ； ②结果上： ；(即每个DNA分子都保留原DNA的一条链) 7.DNA准确复制的原因和意义： ①原因：DNA独特的 结构，为复制提供了精确的模板。 通过 原则，保证了复制能够准确地进行。 ②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。 完全相同 边解旋边复制 半保留复制 双螺旋 碱基互补配对 遗传信息 遗传信息 考点二 DNA的复制 二、DNA的复制 核心要点·再研 三、DNA复制的相关计算 【情境】将含有15N的DNA分子放在 含有14N的培养液中连续复制n次。 (1)DNA相关数量： ①子代DNA共 个： ②含15N的DNA分子数为 个。 ③只含15N的DNA分子数为 个。 ④含14N的DNA分子数为 个。 ⑤只含14N的DNA分子数为 个。 2n 2 2n 0 (2n-2) 注：做题时看准是“含” 还是“只含”。 考点二 DNA的复制 核心要点·再研 03 【情境】将含有15N的DNA分子放在 含有14N的培养液中连续复制n次。 (2)脱氧核苷酸链相关数量： ①子代DNA中脱氧核苷酸链数 ＝ 条。 ②含15N的脱氧核苷酸链数 ＝ 条。 ③含14N的脱氧核苷酸链数 ＝ 条。 2n+1 2 (2n+1-2) 注：做题时看准是“DNA分子数”还是“链数”。 三、DNA复制的相关计算 考点二 DNA的复制 核心要点·再研 【情境】将含有15N的DNA分子放在 含有14N的培养液中连续复制n次。 (3)消耗的脱氧核苷酸相关数量： ①经过n次复制， 需要消耗该种脱氧核苷酸数 为 。 ②第n次复制， 需要消耗该种脱氧核苷酸数 为 。 m·(2n-1) m·(2n-1) 2n个DNA，其中一半由上一代DNA提供 2n个DNA，实线为亲代DNA 注：做题时看准 是“经过n次复制” 还是“第n次复制” 三、DNA复制的相关计算 考点二 DNA的复制 核心要点·再研 第一次分裂:子细胞中所有核DNA分子均含1条亲代链和1条子代链 四、DNA复制与细胞分裂 DNA 复制 每条染色体上的DNA 细胞分裂过程 细胞 分裂 DNA 复制 DNA 复制 细胞 分裂 细胞 分裂 第二次分裂:子细胞中含亲代链的染色体数可能为0~所有中任意一数。 亲代链 子代链 考点二 DNA的复制 1.有丝分裂（DNA复制1次，细胞分裂1次） 核心要点·再研 2.减数分裂（DNA复制1次，细胞分裂2次） DNA 复制 每条染色体上的DNA 细胞分裂过程 亲代链 子代链 减Ⅰ 减Ⅱ 减Ⅱ 一次减数分裂细胞分裂2次，4个子细胞中所有核DNA分子均含1条亲代链和1条子代链。 考点二 DNA的复制 四、DNA复制与细胞分裂 核心要点·再研 (1)甲基是DNA半保留复制的原料之一。(2024·黑吉辽卷，9B)( ) 提示　DNA复制的原料是四种脱氧核苷酸。 (2)DNA分子复制时，子链的合成过程不需要引物参与。(2021·辽宁卷，4B)( ) 提示　子链的合成过程需要引物。 (3)DNA聚合酶的作用是打开DNA双链。(2021·辽宁卷，4D)( ) 提示　解旋酶的作用是打开DNA双链。 (4)烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传密码传递给子代。(2020·浙江1月选考，21B)( ) 提示　烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传信息传递给子代。 × × × × 考点二 DNA的复制 典型例题·深研 考向1　DNA复制的过程[科学思维] 1.(2024·河北卷，4)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 考点二 DNA的复制 典型例题·深研 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，故其中一条链由5′端向3′端解旋，另一条链则相反，B错误； 在转录过程中，不需要解旋酶参与，C错误。 考点二 DNA的复制 典型例题·深研 2.(2025·北京卷，5)1958年，Meselson和Stah1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 考点二 DNA的复制 典型例题·深研 解析　15N属于稳定同位素，不具有放射性，A错误； 亲代大肠杆菌离心后出现一条DNA带(15N/15N－DNA)，位置靠近试管的底部；转移培养后第一代细菌的DNA离心后，试管中也只有一条DNA带(15N/14N－DNA)，位置居中；第二代细菌的DNA离心后，试管中出现两条带，一条带位置居中(15N/14N－DNA)，另一条带的位置更靠上(14N/14N－DNA)，因此得到的DNA带的位置有三个，证明了DNA的半保留复制，B正确； 将DNA变成单链后再进行离心，只能得到15N－DNA和14N－DNA两条带，与实验结果不同，C错误； 大肠杆菌易培养、繁殖快，因此选择大肠杆菌作为实验材料，D错误。 考点二 DNA的复制 典型例题·深研 考向2　DNA复制过程中的有关计算[科学思维] 3.(2021·浙江6月选考，14)含有100个碱基对的一个DNA分子片段，其中一条链的A＋T占40%，它的互补链中G与T分别占22%和18%，如果连续复制2次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为(　　) A.240个 B.180个 C.114个 D.90个 解析　一条链的A＋T占40%，则它的互补链中A＋T也占40%，双链中A＋T也占40%，推出双链中G＋C占60%，G＝C，则DNA中C占30%，所以含有100个碱基对的一个DNA中C＝60(个)。连续复制2次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为(22－1)×60＝180(个)。 B 考点二 DNA的复制 典型例题·深研 4.(2026·河北邢台调研)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 考点二 DNA的复制 典型例题·深研 解析　由于DNA分子的复制是半保留复制，亲代DNA分子的两条链始终存在于子代的两个DNA分子中，因此含有15N的DNA分子有两个，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。 考点二 DNA的复制 典型例题·深研 5.(2026·江西南昌模拟)哺乳动物的线粒体DNA是双链闭合环状分子，外环为 H链，内环为L链，如图所示。下列叙述正确的是(　　) B A.线粒体DNA分子中含有两个游离的磷酸基团 B.子链中新形成的磷酸二酯键数目和脱氧核苷酸数目相同 C.子链1的延伸方向是 3′端→5′端，需要 DNA聚合酶的催化 D.若该线粒体 DNA放在含15N的培养液中复制3次，含15N的 DNA有 6个 考点二 DNA的复制 典型例题·深研 解析　线粒体DNA分子为环状DNA，其中不含游离的磷酸基团，A错误； 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，B正确； 图示表明，子链1的延伸方向是 5′端→3′端，子链合成过程需要 DNA 聚合酶的催化，C错误； 若该线粒体DNA放在含15N的培养液中复制 3 次，由于DNA进行半保留复制，故每个DNA分子都含有新合成的子链，新合成的子链中均含有15N，即含15N的DNA有23＝8(个)，D错误。 A.线粒体DNA分子中含有两个游离的磷酸基团 B.子链中新形成的磷酸二酯键数目和脱氧核苷酸数目相同 C.子链1的延伸方向是 3′端→5′端，需要 DNA聚合酶的催化 D.若该线粒体 DNA放在含15N的培养液中复制3次，含15N的 DNA有 6个 考点二 DNA的复制 典型例题·深研 关键 · 真题必刷 1.(2023·河北卷)关于基因、DNA、染色体和染色体组的叙述，正确的是(　　) A.等位基因均成对排布在同源染色体上 B.双螺旋DNA中互补配对的碱基所对应的核苷酸方向相反 C.染色体的组蛋白被修饰造成的结构变化不影响基因表达 D.一个物种的染色体组数与其等位基因数一定相同 B 位于性染色体上的等位基因并非完全成对排布，如XY上，×； 双螺旋DNA是由两条单链按反向平行方式盘旋构成，√； 表观遗传中，DNA甲基化、组蛋白甲基化/乙酰化均会影响基因的表达，×； 一个物种的染色体组数不一定与其等位基因数相同， 例如：二倍体生物有两个染色体组，但人体控制ABO血型的等位基因有三个，×； 关键·真题必刷 58 2.(2024·江苏卷，12)治疗恶性黑色素瘤的药物DIC是一种嘌呤类生物合成的 前体，能干扰嘌呤的合成。下列相关叙述错误的是(　　) A.嘌呤是细胞合成DNA和RNA的原料 B.DIC可抑制细胞增殖使其停滞在细胞分裂间期 C.细胞中蛋白质的合成不会受DIC的影响 D.采用靶向输送DIC可降低对患者的副作用 C DNA和RNA都含有腺嘌呤和鸟嘌呤，所以嘌呤是细胞合成DNA和RNA的原料，√； 细胞分裂间期进行DNA的复制，DIC能干扰嘌呤的合成，从而阻止DNA的复制，√； DIC能干扰嘌呤的合成，阻止RNA的合成，因此会影响细胞中蛋白质的合成，×； 用靶向输送DIC，可避免对其他正常细胞造成干扰，降低对患者的副作用，√； 关键·真题必刷 59 3.(2022·浙江6月选考)某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了足够的 相关材料。下列叙述正确的是(　　) A.在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基 B.制作模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连 C.制成的模型中，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和 D.制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧 C 制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基，×； 鸟嘌呤与胞嘧啶之间形成3个氢键，×； 因为A=T、C=G，所以：A+C=G+T，√； 制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的外侧，×； 关键·真题必刷 60 4.(2022·重庆卷，4)下列发现中，以DNA双螺旋结构模型为理论基础的是(　　) A.遗传因子控制性状 B.基因在染色体上 C.DNA是遗传物质 D.DNA半保留复制 D 【解析】沃森和克里克成功构建DNA双螺旋结构模型， 并进一步提出了DNA半保留复制的假说， DNA半保留复制以DNA双螺旋结构模型为理论基础，D√； 关键·真题必刷 61 5.(2022·辽宁卷，4)选用合适的实验材料对生物科学研究至关重要。 下表对教材中相关研究的叙述，错误的是(　　) B 选项 实验材料 生物学研究 A 小球藻 卡尔文循环 B 肺炎链球菌 DNA半保留复制 C 枪乌贼 动作电位原理 D T2噬菌体 DNA是遗传物质 【解析】 ①肺炎链球菌可用于格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，研究生物的遗传物质； ②研究DNA半保留复制一般用大肠杆菌，B×。 关键·真题必刷 62 $