2026届新高考生物热点复习DNA的结构和复制

2026届新高考生物热点复习

DNA的结构和复制知识框架一、DNA双螺旋结构模型的建构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种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C4种碱基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知识点一DNA的结构及基因的本质知识梳理回顾对DNA的认识：1．DNA的基本单位脱氧核苷酸2．脱氧核苷酸的组成一分子磷酸一分子脱氧核糖一分子含氮碱基C胞嘧啶T胸腺嘧啶A腺嘌呤G鸟嘌呤OPCH2

OHOOHHOHHH

HH碱基

磷酸

5’1’2’3’4’3．元素组成C、H、O、N、P知识点一DNA的结构及基因的本质OOHHH2O磷酸二酯键DNA链是由脱氧核苷酸脱水缩合连接而成的长链。4．DNA链的形成知识点一DNA的结构及基因的本质二、DNA分子的结构5’ATGCTACG3’5’3’磷酸二酯键1．由

条单链按_________方式盘旋成__

_____结构。反向平行双螺旋25’3’5’3’知识点一DNA的结构及基因的本质

和

_____

交替连接，构成基本骨架；ATATTAGGGCCATC磷酸2．外侧碱基对内侧脱氧核糖3．碱基互补配对原则

两条链上的碱基通过

连接形成

，且A只和

配对、G只和

配对，碱基之间的一一对应的关系，就叫作

。氢键氢键

TC碱基互补配对原则碱基对碱基对知识点一DNA的结构及基因的本质ATATTAGGGCCATC4．总结五种元素：C、H、O、N、P四种碱基：A、T、C、G三类物质：两条长链：一种螺旋：规则的双螺旋结构磷酸、脱氧核糖、含氮碱基两条反向平行的脱氧核苷酸链氢键关系：A=TG≡C知识点一DNA的结构及基因的本质三、DNA分子的结构特性9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？440002．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。知识点一DNA的结构及基因的本质第一步第二步第三步

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根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基。4．巧解DNA分子中有关碱基比例计算——“三步曲”知识点一DNA的结构及基因的本质规律一：氢键数目

A与T之间两个氢键，C与G之间三个氢键，其中CG对数(或相对含量)越多，DNA分子越稳定。例题1：一个DNA分子有1000个碱基对，其中A=240个，该DNA分子中含有_____个氢键。1000个碱基对共有2000个碱基A=240氢键数=240×2+760×3=2760G+C=1520A+T=480T=240G=C=7604．巧解DNA分子中有关碱基比例计算——“三步曲”知识点一DNA的结构及基因的本质规律二：

A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链2链A=T，C=G

A+G=

?+?

A+C=

?+?

在整个双链DNA中：

T+C

50%T+G

=推论2：推论1：双链DNA中，A=T、C=G，则嘌呤碱基总数等于嘧啶总数；或任意两个不互补碱基之和恒等，即A+G=T+C=A+C=T+G，为总数的50%。例题2：某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占18%，那么鸟嘌呤的分子数占_______。在双链DNA中，A+G=T+C=A+C=T+G=50%A=18%G=32%知识点一DNA的结构及基因的本质规律三：

A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链2链mmA2+C2+G2+T2=A1+T1A1+C1+G1+T1T2+A2=T+A1链碱基数m2链碱基数mA1=

T2，T1=A2在整个双链DNA中：A+C+G+T双链碱基数2mA1+T1设，求=？A+TA+T+G+C=nA1+T1+G1+C1A2+T2=？A2+T2+G2+C2

n

n双链DNA中，互补的两个碱基之和占全部碱基的比等于在任何一条单链中这两个碱基之和占单链全部碱基数的比。简记为：补则等知识点一DNA的结构及基因的本质规律三：

双链DNA中，互补的两个碱基之和占全部碱基的比等于在任何一条单链中这两个碱基之和占单链全部碱基数的比。例题3：某DNA中A+T占整个DNA碱基总数的44%，其中一条链上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链上的G占该链碱基总数的比例是____在双链DNA中A+T=44%在双链DNA中G+C=56%在一链DNA中G+C=56%在一链DNA中G=21%在一链DNA中C=35%根据碱基互补配对原则在另一链DNA中G=35%知识点一DNA的结构及基因的本质规律四：

设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则：可知：A1=T2，A2=T1，G1=C2，

G2=C1。在DNA双链中：A=T，G=CA1T2T1A2G1C2C1G2

DNA双链12A2+T2G2+C2A1+T1G1+C1=m设，求=？A+TG+C=？mm互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同简记为：补则等知识点一DNA的结构及基因的本质规律四：

互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同例题4：DNA的一个单链中（A+T）/（G+C）=0.4，上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别是_____、_____。在DNA的一个单链中（A+T）/（G+C）=0.4在DNA的另一个单链中（A+T）/（G+C）=0.4在DNA的双链中（A+T）/（G+C）=0.4知识点一DNA的结构及基因的本质规律五：

设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则：可知：A1=T2，A2=T1，G1=C2，

G2=C1。在DNA双链中：A=T，G=CA1T2T1A2G1C2C1G2

DNA双链12A2+G2T2+C2A1+G1T1+C1=b设，求=？A+GT+C=？非互补碱基之和比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1简记为：不补则倒1/b

1知识点一DNA的结构及基因的本质规律五：

非互补碱基之和比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1例题5：DNA的一个单链中（A+C）/（G+T）=0.4，上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别是_____、_____。在DNA的一个单链中（A+C）/（G+T）=0.4在DNA的另一个单链中（A+C）/（G+T）=2.5在DNA的双链中（A+C）/（G+T）=1知识点一DNA的结构及基因的本质1．基因本质（1）基因是通常是有遗传效应的DNA片段。理解：①基因通常是DNA的片段②基因是有遗传效应的片段（2）有些病毒的遗传物质是RNA，对于这些病毒而言，基因就是有遗传效

应的RNA片段。能编码蛋白质或功能RNA四、基因通常是有遗传效应的片段知识点一DNA的结构及基因的本质真、原核细胞基因的结构区别知识点一DNA的结构及基因的本质2．基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系染色体DNA是主要的

。蛋白质DNA基因脱氧核苷酸每个DNA分子含有

个基因基因通常是有

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许多排列顺序知识点一DNA的结构及基因的本质一、DNA复制的推测——假说-演绎法2．作出假说推测可能的复制方式。1．提出问题DNA是如何复制的？（1）半保留复制（2）全保留复制（3）分散复制3．演绎推理（1）关键思路：通过实验区分亲代和子代的DNA。标记亲代DNA链，然后观察它们在子代DNA中如何分布。知识点二DNA的复制及相关计算

1958年，美国生物学家梅塞尔森（M．Meselson）和斯塔尔（F．Stahl）以大肠杆菌为材料，利用15N和14N进行同位素标记，将亲代DNA全部标记为15N，并将其放入14N的环境中培养。15N和14N是N元素的两种稳定的同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，因此，利用离心技术可以在试管中区分含有不同N元素的DNA。（2）科学方法同位素标记法、密度梯度离心法知识点二DNA的复制及相关计算3．演绎推理(1)若为半保留复制，离心后的DNA分布位置如下：知识点二DNA的复制及相关计算3．演绎推理(2)若为全保留复制，离心后的DNA分布位置如下：知识点二DNA的复制及相关计算3．演绎推理（3）若为分散复制，离心后的DNA分布位置如下：知识点二DNA的复制及相关计算实验结果与半保留推理结果相同。得出结论：DNA复制方式为半保留复制。4．实验验证，得出结论知识点二DNA的复制及相关计算概念场所时期条件DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。主要是在细胞核(次要在线粒体、叶绿体)细胞分裂（有丝分裂或减数分裂）前的间期DNA的复制模板原料酶能量亲代DNA分子中的两条母链以细胞中游离的4种脱氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶等ATP等二、DNA的复制知识点二DNA的复制及相关计算（1）解旋：在ATP的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开。CGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA3'5'CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ATP解旋酶DNA的复制过程：知识点二DNA的复制及相关计算（2）合成子链：游离的脱氧核苷酸按碱基互补配对原则随机地与两条母链的碱基配对，确定子链的脱氧核苷酸排列顺序。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT形成氢键知识点二DNA的复制及相关计算CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT（3）合成子链：在DNA聚合酶的催化下从母链的3'端把子链的脱氧核苷酸聚合成脱氧核苷酸链。合成方向：子链的5'端→3'端形成磷酸二酯键ACGCAAGCTAGTCATTADNA聚合酶5'3'TATGCATGATCGAGCTT5'3'能量能量知识点二DNA的复制及相关计算（4）形成子代DNA分子：每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATAA3'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT5'3'TAGCCGTATAGCCGATAT3'5'TTACGCGTATATATA5'3'知识点二DNA的复制及相关计算二、DNA的复制特点精确复制的原因意义方向结果①半保留复制；②边解旋边复制；③双向复制；④真核生物有多个复制起点（1）DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；（2）碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行。将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子从子链的5'端向3'端延伸DNA复制的过程知识点二DNA的复制及相关计算（5）只含14N

的分子_______个将含有15N标记的DNA分子（亲代）放到含14N的培养液中连续复制n次15N15N15N14N亲代复制1次15141415复制2次1514141414141415复制3次15141414141414151414141414141414复制n次（1）共有DNA分子

个2n（2）含15N

的分子____个2（4）含14N

的分子_____个2n（3）只含15N

的分子___个2n-201．分子数目计算：三、DNA复制的有关计算知识点二DNA的复制及相关计算将含有15N标记的DNA分子（亲代）放到含14N的培养液中连续复制n次15N15N15N14N亲代复制1次15141415复制2次1514141414141415复制3次15141414141414151414141414141414复制n次（1）脱氧核苷酸链共____条2n+1（2）含15N

的链____条2（3）含14N

的链_______条2n+1-22．脱氧核苷酸链数计算：三、DNA复制的有关计算知识点二DNA的复制及相关计算15N15N15N14N亲代复制1次15141415复制2次1514141414141415复制3次15141414141414151414141414141414复制n次第1次复制需要腺嘌呤m个3．碱基个数计算：假设在亲代DNA中含有腺嘌呤m个第2次复制需要腺嘌呤2m个第3次复制需要腺嘌呤4m个第n次复制需要腺嘌呤

m×2n-1

个复制n次共需要腺嘌呤

个m×(2n-1)1→2n新合成的DNA分子共2n-1知识点二DNA的复制及相关计算“DNA复制”相关题目的4点“注意”(1)注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，但后者只包括第n次的复制。(2)注意碱基的单位是“对”还是“个”。(3)切记在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。(4)看清试题中问的是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词，以免掉进陷阱。知识点二DNA的复制及相关计算ACTTGACGATGAACTGCT复制染色体数目不变

DNA数目加倍复制产生的两个子代DNA分子位于一条染色体的两条姐妹染色单体上，由着丝粒连在一起，在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝粒分裂时分开，分别进入两个子细胞中。ACTTGACGATGAACTGCTACTTGACGATGAACTGCT四、有丝分裂与减数分裂中染色体标记情况分析知识点二DNA的复制及相关计算1．有丝分裂中染色体标记情况分析第一次有丝分裂用15N标记1对同源染色体上的2个DNA分子每条同源染色体上的每条染色单体均带有标记分裂形成2个子细胞，每个子细胞中的每条染色体均带有标记以一个细胞中的所有DNA的两条链被标记为例知识点二DNA的复制及相关计算第二次有丝分裂分裂形成4个子细胞，子细胞类型有4种组合方式。①①有

的子细胞带有标记②②③有

的子细胞带有标记④④

子细胞带有标记③1/2

3/4全部1．有丝分裂中染色体标记情况分析知识点二DNA的复制及相关计算以一个细胞中的所有DNA的两条链被标记为例2．减数分裂中染色体标记情况分析15N标记1对同源染色体上的两个DNA分子同源染色体分离姐妹染色单体分离分裂形成4个子细胞，全部子细胞中的每条染色体均带有标记。知识点二DNA的复制及相关计算1．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典型例题【答案】C【详解】在制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基，A错误；制作模型时，腺嘌呤和胸腺嘧啶之间用2个氢键连接物相连，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用3个氢键连接物相连，B错误；制成的DNA双螺旋结构模型遵循碱基互补配对原则，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和，C正确；制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的外侧，碱基位于主链内侧，D错误。2．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【答案】D【详解】DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误；复制时，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开，其并不是从5'端到3'端的单向解旋，B错误；转录时不需要解旋酶，RNA聚合酶即可完成解旋，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。3．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