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文档简介

2026届新高考生物热点冲刺复习DNA的结构、复制及基因的本质考点010203DNA的复制DNA的结构基因的本质1、(主要)建立者:沃森和克里克(一)DNA双螺旋结构模型的构建

考点一:DNA的结构一轮复习,夯实基础!2、构建过程:科学界早期认识到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否定双螺旋结构模型(磷酸-脱氧核糖骨架在外部,碱基在内部,相同碱基配对)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)(三螺旋:碱基位于螺旋的

外部,骨架在内部)沃森和克里克与DNA模型C、H、O、N、P元素组成分子组成基本单位1′2′4′5′3′O脱氧核糖核苷酸(二)DNA的结构组成

考点一:DNA的结构一轮复习,夯实基础!磷酸含氮碱基脱氧核糖脱氧核苷酸长链DNA的一条单链有两个末端:一端有一个游离的磷酸基团,这一端称为5’端;另一端有一个羟基(—OH),称为3’端。5′3′两条反向平行的脱氧核苷酸长链两条链的相邻碱基

之间形成氢键(二)DNA的结构组成

考点一:DNA的结构一轮复习,夯实基础!5′3′3′5′氢键碱基对碱基互补配对原则:A=T(2个氢键)G≡C(3个氢键)平面结构双螺旋结构(二)DNA的结构组成

考点一:DNA的结构一轮复习,夯实基础!形成双螺旋结构1、DNA分子一般是由

条单链组成的,这两条链按

方式盘旋成

结构。2、DNA分子中的

交替连接排列在外侧,构成基本骨架;

排列在内侧。两反向平行双螺旋脱氧核糖和磷酸碱基3、两条链上的碱基通过

连接起来,形成

,且遵循

。氢键碱基对碱基互补配对原则(三)DNA双螺旋结构的主要特点

考点一:DNA的结构一轮复习,夯实基础!DNA分子结构的信息解读1(三)DNA双螺旋结构的主要特点

考点一:DNA的结构一轮复习,夯实基础!(1)DNA分子中数量关系:脱氧核苷酸、磷酸、脱氧核糖、含氮碱基,四者之间的数量关系为1∶1∶1:1。双链DNA分子中,含____个游离的磷酸基团。双链DNA分子中,每个脱氧核糖连接______个磷酸基团。双链DNA分子中,每个磷酸基团连接______个脱氧核糖。A和T之间____个氢键;G和C之间____个氢键。因此,_______比例越大的DNA的分子,其稳定性和耐热性越高。21或21或223G和CDNA分子结构的信息解读2(三)DNA双螺旋结构的主要特点

考点一:DNA的结构一轮复习,夯实基础!(4)DNA分子中的位置关系:在双链DNA分子中,两条链之间的相邻碱基,靠_______相连;

一条链中的相邻碱基,靠__________________________________相连。(2)DNA分子水解情况:①DNA初步水解产物:②DNA彻底水解产物:氢键脱氧核糖——磷酸——脱氧核糖DNA分子结构的信息解读2脱氧核苷酸(4种);磷酸、脱氧核糖和含氮碱基(6种)。(三)DNA双螺旋结构的主要特点

考点一:DNA的结构一轮复习,夯实基础!(3)DNA分子中两种化学键:①氢键:碱基对之间的化学键。②磷酸二酯键:磷酸和脱氧核糖之间的化学键。1、多样性:不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同,排列顺序多种多样。若某DNA分子中有n个碱基对,则其碱基对排列顺序有_____种。2、特异性:每种DNA分子都有区别于其他DNA的___________________,代表了特定的遗传信息。3、稳定性:外侧的脱氧核糖和磷酸交替排列的方式稳定不变,内侧碱基配对方式稳定不变。4n特定的碱基排定顺序(前提:ATGC不限量)(四)DNA的结构特性

考点一:DNA的结构一轮复习,夯实基础!根据碱基互补配对原则可知,A1=T2,A2=T1,G1=C2,G2=C1。请据此完成以下推论(其中N1=N2):

A+G=

。T+CA+CT+G1/2

(A+G+T+C)规律一:双链DNA分子中嘌呤碱基总数=嘧啶碱基总数,

任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。=1=A+GT+CT+GA+CA+CT+GT+CA+G==嘌呤之和嘧啶之和(五)DNA碱基数目的相关计算

考点一:DNA的结构一轮复习,夯实基础!A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链2链N1N2(不具有物种特异性)A+TG+C具有物种特异性A1+T1=

;G1+C1=

。T2+A2C2+G2规律二: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,

简记为“补则等”。A2+T2G2+C2=nnA1+T1G1+C1=n

若1链则2链A+TG+C双链=根据碱基互补配对原则可知,A1=T2,A2=T1,G1=C2,G2=C1。请据此完成以下推论(其中N1=N2):(五)DNA碱基数目的相关计算

考点一:DNA的结构一轮复习,夯实基础!A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链2链N1N2规律三:非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数,

简记为“不补则倒”。T1+G1=m

A1+C1m1

若1链

1T2+G2

A2+C2=则2链

双链

T+G

A+C=根据碱基互补配对原则可知,A1=T2,A2=T1,G1=C2,G2=C1。请据此完成以下推论(其中N1=N2):(五)DNA碱基数目的相关计算

考点一:DNA的结构一轮复习,夯实基础!A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链2链N1N2规律四:某种碱基在双链中所占的比例等于它在每一条单链中所占比例和的一半。根据碱基互补配对原则可知,A1=T2,A2=T1,G1=C2,G2=C1。请据此完成以下推论(其中N1=N2):(五)DNA碱基数目的相关计算

考点一:DNA的结构一轮复习,夯实基础!A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链2链N1N2N1=a

A1N2

A2=ba+b2N=

A(五)DNA碱基数目的相关计算

考点一:DNA的结构一轮复习,夯实基础!碱基计算中的两个看清(1)看清单双链(2)看清“个”或“对”A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链2链3.(2025·河北石家庄模拟)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)=14/11C.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)的比值可体现不同生物DNA分子的特异性B4.如图表示不同DNA分子中各种碱基的比例关系,下列说法正确的是()A.若甲表示不同DNA分子一条单链中碱基G的比例变化,则乙可表示其互补链中C的比例变化B.若甲表示不同DNA分子一条单链中嘌呤碱基的比例,则乙可以表示其互补链中嘌呤碱基的比例C.若甲表示不同DNA分子一条单链中A+T的比例,则乙可以表示其互补链中A+T的比例D.若甲表示不同DNA分子一条单链中(A+G)/(T+C),则乙可以表示其互补链中(A+G)/(T+C)B考点010203DNA的复制DNA的结构基因的本质假说一:半保留复制沃森和克里克提出,DNA复制时,DNA双螺旋解开,互补的碱基之间的氢键断裂,解开的两条单链分别作为复制的模板,游离的脱氧核苷酸根据碱基互补配对原则,通过形成氢键,结合到作为模板的单链上,新合成的每DNA分子中都保留了原来DNA分子中的一条链。DNA复制以DNA双链为模板,子代的DNA双链都是新合成的。假说二:全保留复制子代DNA亲代DNA亲代DNA子代DNA假说三:分散复制亲代DNA双链被切成片段后合成,然后子、母双链聚集成“杂种链”。亲代DNA子代DNA(一)对DNA复制的推测

考点二:DNA的复制一轮复习,夯实基础!推理、探究几种复制模式下得到子代DNA的可能情况,预测可能实验结果完成实验DNA是如何复制的?提出问题作出假说演绎推理实验验证得出结论假说—演绎法半保留复制全保留复制分散复制科学的研究方法——假说—演绎法DNA的是如何复制的?(1)半保留复制(2)全保留复制(3)分散复制提出问题做出假设演绎推理实验验证得出结论设计实验(二)DNA半保留复制的实验证据

考点二:DNA的复制如果要通过实验区分DNA复制方式的三种假说,那么实验中区分的关键是什么?将新合成子链与原来的母链区分开如何在实验中直观地区分来自模板DNA的母链和新合成的DNA子链?同位素标记技术梅塞尔森斯塔尔1958年大肠杆菌(繁殖快,20min一代)密度梯度离心

≠差速离心Q1.该实验用什么元素做标记?为什么?14N和15N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,含15N的DNA比含14N的DNA密度大。Q2.如何测定子代DNA带有同位素的情况?含15N的DNA比含14N的DNA密度大,利用密度梯度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。同位素标记技术(无放射性)(二)DNA半保留复制的实验证据

考点二:DNA的复制实验过程提出问题做出假设演绎推理实验验证得出结论设计实验提取DNA离心再分裂一次上中下14NH4Cl哪个位置?15N/15N-DNA15NH4CI繁殖若干代上中下15NH4CI提取DNA离心14N/14N-DNA(二)DNA半保留复制的实验证据

考点二:DNA的复制分裂一次14NH4Cl上中下提取DNA离心14NH4Cl哪个位置?提出问题做出假设演绎推理实验验证得出结论设计实验亲代第一代第二代15N15N15N/15N-DNA重带若DNA的复制是半保留复制15N14N14N15N15N/14N-DNA中带14N14N14N14N15N14N15N14N14N/14N-DNA轻带15N/14N-DNA中带(二)DNA半保留复制的实验证据

考点二:DNA的复制提出问题做出假设演绎推理实验验证得出结论设计实验亲代第一代第二代15N15N15N/15N-DNA重带若DNA的复制是全保留复制15N15N14N14N14N14N14N14N15N15N14N14N14N/14N-DNA轻带15N/15N-DNA重带14N/14N-DNA轻带15N/15N-DNA重带(二)DNA半保留复制的实验证据

考点二:DNA的复制提出问题做出假设演绎推理实验验证得出结论设计实验亲代第一代第二代15N15N15N/15N-DNA重带若DNA的复制是分散复制15N/14N15N/14N15N/14N15N/14N15N/14N15N/14N15N/14N-DNA基本均为中带15N/14N-DNA基本均为中带(二)DNA半保留复制的实验证据

考点二:DNA的复制提出问题做出假设演绎推理实验验证得出结论设计实验15N/15N-DNA重带14N/14N-DNA轻带15N/14N-DNA中带15N/14N-DNA中带实验结果排除全保留复制排除分散复制DNA的复制是以半保留方式进行的细胞再分裂一次转移到含14NH4Cl的培养液中细胞分裂一次提出DNA离心提出DNA离心提出DNA离心大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代【注意】实验中要注意提取DNA的时间,应以大肠杆菌繁殖一次所用的时间为间隔。(二)DNA半保留复制的实验证据

考点二:DNA的复制1、概念:以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。在真核生物中,发生在细胞分裂前的间期,随着染色体的复制而完成。2、发生时期:3、场所:真核生物:原核生物:病毒:宿主细胞内(三)DNA复制的过程

考点二:DNA的复制DNA聚合酶解旋酶子链DNA模板链DNA聚合酶DNA模板链子链DNA解旋合成子链重新螺旋条件:结果:解开的每一条母链DNA聚合酶4种脱氧核苷酸4、过程3′5′5′3′解旋酶、能量氢键断裂,双链解开模板:原料:游离的4种脱氧核苷酸酶:原则:碱基互补配对原则方向:5′端到3′端能量:一条母链和一条子链螺旋成为一个新的DNA分子边解旋

边复制

ATPATPATP

考点二:DNA的复制5、条件:6、方向:7、结果:8、意义:4、过程:解旋——合成子链——重新螺旋模板:原料:能量:酶:解开的每一条母链游离的4种脱氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶

等ATP子链的5'端→3'端形成两个完全相同的DNA分子。新复制出的两个子代DNA分子,通过细胞分裂分配到子细胞中去。(三)DNA复制的过程

考点二:DNA的复制使遗传信息从亲代传递给子代,保持遗传信息的连续性,使本物种保持相对稳定和延续。a和cb和d的碱基排列顺序相同解旋酶DNA聚合酶磷酸二酯键氢键如图为DNA分子复制的两个模型,请据图回答下列问题。(1)图1中的酶1和酶2分别是什么酶?分别作用于图2中哪个部位?(2)图1中的a、b、c、d四条脱氧核苷酸链中,哪些链的碱基排列顺序是相同的?(三)DNA复制的过程

考点二:DNA的复制9、特点:(三)DNA复制的过程

考点二:DNA的复制5'3'5'3'半保留复制边解旋边复制多个复制起点(真核生物)双向复制10、DNA精确复制的原因:①DNA具有独特的双螺旋结构,能为复制提供精确的模板。②碱基具有互补配对的能力,保证了复制能够准确地进行。DNA复制会百分之百准确吗?如果复制出现错误,可能会产生什么影响?会出错,可能导致基因突变,引起生物体性状的改变。【拓展延伸】原核生物环状DNA的复制(三)DNA复制的过程

考点二:DNA的复制单起点、双向复制DNA聚合酶的特点:不能从头合成DNA,而只能从3’端-OH连接脱氧核苷酸。因此,DNA复制需要引物,为DNA聚合酶提供3’-OH。ATCGCGATAGCGTAGCTGCGACCTAGC5’3’TAGCGCTATCGCATCGACGCTGGATCG3’5’GGAUCG5’AUCGCG5’RNA引物ⅠRNA引物ⅡTAGCGCTATCGCATCGACGCT3’ATAGCGTAGCTGCGACCTAGC3’DNA的合成方向:从子链的5’端向3’端延伸。(三)DNA复制的过程

考点二:DNA的复制【拓展延伸】(三)DNA复制的过程

考点二:DNA的复制

考点二:DNA的复制【深研核心问题】关于DNA分子复制机制,科学家用荧光染料给Rep(DNA解旋酶中作为引擎的部分结构,驱动复制叉的移动)加上了绿色荧光蛋白从而获知被标记的分子相对于DNA分子的运动轨迹,结果如图所示,思考并回答下列问题。(1)DNA分子的一条单链中,具有一个游离的磷酸基团的一端被称为______。

5'端(2)Rep可以破坏DNA双链之间的氢键吗?判断的依据是什么?可以。由题干可知,Rep是DNA解旋酶中作为引擎的部分结构,能驱动复制叉的移动,使得双链打开,故Rep可以破坏DNA双链之间的氢键。(3)试推测DNA结合蛋白的功能是什么?可能具有防止DNA单链重新形成双链的作用。(4)根据材料推断,Rep驱动复制叉移动是否需要水解ATP提供能量?依据是什么?需要。DNA复制需要ATP提供能量,Rep驱动复制叉移动也需要水解ATP提供能量。1.(2025·河北秦皇岛模拟)研究发现,DNA复制始于基因组中的复制起点,即启动蛋白的靶标位点。启动蛋白能识别富含A—T碱基对的序列,一旦复制起点被识别,启动蛋白就会募集其他蛋白质一起形成前复制复合物,从而解开双链DNA,形成复制叉(如图)。下列叙述正确的是()A.复制开始时,酶X将DNA双螺旋的两条链解开B.DNA复制在细胞分裂前的间期完成C.冈崎片段在DNA聚合酶的催化作用下连接形成滞后链D.DNA解旋困难程度与A—T碱基对所占比例呈正相关B4.某DNA分子片段中共含有3000个碱基,其中腺嘌呤占35%。现将该DNA分子片段用15N同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次,将全部复制产物进行密度梯度离心,得到图甲结果;如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心,则得到图乙结果。下列有关分析错误的是()A.X层与Y层中DNA分子质量比小于1∶3B.Y层中含15N标记的鸟嘌呤有3600个C.第二次复制结束时,含14N的DNA分子占1/2D.W层与Z层的核苷酸数之比是7∶1B3.(2023·山东卷)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D(1)子代DNA分子数:①含有15N链的DNA分子数为____个。②只含15N链的DNA分子数为____个。③不含15N链的DNA分子数为________个。④含14N链的DNA分子数有_______个。(2)子代脱氧核苷酸链数: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,若将亲代(15N)DNA分子复制在不含15N的环境中复制n次,其结果分析如下:202n-22n22n+1

-2

(四)DNA复制的相关计算

考点二:DNA的复制DNA复制为半保留复制,若将亲代(15N)DNA分子复制在不含15N的环境中复制n次,其结果分析如下:(3)消耗的脱氧核苷酸数:若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,则:①连续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(四)DNA复制的相关计算

考点二:DNA的复制(五)DNA复制与细胞分裂

考点二:DNA的复制(五)DNA复制与细胞分裂

考点二:DNA的复制5.(2025·河南洛阳模拟)选取大蒜(2n=16)的一个根尖细胞放在含32P的培养液中培养,待其完成两次细胞分裂后进行统计。下列叙述正确的是()A.可能有两个细胞中含32P,两个细胞中不含32PB.可能每个细胞中既有含32P的染色体,也有不含32P的染色体C.可能有两个细胞中的核DNA分子的两条链都含有32PD.所有细胞中含32P的染色体均占染色体总数的3/4C6.(2025·广东肇庆模拟)将全部DNA分子双链经32P标记的雄性动物细胞(染色体数2n=20)置于不含32P的培养液中培养,经过减数分裂后产生4个子细胞。下列有关推断正确的是()A.减数分裂Ⅰ后期,1个细胞中被32P标记的染色体为40条B.减数分裂Ⅱ后期,1个细胞中被32P标记的染色体为40条C.4个子细胞中含32P染色体的子细胞比例为1/2D.4个子细胞中含32P染色体的子细胞比例一定为1D考点010203DNA的复制DNA的结构基因的本质(一)基因的本质

考点三:基因的本质ab

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