3.2++DNA的结构+课件+2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

高三生物一轮复习第26讲DNA的结构、复制和基因的本质课标要求考点DNA的结构、复制和基因的本质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。考点一DNA分子的结构科学界早期认识到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。螺旋结构模型双螺旋结构模型(磷酸-脱氧核糖骨架在外部,碱基在内部)查哥夫提出DNA分子碱基数量关系:

。A=T,G=C双螺旋结构模型考点一DNA分子的结构考点一DNA分子的结构3、两条链上的碱基通过

连接起来，形成

，且遵循

。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。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。两反向平行双螺旋脱氧核糖和磷酸碱基氢键碱基互补配对原则碱基对考点一DNA分子的结构脱氧核苷酸、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。考点一DNA分子的结构考点一DNA分子的结构拓展：区别DNA分子结构中的“键”

磷酸二酯键氢键碱基互补配对解旋酶、RNA聚合酶和高温碱基对中的氢键形成断开磷酸二酯键形成断开DNA聚合酶、DNA连接酶逆转录酶限制酶、DNA酶（自动连接，不需要酶）考点一DNA分子的结构考点一DNA分子的结构考点一DNA分子的结构思考：利用DNA指纹技术识别身份，主要依赖于DNA分子的_____________。特异性考点一DNA分子的结构根据碱基互补配对原则可知，A＝T，G＝CA＋G＝

T＋C规律一：双链DNA分子中嘌呤碱基总数＝嘧啶碱基总数，

=1=A+GT+CT+GA+CA+CT+GT+CA+G==嘌呤之和嘧啶之和（不具有物种特异性）A+TG+C具有物种特异性考点一DNA分子的结构＝

＝

＝

。A＋CT＋G1/2

(A＋G＋T＋C)任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。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）：A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链2链N1N2考点一DNA分子的结构规律三：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=mA1+C1m1

若1链1T2+G2A2+C2=则2链双链T+GA+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）：A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链2链N1N2考点一DNA分子的结构规律四：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）：A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链2链N1N2N1=aA1N2A2=ba+b2N=A考点一DNA分子的结构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链考点一DNA分子的结构1.一个DNA分子有1000个碱基对，其中A=240个，该DNA中含有

个氢键。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_______。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____。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_____、_____。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_____、_____。6.某病毒具有蛋白质外壳，其遗传物质的碱基含量如下所示：A占比31.2%，C占比20.8%，G占比28.0%，U占比20.0%，则该病毒复制合成的互补链中G＋C含量为

巩固练习35%32%27600.42.510.4考点一DNA分子的结构48.8%考点一DNA分子的结构1.用卡片构建DNA平面结构模型,所提供的卡片类型和数量如表所示,下列说法正确的是()A.最多可构建4种脱氧核苷酸,5个脱氧核苷酸对B.构成的双链DNA片段最多有10个氢键C.DNA中每个脱氧核糖均与1分子磷酸相连D.最多可构建44种不同碱基序列的DNA卡片类型脱氧核糖磷酸碱基ATGC卡片数量10102332B考点一DNA分子的结构2．某同学利用相关材料制作DNA双螺旋结构模型，已知该模型包含6个碱基对，其中有4个腺嘌呤。下列叙述错误的是（）A．模型中腺嘌呤与胞嘧啶之和等于6B．制作模型时鸟嘌呤与胞嘧啶之间用3个氢键连接C．每条链中均有一个脱氧核糖上只连接一个磷酸基团D．该同学可制作出46种不同的DNA双螺旋结构模型D1.下列关于DNA分子结构的叙述，正确的是()A.威尔金斯和富兰克林根据DNA衍射图谱的数据，推算出DNA呈螺旋结构B.查哥夫发现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C.沃森和克里克最先提出了DNA的双螺旋结构模型并最终确定双链DNA

分子中，磷酸和五碳糖交替连接排列在外侧，构成DNA的基本骨架D.DNA分子中磷酸基团总数与四种碱基的总和相等E.DNA分子一条链上的(A＋T)/(G＋C)越大，热稳定性越强F.DNA一条链上相邻的碱基以氢键连接G.DNA分子是由两条核糖核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构的H.不同双链DNA分子中(A＋G)与(T＋C)的比值相同I.某DNA分子中胞嘧啶占25%，则每条单链上的胞嘧啶占25～50%J.在DNA分子中，A＋T占碱基总数的M%，那么每条链中的A＋T占该链碱基总数的M%K.若某环状DNA片段含有2000个碱基，则该DNA同时含有2个游离的磷酸基团L.DNA分子中特有双螺旋结构代表了遗传信息M.DNA分子具有多样性的主要原因是碱基配对方式的不同BCDHJ考点一DNA分子的结构考点二基因的本质碱基特定的排列顺序，构成了DNA的特异性。(同一个DNA分子）碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性。(不同的DNA分子）DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。生物体多样性和特异性是DNA的多样性和特异性的客观体现。考点二基因的本质基因1基因2基因3DNA片段放大非编码区非编码区编码区能转录相应的mRNA，进一步编码（翻译）出蛋白质的区段不直接编码蛋白质，能调控基因表达不直接编码蛋白质，能调控基因表达在人类基因组中，非编码区占比超过98%，远超编码区（约2%）考点二基因的本质启动子非编码区非编码区编码区编码区上游编码区下游终止子考点二基因的本质考点二基因的本质DNA是主要的

。染色体蛋白质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

排列基因能决定

。染色体是DNA的

。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1个或2遗传物质多遗传效应线性生物性状许多排列顺序1条染色体1个DNA1条染色体2个DNA考点二基因的本质考点三DNA的复制笃志博学兼济天下提出问题作出假说演绎推理实验验证得出结论DNA半保留复制的实验证据——假说-演绎法DNA是如何复制的？笃志博学兼济天下提出问题作出假说演绎推理实验验证得出结论DNA半保留复制的实验证据——假说-演绎法假说3.弥散复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的(沃森和克里克提出）假说1.全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；假说2.半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；笃志博学兼济天下提出问题作出假说演绎推理实验验证得出结论DNA半保留复制的实验证据——假说-演绎法亲代第一代第二代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中带笃志博学兼济天下提出问题作出假说演绎推理实验验证得出结论DNA半保留复制的实验证据——假说-演绎法亲代第一代第二代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重带笃志博学兼济天下提出问题作出假说演绎推理实验验证得出结论DNA半保留复制的实验证据——假说-演绎法亲代第一代第二代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基本均为中带笃志博学兼济天下提出问题作出假说演绎推理实验验证得出结论DNA半保留复制的实验证据——假说-演绎法笃志博学兼济天下提出问题作出假说演绎推理实验验证得出结论DNA是如何复制的？推测可能的复制方式半保留复制弥散复制预测两种复制模式下得到的子代DNA的可能情况及可能的实验结果。实验结果与半保留复制的预期相符。DNA分子复制的方式是半保留复制。全保留复制DNA半保留复制的实验证据——假说-演绎法4.DNA的复制方式有三种假说：全保留复制、半保留复制、分散复制(子代DNA的每条链都由亲本链的片段与新合成的片段随机拼接而成)。某科研小组同学以细菌为材料，进行了如下两组实验探究DNA的复制方式。下列叙述错误的是实验一：将14N细菌置于15N培养基中培养一代并离心。实验二：将15N细菌置于14N培养基中连续培养两代并离心。A.若实验一离心结果为重带和轻带，则DNA的复制方式为全保留复制B.若实验一离心结果为中带，可确定DNA的复制方式是半保留复制C.若实验二离心结果为中带和轻带，则DNA的复制方式不是全保留复制D.若实验二改为连续培养三代并离心，结果只出现一个条带，则可能为分散复制B课时精练考点三DNA的复制笃志博学兼济天下考点三DNA的复制一条母链和一条子链螺旋成为一个新的DNA分子DNA聚合酶碱基互补配对原则解开后的每一条母链游离的4种脱氧核苷酸③结果：①能量：②酶：①模板：②原料：③酶：④原则：⑤方向：子链的5'端→3'端断开氢键，解开双链细胞中ATP提供能量解旋酶解旋合成子链重新螺旋笃志博学兼济天下考点三DNA的复制DNA聚合酶不能从头合成DNA链，只能从已存在的DNA链的3′端延长。因此DNA复制需要引物(在细胞中是一段与模板DNA互补配对的短链RNA，PCR中的引物是短链DNA)。笃志博学兼济天下考点三DNA的复制①大肠杆菌DNA的复制特点是

真核生物DNA的复制特点是

②复制速率相同，图2中DNA是从其最

开始复制的，多起点复制提高了

。半保留复制、边解旋边复制半保留复制、边解旋边复制右边复制效率单起点双向复制、多起点双向复制、拓展：几种环状DNA的复制：θ复制、D环复制、滚环复制。(1)θ复制：如大肠杆菌DNA复制，特点是____起点____向复制。单双(2)D环复制：如线粒体或叶绿体DNA复制，特点是两条链复制_______(填“同步”或“不同步”)。不同步(3)滚环复制：如某些噬菌体单链DNA、环状质粒的复制。10.(2024·秦皇岛三模)M13噬菌体是一种寄生于大肠杆菌的丝状噬菌体，其DNA为含有6407个核苷酸的单链环状DNA。M13噬菌体增殖的部分过程如图所示，其中SSB是单链DNA结合蛋白。下列相关叙述正确的是A.M13噬菌体的遗传物质复制过程中不

需要先合成引物来引导子链延伸B.SSB的作用是防止解开的两条单链重

新形成双链，利于DNA复制C.过程⑥得到的单链环状DNA是过程②～⑤中新合成的DNAD.过程②～⑥需要断裂2个磷酸二酯键，合成6407个磷酸二酯键B课时精练笃志博学兼济天下14.(2025·长沙一中调研)线粒体DNA(mtDNA)上有A、B两个复制起始区，当mtDNA复制时，A区首先被启动，以L链为模板合成H′链。当H′链合成了约2/3时，B区启动，以H链为模板合成L′链，最终合成两个环状双螺旋DNA分子，该过程如图所示。下列有关叙述正确的是A.mtDNA含有2个游离的磷酸基团，

能指导合成有氧呼吸酶B.mtDNA的复制方式是半保留复制，H′链和L′链的碱基能互补配对C.H链与L链的复制有时间差，当H′链全部合成时，L′链只合成了约1/3D.当一个复制周期完成时，由H链和L′链构成的子代DNA分子滞后形成BCD课时精练笃志博学兼济天下考点三DNA的复制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。准确复制：遗传差错复制：变异笃志博学兼济天下考点三DNA的复制笃志博学兼济天下DNA复制的相关计算假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下：(1)DNA分子数①子n代DNA分子总数为______个。②含15N的DNA分子数为______个。③含14N的DNA分子数为______个。④只含15N的DNA分子数为______个。⑤只含14N的DNA分子数为_________个。2n22n02n－2笃志博学兼济天下假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下：(2)脱氧核苷酸链数①子代DNA中脱氧核苷酸链数＝_______条。②亲代脱氧核苷酸链数＝______条。③新合成的脱氧核苷酸链数＝__________条。。2n＋122n＋1－2DNA复制的相关计算笃志博学兼济天下假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下：(3)消耗的脱氧核苷酸数①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需消耗游离的该脱氧核苷酸数为________________个。②若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，在第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸数为________________个。m·(2n－1)m·2n－1DNA复制的相关计算笃志博学兼济天下6.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B考点三DNA的复制笃志博学兼济天下15.部分双链DNA的一条链上碱基序列为ATCTAGCGAT(命名为M),由于DNA复制过程中出错，使得M变为了ATCTCGCGAT(命名为N)，其他部分及其互补链均未发生变化。下列相关说法正确的是A.复制前该DNA片段含有的氢键数为24，以N为模板复制出的DNA片段

热稳定性增强B.碱基改变之前，该DNA片段复制3次，共需要消耗腺嘌呤42个C.出错后的DNA片段经过n次复制，

突变位点为C—G的DNA占1/2D.以N为模板复制出的DNA片段中C所占比例为30%，且该片段中嘧啶的

比例增加ABC课时精练笃志博学兼济天下考点三DNA的复制笃志博学兼济天下DNA复制与细胞分裂过程中染色体标记情况分析取一个全部N被15N标记的DNA分子，转移到含14N的培养基中培养(复制)2代复制....培养1个细胞周期，产生的每个子细胞中的每条染色体均带有标记。培养2个细胞周期，产生4个子细胞，子细胞类型有4种组合方式：①有丝分裂..①②④③①有

个子细胞带有标记②③有

个子细胞带有标记④

个子细胞带有标记423笃志博学兼济天下取一个全部N被15N标记的DNA分子，转移到含14N的培养基中培养(复制)2代复制....①有丝分裂..①②④③思考：如果是2n条染色体，两个周期后一个子细胞中最多和最少有多少条染色体被标记？0～2n条DNA复制与细胞分裂过程中染色体标记情况分析笃志博学兼济天下将含有15N的DNA转至含14N标记培养液中培养复制....减数分裂Ⅰ....减数分裂Ⅱ减数分裂Ⅱ减数分裂产生的子细胞和染色体都带有标记②减数分裂如果是2n条染色体，一个子细胞中有多少条染色体被标记？n条DNA复制与细胞分裂过程中染色体标记情况分析笃志博学兼济天下规律总结：一个含有2n条染色体的细胞，其染色体DNA的两条链都被标记，连续分裂两次，产生4个子细胞。（2）若进行减数分裂，则含有标记的子细胞数为4；每个细胞中有n条染色体被标记。（1）若进行有丝分裂，则含有标记的子细胞数为2或3或4；一个子细胞中被标记染色体数为0~2n条。DNA复制与细胞分裂过程中染色体标记情况分析笃志博学兼济天下例.用32P标记玉米体细胞（含有20条染色体）的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期及所产生的子细胞中被32P标记的染色体数分别为（）A.20、40、20B.20、20、20C.20、20、0～20D.20、40、0～20CDNA复制与细胞分裂过程中染色体标记情况分析笃志博学兼济天下DNA复制与细胞分裂过程中染色体标记情况分析4.(2024·浙江6月选考，18)某二倍体动物(2n＝4)精原细胞DNA中的P均为32P，精原细胞在不含32P的培养液中培养，其中1个精原细胞进行一次有丝分裂和减数分裂Ⅰ后，产生甲～丁4个细胞。这些细胞的染色体和染色单体情况如图所示。不考虑染色体变异的情况下，下列叙述正确的是（）A.该精原细胞经历了2次DNA复制和2次着丝粒分裂B.4个细胞均处于减数分裂Ⅱ前期，且均含有一个染色体组C.形成细胞乙的过程发生了同源染色体的配对和交换D.4个细胞完成分裂形成8个细胞，可能有4个细胞不含32PC笃志博学兼济天下2.下列关于DNA复制的叙述，正确的是A.细胞中DNA复制开始时，DNA双螺旋的解开需要解旋酶的参与，子链

延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端B.DNA复制时将两条链完全解旋后作为模板合成子链C.两条子链合成过程所需引物的数量不同但两条子链的延伸方向与复制

叉的推进方向相同D.DNA复制时可形成多个复制泡，有利于提高复制效率E.在细胞分裂前的分裂间期，可发生DNA的复制，DNA复制均在细胞核中F.脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链G.DNA的复制有精确的模板，通常严格遵守碱基互补配对原则H.DNA的复制过程中可能会发生差错，这种差错一定能改变生物的性状I.含有m个腺嘌呤的DNA分子，第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸数为m×(2n－1)个ADG考点三DNA的复制笃志博学兼济天下12.科学家发现了单链DNA的一种四螺旋结构，一般存在于人体快速分裂的活细胞(如癌细胞)中。形成该结构的DNA单链中富含G，每4个G之间通过氢键等形成一个正方形的“G－4平面”，继而形成立体的“G－四联体螺旋结构”(如图)。下列叙述正确的是A.每个“G－四联体