2026届高三生物一轮复习课件++课时30+DNA的结构与复制

课前10分钟1、为什么要用35S和32P去标记蛋白质和DNA，而不用14C和18O？2、能否用35S和32P同时标记噬菌体？为什么？3、能否直接用含35S和32P的普通培养基直接标记噬菌体？4、如何标记噬菌体？5、离心沉淀后，上清液和沉淀物中各有什么成分？6、搅拌的目的是什么？离心的目的是什么？7、35S标记的实验中，理论上放射性应全部在什么中？沉淀物中也有少量放射性的原因是什么？8、32P标记的实验中，理论上放射性应全部在什么中？上清液中也有少量放射性的原因是什么？1因为S仅存在于T2噬菌体的蛋白质分子中，而P则几乎都存在于DNA分子中。用14C和18O是不可行的，因为T2噬菌体的蛋白质分子和DNA分子的中都含有这两种元素。2.不能。原因是同时标记会造成上清液和沉淀物中都有放射性，无法判断遗传物质的成分。3.不能。因为噬菌体营寄生生活，只有在细菌体内才能进行增殖，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体，而不能直接用培养基培养噬菌体。4.首先用含有放射性同位素的培养基培养大肠杆菌，然后让噬菌体侵染被放射性同位素标记的大肠杆菌，从而得到被放射性同位素标记的噬菌体。5.上清液主要为噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物主要为大肠杆菌。6.搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。7.上清液中。由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。8.沉淀物中。保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性；保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后子代释放出来，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。课前10分钟——答案核对第30课时DNA的结构与复制考点一DNA的结构DNA和RNA的比较DNARNA全称五碳糖碱基基本单位主要存在部位结构功能脱氧核糖核酸核糖核酸脱氧核糖核糖A、G、C、TA、G、C、U脱氧核苷酸（4种)核糖核苷酸(4种）细胞核细胞质规则的双螺旋结构单链主要的遗传物质少数病毒的遗传物质知识回顾一、DNA双螺旋结构模型的构建威尔金斯和富兰克林提供____________DNA是以4种__________为单位连接而成的长链，分别含有_____________4种碱基沃森和克里克推算出DNA分子呈_____结构尝试建立多种不同的模型：双螺旋、三螺旋被否定查哥夫提出DNA分子中A的量等于

,C的量等于

。

构建DNA

模型脱氧核苷酸A、T、G、CDNA衍射图谱螺旋修正、重建验证DNA具有恒定的直径；能解释4种碱基的数量关系；制作的模型与DNA的X射线衍射照片推算出的DNA双螺旋结构相符。TG沃森和克里克双螺旋结构

沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型自主学习：阅读课本P48-49内容，填写流程图

二、DNA的结构自主学习：按从小到大的顺序，写出DNA的结构层次，及具体结构组成。1.请归纳DNA结构中的位置关系？（碱基的连接、化学键）二、DNA的结构据图回答下列问题:1.（2024·北京·高考真题）科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲，依据的是DNA的（

）A．元素组成 B．核苷酸种类 C．碱基序列 D．空间结构2.（2022·浙江·高考真题）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3.(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二、DNA的结构据图回答下列问题:1.请归纳DNA结构中的位置关系？（碱基的连接、化学键）2.基于以上位置关系，解旋酶、DNA酶、限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等分别作用在什么位置？1．(2023·辽宁大连模拟)如图为某链状DNA分子部分结构示意图。以下叙述正确的是()A．④是一个鸟嘌呤脱氧核苷酸B．DNA聚合酶可催化⑥或⑦的形成C．解旋酶可断开⑤，因此DNA的稳定性与⑤无关D．A链和B链的方向相反，该DNA分子共具有2个游离的磷酸基团二、DNA的结构1.请归纳DNA结构中的位置关系？（碱基的连接、化学键）2.基于以上位置关系，解旋酶、DNA酶、限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等分别作用在什么位置？3.DNA结构中的哪些数量关系？据图回答下列问题:三、DNA中的碱基数量的计算规律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：1.A1＋A2＝________________；G1＋G2＝________________。即：双链中A＝___，G＝___，

A＋G＝______＝______＝______＝__________________。T1＋T2C1＋C2TCT＋CA＋CT＋G1/2(A＋G＋T＋C)规律一：双链DNA分子中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。2.A1＋T1＝__________；G1＋C1＝__________。A2＋T2G2＋C2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”。=A1+T1N1A2+T2=N2A+TN=C1+G1N1C2+G2=N2C+GN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：三、DNA中的碱基数量的计算规律即两者的关系是_____________。3.若

，则

=T1+G1=m

A1+C1T2+G2

A2+C2m1互为倒数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：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”。三、DNA中的碱基数量的计算规律A+TA+T+G+C=A2+T2+G2+C2A2+T2=A1+T1+G1+C1A1+T1=m%m%m%（A1+T1）%=(A2+T2）%=(A+T)%规律四：双链DNA中互补碱基和与碱基总数之比，与任意一条链的这种比值相等。三、DNA中的碱基数量的计算规律m%1.（2024·浙江·高考真题）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%2.（2024·河北·高考真题）某病毒具有蛋白质外壳，其遗传物质的碱基含量如表所示，下列叙述正确的是（

）碱基种类ACGTU含量（％）31.220.828.0020.0A．该病毒复制合成的互补链中G＋C含量为51.2％B．病毒的遗传物质可能会引起宿主DNA变异C．病毒增殖需要的蛋白质在自身核糖体合成D．病毒基因的遗传符合分离定律3.某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是() 1、如果是100个碱基对组成1个基因，最多可能组成多少种基因？2、怎样理解DNA的多样性和特异性？3、你认为基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？为什么？四、DNA分子结构特点据图回答下列问题:

长句表达：归纳：基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系染色体脱氧核苷酸基因DNA染色体是DNA的主要载体每个染色体上有1个或2个DNA分子基因是有遗传效应的DNA片段每个DNA分子上含有多个基因控制生物性状的结构功能单位是主要的遗传物质每个基因中含有许多脱氧核苷酸基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息五、基因的本质1.遗传信息的概念：遗传信息蕴藏在____________________之中。4种碱基的排列顺序①DNA病毒、细胞的遗传信息：

分子中

的排列顺序.②RNA病毒的遗传信息:

分子中

的排列顺序.DNA

(碱基对)脱氧核苷酸RNA

(碱基)核糖核苷酸基因通常是有遗传效应的DNA片段基因是有遗传效应的DNA片段基因是有遗传效应的RNA片段(少数)2.基因的概念：拓展：真、原核细胞基因的结构思考：基因工程和蛋白质工程中，真核生物的基因导入原核生物后一定能表达吗？1．（2024·北京·高考真题）摩尔根和他的学生们绘出了第一幅基因位置图谱，示意图如图，相关叙述正确的是（

）A．所示基因控制的性状均表现为伴性遗传B．所示基因在Y染色体上都有对应的基因C．所示基因在遗传时均不遵循孟德尔定律D．四个与眼色表型相关基因互为等位基因果蝇X染色体上一些基因的示意图2.（2017·海南·高考真题）下列关于真核生物遗传物质和性状的叙述，正确的是A．细胞中染色体的数目始终等于DNA的数目B．有丝分裂有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定C．细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和D．生物体中，一个基因决定一种性状，一种性状由一个基因决定第30课时DNA的结构与复制1.DNA分子双螺旋结构的主要特点：2.根据DNA衍射图谱有关数据推算出DNA分子呈

结构。3.每个DNA分子中磷酸：脱氧核糖：碱基=

；每个DNA分子有

游离的磷酸基团；每个脱氧核糖都连着

磷酸和

碱基；一条DNA单链中两个相邻的碱基由

相连。一条DNA单链中两个相邻的脱氧核苷酸由

相连。两条链上配对的碱基通过

连接。4.DNA分子中两条链记作a和ß；若a链中（A+G）/(T+C)=m，则ß链中此比值为

，整个DNA分子中此比值为

；若a链中（A+T）/(G+C)=n，则ß链中此比值为

，整个DNA分子中此比值为

；

比值代表物种特异性。5.A-T、G-C之间均以氢键连接，A-T之间

个氢键，G-C之间

个氢键，所以DNA分子中

碱基对所占比例越高，稳定性越高。课前5分钟：1、DNA分子双螺旋结构的主要特点：①DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。②DNA分子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；③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：A一定与T配对；G一定与C配对。2、根据DNA衍射图谱有关数据推算出DNA分子呈螺旋结构。3、每个DNA分子中磷酸：脱氧核糖：碱基=1：1：1；每个DNA分子有2个游离的磷酸基团；每个脱氧核糖都连着1或2个磷酸和1个碱基；一条DNA单链中两个相邻的碱基由脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连。一条DNA单链中两个相邻的脱氧核苷酸由磷酸二酯键相连。两条链上配对的碱基通过氢键连接。4、DNA分子中两条链记作a和ß；若a链中（A+G）/(T+C)=m，则ß链中此比值为1/m，整个DNA分子中此比值为

1；若a链中（A+T）/(G+C)=n，则ß链中此比值为

n，整个DNA分子中此比值为

n；（A+T）/(G+C)比值代表物种特异性。5.A-T、G-C之间均以氢键连接，A-T之间

两个氢键，G-C之间

三个氢键，所以DNA分子中G、C碱基对所占比例越高，稳定性越高。课前5分钟——答案核对考点二DNA的复制②作出假说推测可能的复制方式。④实验验证，得出结论实验、得出结论、验证假说。①提出问题DNA是如何复制的？③演绎推理根据复制模式，预测实验结果。研究方法：假说演绎法一、DNA半保留复制的实验证据一、DNA半保留复制的实验证据（1）提出问题DNA的是如何复制的?（2）做出假设半保留复制全保留复制弥散复制

沃森、克里克提出（3）设计实验梅塞尔森斯塔尔1958年同位素标记技术大肠杆菌（繁殖快，20min一代）用什么方法能在实验中直观区分母链和子链？同位素标记法。通过实验区分DNA复制方式的三种假说,实验的关键是什么?区分亲代和子代DNA一、DNA半保留复制的实验证据该实验用什么元素做标记？为什么？15N和14N是N元素的两种稳定的同位素(无放射性)，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。梅塞尔森斯塔尔1958年同位素标记技术大肠杆菌（繁殖快，20min一代）（3）设计实验一、DNA半保留复制的实验证据（3）设计实验含15N的DNA比含14N的DNA密度大；利用离心技术可以在试管中区分不同N元素的DNA分子如何测定子代DNA带有同位素的情况?中带轻带重带根据试管中DNA带所在的位置就可以区分亲代与子代的DNA14N/14N15N/14N15N/15N一、DNA半保留复制的实验证据密度梯度离心法15NH4Cl14N/14N-DNA繁殖若干代15N/15N-DNA目的？得到的大肠杆菌DNA几乎都是15N标记的同位素标记技术（4）演绎推理一、DNA半保留复制的实验证据15N/15N-DNA再分裂一次分裂一次提取DNA离心提取DNA离心？？？哪个位置？？？哪个位置14NH4Cl（4）演绎推理同位素标记技术密度梯度离心技术一、DNA半保留复制的实验证据（4）演绎推理按DNA复制三种假说演绎推理,将预测结果画(涂黑)在以下试管：第一代第二代亲代(1)半保留复制(2)全保留复制(3)弥散复制轻中重轻中重轻中重轻中重轻中重轻中重轻中重轻中重轻中重一、DNA半保留复制的实验证据（5）实验验证证明DNA的复制是半保留复制排除DNA的复制是全保留复制排除DNA的复制是弥散复制亲代子一代子二代细胞再分裂一次15N14N15N15N14N14N转移到含14NH4Cl的培养液中细胞分裂一次15N14N提出DNA离心提出DNA离心提出DNA离心15N/15N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA一、DNA半保留复制的实验证据该图为噬菌体侵染大肠杆菌的实验示意图，请大家思考红色圈大肠杆菌内子代噬菌体的DNA分子，为什么有的DNA两条链中一条为红色标记一条为蓝色标记，为什么有的DNA分子的两条链均为蓝色标记？：T2噬菌体侵染大肠杆菌实验DNA复制方式为半保留复制以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。随着染色体的复制而完成的减数第一次分裂前的间期(1)DNA复制的概念：(2)发生时期：(3)场所：真核生物细胞质：线粒体、叶绿体细胞核(主要)原核生物拟核（质粒）细胞质病毒：宿主细胞有丝分裂间期无丝分裂之前(4)实质：遗传信息的复制二、DNA复制DNA聚合酶DNA解旋酶复制分叉子链DNA模板链DNA聚合酶DNA模板链子链DNA氢键4种脱氧核苷酸一条母链和一条子链螺旋成为一个新的DNA分子解旋合成子链重新螺旋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模版：②原料：③酶：④原则：⑤方向：5'端→3'端(5)DNA复制的过程：细胞提供能量解旋酶DNA双螺旋两条链解开二、DNA复制资料一：由于DNA聚合酶不能从头合成新链，因此每一次新链的合成都需要RNA引物。在大肠杆菌中，DNA合成延伸过程中主要是DNA聚合酶Ⅲ的作用。DNA聚合酶Ⅲ除了具有聚合酶活性外，还具有5'至3'外切核酸酶活性，并利用其外切核酸酶活性降解RNA引物。①DNA聚合酶的作用是什么？②引物的作用是什么？③去除引物后会发生什么？DNA聚合酶能催化单个脱氧核苷酸加到已有的核酸片段3＇末端的羟基上，形成磷酸二酯键。利用外切核酸酶活性降解RNA引物。使DNA聚合酶能够从引物的3＇末端的羟基上开始连接脱氧核苷酸。二、DNA复制CGTACGGC3'RNA引物5＇3＇RNA引物5＇3＇5'3'5'3'RNA引物5＇3＇DNA聚合酶DNA聚合酶DNA连接酶DNA连接酶解链方向二、DNA复制复制过程中所用的酶有：引物酶、DNA聚合酶、解旋酶、DNA连接酶等。复制的特点：边解旋边复制、半保留复制、半不连续复制。真核生物DNA的复制模式图单起点双向复制原核生物DNA的复制模式图资料二：(6)DNA复制的特点：多起点（不同时）双向复制二、DNA复制概念时期过程条件结果特点精确复制意义指以亲代DNA的两条链为模板合成子代DNA的过程有丝分裂的间期、无丝分裂之前和减数第一次分裂前的间期解旋→合成子链→从新螺旋模板:亲代DNA的两条链

原料:4种游离的脱氧核苷酸能量:ATP水解提供能量

引物：RNA单链片段酶:解旋酶、DNA聚合酶、引物酶、DNA连接酶等1个DNA复制出两个完全相同的DNA分子边解旋边复制、半保留复制

、半不连续复制、多起点双向复制(真核生物)、单起点双向复制（原核生物）DNA独特的双螺旋结构提供精确的模板;碱基互补配对原则将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性二、DNA复制二、DNA复制1.通常DNA分子复制从一个复制起始点开始，有单向复制和双向复制，如图所示。放射性越高的3H－胸腺嘧啶脱氧核糖核苷(3H－脱氧胸苷)，在放射自显影技术的图像上，感光还原的银颗粒密度越高。①请利用放射性自显影技术、低放射性3H－脱氧胸苷和高放射性3H－脱氧胸苷，设计实验以确定大肠杆菌DNA复制的方向。思考讨论：②预测实验结果并得出结论。思考讨论：2.将发生癌变的小肠上皮细胞用含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液培养，一段时间后再移至普通培养液中培养，不同间隔时间取样，检测到被标记的癌细胞比例减少，解释出现上述结果的原因。3.不进行细胞分裂的细胞中，还会发生DNA的复制吗？1.（2023·浙江·高考真题）紫外线引发的DNA损伤，可通过“核苷酸切除修复（NER）”方式修复，机制如图所示。着色性干皮症（XP）患者的NER酶系统存在缺陷，受阳光照射后，皮肤出现炎症等症状。患者幼年发病，20岁后开始发展成皮肤癌。下列叙述错误的是（）A．修复过程需要限制酶和DNA聚合酶B．填补缺口时，新链合成以5’到3’的方向进行C．DNA有害损伤发生后，在细胞增殖后进行修复，对细胞最有利D．随年龄增长，XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因，可用突变累积解释2.（2024·河北·高考真题）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3.（2023·海南·高考真题）噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子，部分序列如图。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亲代15N15N15N15N14N14N14N14N14N14N复制1次复制2次复制3次248=21=22=23请画出一个被15N标记的DNA分子在含14N的培养基中培养3代的DNA复制过程。三、DNA复制相关计算①子代DNA分子数

：②只含15N的DNA数

：③含15N的DNA数

：④只含14N的DNA数

：⑤含14N的DNA数

：(2)脱氧核苷酸链数：①含15N的链数

：②含14N的链数

：③子代DNA中被15N标记的DNA所占的比例

：④子代中被15N标记的链占总链数的比例

：一个被15N标记的DNA转移到14N的培养基中培养，复制了n次：(1)子代DNA2n个0个2个2n-2个2n个2条2n+1-2条2/2n=1/2n-12/2n+1=1/2n三、DNA复制相关计算2×2n=2n+1将普通的大肠杆菌（DNA种含14N）放在含15N的培养液培养，若亲代DNA分子中含有腺嘌呤脱氧核苷酸m个。消耗的脱氧核苷酸数

1次复制2次复制n次复制第1次、第2次...n次3mm(2n－1)m1次、2次...n次第1次复制第2次复制第n次复制2mm·2n－1m例：一个DNA分子中有碱基A20个，占全部碱基的20％，若DNA连续复制2次，需要碱基C________个,第2次复制需要碱基C________个,9060三、DNA复制相关计算四、细胞分裂中标记染色体去向的分析用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行两次有丝分裂，情况如何(以一对同源染色体为例