2027届高中生物一轮复习讲义 第六单元 第26课时 DNA的结构、复制和基因的本质

第26课时DNA的结构、复制和基因的本质

考点一DNA分子的结构与基因的本质

整合-必备知识

1.DNA双螺旋结构模型的构建

(1)构建者：沃森和克里克。

(2)构建过程

威尔金斯和富—“X”形意味着DNA

兰克林拍摄清…分子是螺旋的

晰的DNA的XA

已知DNA的组射线衍射图谱

-沃森和克里克推测

成.不知DNA的

一DNA为螺旋结构

结构

沃森和克里克杳好夫发现沃森和克里.克搭建多种

成功搭建DNA・*中A,,

双螺旋和三螺旋结构模

C=G\

双螺旋模型\型,但都被否定了

推测:碱基在双螺旋内侧.推测：A与工配对.

磷敏-脱氧核糖在外侧G与g配对

2.DNA的结构

元素组成:C、H、O、N、P

脱氧核糖A:腺嗦吟

小磷酸-

T:胸腺喘却

分%，

子VC：胞嗜嘘

3'2'G:鸟嗦吟

:4种脱氧核甘酸

氢键磷酸与脱氧核糖

交替连接.排列

平在外侧.构成基

面木骨架.碱茶排

结

构冽在内侧,通过

公键连接成碱基

对,碱基互补配

甘对原则是A与T

空配对.G与C配对

间

结日«、仍两条K链按反向平行方

构

式盘旋成双螺旋结构

3.DNA的结构特点

多样性若DNA含有〃个碱基对，则其可能有4"种碱基排列顺序

特异性每个DNA分子都有特定的碱基排列顺序

稳定性两条主链上磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变，碱基配对方式不变等

教材隐性知识源于必修2P51探究•实践：DNA只有4种脱氧核甘酸，能够储存足够量遗传

信息的原因是构成DNA的4种脱氧核4酸的数目成千二万，脱氧核为酸的排列顺序千差万

别。

归纳总结DNA双螺旋结构的热考点

।一一个磷酸可与1或2个脱氧核糖相连

---，每个DNA分子片段中，有2个游离的

(I)数量1磷酸基团

送利卜脱第.核糖数=磷酸数=含氮碱基数

LA—T间有2个氢键,G-C间有3个氢键

单链中相邻碱基通过“一脱氧核糖一

(2)附'一磷酸一脱氧核糖一”连接

区委互补链中相邻碱基通过氢键相连

住基口一氢键：连接互补链中互补配对的碱基

I方式「磷酸二酯键：连接单链中相邻的两个

脱氧核甘酸

L解旋酶：打开氢键.使DNA双链解开

毒-DNA牌：打开磷酸二酣跳,水解DNA

的

作限制薛：识别双链DNA分子的特定核昔酸

(4)月一序列，并使每条链中特定部位的两个核普酸

位之间的磷酸二的键断开

总

-DNA聚合侮：形成降酸二酯键,使子链延伸

-DNA连接南：形成磷酸二南键.连接DNA

片段

4.DNA中碱基数量的计算规律

5.基因的本质

基因通常是有遗传效应的DNA片段。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。

6.基因与染色体、DNA、脱氧核甘酸的关系

［染色^本

染色体是DNA的每条染色体上含m个

主婴载体或2个DNA分子

DNA1是主要的遗传物质

基因通常是有遗传每个DNA分子含有许多个

效应的DNA片段基因

基因在染色体上呈」是决定生物性状的

线坐排列基本单位

基因的脱氧核每个基因中含有成百上千

甘酸排列顺序；叱孙

代表遗传信息।脱轲核甘酸

〔脱氢核件检

拓展延伸真、原核细胞基因的结构

（编码区上游）（编码区下游）

非编码区一编码区一非编码区

露需匚率

（连续）

启动子终IE子

（RNA聚合酶结合位点.（提供转录终止信号）

提供转录开始信号）

（不连续）||

真核基

因结构

外显子内含子

（能编码烝白质的序列）（不能编码蛋白质的序列）

-自我诊断•

（I）沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式（2022・广东，5）（X）

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。

⑵双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径（2022・河北，8）（J）

强化:迁移应用

考向一DNA的结构分析

1.（2021.山东，4）我国考古学家利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的“引

子”，成功将极其微量的古人类DNA从提取自土壤沉积物中的多种生物的DNA中识别并分

离出来，用于研究人类起源及进化。下列叙述正确的是（）

A.“引子”的彻底水解产物有两种

B.设计“引子”的DNA序列信息只能来自核DNA

C.设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列

D.土壤沉枳物中的占人类双链DNA可直接与“引子”结合从而被识别

答案C

解析根据分析“引子”是一段DNA序列，彻底水解产物有磷酸、脱氧核糖和四种含氨碱

基，共6种产物，A错误：由于线粒体中也含有DNA,因此设计“引子”的DNA序列信息

还可以来自线粒体DNA,B错误；根据题干信息“利用现代人的DNA序列设计并合成了引

子”，说明设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列，C正确；土康沉积物中的古人

类双链DNA需要经过提取，且在体外经过加热解旋后，才能与“引子”结合，而不能直接

与引子结合，D错误。

2.（2022・广东，12仇噬菌体的线性双链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），该线性分子两端能为相连的主要原因是（）

TCCAGCGGCGGG

A.单链序列脱氧核苜酸数量相等

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

答案C

解析单链序列脱氧核昔酸数量相等、分子皆架同为脱氧核糖与磷酸交替连接，不能决定线

性DNA分子两端能够相连，A、B不符合题意；据图可如，单捱序列的碱基能够互补配对，

决定该线性DNA分子两端能够相连，C符合题意；DNA的两条链是反向的，因此自连环化

石两条单域方向相反，D不符合题意。

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.磷酸与脱氧核穗交替连接构成/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%

答案A

解析在DNA分子中，磷酸与脱氧核糖通过磷酸二酯键交替连接，形成了DNA双螺旋结构

的外侧骨架，A正确；G-C碱基对含有三个氢键，A—T碱基对含有两个氢键，DNA中G

一C含量越高，稳定性越强，DNA的热变性温度越高，故T占比越高，DNA热变性温度越

低，B错误；DNA分子中两条链之间的氮键是在DNA复制或转录过程中自然形成的，不需

要酶的催化，C错误；互补的碱基在DNA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。

考点二DNA的复制

整合-必备知识

1.DNA半保留复制的实验证据（假说一演绎法）

双链DNA

假说1100101»制

全保留复制半保留复制分散复制

材料—大肠杆菌

三洲一同位素标记法、离心技术

皿方她迄提取DNA—离心

过程繁殖一代提取DNA一离心

繁殖两代—提取DNA—离心

大肠杆菌在R转移到含『乩。B继续培养.8s

含”NHQ的八的培养液中，细

培养液中生左2胞分裂।次裂I次

长若干代提取DNA密提取DNA物提取DNA密

四悌皮内心度梯展高心」傻悌度隅心

演绎全保留

.推理.bd

-书

半保e

二

复

制)I

田

分

散-

二

复

制d

“机实验结果与半保留复制的推理:结果B相同

信法）-证明DNA的复制是以半保留的方式进行的

2.DNA的复制

⑴概念、时间、场所

概念以亲代DNA为模板合成子代DNA的

一过程

DNA3时间细胞分裂前的间期

复制

主要是细胞核，真核生物还在线粒

场段体和叶绿体;原核生物在拟核和细

胞质

（2）过程（特点：边解旋边复制;半保留复制）

两条的单链分别作为模

DNA①需要细胞提供能坡

板，同时进行复制\

②需要解旋酶的作用

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：游离的4种腹

氧核甘酸

③的：DNA聚合醐等

④原则：喊越互补配对

原则

⑤方向：5,端一3,端

DNA聚合前重新螺旋：每条新链与其对应

的模板链盘绕成双螺旋结构

(3)结果：-个DNA分子形成了两个完全相同的DNA分子。

(4)DNA准确复制

DNA独特的双螺旋结构.为复制提供「精确的

翁模板.通过敲基互补配对原则,保证了复制能

一够准确地进行

意DNA通过复制,将遗传信息从亲代细胞传递给

区一子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性

3.“图解法”分析DNA复制的相关计算

,5N|ll5N

亲代

/\

1代呐眇

〃代I：H…HH

X__________v_________/

2"

⑴将DNA被,5N标记的大肠杆菌放在含有"N的培养液中繁殖〃代，则:

'含力的DNA分子：2个

只含小N的DNA分子；。个

①子代DNA共2”个V人M.八p"

含的DNA分子：然个

、只含I,N的DNA分子：(2”一2)个

含“N的脱氧核昔酸链：2条

②脱氧核甘酸链共"条

含'N的脱氧核甘酸链：(2〃~-2)条

(2)DNA分子复制过程中消耗的脱氧核甘酸数

①若亲代的DNA分子中含有某种脱氧核甘酸加个，经过〃次复制需要消耗该种脱氧核甘酸

数为四22二

②第〃次复制需要消耗该种脱氧核甘酸数为如空。

I形成二解题能力

DNA复制的拓展

1.DNA的复制需要引物：DNA聚合酶不能从头合成DNA,而只能从已存在的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互补配时的短链RNA,PCR

中的引物是DNA”

2.半不连续复制

（1）据图可知，连续任制链（前导链）延伸方向与解旋方向蛔，不连续复制链（后随链）延伸方向

与解旋方向相反。

（2）后随链合成过程中，先合成的小片段的引物被切除，切除引物留下的空隙由后合成的相邻

片段继续延长来补充。各个片段由至接酶将其连成一条完整的DNA子链。

（3）切除引物后，子链会比母链短一截（如图中连续复制链），这就是端粒DNA在每次细胞分裂

后缩短的原因，可由端粒前延长。

3.双向复制：绝大多数DNA采取双向复制，少数DNA单向复制

4.其核生物染色体DNA的复制特点

点

复制起

图示

真

核

生

物

的，

点开始

多个起

制是从

A复

显示DN

①图中

进行；

非同时

起点并

但多个

的:

复制

双向

旋边

边解

制是

A复

显示DN

②图中

解读

高

于提

义在

的意

方•式

复制

这种

物的

核生

③真

率；

制速

「复

次

起始1

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个起点

期中每

细胞周

④一个

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