第21讲+DNA的结构、复制与基因的本质（复习课件）+(山东专用）2026年高考生物一轮复习讲练测

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讲师：xxx2026年高考一轮复习第21讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质202501考情解码·考点定标智能导览·极速定位考点一 DNA分子的结构与基因的本质 知识点1 DNA结构模型的构建 知识点2 DNA分子的结构 知识点3 基因的本质 考向1 DNA的结构分析 考向2 DNA的相关计算 考向3  基因的概念及基因与DNA的关系 考点二 DNA的复制 知识点1 DNA半保留复制的实验证据 知识点2 DNA的复制 知识点3 DNA的复制的相关计算 考向1  DNA复制过程及实验证据辨析 考向2 DNA复制的相关计算 考向3 DNA复制与细胞分裂的关系长句作答类 01 考情解码·考点定标山东专用 | 高考生物02 体系构建·思维领航DNA元素：结构C、H、O、N、P基本单位：4种脱氧核苷酸空间结构：双螺旋结构特点：稳定性、特异性、多样性原料：游离的脱氧核苷酸模板：DNA的两条链酶：解旋酶、DNA聚合酶等能量：ATP提供条件：复制特点：半保留复制、边解旋边复制基因通常是有遗传效应的DNA片段碱基排列顺序代表遗传信息考点一 DNA分子的结构与基因的本质知识点1  DNA双螺旋结构模型的构建1．构建者：________________。2．构建过程：DNA衍射图谱A.G.C.T螺旋A与T，G与C的量相等失败热门考点1DNA初步水解产物是DNA彻底水解产物是知识点2  DNA分子的结构4种基本单位：5种基本元素：C、H、O、N、P脱氧核苷酸3种小分子：一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基脱氧核糖含氮碱基磷酸 1’2’3’4’5’A腺嘌呤G鸟嘌呤C胞嘧啶T胸腺嘧啶（含氮碱基不同）脱氧核糖(4种)磷酸(1种)、脱氧核糖(1种)、碱基(4种)。知识点2  DNA分子的结构ACG 1’2’3’4’5’2条链（一般）TCG磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧—构成基本骨架碱基排列在内侧，通过氢键相连构成碱基对，遵循碱基互补配对原则 碱基对的比例越高，DNA分子越稳定磷酸二酯键氢键反向平行5’端OH3’端3’端5’端知识点2  DNA分子的结构2条链（一般）：反向平行ACG 1’2’3’4’5’TCG磷酸二酯键氢键5’端OH3’端3’端5’端热门考点2、每个DNA分子片段中，有几个游离的磷酸基团？3、一个磷酸基团可以连接几个脱氧核糖？4、一条链上的碱基如何连接？5、两条链之间的碱基如何连接？2个1个或2个通过脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖相连接通过氢键相连知识点2  DNA分子的结构1种空间结构：规则的双螺旋结构知识点2  DNA分子的结构2、DNA的结构特点多样特异知识点2  DNA分子的结构3、DNA分子的相关计算根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1（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。 针对训练1.某生物细胞DNA的碱基中，腺嘌呤的分子数占22%，那么，胞嘧啶的分子数占（ ） A.11% B.22% C.28% D.44%CC=50%–22%=28%知识点2  DNA分子的结构规律二：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”。（2）A1＋T1＝__________；G1＋C1＝__________。A2＋T2G2＋C2 针对训练2.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（ ） A.35% B.29% C.28% D.21%A知识点2  DNA分子的结构即两者的关系是_____________。互为倒数规律三：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”= （3）若 ， 则0.42.5 针对训练3 某DNA双链中，一条链中 则互补链中的比值是 。一条链中 则互补链中的比值是 。知识点2  DNA分子的结构（4）若 ，则规律四：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。=b （5）氢键数目1000个碱基对共有2000个碱基A=240氢键数=240X2+760X3=2760G+C= 1520A+T= 480T=240G=C= 760 针对训练4.一个DNA分子有1000个碱基对，其中A=240个，该DNA分子中含有_____个氢键。知识点2  DNA分子的结构3、DNA分子的相关计算 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。知识点3  基因的本质1、基因的本质基因通常是有____________________。有些病毒的遗传物质是RNA，对于这些病毒而言，基因就是_____________________。遗传效应的DNA片段有遗传效应的RNA片段真、原核细胞基因的结构知识点3  基因的本质2、基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系遗传物质多遗传效应线性排列决定生物性状许多个排列顺序染色体主要载体叶绿体1个或2线粒体考向1  DNA的结构分析【例】DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是（ ）①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制A.①② B.②③ C.③④ D.①④B证明了DNA是遗传物质，与构建DNA双螺旋结构模型无关DNA半保留复制机制是在DNA双螺旋结构模型建立之后提出的。考向1  DNA的结构分析【针对训练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DNAB4个DNA中绝大多数脱氧核糖与2分子磷酸相连只有末端的脱氧核糖与1分子磷酸相连碱基对种类和数目确定，因此可构建的DNA种类数少于4种考向1  DNA的结构分析【针对训练2】从分子水平上对生物体具有多样性或特异性的分析，错误的是( ) A. 碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分子中基因的多样性 B. 碱基对特定的排列顺序，构成了每一个基因的特异性 C. 一个含2 000个碱基的DNA分子，其碱基对可能的排列方式有41 000种 D. （A+C）/（T+G）的碱基比例体现了DNA分子的特异性DDNA分子中（A+C）/（T+G）的碱基比例等于1，不能体现其特异性考向2  DNA的相关计算【例】酵母菌的DNA中碱基A约占32%，关于酵母菌核酸的叙述错误的是（ ）A.DNA复制后A约占32%B.DNA中C约占18%C.DNA中(A＋G)/(T＋C)＝1D.RNA中U约占32%D由于RNA为单链结构，且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来，故RNA中U不一定占32%考向2  DNA的相关计算【针对训练】已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的（ ）A.32.9%,17.1% B.31.3%,18.7%C.18.7%,31.3% D.17.1%,32.9%B互补的碱基之和的比例在DNA的任何一条链中及整个DNA分子中都相等，由G与C之和占全部碱基总数的35.8%，T和C分别占一条链碱基总数的32.9%和17.1%，可知A占这条链碱基总数的1－35.8%－32.9%＝31.3%，G占这条链碱基总数的35.8%－17.1%＝18.7%，根据碱基互补配对原则，它的互补链中T、C的比例分别为31.3%、18.7%。考向3  基因的概念及基因与DNA的关系【例】(不定项)下图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，下列有关叙述不正确的是（ ）A.R基因中的全部脱氧核苷酸序列都能编码蛋白质B.R、S、N、O互为非等位基因C.果蝇的每个基因都是由成百上千个核糖核苷酸组成的D.每个基因中有一个碱基对的替换，都会引起生物性状的改变ACD部分脱氧不一定考向3  基因的概念及基因与DNA的关系【针对训练】在人类的基因组中，编码蛋白质的基因序列只占人类基因组全长的2%，其余98%的序列都是非编码序列。研究表明，这些非编码序列也具有重要功能，如内含子序列，基因与基因之间的间隔区序列，都能转录为非编码RNA。它们虽然不能被翻译为蛋白质，但是发挥着重要的生理和生化功能。有科学家建议将这些转录生成此类非编码RNA的DNA片段称为RNA基因。下列有关说法正确的是（ ）A.RNA基因的基本单位是核糖核苷酸B.tRNA是由DNA的非编码序列转录形成的C.生物遗传信息的多样性仅由基因的编码区决定D.人体细胞内的DNA是主要的遗传物质B脱氧生物遗传信息的多样性由DNA上的脱氧核苷酸的排列顺序决定，包括编码区和非编码区DNA是遗传物质考点二 DNA的复制知识点1  DNA半保留复制的实验证据(假说—演绎法)1.实验者:美国生物学家__________和__________。2.研究方法:3.实验材料:梅塞尔森斯塔尔假说—演绎法大肠杆菌4.实验技术:5.实验原理:同位素标记法和密度梯度离心法含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。　　　14N/14N—DNA15N/14N—DNA15N/15N—DNA(轻带)(中带)(重带)知识点1  DNA半保留复制的实验证据(假说—演绎法)6.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；②半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；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知识点1  DNA半保留复制的实验证据(假说—演绎法)7.演绎推理: 如果亲代DNA是被15N作标记的，放在含14N的环境中进行培养， 密度梯度离心后，亲代、子一代、子二代应该会出现怎样的条带？15N/15N重带15N/14N 中带15N/14N中带14N/14N轻带15N/15N14N/14N15N/15N15N/15N14N/14N15N/15N15N/14N 15N/14N 知识点1  DNA半保留复制的实验证据(假说—演绎法)8.实验验证：大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代细胞再 分裂一次转移到含14NH4Cl的培养液中细胞分裂一次排除全保留复制排除分散复制亲代子一代子二代9.得出结论：DNA是半保留复制假说-演绎法知识点2  DNA的复制有丝分裂前的间　细胞核　脱氧核苷酸　ATP　解旋酶　DNA聚合酶　双螺旋结构　碱基互补配对　遗传信息　遗传信息　能量、解旋酶碱基互补配对原则①解旋②合成子链③重新螺旋解旋酶（打开氢键）DNA聚合酶（形成磷酸二酯键）DNA聚合酶、游离的脱氧核苷酸方向：从子链的5' 端向 3' 端延伸知识点2  DNA的复制2.DNA复制过程：知识点2  DNA的复制3.真核细胞原核细胞复制的区别： 在复制速率相同的前提下，图2中DNA是从其最 开始复制的，这种复制方式提高了 。单起点双向复制多起点双向复制右边DNA复制的效率知识点3  DNA复制的相关计算亲代1代2代3代n代(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。2n202n－22n知识点3  DNA复制的相关计算亲代1代2代3代n代(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。22n+12n+1－2针对训练：有15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中复制三次，则含15N的DNA分子占全部DNA分子的比例_____，含15N的链占全部DNA分子单链的比例是 ______。1/41/8知识点3  DNA复制的相关计算取一个全部N被15N标记的DNA分子，转移到含14N的培养基中培养(复制)n代亲代1代2代3代n代(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－1知识点3  DNA复制的相关计算注意(1)在DNA分子复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核糖核苷酸单链的DNA分子都只有2个。(2)注意碱基的单位是“对”还是“个”。(3)注意试题中问的是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。(4)注意“DNA分子复制了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。【例1】图示DNA复制过程，下列叙述正确的是（ ）A.DNA复制过程中不需要引物，也不需要能量B.新形成的两条单链复制的方向不同且均为连　续复制C.该过程在蛙的红细胞和哺乳动物的红细胞均能发生D.复制后的两个DNA分子位于一条或两条染色体上考向1  DNA复制过程及实验证据辨析D需要一条链为连续复制，另一条链不连续哺乳动物成熟红细胞不能进行DNA分子复制需要【针对训练】如图为环状DNA分子的复制方式，被称为滚环复制，其过程是先打开其中一条单链a的一个磷酸二酯键，游离出一个3′－OH和一个5′－磷酸基团末端，随后，在DNA聚合酶催化下，以b链为模板，从a链的3′－OH末端加入与b链互补的脱氧核苷酸，使链不断延长，新合成的子链随b链的滚动而延伸。与此同时，以伸展的a链为模板，合成新的子链，最后合成两个子代双链分子。下列说法正确的是（ ）A.DNA甲需要DNA水解酶断裂磷酸二酯键打开缺口B.滚环复制中，b链滚动方向为逆时针C.每条子链的合成都需要合成引物D.DNA乙和DNA丙中新合成链的碱基 序列相同考向1  DNA复制过程及实验证据辨析BDNA水解酶会将DNA水解3′－OH末端开始以切开的该链为引物向前延伸，不需要合成引物DNA乙(以b链为模板)和DNA丙(以a链为模板)中新合成链的碱基序列互补【例2】14N和15N是N元素的两种稳定同位素，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。为探究DNA复制的方式，科学家先用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，繁殖若干代得到的大肠杆菌，其DNA几乎都被15N标记；再将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中培养。收集不同时期的大肠杆菌，提取DNA并进行离心处理，离心后试管中DNA的位置如图所示。下列推测不合理的是（ ）A.子代DNA的两条链可能都含有15NB.1号带中的DNA的氮元素都是14NC.实验结果证明DNA复制方式为半保留复制D.3号带的DNA为亲代大肠杆菌的DNA考向1  DNA复制过程及实验证据辨析A由于DNA分子的复制方式为半保留复制，培养液中含有14NH4Cl，所以子代DNA的两条链不可能都含有15N【例】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个考向2  DNA复制过程的有关计算B该DNA片段含有100个碱基对，即每条链含有100个碱基，其中一条链(设为1链)的A＋T占40%，即A1＋T1＝40(个)，则C1＋G1＝60(个)；互补链(设为2链)中G与T分别占22%和18%，即G2＝22，T2＝18，可知C1＝22，则G1＝60－22＝38＝C2，故该DNA片段中C＝22＋38＝60(个)。已知DNA复制了2次，则DNA分子的个数为22＝4(个)，4个DNA分子中共有胞嘧啶脱氧核糖核苷酸的数量为4×60＝240(个)，原DNA片段中有60个胞嘧啶脱氧核糖核苷酸，则需要游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为240－60＝180(个)【针对训练】(不定项)某DNA分子片段中共含有3 000个碱基，其中腺嘌呤占35%。现将该DNA分子片段用15N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。下列有关分析不正确的是（ ）A.X层与Y层中DNA分子质量比大于1∶3B.Y层中含15N标记的鸟嘌呤有3 600个C.X层中含有的氢键数是Y层的1/3倍D.W层与Z层的核苷酸数之比是4∶1考向2  DNA复制过程的有关计算ABDX层(2个DNA分子含有14N和15N)与Y层(6个DNA分子只含15N)中DNA分子质量比小于1∶31个DNA中鸟嘌呤G＝450个，Y层(6个DNA分子只含15N)中含15N标记的鸟嘌呤G＝450×6＝2 700个14∶2＝7∶1【例】将全部DNA分子的双链经32P标记的雄性动物细胞（染色体数为2N）置于含31P的培养基中培养。经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞，检测子细胞中染色体的标记情况。下列说法正确的是（    ）A．若进行有丝分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1／2B．若产生的4个子细胞中的染色体都含32P，则一定进行有丝分裂C．若进行减数分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1D．若产生的4个子细胞中的染色体不都含32P，则一定进行减数分裂考向3  DNA复制与细胞分裂的关系C含32P染色体的子细胞为2个或3个或4个一定是进行有丝分裂，因为进行减数分裂产生4个子细胞的染色体都含32P一定进行减数分裂考向3  DNA复制与细胞分裂的关系【针对训练】在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色，发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是（ ）A.1/2的染色体荧光被抑制B.1/4的染色单体发出明亮荧光C.全部DNA分子被BrdU标记D.3/4的DNA单链被BrdU标记D到第三次有丝分裂中期，全部DNA分子被BrdU标记，所有染色体均含有姐妹染色单体，其中有1/2的染色体上2个DNA分子的两条链均含有BrdU(荧光被抑制)，有1/2的染色体上2个DNA分子中的1个DNA分子的两条链中的1条含BrdU、1条不含BrdU，另1个DNA分子的两条链均含BrdU，所以有1/4的染色单体会发出明亮荧光，7/8的DNA单链被BrdU标记。04 真题感知·命题洞见1.（2025·山东·高考真题）关于豌豆胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程，下列说法错误的是（     ）A．三个过程均存在碱基互补配对现象B．三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内C．根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列D．RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同C翻译的产物是蛋白质，蛋白质的基本单位是氨基酸，由于密码子具有简并性，因此知道氨基酸序列不一定能准确知道mRNA上的碱基序列2．（2025·湖南·高考真题）被噬菌体侵染时，某细菌以一特定RNA片段为重复单元，逆转录成串联重复DNA，再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo，如图所示。该蛋白能抑制细菌生长，从而阻止噬菌体利用细胞资源。下列叙述错误的是（　　）A．噬菌体侵染细菌时，会将核酸注入细菌内B．蛋白Neo在细菌的核糖体中合成C．串联重复的双链DNA的两条链均可作为模板 指导蛋白Neo合成D．串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子C在转录过程中，以DNA的一条链为模板合成mRNA，进而指导蛋白质的合成3．（2025·湖北·高考真题）大数据时代，全球每天产生海量数据，预计2040年需一百万吨硅基芯片才能储存全球一年产生的数据。为解决这一难题，科学家尝试运用DNA来储存数据。我国科学家已经将汉代拓片、熊猫照片等文化数据写入DNA，实现数据长期保存。下列叙述中，DNA可以作为存储介质的优点不包括（　　）A．DNA具有可复制性，有利于数据的传播B．可通过DNA转录和翻译传递相应数据信息C．DNA长链中碱基排列的多样化，为大量数据的存储提供可能D．DNA作为存储介质体积小，为数据携带和保存节约了大量空间B是存储优势DNA通过半保留复制可快速扩增数据，便于传播DNA分子结构紧凑，单位体积存储密度极高，节省空间4．（2023·山东·高考真题）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D①和②两条单链由一个双链DNA分子复制而来，其中一条母链合成子链时①的5'端指向解旋方向，那么另一条母链合成子链时②延伸方向为5'端至3'端，其模板链5'端指向解旋方向05 学以致用·能力提升长句作答类 1.(必修2 P50)DNA分子是由两条单链组成的，这两条链按　　　　方式盘旋成 结构。2.(必修2 P50)DNA分子的基本骨架由 连接。3.(必修2 P50)DNA分子的结构具有稳定性的原因是__________________________________________________________。4.DNA只有4种脱氧核苷酸，能够储存足够量遗传信息的原因是________________________________________ _____。双螺旋反向平行磷酸和脱氧核糖交替 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。构成DNA的4种脱氧核苷酸的数目成千上万，脱氧核苷酸的排列顺序千差万别长句作答类 5.DNA精确复制的原因： .6. DNA复制所需的原料是 ，参与的酶有 等，复制的方式是 ，其过程遵循 原则。DNA复制时子链的延伸方向是 。7.（必修2 P56 拓展应用）果蝇DNA形成多个复制泡的原因是： .8.（必修2 P59 正文）基因的遗传效应是指基因能够　 　的过程。 。DNA双螺旋结构提供精确模板，碱基互补配对原则保证能够准确进行游离的四种脱氧核苷酸解旋酶和DNA聚合酶半保留复制碱基互补配对5′→3′果蝇的DNA有多个复制起点，可从不同起点开始DNA的复制，由此提高了DNA复制的效率，为细胞分裂做好准备复制、传递和表达性状讲师：xxx2026年高考一轮复习感谢观看THANK YOU