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(共33张PPT)
第23讲 DNA的结构、复制及基因的本质
高三生物总复习课件-必修2 遗传与进化
考点一 DNA的结构及相关计算
1．DNA双螺旋结构模型的构建
基础·精细梳理
2．DNA的结构
考点一 DNA的结构及相关计算
基础·精细梳理
2．DNA的结构
考点一 DNA的结构及相关计算
基础·精细梳理
名师解读
①一个双链DNA分子具有2个游离的磷酸基团，而环状DNA不存在。
②氢键的形成不需要酶，但断裂需解旋酶或加热处理；G—C碱基对比例越大，DNA热稳定性越高。
③相邻的碱基在DNA分子的一条单链中通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连接，在DNA的双链之间通过氢键相连接。
④不是所有的脱氧核糖都连接着两个磷酸基团，两条链各有一个3′端的脱氧核糖连接着一个磷酸基团。　
　3．DNA的结构特点
考点一 DNA的结构及相关计算
基础·精细梳理
根据下列DNA的两模型思考回答：
(1)由图1可知，每个DNA分子片段
中，游离磷酸基团含有________个。
单链中相邻碱基通过_______________
________________________连接。互补链中相邻碱基通过_____________________连接。
(2)图2是图1的简化形式，其中①是______________________，②是______________。解旋酶作用于______部位，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于_______部位。
考点一 DNA的结构及相关计算
情境推理·探究
2
—脱氧核糖—磷酸—脱氧—核糖—
磷酸二酯键
氢键
氢键
②
①
2．(2023·广东深圳调研)下图是制作DNA双螺旋结构模型的过程图，下列叙述错误的是 (　　)
A．图甲中②③交替连接构成DNA基本骨架
B．若一条链的下端是磷酸基团，则另一条链的上端也是磷酸基团
C．取两位同学制作的单链即可连接成DNA双链
D．丙到丁过程体现了DNA分子双螺旋的特点
【考向1】结合DNA的结构及特点，考查结构与功能观
考点一 DNA的结构及相关计算
典例·精心深研
DNA中碱基数量的计算规律
考点一 DNA的结构及相关计算
重点难点·透析
DNA中碱基数量的计算规律
考点一 DNA的结构及相关计算
重点难点·透析
3．(2023·福建龙岩期末)若生物体内DNA分子中(G＋C)/(A＋T)＝a，(A＋C)/(G＋T)＝b，则下列有关两个比值的叙述中不正确的是(　　)
A．a值越大，双链DNA分子的稳定性越高
B．DNA分子一条单链及其互补链中，a值相同
C．碱基序列不同的双链DNA分子，b值不同
D．经半保留复制得到的DNA分子，b值等于1
【考向2】结合DNA结构的相关计算，考查科学思维
考点一 DNA的结构及相关计算
典例·精心深研
4．(2023·哈尔滨三中调研)在一个DNA分子中，腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占全部碱基的42%，若其中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的24%，胸腺嘧啶占30%，则在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占(　　)
A．12%和34% B．21%和24%
C．34%和12% D．58%和30%
【考向2】结合DNA结构的相关计算，考查科学思维
考点一 DNA的结构及相关计算
典例·精心深研
A+T=42%
24% C
30% T
C ？
T ？
考点二 DNA的复制及基因的概念
基础·精细梳理
1．DNA半保留复制的实验证据
(1)研究方法：假说-演绎法
(2)实验技术：同位素标记技术和密度梯度离心法。
(3)实验原理：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。　　　　　
(4)实验假设、结论：DNA以半保留的方式复制。
(必修2 P54“思考·讨论”拓展)1.若DNA的复制方式为如图所示的全保留方式或分散方式，绘出连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)的实验结果中各条带的分布图像(重带、中带和轻带)。
考点二 DNA的复制及基因的概念
情境推理·探究
考点二 DNA的复制及基因的概念
基础·精细梳理
2.DNA复制的过程
（1）概念、时间、场所
考点二 DNA的复制及基因的概念
基础·精细梳理
(2)过程
考点二 DNA的复制及基因的概念
基础·精细梳理
(2)过程
(必修2 P56“拓展应用2”)
2.真核细胞中DNA复制的速率一般为50～100 bp/s，果蝇DNA的电镜照片中有一些泡状结构，叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分，果蝇DNA上形成多个复制泡，这说明_______________________________________________。
提示　果蝇的DNA有多个复制起点，可从多个起点开始DNA复制，由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。
考点二 DNA的复制及基因的概念
情境推理·探究
1．(2023·武汉市调研)如图为真核生物染色体上DNA复制过程示意图，有关叙述错误的是(　　)
A．图中DNA复制是从多个起点同时开始的
B．图中DNA复制是边解旋边双向复制的
C．真核生物DNA复制过程中解旋酶作用于氢键
D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率
【考向1】结合DNA复制过程及实验证据，考查科学思维
考点二 DNA的复制及基因的概念
典例·精心深研
2．(2023·江苏百校联考)下图为科学家设计的DNA合成的同位素标记实验，利用大肠杆菌探究DNA的复制过程，下列叙述正确的是 (　　)
A．比较试管①和②的结果可证明DNA复制为半保留复制
B．实验中没有采用放射性同位素示踪的研究方法
C．可用噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验，且提取DNA更方便
D．大肠杆菌在含有15NH4Cl的培养液中生长若干代，细胞中只有DNA含15N
【考向1】结合DNA复制过程及实验证据，考查科学思维
考点二 DNA的复制及基因的概念
典例·精心深研
1．图解法分析DNA复制的相关计算
考点二 DNA的复制及基因的概念
重点难点·透析
1．图解法分析DNA复制的相关计算
考点二 DNA的复制及基因的概念
重点难点·透析
一个亲代DNA连续复制n次后，则：
(1)子代DNA分子数：2n个
①无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是2个
②含14N的DNA分子有2n个，只含14N的DNA分子有(2n－2)个
做题时看准是“含”还是“只含”
做题时看准是“DNA分子数”还是“链数”
1．图解法分析DNA复制的相关计算
考点二 DNA的复制及基因的概念
重点难点·透析
一个亲代DNA连续复制n次后，则：
(2)子代DNA分子总链数：
2n×2＝2n＋1条
①无论复制多少次，含15N的链始终是2条
②含14N的链数是(2n＋1－2)条
1．图解法分析DNA复制的相关计算
考点二 DNA的复制及基因的概念
重点难点·透析
一个亲代DNA连续复制n次后，则：
(3)消耗的脱氧核苷酸数
①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸数为m×(2n－1)个
②若进行第n次复制，则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m×2n－1个
3．(2023·襄阳四中调研)一个双链均被32P标记的DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是(　　)
A．DNA复制是一个边解旋边复制的过程
B．第三次复制需要2.1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
C．子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7
D．子代DNA分子中含32P与含31P的分子数之比为1∶4
【考向2】围绕DNA复制过程的有关计算，考查科学思维
考点二 DNA的复制及基因的概念
典例·精心深研
2．细胞分裂过程中的同位素标记问题
(1)DNA分子半保留复制图像及解读
考点二 DNA的复制及基因的概念
重点难点·透析
(2)进行有丝分裂的细胞在细胞增殖过程中核DNA和染色体的标记情况分析
细胞DNA复制一次细胞分裂一次，如图为连续分裂两次的过程图(以一条染色体为例)。
考点二 DNA的复制及基因的概念
重点难点·透析
由图可以看出，第一次有丝分裂形成的两个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条子链组成；第二次有丝分裂后最终形成的子细胞中含亲代DNA链的染色体条数是0～2n(以体细胞染色体数为2n为例)。
(3)进行减数分裂的细胞在分裂过程中核DNA和染色体的标记情况分析
在进行减数分裂之前，DNA复制一次，减数分裂过程中细胞连续分裂两次。如图是一次减数分裂的结果(以一对同源染色体为例)。
考点二 DNA的复制及基因的概念
重点难点·透析
由图可以看出，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂两次，但DNA只复制一次，所以四个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条利用原料合成的子链组成。
5．(2021·浙江6月选考，22)在DNA复制时，5 溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)可作为原料，与腺嘌呤配对，掺入新合成的子链。用Giemsa染料对复制后的染色体进行染色，DNA分子的双链都含有BrdU的染色单体呈浅蓝色，只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝色。现将植物根尖放在含有BrdU的培养液中培养，取根尖用Giemsa染料染色后，观察分生区细胞分裂中期染色体的着色情况。下列推测错误的是(　　)
A．第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色
B．第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体着色都不同
C．第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体均为1/4
D．根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后，还能观察到深蓝色的染色单体
【考向3】结合DNA复制与细胞分裂的关系，考查科学思维
考点二 DNA的复制及基因的概念
典例·精心深研
考点二 DNA的复制及基因的概念
基础·精细梳理
3．染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
提醒　
①对于RNA病毒来说，基因是有遗传效应的RNA片段。
②基因可以是一段DNA，但一段DNA不一定是基因。
1．(2022·广东卷，5)下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述，错误的是
(　　)
A．孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律
B．摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上
C．赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质
D．沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式
重温真题 经典再现
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2．(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
重温真题 经典再现
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3．(2021·辽宁卷，4)下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是(　　)
A．子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端
B．子链的合成过程不需要引物参与
C．DNA每条链的5′端是羟基末端
D．DNA聚合酶的作用是打开DNA双链
重温真题 经典再现
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4．(2021·浙江6月选考，14)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
重温真题 经典再现
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