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第23讲　
DNA的结构、复制及基因的本质
考点一
DNA的结构及相关计算
DNA模型构建
基本认知
DNA是由4种脱氧核苷酸为单位的长链
威尔金斯
富兰克林
DNA衍射图谱
DNA呈螺旋结构
沃森
克里克
查哥夫
A=T、G= C
DNA呈双螺旋结构
沃森
克里克
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
D
DNA的双螺旋结构
元素
C、H、O、N、P
组成物质
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
组成单位
4种脱氧核苷酸
平面结构
反向平行的两条脱氧核苷酸长链
空间结构
两条长链按反向平行盘旋成双螺旋结构
平面结构
外侧
磷酸和五碳糖交替连接
基本骨架
内侧
碱基，通过氢键连接成碱基对
反向平行的两条脱氧核苷酸长链
3,5—磷酸二酯键
碱基互补配对原则：A-T G-C
每个端点有一个游离的磷酸基团
G—C碱基对比例越大，DNA热稳定性越高
根据下列DNA的两模型思考回答：
【情境推理·探究】
(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。
2
—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖-
3′，5′—磷酸二酯键
氢键
②
①
氢键
(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。
DNA的双螺旋结构
元素
C、H、O、N、P
组成物质
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
组成单位
4种脱氧核苷酸
平面结构
反向平行的两条脱氧核苷酸长链
空间结构
两条长链按反向平行盘旋成双螺旋结构
特点
稳定性
多样性
特异性
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
链1
链2
根据碱基互补配对原则：在DNA双链中A=T，C=G；
推论一：嘧啶数=嘌呤数
A+G=C+T=50%
A+C=G+T=50%
推论二：两条链碱基的比例关系
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
链1
链2
推论三：双链DNA分子中，碱基A的比例为两条链相应碱基比例的平均值
A1=a%
A2=b%
C
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%
考点二 DNA的复制及基因
DNA复制
概念
时间
场所
实质
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期
主要是细胞核，线粒体和叶绿体中也存在
遗传物质的复制
过程
解旋
合成子链
酶
结果
解旋酶
将DNA双螺旋的两条链解开（氢键断裂）
模板
原则
原料
酶
方向
解开后的两条母链
游离的四种脱氧核苷酸
DNA聚合酶等
碱基互补配对原则
3’→5’
重新螺旋
每条链与对应的模板链盘绕成双螺旋结构
DNA复制
概念
时间
场所
实质
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期
主要是细胞核，线粒体和叶绿体中也存在
遗传物质的复制
过程
解旋
合成子链
重新螺旋
特点
边解旋边复制
半保留复制
多起点复制
能量ATP
线粒体提供
准确复制原因
意义
DNA双链提供精确的模板
DNA通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，保持了遗传信息的连续性。
碱基互补配对原则
A
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
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
A
DNA半保留复制的实验证据
亲 代
第一代
第二代
第三代
DNA 复制有关的计算
将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则
（1）子代DNA共2n个
含15N的DNA分子：2个
只含15N的DNA分子：0个
含14N的DNA分子： 2n个
只含14N的DNA分子： （2n-2）个
（2）脱氧核苷酸链共2n+1条
含15N的脱氧核苷酸链：2条
只含14N的脱氧核苷酸链：（2n+1-2）
【特别提醒】解答此类问题时，应看准是“含”还是“只含”，是“DNA分子数”还是“脱氧核苷酸链数”。
(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
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
B
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 (　　)
B
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
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(　　)
C
A.240个 B.180个 C.114个 D.90个
基因是有遗传效应的DNA片段，它是生物体遗传的功能单位和结构单位.
基因是特定的DNA片段，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上去.
并不是随便一段DNA就称为基因。基因是DNA中的特定一段，但是一段DNA并不一定是基因。
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
染色体是DNA
的主要载体
基因是有遗传
效应的DNA片断
每个DNA分子
上有许多基因
基因中的脱氧核
苷酸排列顺序代表
着遗传信息
每个基因由许多脱氧核苷酸组成
DNA是主要的
遗传物质
每个染色体上有一个或两个DNA分子

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