资源简介

(共38张PPT)
第六单元
遗传的分子基础
考查内容
1.结合DNA双螺旋结构模型，阐明DNA分子作为遗传物质所具有的特征，以及通过复制等过程传递遗传信息(生命观念、科学思维)
2.通过对DNA分子的结构、DNA复制过程的分析，从结构与功能观的角度阐明DNA复制的生物学意义(生命观念、科学思维)
3.通过DNA双螺旋结构探究，说明DNA分子结构及其特点，并认识建立物理模型是表征DNA分子结构的重要方法，通过尝试制作DNA双螺旋结构模型，学会构建物理模型的方法；通过探究DNA复制的过程，阐明DNA分子复制的过程、特点和意义，尝试运用证据解释原理的科学思维方法(科学探究、科学思维)
考点一　DNA的结构、特性及相关计算
1.DNA分子的化学组成及结构特点
2.DNA分子的特性和应用
3.活动：制作DNA双螺旋结构模型
(1)实验原理：DNA分子具有特殊的空间结构——规则的双螺旋结构。
(2)实验步骤
[自我诊断]正确的打“√”，错误的打“ ”。
1.磷酸与脱氧核糖交替连接成的长链是DNA分子的基本骨架。(　 　)
2.欲制作20对碱基构成的DNA分子模型，其中A、T对为8对，用订书钉连接磷酸、脱氧核糖、碱基，以及核苷酸之间和互补的碱基，共需要170个订书钉。(　 　)
3.(真题节选)已知某DNA分子的一条链中(A＋C)/(T＋G)=0.25，(A＋T)/(G＋C)=0.25，则同样是这两个比例，在该DNA分子的另一条链中的比例为4与0.25，在整个DNA分子中是1与0.25。　(　 　)
4.(真题节选)卡伽夫法则是指A与T、G与C通过氢键相连。(　 　)
√
√
√

考向1　DNA的结构分析
D
例 1
某DNA片段的结构如图所示。下列叙述中，正确的是(　 　)
A.①表示胞嘧啶 B.②表示腺嘌呤
C.③表示葡萄糖 D.④表示氢键
【解析】图中①表示胸腺嘧啶，②表示胞嘧啶，③表示脱氧核糖，④表示氢键，D正确。
例 2
(2022·浙江6月选考)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。下列叙述中，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
【解析】在制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基，A错误；鸟嘌呤和胞嘧啶之间由3个氢键连接，B错误；DNA的两条链之间遵循碱基互补配对原则，即A=T、C=G，故在制作的模型中A＋C=G＋T，C正确；DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基位于内侧，D错误。
C
考向2　DNA分子结构的相关计算
互补
50
之和
相等
1/K
1
例 3
(2025·嘉兴模拟)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关，下列关于生物体内的双链DNA分子中(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值的叙述，错误的是(　 　)
A.前一比值越小，该双链DNA分子稳定性越高
B.前一个比值在DNA单链和其双链中比值相等
C.后一比值在DNA两条单链中呈倒数关系
D.碱基序列不同的DNA分子，后一比值不同
【解析】DNA分子中，C和G之间有3个氢键，A与T之间有2个氢键，则C与G的含量越高，DNA稳定性越高，因此，(A＋T)/(G＋C)比值越小，C与G的含量越高，双链DNA分子的稳定性越高，A正确；双链DNA分子的一条单链中(A＋T)与(G＋C)的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值，B正确；双链DNA分子的一条单链中(A＋C)/(G＋T)与互补链中的该种碱基的比值互为倒数，C正确；在双链DNA分子中，A=T，C=G，故碱基序列不同的DNA分子，(A＋C)/(G＋T)都等于1，D错误。
D
例 4
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该链碱基总数的(　 　)
A.12%和34%
B.21%和24%
C.34%和12%
D.58%和30%
【解析】因为A＋T占全部碱基总数的42%，所以G＋C占全部碱基总数的58%；因为两种互补碱基之和在DNA分子中与在单链上所占比例相等，所以在两条链中A＋T、G＋C均分别占42%、58%；设链1上C1占24%，则链1上G1占34%，其互补链2上C2占34%；设链1上T1占30%，则链1上A1占12%，其互补链2上T2占12%，C正确。
C
考点二　DNA复制及基因的本质
1.DNA的复制
2.活动：探究DNA的复制过程
(1)方法：__________________和密度梯度超速离心技术。
(2)实验材料：____________。
(3)实验原理
离心后的条带15N∥15N的双链DNA、14N∥14N的双链DNA、15N∥14N的双链DNA分别分布于离心管的______部、______部、______部。
同位素示踪技术
大肠杆菌
下
上
中
(4)实验过程
(5)实验结论
DNA的复制是以__________的方式进行的。
半保留
3.基因的本质和DNA的功能
(1)基因的概念及内含
(2)DNA具有携带遗传信息和表达遗传信息的双重功能
①携带遗传信息：遗传信息蕴藏在4种碱基的____________之中。
②传递遗传信息：以自身为模板，以半保留方式进行________，保持遗传信息的________性。
③表达遗传信息：DNA能根据它所存储的____________决定蛋白质的结构。
排列顺序　
复制
稳定
遗传信息
[自我诊断]正确的打“√”，错误的打“ ”。
1.探究DNA复制过程的实验中，根据第二代大肠杆菌DNA单链的离心情况，可证明DNA复制过程为半保留复制。(　 　)
2.DNA复制时，子链中相邻的脱氧核苷酸之间先形成磷酸二酯键，再与母链间形成氢键。
(　 　)
3.基因是一段有功能的核酸片段。(　 　)
4.某DNA片段以15N标记的脱氧核苷酸为原料进行一次复制，取其中一个DNA片段，再转移到14N标记的脱氧核苷酸中，得到100个子代DNA，则子代DNA中含15N的脱氧核苷酸链占总链数的1/100。(　 　)


√

DNA聚合酶不能从头合成DNA，而只能从3'端以5'→3'方向催化延伸子代DNA链(因此DNA复制需要引物，为DNA聚合酶提供3'端)， DNA的两条链是反向平行的。
DNA复制过程中，当以a链为模板时，DNA聚合酶可以沿5'→3'方向连续合成新的互补链(称为前导链)；以b链为模板时，DNA聚合酶也是沿5'→3'方向合成新链片段，但是与前导链的合成方向相反，最终合成的互补链(称为后随链)实际上是由许多沿5'→3'方向合成的DNA片段连接起来的。DNA复制还需要解旋酶等的参与。
考向1　DNA复制的过程分析
例 5
(2025·杭州联考)复制泡是DNA进行同一起点双向复制时形成的。如图1所示为真核细胞核DNA复制的电镜照片，其中泡状结构为复制泡。如图2所示为DNA复制时，形成的复制泡的示意图，图中箭头表示子链延伸方向。下列叙述中，错误的是(　 　)
图1　 图2
A.图1过程发生在分裂间期，以脱氧核苷酸为原料
B.图1显示DNA上有多个复制起点，可加快复制速率
C.图2中a端和b端分别是模板链的3'端和5'端
D.DNA复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶和DNA连接酶
C
【解析】图1表示DNA复制的照片，所以图1过程发生在分裂间期，以脱氧核苷酸为原料，A正确；由图1可知，真核细胞为多起点复制，DNA的复制速率较快，B正确；子链是从5'端向3'端延伸，且与模板链是反向平行关系，因此，根据子链的延伸方向，可以判断图中a处是模板链的5'端，b处是模板链的3'端，C错误；DNA复制时，解旋酶作用于氢键，两条螺旋的双链解开，以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链，在这个过程中还需要DNA连接酶连接新形成的子链片段，D正确。
“图解法”分析DNA复制相关计算
考向2　DNA复制的相关计算
例 6
(2021·浙江6月选考)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
【解析】一条链的A＋T占40%，则它的互补链中A＋T也占40%，双链中A＋T也占40%。双链中G＋C占60%，G=C，则DNA中C占30%，所以含有100个碱基对的一个DNA中C=60(个)。连续复制2次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为(22－1)×60=180(个)，B正确。
B
例 7
用15N标记大肠杆菌后，放在一个含14N的培养基中让其连续分裂4次，大肠杆菌中一个DNA片段含有100个碱基对，其中胞嘧啶有60个。下列叙述中，错误的是(　 　)
A.含有15N的DNA分子占1/8
B.含有14N的DNA分子占7/8
C.该DNA片段中共有氢键260个
D.复制过程中该DNA片段需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个
【解析】DNA进行的是半保留复制，又因所用培养基含14N，所以后代含15N的DNA分子只有2个，占DNA总数(24=16个)的比例为1/8，A正确；DNA进行的是半保留复制，又因所用培养基含14N，所以后代含14N的DNA分子占100%，B错误；一个DNA片段含有100个碱基对，其中胞嘧啶有60个，说明其中A－T碱基对有40个，G－C碱基对有60个，则其中含有的氢键的数目为3×60＋2×40=260(个)，C正确；一个DNA片段含有100个碱基对，其中胞嘧啶有60个，故该DNA中A有200×(1/2)－60=40(个)，而该DNA分子连续复制4次会得到16个DNA分子，相当于新合成15个DNA分子，故需要游离腺嘌呤脱氧核苷酸15×40=600(个)，D正确。
B
课时作业
答案速对
第六单元 作业26　DNA结构和DNA复制
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 C B D C B D D
题号 8 9
答案 D 见答案
1.(2025·金华一中选考模拟)某真核生物DNA片段的结构示意图如图所示，下列叙述中，错误的是(　 　)
A.图中①可以用解旋酶或RNA聚合酶断裂，也可加热断裂
B.图中G占的比例越高，DNA的热稳定性越强
C.细胞周期末期时染色体变为染色质，图中DNA双螺旋解开
D.此DNA中可能包含多个基因，且这些基因转录的模板链可能不同
C
2.(2025·浙江七彩阳光联盟)在制作DNA双螺旋结构模型时，如图所示为2个正确摆放的核苷酸模型。其中圆、五边形、长方形分别代表磷酸、五碳糖、含氮碱基，下列叙述中，正确的是(　 　)
A.图中五边形代表核糖或者脱氧核糖
B.图中两个长方形分别代表嘌呤和嘧啶
C.长方形可能代表A、T、C、U四种含氮碱基
D.图中2个长方形用2个别针(代表氢键)连接，形成G—C碱基对
【解析】组成DNA的五碳糖为脱氧核糖，故图中五边形代表脱氧核糖，A错误；图中两个长方形代表含氮碱基，分别代表嘌呤和嘧啶，B正确；DNA中的含氮碱基有A、T、G、C四种，没有U，C错误；图中两个长方形用2个别针(代表2个氢键)连接，形成A—T碱基对，而G—C碱基对含有3个氢键，需要3个别针连接，D错误。
B
3.(2025·义乌模拟)叶绿体DNA(cpDNA)是存在于叶绿体内的双链环状DNA分子。某cpDNA分子中含有2 400个磷酸二酯键，其中含有的氢键数目为2 800。下列叙述中，正确的是(　 　)
A.cpDNA单链上相邻的碱基由氢键相连
B.cpDNA分子中每个磷酸均和2个核糖相连
C.cpDNA为环状，每个环都不具有游离的—OH末端，不具有双螺旋结构
D.该DNA的一条链中(A＋T)∶(G＋C)=2∶1
【解析】cpDNA单链上相邻的碱基由脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连，A错误；该cpDNA分子脱氧核糖和磷酸交替连接成环状，所以每个磷酸均和2个脱氧核糖相连，B错误；cpDNA为环状，每个环都不具有游离的—OH末端，但具有双螺旋结构，C错误；某cpDNA环状分子中含有2 400个磷酸二酯键，说明含有2 400个碱基，1 200个碱基对，C－G含有3个氢键，A－T含有2个氢键，该DNA分子共含有2 800个氢键，假设C=G有x个，则3x＋2×(1 200－x)=2 800，解得x=400，C=G=400，A=T=800，故(A＋T)∶(G＋C)=(800＋800)∶(400＋400)=2∶1；该DNA一条链中(A＋T)∶(G＋C)=2∶1，D正确。
D
4.一个用15N标记的DNA分子片段中含有50个碱基对，其中一条链中T＋A占40%。若将该DNA分子放在含14N的培养基中连续复制3次，下列叙述中，正确的是(　 　)
A.该DNA分子的另一条链中T＋A占60%
B.该DNA分子中含有碱基A的数目为40个
C.该DNA分子第3次复制时需要消耗120个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸
D.经3次复制后，子代DNA分子中含14N的DNA单链占全部DNA单链的比例为1/8
【解析】在双链DNA分子中，两条链中A＋T或C＋G所占比例相等，故该DNA分子的另一条链中T＋A也占40%，A错误；整个DNA分子中A=T，因此该DNA分子中含有的碱基A的数目为50×2×40%×(1/2)=20(个)，B错误；该DNA分子中所含碱基G的数目为(50×2－20×2)×(1/2)=30(个)，故第3次复制时，需要消耗游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为30×23－1=120(个)，C正确；经过3次复制后共有8个DNA分子，子代DNA分子中含有14N的DNA单链占全部DNA单链的比例为(8×2－2)/(8×2)=7/8，D错误。
C
5.(2025·温州一模)科学家用15N标记亲代大肠杆菌的全部DNA后，置于14N环境中培养，通过研究子代大肠杆菌的DNA分子组成情况，从而确定DNA分子的复制方式。下列关于“探究DNA的复制过程”的叙述，正确的是(　 　)
A.亲代大肠杆菌应在以15N为唯一氮源的培养液中培养1代
B.用未标记的大肠杆菌作为亲代培养得到含15N的子代也可确定复制方式
C.实验运用了同位素示踪技术和差速离心技术
D.实验中需对亲代和子代大肠杆菌进行离心和分析
【解析】需要将大肠杆菌在以15N为唯一氮源的培养液中先培养若干代，使其DNA都被15N标记，作为实验用的亲代细菌，A错误；由于15N与14N的原子量不同，形成的DNA的相对质量不同，用未标记的大肠杆菌作为亲代培养得到含15N的子代也可确定复制方式，B正确；实验运用了同位素示踪技术及密度梯度离心技术，C错误；将亲代细菌置于14N环境中培养，分别提取子一代和子二代细菌的DNA进行密度梯度离心和分析，而不是对细菌进行离心，D错误。
B
6.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。
下列说法中，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
D
【解析】据图分析，甲时新合成的单链①比②短，乙时①比②长，因此可以说明①和②延伸时均存在暂停现象，A正确；①和②两条链中碱基是互补的，甲时新合成的单链①比②短，②中多出的部分可能不含有A、T，因此①中A、T之和与②中A、T之和可能相等，B正确；①和②两条链中碱基是互补的，丙为复制结束时的图像，新合成的单链①与②等长，丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等，C正确；①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①时，①的5'端指向解旋方向，则另一条母链合成子链②时，②的延伸方向为5'端至3'端，其模板链5'端指向解旋方向，D错误。
7.(2025·嘉兴模拟)将大肠杆菌用含15N的培养基培养多代作为亲代(0世代)，再将含15N的大肠杆菌转移到只含14N的培养基中培养，于不同的时间点收集样品进行密度梯度离心，接着把离心管放在紫外光下(DNA在260 nm紫外光下有最大吸收峰)，得到如图所示结果。下列叙述中，正确的是(　 　)
A.本实验运用密度梯度离心技术对大肠杆菌细胞进行离心
B.本实验通过离心管的DNA条带数目和位置来确定世代数
C.比较0.3、0.7、1.0世代的实验结果可确定DNA的复制方式
D.将1.9世代的DNA解旋成单链后离心结果不同
【解析】实验是对大肠杆菌细胞中的DNA进行密度梯度离心，
A错误；世代数是通过不同时间点的大肠杆菌数来确定的，B
错误；比较0.3、0.7、1.0代的实验结果不可确定DNA的复制
方式，比较0、1.0、1.9世代的实验结果才可确定DNA的复制方式，C错误；将1.9世代的DNA解旋成单链后离心结果条带数相同，但条带的位置不同，故结果不同，D正确。
D
8.(2025·浙江精诚联盟联考)大肠杆菌是人和许多动物肠道中很重要的一种细菌，周身鞭毛，能运动，其中拟核DNA呈星环状，共含有m个碱基，包含a个胸腺嘧啶。将其放在含32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间，检测到如图Ⅰ、Ⅱ所示的两种类型的DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)。下列叙述中，正确的是(　 　)
A.大肠杆菌的拟核DNA复制为半保留复制，拟核上的基因遵循孟德尔遗传定律
B.大肠杆菌复制一次后产生的两个子代DNA中有4个游离的磷酸基团
C.第四次复制产物有Ⅰ、Ⅱ两种类型，比例为1∶8
D.复制n次所需要胞嘧啶的数目是(2n－1)[(m/2)－a]
D
【解析】大肠杆菌的拟核DNA复制方式为半保留复制，基因的分离定律适用于真核生物，大肠杆菌是原核生物，其拟核上的基因不遵循孟德尔遗传规律，A错误；大肠杆菌的拟核DNA为环状，没有游离的磷酸基团，B错误；DNA复制为半保留复制，形成的子代DNA含有一条亲代链和一条新形成的子代链，所以DNA第四次复制产生的16个子代DNA分子中，2个为Ⅰ类型，14个为Ⅱ类型，即第四次复制产生Ⅰ、Ⅱ两种类型比例为1∶7，C错误；由题可知：T=a，总碱基数=m，故C=(m/2)－a，复制n次，需要的C= [(m/2－a](2n－1)个，D正确。
9.图甲中DNA分子有a和d两条链，将图甲中某一片段放大后如图乙所示。结合所学知识，请回答下列问题：
甲 乙
(1)从图甲可看出DNA的复制方式是______________。
(2)图甲中A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶，其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链；则A是________酶，B是______________酶。
(3)图甲过程在绿色植物根尖分生区细胞中进行的场所有__________________。
(4)图乙中⑦是______________________(填中文名称)；⑩是__________________；DNA分子两条链上的碱基通过________连接成碱基对，并且遵循________________原则。
(5)若图乙中亲代DNA分子在复制时，一条链上的G变成了A，则该DNA分子经过n次复制后，发生差错的DNA分子占DNA分子总数的_______。
半保留复制
解旋
DNA聚合
细胞核、线粒体
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
脱氧核苷酸单链
氢键
碱基互补配对
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