第22讲DNA分子的结构复制和基因的本质(一轮复习)
新高考一轮复习人教版DNA分子的结构复制与基因的本质课件
连接的。
(√)
(6)分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信
息一定相同。
(×)
(7)含有G、C碱基对比较多的DNA分子热稳定性较差。 (×)
(8)富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也作出
了巨大的贡献。
(√)
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2．教材拾遗 (1)DNA分子的多样性与其空间结构________(填“有关” 或“无关”)，其多样性的原因是什么？ 提示：无关 不同DNA分子中碱基排列顺序是千变万化 的。 (2)DNA分子的结构具有稳定性的原因是什么？ 提示：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。
(1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基中连续复 返回 制n次，则：
含15N的DNA分子：2个 ①子代DNA共2n个只 含含 14N15的N的 DNDAN分A分子子：：2n个0个
只含14N的DNA分子：2n－2个
②脱氧核苷酸含15N的脱氧核苷酸链：2条 链共2n＋1条 含14N的脱氧核苷酸链：2n＋1－2条 (2)DNA分子复制过程中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，经过n次复 制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·(2n－1)。 ②第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为m·2n－1。
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3．热图导析：分析DNA复制过程
(1)图示中的解旋酶和DNA聚合酶各有什么作用？ 提示：前者使氢键打开，DNA双链解旋；后者催化形成 磷酸二酯键，从而形成新的子链。
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(2)蛙的红细胞和哺乳动物成熟的红细胞，是否都能进行图示 过程？ 提示：蛙的红细胞进行无丝分裂，可进行DNA分子的复制； 哺乳动物成熟的红细胞已丧失细胞核，也无各种细胞器，不 能进行DNA分子的复制。
高三生物一轮复习课件DNA的结构、复制及基因的本质
课标内容
(1)概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分 子上。 (2)概述DNA分子由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向 平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息。 (3)概述DNA分子通过半保留方式进行复制。 (4)活动：制作DNA分子双螺旋结构模型。
考向 结合DNA复制与细胞分裂的关系，考查科学思维
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
必修2 P47“练习与应用·拓展应用”：结合肺炎链球菌的转化实验和噬菌 体侵染细菌的实验，分析DNA作为遗传物质所具备的特点是 ①②③④ 。 ①具有相对的稳定性 ②能够精确地自我复制，使亲代与子代间保持遗传的连续性 ③能够指导蛋白质合成，控制新陈代谢过程和性状发育 ④在特定条件下产生可遗传的变异
DNA是怎样储存遗传信息的？又是怎样决定生物性状的？
基因是生物体遗传的功能单位和结构单位。
基因通常是有遗传效应的DNA片段
考向 基因的概念
B 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
高三生物一轮复习——DNA 的结构、复制及基因的本质知识精讲
高三生物一轮复习——DNA 的结构、复制及基因的本质知识精讲课程内容核心素养——提考能1.简述DNA分子结构的主要特点。
2.概述DNA分子的复制。
3.说明基因与遗传信息的关系。
4.搜集DNA结构模型建立过程的资料，并进行讨论和交流。
5.制作DNA分子双螺旋结构模型。
生命观念通过讨论分析DNA分子的结构和复制及功能，形成物质结构功能观。
科学思维通过构建DNA分子结构与复制模型，强化模型与建模。
科学探究通过DNA复制方式的探究，培养实验设计及结果分析的能力。
考点一DNA分子的结构及相关计算1.DNA分子的结构(1)DNA双螺旋模型构建者：沃森和克里克。
(2)图解DNA分子结构：2.DNA分子结构特点(1)多样性：若DNA含有n个碱基对，则其可能有4n种碱基对排列顺序。
(2)特异性：每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。
(3)稳定性：两条主链磷酸与脱氧核糖交替连接的顺序不变，碱基对配对方式不变等。
1.(理性思维)DNA分子结构模型的构建及相关解读(1)由图1可解读以下信息：(2)图2是图1的简化形式，其中①是磷酸二酯键，②是氢键。
解旋酶作用于②部位，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于①部位。
2.(科学思维)利用数学思想求解DNA分子中的碱基数量的计算规律(1)在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即A＋G＝T＋C。
(2)“互补碱基之和”的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即若在一条链中A＋TG＋C＝m，在互补链及整个DNA分子中A＋TG＋C＝m，而且由任一条链转录来的mRNA分子中(A＋U)/(G＋C)仍为m(注：不同DNA分子中m值可不同，显示特异性)。
(3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA一条链中A＋GT＋C＝a，则在其互补链中A＋GT＋C＝1a，而在整个DNA分子中A＋GT＋C＝1。
(注：不同双链DNA分子中非互补碱基之和的比均为1，无特异性)3.(思维提升)下面是DNA分子结构模型，思考相关问题：(1)图中④能表示胞嘧啶脱氧核苷酸吗？为什么？提示不能。
一轮复习 DNA的结构、复制和基因的本质
知识点三
染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
3.判断正误 (1)构成基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相等。( X ) （2）基因是有遗传效应的DNA片段。 (√ ) （3）不同DNA分子携带遗传信息不同的根本原因在于碱基排列顺 序不同。( √ ) (4)DNA的多样性主要取决于碱基排列顺序的多样性。 ( √ )
1
规律：①互补碱基之和（A+T）/(C+G)的比例在整个DNA及在 一条链中都相等。 ②非互补碱基之和（A+G）/(T+C)的比例在整个DNA分子 中为1，在两条互补链中互为倒数。 注意：在单链DNA中，A不一定等于T； G也不一定等于C
例 2 ． (2012·苏州质检 ) 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 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%和17.1% B B．31.3%和18.7% C．18.7%和31.3% D．17.1%和32.9%
5．复制的意义 将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了 前后代遗传信息的稳定性 和 。 连续性
思考 1．蛙的红细胞和哺乳动物成熟红细胞，是否 都能进行上图所示的DNA分子的复制？ 提示 蛙的红细胞进行无丝分裂，可进 行 DNA 分子的复制；哺乳动物成熟的红细胞 已丧失细胞核，也无各种细胞器，不能进行 DNA分子的复制。
胸腺嘧啶（T）
磷酸
脱氧核糖
脱氧核糖核苷酸
碱基：5种 核苷酸：8种
A
T
CH2
4 H H 3 1
磷 酸 二 酯 键
2
T
《DNA的分子结构、复制与基因的本质》一轮复习导学案
DNA分子的结构、复制及基因是有遗传效应的DNA片段（课前预习案）班级：姓名：学号：使用时间：2012.10.19【预习要求】1.DNA分子结构的主要特点（Ⅱ）2. DNA分子的复制（Ⅱ）3. 基因的化学本质、结构、功能及与DNA、染色体的关系（Ⅱ）【知识梳理】一、DNA分子的结构1.结构层次基本组成物质——磷酸、、（A、G、C、T四种）DNA单链——脱氧核苷酸长链两条DNA双链——DNA 结构，构建者和。
记忆窍门：五种元素，四种碱基对应四种脱氧核苷酸，三种物质（磷酸、脱氧核糖、含氮碱基），两条长链，一种螺旋。
2.结构特点（1）双链。
（2）和交替连接，排列在外侧，构成，排列在内侧。
（3）两条链上的碱基通过连接成碱基对。
（4）A和T之间形成个氢键，C和G之间形成个氢键，故DNA分子中比例高的稳定性强。
二、DNA分子的复制[填表]三、基因是有遗传效应的DNA片段1.基因的概念：从四个方面来把握。
（1）化学本质与结构：基因是有______ __的片段。
（2）基本功能：基因是__________的基本单位。
（3）基因与染色体的关系：基因在____ _上，染色体是基因的载体。
（4）在染色体上分布的特点：基因在染色体上呈_____________。
2.遗传信息的多样性和特异性：遗传信息蕴藏在_____的排列顺序中；碱基排列顺序千变万化（4n种，n为碱基对数），构成了DNA分子的________；______________构成了每一个DNA分子的特异性。
3.判断正误(1)构成基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相等。
( )（2）基因是有遗传效应的DNA片段。
( )（3）不同DNA分子携带遗传信息不同的根本原因在于碱基排列顺序不同。
( )(4)DNA的多样性主要取决于碱基排列顺序的多样性。
( )【预习自测】1.下图是四位同学制作的DNA分子结构模型，其中正确的是()2．对绿色植物细胞某细胞器组成成分进行分析，发现A、T、C、G、U 五种碱基的相对含量分别约为35%、0、30%、20%、15%，则该细胞器能完成的生理活动是( )A．吸收氧气，进行有氧呼吸B．发出星射线，形成纺锤体C．结合mRNA，合成蛋白质D．吸收并转换光能，完成光合作用3.下列有关DNA 的叙述中，正确的是（）A．碱基序列的多样性构成了DNA 分子结构的多样性B．DNA 是蛋白质合成的直接模板C．双链DNA 分子的任意一条链中碱基A 的数量一定与T 相等D．细胞内DNA 双链必须完全解旋后才进行复制4.（2012福建）双脱氧核苷酸常用于DNA测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与DNA 的合成，且遵循碱基互补配对原则。
一轮复习-DNA的结构、复制与基因的本质
二、DNA分子复制的相关计算规律
DNA复制为半保留复制，若将亲代 DNA分子(15N)复制n代，其结果分析如 下： (1)子代DNA分子数： ①含有15N链的DNA分子数为2个。 ②只含15N链的DNA分子数为0个。 ③不含15N链的DNA分子数为2n-2个。 ④含14N链的DNA分子数有2n个。 (2)子代脱氧核苷酸链数： ①亲代脱氧核苷酸链数为2条。 ②新合成的脱氧核苷酸链数为2n+1-2条。
一、DNA分子的结构
(3)DNA结构的主要特点：
①两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋而成双螺 旋结构。 ②脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构 成基本骨架；碱基排列在内侧。 ③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，A 与T(两个氢键)，G与C配对(三个氢键)。碱基之间 这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。
(6)DNA分子精确复制的原因：
①DNA分子独特的双螺旋结构提供精确的模板。 ②碱基互补配对原则保证复制精确进行。
(7)意义：
使遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。
一、DNA分子的复制
思：所有的细胞都存在DNA 分子复制吗？复制后的两个子 DNA将在细胞分裂的何时分 开？
不一定。 如哺乳动物成熟的红细胞因为无细胞核和各种细 胞器而不能进行DNA分子复制；不分裂的细胞不 存在DNA分子复制。 复制后的两个子DNA分子将在有丝分裂后期或减 数第二次分裂后期着丝点分裂时，随两单体分离 而分开，分别进入两个子细胞中。
A.真核细胞中的基因都以染色体为载体
C
B.唾液淀粉酶基因在人体所有细胞中都能表达
C.等位基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同
D.基因是由碱基对随机排列成的DNA片段
二、DNA分子中的碱基数量的计算规律
DNA分子结构、复制及基因本质一轮复习 PPT课件
[注意]
(A＋T)与(C＋G)不一定相等，而且一般都不相
等。也可以得到A＋C＝G＋T。
(2)规律二：在双链DNA分子中，互补的两碱基之和(如A＋T或C
＋G)占全部碱基的比值等于其任何一条单链中该种碱基比例的 比值，且等于其转录形成的mRNA中该种碱基比例的比值。简记
(4)碱基对之间的化学键为氢键，可用解旋酶断裂，也可加热 断裂。 (5)每个脱氧核糖(除两端外)连接着2个磷酸，分别在3号、5号 碳原子上相连接。
(6)配对的碱基，A与T之间形成2个氢键,G与C之间形成3个氢
键 ,C—G对占比例越大 ,DNA结构越稳定。若碱基对为 n,则氢 键数为2n～3n之间，若已知A有m个，则氢键数为3n－m。
2．DNA分子特性 (1)稳定性：磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧构成基本 骨架。 (2)多样性：碱基对多种多样的排列顺序。 [提醒] 若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种，
其中n代表碱基对数。
(3)特异性：每种DNA分子都有特定的碱基对排列顺序，代表
了特定的遗传信息。
3．DNA分子本质 关系 基因与脱 氧核苷酸 基因与 DNA 内容 基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，基因中脱 氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息 基因是有遗传效应的DNA片段，每个DNA分 子上有很多个基因，基因间有非基因区域
下列关于DNA分子结构的叙述中正确的是 (双
选)( AC ) A．一般双链DNA分子含有四种脱氧核苷酸 B ．每个碱基分子上均连接着一个磷酸和一
个脱氧核糖
C．每个DNA分子中碱基数＝磷酸数＝脱氧核
糖数
D．一段双链DNA分子中含有40个胞嘧啶，就
会同时含有40个腺嘌呤
2高三一轮复习生物：DNA分子的结构、复制及基因的本质课件
T TAA C
T
A
G
C
T
C
G
A
A
三. DNA复制的过程☆
6.结果： 1个DNA分子
2个完全相同的DNA分子
原来的DNA消失了，子链与母链结合构成两个 完全相同的DNA分子，位于两条姐妹染色单体， 着丝粒分裂时（有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ 后期）两个DNA分子分开
7.特点： （1）边解旋边复制 （2）半保留复制
子链也在不断延伸。
DNA
ATP
ATP
1、DNA聚合酶的作用？单体脱氧核苷酸连接到子链 形成磷酸二酯键
3' 2、延伸方向？
CT GA
AG TC
C G
GA
CC T G
T A TGCA TGA T CGAGC T T
GБайду номын сангаас
T
A T ACGT AC TAGC TCGAA
聚 合
酶
A
3'
5'
子链从5' 端向 3' 端延伸
G和C的含量越多，DNA的结构就越稳定。
3.基因 通常是有遗传效应的DNA片段，是DNA的结构单位和功能单位。 一个DNA上有许多个基因，基因在染色体上成线性排列
注意：DNA分子中含有没有遗传效应的片段不叫基因。
有些病毒的遗传物质是RNA,如人类免疫缺陷病毒(艾滋病病毒)、流感病毒等 对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。
A．图中①是氢键，②是脱氧核苷酸链的5′端，③是3′端B．DNA分子中A ＋T含量高时稳定性较高C．磷酸与脱氧核糖交替排列构成DNA分子的基 本骨架D．a链、b链方向相同，a链与b链的碱基互补配对
二、基因通常是有遗传效应的DNA片段 1.说明基因与DNA关系的实例
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✓ 考1①磷.D磷酸点NA酸基分一②：团子磷D，结NDD酸A但N构分NA二1A连模子个酯分接式中D键N酶子图绝A：分或大的可子D部用N中结A分限聚只脱构制合有氧酶酶2核个切连苷游断接酸离，。都的可连磷用接酸2。个
③脱氧核糖；④碱基；⑤碱基对
⑨DNA的内侧：由碱基对按不同的顺序排列 而成，决定了DNA的特异性和多样性。
DNA(水解)酶
DNA分子
磷酸二酯键
形成脱氧核苷酸
DNA解旋酶
DNA分子
碱基对间的氢键
形成单链DNA分子
3’
DNA聚合酶
5’
5’
3’
3’ 5’
引物
DNA连接酶 3’
5’
DNA连接酶连接DNA片段，不需要模板 DNA聚合酶需要模板，连接单个核苷酸
例1.下图为DNA分子部分结构示意图,以下叙述正确的是( D )
一轮复习
第二十二讲 DNA分子的结构、复制及基因的本质
考纲要求
知识内容
要求
考点细化―――关键词
1． DNA分子结构的主 Ⅱ
要特点
2. DNA分子的复制
Ⅱ
3.基因的概念 Ⅱ
1.DNA分子的元素组成、结构单位，结 构的主要特点及发现者，碱基互补配对 的计算。双螺旋结构
2.基因的本质，基因与DNA、染色体的 关系，DNA分子的特异性和多样性。
例题：分析一个DNA分子时，发现30%的脱氧核苷酸含有A，由此可知， 该分子中一条链上G含量的最大值可占此链碱基总数的多少？
40%
✓ 考点二 DNA分子的复制
1.半保留复制的实验证明
✓将E.Coli培养在以15NH4Cl为唯一氮源
的培养基中生长； ✓提取其DNA 进行密度梯度离心。
✓再移至14N培养基中生长； ✓在不同时期提取DNA，进行密度梯
5’ 3’ , 5’磷酸二酯键
A 脱氧核苷酸 C 脱氧核苷酸
O
54
1
C
A
G 3’
脱氧核苷酸链(DNA单链)
项目种类 限制酶
易混淆的几种酶
作用底物
作用部位
DNA分子
磷酸二酯键
作用结果 形成黏性末端或平末端
DNA连接酶
DNA分子片段
磷酸二酯键
形成重组DNA分子
DNA聚合酶
脱氧核苷酸
磷酸二酯键
形成新的DNA分子
=
a
A2 +G2 T2 +C2 =
1/a
A 1+C1 = T2 +G2
T 1 +G1 A2 +C2
DNA双
链
例题：在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0.4， A1 T2 上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是
多少？
T1 A2
2.5 1
G1 C2
C1 G2
④双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百 DNA双链 分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百 分比，其中任何一条链A+T是整个DNA分子A+T的一半。A 1 T 2
⑥氢键：可用DNA解旋酶断裂，也可用高温断裂； ⑦脱碱氧基核A和苷T酸、：G和含有C之磷间酸分、别脱有氧2核个糖和和3个含氢氮键碱。基。
是DNA的基本组成单位，DNA初步水解产物。
⑧脱氧核苷酸链：两条反向平行的 脱氧核苷酸链双螺旋成DNA分子。 ⑩DNA的外侧：由脱氧核糖和磷酸交替 连接而成，构成DNA的基本骨架。
例3．对绿色植物细胞某细胞器组成成分进行分析，发现 A、T、C、G、U 五种碱基的相对含量分别约为 35%、0、
30%、20%、15%，则该细胞器能完成的生理活动是( C )
A．吸收氧气，进行有氧呼吸 B．发出星射线，形成纺锤体 C．结合 mRNA，合成蛋白质 D．吸收并转换光能，完成光合作用
2.DNA分子的特性
24%
例题 :在含有四种碱基的DNA区段中，有腺嘌呤a个，占该区段全部碱基的 比例为b，则 （ C )
A. b≤0.5
B. b≥0.5
C.胞嘧啶为a(1/2b－1) D.胞嘧啶为b(1/2 a－ 1)
解析：A=T=a 总数为a/b 所以C+G=a/b-2a 因为C=G 所以 C=a （1/2b-1） 答案选C
B、41000个
3.碱基互补配对原则的应用
设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知：A1=T2 ， A2=T1， G1=C2 ，G2=C1。 则在DNA双链中： A=T ，G=C
可引申为： ①嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数
DNA双链
A+G=T+C 即A+G/T+C=1
A1 T2
②双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条 链的A+T/G+C。
T 1 A2
A+T A+T+G+C
=
A1
A1 +T1
+T1 +G1
+C1 =
A2 +T2 A2 +T2 +G2
+C2
G1 C2 C1 G2
例题：某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中
一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总
数的百分含量
A＋T=54% G+C=46%
（1）多样性：碱基对的排列顺序多种多样，所以DNA分子具多样 性。 （2）特异性：每个DNA具有特定的碱基对排列顺序，DNA分子具 有特异性。
•不同的DNA分子碱基对(碱基，脱氧核苷酸)的排列顺序不同， 代表了不同的遗传信息。
✓训练：含有2000个碱碱基基对的DNA，每条链上的碱基排列方式
有（
）
A、42000个
度离心。
Meselson和Stahl 实验
拓展延伸 ❖DNA分子连续复制演绎的计算规律
❖DNA分子复制n次
DNA分子数：2n 只含15N分子：0 含14N/15N杂种分子：2 只含14N分子：2n-2 DNA单链总数： 2n+1 含15N的链：2 含14N的链： 2n+1-2
A+T G+C =
A1+T1 = G1+C1
A2 +T2 G 2 +C2
T 1 A2 G1 C2 C1 G2
例题：某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？ 解析： 因为DNA分子中，A+G=T+C。所以 A=50%–23%=27%
③双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。
A1+G1 T1 +C1
A.DNA的稳定性与⑤有关,生物体内 DNA解旋酶、RNA聚合酶、DNA聚合酶、 逆转录酶等可以断开⑤ B.④是一个胞嘧啶脱氧核苷酸 C.DNA连接酶可催化⑥或⑦键形成 D.A链、B链的方向相反,骨架是磷酸 和脱氧核糖
例2.现有四个DNA样品，请根据样品中碱基的含 量判断，最有可能来自嗜热菌的是( B ) A.含胸腺嘧啶32%的样品 B.含腺嘌呤17%的样品 C.含腺嘌呤30%的样品 D.含胞嘧啶15%的样品