新課標(biāo)2023版高考生物一輪總復(fù)習(xí)第六單元基因的本質(zhì)和表達(dá)第2講DNA的結(jié)構(gòu)復(fù)制和基因的概念課件

整合大概念1．沃森和克里克提出腺嘌呤的量等于胸腺嘧啶的量，鳥(niǎo)嘌呤的量等于胞嘧啶的量。

()2．在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中，DNA中的核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架。

()3．復(fù)制開(kāi)始時(shí)，在細(xì)胞提供的能量的驅(qū)動(dòng)下，解旋酶將DNA雙螺旋的兩條鏈解開(kāi)。

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)4．DNA聚合酶等以解開(kāi)的每一條母鏈為模板，以4種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一條子鏈。

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)5．DNA通過(guò)復(fù)制，將遺傳信息從親代細(xì)胞傳遞給子代細(xì)胞，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。

(

)6．遺傳信息蘊(yùn)藏在4種堿基的排列順序之中。

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)××√√√√系統(tǒng)學(xué)習(xí)(一)

DNA的結(jié)構(gòu)和基因的本質(zhì)(固基點(diǎn))

主干知識(shí)·記準(zhǔn)理清(一)DNA結(jié)構(gòu)模型的建立者及DNA的組成1．DNA雙螺旋模型構(gòu)建者_(dá)_____________。2．圖解DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)沃森和克里克(1)DNA是由兩條單鏈組成的，這兩條鏈按_________方式盤(pán)旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNA的一條單鏈具有兩個(gè)末端，一端有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，稱作5′-端，另一端有一個(gè)羥基(—OH)，稱作3′-端。DNA的兩條單鏈走向_____，一條單鏈從5′-端到3′-端，另一條單鏈從3′-端到5′-端。(2)DNA中的_______________交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；____排列在內(nèi)側(cè)。(3)兩條鏈上的堿基通過(guò)_____連接成堿基對(duì)，并且堿基配對(duì)具有一定規(guī)律：A(腺嘌呤)一定與T(胸腺嘧啶)配對(duì)，G(鳥(niǎo)嘌呤)一定與C(胞嘧啶)配對(duì)。堿基之間的這種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，叫作_____________原則。反向平行相反脫氧核糖和磷酸堿基氫鍵堿基互補(bǔ)配對(duì)(二)DNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)多樣性若DNA含有n個(gè)堿基對(duì)，則其可能有4n種堿基排列順序特異性每個(gè)DNA分子都有特定的_________________穩(wěn)定性兩條主鏈上______________交替排列的順序不變，____________不變等堿基排列順序磷酸與脫氧核糖堿基配對(duì)方式(三)染色體、DNA、基因和脫氧核苷酸的關(guān)系———————■鏈教材資料·發(fā)展科學(xué)思維■————————1．(必修2P50圖3--8分析)脫氧核糖中的1′-C是指與____相連的碳，5′-C是指與________相連的碳。從圖中看出DNA兩條鏈反向平行的依據(jù)是從雙鏈的一端起始，________________________________________________________________。2．(必修2P51“探究·實(shí)踐”討論T1)DNA只含有4種脫氧核苷酸，它為什么能夠儲(chǔ)存足夠量的遺傳信息？提示：DNA雖然只含有4種脫氧核苷酸，但是堿基的排列順序卻是千變?nèi)f化的，使DNA儲(chǔ)存了大量的遺傳信息。堿基磷酸基團(tuán)一條單鏈?zhǔn)菑?′-端到3′-端的，另一條單鏈則是從3′-端到5′-端的

題點(diǎn)考法·練全練通考法(一)考查DNA分子的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)1．如圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖，下列對(duì)該圖的敘述正確的是

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)A．②和③相間排列，構(gòu)成了DNA分子的基本骨架B．④是構(gòu)成DNA的基本組成單位，名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸C．DNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息D．⑤⑥分別代表A、G，一條脫氧核苷酸單鏈上的相鄰兩個(gè)堿基之間通過(guò)⑨連接解析：DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，即①②相間排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，A錯(cuò)誤；脫氧核苷酸中，磷酸基團(tuán)連接在脫氧核糖的5′-碳原子上，圖中所示的④并非為一個(gè)脫氧核苷酸，標(biāo)記為①的磷酸基團(tuán)屬于上方的胸腺嘧啶脫氧核苷酸，B錯(cuò)誤；⑤⑥分別代表A、G，一條脫氧核苷酸單鏈上的兩個(gè)相鄰堿基通過(guò)“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”相連，兩條脫氧核苷酸鏈之間的互補(bǔ)堿基通過(guò)⑨氫鍵相連，D錯(cuò)誤。答案：C

2．(2022·重慶模擬)查哥夫?qū)Χ喾N生物DNA做了堿基定量分析，發(fā)現(xiàn)(A＋T)/(C＋G)的比值如表。結(jié)合所學(xué)知識(shí)，可得出的結(jié)論是

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)A.豬的DNA結(jié)構(gòu)比大腸桿菌的DNA結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定一些B．小麥和鼠的DNA所攜帶的遺傳信息相同C．小麥DNA中(A＋T)的數(shù)量是鼠DNA中(C＋G)數(shù)量的1.21倍D．同一生物不同組織的DNA堿基組成相同DNA來(lái)源大腸桿菌小麥?zhǔn)筘i肝豬胸腺豬脾(A＋T)/(C＋G)1.011.211.211.431.431.43解析：大腸桿菌DNA中(A＋T)/(C＋G)的比值小于豬的，說(shuō)明大腸桿菌DNA所含C—G堿基對(duì)的比例較高，而C—G堿基對(duì)含3個(gè)氫鍵，因此大腸桿菌的DNA結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高于豬的，A錯(cuò)誤；雖然小麥和鼠的DNA中(A＋T)/(C＋G)比值相同，但不代表二者的堿基序列與數(shù)目相同，B、C錯(cuò)誤；同一生物的不同組織所含DNA的堿基序列是相同的，因此DNA堿基組成也相同，D正確。答案：D

[歸納拓展]

DNA結(jié)構(gòu)的兩種關(guān)系和兩種化學(xué)鍵考法(二)考查與DNA分子相關(guān)的計(jì)算3．下列有關(guān)雙鏈DNA分子的敘述，正確的是

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)A．若DNA分子一條鏈中的堿基A所占比例為a，則另一條鏈的堿基C所占比例為1/(2－a)B．如果一條鏈上(A＋T)∶(G＋C)＝m，則另一條鏈上該比值也為mC．如果一條鏈上的A∶T∶G∶C＝2∶2∶3∶3，則另一條鏈上該比值為3∶3∶2∶2D．由50個(gè)堿基對(duì)組成的DNA分子片段中至少含有氫鍵的數(shù)量為150個(gè)解析：若DNA分子一條鏈中的堿基A所占比例為a，據(jù)此無(wú)法計(jì)算出另一條鏈的堿基C所占比例，A錯(cuò)誤；如果一條鏈上的A∶T∶G∶C＝2∶2∶3∶3，則另一條鏈上該比值為2∶2∶3∶3，C錯(cuò)誤；由50個(gè)堿基對(duì)組成的DNA分子片段中至少含有氫鍵的數(shù)量為50×2＝100(個(gè))，最多含有氫鍵的數(shù)量為50×3＝150(個(gè))，D錯(cuò)誤。答案：B

4．某DNA分子含有1000個(gè)堿基對(duì)，其中A的含量為30%，α鏈中G的含量為30%，下列與該DNA分子有關(guān)的敘述正確的是

(

)A．該DNA分子中含有的氫鍵數(shù)為2.4×103個(gè)B．該DNA分子的兩條單鏈中(A＋C)/(T＋G)的值一定相等C．該DNA分子的α鏈中堿基A所占的比例在0～40%范圍內(nèi)D．由于堿基互補(bǔ)配對(duì)，DNA分子中C與G的和一定占50%

解析：該DNA分子中A＝T＝2000×30%＝600，G＝C＝2000×20%＝400，A—T之間有2個(gè)氫鍵，C—G之間有3個(gè)氫鍵，所以該DNA分子中氫鍵數(shù)為600×2＋400×3＝2400(個(gè))，A正確；DNA分子中，A與T數(shù)量相等，C與G數(shù)量相等，(A＋C)/(T＋G)＝1，而兩條單鏈中該值互為倒數(shù)，B錯(cuò)誤；該DNA分子中A的含量為30%，則T的含量也為30%，α鏈中A＋T的含量與DNA分子中A＋T的含量相等，都為60%，若α鏈不含A，則該鏈中A的含量為0，若該DNA分子中的堿基A都在α鏈中，則該鏈中A的含量為60%，所以該鏈中堿基A的比例在0～60%范圍內(nèi)，C錯(cuò)誤；由于堿基互補(bǔ)配對(duì)，DNA分子中A＋C和T＋G一定占50%，該DNA分子中G＋C占40%，D錯(cuò)誤。答案：A

[規(guī)律方法]

DNA分子中堿基數(shù)量的計(jì)算規(guī)律系統(tǒng)學(xué)習(xí)(二)

DNA的復(fù)制及相關(guān)計(jì)算(釋疑點(diǎn))

基礎(chǔ)知識(shí)·全面掌握1．DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)(1)實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法：____________技術(shù)。(2)科學(xué)研究方法：___________法。(3)結(jié)論：DNA的復(fù)制是以_______方式進(jìn)行的。2．DNA的復(fù)制(1)概念：以__________為模板合成_________的過(guò)程。(2)發(fā)生時(shí)期：在真核生物中，這一過(guò)程是在__________前的間期，隨著染色體的復(fù)制而完成的。同位素標(biāo)記假說(shuō)—演繹半保留親代DNA子代DNA細(xì)胞分裂(3)過(guò)程(4)場(chǎng)所：真核生物在_______、線粒體和葉綠體；原核生物在_____和細(xì)胞質(zhì)。(5)結(jié)果：一個(gè)DNA分子形成了兩個(gè)_________的DNA分子。(6)特點(diǎn)：_____________；________復(fù)制。(7)意義：DNA通過(guò)復(fù)制，將__________從親代細(xì)胞傳遞給子代細(xì)胞，從而保持了__________的連續(xù)性。細(xì)胞核擬核完全相同邊解旋邊復(fù)制半保留遺傳信息遺傳信息

重難盲點(diǎn)·講練疏通———————微點(diǎn)釋解(一)概括DNA復(fù)制的五個(gè)問(wèn)題———————復(fù)制的場(chǎng)所主要場(chǎng)所是細(xì)胞核，但在擬核、線粒體、葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(如質(zhì)粒)中也可進(jìn)行DNA復(fù)制外界條件對(duì)DNA復(fù)制的影響在DNA復(fù)制的過(guò)程中，需要酶的催化和ATP供能，凡是影響酶活性和影響細(xì)胞呼吸的因素，都會(huì)影響DNA的復(fù)制復(fù)制方式半保留復(fù)制。新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來(lái)DNA分子中的一條鏈(模板鏈)過(guò)程特點(diǎn)邊解旋邊復(fù)制；多點(diǎn)解旋和復(fù)制DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性(1)一般情況下，DNA分子能準(zhǔn)確地進(jìn)行復(fù)制。原因是DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供精確的模板；通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行；(2)特殊情況下，在外界因素和生物內(nèi)部因素的作用下，可能造成堿基配對(duì)發(fā)生差錯(cuò)，引發(fā)基因突變[典例1]

(2022·池州期末)復(fù)制叉是復(fù)制時(shí)雙鏈打開(kāi)，分成兩股，各自作為模板，子鏈沿模板延長(zhǎng)所形成的Y字形結(jié)構(gòu)(如圖)，復(fù)制叉從復(fù)制起始點(diǎn)開(kāi)始沿著DNA鏈有序移動(dòng)。DNA甲基化會(huì)引起染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、DNA構(gòu)象、DNA穩(wěn)定性及DNA與蛋白質(zhì)相互作用方式發(fā)生改變。下列敘述正確的是

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)A．解旋酶使DNA雙鏈完全打開(kāi)后再進(jìn)行復(fù)制B．DNA聚合酶發(fā)揮作用需要母鏈提供合成模板C．DNA以兩條鏈為模板進(jìn)行復(fù)制可提高復(fù)制速率D．甲基化修飾DNA鏈不會(huì)影響復(fù)制叉的有序移動(dòng)[解析]

DNA分子的復(fù)制特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制，解旋酶能使DNA兩條螺旋的雙鏈逐步打開(kāi)，A錯(cuò)誤；多起點(diǎn)雙向復(fù)制可以提高復(fù)制的速率，而以兩條鏈為模板進(jìn)行復(fù)制是半保留的復(fù)制方式，不會(huì)提高復(fù)制速率，C錯(cuò)誤；由于DNA甲基化會(huì)引起染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、DNA構(gòu)象、DNA穩(wěn)定性及DNA與蛋白質(zhì)相互作用方式發(fā)生改變，故甲基化修飾DNA鏈會(huì)直接停頓復(fù)制叉，D錯(cuò)誤。[答案]

B[易錯(cuò)點(diǎn)撥]明確DNA復(fù)制、“剪切”與“水解”中的四種酶[對(duì)點(diǎn)練習(xí)]1．研究發(fā)現(xiàn)DNA復(fù)制需要多種蛋白質(zhì)和酶參與，其中Rep蛋白可以將DNA雙鏈解旋，單鏈結(jié)合蛋白可以和解旋的DNA單鏈結(jié)合，并隨著子鏈的延伸而與DNA單鏈分離。下列敘述正確的是

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)A．Rep蛋白能使A與C、T與G之間的氫鍵斷裂B．低溫處理DNA分子也可以使DNA雙鏈解旋C．DNA復(fù)制具有邊解旋邊復(fù)制和半保留復(fù)制的特點(diǎn)D．單鏈結(jié)合蛋白與DNA單鏈結(jié)合不利于DNA新鏈的形成解析：根據(jù)Rep蛋白的功能可推斷出，Rep蛋白應(yīng)為解旋酶，該酶能破壞氫鍵，但堿基之間互補(bǔ)配對(duì)原則是A與T配對(duì)，C與G配對(duì)，即Rep蛋白可破壞A與T、C與G之間形成的氫鍵，A錯(cuò)誤；高溫處理DNA分子能使DNA雙鏈解旋，B錯(cuò)誤；單鏈結(jié)合蛋白與DNA單鏈結(jié)合，可防止單鏈之間重新螺旋化，對(duì)DNA新鏈的形成有利，D錯(cuò)誤。答案：C

2．下圖為DNA分子的復(fù)制方式模式圖，圖中“→”表示復(fù)制方向。下列敘述錯(cuò)誤的是

(

)A．由圖可知，DNA分子復(fù)制為單向復(fù)制B．除圖示酶外，DNA分子復(fù)制還需DNA聚合酶等C．DNA分子復(fù)制時(shí)，子鏈的延伸方向是相同的D．解旋含G—C堿基對(duì)較多區(qū)域時(shí)，消耗的能量相對(duì)較多解析：由圖可知，DNA分子復(fù)制為雙向復(fù)制，A錯(cuò)誤；圖示解旋酶打開(kāi)雙鏈間的氫鍵，使雙鏈DNA解開(kāi)，需要消耗ATP，DNA復(fù)制過(guò)程中，還需要DNA聚合酶將單個(gè)脫氧核苷酸連接到DNA片段上，再將片段連成完整的子鏈需要DNA連接酶，B正確；DNA分子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，而?fù)制的時(shí)候只能從5′-端向3′-端延伸，所以兩條子鏈合成方向相反，但延伸方向是相同的，C正確；G—C含有3個(gè)氫鍵，A—T含有2個(gè)氫鍵，故解旋含G—C堿基對(duì)較多區(qū)域時(shí)，消耗的能量相對(duì)較多，D正確。答案：A

———微點(diǎn)釋解(二)“圖解法”分析DNA復(fù)制相關(guān)計(jì)算———2．DNA復(fù)制過(guò)程中消耗的脫氧核苷酸數(shù)(1)若親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，經(jīng)過(guò)n次復(fù)制需要消耗該種脫氧核苷酸數(shù)為m·(2n－1)個(gè)。(2)第n次復(fù)制需要消耗該種脫氧核苷酸數(shù)為m·2n－1個(gè)。[典例2]

(2022·泰安月考)一個(gè)雙鏈均被32P標(biāo)記的DNA由5000個(gè)堿基對(duì)組成，其中腺嘌呤占20%，將其置于只含31P的環(huán)境中復(fù)制3次。下列敘述不正確的是(

)A．該DNA分子中含有氫鍵的數(shù)目為1.3×104B．復(fù)制過(guò)程需要2.1×104個(gè)游離的胞嘧啶脫氧核苷酸C．含有放射性的子代DNA分子的兩條鏈都有放射性D．子代DNA分子中含32P與只含31P的分子數(shù)之比為1∶3[解析]

該DNA分子含有5000個(gè)堿基對(duì)，A占20%，因此A＝T＝10000×20%＝2000，DNA中A＝T＝2000，C＝G＝3000，A、T堿基對(duì)之間的氫鍵是2個(gè)，G、C堿基對(duì)之間的氫鍵是3個(gè)，因此該DNA分子中含有氫鍵的數(shù)目為2000×2＋3000×3＝1.3×104，A正確；復(fù)制過(guò)程需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為3000×(8－1)＝2.1×104(個(gè))，B正確；根據(jù)DNA半保留復(fù)制的特點(diǎn)，含有放射性的子代DNA分子中只有一條鏈有放射性，C錯(cuò)誤；根據(jù)半保留復(fù)制可知，被32P標(biāo)記的DNA分子是2個(gè)，含有31P的是8個(gè)，只含有31P的是8－2＝6(個(gè))，因此子代DNA分子中含32P與只含31P的分子數(shù)之比為1∶3，D正確。[答案]

C[易錯(cuò)點(diǎn)撥]

DNA復(fù)制相關(guān)計(jì)算的四個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)復(fù)制次數(shù)：“DNA復(fù)制了n次”和“第n次復(fù)制”的區(qū)別：前者包括所有的復(fù)制，但后者只包括最后一次復(fù)制。(2)堿基數(shù)目：注意堿基的數(shù)目單位是“對(duì)”還是“個(gè)”。(3)復(fù)制模板：在DNA復(fù)制過(guò)程中，無(wú)論復(fù)制了幾次，含有親代脫氧核苷酸單鏈的DNA分子都只有兩個(gè)。(4)關(guān)鍵詞語(yǔ)：看清是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”，“含”還是“只含”等關(guān)鍵詞。

[對(duì)點(diǎn)練習(xí)]3.(2022·江門(mén)高三月考)某DNA分子片段中共含有3000個(gè)堿基，其中腺嘌呤占35%。現(xiàn)將該DNA分子片段用15N同位素標(biāo)記過(guò)的四種游離脫氧核苷酸為原料復(fù)制3次，將全部復(fù)制產(chǎn)物進(jìn)行密度梯度離心，得到圖甲結(jié)果；如果將全部復(fù)制產(chǎn)物加入解旋酶處理后再離心，則得到圖乙結(jié)果。下列有關(guān)分析正確的是

(

)A．X層與Y層中DNA分子質(zhì)量比大于1∶3B．Y層中含15N標(biāo)記的鳥(niǎo)嘌呤有3600個(gè)C．第二次復(fù)制結(jié)束時(shí)，含14N的DNA分子占1/2D．W層與Z層的核苷酸數(shù)之比是4∶1解析：據(jù)題干分析可知，X層為2個(gè)含有14N和15N的DNA分子，Y層為6個(gè)只含15N的DNA分子，因此X層與Y層中DNA分子質(zhì)量比小于1∶3