高考生物一輪復習講考綱考情講核心素養構思維導圖真題再現知識總結內容導航第六單元基因的本質與表達第二講DNA分子的結構、復制、基因的本質講考綱考情1.最新考綱（1）人類對遺傳物質的探索過程Ⅱ（2）DNA分子結構的主要特點Ⅱ（3）DNA分子的復制Ⅱ2.最近考情2021全國卷乙(5)、20120全國卷Ⅰ(1)2018全國卷Ⅰ(2)、2018全國卷Ⅱ(5)2018全國卷Ⅲ(1)、2017全國卷Ⅰ(29)2017全國卷Ⅱ(2)課堂目標聽課問題1.結合DNA雙螺旋結構模型，闡明DNA分子轉錄、翻譯的過程2.基因與性狀的關系1.列舉RNA的種類、功能2.說明遺傳信息的轉錄和翻譯過程3.比較遺傳信息、密碼子及反密碼子的概念4.說明中心法則的內容、基因對性狀的控制方式及基因與性狀的對應關系3.目標要求講核心素養1.生命觀念——結構與功能觀：認識DNA分子作為遺傳物質所應具備的特征；DNA的結構決定DNA的功能2.科學思維——分析與綜合：總結細菌轉化實驗和噬菌體侵染實驗的原理和過程；模型與建模：建立DNA分子雙螺旋結構模型3.科學探究——實驗設計與結果分析：分析人類在對遺傳物質探究的實驗設計思路；驗證DNA分子通過半保留方式進行復制構思維導圖第二講DNA分子的結構、復制、基因的本質213DNA分子的結構與基因的本質DNA分子的復制與DNA分子相關的計算4真題再現（一）DNA分子結構的探索歷程【科學探究】科學家貢獻威爾金斯和富蘭克林DNA的X射線衍射圖譜查哥夫提出堿基A的量總是等于T的量，C的量總是等于G的量沃森和克里克提出了DNA分子的雙螺旋結構模型知識總結（二）DNA分子的元素組成和基本單位【生命觀念】1.元素組成：C、H、O、N、P2.基本單位：脫氧（核糖）核苷酸3.單體種類：堿基為A：腺嘌呤脫氧（核糖）核苷酸堿基為T：胸腺嘧啶脫氧（核糖）核苷酸堿基為G：鳥嘌呤脫氧（核糖）核苷酸堿基為C：胞嘧啶脫氧（核糖）核苷酸P脫氧核糖含氮堿基知識總結（三）DNA雙螺旋結構的形成【生命觀念】注意：每個DNA分子含有2個游離的磷酸基團。知識總結1.圖解DNA分子結構(3)內側：兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成________。（三）DNA雙螺旋結構的形成【生命觀念】知識總結2.DNA的雙螺旋結構內容并非所有的DNA均具“雙鏈”(1)DNA由兩條脫氧核苷酸鏈組成，這兩條鏈按__________方式盤旋成雙螺旋結構。反向平行(2)外側：________和_____交替連接構成基本骨架。脫氧核糖磷酸其形成不需要酶，而斷裂需解旋酶或加熱處理堿基對G—C堿基對所占比例越大，DNA熱穩定性越強提醒一個雙鏈DNA分子具有2個游離的磷酸基團，而環狀DNA中則無。堿基互補配對遵循以下原則：A===T(兩個氫鍵)、G≡C(三個氫鍵)。（三）DNA雙螺旋結構的形成【生命觀念】知識總結3.DNA分子結構模型解讀(1)數量關系每個DNA分子片段中，游離磷酸基團有2個；A—T堿基對有2個氫鍵，G—C堿基對有3個氫鍵；脫氧核糖數=磷酸數=含氮堿基數(3)化學鍵氫鍵：連接互補鏈中相鄰堿基；磷酸二酯鍵：連接單鏈中相鄰兩個脫氧核苷酸(2)位置關系單鏈中相鄰堿基：通過—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—連接；互補鏈中相鄰堿基，通過氫鍵連接（四）DNA分子的特性【生命觀念】知識總結堿基對（四）基因的本質【生命觀念】知識總結1.染色體、DNA和基因的關系2.基因與堿基的關系遺傳信息蘊藏在________的排列順序中，構成基因的堿基數_____（填“大于”“小于”或“等于”）DNA分子的堿基總數。4種堿基小于對于RNA病毒來說，基因是有遺傳效應的RNA片段提醒并非所有DNA片段都是基因，基因通常是有遺傳效應的DNA片段，不是連續分布在DNA上的，而是由堿基序列將不同的基因分隔開。【知識拓展】與相關化學鍵斷裂和連接有關的酶斷裂連接氫鍵DNA復制：解旋酶轉錄：RNA聚合酶PCR技術：高溫獲取目的基因：自動斷裂自動連接，不需要酶磷酸二酯鍵基因工程中切開DNA片段：限制酶水解DNA：DNA水解酶DNA復制時連接單體：DNA聚合酶RNA復制時連接單體：RNA聚合酶基因工程中連接DNA片段：DNA連接酶逆轉錄時連接單體：逆轉錄酶（一）教材深挖知識拓展1.反向平行的兩條鏈的堿基之間通過_______連接；同一條鏈上堿基之間通過“_____________________________”相連；一條鏈上的脫氧核苷酸之間通過_____________連接。氫鍵—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—磷酸二酯鍵2.DNA初步水解的產物是________________，徹底水解的產物是______________________________。4種脫氧核苷酸磷酸、脫氧核糖和4種含氮堿基3.(必修2P58科學·技術·社會）如何獲得DNA指紋圖譜？該技術有哪些應用？提示：應用DNA指紋技術，首先需要用合適的酶將待檢測的樣品DNA切成片段，然后用電泳的方法將這些片段按大小分開，再經過一系列步驟，最后形成DNA指紋圖。此技術被廣泛應用于刑偵領域、親子鑒定、遺骸鑒定等。（一）教材深挖知識拓展4.(必修2P50“圖3-8”)DNA多樣性的原因？5.(必修2P50圖3-8)怎樣理解DNA的反向平行？6.(必修2P51探究·實踐)DNA只有4種脫氧核苷酸，能夠儲存足夠量遺傳信息的原因是什么？7.(必修2P59“正文信息”)基因遺傳效應是指什么？基因都是DNA片段嗎？答：與其空間結構無關,其多樣性的原因是不同DNA的堿基排列順序是千變萬化的。答：DNA的一條單鏈具有兩個末端，一端有一個游離的磷酸基團，稱作5'－端，另一端有一個羥基(-OH)，稱作3'-端，兩條單鏈走向相反，一條單鏈是從5'-端到3'-端的，另一條單鏈是從3'-端到5'-端的。答：構成DNA的4種脫氧核苷酸的數目成千上萬，脫氧核苷酸的排列順序千差萬別。答：指基因具有復制、轉錄、翻譯等功能,能夠控制一定的性狀的功能。基因通常是具有遺傳效應的DNA片段;但有些病毒遺傳物質是RNA,基因就是具有遺傳效應的RNA片段。8.(必修2教材P48側欄思考題)沃森和克里克在構建模型的過程中，借鑒了他人的哪些經驗和成果？9.如何判斷某核酸樣品是DNA，還是RNA？是雙鏈還是單鏈？(科學思維)（一）教材深挖知識拓展提示：①當時科學界已經發現的證據有組成DNA分子的單位是脫氧核苷酸；DNA分子是由含4種堿基的脫氧核苷酸長鏈構成的；②英國科學家威爾金斯和富蘭克林提供的DNA的X射線衍射圖譜；③美國生物化學家鮑林按照X射線衍射分析的實驗數據建立模型的方法；④奧地利著名生物化學家查哥夫的研究成果。提示：含U的為RNA，含T的為DNA；若為雙鏈，遵循堿基互補配對原則，即A＝T(或U)，G＝C；單鏈中四種堿基之間沒有嚴格的數量關系。1）DNA中并不是所有的脫氧核糖都連著兩個磷酸基團，兩條鏈各有一個脫氧核糖連著一個磷酸基團。2）雙鏈DNA中A與T分子數相等，G與C分子數相等，但A＋T的量不一定等于G＋C的量。3）DNA中，當（A＋G）/（T＋C）＝1時，可能是雙鏈DNA，也可能是單鏈DNA。4）并非所有的DNA分子均具“雙鏈”，有的DNA分子為單鏈。5）DNA的特異性是由堿基的排列順序決定的，而不是由配對方式決定的，配對方式只有四種：A—T、C—G、T—A、G—C。（二）有關DNA結構的5點提醒知識拓展第二講DNA分子的結構、復制、基因的本質213DNA分子的結構與基因的本質DNA分子的復制與DNA分子相關的計算4真題再現知識總結1.DNA半保留復制的實驗證據(1)研究方法：______________。(2)實驗技術：同位素示蹤法和密度梯度離心法。(3)實驗原理：含15N的雙鏈DNA密度大，含14N的雙鏈DNA密度小，一條鏈含14N、一條鏈含15N的雙鏈DNA密度居中。假說—演繹法(4)實驗假設：DNA以半保留的方式復制。沃森和克里克提出的（一）DNA分子復制方式的探究【科學探究】知識總結（1）提出問題DNA分子是如何復制的？（2）提出假說假說一：全保留復制假說二：半保留復制（沃森和克里克）假說——演繹法方式推測：沃森和克里克提出遺傳物質自我復制的假說——DNA分子復制方式為半保留復制。2.DNA分子的復制方式的實驗證據（一）DNA分子復制方式的探究【科學探究】知識總結假說——演繹法2.DNA分子的復制方式的實驗證據（一）DNA分子復制方式的探究【科學探究】（3）演繹推理檢測方案（同位素標記法和密度梯度離心法）實驗預期：離心后應出現3條DNA帶。重帶(密度最大):兩條鏈都為15N標記的親代雙鏈DNA；中帶(密度居中):一條鏈為14N標記，另一條鏈為15N標記的子代雙鏈DNA；輕帶(密度最小):兩條鏈都為14N標記的子代雙鏈DNA。知識總結假說——演繹法2.DNA分子的復制方式的實驗證據（一）DNA分子復制方式的探究【科學探究】（3）演繹推理①全保留復制（2）半保留復制知識總結假說——演繹法2.DNA分子的復制方式的實驗證據（一）DNA分子復制方式的探究【科學探究】(4)檢驗推理(實驗過程)過程分析：立即取出，提取DNA→離心→全部重帶。繁殖一代后取出，提取DNA→離心→全部中帶。繁殖兩代后取出，提取DNA→離心→1/2輕帶、1/2中帶。(5)實驗結論：DNA的復制是以半保留方式進行的。知識總結（二）DNA分子的復制【生命觀念】1.概念、時間、場所、實質間期減數第一次分裂前細胞核2.條件：模板：親代DNA分子中的每條母鏈原料：游離的四種脫氧核苷酸酶：解旋酶和DNA聚合酶能量：ATP3.原則：堿基互補配對原則知識總結（二）DNA分子的復制【生命觀念】4.過程（多位點邊解旋邊雙向復制）解旋脫氧核苷酸DNA聚合酶堿基互補配對解旋復制盤繞兩條DNA母鏈平面DNA子代DNA氫鍵磷酸二酯鍵親代DNA解旋酶DNA聚合酶知識總結（二）DNA分子的復制【生命觀念】7.場所：真核生物：細胞核（主要）、線粒體、葉綠體原核生物：擬核（主要）、細胞質（如：質粒）DNA病毒：宿主細胞內8.時間：主要有絲分裂間期或減數第一次分裂前的間期（該過程中容易發生基因突變）5.特點：________邊復制(過程上)、半保留復制(結果上)。每個DNA分子都保留原DNA的一條鏈邊解旋6.準確復制的原因和意義①原因：DNA分子具有獨特的________結構，為復制提供了精確的模板，通過____________原則及半保留復制，保證了復制能準確進行。②意義：DNA分子通過復制，將遺傳信息從親代傳給了子代，從而保持了遺傳信息的________。雙螺旋堿基互補配對連續性知識拓展教材深挖1.探究DNA復制方式用什么樣的科學方法？涉及哪些生物學技術手段？具體檢測觀察指標是什么？提示：假說—演繹法；同位素示蹤技術和密度梯度離心技術；DNA帶在試管中所在的位置2.DNA復制過程中需要_________________等細胞器的參與。復制完成后形成的兩個DNA分子，這兩個DNA分子的結構不一定相同，可能的原因是___________________________。在細胞分裂的__________________________________期分離開。核糖體、線粒體在復制過程中可能發生變異有絲分裂后期或減數第二次分裂后3.(必修2教材P53“側欄思考題”)如何在實驗中區分親代與子代的DNA分子？提示：本實驗是根據半保留復制原理和DNA密度的變化來設計的。在本實驗中根據試管中DNA帶所在的位置就可以區分親代與子代的DNA了。第二講DNA分子的結構、復制、基因的本質213DNA分子的結構與基因的本質DNA分子的復制與DNA分子相關的計算4真題再現（一）與DNA分子結構有關的計算【科學思維】知識總結DNA分子中堿基比例的計算步驟第一步：搞清題中已知的和所求的堿基比例是占整個DNA分子堿基的比例，還是占DNA分子一條鏈上堿基的比例。第二步：畫一個DNA分子模式圖，并在圖中標出已知的和所求的堿基。第三步：根據堿基互補配對原則及其規律進行計算。DNA堿基互補配對原則是指在DNA分子形成堿基對時，A一定與T配對，G一定與C配對的一一對應關系。推論如下:1)雙鏈DNA分子中嘌呤總數與密啶總數相等，即A+G=T+C。簡記為:“DNA分子中兩個非互補堿基之和是DNA分子總堿基數的一半”。（一）與DNA分子結構有關的計算【科學思維】知識總結堿基互補配對原則及相關計算3)雙鏈DNA分子中，非互補堿基之和的比例在兩條互補鏈中互為倒數。設雙鏈DNA分子中一條鏈上，,則，互補鏈中簡記為:"DNA兩條互補鏈中,不配對兩堿基之和的比值互為倒數,乘積為1"。4)雙鏈DNA分子中，若，則。2)在雙鏈DNA分子中，互補堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相等。設在雙鏈DNA分子中的一條鏈上A1+T1=n%，則A1=T2、A2=T1→A1+T1=A2+T2=n%，所以A＋T=(A1+A2+T1+T2)/2=(n%+n%)/2=n%。簡記為:“配對的兩堿基之和在單、雙鏈中所占比例相等”。（二）與DNA分子復制有關的計算【科學思維】1.同位素標記型（繪圖法）知識總結（二）與DNA分子復制有關的計算【科學思維】知識總結【例】（2020·開原市第二高級中學高三二模）一個雙鏈均被32P標記的DNA由5000個堿基對組成，其中腺嘌呤占20%，將其置于只含31P的環境中復制3次。下列敘述錯誤的是（）A.該DNA分子的特異性與堿基對的排列順序有關B.復制過程需要2.4×104個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸C.子代DNA分子中含32P的單鏈與含31P的單鏈數目之比為1:7D.子代DNA分子中含32P與只含31P的分子數目之比為1:3B1.同位素標記型（繪圖法）（二）與DNA分子復制有關的計算【科學思維】知識總結2.一個親代DNA連續復制n次后，則：(1)子代DNA分子數：2n個①無論復制多少次，含15N的DNA分子始終是2個做題時看準是“含”還是“只含”②含14N的DNA分子有2n個，只含14N的DNA分子有(2n－2)個做題時看準是“DNA分子數”還是“鏈數”(2)子代DNA分子總鏈數：2n×2＝2n＋1條①無論復制多少次，含15N的鏈始終是2條②含14N的鏈數是(2n＋1－2)條(3)消耗的脫氧核苷酸(堿基)數（設DNA分子中某堿基數為m）①則經過n次復制需要消耗游離的該脫氧核苷酸數為m×(2n－1)個②若進行第n次復制，則需消耗游離的該脫氧核苷酸數為m×2n－1個（二）與DNA分子復制有關的計算【科學思維】知識總結3.與染色體相關的計算（繪圖法）1條染色體上的1個DNA1條染色體上的2個DNA1條染色單體上的1個DNADNA分子半保留復制圖像及解讀（二）與DNA分子復制有關的計算【科學思維】知識總結3.與染色體相關的計算（繪圖法）【例】(2020·山東高三期中)在含有BrdU的培養液中進行DNA復制時，BrdU會取代胸苷摻入到新合成的鏈中，形成BrdU標記鏈。當用某種熒光染料對復制后的染色體進行染色，發現含半標記DNA(一條鏈被標記)的染色單體發出明亮熒光，含全標記DNA(兩條鏈均被標記)的染色單體熒光被抑制(無明亮熒光)。若將一個細胞置于含BrdU的培養液中，培養到第三個細胞周期的中期進行染色并觀察。下列推測錯誤的是（）A.1/2的染色體熒光被抑制B.1/4的染色單體發出明亮熒光C.全部DNA分子被BrdU標記D.3/4的DNA單鏈被BrdU標記C（二）與DNA分子復制有關的計算【科學思維】知識總結4.與細胞分裂相關的計算（繪圖法）(1)進行有絲分裂過程中核DNA和染色體的標記情況分析細胞DNA復制一次細胞分裂一次，如圖為連續分裂兩次的過程圖(以一條染色體為例)。由圖可以看出，第一次有絲分裂形成的兩個子細胞中所有核DNA分子均由一條親代DNA鏈和一條子鏈組成；第二次有絲分裂后最終形成的子細胞中含親代DNA鏈的染色體條數是0～2n(以體細胞染色體數為2n為例)。（二）與DNA分子復制有關的計算【科學思維】知識總結第一次有絲分裂用15N標記1對同源染色體上的2個DNA分子每條同源染色體上的每條染色體單體均帶有標記分裂形成2個子細胞，每個子細胞中的每條染色體均帶有標記①②④③第二次有絲分裂分裂形成4個子細胞，子細胞類型有4種組合方式①有1/2的子細胞帶有標記②③有3/4的子細胞帶有標記④全部子細胞帶有標記4.與細胞分裂相關的計算（繪圖法）(1)進行有絲分裂過程中核DNA和染色體的標記情況分析（二）與DNA分子復制有關的計算【科學思維】知識總結4.與細胞分裂相關的計算（繪圖法）(1)進行減數分裂過程中核DNA和染色體的標記情況分析在進行減數分裂之前，DNA復制一次，減數分裂過程中細胞連續分裂兩次。如圖是一次減數分裂的結果(以一對同源染色體為例)。分裂形成4個子細胞，全部子細胞中的每條染色體均帶有標記。15N標記1對同源染色體上的兩個DNA分子同源染色體分離姐妹染色單體分離第二講DNA分子的結構、復制、基因的本質213DNA分子的結構與基因的本質DNA分子的復制與DNA分子相關的計算4真題再現1.[2021廣東，5，2分]DNA雙螺旋結構模型的提出是二十世紀自然科學的偉大成就之一。下列研究成果中，為該模型構建提供主要依據的是()①赫爾希和蔡斯證明DNA是遺傳物質的實驗②富蘭克林等拍攝的DNA分子X射線衍射圖譜③查哥夫發現的DNA中嘌呤含量與嘧啶含量相等④沃森和克里克提出的DNA半保留復制機制A.①② B.②③ C.③④ D.①④B[解析]沃森和克里克以威爾金斯和其同事富蘭克林提供的DNA衍射圖譜的有關數據為基礎，推算出DNA分子呈雙螺旋結構；從查哥夫那里得到腺嘌呤的量總是等于胸腺嘧啶的量，鳥嘌呤的量總是等于胞嘧啶的量，于是他們改變了堿基配對方式，讓A與T配對，G與C配對，構建出新的DNA模型。所以為該模型提供主要依據的是②③，故選B。2．(2018·江蘇卷)下列關于DNA和RNA的敘述，正確的是(

)A．原核細胞內DNA的合成都需要DNA片段作為引物B．真核細胞內DNA和RNA的合成都在細胞核內完成C．肺炎雙球菌轉化實驗證實了細胞內的DNA和RNA都是遺傳物質D．原核細胞和真核細胞中基因表達出蛋白質都需要DNA和RNA的參與D3.[2018海南，15，2分]現有DNA分子的兩條單鏈均只含有14N（表示為14N14N）的大腸桿菌，若將該大腸桿菌在含有15N的培養基中繁殖兩代，再轉到含有14N的培養基中繁殖一代，則理論上DNA分子的組成類型和比例分別是()A.有15N14N和14N14N兩種，其比例為1∶3B.有15N15N和14N14N兩種，其比例為1∶1C.有15N15N和14N14N兩種，其比例為3∶1D.有15N14N和14N14N兩種，其比例為3∶1D[解析]將含有14N14N的大腸桿菌置于含有15N的培養基中繁殖兩代后，由于DNA的半保留復制，得到的子代DNA為2個15N15N－DNA和2個14N15N－DNA，再將其轉到含有14N的培養基中繁殖一代，會得到6個15N14N－DNA和2個14N14N－DNA，比例為3∶1，D正確。4．(2017·海南卷)DNA分子的穩定性與堿基對之間的氫鍵數目有關。下列關于生物體內DNA分子中(A＋T)/(G＋C)與(A＋C)/(G＋T)兩個比值的敘述，正確的是(

)A．堿基序列不同的雙鏈DNA分子，后一比值不同B．前一個比值越大，雙鏈DNA分子的穩定性越高C．當兩個比值相同時，可判斷這個DNA分子是雙鏈D．經半保留復制得到的DNA分子，后一比值等于1D5.[2019天津，1，6分]用3H標記胸腺嘧啶后合成脫氧核苷酸，注入真核細胞，可用于研究()A.DNA復制的場所 B.mRNA與核糖體的結合C.分泌蛋白的運輸 D.細胞膜脂質的流動A[解析]DNA復制需要模板DNA鏈、原料脫氧核苷酸、能量ATP以及DNA聚合酶，用3H標記胸腺嘧啶后合成脫氧核苷酸，注入真核細胞，可用于研究DNA復制的場所，A符合題意。6.[2018浙江4月選考，22，2分]某研究小組進行“探究DNA的復制過程”的活動，結果如圖所示。其中