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【备战2023高考】生物考点全复习——第26讲《DNA分子的结构及基因的概念》复习课件（新教材新高考）
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这是一份【备战2023高考】生物考点全复习——第26讲《DNA分子的结构及基因的概念》复习课件（新教材新高考），共34页。
第26讲 DNA分子的结构及基因的概念
1.概述DNA分子是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。2.理解基因的概念。
考点一 DNA分子的结构及相关计算
考点二 基因通常是有遗传效应的DNA片段
主要考点 必备知识
DNA分子的结构及相关计算
1.DNA双螺旋结构模型的构建
沃森和克里克根据不清晰的DNA的X射线衍射照片发现DNA是螺旋结构。
维尔金斯和弗兰克林拍摄非常清晰的DNA的X射线衍射照片。
沃森和克里克搭建双螺旋模型：脱氧核糖-碱基交替排列为骨架，两条链的之间以相同的碱基配对。
查伽夫发现：DNA分子中A=T，C=G
沃森和克里克搭建正确的双螺旋模型：脱氧核糖-碱磷交替排列为骨架，两条链的之间以A与T配对，C与G配对。1953年发表论文，1962年获得诺奖。
2.DNA（脱氧核酸）分子的结构
组成元素：C、H、O、N、P
(1)基本组成单位：
(2)脱氧核苷酸的种类：
（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。
（2） DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。
（3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：A与T配对，形成两个氢键；G与C配对，形成三个氢键。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。
(3)DNA的平面结构
注意：每条脱氧核苷酸链在5′端都只有一个游离的磷酸基团，因此DNA分子中只含有2个游离的磷酸基团。
(4)DNA的空间结构
3.DNA的特性①多样性：碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性→遗传信息的多样性→蛋白质分子的多样性→生物的多样性②特异性：每个DNA分子碱基对的排列顺序是特定的，构成了每个DNA分子的特异性→遗传信息的特异性→蛋白质分子的多样性→生物的特异性。③稳定性：DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成，盘旋成双螺旋结构。磷酸和核糖交替连接，排列在外侧构成基本骨架；碱基排列在内测。两条链上的相邻碱基通过氢键相连，碱基间遵循碱基互补配对原则。
4.DNA的功能：携带遗传信息。
(1)双链DNA分子中，两不互补碱基之和的比值等于1．
( A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1
(2)双链DNA分子中，两 不互补碱基之和占碱基总数的50% 。
∴ A+G=T+C =A+C=T+G= 50%
5. DNA的结构解题技巧训练
(3)双链DNA分子中，互补的两条链中两不互补碱基之和的比值互为倒数.
(4)在双链DNA分子中，两互补碱基之和之比等于任意一条链中的两互补碱基之和之比
双链DNA分子中，两互补碱基之和占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中两互补碱基之和占该链碱基总数的百分比。
规律(4)推导
考向 DNA的结构及特点1.下列有关双链DNA分子的叙述，错误的是( )A.分子中脱氧核糖与磷酸的数量比为1∶1B.分子中嘌呤总数与嘧啶总数之比为1∶1C.分子中磷酸二酯键数目与氢键数目之比为1∶1D.一条单链中(A＋C)与其互补链中(T＋G)之比为1∶1
考向 DNA结构的相关计算1.已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链中的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%,17.1% B.31.3%,18.7%C.18.7%,31.3% D.17.1%,32.9%
解析：互补的碱基之和的比例在DNA的任何一条链中及整个DNA分子中都相等，由G与C之和占全部碱基总数的35.8%，T和C分别占一条链碱基总数的32.9%和17.1%，可知A占这条链碱基总数的1－35.8%－32.9%＝31.3%，G占这条链碱基总数的35.8%－17.1%＝18.7%，根据碱基互补配对原则，它的互补链中T、C的比例分别为31.3%、18.7%。
1.DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基( )2.每个DNA分子中，都是碱基数＝磷酸数＝脱氧核苷酸数＝脱氧核糖数( )3.G—C碱基对的比例越大，DNA分子的稳定性越高( )4.在环状DNA和链状DNA结构中，均有两个游离磷酸( )5.两条链上互补的碱基通过氢键连接成碱基对( )6.DNA分子中一条链上的相邻碱基通过氢链连接( )
7.每个DNA分子中一般都会含有四种脱氧核苷酸( )8.DNA分子的两条链是反向平行的，并且游离的磷酸基团位于同一侧( )9维持基因结构稳定的键主要是磷酸二酯键和氢键( )
10.DNA分子一条链上的相邻碱基通过“磷酸—脱氧核糖—磷酸”相连( )11.DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基( )12.双链DNA分子同时含有2个游离的磷酸基团，其中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数( )13.某双链DNA分子中一条链上A∶T＝1∶2，则该DNA分子中A∶T＝2∶1( )
14.DNA中有氢键，RNA中没有氢键( )15.DNA分子中嘌呤数一定等于嘧啶数( )16.某DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数，该DNA分子一定是双链DNA( )
1.(必修2 P50)DNA分子是由两条单链组成的，这两条链按 方式盘旋成 结构。2.(必修2 P50)DNA分子的基本骨架由 连接。3.(必修2 P50)DNA分子内侧由两条链上的碱基通过 形成碱基对，即A和 配对(氢键有 个)，G和 配对(氢键有 个)。碱基之间的这种一一对应的关系，叫碱基互补配对原则。双链DNA中A(腺嘌呤)的量总是和T(胸腺嘧啶)的量相等，C(胞嘧啶)的量总是和G(鸟嘌呤)的量相等。
4.染色体是DNA的 ，每条染色体上有 个DNA分子。基因的本质： 。5.DNA只有4种脱氧核苷酸，能够储存足够量遗传信息的原因是____________________________________________________________________ 。
通常是有遗传效应的DNA片段
构成DNA的4种脱氧核苷酸的数目成千上万，脱氧核苷酸的排列顺序千差万别
6.必修2 P50：DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作 ，另一端有一个羟基(—OH)，称作 ，两条单链走向 ，一条单链是从5′－端到3′－端的，另一条单链是从3′－端到5′－端的。
基因通常是有遗传效应的DNA片段
1.基因与DNA(1)遗传信息：指基因中的脱氧核苷酸的排列顺序。不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序不同，含有的遗传信息不同。
一个DNA的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成，从头到尾没有变化。两条链间碱基互补配对的原则不变.不同的基因，四种脱氧核苷酸（碱基）的排列顺序不同
研究表明，DNA分子能够储存足够量的遗传信息；遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性；DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。DNA分子上分布着多个基因，基因是有遗传效应的DNA片段。
注意：并非任何一个DNA片段都是基因，只有具有遗传效应的DNA片段才是基因。DNA包括基因与非基因的碱基序列。 对于RNA病毒来说，基因就是具有遗传效应的RNA片段。 生物体的DNA分子数目小于基因数目。生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。这说明基因是DNA的片段，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的。基因是有遗传效应的DNA片段。 在人类的DNA分子中，核苷酸序列多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。 从进化的角度来看基因不能是碱基的随机排列。
人类基因组计划测定的是24条染色体 （22条常染色体+X+Y）上DNA的碱基序列。其中，每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约有31.6亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。
不少人认为，人和动物体的胖瘦是由遗传决定的。近来的科学研究发现，小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组的小鼠变得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍保持正常。
2.基因、DNA、染色体之间的关系
染色体是DNA的主要载体
每个染色体上有一个或两个DNA分子
基因通常是有遗传效应的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
是遗传物质的结构和功能单位
与RNA聚合酶结合位点
编码蛋白质 ,连续不间断
②调控遗传信息表达,上游的RNA聚合酶结合位点
非编码区：不编码蛋白质，调控遗传信息的表达
连续的，并翻译成蛋白质
间隔、不连续，外显子编码蛋白质
真、原核细胞基因的结构
考向 基因的概念及基因与DNA的关系1.在人类的基因组中，编码蛋白质的基因序列只占人类基因组全长的2%，其余98%的序列都是非编码序列。研究表明，这些非编码序列也具有重要功能，如内含子序列，基因与基因之间的间隔区序列，都能转录为非编码RNA。它们虽然不能被翻译为蛋白质，但是发挥着重要的生理和生化功能。有科学家建议将这些转录生成此类非编码RNA的DNA片段称为RNA基因。下列有关说法正确的是( )A.RNA基因的基本单位是核糖核苷酸B.tRNA是由DNA的非编码序列转录形成的C.生物遗传信息的多样性仅由基因的编码区决定D.人体细胞内的DNA是主要的遗传物质
解析：RNA基因的本质为DNA片段，基本单位是脱氧核糖核苷酸，A错误；tRNA是由DNA转录而来，但是不编码蛋白质，属于题干中由非编码序列转录形成的，B正确；生物遗传信息的多样性由DNA上的脱氧核苷酸的排列顺序决定，包括编码区和非编码区，C错误；人体细胞内的核酸包括DNA和RNA，其中DNA是遗传物质，D错误。
第26讲 DNA分子的结构及基因的概念
1.概述DNA分子是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。2.理解基因的概念。
考点一 DNA分子的结构及相关计算
考点二 基因通常是有遗传效应的DNA片段
主要考点 必备知识
DNA分子的结构及相关计算
1.DNA双螺旋结构模型的构建
沃森和克里克根据不清晰的DNA的X射线衍射照片发现DNA是螺旋结构。
维尔金斯和弗兰克林拍摄非常清晰的DNA的X射线衍射照片。
沃森和克里克搭建双螺旋模型：脱氧核糖-碱基交替排列为骨架，两条链的之间以相同的碱基配对。
查伽夫发现：DNA分子中A=T，C=G
沃森和克里克搭建正确的双螺旋模型：脱氧核糖-碱磷交替排列为骨架，两条链的之间以A与T配对，C与G配对。1953年发表论文，1962年获得诺奖。
2.DNA（脱氧核酸）分子的结构
组成元素：C、H、O、N、P
(1)基本组成单位：
(2)脱氧核苷酸的种类：
（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。
（2） DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。
（3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：A与T配对，形成两个氢键；G与C配对，形成三个氢键。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。
(3)DNA的平面结构
注意：每条脱氧核苷酸链在5′端都只有一个游离的磷酸基团，因此DNA分子中只含有2个游离的磷酸基团。
(4)DNA的空间结构
3.DNA的特性①多样性：碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性→遗传信息的多样性→蛋白质分子的多样性→生物的多样性②特异性：每个DNA分子碱基对的排列顺序是特定的，构成了每个DNA分子的特异性→遗传信息的特异性→蛋白质分子的多样性→生物的特异性。③稳定性：DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成，盘旋成双螺旋结构。磷酸和核糖交替连接，排列在外侧构成基本骨架；碱基排列在内测。两条链上的相邻碱基通过氢键相连，碱基间遵循碱基互补配对原则。
4.DNA的功能：携带遗传信息。
(1)双链DNA分子中，两不互补碱基之和的比值等于1．
( A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1
(2)双链DNA分子中，两 不互补碱基之和占碱基总数的50% 。
∴ A+G=T+C =A+C=T+G= 50%
5. DNA的结构解题技巧训练
(3)双链DNA分子中，互补的两条链中两不互补碱基之和的比值互为倒数.
(4)在双链DNA分子中，两互补碱基之和之比等于任意一条链中的两互补碱基之和之比
双链DNA分子中，两互补碱基之和占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中两互补碱基之和占该链碱基总数的百分比。
规律(4)推导
考向 DNA的结构及特点1.下列有关双链DNA分子的叙述，错误的是( )A.分子中脱氧核糖与磷酸的数量比为1∶1B.分子中嘌呤总数与嘧啶总数之比为1∶1C.分子中磷酸二酯键数目与氢键数目之比为1∶1D.一条单链中(A＋C)与其互补链中(T＋G)之比为1∶1
考向 DNA结构的相关计算1.已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链中的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%,17.1% B.31.3%,18.7%C.18.7%,31.3% D.17.1%,32.9%
解析：互补的碱基之和的比例在DNA的任何一条链中及整个DNA分子中都相等，由G与C之和占全部碱基总数的35.8%，T和C分别占一条链碱基总数的32.9%和17.1%，可知A占这条链碱基总数的1－35.8%－32.9%＝31.3%，G占这条链碱基总数的35.8%－17.1%＝18.7%，根据碱基互补配对原则，它的互补链中T、C的比例分别为31.3%、18.7%。
1.DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基( )2.每个DNA分子中，都是碱基数＝磷酸数＝脱氧核苷酸数＝脱氧核糖数( )3.G—C碱基对的比例越大，DNA分子的稳定性越高( )4.在环状DNA和链状DNA结构中，均有两个游离磷酸( )5.两条链上互补的碱基通过氢键连接成碱基对( )6.DNA分子中一条链上的相邻碱基通过氢链连接( )
7.每个DNA分子中一般都会含有四种脱氧核苷酸( )8.DNA分子的两条链是反向平行的，并且游离的磷酸基团位于同一侧( )9维持基因结构稳定的键主要是磷酸二酯键和氢键( )
10.DNA分子一条链上的相邻碱基通过“磷酸—脱氧核糖—磷酸”相连( )11.DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基( )12.双链DNA分子同时含有2个游离的磷酸基团，其中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数( )13.某双链DNA分子中一条链上A∶T＝1∶2，则该DNA分子中A∶T＝2∶1( )
14.DNA中有氢键，RNA中没有氢键( )15.DNA分子中嘌呤数一定等于嘧啶数( )16.某DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数，该DNA分子一定是双链DNA( )
1.(必修2 P50)DNA分子是由两条单链组成的，这两条链按 方式盘旋成 结构。2.(必修2 P50)DNA分子的基本骨架由 连接。3.(必修2 P50)DNA分子内侧由两条链上的碱基通过 形成碱基对，即A和 配对(氢键有 个)，G和 配对(氢键有 个)。碱基之间的这种一一对应的关系，叫碱基互补配对原则。双链DNA中A(腺嘌呤)的量总是和T(胸腺嘧啶)的量相等，C(胞嘧啶)的量总是和G(鸟嘌呤)的量相等。
4.染色体是DNA的 ，每条染色体上有 个DNA分子。基因的本质： 。5.DNA只有4种脱氧核苷酸，能够储存足够量遗传信息的原因是____________________________________________________________________ 。
通常是有遗传效应的DNA片段
构成DNA的4种脱氧核苷酸的数目成千上万，脱氧核苷酸的排列顺序千差万别
6.必修2 P50：DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作 ，另一端有一个羟基(—OH)，称作 ，两条单链走向 ，一条单链是从5′－端到3′－端的，另一条单链是从3′－端到5′－端的。
基因通常是有遗传效应的DNA片段
1.基因与DNA(1)遗传信息：指基因中的脱氧核苷酸的排列顺序。不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序不同，含有的遗传信息不同。
一个DNA的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成，从头到尾没有变化。两条链间碱基互补配对的原则不变.不同的基因，四种脱氧核苷酸（碱基）的排列顺序不同
研究表明，DNA分子能够储存足够量的遗传信息；遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性；DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。DNA分子上分布着多个基因，基因是有遗传效应的DNA片段。
注意：并非任何一个DNA片段都是基因，只有具有遗传效应的DNA片段才是基因。DNA包括基因与非基因的碱基序列。 对于RNA病毒来说，基因就是具有遗传效应的RNA片段。 生物体的DNA分子数目小于基因数目。生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。这说明基因是DNA的片段，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的。基因是有遗传效应的DNA片段。 在人类的DNA分子中，核苷酸序列多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。 从进化的角度来看基因不能是碱基的随机排列。
人类基因组计划测定的是24条染色体 （22条常染色体+X+Y）上DNA的碱基序列。其中，每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约有31.6亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。
不少人认为，人和动物体的胖瘦是由遗传决定的。近来的科学研究发现，小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组的小鼠变得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍保持正常。
2.基因、DNA、染色体之间的关系
染色体是DNA的主要载体
每个染色体上有一个或两个DNA分子
基因通常是有遗传效应的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
是遗传物质的结构和功能单位
与RNA聚合酶结合位点
编码蛋白质 ,连续不间断
②调控遗传信息表达,上游的RNA聚合酶结合位点
非编码区：不编码蛋白质，调控遗传信息的表达
连续的，并翻译成蛋白质
间隔、不连续，外显子编码蛋白质
真、原核细胞基因的结构
考向 基因的概念及基因与DNA的关系1.在人类的基因组中，编码蛋白质的基因序列只占人类基因组全长的2%，其余98%的序列都是非编码序列。研究表明，这些非编码序列也具有重要功能，如内含子序列，基因与基因之间的间隔区序列，都能转录为非编码RNA。它们虽然不能被翻译为蛋白质，但是发挥着重要的生理和生化功能。有科学家建议将这些转录生成此类非编码RNA的DNA片段称为RNA基因。下列有关说法正确的是( )A.RNA基因的基本单位是核糖核苷酸B.tRNA是由DNA的非编码序列转录形成的C.生物遗传信息的多样性仅由基因的编码区决定D.人体细胞内的DNA是主要的遗传物质
解析：RNA基因的本质为DNA片段，基本单位是脱氧核糖核苷酸，A错误；tRNA是由DNA转录而来，但是不编码蛋白质，属于题干中由非编码序列转录形成的，B正确；生物遗传信息的多样性由DNA上的脱氧核苷酸的排列顺序决定，包括编码区和非编码区，C错误；人体细胞内的核酸包括DNA和RNA，其中DNA是遗传物质，D错误。
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