2024年人教版高考生物一轮复习：DNA的结构与复制

复习材料

第30课时DNA的结构与复制

1.概述DNA分子是由4种脱氧核甘酸构成的，通常由两条碱基互补配对的反向

课标要求平行长链盘旋成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息。2.概述DNA分

子通过半保留方式进行复制。

2022•重庆-T42022•河北-T82022•浙江6月选

1.DNA结构模型的构建

考-T”2021•广东-T5

2023•海南-T132022•广东-T122021•北京-T4

2.DNA结构、特点与计算

2020•浙江7月选考-T3

考情分析

2023・山东-T52022•海南-T112021•山东-T5

3.DNA复制过程及计算2021•浙江6月选考-T142021•海南・T6

2021•辽宁―T4

4.DNA复制与细胞分裂2021•浙江6月选考-T222019•浙江4月选考-T25

考点一DNA分子的结构与基因本质

1.DNA双螺旋结构模型的构建

⑴构建者：沃森和克里克。

(2)构建过程

2.DNA的结构

3.DNA结构特点

多样性若DNA含有n个碱基对，则其可能有4"种碱基排列顺序

特异性每个DNA分子都有特定的碱基排列顺序

稳定性两条主链上磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变，碱基配对方式不变等

回纳总结1DNA双螺旋结构的热考点

4.DNA中的碱基数量的计算规律

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，AI=T2,A2=「，GI=

C2，G2=C]O

⑴AI+A

尸n+T2；G1+G2=C1+C2O

1

即：双链中A=1,G=C，A+G=T+C=A+C=T+G=3A+G+T+C)°

规律一：双链DNA中喋吟碱基总数等于喀咤碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总

数的一半。

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(2)Ai+T1=A2+T2；GI+CI=G2+C2,

AI+TIA2+T2A+TCI+GIC2+GC+G

----=-----=---(N为相应的碱基总数),2

NiN2NNIN2N

规律二：互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等，简记为“补则

等

Ai+CiA2+C2

(3)---------与------的关系是互为倒数。

Ti+GiT2+G2

规律三：非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，简记为“不补则倒”。

A]A2A1

(4)若——a,——b,则-=—(a+6)。

MNiN2

规律四：某种碱基在双链中所占的比例等于它在每一条单链中所占比例和的一半。

5.基因本质

基因通常是具有遗传效应的DNA片段。有些病毒的遗传物质是RNA,对于这些病毒而言,

基因就是有遗传效应的RNA片段。

【拓展延伸慎、原核细胞基因的结构

6.基因与染色体、DNA、脱氧核甘酸的关系

【判断正误】

(1)沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式(X)

提示沃森和克里克以DNA衍射图谱为基础推算出DNA呈螺旋结构。

(2)某同学制作DNA双螺旋结构模型，在制作脱氧核甘酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱

基(X)

提示在制作脱氧核昔酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基。

(3)DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基(X)

提示DNA的每条脱氧核甘酸链除了3,端的脱氧核糖外，其余的脱氧核糖都是连接着两个磷

酸。

(4)某双链DNA分子中一条链上A：T=1：2,则该DNA分子中A：T=2:l(X)

提示该DNA分子为双链，其中A与T互补配对，即A=T,则该DNA分子中A:T=1：1。

(5)人体内控制「一珠蛋白合成的基因由1700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有4"。。

种(X)

提示人体内控制B—珠蛋白合成的基因由1700个碱基对组成，其碱基对的排列顺序是特定的。

(6)DNA分子的碱基对总数与所含有的基因的碱基对总数相等(X)

提示基因通常是有遗传效应的DNA片段，所以DNA分子的碱基对总数大于所含有的基因的

碱基对总数。

考向一DNA的结构分析

1.(2022・广东，12讥噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大

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肠杆菌后其DNA会自连环化(如图)，该线性分子两端能够相连的主要原因是0

A.单链序列脱氧核昔酸数量相等

B.分子骨架同为脱氧核糖与磷酸

C.单链序列的碱基能够互补配对

D.自连环化后两条单链方向相同

答案C

解析单链序列脱氧核苜酸数量相等、分子骨架同为脱氧核糖与磷酸交替连接，不能决定线性

DNA分子两端能够相连，A、B不符合题意；据图可知，单链序列的碱基能够互补配对，决

定该线性DNA分子两端能够相连，C符合题意；DNA的两条链是反向的，因此自连环化后

两条单链方向相反，D不符合题意。

2.(2024•连云港高三期末)如图是某学生在“制作DNA双螺旋结构模型”活动中制作的一个

模型，①②③④分别代表四种不同的碱基模型(①③代表喋吟碱基，②④代表喀咤碱基)。下

列叙述正确的是()

A.该模型可代表一个双链脱氧核糖核酸分子

B.该模型表明每个脱氧核糖都与一个磷酸相连

C.①②③④位于DNA双螺旋结构的外侧

D.若要将此链和其互补链连接，则需要10个连接物代表氢键

答案D

解析该模型只有一条单链，不可代表一个双链脱氧核糖核酸分子，A错误；该模型中有三个

脱氧核糖都与两个磷酸相连，有一个脱氧核糖与一个磷酸相连，B错误；①②③④是碱基，

位于DNA双螺旋结构的内侧，磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，C错误；若要将此

链和其互补链连接，其中的A-T之间有2个氢键，C-G之间有3个氢键，图中A—T碱基

对有2个，C—G碱基对有2个，则需要2X2+2X3=10(个)连接物代表氢键，D正确。

考向二DNA结构的相关计算

3.(2023・承德高三联考)下列有关双链DNA分子的叙述，正确的是()

A.若DNA分子一条链中的碱基A所占比例为a,则另一条链中的碱基A所占比例也一定

为a

B.如果一条链上(A+T)：(G+C)=m,则另一条链上该比值也为m

C.如果一条链上的A：T：G：C=2：2：3：3,则另一条链上该比值为3：3：2：2

D.由50个碱基对组成的DNA分子片段中至少含有氢键的数量为150个

答案B

解析若DNA分子一条链中的碱基A所占比例为a,据此无法计算出另一条链的碱基A所占

比例，A错误；如果一条链上(A+T)：(G+C)=m,根据碱基互补配对原则，则另一条链上

该比值也为m,B正确；如果一条链上的A：T：G：C=2：2：3：3,则另一条链上该比值

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为2：2：3：3,C错误；由50个碱基对组成的DNA分子片段中至少含有氢键的数量为50X2

=100(个)，最多含有氢键的数量为50X3=150(个)，D错误。

4.如图表示不同DNA分子中各种碱基的比例关系，下列说法正确的是()

A.若甲表示不同DNA分子一条单链中碱基G的比例变化，则乙可表示其互补链中C的比

例变化

B.若甲表示不同DNA分子一条单链中嘿吟碱基的比例，则乙可以表示其互补链中喋吟碱基

的比例

C.若甲表示不同DNA分子一条单链中A+T的比例，则乙可以表示其互补链中A+T的比

例

D.若甲表示不同DNA分子一条单链中(A+G)/(T+C),则乙可以表示其互补链中(A+G)/(T

+C)

答案B

解析DNA分子两条链中的G与C互补，二者含量相同，若甲表示不同DNA分子一条单链

中碱基

G的比例变化，则甲也可表示其互补链中C的比例变化，A错误；DNA分子单链中，喋吟

比例+喀噫比例=1,若甲表示不同DNA分子一条单链中喋吟碱基的比例，则乙可以表示其

互补链中噤吟碱基的比例，B正确；DNA分子中，一条链中的A+T与另一条链中的T+A

相等，若甲表示不同DNA分子一条单链中A+T的比例，则甲也可表示其互补链中A+T的

比例，C错误；非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，若甲表示不同DNA分子

一条单链中(A+G)/(T+C),则乙可以表示其互补链中(T+C)/(A+G),D错误。

【归纳提升E步解决DNA分子中有关碱基比例的计算

第一步：搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例，还是占DNA分

子一条链上碱基的比例。

第二步：画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基。

第三步：根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。

考点二DNA的复制

1.对DNA复制方式的推测

(1)假说一：全保留复制

在复制过程中新的DNA分子单链结合在一起，形成一条新的DNA双链，而亲本DNA双链

仍然被保留在一起。

(2)假说二：半保留复制

①提出者：美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。

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②内容：DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链作

为复制的模板,游离的脱氧核昔酸依据碱基互补配对原则,通过形成氢键结合到作为模板的

单链上。

③特点：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。

(3)假说三：弥散型复制

在复制过程中亲本DNA双链被切割成小片段，分散在新合成的两条DNA双链中。

2.DNA半保留复制的实验

(1)实验者：美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔。

⑵研究方法：假说一演绎法。

(3)实验材料：大肠杆菌。

(4)实验技术：同位素标记技术和离心技术。

⑸实验背景：KN和*N是氮元素的两种稳定同位素，这两种同位素相对原子质量不同，含

15N的DNA比含MN的DNA的密度大,因此，利用离心技术可以在试管中分离开含有不同

氮元素的DNA。

(6)实验过程

(7)实验预期(演绎推理)

①图示分析：若亲代DNA分子完全被15N标记，请分别按照半保留复制、全保留复制和弥

散型复制的假说,分析绘制15N标记的亲代DNA分子在含有MN的环境中连续复制所得子一

代和子二代的DNA分子中的UN和14N的分布状态，实线表示15N标记，虚线部分表示14N

记。

②请依据上述分析，预测离心后DNA在离心管中分布的位置。

提示如图所示

(8)实验结果

①立即取出，提取DNA-离心叱全部重带。

②繁殖一代后取出，提取DNAf离心一全部中带。

③繁殖两代后取出，提取DNA-离心1/2轻带、1/2中带。

(9)实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。

3.DNA的复制

(1)概念、时间、场所

⑵过程

(3)结果：一个DNA分子形成了两个完全相同的DNA分子。

“、蛀占［边解旋边复制

(4)将点［半保留复制

(5)DNA准确复制的原因

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DNA具有独特的双螺旋结构,为复制提供精确的模板，通过碱基互补配对,保证了复制能准

确地进行。

（6）DNA复制的意义：DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了

遗传信息的连续性。

4.“图解法”分析DNA复制相关计算

（1）将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养液中连续复制"次，贝h

（含&N的DNA分子：2个

小n仆C2A什c”人只含MN的DNA分子：0个

①子代DNA/、2Ij含MN的DNA分子：2'个

I只含14N的DNA分子：（2"—2）个

妙…淤牯什攵J含15N的脱氧核昔酸链：2条

②脱虱核甘酸链共2条［含中的脱氧核甘酸链：（2"+「2）条

（2）DNA分子复制过程中消耗的脱氧核昔酸数

①若亲代DNA分子含有某种脱氧核昔酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核甘酸数为

n

m.（2—1）o

②第n次复制需要消耗该种脱氧核甘酸数为1n-2-。

【热图解读慎核生物和原核生物的DNA复制

真核DNA分子复制是从多个起点开始的，但多起点并非同时进行；而原核生物的DNA是环

状双链且只有一个复制起点，但其复制速度很快，弥补只有一个复制位点的不足。

5.细胞分裂中标记染色体去向的分析

（1）有丝分裂中染色体的标记情况

用-N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含UN的培养液中进行两次有丝分裂，情况如图

所示（以一对同源染色体为例）：

第一次有丝第一次有丝第二次有丝第二次有丝

（注:体细胞染色体为2〃条）

分裂中期分裂后期分裂中期分裂后期

15N标记的染色体数2rl4〃2n2n

15N标记的染色单体数4n02n0

1个细胞经两次有丝分裂产生的4个子细胞已口有2或3或4个细胞含有15N麻记的染色体；

每个子细胞含15N标记的染色体为0〜2〃条。

（2）减数分裂中染色体的标记情况

用-N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含UN的培养液中进行正常减数分裂，情况如图

所示（以一对同源染色体为例）：

由图可以看出，子细胞中的所有染色体都含

（3）先进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂细胞中染色体的标记情况

用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含"N的培养液中进行一次有丝分裂，再继续在

含14N的培养液中进行正常减数分裂，情况如图所示（以一对同源染色体为例）：

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若该生物的正常体细胞的核DNA为2〃,则经上述过程形成的子细胞中含15N标记DNA的个

数为。〜n个。

【判断正误】

(1)在DNA复制方式的探究实验中，若通过对第一代DNA解旋获得的DNA单链进行离心，

其结果也可确定DNA复制的方式是全保留复制还是半保留复制(X)

提示因为两种复制方式得到的第一代DNA分子解旋后再离心所得的条带一样，无法区分其

复制方式。

(2)DNA中氢键全部断裂后，以两条母链为模板各合成一条子链(X)

提示DNA复制是一个边解旋边复制的过程，而非完全解开后再复制。

(3)生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA—蛋白质复合物的形式存在。若复合物中的某

蛋白质参与DNA复制，则该蛋白质一定是DNA聚合酶(义)

提示该蛋白质也有可能是解旋酶。

(4)蛙的红细胞和哺乳动物成熟的红细胞中都可以发生DNA复制过程(X)

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没有细胞

核，也无各种细胞器，不能进行DNA分子的复制。

(5)DNA双链被32P标记后，复制n次，子代DNA中有标记的占1/2"(X)

提示子代DNA中有标记的只有2个，占1/2"T。

(6)一个含有m个腺喋吟的DNA分子经过n次复制，共需要消耗腺喋吟脱氧核甘酸2«->Xm

个(X)

提示n次复制共需要消耗腺喋吟脱氧核甘酸(2〃一1)又加个。

据图分析DNA复制过程：

(1)图示中的解旋酶和DNA聚合酶各有什么作用？

提示解旋酶使氢键打开，将DNA双螺旋的两条链解开；DNA聚合酶催化形成磷酸二酯键，

将单个游离的脱氧核甘酸加到DNA链上，从而形成新的子链。

(2)据图思考：DNA聚合酶不能从头合成DNA,而只能从3'一端以5'一端一3'一端方向

催化延伸聚合子代DNA链(因此DNA复制需要引物，为DNA聚合酶提供3，一端)，但是

DNA的两条链是反向平行的，那么DNA的两条链是如何同时作为模板合成其互补链的呢？

DNA复制还需要什么酶？

提示DNA复制过程中，当以a链为模板时,DNA聚合酶可以沿5'—端一3'一端方向连续合

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5'一端一3’一端方向合成

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'—端一3'一端方向合成的DNA片段连接起来的。DNA复制还需要解旋酶等的参与。

(3)通常DNA分子复制从一个复制起始点开始，有单向复制和双向复制，如图所示。放射性

越高的3H—胸腺喀咤脱氧核糖核昔(3H—脱氧胸普)，在放射自显影技术的图像上，感光还原

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的银颗粒密度越高。

①请利用放射性自显影技术、低放射性3H—脱氧胸背和高放射性3H—脱氧胸背，设计实验

以确定大肠杆菌DNA复制的方向。

提示复制开始时，首先用含低放射性3H—脱氧胸昔培养基培养大肠杆菌，一段时间后转移到

含有高放射性3H—脱氧胸背的培养基中继续培养，用放射自显影技术观察复制起点和复制起

点两侧银颗粒密度情况。

②预测实验结果并得出结论。

提示若复制起点处银颗粒密度低，复制起点的一侧银颗粒密度高，则DNA分子复制为单向

复制；若复制起点处银颗粒密度低，复制起点的两侧银颗粒密度高，则DNA分子复制为双

向复制。

(4)将发生癌变的小肠上皮细胞用含3H标记的胸腺嚏咤脱氧核昔酸的培养液培养，一段时间

后再移至普通培养液中培养，不同间隔时间取样，检测到被标记的癌细胞比例减少，解释出

现上述结果的原因。

提示依据DNA半保留复制的特点，移到普通培养液中的被标记的癌细胞，随着细胞增殖次

数的增加，不被标记的癌细胞开始出现并不断增多，故被标记的癌细胞比例减少。

(5)不进行细胞分裂的细胞中，还会发生DNA的复制吗？

提示会发生DNA的复制。叶绿体和线粒体之中也含有DNA,它们自我复制增殖时会进行

DNA的自我复制，但细胞此时不一定处于分裂状态。

考向三DNA复制过程及实验证据辨析

5.单分子荧光测序技术原理如图所示。某种脱氧核糖核昔三磷酸(dNTP,N可代表碱基A、

G、C、T)提供一个相应的脱氧核昔酸连接到DNA子链上的同时，会产生一分子的焦磷酸

(PPi),一分子的PPi可以通过一系列反应使荧光素发出一次荧光，通过检测荧光的有无可推

测模板链上相应位点的碱基种类。下列说法错误的是()

A.测序过程中dNTP可以为反应提供能量

B.单分子荧光测序需要在DNA复制过程中进行

C.测序时需要在反应体系中同时加入4种dNTP

D.利用该技术测序时可能会连续多次出现荧光现象

答案C

解析测序过程中的能量来自dNTP水解释放的能量，A正确；单分子荧光测序时dNTP提供

一个脱氧核甘酸作为DNA复制的原料，B正确；每一轮测序中只加入1种dNTP,C错误;

在连续的位置可能出现相同碱基，则会连续多次出现荧光现象，D正确。

6.(2022•海南，11)科学家曾提出DNA复制方式的三种假说：全保留复制、半保留复制和分

散复制(图1)。对此假说，科学家以大肠杆菌为实验材料，进行了如下实验(图2)。

下列有关叙述正确的是()

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A.第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，说明DNA复制方式一定是半保留复制

B.第二代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带和1条轻带，说明DNA复制方式一定是

全保留复制

C.结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果，说明DNA复制方式一定是分散复制

D.若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，细菌DNA离心后试管中会出现1

条中带和1条轻带

答案D

解析第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，则可以排除全保留复制，但不能肯定

是半保留复制或分散复制，继续做子二代DNA密度鉴定，若子二代可以分出一条中带和一

条轻带，则可以排除分散复制，同时肯定是半保留复制，A、B、C错误；若DNA复制方式

是半保留复制，继续培养至第三代，形成的子代DNA有两条链均为MN,或一条链为MN、

一条链为15N两种类型，因此细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带，D正确。

考向四DNA复制过程的有关计算

7.如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有5000对碱基，A+T占碱基总数的34%。

若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制2次，下列叙述正确的是（）

A.复制时作用于③处的酶为DNA聚合酶

B.DNA分子复制2次需游离的胞嚏咤脱氧核甘酸9900个

C.④处指的是腺喋吟核糖核甘酸

D.子代中含15N的DNA分子占1/2

答案B

解析复制时作用于③（氢键）处的酶为解旋酶而不是DNA聚合酶，A错误；由题干信息可知,

G+C=l—34%=66%,则G=C=3300（个），则复制2次需要游离的胞喀唳脱氧核甘酸为

3300X（22-1）=9900（个），B正确；DNA分子的基本单位是脱氧核昔酸，所以④处指的是腺

喋吟脱氧核甘酸，C错误；图示DNA分子只有一条链含15N,根据DNA的半保留复制特点,

连续复制2次后，形成的4个DNA分子，只有1个DNA分子含有15N,因此子代中含

的DNA分子占1/4,D错误。

8.（2021•浙江6月选考，14）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，则需游离的胞嚏咤

脱氧核糖核甘酸数量为0

A.240个B.180个C.114个D.90个

答案B

解析分析题意可知，该DNA片段含有100个碱基对，即每条链含有100个碱基，其中一条

链（设为1链）的A+T占40%,即Ai+「=40（个），则3+Gi=60（个）；互补链（设为2链）中

G与T分别占22%和18%,即G2=22,T2=18,可知CI=22,则GI=60-22=38=C2,故

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该DNA片段中C=22+38=60（个）。已知DNA复制了2次，则DNA分子的个数为2?=

4（个），4个DNA分子中共有胞喀咤脱氧核糖核昔酸的数量为4X60=240（个），原DNA片段

中有60个胞喀咤脱氧核糖核苔酸，则需要游离的胞喀噫脱氧核糖核甘酸数量为240—60=

180（个），B符合题意。

考向五DNA复制与细胞分裂的关系

9.（2019•浙江4月选考，25）在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸背掺

入到新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色，发

现含半标记DNA（一条链被标记）的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA（两条链均被标记）

的染色单体荧光被抑制（无明亮荧光）。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，培养到第三个

细胞周期的中期进行染色并观察（以一条模板DNA观察）。下列推测错误的是（）

A.1/2的染色体荧光被抑制

B.1/4的染色单体发出明亮荧光

C.全部DNA分子被BrdU标记

D.3/4的DNA单链被BrdU标记

答案D

解析第一个细胞周期结束，每条染色体DNA都是一条链为旧链，一条链为新链，发荧光；

第二个细胞周期结束时，有一半染色体的DNA两条链都是新链，荧光被抑制（记作甲类型）,

有一半染色体DNA一条链是旧链、一条链是新链，发荧光（记作乙类型）；这样的染色体再次

进入下一个细胞周期，在中期时，甲类型的染色体上有一条染色单体发荧光，一条应该被抑

制；乙类型的染色体上两条染色单体都是荧光被抑制，所以有一半的染色体荧光被抑制，A

正确；染色单体发出明亮荧光比例为l/2Xl/2=l/4,B正确；所有DNA分子都含有新合成

的DNA链，所以全部DNA分子被BrdU标记，C正确；亲本单链占的比例为1/8,所以新合

成单链被BrdU标记比例为1—1/8=7/8,D错误。

10.将某雄性动物细胞的全部DNA分子的两条链经32P标记（染色体数为2〃）后，置于不含32P

的培养基中培养。经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞，检测子细胞中的放射性情况。

下列推断正确的是0

A.若进行有丝分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1/2

B.若进行减数分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1

C.若子细胞中的染色体都含32P,则一定进行有丝分裂

D.若子细胞中的染色体不都含32P,则一定进行减数分裂

答案B

解析若子细胞中的染色体都含32P,说明DNA只复制一次，则一定进行减数分裂，C错误;

若子细胞中的染色体不都含32p,则一定进行的是有丝分裂，D错误。

1.DNA只含有4种脱氧核甘酸,能够储存足够量遗传信息的原因是构成DNA的4种碱基（脱

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氧核七酸）的排列顺序千变万化。

2.DNA复制的特点是边解旋边复制、半保留复制。DNA精确复制的原因：DNA双螺旋结

构提供了复制的模板，碱基互补配对原则保证了复制的精确进行。

3.一个DNA连续复制”次后，DNA分子总数为第"代的DNA分子中，含原DNA母

链的有2个，占I—。若某DNA分子中含碱基T为a,则连续复制〃次，所需游离的胸腺

喀口定脱氧核昔酸数为aX（2"-1）；第n次复制时所需游离的胸腺喀咤脱氧核/酸数为aX2”一

I。

4.果蝇DNA形成多个复制泡的原因：果蝇的DNA有多个复制起点，可从不同起点开始DNA

的复制，由此加快了DNA复制的速率，为细胞分裂做好准备。

5.某哺乳动物体细胞中的DNA分子展开长2m左右，预测复制完成至少需要8h,而实际上

只需约6h。据图分析，最可能的原因是DNA复制是多个起点、双向复制。

6.研究表明，在DNA分子加热解链时，DNA分子中G+C的比例越高，解链需要的温度越

高，原因是DNA分子中G+C的比例越高，氢键数越多，DNA分子结构越稳定。

7.将一个带有某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其侵染大肠杆菌，在不

含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体（n个）

并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n,原因是一个含32P标记的噬菌体双链DNA

分子经半保留复制后，标记的两条单链分配到2个噬菌体的双链DNA分子中，因此得到的n

个噬菌体中，只有2个带标记。

8.用一段由放射性同位素标记的DNA片段可以确定基因在染色体上的位置。某研究人员使

用放射性同位素32P标记的脱氧腺昔三磷酸（dATP,dA—Pa〜Pp〜P?）等材料制备了DNA片段

甲（单链），对W基因在染色体上的位置进行了研究，实验流程的示意图如下，贝心

⑴该研究人员在制备32P标记的DNA片段甲时，所用dATP的a位磷酸基团中的磷必须是

32P,原因是dATP分子中的两个特殊的化学键断裂后形成的dA—P是组成DNA的基本单位

之一，所以a位磷酸基团中的磷是32P,才能使DNA具有32P的放射性。

（2）该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品，在混合操作之前去除了样品中的RNA分子,

去除RNA分子的目的是防止RNA分子与DNA分子碱基互补配对结合，从而影响DNA与

染色体对应位点的DNA结合。

课时精练

1.（2021・广东，5）DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研

究成果中，为该模型构建提供主要依据的是0

①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验

②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱

复习材料

③查哥夫发现的DNA中喋吟含量与喀咤含量相等

④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制

A.①②B.②③C.③④D.①④

答案B

解析赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了DNA是遗传物质，与构建DNA

双螺旋结构模型无关；沃森和克里克根据富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱，推

算出DNA分子呈螺旋结构；查哥夫发现的DNA中喋吟含量与喀唆含量相等，沃森和克里克

据此推出碱基的配对方式;DNA半保留复制机制是在DNA双螺旋结构模型建立之后提出的。

2.某同学利用塑料片、曲别针、扭扭棒、牙签、橡皮泥、铁丝等材料制作DNA双螺旋结构

模型，以加深对DNA结构特点的认识和理解。下列操作或分析错误的是()

A.一条链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖”连接在一起

B.制成的模型上下粗细相同，是因为A—T碱基对与G—C碱基对的形状和直径相同

C.在构建的不同长度DNA分子中，碱基G和C的数量越多化学结构越稳定

D.观察所构建模型中只连接一个五碳糖的磷酸基团位置，可看出DNA两条链方向相反

答案C

解析一条链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖”连接在一起，A正确；

A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径，制成的模型上下粗细相同，B正确；在

构建的相同长度DNA分子中，碱基G和C的数量越多，形成的氢键越多，化学结构越稳定，

C错误；DNA的两条链反向平行，具有方向性，具有游离磷酸基团的一端为该脱氧核苜酸链

的5'-端，所以当观察所构建模型中只连接一个五碳糖的磷酸基团位置，可看出DNA两条

链方向相反，D正确。

3.(2024•江苏盐城中学高三模拟)某双链DNA分子中，一条单链中(A+T)/(C+G)=a,且(A+

C)占该链的比例为b,则其互补链中(A+T)/(C+G)的值及(A+C)占该互补链的比例分别是0

A.a,bB.1/a,b

C.l/a,l-bD.a,l-b

答案D

解析某双链DNA分子中，一条单链(设为1链)，一条互补链(设为2链)。已知1链中(Ai+「)/(C

+Gi)=a,根据碱基互补配对原则，Ai=T2,G=G2,「=A2,GI=C2,故2链中(AZ+T?)/©2

+G2)=(Ti+Ai)/(Gi+CD=a。已知1链中(Ai+G)占1链的比例为b,由于Ti=Az,Gi=

C2,故2链中(A2+C2)占2链的比例等于1链中(Ti+GD占1链的比例，为l—b,D符合题

意。

4.某DNA部分片段结构如图所示，下列叙述正确的是()

A.③为磷酸二酯键，③的形成需要RNA聚合酶催化

B.①代表氢键，①的形成与断裂需要ATP提供能量

复习材料

C.片段中碱基②与五碳糖构成的脱氧核昔与ATP中的腺首相同

D.若该DNA一条链中碱基A与T之和占48%,则整个DNA中碱基C占26%

答案D

解析③为磷酸二酯键，③的形成需要DNA聚合酶催化，A错误；①代表氢键，氢键的形成

不需要消耗能量，B错误；构成脱氧核苜酸的五碳糖是脱氧核糖，而构成腺首的五碳糖是核

糖，C错误；由于DNA分子中碱基互补配对，A=T、G=C,所以若该DNA一条链中碱基A

与T之和占48%,则整个DNA分子中碱基A与T之和占48%,G和C之和占1一48%=

52%,所以整个DNA中碱基C占26%,D正确。

5.（2023・焦作高三联考）DNA的复制方式有三种假说：全保留复制、半保留复制、弥散复制（子

代DNA的每条链都由亲本链的片段与新合成的片段随机拼接而成）。科研小组同学以细菌为

材料，进行了如下两组实验探究DNA的复制方式。下列叙述错误的是0

实验一：将"N细菌置于15N培养基中培养一代并离心。

实验二：将-N细菌置于MN培养基中连续培养两代并离心。

A.若实验一离心结果为重带和轻带，则DNA的复制方式为全保留复制

B.若实验一离心结果为中带，可确定DNA的复制方式是半保留复制

C.若实验二离心结果为中带和轻带，则DNA的复制方式不是全保留复制

D.若实验二改为连续培养三代并离心，结果只出现一个条带，则可能为弥散复制

答案B

解析若实验一离心结果为重带（两条链均为用）和轻带（两条链均为14N）,则DNA的复制方式

为全保留复制，A正确；若实验一离心结果为中带（一条链为15N,一条链为MN或者两条链

上均含有15N和14N）,可确定DNA的复制方式是半保留复制或弥散复制，B错误；若实验二

离心结果为中带和轻带，则DNA的复制方式不可能为全保留复制，若为全保留复制，则一

定有重带，C正确；若DNA复制方式为弥散复制，无论复制几次，离心后的条带只有一条

密度带。若实验二改为连续培养三代并离心，结果只出现一个条带，则可能为弥散复制，D

正确。

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6.研究人员将1个含N-DNA的大肠杆菌转移到以NH4C1为唯一氮源的培养液中，培养

24h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA双螺旋解开，变成单链；然后进行密度梯度离心,

试管中出现两种条带（如图）。下列说法正确的是（）

A.由结果可推知，该大肠杆菌的细胞周期大约为6h

B.根据条带的数目和位置可以确定DNA的复制方式

C.解开DNA双螺旋的实质是破坏核甘酸之间的磷酸二酯键

D.若直接将子代DNA进行密度梯度离心也能得到两条条带

答案D

解析据图分析可知，由于14N单链：15N单链=1：7,说明DNA复制了3次，可推知该大肠

复习材料

杆菌的细胞周期大约为24/3=8(h),A错误；由于DNA经过热变性后解开了双螺旋，变成单

链，所以根据条带的数目和位置只能判断DNA单链的标记情况，无法判断DNA的复制方式，B

错误；解开DNA双螺旋的实质是破坏碱基对之间的氢键，C错误；DNA复制3次，由于DNA

的半保留复制，有2个DNA链是15N/WN,离心后在中带；有6个DNA链都是15N/15N,离

心后在重带，即直接将子代DNA进行密度梯度离心也能得到两条条带，D正确。

7.(2024・三明高三联考)左氧氟沙星的作用机制是通过特异性抑制细菌DNA旋转酶的活性，

阻止细菌DNA的复制而导致细菌死亡。迄今为止，只在原核生物中发现了DNA旋转酶。下

列相关叙述正确的是()

A.左氧氟沙星可抑制DNA聚合酶从而抑制人体细胞的DNA复制，故毒副作用很大

B.DNA复制时以每条单链为模板，DNA聚合酶沿模板链的5，一端向3，一端方向移动

C.沃森和克里克通过实验证明了DNA的半保留复制

D.一个DNA在体外复制n次所得的DNA分子中，含有亲代母链的DNA分子占1/2"-1

答案D

解析由题意可知，左氧氟沙星特异性地抑制细菌DNA旋转酶的活性，而迄今为止只在原核

生物中发现了DNA旋转酶，所以左氧氟沙星不会抑制DNA聚合酶的活性从而抑制人体细胞

的DNA复制，A错误；DNA复制时以每条单链为模板，DNA聚合酶只能沿模板链的3,一端

-5'一端方向移动，子链延伸方向是5'—端f3'—端，B错误；梅塞尔森和斯塔尔通过

实验证明了DNA的半保留复制，C错误；一个DNA复制〃次后形成2〃个DNA分子，其中

含有亲代母链的DNA分子有2个，占1/2"T,D正确。

8.中国南瓜曲叶病毒的遗传物质是单链环状DNA分子，如图为该病毒DNA的复制过程。

下列相关叙述错误的是()

A.中国南瓜曲叶病毒的遗传物质中喋吟数与喀咤数不一定相等

B.过程①②产生复制型DNA需要DNA聚合酶、DNA连接酶等参与

C.过程③滚动复制需要RNA聚合酶催化形成的引物引导子链延伸

D.滚动复制的结果是产生一个双链DNA和一个单链DNA

答案C

解析过程③滚动复制不需要引物，C错误。

9.(2024・南昌高三模拟)哺乳动物的线粒体DNA是双链闭合环状分子，外环为H链，内环为

L链，如图所示。下列叙述正确的是0

A.线粒体DNA分子中含有两个游离的磷酸基团

B.子链中新形成的磷酸二酯键数目和脱氧核甘酸数目相同

C.子链1的延伸方向是3'一端一5'—端，需要DNA聚合酶的催化

D.若该线粒体DNA放在含15N的培养液中复制3次，含15N的DNA有6个

答案B

复习材料

解析线粒体DNA分子为环状DNA,其中不含游离的磷酸基团，A错误；由于形成的DNA

分子是环状的，因此子链中新形成的磷酸二酯键数目和脱氧核甘酸数目相同，B正确；图示

表明，子链1的延伸方向是5'一端一3'一端，子链合成过程需要DNA聚合酶的催化，C

错误；若该线粒体DNA放在含15N的培养液中复制3次，由于DNA进行半保留复制，故每

个DNA分子都含有新合成的子链，新合成的子链中均含有XN,即含15N的DNA有23=

8（个），D错误。

10.羟胺可使胞喀咤转化为羟化胞喀咤从而与腺喋吟配对。一个精原细胞在进行DNA复制

时，一个DNA分子中有两个胞嚓咤发生了羟化。下列叙述正确的是（）

A.该细胞进行两次有丝分裂后，有一个或两个子细胞中含有羟化胞嚓咤

B.该细胞产生的初级精母细胞中四条姐妹染色单体含有羟化胞喀咤

C.可以通过光学显微镜检测突变位点的位置

D.胞喀咤发生羟化的DNA分子中，喋吟与喀咤的含量不相等

答案A

解析一个DNA分子中有两个胞喀噫发生羟化，若这两个发生羟化的胞喀咤位于DNA分子的

一条链上，则进行两次有丝分裂后，只有一个子细胞中含有羟化胞喀咤；若这两个发生羟化

的胞喀噫位于DNA分子的两条链上，则进行两次有丝分裂后，有两个子细胞中含有羟化胞

喀噫，A正确；一个精原细胞形成的初级精母细胞中可能有一条或两条姐妹染色单体含有羟

化胞喀噫，但不可能有四条姐妹染色单体含有羟化胞喀唳，B错误；基因突变在光学显微镜

下观察不到，C错误；由于羟化胞喀喧依然是与喋吟配对，因此胞喀噫发生羟化的DNA分

子中嚓吟与喀咤的含量仍相等，D错误。

11.（2024・镇江高三模拟）某果蝇精原细胞中8条染色体上的DNA已全部被15N标记，其中

一对同源染色体上有基因A和a,现给此精原细胞提供含14N的原料让其连续进行两次分裂,

产生四个子细胞，分裂过程中无基因突变和染色体变异发生。下列叙述正确的是0

A.若四个子细胞中均含4条染色体，则一定有一半子细胞含有a基因

B.若四个子细胞中均含8条染色体，则每个子细胞中均含2个A基因

C.若四个子细胞中的核DNA均含15N,则每个子细胞均含8条染色体

D.若四个子细胞中有一半核DNA含15N,则每个子细胞均含4条染色体

答案A

解析若四个子细胞中均含4条染色体（染色体数目是体细胞的一半），则细胞进行的是减数分

裂，等位基因会发生分离，形成的4个精细胞两两相同，故有一半子细胞含有a基因，A正

确；若四个子细胞中均含8条染色体（染色体数目与体细胞相同），则细胞进行的是有丝分裂,

子细胞的基因型与体细胞相同，则每个子细胞中均只含有1个A基因和1个a基因，B错误；

若四个子细胞中的核DNA均含UN,则DNA只复制一次，细胞进行的是减数分裂，四个子

细胞为精细胞，染色体数目是体细胞的一半，因此四个子细胞中均含4条染色体，C错误；

复习材料

若四个子细胞中有一半核DNA含