高考生物总复习：DNA的结构与复制

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

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

要求

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1.广东15

2023海南・T•广东-T•北京-T42020•浙江7月选

2.DNA结构、特点与计算

考情考・T3

分析2023•山东-T52022・海南・T・山东-T52021•浙江6

3.DNA复制过程及计算月选考.T14

2021•海南162021•辽宁14

4.DNA复制与细胞分裂2021•浙江6月选考・T•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

(1)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

【归纳总结】DNA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=TI,GI

=C2，G2-Clo

⑴Ai+A2=TI+T2；GI+G2=C1+C2o

即：双链中A=LG=C,A+G=T+C=A+C=T+G=1(A+G+T+C)o

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

数的一半。

(2)Ai+T=A2+T2；GI+C1=G2+C2。

AI+TIA2+T2A+T…口+钻工#甘工%、Ci+GiC2+G2C+G

——=M=N(N为相应的碱基总数)，~近一=~~=N°

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”。

⑶不1琛与箸的关系是互为倒数。

11十Cq12।CJ2

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.AoA1

(4)若拓"=a，==6，则讨=](a+b)。

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】真、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。

⑵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)

提示在制作脱氧核甘酸时，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=2：1(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0—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先噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大

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（）

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甘酸数量相等、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代表嚏咤碱基）。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.（2024•聊城高三期中）某双链（a链和p链）DNA分子中鸟喋吟与胞嚓咤的数量之和占全部碱

基总数的56%,a链中腺喋吟占28%。下列关于该DNA分子的叙述，错误的是（）

A.p链中腺喋吟与胸腺嚓咤的数量之和占该链碱基总数的44%

B.a链中（G+C）/（A+T）=U/14,0链中（G+C）/（A+T）=14/11

C.a链中胸腺嚏咤所占的比例是16%,占双链DNA分子的8%

D.（A+T）/（G+C）的比值可体现不同生物DNA分子的特异性

答案B

解析DNA分子中G与C的数量之和占全部碱基总数的56%,则A与T的数量之和占全部

碱基总数的44%,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，因此p

链中A与T的数量之和也占该链碱基总数的44%,A正确；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，因此a链和P链中(G+C)/(A+T)相等，都是56%/44%=

14/11,B错误；a链中胸腺喀唉所占的比例是1-56%—28%=16%,占双链DNA分子的比

例是16%+2=8%,C正确；不同生物的DNA分子中互补碱基之和的比值一般不同，即(A+

T)/(C+G)的比值体现了不同生物DNA分子的特异性，D正确。

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分子一条单链中喋聆碱基的比例，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+喀咬比例=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

示其互补链中嚓吟碱基的比例，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】三步解决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

⑴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。

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。

(2)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。

(5)实验背景：&N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

&N的DNA比含14N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14N的环境中连续复制所得子一

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

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DNAf离心f1/2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。

「边解旋边复制

(4)特点J半保留复制

(5)DNA准确复制的原因

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n次，贝I］：

「含&N的DNA分子：2个

只含&N的DNA分子：。个

①子代DNA共2"个＜

含“N的DNA分子：£个

I只含I4N的DNA分子：⑵-2)个

含KN的脱氧核甘酸链：2条

②脱氧核甘酸链共2"+1条，

含"N的脱氧核甘酸链：(2"+i—2)条

(2)DNA分子复制过程中消耗的脱氧核甘酸数

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

〃M2"—1)。

②第n次复制需要消耗该种脱氧核甘酸数为送2口。

【热图解读】真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15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含"N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2n4〃In2n

15N标记的染色单体数4〃02n0

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

每个子细胞含15N标记的染色体为。〜2n条。

(2)减数分裂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空。

(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UN标记细胞的DNA分子，然后将其放到含MN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)：

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

数为0〜”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(X)

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

(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"-1Xm

个(X)

提示〃次复制共需要消耗腺喋吟脱氧核甘酸(2〃一1)义加个。

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5'一端一3’一端方向连

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5'一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—胸腺嚓咤脱氧核糖核甘CH—脱氧胸背），在放射自显影技术的图像上，感光还原

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—脱氧胸甘培养基培养大肠杆菌，一段时间后转移

到含有高放射性3H—脱氧胸昔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标记的胸腺嚓咤脱氧核甘酸的培养液培养，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.（2023•山东，5）将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上，置于含有荧光标记的脱氧核

昔酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像，①和②表示新合

成的单链，①的5,端指向解旋方向，丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到

单链延伸暂停现象，但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补

配对原则，下列说法错误的是（）

A.据图分析，①和②延伸时均存在暂停现象

B.甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等

C.丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等

D.②延伸方向为5'端至3,端，其模板链3,端指向解旋方向

答案D

解析据图分析，甲时新合成的单链①比②短，乙时①比②长，因此可以说明①和②延伸时

均存在暂停现象，A正确；①和②两条链中碱基是互补的，甲时新合成的单链①比②短，但

②中多出的部分可能不含有A、T,因此①中A、T之和与②中A、T之和可能相等，B正确；

①和②两条链中碱基是互补的，丙为复制结束时的图像，新合成的单链①与②等长，丙时①

中A、T之和与②中A、T之和一定相等，C正确；①和②两条单链由一个双链DNA分子复

制而来，其中一条母链合成子链①时，①的5'端指向解旋方向，则另一条母链合成子链②

时，②的延伸方向为5'端至3'端，其模板链5'端指向解旋方向，D错误。

6.（2021・辽宁，4）下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是（）

A.子链延伸时游离的脱氧核甘酸添加到3,一端

B.子链的合成过程不需要引物参与

C.DNA每条链的5'一端是羟基末端

D.DNA聚合酶的作用是打开DNA双链

答案A

解析子链延伸时由5'一端一3'一端合成，故游离的脱氧核苜酸添加到3'一端，A正确；

子链的合成过程需要引物参与，B错误；DNA每条链的5'一端是磷酸基团末端，3,一端

是羟基末端，C错误；解旋酶的作用是打开DNA双链，D错误。

考向四DNA复制过程的有关计算

7.（不定项）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MN的培养基中连续复制2次，下列叙述不正确的是（）

A.复制时作用于③处的酶为DNA聚合酶

B.DNA分子复制2次需游离的胞喀咤脱氧核昔酸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ACD

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3

300X（22—1）=9900（个），B正确；DNA分子的基本单位是脱氧核甘酸，所以④处指的是腺

噂吟脱氧核苜酸，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（）

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+Ti=40（个），则Ci+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22=

4（个），4个DNA分子中共有胞喀喧脱氧核糖核苜酸的数量为4X60=240（个），原DNA片段

中有60个胞喀唆脱氧核糖核苜酸，则需要游离的胞喀唳脱氧核糖核苜酸数量为240—60=

180（个），B符合题意。

考向五DNA复制与细胞分裂的关系

9.（2021・山东，5）利用农杆菌转化法，将含有基因修饰系统的T—DNA插入到水稻细胞M

的某条染色体上，在该修饰系统的作用下，一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U,

脱氨基过程在细胞M中只发生一次。将细胞M培育成植株N。下列说法错误的是（）

A.N的每一个细胞中都含有T—DNA

B.N自交，子一代中含T—DNA的植株占3/4

C.M经次有丝分裂后，脱氨基位点为A—U的细胞占1/2"

D.M经3次有丝分裂后，含T-DNA且脱氨基位点为A—T的细胞占1/2

答案D

解析如果M经3次有丝分裂后，形成的子细胞有8个，由于M细胞DNA分子单链上的一

个C脱去氨基变为U,是G和U配对，所以复制3次后，有4个细胞脱氨基位点为C—G,3

个细胞脱氨基位点为A—T,1个细胞脱氨基位点为U—A,因此含T-DNA且脱氨基位点为

A-T的细胞占3/8,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（）

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

氧核昔酸）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w次后，DNA分子总数为二。第w代的DNA分子中，含原DNA母

链的有2个，占12空。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

喀咤脱氧核昔酸数为aX（2"-1）；第n次复制时所需游离的胸腺喀咤脱氧核甘酸数为aX2n-1o

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〜P0〜Py）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

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

一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。

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（）

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

③查哥夫发现的DNA中喋吟含量与嚏咤含量相等

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中嘿吟含量与喀噫含量相等，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o

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菩酸链

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

()

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

+Ti)/(Ci+Gi)=a,根据碱基互补配对原则，AI=T2,CI=G2,TI=A2,GI=C2,故2链中

(A2+T2)/(C2+G2)=(Ti+Ai)/(Gi+Ci)=ao已知1链中(Ai+Ci)占1链的比例为b,由于Ti

=A2,G1=C2,故2链中(A2+C2)占2链的比例等于1链中(T1+G1)占1链的比例，为l—b,

D符合题意。

4.如图为某DNA分子的部分平面结构图，该DNA分子片段中含有100个碱基对、40个胞

喀咤，则下列说法错误的是（）

A.③是连接DNA单链上两个核糖核昔酸的化学键

B.该DNA分子复制〃次，含母链的DNA分子只有2个

C.①与②交替连接，构成了DNA分子的基本骨架

D.该DNA分子复制"次，消耗的腺喋聆脱氧核甘酸数为60X（2"—1）个

答案A

解析④是连接DNA单链上两个脱氧核苜酸的化学键，③是鸟噂吟脱氧核苜酸中连接磷酸

和脱氧核糖的化学键，A错误；该DNA分子片段中含100个碱基对、40个胞喀噫，则A=

（100X2—40X2）+2=60（个），该DNA复制n次，需要消耗腺嘿吟脱氧核昔酸数为60X（2"-

1）个，D正确。

5.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（）

实验一：将14N细菌置于15N培养基中培养一代并离心。

实验二：将15N细菌置于14N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&N）和较带（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BN,一条链为"N或者两条

链上均含有&N和I,N）,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&N/14N,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・镇江高三联考）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f5'一端方向移动，子链延伸方向是5'一端一3'—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n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・长沙高三模拟）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（）

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昔酸数目相同

C.子链1的延伸方向是3,一端一5'一端，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

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-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放在含小N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15N,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嚓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分子中有两个胞喀咤发生了羟化。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嚏咤

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嚓咤

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噫位于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唉；若这两个发生羟

化的胞喀嚏位于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

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

镜下观察不到，C错误；由于羟化胞喀噫依然是与喋吟配对，因此胞喀咤发生羟化的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&N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（）

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"N,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含小N,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&N,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