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第26讲　DNA的结构、复制及基因的本质
课标要求 1.概述DNA分子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.概述DNA分子通过半保留方式进行复制。3.活动：制作DNA双螺旋结构模型。
考情分析 1.DNA的结构与基因的本质 2024·浙江6月选考，9；2024·湖北卷，7；2023·河北卷，6；2023·海南卷，13；2022·重庆卷，4；2022·河北卷，8；2022·广东卷，12；2022·浙江6月选考，13
2.DNA的复制过程及计算 2024·河北卷，4；2024·黑吉辽卷，9；2023·辽宁卷，18；2023·浙江6月选考，16；2023·山东卷，5；2022·海南卷，11
考点一　DNA的结构与基因的本质
INCLUDEPICTURE"核心要点再研.tif"
1.DNA结构模型构建的主要探索成果(连线)
INCLUDEPICTURE"SW402-.tif"
2.图解DNA双螺旋结构
INCLUDEPICTURE"SW403.tif"
(1)DNA通常是由两条单链组成的，这两条链按____________方式盘旋成双螺旋结构。
(2)DNA中的________________交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；________排列在内侧。
(3)两条链上的碱基通过________连接成碱基对，并且碱基配对具有一定规律：A一定与T配对，G一定与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。
3.DNA的结构特点
(1)________性：具n个碱基对的DNA可能有4n种碱基对排列顺序。
(2)____性：每种DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。　　　并不是碱基配对方式决定的
(3)________性：两条主链磷酸与脱氧核糖交替连接的顺序不变，碱基配对方式不变等。
4.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
INCLUDEPICTURE"C33-.TIF"
INCLUDEPICTURE"考点速览.tif"
(1)双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高。(2024·浙江6月选考，9B)(　　)
(2)沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式。(2022·广东卷，5D)(　　)
(3)某同学制作DNA双螺旋结构模型，在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基。(2022·浙江6月选考，13A)(　　)
(4)制作DNA双螺旋结构模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连。(2022·浙江6月选考，13B)(　　)
(5)DNA每条链的5′端是羟基末端。(2021·辽宁卷，4C)(　　)
(6)与RNA分子相比，DNA分子特有的碱基是U。(2017·浙江4月选考，6改编)(　　)
INCLUDEPICTURE"典型例题深研.tif"
考向1　结合DNA分子的结构及特点，考查科学思维
1.(2024·浙江6月选考，9)下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是(　　)
A.磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架
B.双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高
C.两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化
D.若一条链的G＋C占47%，则另一条链的A＋T也占47%
2.(2025·山西师大附中质检)如图为某生物的一个环状DNA分子(甲)和其中一个片段(乙)的结构模式图。据图分析，下列叙述错误的是(　　)
INCLUDEPICTURE"SW404.tif"
A.甲中嘌呤碱基与嘧啶碱基数量相等
B.甲中每个磷酸基团连有2个脱氧核糖
C.乙中的脱氧核苷酸序列有多种可能
D.乙中的2条脱氧核苷酸链反向平行
考向2　结合DNA分子中碱基数量相关计算，考查科学思维
3.(2025·广东惠州调研)在一个DNA分子中，腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占全部碱基的42%，若其中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的24%，胸腺嘧啶占30%，则在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占(　　)
A.12%和34% B.21%和24%
C.34%和12% D.58%和30%
4.(2024·福建龙岩期末)若生物体内DNA分子中(G＋C)/(A＋T)＝a，(A＋C)/(G＋T)＝b，则下列有关两个比值的叙述错误的是(　　)
A.a值越大，双链DNA分子的稳定性越高
B.DNA分子一条单链及其互补链中，a值相同
C.碱基序列不同的双链DNA分子，b值不同
D.经半保留复制得到的双链DNA分子，b值等于1
INCLUDEPICTURE"跳出题海.tif"
DNA中碱基数量的计算规律
INCLUDEPICTURE"C26.TIF"
INCLUDEPICTURE"C26A.TIF"　
考点二　DNA的复制及相关计算
INCLUDEPICTURE"核心要点再研.tif"
1.DNA半保留复制的实验证据
INCLUDEPICTURE"SY474-A.tif"
INCLUDEPICTURE"SY474-.tif"
2.DNA复制
(1)概念、时间、场所
INCLUDEPICTURE"C30-.TIF"
(2)过程
INCLUDEPICTURE"C31-.TIF"
(3)类型
INCLUDEPICTURE"SY475-.tif"
(4)结果　一个DNA分子形成了两个________的DNA分子。
(5)DNA准确复制
INCLUDEPICTURE"SY476-.tif"
[深度思考] 通常DNA分子复制从一个复制起点开始，有单向复制和双向复制，如图所示。放射性越高的3H—胸腺嘧啶脱氧核糖核苷(3H—脱氧胸苷)，在放射自显影技术的图像上，感光还原的银颗粒密度越高。
INCLUDEPICTURE"SW407A.tif"
(1)请利用放射自显影技术、低放射性3H—脱氧胸苷和高放射性3H—脱氧胸苷，设计实验以确定大肠杆菌DNA复制的方向。
_______________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)预测实验结果并得出结论。
____________________________________________________________________________________________________________________________________。
3.“图解法”分析DNA复制相关计算
INCLUDEPICTURE"SW406A.tif"
(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，则：
INCLUDEPICTURE"SW406-.tif"
INCLUDEPICTURE"SW407-.tif"
(2)DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数
①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过 n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为____________。
②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为____________。
INCLUDEPICTURE"考点速览.tif"
(1)甲基是DNA半保留复制的原料之一。(2024·黑吉辽卷，9B)(　　)
(2)DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链。(2024·河北卷，4A)(　　)
(3)DNA分子复制时，子链的合成过程不需要引物参与。(2021·辽宁卷，4B)(　　)
(4)DNA聚合酶的作用是打开DNA双链。(2021·辽宁卷，4D)(　　)
(5)烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传密码传递给子代。(2020·浙江1月选考，21B)(　　)
(6)果蝇体细胞中核DNA分子通过转录将遗传信息传递给子代。(2020·浙江1月选考，21C)(　　)
INCLUDEPICTURE"典型例题深研.tif"
考向1　结合DNA复制的过程分析，考查科学思维
1.(2024·河北卷，4)下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是(　　)
A.DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链
B.复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋
C.复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开
D.DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端
2.(2022·海南卷，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)：
INCLUDEPICTURE"22HN5.tif"
图1
INCLUDEPICTURE"22HN6.tif"
图2
下列有关叙述正确的是(　　)
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
考向2　结合DNA复制过程中的有关计算，考查科学思维
3.(2025·河北邢台调研)用15N标记含有100个碱基对的DNA分子(其中有腺嘌呤60个)，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。下列有关判断错误的是(　　)
A.含有15N的DNA分子有两个
B.含有14N的DNA分子占总数的7/8
C.第4次复制消耗胞嘧啶脱氧核苷酸320个
D.复制共产生16个DNA分子
4.(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，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为(　　)
A.240个 B.180个
C.114个 D.90个
INCLUDEPICTURE"关键真题必刷.tif"1.(2023·河北卷，6)关于基因、DNA、染色体和染色体组的叙述，正确的是(　　)
A.等位基因均成对排布在同源染色体上
B.双螺旋DNA中互补配对的碱基所对应的核苷酸方向相反
C.染色体的组蛋白被修饰造成的结构变化不影响基因表达
D.一个物种的染色体组数与其等位基因数一定相同
2.(2024·江苏卷，12)治疗恶性黑色素瘤的药物DIC是一种嘌呤类生物合成的前体，能干扰嘌呤的合成。下列相关叙述错误的是(　　)
A.嘌呤是细胞合成DNA和RNA的原料
B.DIC可抑制细胞增殖使其停滞在细胞分裂间期
C.细胞中蛋白质的合成不会受DIC的影响
D.采用靶向输送DIC可降低对患者的副作用
3.(2022·浙江6月选考，13)某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了足够的相关材料。下列叙述正确的是(　　)
A.在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基
B.制作模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连
C.制成的模型中，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和
D.制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧
4.(2022·重庆卷，4)下列发现中，以DNA双螺旋结构模型为理论基础的是(　　)
A.遗传因子控制性状 B.基因在染色体上
C.DNA是遗传物质 D.DNA半保留复制
5.(2022·辽宁卷，4)选用合适的实验材料对生物科学研究至关重要。下表对教材中相关研究的叙述，错误的是(　　)
选项 实验材料 生物学研究
A 小球藻 卡尔文循环
B 肺炎链球菌 DNA半保留复制
C 枪乌贼 动作电位原理
D T2噬菌体 DNA是遗传物质
第26讲　DNA的结构、复制及基因的本质
考点一
核心要点·再研
1.①—c　②—e　③—a　
2.(1)反向平行　(2)脱氧核糖和磷酸　碱基　(3)氢键
3.(1)多样　(2)特异　(3)稳定
4.一个或两个　有遗传效应的DNA片段　许多个基因　脱氧核苷酸排列顺序
考点速览
(1)×　提示　双链DNA中GC碱基对占比越高，DNA热变性温度越高。
(2)×　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。
(3)×　提示　在制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基。
(4)×　提示　G、C之间形成3个氢键。
(5)×　提示　DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是羟基(—OH)末端。
(6)×　提示　与RNA分子相比，DNA分子特有的碱基是T。
典型例题·深研
1.A　[DNA的外侧是由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是由碱基通过氢键连接形成的碱基对，A正确；双链DNA中GC碱基对占比越高，DNA热变性温度越高，B错误；DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键，C错误；互补的碱基在单链上所占的比例相等，若一条链的G＋C占47%，则另一条链的G＋C也占47%，A＋T占1－47%＝53%，D错误。]
2.C　[某生物体内DNA中脱氧核苷酸的排列顺序是特定的，因此乙中的脱氧核苷酸序列是特定的，C错误。]
3.C　[因为A＋T占全部碱基总数的42%，所以G＋C占全部碱基总数的58%；因为两种互补碱基之和在DNA分子中与在单链上所占比例相等，所以在两条链中A＋T、G＋C均分别占42%、58%；设链1上C1占24%，则链1上G1占34%，其互补链2上C2占34%；设链1上T1占30%，则链1上A1占12%，其互补链2上T2占12%，故选C。]
4.C　[G与C之间通过三个氢键相连，A与T之间通过两个氢键相连，a值越大，双链DNA分子的稳定性越高，A正确；DNA分子中互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个双链DNA分子中都相等，B正确；双链DNA分子中非互补碱基之和恒等，则其比值b等于1，C错误，D正确。]
考点二
核心要点·再研
1.半保留　同位素标记　全部重带　轻带、中带　半保留复制
2.(1)间期　细胞核　(2)解旋　脱氧核苷酸　DNA聚合酶　碱基互补配对　(3)多个　复制速率　单　(4)完全相同　(5)双螺旋　碱基互补配对　遗传信息　遗传信息
[深度思考]　(1)提示　复制开始时，首先用含低放射性3H—脱氧胸苷培养基培养大肠杆菌，一段时间后转移到含有高放射性3H—脱氧胸苷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)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
3.(1)①2　0　2n　(2n－2)　②2　(2n＋1－2)　(2)①m·(2n－1)　②m·2n－1
考点速览
(1)×　提示　DNA复制的原料是四种脱氧核苷酸。
(2)×　提示　通过磷酸二酯键连接成子链。
(3)×　提示　子链的合成过程需要引物。
(4)×　提示　解旋酶的作用是打开DNA双链。
(5)×　提示　烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传信息传递给子代。
(6)×　提示　果蝇体细胞中核DNA分子通过复制将遗传信息传递给子代。
典型例题·深研
1.D　[DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误；复制开始时，在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开，这个过程叫作解旋，由于DNA双链反向平行，故其中一条链由5′端向3′端解旋，另一条链则相反，B错误；在转录过程中，不需要解旋酶参与，C错误。]
2.D　[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，但不能确定是半保留复制还是分散复制，继续做第二代DNA密度鉴定，若第二代DNA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只有两条链均为14N，或一条链含有14N、一条链含有15N两种类型，因此细菌DNA离心后试管中只会出现1条中带和1条轻带，D正确。]
3.B　[由于DNA分子的复制是半保留复制，亲代DNA分子的两条链始终存在于子代的两个DNA分子中，因此含有15N的DNA分子有两个，A正确；该DNA分子是在含14N的培养基中复制的，新形成的子链均含有14N，故DNA分子都含14N，比例为1，B错误；根据碱基互补配对原则，DNA分子中腺嘌呤有60个，则胞嘧啶有40个，第4次复制需消耗胞嘧啶脱氧核苷酸24－1×40＝320(个)，C正确；1个DNA分子经过4次复制，共产生24＝16(个)DNA分子，D正确。]
4.B　[一条链的A＋T占40%，则它的互补链中A＋T也占40%，双链中A＋T也占40%，推出双链中G＋C占60%，G＝C，则DNA中C占30%，所以含有100个碱基对的一个DNA中C＝60(个)。连续复制2次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为(22－1)×60＝180(个)。]
关键·真题必刷
1.B　[细胞内决定相对性状的等位基因绝大部分成对地排布在同源染色体上，但在具有异型性染色体的个体细胞内，位于性染色体上的等位基因并非完全成对排布，A错误；双螺旋DNA是由两条单链按反向平行方式盘旋构成，且两条链上的碱基遵循碱基互补配对原则。因此，组成DNA双螺旋结构中互补配对的碱基所对应的核苷酸方向也必然相反，B正确；在生物表观遗传中，除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达，C错误；一个物种的染色体组数不一定与其等位基因数相同，例如二倍体生物有两个染色体组，但人体控制ABO血型的等位基因有三个，D错误。]
2.C　[DNA和RNA都含有腺嘌呤和鸟嘌呤，所以嘌呤是细胞合成DNA和RNA的原料，A正确；细胞分裂间期进行DNA的复制，DIC能干扰嘌呤的合成，从而阻止DNA的复制，使其停滞在细胞分裂间期，B正确；DIC能干扰嘌呤的合成，阻止RNA的合成，因此会影响细胞中蛋白质的合成，C错误；采用靶向输送DIC，可避免对其他正常细胞造成干扰，降低对患者的副作用，D正确。]
3.C　[制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基，A错误；鸟嘌呤与胞嘧啶之间形成3个氢键，B错误；DNA双螺旋结构中，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和，C正确；制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的外侧，D错误。]
4.D　[孟德尔利用假说－演绎法提出了生物的性状是由遗传因子控制的，总结出了分离定律，A错误；萨顿根据基因与染色体的平行关系，推论基因在染色体上，并未以DNA双螺旋结构模型为理论基础，B错误；艾弗里、赫尔希和蔡斯等科学家，通过实验证明了DNA是遗传物质，并未以DNA双螺旋结构模型为理论基础，C错误；沃森和克里克成功构建DNA双螺旋结构模型，并进一步提出了DNA半保留复制的假说， DNA半保留复制以DNA双螺旋结构模型为理论基础，D正确。]
5.B　[小球藻含有叶绿体，能进行光合作用，所以可用小球藻研究卡尔文循环，A正确；肺炎链球菌可用于格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，研究生物的遗传物质；研究DNA半保留复制一般用大肠杆菌，B错误；科学家以枪乌贼离体神经纤维为实验材料，研究动作电位原理，C正确；赫尔希与蔡斯通过T2噬菌体侵染细菌的实验，证明了DNA是遗传物质，D正确。](共52张PPT)
第 26 讲
dna的结构、复制及基因的本质
1
目 录
DNA的结构与基因的本质
2
DNA的复制及相关计算
关键 · 真题必刷
3
考点一
DNA的结构与基因的本质
核心要点·再研
典型例题·深研
1.DNA结构模型构建的主要探索成果(连线)
2.图解DNA双螺旋结构
(1)DNA通常是由两条单链组成的，这两条链按__________方式盘旋成双螺旋结构。
(2)DNA中的________________交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；______排列在内侧。
(3)两条链上的碱基通过______连接成碱基对，并且碱基配对具有一定规律：A一定与T配对，G一定与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。
反向平行
脱氧核糖和磷酸
碱基
氢键
3.DNA的结构特点
(1)______ 性：具n个碱基对的DNA可能有4n种碱基对排列顺序。
(2)______ 性：每种DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。
并不是碱基配对方式决定的
(3)______ 性：两条主链磷酸与脱氧核糖交替连接的顺序不变，碱基配对方式不变等。
多样
特异
稳定
4.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
一个或两个
有遗传
效应的DNA片段
许多个基因
脱氧核苷
酸排列顺序
(1)双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高。(2024·浙江6月选考，9B)( )
提示　双链DNA中GC碱基对占比越高，DNA热变性温度越高。
(2)沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式。(2022·广东卷，5D)( )
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。
(3)某同学制作DNA双螺旋结构模型，在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基。(2022·浙江6月选考，13A)( )
提示　在制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基。
×
×
×
(4)制作DNA双螺旋结构模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连。(2022·浙江6月选考，13B)( )
提示　G、C之间形成3个氢键。
(5)DNA每条链的5′端是羟基末端。(2021·辽宁卷，4C)( )
提示　DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是羟基(—OH)末端。
(6)与RNA分子相比，DNA分子特有的碱基是U。(2017·浙江4月选考，6改编)( )
提示　与RNA分子相比，DNA分子特有的碱基是T。
×
×
×
考向1　结合DNA分子的结构及特点，考查科学思维
1.(2024·浙江6月选考，9)下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是(　　)
A.磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架
B.双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高
C.两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化
D.若一条链的G＋C占47%，则另一条链的A＋T也占47%
A
解析　DNA的外侧是由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是由碱基通过氢键连接形成的碱基对，A正确；
双链DNA中GC碱基对占比越高，DNA热变性温度越高，B错误；
DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键，C错误；
互补的碱基在单链上所占的比例相等，若一条链的G＋C占47%，则另一条链的G＋C也占47%，A＋T占1－47%＝53%，D错误。
2.(2025·山西师大附中质检)如图为某生物的一个环状DNA分子(甲)和其中一个片段(乙)的结构模式图。据图分析，下列叙述错误的是(　　)
C
A.甲中嘌呤碱基与嘧啶碱基数量相等
B.甲中每个磷酸基团连有2个脱氧核糖
C.乙中的脱氧核苷酸序列有多种可能
D.乙中的2条脱氧核苷酸链反向平行
解析　某生物体内DNA中脱氧核苷酸的排列顺序是特定的，因此乙中的脱氧核苷酸序列是特定的，C错误。
考向2　结合DNA分子中碱基数量相关计算，考查科学思维
3.(2025·广东惠州调研)在一个DNA分子中，腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占全部碱基的42%，若其中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的24%，胸腺嘧啶占30%，则在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占(　　)
A.12%和34% B.21%和24% C.34%和12% D.58%和30%
解析　因为A＋T占全部碱基总数的42%，所以G＋C占全部碱基总数的58%;因为两种互补碱基之和在DNA分子中与在单链上所占比例相等，所以在两条链中A＋T、G＋C均分别占42%、58%；设链1上C1占24%，则链1上G1占34%，其互补链2上C2占34%；设链1上T1占30%，则链1上A1占12%，其互补链2上T2占12%，故选C。
C
4.(2024·福建龙岩期末)若生物体内DNA分子中(G＋C)/(A＋T)＝a，(A＋C)/(G＋T)＝b，则下列有关两个比值的叙述错误的是(　　)
A.a值越大，双链DNA分子的稳定性越高
B.DNA分子一条单链及其互补链中，a值相同
C.碱基序列不同的双链DNA分子，b值不同
D.经半保留复制得到的双链DNA分子，b值等于1
C
解析　G与C之间通过三个氢键相连，A与T之间通过两个氢键相连，a值越大，双链DNA分子的稳定性越高，A正确；
DNA分子中互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个双链DNA分子中都相等，B正确；
双链DNA分子中非互补碱基之和恒等，则其比值b等于1，C错误，D正确。
DNA中碱基数量的计算规律
考点二　
DNA的复制及相关计算
核心要点·再研
典型例题·深研
1.DNA半保留复制的实验证据
半保留
同位素标记
全部重带
半保留复制
2.DNA复制
(1)概念、时间、场所
间期
细胞
核
(2)过程
解旋
脱
氧核苷酸
DNA聚合酶
碱基互补配对
(3)类型
多个
复制速率
单
(4)结果　一个DNA分子形成了两个__________的DNA分子。
(5)DNA准确复制
完全相同
双螺旋
碱基互补配对
遗传信息
遗传信息
[深度思考]　通常DNA分子复制从一个复制起点开始，有单向复制和双向复制，如图所示。放射性越高的3H—胸腺嘧啶脱氧核糖核苷(3H—脱氧胸苷)，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)请利用放射自显影技术、低放射性3H—脱氧胸苷和高放射性3H—脱氧胸苷，设计实验以确定大肠杆菌DNA复制的方向。_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
复制开始时，首先用含低放射性3H—脱氧胸苷培养基培养大肠杆菌，一段时间后转移到含有高放射性3H—脱氧胸苷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。__________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
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
3.“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，则：
2
0
2n
(2n－2)
2
(2n＋1－2)
(2)DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数
①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过 n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为__________________。
②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为______________。
m·(2n－1)
m·2n－1
(1)甲基是DNA半保留复制的原料之一。(2024·黑吉辽卷，9B)( )
提示　DNA复制的原料是四种脱氧核苷酸。
(2)DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链。(2024·河北卷，4A)( )
提示　通过磷酸二酯键连接成子链。
(3)DNA分子复制时，子链的合成过程不需要引物参与。(2021·辽宁卷，4B)( )
提示　子链的合成过程需要引物。
(4)DNA聚合酶的作用是打开DNA双链。(2021·辽宁卷，4D)( )
提示　解旋酶的作用是打开DNA双链。
×
×
×
×
(5)烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传密码传递给子代。(2020·浙江1月选考，21B)( )
提示　烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传信息传递给子代。
(6)果蝇体细胞中核DNA分子通过转录将遗传信息传递给子代。(2020·浙江1月选考，21C)( )
提示　果蝇体细胞中核DNA分子通过复制将遗传信息传递给子代。
×
×
考向1　结合DNA复制的过程分析，考查科学思维
1.(2024·河北卷，4)下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是(　　)
A.DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链
B.复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋
C.复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开
D.DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端
D
解析　DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误；
复制开始时，在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开，这个过程叫作解旋，由于DNA双链反向平行，故其中一条链由5′端向3′端解旋，另一条链则相反，B错误；
在转录过程中，不需要解旋酶参与，C错误。
2.(2022·海南卷，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)：
图1
图2
下列有关叙述正确的是(　　)
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
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，但不能确定是半保留复制还是分散复制，继续做第二代DNA密度鉴定，若第二代DNA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只有两条链均为14N，或一条链含有14N、一条链含有15N两种类型，因此细菌DNA离心后试管中只会出现1条中带和1条轻带，D正确。
考向2　结合DNA复制过程中的有关计算，考查科学思维
3.(2025·河北邢台调研)用15N标记含有100个碱基对的DNA分子(其中有腺嘌呤60个)，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。下列有关判断错误的是(　　)
A.含有15N的DNA分子有两个
B.含有14N的DNA分子占总数的7/8
C.第4次复制消耗胞嘧啶脱氧核苷酸320个
D.复制共产生16个DNA分子
B
解析　由于DNA分子的复制是半保留复制，亲代DNA分子的两条链始终存在于子代的两个DNA分子中，因此含有15N的DNA分子有两个，A正确；
该DNA分子是在含14N的培养基中复制的，新形成的子链均含有14N，故DNA分子都含14N，比例为1，B错误；
根据碱基互补配对原则，DNA分子中腺嘌呤有60个，则胞嘧啶有40个，第4次复制需消耗胞嘧啶脱氧核苷酸24－1×40＝320(个)，C正确；
1个DNA分子经过4次复制，共产生24＝16(个)DNA分子，D正确。
4.(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，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为(　　)
A.240个 B.180个 C.114个 D.90个
解析　一条链的A＋T占40%，则它的互补链中A＋T也占40%，双链中A＋T也占40%，推出双链中G＋C占60%，G＝C，则DNA中C占30%，所以含有100个碱基对的一个DNA中C＝60(个)。连续复制2次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为(22－1)×60＝180(个)。
B
关键 · 真题必刷
1.(2023·河北卷，6)关于基因、DNA、染色体和染色体组的叙述，正确的是(　　)
A.等位基因均成对排布在同源染色体上
B.双螺旋DNA中互补配对的碱基所对应的核苷酸方向相反
C.染色体的组蛋白被修饰造成的结构变化不影响基因表达
D.一个物种的染色体组数与其等位基因数一定相同
B
解析　细胞内决定相对性状的等位基因绝大部分成对地排布在同源染色体上，但在具有异型性染色体的个体细胞内，位于性染色体上的等位基因并非完全成对排布，A错误；
双螺旋DNA是由两条单链按反向平行方式盘旋构成，且两条链上的碱基遵循碱基互补配对原则。因此，组成DNA双螺旋结构中互补配对的碱基所对应的核苷酸方向也必然相反，B正确；
在生物表观遗传中，除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达，C错误；
一个物种的染色体组数不一定与其等位基因数相同，例如二倍体生物有两个染色体组，但人体控制ABO血型的等位基因有三个，D错误。
2.(2024·江苏卷，12)治疗恶性黑色素瘤的药物DIC是一种嘌呤类生物合成的前体，能干扰嘌呤的合成。下列相关叙述错误的是(　　)
A.嘌呤是细胞合成DNA和RNA的原料
B.DIC可抑制细胞增殖使其停滞在细胞分裂间期
C.细胞中蛋白质的合成不会受DIC的影响
D.采用靶向输送DIC可降低对患者的副作用
C
解析　DNA和RNA都含有腺嘌呤和鸟嘌呤，所以嘌呤是细胞合成DNA和RNA的原料，A正确；
细胞分裂间期进行DNA的复制，DIC能干扰嘌呤的合成，从而阻止DNA的复制，使其停滞在细胞分裂间期，B正确；
DIC能干扰嘌呤的合成，阻止RNA的合成，因此会影响细胞中蛋白质的合成，C错误；
采用靶向输送DIC，可避免对其他正常细胞造成干扰，降低对患者的副作用，D正确。
3.(2022·浙江6月选考，13)某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了足够的相关材料。下列叙述正确的是(　　)
A.在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基
B.制作模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连
C.制成的模型中，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和
D.制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧
C
解析　制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基，A错误；
鸟嘌呤与胞嘧啶之间形成3个氢键，B错误；
DNA双螺旋结构中，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和，C正确；
制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的外侧，D错误。
4.(2022·重庆卷，4)下列发现中，以DNA双螺旋结构模型为理论基础的是(　　)
A.遗传因子控制性状 B.基因在染色体上
C.DNA是遗传物质 D.DNA半保留复制
解析　孟德尔利用假说—演绎法提出了生物的性状是由遗传因子控制的，总结出了分离定律，A错误；
萨顿根据基因与染色体的平行关系，推论基因在染色体上，并未以DNA双螺旋结构模型为理论基础，B错误；
艾弗里、赫尔希和蔡斯等科学家，通过实验证明了DNA是遗传物质，并未以DNA双螺旋结构模型为理论基础，C错误；
沃森和克里克成功构建DNA双螺旋结构模型，并进一步提出了DNA半保留复制的假说， DNA半保留复制以DNA双螺旋结构模型为理论基础，D正确。
D
5.(2022·辽宁卷，4)选用合适的实验材料对生物科学研究至关重要。下表对教材中相关研究的叙述，错误的是(　　)
B
选项 实验材料 生物学研究
A 小球藻 卡尔文循环
B 肺炎链球菌 DNA半保留复制
C 枪乌贼 动作电位原理
D T2噬菌体 DNA是遗传物质
解析　小球藻含有叶绿体，能进行光合作用，所以可用小球藻研究卡尔文循环，A正确；
肺炎链球菌可用于格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，研究生物的遗传物质；研究DNA半保留复制一般用大肠杆菌，B错误；
科学家以枪乌贼离体神经纤维为实验材料，研究动作电位原理，C正确；
赫尔希与蔡斯通过T2噬菌体侵染细菌的实验，证明了DNA是遗传物质，D正确。限时练26　DNA的结构、复制及基因的本质
(时间：30分钟　分值：30分)
选择题1～10小题，每小题2分，共20分。
【对点强化】
考点一　DNA结构与基因的本质
1.(2025·安徽蚌埠调研)基因通常是具有遗传效应的DNA片段，下列关于基因的说法，错误的是(　　)
A.基因的遗传效应是指基因能直接或间接影响蛋白质的合成
B.基因的碱基对排列顺序的多样性决定了基因的多样性
C.基因全都位于染色体上，基因在染色体上呈线性排列
D.DNA的转录过程是以基因为单位进行的，实质是基因的表达
2.(2025·辽宁锦州调研)λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列，在侵染大肠杆菌后，其DNA会自连环化，如图所示。下列关于λ噬菌体DNA的说法，错误的是(　　)
INCLUDEPICTURE"SW409.tif"
A.DNA自连环化前后，嘌呤碱基所占的比例保持不变
B.DNA自连环化时，需要DNA聚合酶将单链片段两端连接
C.DNA自连环化时，单链片段不会脱去游离的磷酸基团
D.该线性DNA分子两端能够相连的主要原因是单链序列的碱基能够互补配对
3.(2025·郑州模拟)如图表示DNA分子中的部分关系，下列判断正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"SW410.tif"
A.若x、y分别表示DNA两条互补链中(A＋G)/(T＋C)的量，则符合甲曲线变化
B.若x、y分别表示DNA两条互补链中(G＋T)/(A＋C)的量，则符合甲曲线变化
C.若x、y分别表示DNA两条互补链中(A＋T)/(G＋C)的量，则符合乙曲线变化
D.若x、y分别表示DNA一条链和整个DNA中嘌呤/嘧啶的量，则符合乙曲线变化
4.(2025·河北石家庄调研)如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有5 000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(　　)
INCLUDEPICTURE"SW411.tif"
A.复制时作用于③处的酶为DNA聚合酶
B.DNA分子复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9 900个
C.④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸
D.子代中含15N的DNA分子占1/2
考点二　DNA的复制及其相关计算
5.(2025·辽阳一模)细菌基因组通常为单个环状DNA分子，其复制时从复制原点开始进行双向复制，两个复制叉沿着相反方向前进，最终产生两个环状DNA。下列叙述错误的是(　　)
A.细菌环状DNA分子中存在两个游离的磷酸基团
B.细菌DNA复制过程通常发生在拟核区域
C.细菌环状DNA复制时子链沿5′→3′方向延伸
D.细菌环状DNA分子复制过程中遵循碱基互补配对原则
6.(2025·湖北孝感高中质检)假设DNA复制方式有三种：半保留复制、全保留复制和分散复制，复制过程如图所示。若将蚕豆根尖细胞放在含3H的脱氧核苷酸的培养基中培养，完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续培养一个细胞周期，下列说法正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"SW412.tif"
A.若是半保留复制，则第二次分裂前期，每条染色体上有2条核苷酸链有放射性
B.若复制方式是分散复制，则完成两个细胞周期后，有一半的细胞有放射性标记
C.若复制方式是全保留复制，则第一次分裂结束后每个子细胞均有一半染色体带放射性
D.根据本实验中完成第一个细胞周期的结果即可判断出DNA复制是否为全保留复制
7.(2025·河北衡水中学调研)真核生物的DNA分子中有多个复制起始位点，可以大大提高DNA复制速率。某科研团队通过研究揭示了一种精细的DNA复制起始位点的识别调控机制。下列叙述正确的是(　　)
A.DNA复制起始位点是解旋酶与DNA的初始结合位点
B.DNA的两条链在复制起始位点解旋后都可以作为转录的模板
C.DNA复制时只能是从复制起始位点开始同时向同一个方向进行
D.将外源的尿嘧啶类似物掺入新合成的DNA链中可鉴定复制起始位点
8.(2025·河北张家口模拟)科学家将大肠杆菌置于含15N的培养液中培养若干代，使其DNA双链均被15N标记后，转至含14N的培养液中培养，每30 min繁殖一代，下列有关叙述错误的是(　　)
A.若DNA是全保留复制，90 min后含15N标记的DNA占1/8
B.若DNA是半保留复制，90 min后含15N标记的DNA占1/4
C.大肠杆菌的DNA复制过程需要DNA聚合酶、脱氧核苷酸等物质参与
D.大肠杆菌的拟核DNA中有两个游离的磷酸基团，且嘌呤数等于嘧啶数
【综合提升】
9.(2024·江西南昌模拟)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(　　)
INCLUDEPICTURE"SW414.tif"
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苷酸数目相同
C.子链1的延伸方向是 3′端→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
10.(2025·河北承德一中调研)单分子荧光测序技术原理如图所示。某种脱氧核糖核苷三磷酸(dNTP，N可代表碱基A、G、C、T)提供一个相应的脱氧核苷酸连接到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(　　)
INCLUDEPICTURE"SW415.tif"
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
11.(10分)(2025·河北衡水金卷)将SP8噬菌体的双链DNA温和加热，两条链分离(即DNA变性)，用密度梯度离心分离两条链，如图。用SP8噬菌体感染枯草杆菌细胞后提取RNA(图中c)，分别与分离的SP8噬菌体DNA单链混合。SP8噬菌体的DNA分子由两条碱基组成很不平均的链构成。示意如下：
INCLUDEPICTURE"SW416.tif"
(1)(2分)SP8噬菌体双链DNA中嘌呤与嘧啶量的关系可用简式表示为________，其中a链的嘌呤与嘧啶量的关系可用文字表示为________。
(2)(2分)构成a、b链的核苷酸由________键连接，a链与b链之间由________键连接。
(3)(1分)图中显示的实验结果是_______________________________________
__________________________________________________________________。
(4)(3分)由实验可知，________链为“重链”，“重链”的碱基组成特点是________________，__________链为模板链。
(5)(2分)为什么要用SP8噬菌体感染枯草杆菌细胞后提取RNA分子？ ___________________________________________________________。
限时练26　DNA的结构、复制及基因的本质
1.C　[基因绝大多数在染色体上，染色体是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列，C错误。]
2.B　[DNA自连环化前后碱基种类不变，嘌呤碱基所占的比例保持不变，仍占50%，A正确；DNA聚合酶能将游离的脱氧核苷酸连接到DNA分子上，以催化DNA合成，DNA自连环化对，需要DNA连接酶的催化以形成磷酸二酯键将单链片段两端连接，B错误；DNA自连环化时，单链片段不会脱去游离的磷酸基团，游离的磷酸基团会与脱氧核糖连接，C正确；据题图可知，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，D正确。]
3.C　[DNA两条互补链中，(A＋G)/(T＋C)的量互为倒数，(G＋T)/(A＋C)的量互为倒数，均不符合甲曲线变化，A、B错误；根据碱基互补配对原则，DNA两条互补链中(A＋T)/(G＋C)的量是相等的，此情况符合乙曲线变化，C正确；双链DNA中嘌呤/嘧啶始终等于1，但DNA一条链中嘌呤/嘧啶的量不确定，故不符合乙曲线变化，D错误。]
4.B　[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，A＋T＝34%，则G＋C＝1－34%＝66%，则G＝C＝3 300(个)，复制2次需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为3 300×(22－1)＝9 900(个)，B正确；DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，所以④处指的是腺嘌呤脱氧核苷酸，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分子中只有1个DNA分子含有15N，因此子代中含15N的DNA分子占1/4，D错误。]
5.A　[细菌环状DNA分子中不存在游离的磷酸基团，A错误；细菌为原核生物，其DNA复制过程通常发生在拟核区域，B正确；DNA复制过程中子链的延伸方向是固定的，即沿着5′→3′方向延伸，据此可推测，细菌环状DNA复制时子链延伸方向也是如此，C正确；细菌环状DNA分子复制过程中遵循碱基互补配对原则，D正确。]
6.D　[若复制方式是半保留复制，则第二次分裂前期，每条染色体上只有1条核苷酸链有放射性，A错误；若复制方式是分散复制，则完成两个细胞周期后，全部细胞都有放射性标记，B错误；若复制方式是全保留复制，则第一次分裂结束后每个子代细胞中带放射性的染色体数目是随机的，C错误；完成第一个细胞周期后，若为半保留复制，每条染色体上只有1条核苷酸链有放射性，若为全保留复制，存在没有放射性的染色体，若为分散复制，每条染色体都有放射性，每种复制方式得到的结果不一样，因此可根据本实验中完成第一个细胞周期的结果来判断出DNA复制是否为全保留复制，D正确。]
7.A　[DNA解旋成为单链之后才能开始复制，而解旋酶的作用是使DNA双链中氢键打开，因此，DNA复制起始位点是解旋酶与DNA的初始结合位点，A正确；转录是以DNA的一条链为模板进行的，B错误；DNA复制时可能是从复制起始位点开始同时向两个方向进行，而且表现为多起点复制，进而提高了DNA分子的合成效率，C错误；尿嘧啶不是组成DNA的碱基，故不能将其类似物掺入新合成的DNA链中鉴定复制起始位点，D错误。]
8.D　[90 min DNA复制3次，产生的DNA分子共23＝8(个)，若DNA是全保留复制，则被标记的DNA只有1个，所以90 min后含15N标记的DNA占1/8，若DNA是半保留复制，则被标记的DNA有2个，90 min后含15N标记的DNA占1/4，A、B正确；DNA复制的条件：模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸)，C正确；大肠杆菌的拟核DNA是环状DNA分子，没有游离的磷酸基团，根据碱基互补配对原则，嘌呤数等于嘧啶数，D错误。]
9.B　[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苷酸数目相同，B正确；图示表明，子链1的延伸方向是 5′端→3′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15N，即含15N的DNA有23＝8(个)，D错误。]
10.C　[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提供一个脱氧核苷酸作为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。]
11.(1)G＋A＝C＋T　嘌呤少于嘧啶　(2)磷酸二酯　氢　(3)噬菌体DNA的b链可与RNA分子杂交形成DNA－RNA杂合分子
(4)b　嘌呤多于嘧啶　b　(5)噬菌体是病毒，只能在宿主细胞中复制和转录
解析　(1)双链DNA中，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，a链的嘌呤少于嘧啶。(2)DNA分子单链上脱氧核苷酸由磷酸二酯键连接，两条链之间由氢键连接。
(3)实验结果显示，噬菌体DNA的b链可与RNA分子杂交形成DNA－RNA杂合分子。(4)b链嘌呤多于嘧啶，为“重链”。b链能与SP8噬菌体感染枯草杆菌细胞后提取的RNA杂交，说明是转录过程中的模板链。(5)噬菌体是病毒，只能在宿主细胞中复制和转录。(共25张PPT)
DNA的结构、复制及基因的本质
限时练26　
(时间：30分钟　分值：30分)
考点一　DNA结构与基因的本质
1.(2025·安徽蚌埠调研)基因通常是具有遗传效应的DNA片段，下列关于基因的说法，错误的是(　　)
A.基因的遗传效应是指基因能直接或间接影响蛋白质的合成
B.基因的碱基对排列顺序的多样性决定了基因的多样性
C.基因全都位于染色体上，基因在染色体上呈线性排列
D.DNA的转录过程是以基因为单位进行的，实质是基因的表达
解析　基因绝大多数在染色体上，染色体是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列，C错误。
C
2.(2025·辽宁锦州调研)λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列，在侵染大肠杆菌后，其DNA会自连环化，如图所示。下列关于λ噬菌体DNA的说法，错误的是(　　)
B
A.DNA自连环化前后，嘌呤碱基所占的比例保持不变
B.DNA自连环化时，需要DNA聚合酶将单链片段两端连接
C.DNA自连环化时，单链片段不会脱去游离的磷酸基团
D.该线性DNA分子两端能够相连的主要原因是单链序列的碱基能够互补配对
解析　DNA自连环化前后碱基种类不变，嘌呤碱基所占的比例保持不变，仍占50%，A正确；
DNA聚合酶能将游离的脱氧核苷酸连接到DNA分子上，以催化DNA合成，DNA自连环化对，需要DNA连接酶的催化以形成磷酸二酯键将单链片段两端连接，B错误；
DNA自连环化时，单链片段不会脱去游离的磷酸基团，游离的磷酸基团会与脱氧核糖连接，C正确；
据题图可知，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，D正确。
A.DNA自连环化前后，嘌呤碱基所占的比例保持不变
B.DNA自连环化时，需要DNA聚合酶将单链片段两端连接
C.DNA自连环化时，单链片段不会脱去游离的磷酸基团
D.该线性DNA分子两端能够相连的主要原因是单链序列的碱基能够互补配对
3.(2025·郑州模拟)如图表示DNA分子中的部分关系，下列判断正确的是(　　)
C
A.若x、y分别表示DNA两条互补链中(A＋G)/(T＋C)
的量，则符合甲曲线变化
B.若x、y分别表示DNA两条互补链中(G＋T)/(A＋C)
的量，则符合甲曲线变化
C.若x、y分别表示DNA两条互补链中(A＋T)/(G＋C)
的量，则符合乙曲线变化
D.若x、y分别表示DNA一条链和整个DNA中嘌呤/嘧啶的量，则符合乙曲线变化
解析　DNA两条互补链中，(A＋G)/(T＋C)的量互为倒数，(G＋T)/(A＋C)的量互为倒数，均不符合甲曲线变化，A、B错误；
根据碱基互补配对原则，DNA两条互补链中(A＋T)/(G＋C)的量是相等的，此情况符合乙曲线变化，C正确；
双链DNA中嘌呤/嘧啶始终等于1，但DNA一条链中嘌呤/嘧啶的量不确定，故不符合乙曲线变化，D错误。
A.若x、y分别表示DNA两条互补链中(A＋G)/(T＋C)的量，则符合甲曲线变化
B.若x、y分别表示DNA两条互补链中(G＋T)/(A＋C)的量，则符合甲曲线变化
C.若x、y分别表示DNA两条互补链中(A＋T)/(G＋C)的量，则符合乙曲线变化
D.若x、y分别表示DNA一条链和整个DNA中嘌呤/嘧啶的量，则符合乙曲线变化
4.(2025·河北石家庄调研)如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有5 000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(　　)
B
A.复制时作用于③处的酶为DNA聚合酶
B.DNA分子复制2次需游离的胞嘧啶脱氧
核苷酸9 900个
C.④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸
D.子代中含15N的DNA分子占1/2
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，A＋T＝34%，则G＋C＝1－34%＝66%，则G＝C＝3 300(个)，复制2次需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为3 300×(22－1)＝9 900(个)，B正确；
DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，所以④处指的是腺嘌呤脱氧核苷酸，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分子中只有1个DNA分子含有15N，因此子代中含15N的DNA分子占1/4，D错误。
A.复制时作用于③处的酶为DNA聚合酶
B.DNA分子复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9 900个
C.④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸
D.子代中含15N的DNA分子占1/2
考点二　DNA的复制及其相关计算
5.(2025·辽阳一模)细菌基因组通常为单个环状DNA分子，其复制时从复制原点开始进行双向复制，两个复制叉沿着相反方向前进，最终产生两个环状DNA。下列叙述错误的是(　　)
A.细菌环状DNA分子中存在两个游离的磷酸基团
B.细菌DNA复制过程通常发生在拟核区域
C.细菌环状DNA复制时子链沿5′→3′方向延伸
D.细菌环状DNA分子复制过程中遵循碱基互补配对原则
A
解析　细菌环状DNA分子中不存在游离的磷酸基团，A错误；
细菌为原核生物，其DNA复制过程通常发生在拟核区域，B正确；
DNA复制过程中子链的延伸方向是固定的，即沿着5′→3′方向延伸，据此可推测，细菌环状DNA复制时子链延伸方向也是如此，C正确；
细菌环状DNA分子复制过程中遵循碱基互补配对原则，D正确。
6.(2025·湖北孝感高中质检)假设DNA复制方式有三种：半保留复制、全保留复制和分散复制，复制过程如图所示。若将蚕豆根尖细胞放在含3H的脱氧核苷酸的培养基中培养，完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续培养一个细胞周期，下列说法正确的是(　　)
D
A.若是半保留复制，则第二次分裂前期，每条染色体上有2条核苷酸链有放射性
B.若复制方式是分散复制，则完成两个细胞周期后，有一半的细胞有放射性标记
C.若复制方式是全保留复制，则第一次分裂结束后每个子细胞均有一半染色体带放射性
D.根据本实验中完成第一个细胞周期的结果即可判断出DNA复制是否为全保留复制
解析　若复制方式是半保留复制，则第二次分裂前期，每条染色体上只有1条核苷酸链有放射性，A错误；
若复制方式是分散复制，则完成两个细胞周期后，全部细胞都有放射性标记，B错误；
若复制方式是全保留复制，则第一次分裂结束后每个子代细胞中带放射性的染色体数目是随机的，C错误；
A.若是半保留复制，则第二次分裂前期，每条染色体上有2条核苷酸链有放射性
B.若复制方式是分散复制，则完成两个细胞周期后，有一半的细胞有放射性标记
C.若复制方式是全保留复制，则第一次分裂结束后每个子细胞均有一半染色体带放射性
D.根据本实验中完成第一个细胞周期的结果即可判断出DNA复制是否为全保留复制
完成第一个细胞周期后，若为半保留复制，每条染色体上只有1条核苷酸链有放射性，若为全保留复制，存在没有放射性的染色体，若为分散复制，每条染色体都有放射性，每种复制方式得到的结果不一样，因此可根据本实验中完成第一个细胞周期的结果来判断出DNA复制是否为全保留复制，D正确。
A.若是半保留复制，则第二次分裂前期，每条染色体上有2条核苷酸链有放射性
B.若复制方式是分散复制，则完成两个细胞周期后，有一半的细胞有放射性标记
C.若复制方式是全保留复制，则第一次分裂结束后每个子细胞均有一半染色体带放射性
D.根据本实验中完成第一个细胞周期的结果即可判断出DNA复制是否为全保留复制
7.(2025·河北衡水中学调研)真核生物的DNA分子中有多个复制起始位点，可以大大提高DNA复制速率。某科研团队通过研究揭示了一种精细的DNA复制起始位点的识别调控机制。下列叙述正确的是(　　)
A.DNA复制起始位点是解旋酶与DNA的初始结合位点
B.DNA的两条链在复制起始位点解旋后都可以作为转录的模板
C.DNA复制时只能是从复制起始位点开始同时向同一个方向进行
D.将外源的尿嘧啶类似物掺入新合成的DNA链中可鉴定复制起始位点
A
解析　DNA解旋成为单链之后才能开始复制，而解旋酶的作用是使DNA双链中氢键打开，因此，DNA复制起始位点是解旋酶与DNA的初始结合位点，A正确；
转录是以DNA的一条链为模板进行的，B错误；
DNA复制时可能是从复制起始位点开始同时向两个方向进行，而且表现为多起点复制，进而提高了DNA分子的合成效率，C错误；
尿嘧啶不是组成DNA的碱基，故不能将其类似物掺入新合成的DNA链中鉴定复制起始位点，D错误。
8.(2025·河北张家口模拟)科学家将大肠杆菌置于含15N的培养液中培养若干代，使其DNA双链均被15N标记后，转至含14N的培养液中培养，每30 min繁殖一代，下列有关叙述错误的是(　　)
A.若DNA是全保留复制，90 min后含15N标记的DNA占1/8
B.若DNA是半保留复制，90 min后含15N标记的DNA占1/4
C.大肠杆菌的DNA复制过程需要DNA聚合酶、脱氧核苷酸等物质参与
D.大肠杆菌的拟核DNA中有两个游离的磷酸基团，且嘌呤数等于嘧啶数
D
解析　90 min DNA复制3次，产生的DNA分子共23＝8(个)，若DNA是全保留复制，则被标记的DNA只有1个，所以90 min后含15N标记的DNA占1/8，若DNA是半保留复制，则被标记的DNA有2个，90 min后含15N标记的DNA占1/4，A、B正确；
DNA复制的条件：模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸)，C正确；
大肠杆菌的拟核DNA是环状DNA分子，没有游离的磷酸基团，根据碱基互补配对原则，嘌呤数等于嘧啶数，D错误。
9.(2024·江西南昌模拟)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(　　)
B
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苷酸
数目相同
C.子链1的延伸方向是 3′端→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
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苷酸数目相同，B正确；
图示表明，子链1的延伸方向是 5′端→3′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15N，即含15N的DNA有23＝8(个)，D错误。
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苷酸数目相同
C.子链1的延伸方向是 3′端→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
10.(2025·河北承德一中调研)单分子荧光测序技术原理如图所示。某种脱氧核糖核苷三磷酸(dNTP，N可代表碱基A、G、C、T)提供一个相应的脱氧核苷酸连接到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(　　)
C
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
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提供一个脱氧核苷酸作为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。
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
11.(2025·河北衡水金卷)将SP8噬菌体的双链DNA温和加热，两条链分离(即DNA变性)，用密度梯度离心分离两条链，如图。用SP8噬菌体感染枯草杆菌细胞后提取RNA(图中c)，分别与分离的SP8噬菌体DNA单链混合。SP8噬菌体的DNA分子由两条碱基组成很不平均的链构成。示意如下：
(1)SP8噬菌体双链DNA中嘌呤与嘧啶量的关系可用简式表示为______________，其中a链的嘌呤与嘧啶量的关系可用文字表示为_________________。
(2)构成a、b链的核苷酸由__________键连接，a链与b链之间由________键连接。
(3)图中显示的实验结果是___________________________
_______________________________________________。
G＋A＝C＋T
嘌呤少于嘧啶
磷酸二酯
氢
噬菌体DNA的b链可与RNA分子杂交形成DNA－RNA杂合分子
(4)由实验可知，________链为“重链”，“重链”的碱基组成特点是________________，________链为模板链。
(5)为什么要用SP8噬菌体感染枯草杆菌细胞后提取RNA分子？____________________________________________。
b
嘌呤多于嘧啶
b
噬菌体是病毒，只能在宿主细胞中复制和转录
解析　(1)双链DNA中，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，a链的嘌呤少于嘧啶。
(2)DNA分子单链上脱氧核苷酸由磷酸二酯键连接，两条链之间由氢键连接。
(3)实验结果显示，噬菌体DNA的b链可与RNA分子杂交形成DNA－RNA杂合分子。
(4)b链嘌呤多于嘧啶，为“重链”。b链能与SP8噬菌体感染枯草杆菌细胞后提取的RNA杂交，说明是转录过程中的模板链。
(5)噬菌体是病毒，只能在宿主细胞中复制和转录。

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