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第18讲　DNA的结构、复制及基因的本质
[课标内容]　1.概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段,有些病毒的基因在RNA分子上。2.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。3.概述DNA分子通过半保留方式进行复制。4.活动:制作DNA分子双螺旋结构模型。
微考点大突破
考点一　DNA的结构
　
1.DNA双螺旋结构模型的构建
2.DNA的结构
提醒　DNA双螺旋结构的考点
①
②
③
④
3.DNA的结构特点
(1)DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基。(必修2 P50“图3-8”)()
(2)生物体内所有基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相同。(必修2 P57、58“思考·讨论”)()
(3)DNA分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关。(源自必修2 P59)()
(必修2 P52“科学·技术·社会”)在现代刑侦领域中,DNA指纹技术正在发挥着越来越重要的作用,比如可以用于亲子鉴定等。如图是通过提取某小孩和其母亲以及待测定的四位男性的DNA,分别经合适的酶处理后,形成若干DNA片段,然后进行电泳等一系列步骤得到的一组DNA指纹图,请分析:F1~F4中,谁是该小孩真正生物学上的父亲 为什么
答:____________________________________________。
能力　DNA分子的结构与特点(考查生命观念、科学思维)
1.(2022·广东卷,T12)λ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.单链序列脱氧核苷酸数量相等
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
2.(2021·北京卷,T4)酵母菌的DNA中碱基A约占32%,下列关于酵母菌核酸的叙述错误的是(　　)
A.DNA复制后A约占32%
B.DNA中C约占18%
C.DNA中(A+G)/(T+C)=1
D.RNA中U约占32%
DNA中碱基数量的计算规律
考点二　DNA的复制
　
1.假说—演绎法分析DNA半保留复制的实验证据
2.DNA的复制
(1)概念、时间、场所。
(2)过程。
(3)结果:一个DNA分子形成了两个__________的DNA分子。
(4)特点:①______________;②______________复制。
提醒　半保留复制为每个子代DNA分子都保留原DNA的一条链。
(5)准确复制的原因。
①DNA独特的__________结构,为复制提供了精确的模板。
②通过__________,保证了复制能够准确地进行。
(6)DNA复制的意义:DNA通过复制,将__________从亲代细胞传递给子代细胞,从而保持了__________的连续性。
3.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
(1)将已被15N标记了DNA的大肠杆菌在含14N的培养基中培养繁殖一代,若子代大肠杆菌的DNA分子中既含有14N,又含有15N,则可说明DNA的复制为半保留复制。(必修2 P54“思考·讨论”)()
(2)真核细胞的DNA复制都发生在细胞核中。(源自必修2 P55)()
(3)DNA分子复制时,解旋酶与DNA聚合酶不能同时发挥作用。(必修2 P55“图3-10”)()
(4)单个脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接合成新的子链。(必修2 P55“图3-10”)()
(5)基因的遗传效应是指基因能够复制、传递和表达性状的过程。(必修2 P57、58“思考·讨论”)()
1.(必修2 P56“拓展应用”2)真核细胞中DNA复制的速率一般为50~100 bp/s,果蝇DNA的电镜照片中有一些泡状结构,叫作DNA复制泡,是DNA上正在复制的部分,果蝇DNA上形成多个复制泡,这说明__________________________________________________________________。
2.据图思考:生物细胞内所有的DNA聚合酶都只能催化DNA子链从5'→3'方向延伸,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 DNA复制还需要什么酶
答:________________________________________________________________________________________。
1.“图解法”分析DNA复制相关计算
(1)将含有15N的DNA放在含有14N的培养基中连续复制n次,则:
①子代DNA共2n个
(2)DNA复制中消耗的脱氧核苷酸数,若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个:
①经过n次复制需要消耗游离的该种脱氧核苷酸数为m·(2n-1)。
②第n次复制所需游离的该种脱氧核苷酸数为m·2n-1。
2.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14N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):
[注]　表示15N标记的DNA链,表示14N标记的DNA链。
(注:体细胞染色体为2n条) 第一次有丝分裂中期 第一次有丝分裂后期 第二次有丝分裂中期 第二次有丝分裂后期
15N标记的染色体数 2n 4n 2n 2n
15N标记的染色单体数 4n 0 2n 0
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0~2n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):
[注]　“”表示15N标记的DNA链,“”表示14N标记的DNA链。
由图可以看出,子细胞中的所有染色体都含15N。
(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14N的培养液中进行一次有丝分裂,再继续在含14N的培养液中进行一次减数分裂,情况如图所示(以一对同源染色体为例):
[注]　“”表示15N标记的DNA链,“”表示14N标记的DNA链。
若该生物的正常体细胞的核DNA为2n,则经上述过程形成的子细胞中含15N标记DNA的个数为0~n个。
能力一　DNA复制的过程与特点(考查科学思维)
1.(2021·辽宁卷,T4)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苷酸添加到3'端
B.子链的合成过程不需要引物参与
C.DNA每条链的5'端是羟基末端
D.DNA聚合酶的作用是打开DNA双链
2.(2022·海南卷,T11)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(如图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(如图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
能力二　DNA复制的相关计算(考查科学思维)
3.(2021·海南卷,T6)已知5 溴尿嘧啶(BU)可与碱基A或G配对。大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A—T转变为A—BU,要使该位点由A—BU转变为G—C,则该位点所在的DNA至少需要复制的次数是(　　)
A.1　　　B.2　　　C.3　　　D.4
4.一个15N标记的、含1 000个碱基对的DNA分子片段,其中一条链中T+A占30%,若将该DNA分子放在含14N的培养基中连续复制3次,下列相关叙述正确的是(　　)
A.该DNA分子的另一条链中T+A占70%
B.该DNA分子中含有A的数目为400个
C.该DNA分子第3次复制时需要消耗1 400个G
D.经3次复制后,子代DNA分子中含14N的比例为1
准确把握DNA复制的相关计算问题
(1)复制次数:“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别:前者包括所有的复制,后者只包括最后一次复制。
(2)碱基数目:注意碱基的数目单位是“对”还是“个”。
(3)复制模板:在DNA复制过程中,无论复制了几次,含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。
(4)关键词语:看清是“DNA分子数”还是“链数”,“含”还是“只含”等关键词。
能力三　DNA复制与细胞分裂的关系(考查科学思维)
5.在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时,BrdU会取代胸苷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的染色体无明亮荧光
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
6.(2025·郑州联考)将某二倍体动物精原细胞(2n=38)全部DNA中的一条单链被32P标记后置于不含32P的培养液中培养,经过减数分裂最终得到4个子细胞,检测相应细胞中标记的情况。若不考虑染色体互换和染色体变异,下列叙述不正确的是(　　)
A.最终可能出现2个子细胞中含32P,2个不含32P的情况
B.最终可能出现3个子细胞中含32P,1个不含32P的情况
C.减数第一次分裂得到的2个子细胞均含有32P
D.减数第二次分裂后期细胞中全部染色体均含32P
微真题重体悟
　
1.(2024·北京卷,T2)科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲,依据的是DNA的(　　)
A.元素组成 B.核苷酸种类
C.碱基序列 D.空间结构
2.(2024·河北卷,T4)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
3.(2024·浙江1月选考,T10)大肠杆菌在含有3H 脱氧核苷培养液中培养,3H 脱氧核苷掺入到新合成的DNA链中,经特殊方法显色,可观察到双链都掺入3H 脱氧核苷的DNA区段显深色,仅单链掺入的显浅色,未掺入的不显色。掺入培养中,大肠杆菌拟核DNA第2次复制时,局部示意图如图。DNA双链区段①②③对应的显色情况可能是(　　)
A.深色、浅色、浅色 B.浅色、深色、浅色
C.浅色、浅色、深色 D.深色、浅色、深色
4.(2021·山东卷,T5)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T DNA
B.N自交,子一代中含T DNA的植株占3/4
C.M经n(n≥1)次有丝分裂后,脱氨基位点为A—U的细胞占1/2n
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
5.(2021·全国甲卷,T30)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标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP,dA—Pα~Pβ~Pγ)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图。
回答下列问题:
(1)该研究人员在制备32P标记的DNA片段甲时,所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32P,原因是____________________________________________。
(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____________________________________________。
(3)为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合,需要通过某种处理使样品中的染色体DNA__________。
(4)该研究人员在完成上述实验的基础上,又对动物细胞内某基因的mRNA进行了检测,在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA,这种酶是__________。
第18讲　DNA的结构、复制及基因的本质
微考点·大突破
考点一
教材解读
1.衍射图谱　A　G　C　T　螺旋　A=T、G=C　T　C　脱氧核糖—磷酸　内部　A与T　G与C　相反
2.C、H、O、N、P　脱氧核苷酸　磷酸　脱氧核糖　碱基　A与T配对、G与C配对
3.脱氧核糖和磷酸　4n　碱基排列顺序
教材基础辨析
　(1)×　(2)×　(3)×
教材素材拓展
　提示　F2。C的DNA指纹图中一条带与M DNA指纹图中的一条带相同,另一条带与F2DNA指纹图中的一条带相同
能力提升
1.C　解析　单链序列脱氧核苷酸数量相等和分子骨架同为脱氧核糖与磷酸都不是该线性DNA分子两端能够相连的主要原因,A、B两项错误;据题图可知,单链序列的碱基能够互补配对,这是该线性DNA分子两端能够相连的主要原因,C项正确;该线性DNA分子自连环化后两条单链方向相反,D项错误。
2.D　解析　DNA的复制方式为半保留复制,且遵循碱基互补配对原则,故DNA复制后碱基A所占比例不变,即子代DNA分子中A也约占32%,A项正确;根据碱基互补配对原则,双链DNA中,A=T,G=C,A约占32%,则C约占(100%-2×32%)÷2=18%,B项正确;双链DNA中,A=T,G=C,(A+G)/(T+C)=1,C项正确;RNA是以DNA中的一条链为模板按照碱基互补配对原则形成的,由于模板链中A所占比例未知,故不能确定RNA中U所占比例,D项错误。
考点二
教材解读
1.半保留　半保留
2.(1)间期　线粒体　叶绿体　(2)①解旋酶　解开　②母链　脱氧核苷酸　DNA聚合酶　碱基互补配对　③双螺旋结构　(3)完全相同
(4)①边解旋边复制　②半保留　(5)①双螺旋　②碱基互补配对　(6)遗传信息　遗传信息
3.一个或两个　有遗传效应的DNA片段　许多个基因　脱氧核苷酸排列顺序
教材基础辨析
　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√
教材素材拓展
1.提示　果蝇的DNA有多个复制起点,可从多个起点开始DNA复制,由此加快DNA复制的速率,为细胞分裂做好物质准备
2.提示　DNA复制过程中,当以a链为模板时,DNA聚合酶可以沿5'→3'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'→3'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b链5'→3'方向合成的DNA片段连接起来的。因此,还需要DNA连接酶将相邻DNA片段连接起来。DNA复制除DNA聚合酶外,还需要解旋酶、DNA连接酶等的参与
能力提升
1.A　解析　在DNA复制过程中,DNA聚合酶从引物的3'端延伸子链,即子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3'端,A项正确;DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,而只能从3'端延伸DNA链,因此,子链的合成过程需要引物参与,B项错误;通常将DNA的羟基末端称为3'端,而磷酸基团末端称为5'端,C项错误;解旋酶的作用是打开DNA双链,DNA聚合酶的作用是催化合成DNA子链,D项错误。
2.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三项错误;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离心后试管中会出现1条中带和1条轻带,D项正确。
3.B　解析　根据题意可知,BU既可以与碱基A配对,又可以和碱基G配对,又知大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A—T转变为A—BU,则该位点所在的DNA复制一次,该位点可能会变为G—BU,再复制一次,该位点可能会变为G—C,即该位点所在的DNA至少需要复制2次才能使该位点由A—BU转变为G—C,B项正确。
4.D　解析　DNA分子片段的一条链中T+A占30%,根据碱基互补配对原则,另一条链中T+A也占30%,A项错误;根据碱基互补配对原则,该DNA分子一条链中T+A占30%,则整个DNA分子中T+A占30%,所以DNA分子中A=T=1 000×2×30%÷2=300(个),则鸟嘌呤G=1 000-300=700(个),第3次复制时需要消耗G=22×700=2 800(个),B、C两项错误;经3次复制后,8个子代DNA分子中都含14N,故子代DNA分子中含14N的比例为1,D项正确。
5.D　解析　DNA复制方式是半保留复制,第一次分裂结束后所有染色体的DNA分子中一条链不含BrdU,另外一条链含有BrdU;第二次分裂结束后有1/2的染色体上的DNA分子两条链均含有BrdU,1/2的染色体上的DNA分子中一条链不含BrdU,另外一条链含有BrdU;到第三次有丝分裂中期,全部DNA分子被BrdU标记,所有染色体均含有姐妹染色单体,其中有1/2的染色体上的2个DNA分子的两条链均含BrdU(荧光被抑制),有1/2的染色体上的2个DNA分子中的1个DNA分子的两条链中的1条含BrdU、1条不含,另1个DNA分子的两条链均含BrdU,所以有1/4的染色单体会发出明亮荧光,故选D。
6.D　解析　精原细胞全部DNA中的一条单链被32P标记后置于不含32P的培养液中培养,经过减数分裂最终得到4个子细胞,由于DNA是半保留复制,细胞中DNA复制后每条染色体上有一条姐妹染色单体含32P,另一条姐妹染色单体不含32P,由于减数第一次分裂发生同源染色体分离,因此经过减数第一次分裂后得到的两个子细胞均含有32P,减数第二次分裂姐妹染色单体分离,形成的子染色体随机移向两极,最终可能出现2个子细胞中含32P、2个不含32P的情况,也可能出现3个子细胞中含32P、1个不含32P的情况,减数第二次分裂后期细胞中一半染色体含32P,A、B、C三项正确,D项错误。
微真题·重体悟
1.C　解析　人的遗传信息蕴藏在DNA的脱氧核苷酸的排列顺序之中,可作为亲缘关系远近的判断依据,故选C。
2.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项错误;复制时,解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开,其并不是从5'端到3'端的单向解旋,B项错误;转录时不需要解旋酶,RNA聚合酶即可完成解旋,C项错误;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项正确。
3.B　解析　大肠杆菌在含有3H 脱氧核苷培养液中培养,DNA的复制方式为半保留复制,大肠杆菌拟核DNA第1次复制后产生的子代DNA的两条链一条被3H标记,另一条未被标记,大肠杆菌拟核DNA第2次复制时,以两条链中一条被3H标记,另一条未被标记的DNA分子为模板,结合题干显色情况,DNA双链区段①为浅色,②中两条链均含有3H显深色,③中一条链含有3H一条链不含3H显浅色,A、C、D三项错误,B项正确。
4.D　解析　在M培育成N的过程中,增殖方式为有丝分裂。根据题意M细胞中某条染色体上含有T DNA,有丝分裂过程中T DNA会随着水稻DNA的复制而复制,复制后精确分配到子细胞中去,所以细胞M培育成的植株N的每个细胞中都含有T DNA,A项正确。N的原始生殖细胞中其中一条染色体含有T DNA(可记为T),其同源染色体不含T DNA(可记为O),那么N植株可表示为TO,根据分离定律N(TO)自交子一代中含T的植株占3/4,即含T DNA的植株占3/4,B项正确。根据题意M细胞某染色体一个DNA分子单链上的C变为U,由于DNA复制的原料是脱氧核苷酸不含碱基U,故复制n次后脱氨基位点含有A—U的细胞只有一个,复制n次后细胞总数为2n个,所以脱氨基位点为A—U的细胞占1/2n,C项正确。据A项解析知,M经3次有丝分裂后的细胞都含有T DNA。由于M细胞中某染色体一个DNA分子单链上的C变为U,其互补链的对应位点正常为G,所以子代细胞1/2是正常的G—C,1/2是碱基对被替换的。M经3次复制后形成的8个子DNA中4个脱氨基位点为正常的(G—C或C—G);4个脱氨基位点为替换的,其中一个DNA含有U—A(或A—U),三个DNA为A—T(或T—A),综上分析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3/8,D项错误。
5.答案　(1)dATP分子中的两个特殊化学键断裂后形成的dA—P是组成DNA的基本单位之一,所以α位磷酸基团中的磷是32P,才能使DNA具有32P的放射性　(2)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　(3)解旋
(4)DNA酶(或DNA水解酶)
解析　(1)因为dATP分子中的两个特殊化学键断裂后形成的dA—P(腺嘌呤脱氧核糖核苷酸)是组成DNA的基本单位之一,所以只有α位磷酸基团中的磷是32P,才能使DNA合成原料具有放射性,最终使合成的DNA具有32P的放射性。(2)由题意可知,本实验的目的是用一段由放射性同位素标记的DNA片段确定W基因在染色体上的位置,在混合操作之前应去除样品中的RNA分子,若不去除RNA分子,则RNA分子会与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,导致无法确定基因在染色体上的位置。(3)DNA要先解开双链,片段甲才能通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合,因此,需要通过某种处理使样品中的染色体DNA解旋。(4)因为酶具有专一性,故应用DNA酶(或DNA水解酶)去除样品中的DNA。(共73张PPT)
第18讲
第五单元　遗传的物质基础
DNA的结构、复制及基因的本质
课
标
内
容
1.概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。2.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。3.概述DNA分子通过半保留方式进行复制。4.活动：制作DNA分子双螺旋结构模型。
微考点 大突破
内容
索引
微真题 重体悟
考点一　DNA的结构
考点二　DNA的复制
考点一　DNA的结构
微考点/大突破
第一部分
1.DNA双螺旋结构模型的构建
衍射图谱
A
G
C
T
螺旋
A=T、G=C
T
C
脱氧核糖—磷酸
内部
A与T
G与C
相反
2.DNA的结构
C、H、O、N、P
脱氧核苷酸
磷酸
脱氧核糖
碱基
A与T配对、G与C配对
提醒　DNA双螺旋结构的考点
3.DNA的结构特点
脱氧核糖和磷酸
4n
碱基排列顺序
教材基础辨析
(1)DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基。(必修2 P50“图3-8”)( )
(2)生物体内所有基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相同。(必修2 P57、58“思考·讨论”)( )
(3)DNA分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关。(源自必修2 P59)( )
×
×
×
教材素材拓展
(必修2 P52“科学·技术·社会”)在现代刑侦领域中，DNA指纹技术正在发挥着越来越重要的作用，比如可以用于亲子鉴定等。如图是通过提取某小孩和其母亲以及待测定的四位男性的DNA，分别经合适的酶处理后，形成若干DNA片段，然后进行电泳等一系列步骤得到的一组DNA指纹图，请分析：F1~F4中，谁是该小孩真正生物学上的父亲 为什么
答：______________________________________________________
___________________________________________。
F2。C的DNA指纹图中一条带与M DNA指纹图中的一条带相同，另一条带与F2DNA指纹图中的一条带相同
能力　DNA分子的结构与特点(考查生命观念、科学思维)
1.(2022·广东卷，T12)λ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.单链序列脱氧核苷酸数量相等
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
单链序列脱氧核苷酸数量相等和分子骨架同为脱氧核糖与磷酸都不是该线性DNA分子两端能够相连的主要原因，A、B两项错误；据题图可知，单链序列的碱基能够互补配对，这是该线性DNA分子两端能够相连的主要原因，C项正确；该线性DNA分子自连环化后两条单链方向相反，D项错误。
解析
2.(2021·北京卷，T4)酵母菌的DNA中碱基A约占32%，下列关于酵母菌核酸的叙述错误的是(　　)
A.DNA复制后A约占32%
B.DNA中C约占18%
C.DNA中(A+G)/(T+C)=1
D.RNA中U约占32%
DNA的复制方式为半保留复制，且遵循碱基互补配对原则，故DNA复制后碱基A所占比例不变，即子代DNA分子中A也约占32%,
A项正确；根据碱基互补配对原则，双链DNA中，A=T，G=C，A约占32%，则C约占(100%-2×32%)÷2=18%，B项正确；双链DNA中，A=T，G=C，(A+G)/(T+C)=1，C项正确；RNA是以DNA中的一条链为模板按照碱基互补配对原则形成的，由于模板链中A所占比例未知，故不能确定RNA中U所占比例，D项错误。
解析
DNA中碱基数量的计算规律
考点二　DNA的复制
微考点/大突破
第一部分
1.假说—演绎法分析DNA半保留复制的实验证据
半保留
半保留
2.DNA的复制
(1)概念、时间、场所。
间期
线粒体
叶绿体
(2)过程。
解旋酶
解开
母链
脱氧核苷酸
DNA聚合酶
碱基互补配对
双螺旋结构
(3)结果：一个DNA分子形成了两个__________的DNA分子。
(4)特点：①______________；②____________复制。
提醒　半保留复制为每个子代DNA分子都保留原DNA的一条链。
(5)准确复制的原因。
①DNA独特的________结构，为复制提供了精确的模板。
②通过______________，保证了复制能够准确地进行。
(6)DNA复制的意义：DNA通过复制，将__________从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了__________的连续性。
完全相同
边解旋边复制
半保留
双螺旋
碱基互补配对
遗传信息
遗传信息
3.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
教材基础辨析
(1)将已被15N标记了DNA的大肠杆菌在含14N的培养基中培养繁殖一代，若子代大肠杆菌的DNA分子中既含有14N，又含有15N，则可说明DNA的复制为半保留复制。(必修2 P54“思考·讨论”)( )
(2)真核细胞的DNA复制都发生在细胞核中。(源自必修2 P55)( )
(3)DNA分子复制时，解旋酶与DNA聚合酶不能同时发挥作用。(必修2 P55“图3-10”)( )
×
×
×
(4)单个脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接合成新的子链。(必修2 P55“图3-10”)( )
(5)基因的遗传效应是指基因能够复制、传递和表达性状的过程。(必修2 P57、58“思考·讨论”)( )
×
√
教材素材拓展
1.(必修2 P56“拓展应用”2)真核细胞中DNA复制的速率一般为50~100 bp/s，果蝇DNA的电镜照片中有一些泡状结构，叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分，果蝇DNA上形成多个复制泡，这说明________________________________________________________________________________________________________。
果蝇的DNA有多个复制起点，可从多个起点开始DNA复制，由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备
2.据图思考：生物细胞内所有的DNA聚合酶都只能催化DNA子链从5'→3'方向延伸，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 DNA复制还需要什么酶
答：_______________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
DNA复制过程中，当以a链为模板时，DNA聚合酶可以沿5'→3'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'→3'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b链5'→3'方向合成的DNA片段连接起来的。因此，还需要DNA连接酶将相邻DNA片段连接起来。DNA复制除DNA聚合酶外，还需要解旋酶、DNA连接酶等的参与
1.“图解法”分析DNA复制相关计算
(1)将含有15N的DNA放在含有14N的培养基中连续复制n次，则：
(2)DNA复制中消耗的脱氧核苷酸数，若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个：
①经过n次复制需要消耗游离的该种脱氧核苷酸数为m·(2n-1)。
②第n次复制所需游离的该种脱氧核苷酸数为m·2n-1。
2.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14N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)：
[注]　 表示15N标记的DNA链， 表示14N标记的DNA链。
(注：体细胞染色体为2n条) 第一次有丝分裂中期 第一次有丝分裂后期 第二次有丝分裂中期 第二次有丝分裂后期
15N标记的染色体数 2n 4n 2n 2n
15N标记的染色单体数 4n 0 2n 0
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0~2n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)：
[注]　“ ”表示15N标记的DNA链，“ ”表示14N标记的DNA链。
由图可以看出，子细胞中的所有染色体都含15N。
(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14N的培养液中进行一次有丝分裂，再继续在含14N的培养液中进行一次减数分裂，情况如图所示(以一对同源染色体为例)：
[注]　“ ”表示15N标记的DNA链，“ ”表示14N标记的DNA链。
若该生物的正常体细胞的核DNA为2n，则经上述过程形成的子细胞中含15N标记DNA的个数为0~n个。
能力一　DNA复制的过程与特点(考查科学思维)
1.(2021·辽宁卷，T4)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苷酸添加到3'端
B.子链的合成过程不需要引物参与
C.DNA每条链的5'端是羟基末端
D.DNA聚合酶的作用是打开DNA双链
在DNA复制过程中，DNA聚合酶从引物的3'端延伸子链，即子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3'端，A项正确；DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从3'端延伸DNA链，因此，子链的合成过程需要引物参与，B项错误；通常将DNA的羟基末端称为3'
端，而磷酸基团末端称为5'端，C项错误；解旋酶的作用是打开DNA双链，DNA聚合酶的作用是催化合成DNA子链，D项错误。
解析
2.(2022·海南卷，T11)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(如图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(如图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
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三项错误;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离心后试管中会出现1条中带和1条轻带，D项正确。
解析
能力二　DNA复制的相关计算(考查科学思维)
3.(2021·海南卷，T6)已知5-溴尿嘧啶(BU)可与碱基A或G配对。大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A—T转变为A—BU，要使该位点由A—BU转变为G—C，则该位点所在的DNA至少需要复制的次数是
(　　)
A.1　　　B.2　　　C.3　　　D.4
根据题意可知，BU既可以与碱基A配对，又可以和碱基G配对，又知大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A—T转变为A—BU，则该位点所在的DNA复制一次，该位点可能会变为G—BU，再复制一次，该位点可能会变为G—C，即该位点所在的DNA至少需要复制2次才能使该位点由A—BU转变为G—C，B项正确。
解析
4.一个15N标记的、含1 000个碱基对的DNA分子片段,其中一条链中T+A占30%,若将该DNA分子放在含14N的培养基中连续复制3次,下列相关叙述正确的是( )
A.该DNA分子的另一条链中T+A占70%
B.该DNA分子中含有A的数目为400个
C.该DNA分子第3次复制时需要消耗1 400个G
D.经3次复制后,子代DNA分子中含14N的比例为1
DNA分子片段的一条链中T+A占30%,根据碱基互补配对原则,另一条链中T+A也占30%,A项错误；根据碱基互补配对原则,该DNA分子一条链中T+A占30%,则整个DNA分子中T+A占30%,所以DNA分子中A=T=1 000×2×30%÷2=300(个),则鸟嘌呤G=1 000-300=700
(个),第3次复制时需要消耗G=22×700=2 800(个),B、C两项错误；经3次复制后,8个子代DNA分子中都含14N,故子代DNA分子中含14N的比例为1,D项正确。
解析
准确把握DNA复制的相关计算问题
(1)复制次数：“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别：前者包括所有的复制，后者只包括最后一次复制。
(2)碱基数目：注意碱基的数目单位是“对”还是“个”。
(3)复制模板：在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。
(4)关键词语：看清是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。
能力三　DNA复制与细胞分裂的关系(考查科学思维)
5.在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷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的染色体无明亮荧光 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
DNA复制方式是半保留复制，第一次分裂结束后所有染色体的DNA分子中一条链不含BrdU，另外一条链含有BrdU；第二次分裂结束后有1/2的染色体上的DNA分子两条链均含有BrdU，1/2的染色体上的DNA分子中一条链不含BrdU，另外一条链含有BrdU；到第三次有丝分裂中期，全部DNA分子被BrdU标记，所有染色体均含有姐妹染色单体，其中有1/2的染色体上的2个DNA分子的两条
解析
链均含BrdU(荧光被抑制)，有1/2的染色体上的2个DNA分子中的1个DNA分子的两条链中的1条含BrdU、1条不含，另1个DNA分子的两条链均含BrdU，所以有1/4的染色单体会发出明亮荧光，故选D。
解析
6.(2025·郑州联考)将某二倍体动物精原细胞(2n=38)全部DNA中的一条单链被32P标记后置于不含32P的培养液中培养，经过减数分裂最终得到4个子细胞，检测相应细胞中标记的情况。若不考虑染色体互换和染色体变异，下列叙述不正确的是( )
A.最终可能出现2个子细胞中含32P，2个不含32P的情况
B.最终可能出现3个子细胞中含32P，1个不含32P的情况
C.减数第一次分裂得到的2个子细胞均含有32P
D.减数第二次分裂后期细胞中全部染色体均含32P
精原细胞全部DNA中的一条单链被32P标记后置于不含32P的培养液中培养，经过减数分裂最终得到4个子细胞，由于DNA是半保留复制，细胞中DNA复制后每条染色体上有一条姐妹染色单体含32P,另一条姐妹染色单体不含32P，由于减数第一次分裂发生同源染色体分离，因此经过减数第一次分裂后得到的两个子细胞均含有32P,减数第二次分裂姐妹染色单体分离，形成的子染色体随机移向两
解析
极，最终可能出现2个子细胞中含32P、2个不含32P的情况，也可能出现3个子细胞中含32P、1个不含32P的情况，减数第二次分裂后期细胞中一半染色体含32P，A、B、C三项正确，D项错误。
解析
微真题/重体悟
第二部分
1.(2024·北京卷，T2)科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲，依据的是DNA的(　　)
A.元素组成 B.核苷酸种类
C.碱基序列 D.空间结构
人的遗传信息蕴藏在DNA的脱氧核苷酸的排列顺序之中，可作为亲缘关系远近的判断依据，故选C。
解析
2.(2024·河北卷，T4)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
DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A项错误;复制时，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开，其并不是从5'端到3'端的单向解旋，B项错误；转录时不需要解旋酶，RNA聚合酶即可完成解旋，C项错误；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项正确。
解析
3.(2024·浙江1月选考，T10)大肠杆菌在含有3H-脱氧核苷培养液中培养，3H-脱氧核苷掺入到新合成的DNA链中，经特殊方法显色，可观察到双链都掺入3H-脱氧核苷的DNA区段显深色，仅单链掺入的显浅色，未掺入的不显色。掺入培养中，大肠杆菌拟核DNA第2次复制时,局部示意图如图。DNA双链区段①②③对应的显色情况可能是(　　)
A.深色、浅色、浅色 B.浅色、深色、浅色
C.浅色、浅色、深色 D.深色、浅色、深色
大肠杆菌在含有3H-脱氧核苷培养液中培养，DNA的复制方式为半保留复制，大肠杆菌拟核DNA第1次复制后产生的子代DNA的两条链一条被3H标记，另一条未被标记，大肠杆菌拟核DNA第2次复制时，以两条链中一条被3H标记，另一条未被标记的DNA分子为模板，结合题干显色情况，DNA双链区段①为浅色，②中两条链均含有3H显深色，③中一条链含有3H一条链不含3H显浅色，A、C、D三项错误，B项正确。
解析
4.(2021·山东卷，T5)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T-DNA
B.N自交，子一代中含T-DNA的植株占3/4
C.M经n(n≥1)次有丝分裂后，脱氨基位点为A—U的细胞占1/2n
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
在M培育成N的过程中，增殖方式为有丝分裂。根据题意M细胞中某条染色体上含有T-DNA，有丝分裂过程中T-DNA会随着水稻DNA的复制而复制，复制后精确分配到子细胞中去，所以细胞M培育成的植株N的每个细胞中都含有T-DNA，A项正确。N的原始生殖细胞中其中一条染色体含有T-DNA(可记为T)，其同源染色体不含T-DNA(可记为O)，那么N植株可表示为TO，根据分离定律
解析
N(TO)自交子一代中含T的植株占3/4，即含T-DNA的植株占3/4，
B项正确。根据题意M细胞某染色体一个DNA分子单链上的C变为U，由于DNA复制的原料是脱氧核苷酸不含碱基U，故复制n次后脱氨基位点含有A—U的细胞只有一个，复制n次后细胞总数为2n个，所以脱氨基位点为A—U的细胞占1/2n，C项正确。据A项解析知，M经3次有丝分裂后的细胞都含有T-DNA。由于M细胞中某染
解析
色体一个DNA分子单链上的C变为U，其互补链的对应位点正常为G，所以子代细胞1/2是正常的G—C，1/2是碱基对被替换的。M经3次复制后形成的8个子DNA中4个脱氨基位点为正常的(G—C或C—G)；4个脱氨基位点为替换的，其中一个DNA含有U—A(或A—U)，三个DNA为A—T(或T—A)，综上分析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3/8，D项错误。
解析
5.(2021·全国甲卷，T30)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标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP，dA—Pα~Pβ~Pγ)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图。
回答下列问题：
(1)该研究人员在制备32P标记的DNA片段甲时，所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32P，原因是_____________________________
______________________________________________________________________________________________________。
(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_____________
_____________________________________________________________________。
dATP分子中的两个特殊化学键断裂后形成的dA—P是组成DNA的基本单位之一，所以α位磷酸基团中的磷是32P，才能使DNA具有32P的放射性
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
(3)为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合，需要通过某种处理使样品中的染色体DNA__________。
(4)该研究人员在完成上述实验的基础上，又对动物细胞内某基因的mRNA进行了检测，在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA，这种酶是______________________。
解旋
DNA酶(或DNA水解酶)
(1)因为dATP分子中的两个特殊化学键断裂后形成的dA—P(腺嘌呤脱氧核糖核苷酸)是组成DNA的基本单位之一，所以只有α位磷酸基团中的磷是32P，才能使DNA合成原料具有放射性，最终使合成的DNA具有32P的放射性。(2)由题意可知，本实验的目的是用一段由放射性同位素标记的DNA片段确定W基因在染色体上的位置，在混合操作之前应去除样品中的RNA分子，若不去除RNA分子，
解析
则RNA分子会与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，导致无法确定基因在染色体上的位置。(3)DNA要先解开双链，片段甲才能通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合，因此，需要通过某种处理使样品中的染色体DNA解旋。(4)因为酶具有专一性，故应用DNA酶(或DNA水解酶)去除样品中的DNA。
解析课时微练(十八)　DNA的结构、复制及基因的本质
　
一、选择题:本题共10小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1.(2022·重庆卷,T4)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
2.(经典高考题)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间,使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质,下列相关叙述错误的是(　　)
A.随后细胞中的DNA复制发生障碍
B.随后细胞中的RNA转录发生障碍
C.该物质可将细胞周期阻断在分裂中期
D.可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用
3.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
C.片段中碱基②与五碳糖构成的脱氧核苷与ATP中的腺苷相同
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%
4.(2023·山东卷,T5)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苷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
5.(2023·浙江6月选考,T16)紫外线引发的DNA损伤,可通过“核苷酸切除修复(NER)”方式修复,机制如图所示。着色性干皮症(XP)患者的NER酶系统存在缺陷,受阳光照射后,皮肤出现发炎等症状。患者幼年发病,20岁后开始发展成皮肤癌。下列叙述错误的是(　　)
A.修复过程需要限制酶和DNA聚合酶
B.填补缺口时,新链合成以5'到3'的方向进行
C.DNA有害损伤发生后,在细胞增殖后进行修复,对细胞最有利
D.随年龄增长,XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因,可用突变累积解释
6.(2025·长沙模拟)某双链DNA分子复制的过程如图所示。据图分析,下列有关叙述错误的是(　　)
A.前导链与后随链的延伸方向均为5'→3'
B.解旋酶的移动方向为从右向左
C.DNA聚合酶的移动方向为从右向左
D.图示体现了DNA分子的半保留复制
7.(2025·西安联考)用DNA测序仪检测某DNA片段的一条核苷酸链的碱基序列,具体序列(5'—TGCGTATTGG)如图1所示,图2为另一条脱氧核苷酸链的碱基序列测序示意图。下列分析错误的是(　　)
A.图1中DNA片段复制3次,需要35个腺嘌呤脱氧核苷酸
B.图2所示单链的碱基序列为5'—CCAGTGCGCC
C.与图2相比,图1所示的DNA片段耐高温的能力较弱
D.图1、图2所示单链中的相邻碱基之间通过氢键相连
8.在氮源为14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子分别为14N DNA(相对分子质量为a)和15N DNA(相对分子质量为b)。将亲代15N DNA大肠杆菌转移到含14N的培养基上,连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ),用离心方法分离得到的结果如图所示。下列对此实验的叙述正确的是(　　)
A.Ⅰ代细菌DNA分子中两条链都是14N
B.Ⅱ代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/4
C.预计Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为(7a+b)/8
D.上述实验Ⅰ代→Ⅱ代的结果能证明DNA复制方式为半保留复制
9.(2025·信阳联考)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'端向3'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1/2n-1
10.(2025·汕头模拟)重叠基因是指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列,或是指一段DNA序列成为两个或两个以上基因的组成部分的现象。如图为某重叠基因发生的两个过程。下列说法错误的是(　　)
A.基因的重叠性使有限的DNA序列包含了更多的遗传信息
B.图中重叠区域的甲基化会导致基因2的复制产物发生改变
C.α链是基因1的转录产物,α链的延伸方向是5'→3'
D.基因1和基因2的重叠基因合成的蛋白质的氨基酸序列可能不同
二、非选择题
11.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,如图所示。用SP8噬菌体感染枯草杆菌细胞后提取RNA(如图中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。示意图如下:
CGCTATAGCGTTT　a
GCGATATCGCAAA　b
(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_____________________________________。
(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)要用SP8噬菌体感染枯草杆菌细胞后提取RNA分子,其原因是______________________________________________________________________________________________________。
12.(科学探究)双链DNA由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成。1966年,科学家冈崎提出DNA半不连续复制假说:DNA复制形成互补子链时,一条子链连续形成,另一条子链不连续即先形成短链片段(如图1所示)。为验证这一假说,冈崎进行了如下实验:让T4噬菌体在20 ℃时侵染大肠杆菌70 min后,将同位素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中,在2 s、7 s、15 s、30 s、60 s、120 s后,分离T4噬菌体DNA并通过加热使DNA分子变性、全部解螺旋,再进行密度梯度离心,以DNA单链片段分布位置确定片段大小(分子越小离试管口距离越近),并检测相应位置DNA单链片段的放射性,结果如图2所示。请分析并回答下列问题:
(1)若1个双链DNA片段中有1 000个碱基对,其中胸腺嘧啶有350个,该DNA连续复制四次,在第四次复制时需要消耗_______个胞嘧啶脱氧核苷酸。
(2)将3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中,最终在T4噬菌体DNA中检测到放射性,其原因是_______________________________________________________________。
(3)DNA解旋在细胞中需要解旋酶的催化,在体外通过加热也能实现。解旋酶不能为反应提供能量,但能________________。研究表明,在DNA分子加热解链时,DNA分子中G+C的比例越高,需要的解链温度越高,原因是_________________________________________________。
(4)图2中,与60 s结果相比,120 s结果中短链片段减少的原因是_________________________________________________。该实验结果为冈崎假说提供的有力证据是_________________________________________________。
课时微练(十八)　DNA的结构、复制及基因的本质
1.D　解析　DNA半保留复制是以DNA的两条单链为模板,以游离的脱氧核苷酸为原料,根据碱基互补配对原则合成互补DNA链的过程,因此DNA半保留复制的发现需以DNA双螺旋结构模型为理论基础,D项符合题意。
2.C　解析　因为该物质可使DNA双链不能解开,DNA复制时需要解旋,所以若在细胞正常生长的培养液中加入该物质,会导致细胞中DNA复制发生障碍,A项正确;由于RNA主要是在细胞核中以DNA的一条链为模板合成的,因此,RNA转录前需要DNA解旋,B项正确;因为该物质使DNA复制不能完成,所以可将细胞周期阻断在分裂间期,C项错误;该物质能抑制DNA复制,因此,可抑制癌细胞增殖,D项正确。
3.D　解析　③为磷酸二酯键,③的形成需要DNA聚合酶催化,A项错误;①代表氢键,氢键的形成不需要消耗能量,B项错误;构成脱氧核苷酸的五碳糖是脱氧核糖,而构成腺苷的五碳糖是核糖,C项错误;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1-48%=52%,所以整个DNA中碱基C占26%,D项正确。
方法技巧　解答有关碱基计算题的“三步曲”
4.D　解析　据题干信息,延伸进行时2条链延伸速率相等,甲时①比②短,说明①在此前延伸时暂停过,而乙时①比②长,说明②在延伸时暂停过,A项正确;甲时①和②等长的部分两条链中A和T是互补的,这段区间①中A、T之和与②中A、T之和相等,若②比①长的部分不存在A和T,那么两条链A、T之和是相等的,B项正确;丙时复制结束,①和②作为该DNA的两条子链等长而且互补,按照碱基互补配对原则,①中A、T之和与②中A、T之和一定相等,C项正确;DNA子链延伸的方向都是5'端到3'端,①和②是一个DNA复制产生的两条子链,二者反向平行,②又和其模板链反向平行,所以②的模板链和①方向相同,都是5'端指向解旋方向,D项错误。
5.C　解析　修复时需要限制酶识别并切除损伤位点的单链DNA序列,再用DNA聚合酶以另一条链为模板补齐缺口,A项正确;填补缺口时,新链合成与DNA复制相似,以5'到3'的方向进行,B项正确;细胞增殖会进行DNA复制,若没有及时修复受损DNA,则增殖产生的子细胞可能会因基因突变导致功能异常,因此在细胞增殖前进行修复,对细胞最有利,C项错误;XP患者无法对紫外线引发的DNA损伤进行修复,导致原癌基因、抑癌基因等发生突变的积累,最终导致癌症的产生,D项正确。
6.C　解析　DNA聚合酶只能从子链的5'端向3'端延伸,故前导链和后随链的延伸方向都是5'→3',A项正确;由题图可知,解旋酶的移动方向为从右向左,B项正确;DNA聚合酶的移动方向与前导链和后随链的延伸方向一致,即对前导链而言,DNA聚合酶从右向左移动,对于后随链而言,DNA聚合酶从左向右移动,C项错误;题图所示复制过程体现了DNA分子的半保留复制,即子代DNA均保留了亲代DNA的一条链,D项正确。
7.D　解析　题图1所示DNA片段中有5个腺嘌呤脱氧核苷酸,其复制3次需要腺嘌呤脱氧核苷酸数目为5×(23-1)=35(个),A项正确;根据题图1脱氧核苷酸链的碱基排列顺序可知,图中碱基序列应从上向下读,且由左至右的顺序依次是ACGT,所以题图2所示单链的碱基序列为5'—CCAGTGCGCC,B项正确;题图1所示DNA片段中碱基对C—G有5个,题图2所示DNA片段中碱基对C—G有8个,所以题图2所示的DNA片段耐高温能力较强,C项正确;题图1、题图2所示单链中的相邻碱基之间不通过氢键相连,双链中的互补配对的碱基之间才通过氢键相连,D项错误。
8.C　解析　Ⅰ代细菌DNA分子中一条链是14N,另一条链是15N,A项错误。Ⅱ代细菌含15N的DNA分子有2个,占全部(4个)DNA分子的1/2,B项错误。由于1个含有14N的DNA分子的相对分子质量为a,则每条链的相对分子质量为a/2;1个含有15N的DNA分子的相对分子质量为b,则每条链相对分子质量为b/2;将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,连续繁殖三代,得到的子三代共8个DNA分子,这8个DNA分子共16条链,只有2条是含有15N的,14条是含有14N的,因此总相对分子质量为b/2×2+a/2×14=b+7a,所以每个DNA的平均相对分子质量为(7a+b)/8,C项正确。由于Ⅰ代为全中,而Ⅱ代中一半是全中,另一半是轻,所以实验Ⅰ代→Ⅱ代的结果不能证明DNA复制方式为半保留复制,有可能是全保留复制,D项错误。
9.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项错误;DNA复制时以每条单链为模板,DNA聚合酶只能沿模板链的3'端→5'端方向移动,子链延伸方向是5'端→3'端,B项错误;梅塞尔森和斯塔尔通过实验证明了DNA的半保留复制,C项错误;一个DNA复制n次后形成2n个DNA分子,其中含有亲代母链的DNA分子有2个,占1/2n-1,D项正确。
10.B　解析　由重叠基因的概念可知,基因的重叠性使有限的DNA序列包含了更多的遗传信息,A项正确;甲基化不改变基因的碱基序列,题图中重叠区域的甲基化不会使基因2的复制产物发生改变,B项错误;题图中的α链是基因1的转录产物,新合成的RNA链的延伸方向是5'→3',C项正确;mRNA上3个相邻碱基编码一个氨基酸,据此推测,基因1和基因2的重叠基因合成的蛋白质的氨基酸序列可能不同,D项正确。
11.答案　(1)G+A=C+T　嘌呤少于嘧啶　(2)磷酸二酯　氢　(3)只与噬菌体DNA的一条链杂交形成DNA—RNA杂合分子,不与另一条链杂交　(4)b　嘌呤多于嘧啶　b　(5)噬菌体是病毒,没有自己的酶系统,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,由题图可知,a链的嘌呤少于嘧啶,为“轻链”。(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链与RNA分子杂交形成DNA—RNA杂合分子,不与a链杂交。(4)由题图可知,b链嘌呤多于嘧啶,且b链密度梯度离心后位于a链下方,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,没有自己的酶系统,只能在宿主细胞中复制和转录。
12.答案　(1)5 200　(2)3H标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收,为T4噬菌体DNA复制提供原料　(3)降低反应的活化能　DNA分子中G+C的比例越高,氢键数越多,DNA结构越稳定　(4)短链片段连接形成了长片段　在实验时间内,细胞中均能检测到较多的短链片段
解析　(1)已知1个双链DNA片段中共有A+T+G+C=2 000(个)碱基,其中T=350(个),依据碱基互补配对原则可推知,在该DNA片段中,A=T=350(个),C=G=650(个)。该DNA连续复制四次,在第四次复制时需要消耗胞嘧啶脱氧核苷酸数=(24-1)×650=5 200(个)。(2)将3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中,因3H标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收,为T4噬菌体DNA复制提供原料,所以最终在T4噬菌体DNA中检测到放射性。(3)解旋酶能降低反应的活化能。在每个DNA分子中,碱基对A与T之间有2个氢键,C与G之间有3个氢键,而且DNA分子中G+C的比例越高,含有的氢键数越多,DNA结构越稳定,因此在DNA分子加热解链时,DNA分子中G+C的比例越高,需要的解链温度也越高。(4)已知分子越小离试管口距离越近。题图2显示:与60 s结果相比,120 s结果中有放射性的单链距离试管口较远,说明短链片段减少,其原因是短链片段连接形成了长片段。在实验时间内,细胞中均能检测到较多的短链片段,为冈崎假说提供了实验证据。(共40张PPT)
DNA的结构、复制及基因的本质
课时微练(十八)
一、选择题：本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1.(2022·重庆卷，T4)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
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DNA半保留复制是以DNA的两条单链为模板，以游离的脱氧核苷酸为原料，根据碱基互补配对原则合成互补DNA链的过程，因此DNA半保留复制的发现需以DNA双螺旋结构模型为理论基础，D项符合题意。
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2.(经典高考题)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是( )
A.随后细胞中的DNA复制发生障碍
B.随后细胞中的RNA转录发生障碍
C.该物质可将细胞周期阻断在分裂中期
D.可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用
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因为该物质可使DNA双链不能解开，DNA复制时需要解旋，所以若在细胞正常生长的培养液中加入该物质，会导致细胞中DNA复制发生障碍，A项正确；由于RNA主要是在细胞核中以DNA的一条链为模板合成的,因此，RNA转录前需要DNA解旋，B项正确；因为该物质使DNA复制不能完成，所以可将细胞周期阻断在分裂间期，C项错误；该物质能抑制DNA复制，因此，可抑制癌细胞增殖，D项正确。
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3.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
C.片段中碱基②与五碳糖构成的脱氧核苷与ATP中的腺苷相同
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%
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③为磷酸二酯键，③的形成需要DNA聚合酶催化，A项错误；①代表氢键，氢键的形成不需要消耗能量，B项错误；构成脱氧核苷酸的五碳糖是脱氧核糖，而构成腺苷的五碳糖是核糖，C项错误；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1-48%=52%，所以整个DNA中碱基C占26%，D项正确。
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方法技巧　解答有关碱基计算题的“三步曲”
4.(2023·山东卷，T5)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
脱氧核苷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( )
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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
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据题干信息，延伸进行时2条链延伸速率相等，甲时①比②短，说明①在此前延伸时暂停过，而乙时①比②长，说明②在延伸时暂停过，A项正确;甲时①和②等长的部分两条链中A和T是互补的，这段区间①中A、T之和与②中A、T之和相等，若②比①长的部分不存在A和T，那么两条链A、T之和是相等的，B项正确；丙时复制结束，①和②作为该DNA的两条子链等长而且互补，按照碱
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基互补配对原则，①中A、T之和与②中A、T之和一定相等，C项正确；DNA子链延伸的方向都是5‘端到3'端，①和②是一个DNA复制产生的两条子链，二者反向平行，②又和其模板链反向平行，所以②的模板链和①方向相同,都是5'端指向解旋方向，D项错误。
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5.(2023·浙江6月选考，T16)紫外线引发的DNA损伤，可通过“核苷酸切除修复(NER)”方式修复，机制如图所示。着色性干皮症(XP)患者的NER酶系统存在缺陷，受阳光照射后，皮肤出现发炎等症状。患者幼年发病，20岁后开始发展成皮肤癌。下列叙述错误的是( )
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A.修复过程需要限制酶和DNA聚合酶
B.填补缺口时，新链合成以5'到3'的方向进行
C.DNA有害损伤发生后，在细胞增殖后进行修复，对细胞最有利
D.随年龄增长，XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因，可用突变累积解释
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修复时需要限制酶识别并切除损伤位点的单链DNA序列，再用DNA聚合酶以另一条链为模板补齐缺口，A项正确；填补缺口时,新链合成与DNA复制相似，以5'到3'的方向进行，B项正确；细胞增殖会进行DNA复制，若没有及时修复受损DNA，则增殖产生的子细胞可能会因基因突变导致功能异常，因此在细胞增殖前进行修复，对细胞最有利，C项错误；XP患者无法对紫外线引发的DNA损伤进行修复，导致原癌基因、抑癌基因等发生突变的积累,最终导致癌症的产生，D项正确。
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6.(2025·长沙模拟)某双链DNA分子复制的过程如图所示。据图分析,下列有关叙述错误的是( )



A.前导链与后随链的延伸方向均为5'→3'
B.解旋酶的移动方向为从右向左
C.DNA聚合酶的移动方向为从右向左
D.图示体现了DNA分子的半保留复制
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DNA聚合酶只能从子链的5'端向3'端延伸，故前导链和后随链的延伸方向都是5'→3'，A项正确；由题图可知，解旋酶的移动方向为从右向左，B项正确；DNA聚合酶的移动方向与前导链和后随链的延伸方向一致，即对前导链而言，DNA聚合酶从右向左移动，对于后随链而言，DNA聚合酶从左向右移动，C项错误；题图所示复制过程体现了DNA分子的半保留复制，即子代DNA均保留了亲代DNA的一条链，D项正确。
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7.(2025·西安联考)用DNA测序仪检测某DNA片段的一条核苷酸链的碱基序列，具体序列(5'—TGCGTATTGG)如图1所示，图2为另一条脱氧核苷酸链的碱基序列测序示意图。下列分析错误的是( )
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A.图1中DNA片段复制3次，需要35个腺嘌呤脱氧核苷酸
B.图2所示单链的碱基序列为5'—CCAGTGCGCC
C.与图2相比，图1所示的DNA片段耐高温的能力较弱
D.图1、图2所示单链中的相邻碱基之间通过氢键相连
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题图1所示DNA片段中有5个腺嘌呤脱氧核苷酸，其复制3次需要腺嘌呤脱氧核苷酸数目为5×(23-1)=35(个)，A项正确；根据题图1脱氧核苷酸链的碱基排列顺序可知，图中碱基序列应从上向下读,且由左至右的顺序依次是ACGT，所以题图2所示单链的碱基序列为5'—CCAGTGCGCC，B项正确；题图1所示DNA片段中碱基对C—G有5个，题图2所示DNA片段中碱基对C—G有8个，所以题图
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2所示的DNA片段耐高温能力较强，C项正确；题图1、题图2所示单链中的相邻碱基之间不通过氢键相连，双链中的互补配对的碱基之间才通过氢键相连，D项错误。
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8.在氮源为14N和15N的培养基上生
长的大肠杆菌，其DNA分子分别
为14N-DNA(相对分子质量为a)和
15N-DNA(相对分子质量为b)。将
亲代15N-DNA大肠杆菌转移到含
14N的培养基上，连续繁殖两代
(Ⅰ和Ⅱ)，用离心方法分离得到的结果如图所示。下列对此实验的叙述正确的是( )
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A.Ⅰ代细菌DNA分子中两条链都是14N
B.Ⅱ代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/4
C.预计Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为(7a+b)/8
D.上述实验Ⅰ代→Ⅱ代的结果能证明DNA复制方式为半保留复制
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Ⅰ代细菌DNA分子中一条链是14N，另一条链是15N，A项错误。Ⅱ代细菌含15N的DNA分子有2个，占全部(4个)DNA分子的1/2，B项错误。由于1个含有14N的DNA分子的相对分子质量为a，则每条链的相对分子质量为a/2；1个含有15N的DNA分子的相对分子质量为b，则每条链相对分子质量为b/2；将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，连续繁殖三代，得到的子三代共8个DNA分子，这8个
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DNA分子共16条链，只有2条是含有15N的，14条是含有14N的，因此总相对分子质量为b/2×2+a/2×14=b+7a，所以每个DNA的平均相对分子质量为(7a+b)/8，C项正确。由于Ⅰ代为全中，而Ⅱ代中一半是全中，另一半是轻，所以实验Ⅰ代→Ⅱ代的结果不能证明DNA复制方式为半保留复制，有可能是全保留复制，D项错误。
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9.(2025·信阳联考)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'端向3'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1/2n-1
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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项错误；DNA复制时以每条单链为模板，DNA聚合酶只能沿模板链的3'端→5'端方向移动，子链延伸方向是5'端→3'端，B项错误；梅塞尔森和斯塔尔通过实验证明了DNA的半保留复制，C项错误；一个DNA复制n次后形成2n个DNA分子，其中含有亲代母链的DNA分子有2个，占1/2n-1，D项正确。
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10.(2025·汕头模拟)重叠基因是指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列成为两个或两个以上基因的组成部分的现象。如图为某重叠基因发生的两个过程。下列说法错误的是
( )
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A.基因的重叠性使有限的DNA序列包含了更多的遗传信息
B.图中重叠区域的甲基化会导致基因2的复制产物发生改变
C.α链是基因1的转录产物，α链的延伸方向是5'→3'
D.基因1和基因2的重叠基因合成的蛋白质的氨基酸序列可能不同
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由重叠基因的概念可知，基因的重叠性使有限的DNA序列包含了更多的遗传信息，A项正确；甲基化不改变基因的碱基序列，题图中重叠区域的甲基化不会使基因2的复制产物发生改变，B项错误；题图中的α链是基因1的转录产物，新合成的RNA链的延伸方向是5'→3'，C项正确；mRNA上3个相邻碱基编码一个氨基酸，据此推测，基因1和基因2的重叠基因合成的蛋白质的氨基酸序列可能不同，D项正确。
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二、非选择题
11.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，如图所示。用SP8噬菌体感染枯草杆菌细胞后提取RNA(如图中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。示意图如下:
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(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_____________________________________
________________________________________。
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G+A=C+T
嘌呤少于嘧啶
磷酸二酯
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只与噬菌体DNA的一条链杂交形成DNA—RNA杂合分子，不与另一条链杂交
(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)要用SP8噬菌体感染枯草杆菌细胞后提取RNA分子，其原因是_________________________________________________________。
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嘌呤多于嘧啶
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噬菌体是病毒，没有自己的酶系统，只能在宿主细胞中复制和转录
(1)双链DNA中，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，由题图可知，a链的嘌呤少于嘧啶，为“轻链”。(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链与RNA分子杂交形成DNA—RNA杂合分子，不与a链杂交。(4)由题图可知，b链嘌呤多于嘧啶，且b链密度梯度离心后位于a链下方，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，没有自己的酶系统，只能在宿主细胞中复制和转录。
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12.(科学探究)双链DNA由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成。1966年，科学家冈崎提出DNA半不连续复制假说:DNA复制形成互补子链时，一条子链连续形成，另一条子链不连续即先形成短链片段(如图1所示)。为验证这一假说，冈崎进行了如下实验:让T4噬菌体在20 ℃时侵染大肠杆菌70 min后，将同位素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，在2 s、7 s、15 s、30 s、60 s、120 s后，分离T4噬菌体DNA并通过加热使DNA分子变性、全部解螺旋，再进行密度梯度离心，以DNA单链片段分布位置确定片段大小(分子越小离试管口距离越近)，并检测相应位置DNA单链片段的放射性，结果如图2所示。请分析并回答下列问题:
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(1)若1个双链DNA片段中有1 000个碱基对，其中胸腺嘧啶有350个，该DNA连续复制四次，在第四次复制时需要消耗__________个胞嘧啶脱氧核苷酸。
(2)将3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，最终在T4噬菌体DNA中检测到放射性，其原因是___________________________
_____________________________________。
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3H标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为T4噬菌体DNA复制提供原料
(3)DNA解旋在细胞中需要解旋酶的催化，在体外通过加热也能实
现。解旋酶不能为反应提供能量，但能___________________。研究表明，在DNA分子加热解链时，DNA分子中G+C的比例越高，需要的解链温度越高，原因是_____________________________________
______________________。
(4)图2中，与60 s结果相比，120 s结果中短链片段减少的原因是__________________________。该实验结果为冈崎假说提供的有力证据是________________________________________________。
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降低反应的活化能
DNA分子中G+C的比例越高，氢键数越多，DNA结构越稳定
短链片段连接形成了长片段
在实验时间内，细胞中均能检测到较多的短链片段
(1)已知1个双链DNA片段中共有A+T+G+C=2 000(个)碱基，其中T=350(个)，依据碱基互补配对原则可推知，在该DNA片段中，A=T=350(个)，C=G=650(个)。该DNA连续复制四次，在第四次复制时需要消耗胞嘧啶脱氧核苷酸数=(24-1)×650=5 200(个)。(2)将3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，因3H标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为T4噬菌体DNA复制提供原料，所以最终在T4噬菌体DNA中检测到放射性。(3)解旋酶能降低反应的活
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化能。在每个DNA分子中，碱基对A与T之间有2个氢键，C与G之间有3个氢键，而且DNA分子中G+C的比例越高，含有的氢键数越多，DNA结构越稳定，因此在DNA分子加热解链时，DNA分子中G+C的比例越高，需要的解链温度也越高。(4)已知分子越小离试管口距离越近。题图2显示：与60 s结果相比，120 s结果中有放射性的单链距离试管口较远，说明短链片段减少，其原因是短链片段连接形成了长片段。在实验时间内，细胞中均能检测到较多的短链片段，为冈崎假说提供了实验证据。
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