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第二十一讲：
DNA分子的结构、复制与基因的本质
1.DNA分子结构的主要特点。
2.基因的概念。
3.DNA分子的复制。
考点要求 考题统计 考情分析
DNA分子结构 2022，重庆、河北、浙江、广东，（选择） 2021，北京、广东 本专题知识难度较低、较高的两级分化，要求基础要扎实。考查学生对相关实验的整体性的认识,或结合一些情景信息或表格信息设置题目，考查学生的应变能力、获取信息和综合分析能力。
DNA分子的复制 2023，山东，选择 2022，海南，选择 2021，浙江（2道）、山东、海南、辽宁，（选择） 基因的概念 DNA分子结构
DNA分子复制
基因的概念
DNA分子结构
考点一
1.DNA双螺旋结构模型的构建
一.DNA分子结构【考点讲解】
(1)构建者:　沃森和克里克
(2)构建过程：
X射线晶体衍射法
“X”形意味着DNA分子是螺旋的
富兰克林发现，将DNA晶体翻转180度获得的X射线衍射图仍然是一样的。沃森与克里克认为：DNA两条链是反向排列的。
①A-T与G-C具有相同的形状和直径，这样组成的DNA分子具有恒定的直径。
②能够解释A=T、G=C的数量关系。
③模型与X射线衍射照片比较，模型与基于照片推算出的DNA双螺旋结构相符。
2.DNA分子的结构层次
一.DNA分子结构【考点讲解】
DNA初步水解产物是脱氧核糖(4种)
DNA彻底水解产物是磷酸(1种)、
脱氧核糖(1种)、
碱基(4种)。
一个双链DNA分子具有2个游离的磷酸基团,而环状DNA不存在
易错辨析
(1)沃森和克里克提出腺嘌呤的量等于胸腺嘧啶的量;鸟嘌呤的量等于胞嘧啶的量。(必修2 P48“思考·讨论”)(　×　)
(2)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)(　×　)
(3)DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连。(必修2 P50图3-8)(　×　)
教材隐性知识：①源于必修2 P50图3－8：DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作 ，另一端有一个羟基(—OH)，称作 ，两条单链走向 ，一条单链是从5′－端到3′－端的，另一条单链是从3′－端到5′－端的。
②源于必修2 P51探究·实践：DNA只有4种脱氧核苷酸，能够储存足够量遗传信息的原因是___________________________________
___________________________________。
5′－端
3′－端
相反
构成DNA的4种脱氧核苷酸的数目成千上万，脱氧核苷酸的排列顺序千差万别
(1)DNA由　两　条脱氧核苷酸单链组成,并按　反向平行　的方式盘旋成双螺旋结构。
(2)外侧:　脱氧核糖　和　磷酸　交替连接构成基本骨架。
(3)内侧:两条链上的碱基通过氢键连接成　碱基对　。碱基互补配对遵循以下原则:A=T(2个氢键)、G≡C(3个氢键)。
一.DNA分子结构【考点讲解】
3.DNA的双螺旋结构内容
4.DNA的结构特点
一.DNA分子结构【考点讲解】
判断题：
(1)DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基(　　)
(2)每个DNA分子中，都是碱基数＝磷酸数＝脱氧核苷酸数＝脱氧核糖数(　　)
(3)G—C碱基对的比例越大，DNA分子的稳定性越高(　　)
(4)在环状DNA和链状DNA结构中，均有两个游离的磷酸(　　)
(5)两条链上互补的碱基通过氢键连接成碱基对(　　)
(6)DNA分子中一条链上的相邻碱基通过氢链连接(　　)
(7)每个DNA分子中一般都会含有四种脱氧核苷酸(　　)
(8)DNA分子的两条链是反向平行的，并且游离的磷酸基团位于同一侧(　　)
(9)维持基因结构稳定的键主要是磷酸二酯键和氢键(　　)
√
×
√
×
√
×
√
×
√
将制成的脱氧核苷酸模型连接成长链。
制作脱氧核苷酸链
5.制作DNA双螺旋结构模型
一.DNA分子结构【考点讲解】
某同学想制作一段具有10对碱基对的DNA片段模型，他在准备材料时至少需要：
(1)代表磷酸的球形塑料片几个？
(2)代表四种碱基的长方形塑料片几个？
(3)代表脱氧核糖的五边形塑料片几个？
(4)可组装出几种该DNA片段模型？
20
20
20
410
制作脱氧核苷酸
制作出一个个含有不同碱基的脱氧核苷酸模型
5.制作DNA双螺旋结构模型
一.DNA分子结构【考点讲解】
制作DNA平面结构模型：将两条链间的碱基连接。
碱基互补配对原则
A
T
G
C
T
A
C
G
制作脱氧核苷酸链
5.制作DNA双螺旋结构模型
一.DNA分子结构【考点讲解】
制作DNA空间结构模型：双手分别提起两端，拉直双链，向右旋转一下，即可得到一个DNA分子的双螺旋空间结构模型。
制作脱氧核苷酸链
5.制作DNA双螺旋结构模型
一.DNA分子结构【考点讲解】
源于必修2 P50模型建构：DNA只有4种脱氧核苷酸，能够储存足够量遗传信息的原因是___________________________________
________________________________。
构成DNA的4种脱氧核苷酸的数目成千上万，脱氧核苷酸的排列顺序千差万别
用卡片构建DNA平面结构模型,所提供的卡片类型和数量如表所示,下列说法正确的是(　　)
A.最多可构建4种脱氧核苷酸,5个脱氧核苷酸对
B.构成的双链DNA片段最多有10个氢键
C.DNA中每个脱氧核糖均与1分子磷酸相连
D.最多可构建44种不同碱基序列的DNA
卡片类型 脱氧核糖 磷酸 碱基 A T G C
卡片数量 10 10 2 3 3 2
B
①在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即A＋G＝T＋C。
6.“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律
配对的两碱基之和在单双链中所占比例相等
②互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，
若 ，，则 ，
G1＋C1
A1＋T1
＝m
G2＋C2
A2＋T2
＝m
G＋C
A＋T
＝m
一.DNA分子结构【考点讲解】
DNA两互补链中，不配对的两碱基之和的比值乘积为1
③非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，
若 , , 则 ，
T2 ＋C2
A2＋G2
＝
1
a
T ＋C
A＋G
＝1
T1 ＋C1
A1＋G1
＝a
6.“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律
一.DNA分子结构【考点讲解】
④在DNA双链中,
(A＋T)%＝(A1＋T1)%＝(A2＋T2)%＝(A3＋U3)%
(G＋C)%＝(G1＋C1)%＝(G2＋C2)%＝(G3＋C3)%
6.“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律
一.DNA分子结构【考点讲解】
⑤根据碱基比例对核酸样品进行判定
是否含
有U
是
否
则含有RNA
为DNA
A+C
T+G
是否=1
是
否
可能是双链DNA可能是单链DNA
则为单链
DNA
6.“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律
一.DNA分子结构【考点讲解】
已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的（ ）
A.32.9%，17.1%　　　
B.31.3%，18.7%
C.18.7%，31.3%　　　
D.17.1%，32.9%
B
(A＋T)%＝(A1＋T1)%＝(A2＋T2)%=64.2% T1=32.9% T2=
(G＋C)%＝(G1＋C1)%＝(G2＋C2)%=35.8% C1=17.1% C2=
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，则另一条链的碱基C所占比例为1/(2-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
B
某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是（ ）
C
DNA分子的复制
考点二
1.DNA复制的推测—— 假说-演绎法
1.提出问题
2.提出假说
3.验证假说
4.总结结论
DNA以什么方式复制？
（1）半保留复制
（2）全保留复制
（3）分散复制
关键思路：通过实验区分亲代和子代的DNA
（1）演绎推理
（2）实验验证
二.DNA分子的复制【考点讲解】
1.提出问题
2.提出假说
3.验证假说
4.总结结论
（1）演绎推理
科学方法：同位素标记法、密度梯度离心法
1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔
高密度带
中密度带
低密度带
15N
14N
15N
15N
14N
14N
二.DNA分子的复制【考点讲解】
1.提出问题
2.提出假说
3.验证假说
4.总结结论
（1）演绎推理
①半保留复制
15N
14N
14N
14N
15N
14N
P:
F1:
F2:
细胞再 分裂一次
15N
15N
转移到含14NH4Cl的培养液中
细胞分裂一次
提出DNA离心
提出DNA离心
提出DNA离心
高密度带
中密度带
低密度带
中密度带
二.DNA分子的复制【考点讲解】
1.提出问题
2.提出假说
3.验证假说
4.总结结论
（1）演绎推理
②全保留复制
P:
F1:
F2:
细胞再 分裂一次
15N
15N
转移到含14NH4Cl的培养液中
细胞分裂一次
提出DNA离心
提出DNA离心
提出DNA离心
高密度带
高密度带
低密度带
高密度带
15N
15N
14N
14N
14N
14N
15N
15N
低密度带
二.DNA分子的复制【考点讲解】
1.提出问题
2.提出假说
3.验证假说
4.总结结论
（1）演绎推理
③分散复制
P:
F1:
F2:
细胞再 分裂一次
15N
15N
转移到含14NH4Cl的培养液中
细胞分裂一次
提出DNA离心
提出DNA离心
提出DNA离心
高密度带
中密度带
中密度带
15N
14N
15N
14N
二.DNA分子的复制【考点讲解】
1.提出问题
2.提出假说
3.验证假说
4.总结结论
（2）实验验证
证明DNA半保留复制的实验证据
15N
14N
14N
14N
15N
14N
P:
F1:
F2:
细胞再 分裂一次
15N
15N
转移到含14NH4Cl的培养液中
细胞分裂一次
提出DNA离心
提出DNA离心
提出DNA离心
排除DNA的复制是全保留复制
排除DNA复制是分散复制
证明DNA的复制是半保留复制
二.DNA分子的复制【考点讲解】
(1)概念、时间、场所
线粒体
叶绿体
2.DNA的复制
二.DNA分子的复制【考点讲解】
(2)过程
解旋酶
解开的每一条母链
脱氧核苷酸
DNA聚合酶
2.DNA的复制
二.DNA分子的复制【考点讲解】
(3)结果：一个DNA分子形成了两个_________的DNA分子。
(4)特点
(5)DNA准确复制的原因
DNA具有独特的_______结构，为复制提供精确的模板，_____________原则，保证了复制能准确地进行。
(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。
_____________
_______复制
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
2.DNA的复制
二.DNA分子的复制【考点讲解】
下面是DNA复制的有关图示。A→B→C表示大肠杆菌的DNA复制。D→F表示哺乳动物的DNA复制。
图中黑点表示复制起点，“→”表示复制方向，“ ”表示时间顺序。
(1)若A中含有48502个碱基对，而子链延伸速率是105个碱基对/min，假设DNA分子从头到尾复制，则理论上此DNA分子复制约需30 s，而实际上只需约16 s，根据A→C过程分析，这是因为_____________________。
特点1：双向复制
复制是双向进行的
(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2m之长，若按A→C的方式复制，至少需要8 h，而实际上只需要约2 h，根据D→F过程分析，是因为_________________________________。
DNA分子中有多个复制起点
特点2：多起点复制（真核生物）
(3)A→F均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制是______________________的。
边解旋边复制
特点3：边解旋边复制
(4)C与A相同，F与D相同，C、F能被如此准确地复制出来，是因为
____________________________________________________
____________________________________________________
① DNA独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板。
② 复制过程严格遵循碱基互补配对原则。
图示DNA复制过程，下列叙述正确的是
A.DNA复制过程中不需要引物，也不需要能量
B.新形成的两条单链复制的方向不同且均为
连续复制
C.该过程在蛙的红细胞和哺乳动物的红细胞
均能发生
D.复制后的两个DNA分子位于一条或两条染色体上
D
解析：DNA复制过程需要引物引导复制的开始，
也需要消耗ATP，A错误；
DNA分子是反向平行的，而复制的时候
只能是从5′－端向3′－端延伸，所以
两条子链合成方向相反，且据图可知，并
非两条链均为连续复制，B错误；
哺乳动物成熟红细胞不能进行DNA分子复制，C错误；
复制后的两个DNA分子位于一条(着丝点断裂之前)或两条染色体上(着丝点断裂之后)，D正确。
DNA聚合酶不能催化DNA新链从头合成，
只能催化dNTP加入核苷酸链的3'-OH末端。
因而复制之初需要一段RNA引物的3’一OH端为起点，合成5’→3’方向的新链。（细胞内分引物是RNA，PCR扩增的引物是DNA）
模 板 链：3’→5’
合成子链方向：5’→3’
(1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则：
3.DNA复制的相关计算
共产生子代DNA分子____个；
子代DNA分子中，含15N的DNA分子_____个；
子代DNA分子中，含14N的DNA分子_____个；
子代DNA分子中，只含15N的DNA分子_____个；
子代DNA分子中，只含14N的DNA分子______个；
2n
2
2n
0
2n - 2
二.DNA分子的复制【考点讲解】
(2)DNA复制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m·(2n－1)。
②第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为m·2n－1。
3.DNA复制的相关计算
二.DNA分子的复制【考点讲解】
(1)注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，但后者只包括第n次的复制。
(2)注意碱基的单位是“对”还是“个”。
(3)切记在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)看清试题中问的是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词，以免掉进陷阱。
特别提醒：“DNA复制”相关题目的4点“注意”
3.DNA复制的相关计算
二.DNA分子的复制【考点讲解】
(2023·四川南充高三模拟)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
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
B
解析：复制时作用于③处的酶为解旋酶，A
错误；
由题可知，A＝T＝17%，则C＝G＝
33%，故该DNA分子中的胞嘧啶脱氧核苷酸数为5 000×2×33%＝3 300(个)，复制2次需要的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为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糖核苷酸，C错误；
该DNA分子只有一条链含15N，其复制是半保留复制，连续复制2次后，形成的4个DNA分子中只有一个DNA分子含有15N，因此子代中含15N的DNA分子占1/4，D错误。
（1）减数分裂中染色体标记情况分析
4.减数分裂与有丝分裂中染色体标记情况分析
以一个细胞中的所有DNA的两条链被标记为例
二.DNA分子的复制【考点讲解】
减数分裂过程中所以四个子细胞中所有DNA分子均呈杂合状态，即“31P//32P”。
（1）减数分裂中染色体标记情况分析
二.DNA分子的复制【考点讲解】
（2）有丝分裂中染色体标记情况分析
第一次分裂：
二.DNA分子的复制【考点讲解】
第二次分裂：
分析：后期时，着丝点分裂，这时携带标记元素的染色体向两极移动时（分配时）是随机的，导致细胞的一极含标记元素的染色体的个数为0 ~ 10条（玉米：2N=20）
（2）有丝分裂中染色体标记情况分析
二.DNA分子的复制【考点讲解】
将马蛔虫(2n＝4)的甲、乙两个精原细胞核DNA双链用32P标记，接着置于不含32P的培养液中培养，在特定的条件下甲细胞进行两次连续的有丝分裂、乙细胞进行减数分裂。下列相关叙述正确的是
A.甲在第一个细胞周期后，含32P的细胞数为2，且每个细胞中含有32P的染色体数为0～4
B.甲在第二个细胞周期后，含32P的细胞数为2～4，且每个细胞含有32P的染色体数为0～4
C.乙在减数第一次分裂后，含32P的细胞数为2，且每个细胞中含有32P的染色体数为0～2
D.乙在减数第二次分裂后，含32P的细胞数为2～4，且每个细胞中含有32P的染色体数为0～2
B
解析：一个细胞周期中DNA分子只进行一次半保留复制，因此甲在第1个细胞周期后，全部细胞均含32P，且每个细胞中的每条染色体都含有32P，即每个细胞中含有32P的染色体数为4，A错误；
第一个细胞周期结束形成的2个子细胞的每个DNA分子都有一条链含有32P，另一条链含有31P。在第二个细胞周期中，DNA分子又进行了一次半保留复制，则形成的8个DNA分子中，有4个DNA分子是一条链含有32P，另一条链含有31P，另外4个DNA分子都只含31P，而在有丝分裂后期，姐妹染色单体分开后随机移向两极，因此甲在第2个细胞周期后，有2个或3个或4个细胞含32P，且每个细胞含有32P的染色体数为0～4，B正确；
减数分裂前的间期，DNA分子只进行一次半保留复制，因此乙经过减数第一次分裂后，形成的2个细胞均含32P，且每个细胞中的每条染色体都含有32P，在减数第二次分裂前期和中期，有2条染色体含有32P，在减数第二次分裂后期和末期，有4条染色体含有32P，即每个细胞中含有32P的染色体数为2或4，C错误；
乙在减数第二次分裂后，将形成4个精细胞，每条染色体含有32P，故4个细胞均含32P，D错误。
在复制时，复制子起始点开始解链，两条单链各自为模板合成互补链，复制叉单向或双向位移，此时在电镜下可以看到如眼的结构，通常称为复制眼。
5.“DNA复制”的其他形式
（1）线形DNA的复制方式
二.DNA分子的复制【考点讲解】
①θ型结构复制
环状DNA，如大肠杆菌、多瘤病毒DNA，因为只有一个复制起始点，其复制眼形成希腊字母θ型结构，随着复制的进行，复制眼逐渐扩大，直至整个环状分子。
（2）环状DNA的复制方式
5.“DNA复制”的其他形式
二.DNA分子的复制【考点讲解】
质粒是能够自我复制的小型环状DNA分子。将无放射性标记的大肠杆菌质粒置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养,使新合成的DNA链中的脱氧胸苷均被3H标记。在第二次复制未完成时将DNA复制阻断,结果如下图所示。下列理解错误的是(　　)
A.Ⅰ所示两条DNA子链的延伸方向不同B.质粒DNA的复制过程是边解旋边复制C.质粒DNA的复制方式是半保留复制D.质粒DNA的复制是多起点双向进行的
D
②D环型复制
线粒体DNA的复制就采用这种模式。环状DNA两条单链的复制起始点不在同一位点。复制开始时，先在负链的起始位点解链，然后以负链为模板，合成一条与其互补的新链，取代另一条仍保持单链状态的亲代正链，此时在电镜下可以看到呈D环形状。当负链复制达到一定程度，随着正链置换区域扩大，暴露出正链的复制起始点，于是以正链为模板开始合成与其互补的新链，最后生成两个子代DNA双链分子。由于两条亲代链的复制起始点不同，合成起始并不同步进行，所以D环型复制是一种不对称复制形式。
（2）环状DNA的复制方式
5.“DNA复制”的其他形式
二.DNA分子的复制【考点讲解】
线粒体DNA分子通常是由H链和L链构成的环状双链。该DNA复制时,OH首先被启动,以L链为模板,合成一段RNA作为引物,然后合成H链片段,一边合成新H链,一边取代原来的H链,被取代的H链以环的形式游离出来,由于其像字母D,所以被称为D环复制。当H链合成约2/3时,OL启动,以被取代的H链为模板,合成新的L链,待全部复制完成后,新的H链和老的L链、新的L链和老的H链各自组合形成两个环状双螺旋DNA分子,整个过程如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
A.动物细胞线粒体DNA分子不含游离的磷酸基团
B.RNA引物的基本组成单位是核糖核苷酸
C.若此DNA连续复制2次,共需要4个引物
D.D环复制过程中,H链和L链不同时完成复制
C
③滚动环型复制
指一些简单低等生物或染色体外DNA，环状双链DNA的正链由一核酸内切酶在特定的位置切开，游离出一个3＇-OH和一个5＇-磷酸基末端。5＇-磷酸末端在酶的作用下，固着到细胞膜上。随后，在DNA聚合酶催化下，以环状负链为模板，从正链的3＇-OH末端加入与负链互补的脱氧核苷酸，使链不断延长，通过滚动而合成新的正链。与此同时，以伸展的正链为模板，合成互补的新的负链。最后合成两个环状子代双链分子。
（2）环状DNA的复制方式
5.“DNA复制”的其他形式
二.DNA分子的复制【考点讲解】
③滚动环型复制
（2）环状DNA的复制方式
5.“DNA复制”的其他形式
二.DNA分子的复制【考点讲解】
（2023DCS三月质检）噬菌体ΦX174的遗传物质是单链环状DNA分子（正链）。感染宿主细胞时，首先合成其互补的负链，形成闭合的双链DNA.分子，之后正链发生断裂，产生3'-OH,再以此为引物，以未断裂的负链为模板，在DNA聚合酶的作用下使3'-OH端不断延伸。延伸出的长链可切割、环化产生很多拷贝的环化正链，进而与噬菌体的蛋白质颗粒组装产生子代噬菌体。其部分过程如下图所示。下列说法正确的是( )
A.噬菌体ΦX174中嘌呤碱基与嘧啶碱基数量相等
B.以正链为模板合成双链DNA分子时需要解旋酶参与
C.噬菌体ΦX174的DNA复制方式可称做半保留复制
D.该过程表明可以只以一条链为模板进行DNA的合成
D
基因的概念
1.基因的功能是什么
(1)基因能够储存、传递和表达遗传信息，也都可能发生突变，从而决定生物体的性状。
(2)基因是通常有遗传效应的片段。它是生物体遗传的功能单位和结构单位.
①遗传效应：指具有复制、转录、翻译、重组、突变及调控等功能。
②4种碱基的排列顺序蕴藏着遗传信息。
（以RNA为遗传物质的生物，遗传信息蕴藏在RNA中）
三.基因的概念【考点讲解】
假如决定脸型的一个基因只有17个碱基对组成，那么这种排列有多少种可能 ？
417种。大约为172亿种。
（3）DNA的特点:
①多样性: 碱基排列顺序的千变万化
②特异性: 碱基特定的排列顺序（A+T/G+C）
③稳定性：（P二44肺炎双球菌的体内转化有涉及）
（P选三78，PCR技术有涉及）
（4）基因和遗传信息的关系
基因中脱氧核苷酸的排列顺序就代表着遗传信息，而基因中脱氧核苷酸的排列顺序又导致了控制不同性状的基因之间的差别。归根到底，生物性状的遗传就是基因通过四种脱氧核苷酸的序列来传递和表达信息的。
1.基因的功能是什么
三.基因的概念【考点讲解】
（5）基因-DNA-染色体的关系
染色体
DNA
基因
基因在染色体上呈线性排列
基本单位
特定脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息
每个基因含许多个脱氧核苷酸
具有遗传效应的DNA片段
每个DNA分子中含许多个基因
每条染色体上含有1个或2个DNA分子
主要载体
脱氧
核苷酸
(4种)
基因
DNA
染色体
1.基因的功能是什么
三.基因的概念【考点讲解】
基因是通常有遗传效应的片段
①对于RNA病毒来说，基因是有遗传效应的RNA片段。
②以DNA为遗传物质的生物，基因是通常有遗传效应的DNA片段
2.基因的概念
三.基因的概念【考点讲解】
如图是果蝇某染色体上的白眼基因(S)示意图，下列叙述正确的是
A.白眼基因片段中，含有成百上千个核糖核苷酸
B.S基因是有遗传效应的DNA片段
C.白眼基因在细胞核内，不遵循遗传规律
D.基因片段中有5种碱基、8种核苷酸
B
解析:组成白眼基因片段的基本单位是脱氧核苷酸，有4种碱基，4种脱氧核苷酸，A、D项错误；S基因控制果蝇的白眼性状，所以是有遗传效应的DNA片段，B项正确；白眼基因位于染色体上，属于核基因，遵循遗传规律，C项错误。
近三年（2021-2023）
真题：
勤学如春起之苗，不见其长日有多增
1．（2023·山东·高考真题）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
【答案】D【详解】A、据图分析，图甲时新合成的单链①比②短，图乙时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；B、①和②两条链中碱基是互补的，图甲时新合成的单链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；C、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，图丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等，C正确；D、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时①的5'端指向解旋方向，那么另一条母链合成子链时②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；故选D。
2.(2022广东高考)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(如图所示),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
答案:C
解析:分析图中DNA两端单链的碱基序列可知,单链序列的碱基能够互补配对,从而使其DNA自连环化,C项符合题意。
3.(2021海南高考)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
答案:B
解析:根据题意可知,BU可以与A或G配对,由于大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A—T转变为A—BU,所以复制一次会得到G—BU,复制第二次时会得到G—C,所以至少需要经过2次复制后,才能实现该位点由A—BU转变为G—C,B项正确。
4.(2021辽宁高考)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
答案:A
解析:子链延伸时5'-端→3'-端合成,故游离的脱氧核苷酸添加到3'-端,A项正确;子链的合成过程需要引物参与,B项错误;DNA每条链的5'-端是磷酸基团末端,3'-端是羟基末端,C项错误;解旋酶的作用是打开DNA双链,D项错误。
5.(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
答案：D
解析：N是由M细胞形成的，在形成过程中没有DNA的丢失，由于T－DNA 插入到水稻细胞 M 的某条染色体上，所以M细胞含有T－DNA，因此N的每一个细胞中都含有 T－DNA，A正确；
N植株的一条染色体中含有T－DNA，可以记为＋，因此N植株关于是否含有T－DNA的基因型记为＋－，如果自交，则子代中相关的基因型为＋＋∶＋－∶－－＝1∶2∶1，有 3/4的植株含T－DNA ，B正确；
M中只有1个DNA分子上的单链上的一个C脱去氨基变为U，所以复制n次后，产生的子细胞有2n个，但脱氨基位点为A－U的细胞只有1个，所以这种细胞的比例为1/2n，C正确；
如果M 经 3 次有丝分裂后，形成子细胞有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，所以复制三次后，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。

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