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第二节　DNA分子的结构和复制
第1课时　DNA分子的结构
[学习目标]　1.概述DNA结构的主要特点。2.通过对DNA双螺旋结构模型构建过程的交流和讨论，认同交流合作、多学科交叉在科学发展中的作用。3.制作DNA双螺旋结构模型。
一、DNA分子双螺旋的探索及结构模型
1．沃森和克里克解开了DNA分子结构之谜
2．DNA分子的基本组成单位——__________
3．DNA分子的立体结构(双螺旋结构)
提醒　在碱基对中，A和T之间形成两个氢键，G和C之间形成三个氢键。所以碱基对G—C占比较高的DNA分子稳定性较高。
4．遗传信息
判断正误
(1)富兰克林通过对DNA衍射图谱的有关数据进行分析，提出DNA分子的双螺旋结构模型(　　)
(2)查哥夫发现DNA分子中腺嘌呤(A)的量总是与胸腺嘧啶(T)的量相当，鸟嘌呤(G)的量总是与胞嘧啶(C)的量相当(　　)
(3)DNA中A与T碱基对所占的比例越高，该DNA稳定性越强(　　)
(4)一个DNA分子中1个磷酸均与2个脱氧核糖相连(　　)
(5)DNA两条链上的碱基通过氢键相连(　　)
(6)每个DNA分子中，脱氧核糖数＝磷酸数＝含氮碱基数(　　)
任务一：DNA分子双螺旋结构模型与碱基互补配对的相关计算
1．如图是DNA片段的结构图，请据图回答下列问题：
(1)图中的1、2、5、7的名称分别是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)该片段中，游离的磷酸基团有几个？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)现有M、N两个均含有200个碱基的双链DNA分子，其中M分子中共有260个氢键，N分子中含有20个腺嘌呤，那么M分子中有C—G碱基对多少个？这两个DNA分子中哪个结构更稳定？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
易错警示　准确辨析DNA结构中的数量、位置关系及连接方式
2．回答下列有关碱基互补配对原则应用的问题：
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，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。
请据此完成以下推论：
(1)A1＋A2＝________；G1＋G2＝______________。
即：双链中A＝______，G＝______，A＋G＝________＝________＝________＝(A＋G＋T＋C)。
规律一：双链DNA分子中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。
(2)A1＋T1＝________；G1＋C1＝________。
＝＝(N为相应的碱基总数)；
＝＝。
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”。
(3)与的关系是________。
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”。
(4)若＝a，＝b，则＝______________________。
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。
方法规律　解答有关碱基计算的“三步曲”
1．(2023·常州高一质检)下列有关DNA分子结构的叙述，错误的是(　　)
A．双链DNA分子中含有两个游离的磷酸基团
B．DNA的一条单链上相邻的碱基A与T之间通过氢键连接
C．嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了DNA分子空间结构的相对稳定
D．DNA分子两条链反向平行
2．如图为DNA分子结构示意图，下列有关该图的叙述正确的是(　　)
a．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架
b．④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸
c．⑨是氢键，其形成遵循碱基互补配对原则
d．DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息
e．③占的比例越大，DNA分子越不稳定
f．⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T
A．b、c、d、f B．c、d、f
C．a、b、c、f D．b、c、e
3．从某生物中提取出DNA进行化学分析，发现鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%，又知该DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤，则与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的比例为(　　)
A．26% B．24%
C．14% D．11%
二、设计和制作DNA分子双螺旋结构模型
判断正误
(1)磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA分子的基本骨架(　　)
(2)DNA分子中的碱基一定存在如下数量关系：A＋T＝G＋C(　　)
任务二：设计和制作DNA分子双螺旋结构模型
以下为某同学制作的DNA双螺旋结构模型，请找出图中的错误有几处？分别是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
4.如图表示某同学在制作DNA双螺旋结构模型时，制作的一条脱氧核苷酸链，下列有关叙述不正确的是(　　)
A．能表示一个完整脱氧核苷酸的是图中的a或b
B．图中与每个五碳糖直接相连的碱基只有1个
C．该条脱氧核苷酸链存在一个游离的磷酸基团
D．从碱基上看，缺少的碱基是T
5．(多选)在制作DNA双螺旋结构模型时，所提供的卡片种类和数量如表，下列相关叙述错误的是(　　)
卡片种类 磷酸 脱氧核糖 碱基
A T C G
卡片数量 12 12 3 3 4 2
A.构成的DNA片段，最多含有氢键12个
B．最多可构建45种碱基序列的DNA
C．最多可构建4种脱氧核苷酸
D．DNA中每个脱氧核糖均与1分子磷酸相连
答案精析
一、
梳理教材新知
1．不对称　胸腺嘧啶(T)　胞嘧啶(C)　两　双螺旋结构
2．脱氧核苷酸　脱氧核糖　胸腺嘧啶　鸟嘌呤
3．两　脱氧核糖　磷酸　氢键　G
4．排列顺序　多样性　特异性
判断正误
(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√
提示　(1)沃森和克里克提出DNA分子的双螺旋结构模型。(3)DNA中G与C碱基对所占的比例越高，该DNA稳定性越强。(4)DNA分子中5′端的磷酸与1个脱氧核糖相连。
探究核心知识
任务一
1．(1)1为碱基对、2为一条脱氧核苷酸单链片段、5为腺嘌呤脱氧核苷酸、7为氢键。
(2)该片段中有2个游离的磷酸基团。
(3)M分子中有C—G碱基对共60个；N分子结构更稳定。
2．(1)T1＋T2　C1＋C2　T　C　T＋C　A＋C　T＋G　(2)A2＋T2　G2＋C2　(3)互为倒数　(4)(a＋b)
落实思维方法
1．B　[DNA的一条单链上相邻的碱基A与T之间通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接。]
2．B　[DNA分子是反向平行的双螺旋结构，①磷酸与②脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成了DNA的基本骨架；④中的②③及②下方的磷酸基团组成胞嘧啶脱氧核苷酸，①磷酸属于上一胸腺嘧啶脱氧核苷酸的磷酸基团，不属于④；两条脱氧核苷酸链间碱基互补配对，配对碱基之间通过氢键相连；G与C之间形成3个氢键，G与C所占比例越大，DNA分子越稳定；根据碱基互补配对原则，⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T。]
3．A　[明确DNA的两条链所含碱基数目相同，且A＝T，G＝C，一条链中的A、T、G、C数目等于另一条链中的T、A、C、G数目，图解如下：
该DNA分子中，G＋C＝46%，则A＋T＝1－46%＝54%，在对应链中，A对＋T对＝54%，T对＝AH＝28%，A对＝54%－28%＝26%。即：A对占该链全部碱基数的比例为26%。]
二、
梳理教材新知
DNA分子双螺旋结构　双螺旋
判断正误
(1)√　(2)×
探究核心知识
任务二
有3处错误；核糖应是脱氧核糖、碱基U应为T、磷酸二酯键连接位置错误。
落实思维方法
4．A　[图中所示a表示的是一个完整的脱氧核苷酸；脱氧核苷酸中的碱基共有4种，即A、G、C、T。]
5．BD　[这些卡片最多可形成3对A—T碱基对，2对C—G碱基对，而A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，因此构成的双链DNA片段最多有12个氢键，A正确；由于碱基对种类和数目确定，因此可构建的DNA碱基序列远少于45种，B错误；表中所给碱基共有四种，因此最多可构建4种脱氧核苷酸，C正确；DNA中绝大多数脱氧核糖与2分子磷酸相连，只有末端的脱氧核糖与1分子磷酸相连，D错误。](共69张PPT)
第1课时
DNA分子的结构
第二章 遗传的分子基础
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学习目标
1.概述DNA结构的主要特点。
2.通过对DNA双螺旋结构模型构建过程的交流和讨论，认同交流合作、多学科交叉在科学发展中的作用。
3.制作DNA双螺旋结构模型。
内容索引
一、DNA分子双螺旋的探索及结构模型
二、设计和制作DNA分子双螺旋结构模型
课时对点练
DNA分子双螺旋的探索及结构模型
一
1.沃森和克里克解开了DNA分子结构之谜
不对称
梳理　教材新知
胸腺嘧啶(T)
胞嘧啶(C)
两
双螺
旋结构
2.DNA分子的基本组成单位——
___________
脱氧核苷酸
脱氧核糖
胸腺嘧啶
鸟嘌呤
3.DNA分子的立体结构(双螺旋结构)
两
脱氧核糖
磷酸
磷酸
G
提醒　在碱基对中，A和T之间形成两个氢键，G和C之间形成三个氢键。所以碱基对G—C占比较高的DNA分子稳定性较高。
4.遗传信息
排列顺序
多样性
特异性
(1)富兰克林通过对DNA衍射图谱的有关数据进行分析，提出DNA分子的双螺旋结构模型(　　)
(2)查哥夫发现DNA分子中腺嘌呤(A)的量总是与胸腺嘧啶(T)的量相当，鸟嘌呤(G)的量总是与胞嘧啶(C)的量相当(　　)
(3)DNA中A与T碱基对所占的比例越高，该DNA稳定性越强(　　)
×
×
√
提示　沃森和克里克提出DNA分子的双螺旋结构模型。
提示　DNA中G与C碱基对所占的比例越高，该DNA稳定性越强。
(4)一个DNA分子中1个磷酸均与2个脱氧核糖相连(　　)
(5)DNA两条链上的碱基通过氢键相连(　　)
(6)每个DNA分子中，脱氧核糖数=磷酸数=含氮碱基数(　　)
×
√
提示　DNA分子中5'端的磷酸与1个脱氧核糖相连。
√
任务一：DNA分子双螺旋结构模型与碱基互补配对的相关计算
1.如图是DNA片段的结构图，请据图回
答下列问题：
(1)图中的1、2、5、7的名称分别是什么？
探究　核心知识
提示　1为碱基对、2为一条脱氧核苷酸
单链片段、5为腺嘌呤脱氧核苷酸、7为
氢键。
(2)该片段中，游离的磷酸基团有几个？
提示　该片段中有2个游离的磷酸基团。
(3)现有M、N两个均含有200个碱基的双
链DNA分子，其中M分子中共有260个氢
键，N分子中含有20个腺嘌呤，那么M分
子中有C—G碱基对多少个？这两个DNA分子中哪个结构更稳定？
提示　M分子中有C—G碱基对共60个；N分子结构更稳定。
准确辨析DNA结构中的数量、位置关系及连接方式
易错警示
2.回答下列有关碱基互补配对原则应用的问题：
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，A1=T2，A2=T1，G1=C2，G2=C1。
请据此完成以下推论：
(1)A1+A2= ；G1+G2= 。
即：双链中A= ，G= ，A+G= = = =(A+G+T+C)。
规律一：双链DNA分子中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。
T1+T2
C1+C2
T
C
T+C
A+C
T+G
(2)A1+T1= ；G1+C1= 。
==(N为相应的碱基总数)；
==。
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”。
A2+T2
G2+C2
(3)与的关系是 。
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”。
(4)若=a，=b，则=________。
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。
互为倒数
(a+b)
解答有关碱基计算的“三步曲”
方法规律
DNA的一条单链上相邻的碱基A与T之间通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接。
1.(2023·常州高一质检)下列有关DNA分子结构的叙述，错误的是
A.双链DNA分子中含有两个游离的磷酸基团
B.DNA的一条单链上相邻的碱基A与T之间通过氢键连接
C.嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了DNA分子空间结构的相对稳定
D.DNA分子两条链反向平行
√
落实　思维方法
2.如图为DNA分子结构示意图，下列有关该图的叙述正确的是
a.②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架
b.④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸
c.⑨是氢键，其形成遵循碱基互
补配对原则
d.DNA分子中特定的脱氧核苷酸
序列代表了遗传信息
e.③占的比例越大，DNA分子越不稳定
f.⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T
A.b、c、d、f　　B.c、d、f　　C.a、b、c、f　　D.b、c、e
√
DNA分子是反向平行的双螺旋结构，①磷酸与②脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成了DNA的基本骨架；④中的②③及②下方的磷酸基团组成胞嘧啶脱氧核苷酸，①磷酸属于上一胸腺嘧啶脱氧核苷酸的磷酸基团，不属于④；两条脱氧核苷酸链间碱基互补配对，配对碱基之间通过氢键相连；G与C之间形成3个氢键，G与C所占比例越大，DNA分子越稳定；根据碱基互补配对原则，⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T。
3.从某生物中提取出DNA进行化学分析，发现鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%，又知该DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤，则与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的比例为
A.26% B.24%
C.14% D.11%
√
明确DNA的两条链所含碱基数目相同，且A=T，G=C，一条链中的A、T、G、C数目等于另一条链中的T、A、C、G数目，图解如下：
该DNA分子中，G+C=46%，则A+T=1-46%=54%，在对应链中，A对+T对=54%，T对=AH=28%，A对=54%-28%=26%。即：A对占该链全部碱基数的比例为26%。
二
设计和制作DNA分子双螺旋结构模型
梳理　教材新知
DNA分子双螺旋结构
双螺
旋
(1)磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA分子的基本骨架(　　)
(2)DNA分子中的碱基一定存在如下数量关系：A+T=G+C(　　)
√
×
任务二：设计和制作DNA分子双螺旋结构模型
以下为某同学制作的DNA双螺旋结构模型，请找出图中的错误有几处？分别是什么？
探究　核心知识
提示　有3处错误；核糖应是脱氧核糖、碱基U应为T、磷酸二酯键连接位置错误。
图中所示a表示的是一个完整的脱氧核苷酸；脱氧核苷酸中的碱基共有4种，即A、G、C、T。
4.如图表示某同学在制作DNA双螺旋结构模型时，制作的一条脱氧核苷酸链，下列有关叙述不正确的是
A.能表示一个完整脱氧核苷酸的是图中的a或b
B.图中与每个五碳糖直接相连的碱基只有1个
C.该条脱氧核苷酸链存在一个游离的磷酸基团
D.从碱基上看，缺少的碱基是T
√
落实　思维方法
5.(多选)在制作DNA双螺旋结构模型时，所提供的卡片种类和数量如表，下列相关叙述错误的是
A.构成的DNA片段，最多含有氢键12个
B.最多可构建45种碱基序列的DNA
C.最多可构建4种脱氧核苷酸
D.DNA中每个脱氧核糖均与1分子磷酸相连
卡片种类 磷酸 脱氧核糖 碱基
A T C G
卡片数量 12 12 3 3 4 2
√
√
这些卡片最多可形成3对A—T碱基对，2对C—G碱基对，而A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，因此构成的双链DNA片段最多有12个氢键，A正确；
由于碱基对种类和数目确定，因此可构建的DNA碱基序列远少于45种，B错误；
卡片种类 磷酸 脱氧核糖 碱基
A T C G
卡片数量 12 12 3 3 4 2
表中所给碱基共有四种，因此最多可构建4种脱氧核苷酸，C正确；
DNA中绝大多数脱氧核糖与2分子磷酸相连，只有末端的脱氧核糖与1分子磷酸相连，D错误。
卡片种类 磷酸 脱氧核糖 碱基
A T C G
卡片数量 12 12 3 3 4 2
网络构建
课时对点练
三
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 D D A C D A D B
题号 9 10 11 12 13
答案 C C AD BD ABD
对一对
1
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15
答案
14.
(1)双螺旋　反向平行　碱基互补配对　
(2)腺嘌呤脱氧核苷酸　
(3)碱基的排列顺序　特异　
(4)(1－n)/2
1
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15
答案
15.
(1)腺嘌呤核糖核苷酸　
(2)RNA　细胞质　
(3)胞嘧啶　胞嘧啶脱氧核苷酸　
(4)2(两)　
(5)B　
(6)A与T配对，G与C配对　45
题组一　沃森和克里克解开了DNA分子结构之谜
1.下列有关DNA结构模型的构建的叙述，错误的是
A.沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型属于物理模型
B.DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链
C.研究DNA结构常用的方法是X射线晶体衍射法
D.威尔金斯和查哥夫应用X射线衍射技术获得了DNA衍射图谱
√
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答案
DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G 4种碱基，B正确；
威尔金斯和富兰克林应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱，D错误。
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答案
DNA双螺旋结构模型的构建为DNA复制机制的阐明奠定了基础；DNA双螺旋结构模型的构建使人们认识到DNA通过碱基对的排列顺序来储存遗传信息，③④符合题意。
2.1953年，沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于
①证明DNA是遗传物质　②确定DNA是染色体的组成成分　③发现DNA如何储存遗传信息　④为DNA复制机制的阐明奠定基础
A.①③ 　B.②③ 　　C.②④ 　　　　D.③④
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答案
题组二　DNA分子的双螺旋结构模型
3.DNA由反向平行的两条脱氧核苷酸长链组成。如果DNA的一条链上某碱基序列是5'—AGCTGCG—3'，则另一条链与之配对的部分是
A.5'—CGCAGCT—3' B.5'—TCGACGC—3'
C.5'—AGCTGCG—3' D.5'—GCGTCGA—3'
√
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答案
一条脱氧核苷酸链上相邻两个脱氧核苷酸的碱基之间通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”相连；两条脱氧核苷酸链上互补的碱基通过氢键相连，C错误。
4.(2024·盐城高一期末)下列有关DNA分子结构的叙述，不正确的是
A.不同的DNA分子中碱基互补配对方式是相同的
B.脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架
C.脱氧核苷酸链上相邻两个脱氧核苷酸的碱基之间形成氢键
D.双链DNA分子中，所含的嘌呤碱基数量等于嘧啶碱基数量
√
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15
答案
5.如图为某真核生物DNA片段结构模式图，下列叙述正确的是
A.①和②可以是G和C或者A和T
B.②和③交替连接构成DNA分子
　的基本骨架
C.②③④构成了一个完整的脱氧
　核苷酸分子
D.DNA的两条链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构
√
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答案
双链DNA分子中，A与T之间有两个氢键，G和C之间有三个氢键，图中①和②之间有两个氢键，①和②只能是A和T，A错误；
③脱氧核糖和④磷酸交替连接构成
DNA分子的基本骨架，B错误；
②③和连在③的5号碳位置上的磷
酸构成一个完整的脱氧核苷酸分子，
C错误。
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答案
6.(2024·镇江高一月考)某双链DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的54%，其中a链碱基中，22%是腺嘌呤，28%是胞嘧啶，则b链中腺嘌呤占该链碱基的比例和b链中胞嘧啶占整个DNA分子碱基的比例分别为
A.24%、13% B.24%、27%
C.48%、26% D.22%、28%
√
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答案
由题意知，双链DNA分子中G+C=54%，由于DNA分子中的两条链之间碱基的配对方式是A与T配对、G与C配对，因此a链碱基中的G+C也占该链碱基的54%，又知a链碱基中A=22%，C=28%，因此a链中碱基G=54%-28%=26%，T=1-54%-22%=24%，则与之互补的b链中的碱基A与a链中碱基的T相等，为24%；b链中的碱基C与a链中的碱基G相等，为26%，故占双链DNA分子碱基的13%。故选A。
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答案
β 珠蛋白基因碱基对的排列顺序是特定的，D错误。
7.从分子水平上对生物体具有多样性或特异性的分析，错误的是
A.碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性
B.碱基对特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性
C.一个含2 000个碱基的DNA分子，其碱基对可能的排列方式有41 000种
D.人体内控制β 珠蛋白合成的基因由1 700个碱基对组成，其碱基对可能
　的排列方式有41 700种
√
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答案
题组三　设计和制作DNA分子双螺旋结构模型
8.在制作DNA双螺旋结构模型时，会发现制成的DNA分子的平面结构像一架“梯子”，那么组成这架“梯子”的“扶手”、“扶手”间的“阶梯”、连接“阶梯”的键依次是
①磷酸和脱氧核糖　②氢键　③碱基对　④肽键
A.①②③ B.①③②
C.③①② D.①③④
√
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答案
9.在设计和制作DNA分子双螺旋结构模型时，如图为两个脱氧核苷酸的模型，○代表磷酸，下列叙述正确的是
A. 　 可能代表A、T、C、U四种含氮碱基
B.两个○可用别针(代表共价键)连接，以形
成DNA的侧链
C.别针(代表共价键)应连接在一个核苷酸的 和另一个核苷酸的○上
D.如果两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧，则两个模型方向相同
√
1
2
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7
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10
11
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13
14
15
答案
本题是设计和制作DNA分子双螺旋结构模型，碱基 包含A、T、C、G，没有碱基U，A错误；
磷酸二酯键是一个脱氧核苷酸的脱氧核糖与另一
个脱氧核苷酸的磷酸脱去1分子水形成的，不是
两个脱氧核苷酸的两个磷酸基团形成的，B错误，C正确；
DNA分子的两条链是反向平行的，若两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧，则两个模型方向相反，D错误。
1
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答案
10.(2022·广东，12)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
√
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答案
单链序列脱氧核苷酸数量相等、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。
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答案
11.(多选)(2024·无锡高一期末)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关，DNA分子的多样性与碱基排列顺序有关。下列关于DNA分子的叙述，正确的是
A.一个双链DNA分子含碱基对C—G越多，越稳定
B.每个脱氧核糖都连接两个磷酸和一个碱基
C.若某DNA分子中(A+T)/(G+C)、(A+C)/(G+T)两个比值相等，则说明该
DNA为双链
D.每个人DNA的碱基排列顺序不同，故在现代刑侦领域可利用DNA指纹
技术确定犯罪嫌疑人
√
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答案
√
3'端的脱氧核糖只连接1个磷酸，B错误；
(A+T)/(G+C)、(A+C)/(G+T)两个比值相等，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C错误。
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答案
12.(多选)(2024·唐山高一月考)在制作DNA结构模型的实验中，若4种碱基塑料片共30个，其中6个C，10个G，6个A，8个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物18个，脱氧核糖塑料片、磷酸塑料片、代表氢键的连接物、脱氧核糖和碱基之间的连接物等材料均充足，则
A.最多能搭建出30个游离的脱氧核苷酸
B.所搭建的DNA分子最长为5个碱基对
C.所搭建的最长DNA分子有46种碱基的排列顺序
D.若搭建DNA的一条单链，则该链最长含有9个脱氧核苷酸
√
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答案
√
脱氧核糖和磷酸之间的连接物只有18个，因此最多能搭建出18个游离的脱氧核苷酸，A不符合题意；
设能搭建的DNA分子含有n个碱基对，则每条链需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物的数目为2n-1，共需(2n-1)×2个，已知脱氧核糖和磷酸之间的连接物有18个，则n=5，所以只能搭建出最长为5个碱基对的DNA分子片段，故所搭建的最长DNA分子最多有45种碱基的排列顺序，B符合题意，C不符合题意；
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15
答案
脱氧核糖和磷酸之间的连接物只有18个，故若搭建一条DNA单链，则该链最长含有9个脱氧核苷酸，D符合题意。
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答案
13.(多选)下列有关DNA分子的一条单链与其所在DNA分子中、一条单链与其互补链中碱基数目比值的关系图，正确的是
√
√
√
1
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15
答案
在双链DNA分子中，由于A=T，C=G，所以(A+C)/(T+G)一定等于1，A正确；
在DNA分子中，存在(A1+T1)/(G1+C1)=(A2+T2)/(G2+C2)=(A+T)/(G+C)，B、D正确；
当一条链中存在(A1+C1)/(T1+G1)=1时，其互补链中存在(A2+C2)/(T2+
G2)=(T1+G1)/(A1+C1)=1，C错误。
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答案
14.(2024·南通高一质检)DNA分子结构的发现具有划时代意义，如图为一段DNA空间结构和平面结构的
示意图，请回答下列问题：
(1)图甲表明，DNA分子两条链
盘旋成　　　 结构，图乙显示
DNA两条链关系为　　　　 ，
两条链上的碱基遵循________
　　 　原则。
1
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15
答案
双螺旋
反向平行
碱基互
补配对
(2)图乙中由③④⑤组成的物质名称为　　 　　　　　　。
(3)DNA上携带的遗传信息蕴藏
在　　　　 　中。DNA
指纹技术可以像指纹一样用来
识别身份，说明DNA分子具有
　　　性。
(4)若图甲所示的DNA片段中，
a链上的G+C碱基占该链的比例为n，则该DNA片段上胸腺嘧啶占　　　 。
腺嘌呤脱氧核苷酸
碱基的排列顺序
特异
(1-n)/2
1
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3
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5
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15
答案
15.某同学对DNA的结构进行了研究，相关信息如图所示。
注：图甲所示的分子结构
式为某种核苷酸；图乙是
某核苷酸链示意图。
据图回答下列问题：
(1)图甲中核苷酸的名称是
　　 　　。
腺嘌呤核糖核苷酸
1
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15
答案
图甲为某核苷酸的结构示意图，该核苷酸含有的五碳糖是核糖，含氮碱基为腺嘌呤，所以该核苷酸为腺嘌呤核糖核苷酸。
1
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15
答案
(2)图甲中核苷酸是构成　　　的原料，该核酸主要分布在　　 　中。
(3)图乙中②和④的名称分别是　　　　、　　　　　　 　　。
RNA
1
2
3
4
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15
答案
细胞质
胞嘧啶
胞嘧啶脱氧核苷酸
图乙为某核苷酸链示意图，该核苷酸链中含有碱基T，推测该核苷酸链属于构成DNA的脱氧核苷酸链，其中①为脱氧核糖、②为含氮碱基(胞嘧啶)、③为磷酸、④是胞嘧啶脱氧核苷酸。
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15
答案
图乙中的⑤为脱氧核苷酸链，DNA分子通常由2(两)条脱氧核苷酸链构成。
(4)通常由　　　条图乙所示的核苷酸链构成一个分子。
2(两)
1
2
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15
答案
(5)DNA分子具有多样性的原因是　　　(填字母)。
A.脱氧核苷酸种类具有多样性
B.脱氧核苷酸排列顺序具有多
样性
C.DNA分子空间结构具有多样性
B
1
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15
答案
作为双链的DNA分子，都是由四种脱氧核苷酸构成的，这不是DNA分子具有多样性的原因，A不符合题意；
DNA分子是由两条链组
成的，这两条链按反向
平行方式盘旋成双螺旋
结构，这不是DNA分子
具有多样性的原因，C不符合题意。
1
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15
答案
(6)DNA分子中碱基互补配对的原则是　　　　　　　　　　　，位于一条DNA分子上的长度为5个碱基对的DNA片段有　　　种类型。
A与T配对，G与C配对
1
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答案
45
DNA分子中碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A与T配对，G与C配对。由于DNA是双链结构，所以一个具有n个碱基对的DNA分子片段理论上具有4n
种排列顺序，故位于一
条DNA分子上的长度为
5个碱基对的DNA片段
有45种类型。
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15
答案第2课时　DNA分子的复制
[学习目标]　1.了解DNA分子半保留复制的实验证据。2.阐明DNA分子复制的条件、过程和特点。
一、DNA分子半保留复制的实验证据
1．对DNA复制方式的推测
全保留复制模型、分散复制模型和__________________。
2．证明半保留复制的实验
判断正误
(1)沃森和克里克证明DNA分子复制方式是半保留复制(　　)
(2)证明DNA半保留复制的实验运用了同位素标记技术(　　)
任务一：DNA半保留复制的实验过程与分析
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(复制时亲代DNA双链被切成片段作为模板，合成子代片段，新旧片段混合连接成子代DNA分子)，如图1。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)。将亲代大肠杆菌(被15N标记)转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用某种离心方法分离得到的结果如图2。据图回答下列问题：
1．用什么技术区分来自模板DNA的母链与新合成的DNA子链？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2．如何测定子代DNA带有同位素的情况？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3．Ⅰ中细菌DNA分子的两条链是怎样的？Ⅰ的结果可以排除哪一种复制模型？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
4．Ⅱ的结果可以排除哪一种复制模型？Ⅱ中细菌DNA分子的平均相对分子质量是多少？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
1．细菌在含15NH4Cl的培养基中繁殖数代后，细菌DNA的含氮碱基均含有15N，然后再移入含14NH4Cl的培养基中培养，抽取其子代的DNA经离心分离，如图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是(　　)
A．第一次分裂的子代DNA应为⑤
B．第二次分裂的子代DNA应为①
C．第三次分裂的子代DNA应为③
D．亲代的DNA应为⑤
2．某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的实验，结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl。a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠杆菌DNA连续复制两次，离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是(　　)
A．本实验运用了同位素标记技术和离心技术
B．a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的
C．b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是15N/14N－DNA
D．c管中大肠杆菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/2
二、DNA分子复制的过程
1．DNA分子半保留复制过程
2．DNA精确复制的原因
(1)________________为复制提供了模板。
(2)________________原则保证了复制的精确进行。
拓展延伸　真核生物DNA复制的起点和方向
多起点不同时双向复制
在复制速率相同的前提下，图中DNA是从其最右边开始复制的。
判断正误
(1)DNA复制时新合成的两条链碱基排列顺序相同(　　)
(2)DNA双螺旋结构全部解开后，开始DNA的复制(　　)
(3)单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链(　　)
(4)真核细胞的DNA复制只发生在细胞核中(　　)
(5)解旋酶和DNA聚合酶的作用部位均为氢键(　　)
任务二：DNA分子复制的过程分析
1.如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图回答相关问题：
(1)据图可知，DNA聚合酶使两条子链从5′端到3′端，还是从3′端到5′端进行合成？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)合成的两条子链间碱基排列顺序相同还是互补？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)所有的真核细胞都存在核DNA复制吗？并说明理由。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2.已知果蝇的基因组大小为1.8×108 bp(bp表示碱基对)，真核细胞中DNA复制的效率一般为50～100 bp/s。如图为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分。请你分析果蝇DNA形成多个复制泡的原因。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
任务三：DNA复制的相关计算
假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下：
从图中可以得到如下规律：
(1)DNA分子数
①子n代DNA分子总数为2n个。
②含15N的DNA分子数为______个。
③含14N的DNA分子数为2n个。
④只含15N的DNA分子数为______个。
⑤只含14N的DNA分子数为(2n－2)个。
(2)脱氧核苷酸链数
①子代DNA中脱氧核苷酸链数＝____条。
②亲代脱氧核苷酸链数＝______条。
③新合成的脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条。
(3)消耗的脱氧核苷酸数
①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过 n次复制需消耗游离的该脱氧核苷酸数为__________个。
②若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，在第 n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸数为__________个。
3．(多选)如图为某真核细胞中DNA复制过程模式图，下列分析错误的是(　　)
A．酶①和酶②均作用于氢键
B．该过程的模板链是a、d链
C．该过程可发生在细胞分裂前间期
D．DNA复制的特点是半保留复制
4．用15N标记了细胞中含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，在含14N的培养基中，该DNA分子连续复制5次。下列有关叙述错误的是(　　)
A．含有15N的DNA分子有2个
B．只含有14N的DNA分子占15/16
C．复制过程中共需腺嘌呤脱氧核苷酸1 280个
D．第5次复制时需腺嘌呤脱氧核苷酸640个
答案精析
一、
梳理教材新知
1．半保留复制模型
2．大肠杆菌　同位素标记　DNA　15N　14N　15N　半保留复制
判断正误
(1)×　(2)√
探究核心知识
任务一
1．同位素标记技术。
2．对DNA进行离心，观察其在离心管中的分布。
3．Ⅰ中细菌DNA分子的一条链含有14N，另一条链含有15N；可以排除全保留复制模型。
4．可以排除分散复制模型；Ⅱ中细菌DNA分子的平均相对分子质量为。
落实思维方法
1．A　[亲代DNA为15N/15N，移入含14NH4Cl的培养基中培养，经第一次复制所形成的子代DNA均为15N/14N，应如图②所示。]
2．B　[由题图可知，a管中的DNA密度最大，表明该管中的大肠杆菌是在含15NH4Cl的培养液中培养的，B错误。]
二、
梳理教材新知
1．间期　细胞核　原料　解旋酶　解开的每一条母链　脱氧核苷酸　DNA聚合酶　碱基互补配对　A—T、T—A、G—C、C—G　5′端→3′端　半保留复制　边解旋边复制　遗传信息
2．(1)双螺旋结构　(2)碱基互补配对
判断正误
(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
提示　(1)DNA复制时新合成的两条链碱基互补配对，排列顺序不同。(2)DNA分子边解旋边复制。(3)单个脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接合成新的子链。(4)真核细胞的DNA复制主要发生在细胞核中，还可以发生在线粒体和叶绿体中。(5)解旋酶作用于氢键，DNA聚合酶作用于磷酸二酯键。
探究核心知识
任务二
1．(1)从5′端到3′端进行合成。
(2)碱基排列顺序互补。
(3)不一定；如哺乳动物成熟的红细胞因为无细胞核而不能进行核DNA复制；不分裂的细胞不存在核DNA复制。
2．形成多个复制泡说明果蝇的DNA有多个复制起点，可同时从不同起点进行DNA复制，由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。
任务三
(1)②2　④0　(2)①2n＋1　②2　(3)①m·(2n－1)　②m·2n－1
落实思维方法
3．AB　[由题图可知，酶①(解旋酶)使氢键断裂，而酶②(DNA聚合酶)催化形成磷酸二酯键，A错误；DNA复制过程的模板是亲代DNA的两条链，即a、b链，B错误；DNA复制过程发生在有丝分裂前间期或减数分裂前间期，C正确；由题图可知，新合成的两个DNA分子各保留亲代DNA分子的一条链，新合成一条链，即DNA复制的特点是半保留复制，D正确。]
4．C　[复制5次共得到25＝32(个)DNA分子，含有15N的DNA分子有2个，只含有14N的DNA分子数为32－2＝30(个)，占15/16，A、B正确；该DNA分子含有100个碱基对，其中有胞嘧啶60个，则含有腺嘌呤(200－120)/2＝40(个)，复制过程中共需腺嘌呤脱氧核苷酸40×(25－1)＝1 240(个)，C错误；第5次复制时需腺嘌呤脱氧核苷酸40×25－1＝640(个)，D正确。](共74张PPT)
第2课时
DNA分子的复制
第二章 遗传的分子基础
<<<
学习目标
1.了解DNA分子半保留复制的实验证据。
2.阐明DNA分子复制的条件、过程和特点。
内容索引
一、DNA分子半保留复制的实验证据
二、DNA分子复制的过程
课时对点练
DNA分子半保留复制的实验证据
一
1.对DNA复制方式的推测
全保留复制模型、分散复制模型和 。
半保留复制模型
梳理　教材新知
2.证明半保留复制的实验
大肠杆菌
同位素标记
DNA
15N
14N
15N
半保留复制
(1)沃森和克里克证明DNA分子复制方式是半保留复制(　　)
(2)证明DNA半保留复制的实验运用了同位素标记技术(　　)
×
√
任务一：DNA半保留复制的实验过程与分析
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(复制时亲代DNA双链被切成片段作为模板，合成子代片段，新旧片段混合连接成子代DNA分子)，如图1。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
代大肠杆菌(被15N标记)转移到含14N
的培养基上，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，
探究　核心知识
用某种离心方法分离得到的结果如图2。据图回答下列问题：
1.用什么技术区分来自模板DNA的母链与新合成的DNA子链？
提示　同位素标记技术。
2.如何测定子代DNA带有同位素的情况？
提示　对DNA进行离心，观察其在离心管中的分布。
3.Ⅰ中细菌DNA分子的两条链是怎样的？Ⅰ的结果可以排除哪一种复制模型？
提示　Ⅰ中细菌DNA分子的一条链含有14N，另一条链含有15N；可以排除全保留复制模型。
4.Ⅱ的结果可以排除哪一种复制模型？Ⅱ中细菌DNA分子的平均相对分子质量是多少？
提示　可以排除分散复制模型；Ⅱ中细菌DNA分子的平均相对分子质量为。
1.细菌在含15NH4Cl的培养基中繁殖数代后，细菌DNA的含氮碱基均含有15N，然后再移入含14NH4Cl的培养基中培养，抽取其子代的DNA经离心分离，如图①~⑤为可能的结果，下列叙述错误的是
A.第一次分裂的子代DNA应为⑤
B.第二次分裂的子代DNA应为①
C.第三次分裂的子代DNA
应为③
D.亲代的DNA应为⑤
√
落实　思维方法
亲代DNA为15N/15N，移入含14NH4Cl的培养基中培养，经第一次复制所形成的子代DNA均为15N/14N，应如图②所示。
2.某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的实验，结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl。a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠杆菌DNA连续复制两次，离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是
A.本实验运用了同位素标记技术和离心技术
B.a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含
14NH4Cl的培养液中培养的
C.b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是15N/14N-DNA
D.c管中大肠杆菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/2
√
由题图可知，a管中的DNA密度最大，表明该管中的大肠杆菌是在含15NH4Cl的培养液中培养的，B错误。
二
DNA分子复制的过程
1.DNA分子半保留复制过程
梳理　教材新知
间期
细胞核
原料
解旋酶
解开的每一条母链
脱氧核苷酸
DNA聚合酶
碱基互补配对
A—T、T—A、G—C、C—G
5′端→3′端
半保留复制
边解旋边复制
遗传信息
2.DNA精确复制的原因
(1) 为复制提供了模板。
(2) 原则保证了复制的精确进行。
双螺旋结构
碱基互补配对
真核生物DNA复制的起点和方向
拓展延伸
多起点不同时双向复制
在复制速率相同的前提下，图中DNA是从其最右边开始复制的。
(1)DNA复制时新合成的两条链碱基排列顺序相同(　　)
(2)DNA双螺旋结构全部解开后，开始DNA的复制(　　)
(3)单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链(　　)
×
×
提示　DNA复制时新合成的两条链碱基互补配对，排列顺序不同。
提示　DNA分子边解旋边复制。
提示　单个脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接合成新的子链。
×
(4)真核细胞的DNA复制只发生在细胞核中(　　)
(5)解旋酶和DNA聚合酶的作用部位均为氢键(　　)
×
×
提示　真核细胞的DNA复制主要发生在细胞核中，还可以发生在线粒体和叶绿体中。
提示　解旋酶作用于氢键，DNA聚合酶作用于磷酸二酯键。
任务二：DNA分子复制的过程分析
1.如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，
据图回答相关问题：
(1)据图可知，DNA聚合酶使两条子链从5'端
到3'端，还是从3'端到5'端进行合成？
探究　核心知识
提示　从5'端到3'端进行合成。
(2)合成的两条子链间碱基排列顺序相同还是互补？
提示　碱基排列顺序互补。
(3)所有的真核细胞都存在核DNA复制吗？
并说明理由。
提示　不一定；如哺乳动物成熟的红细胞
因为无细胞核而不能进行核DNA复制；不
分裂的细胞不存在核DNA复制。
2.已知果蝇的基因组大小为1.8×108 bp(bp表示碱基对)，真核细胞中DNA复制的效率一般为50~100 bp/s。如图为果蝇DNA
的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，
是DNA上正在复制的部分。请你分析果蝇DNA形
成多个复制泡的原因。
提示　形成多个复制泡说明果蝇的DNA有多个复制起点，可同时从不同起点进行DNA复制，由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。
任务三：DNA复制的相关计算
假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下：
从图中可以得到如下规律：
(1)DNA分子数
①子n代DNA分子总数为2n个。
②含15N的DNA分子数为 个。
③含14N的DNA分子数为2n个。
④只含15N的DNA分子数为 个。
⑤只含14N的DNA分子数为(2n-2)个。
2
0
(2)脱氧核苷酸链数
①子代DNA中脱氧核苷酸链数= 条。
②亲代脱氧核苷酸链数= 条。
③新合成的脱氧核苷酸链数=(2n+1-2)条。
(3)消耗的脱氧核苷酸数
①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷
酸m个，经过 n次复制需消耗游离的该脱氧核苷酸数为 个。
②若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，在第 n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸数为 个。
2n+1
2
m·(2n-1)
m·2n-1
3.(多选)如图为某真核细胞中DNA复制
过程模式图，下列分析错误的是
A.酶①和酶②均作用于氢键
B.该过程的模板链是a、d链
C.该过程可发生在细胞分裂前间期
D.DNA复制的特点是半保留复制
√
落实　思维方法
√
由题图可知，酶①(解旋酶)使氢键断裂，而酶②(DNA聚合酶)催化形成磷酸二酯键，A错误；
DNA复制过程的模板是亲代DNA的两条
链，即a、b链，B错误；
DNA复制过程发生在有丝分裂前间期或
减数分裂前间期，C正确；
由题图可知，新合成的两个DNA分子各
保留亲代DNA分子的一条链，新合成一条链，即DNA复制的特点是半保留复制，D正确。
4.用15N标记了细胞中含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，在含14N的培养基中，该DNA分子连续复制5次。下列有关叙述错误的是
A.含有15N的DNA分子有2个
B.只含有14N的DNA分子占15/16
C.复制过程中共需腺嘌呤脱氧核苷酸1 280个
D.第5次复制时需腺嘌呤脱氧核苷酸640个
√
复制5次共得到25=32(个)DNA分子，含有15N的DNA分子有2个，只含有14N的DNA分子数为32-2=30(个)，占15/16，A、B正确；
该DNA分子含有100个碱基对，其中有胞嘧啶60个，则含有腺嘌呤(200-120)/2=40(个)，复制过程中共需腺嘌呤脱氧核苷酸40×(25-1)=1 240(个)，C错误；
第5次复制时需腺嘌呤脱氧核苷酸40×25-1=640(个)，D正确。
网络构建
课时对点练
三
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答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 D C C B A B C C
题号 9 10 11 12
答案 C C CD ABC
对一对
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答案
13.
(1)多　不同时　
(2)脱氧核苷酸　解旋酶和DNA聚合酶
(3)双螺旋结构　碱基互补配对　
(4)不是　氢键　胞嘧啶
(a/2－n)×2m－1
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答案
14.
(1)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　
(2)全保留复制　全保留　①可以分出杂合、轻两条链带　②分散复制　
(3)半保留复制
题组一　DNA分子半保留复制的实验证据
1.某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是
√
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答案
因为DNA分子的复制为半保留复制，因此亲本DNA的两条链将进入不同的子代DNA分子中，A、B不符合题意；
因为第二次复制得到的4个DNA分子中，都有一条DNA子链是在第二次复制时形成的(黑色表示)，而C项中只有两个DNA分子中含第二次复制出的子链，C不符合题意，D符合题意。
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答案
如果是半保留复制，子一代DNA分子都是一条链含14N，另一条链含15N，都分布在杂合链带，C错误。
2.(2024·南通高一期末)用假说—演绎法进行DNA复制的研究时，将14N标记的大肠杆菌放在含有15N的培养基中培养，使其分裂2次。下列叙述错误的是
A.如果是全保留复制，子一代DNA分子1/2分布在轻链带、1/2分布在重链带
B.如果是全保留复制，子二代DNA分子1/4分布在轻链带、3/4分布在重链带
C.如果是半保留复制，子一代DNA分子1/2分布在杂合链带、1/2分布在重链带
D.如果是半保留复制，子二代DNA分子1/2分布在杂合链带、1/2分布在重链带
√
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答案
3.将在含15NH4Cl的培养液中培养若干代的某真核细胞转移到含14NH4Cl的培养液中培养，让细胞连续进行有丝分裂，并进行密度梯度离心。下列相关说法中，不正确的是
A.细胞经过一次分裂和离心后，DNA位于试管的中层
B.细胞经过两次分裂和离心后，一半DNA位于试管的中层，另一半DNA
位于试管的上层
C.细胞经过三次分裂和离心后，3/4的DNA位于试管的中层，1/4的DNA位
于试管的上层
D.该实验可以证明DNA的复制方式是半保留复制
√
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答案
细胞经过一次分裂和离心后，所形成的每个子代DNA分子的两条链中一条链含15N，另一条链含14N，位于试管的中层，A正确；
细胞经过三次分裂和离心后，有3/4的DNA位于试管的上层，1/4的DNA位于试管的中层，C错误。
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答案
题组二　DNA分子复制的过程
4.(2024·连云港高一质检)下列关于真核细胞DNA分子复制的叙述，正确的是
A.该过程不需要消耗能量
B.需要解旋酶和DNA聚合酶的催化
C.以DNA分子的一条链作为模板
D.复制只在细胞核内进行
√
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答案
真核细胞DNA分子复制需要消耗能量，A错误；
真核细胞DNA分子复制以DNA分子的两条链作为模板，C错误；
复制可以在细胞核、线粒体、叶绿体中进行，D错误。
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答案
该过程是DNA复制，需要的原料是脱氧核苷酸，A符合题意。
5.(2023·常州高一期末)如图为DNA复制过程示意图，分析该图不能得出的结论是
A.该过程需要的原料是核糖核苷酸
B.①和③是DNA复制的两条模板链
C.DNA复制的过程是边解旋边复制
D.①和完成复制的④的碱基排列顺序相同
√
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答案
6.保证准确无误地进行DNA复制的关键步骤是
A.解旋酶促使DNA的两条互补链分离
B.游离的脱氧核苷酸与母链碱基进行互补配对
C.与母链配对的脱氧核苷酸之间连接成与母链互补的子链
D.模板母链与互补子链盘绕成双螺旋结构
√
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答案
DNA复制的过程：(1)解旋：需要细胞提供能量，在解旋酶的作用下，两条螺旋的双链解开。
(2)合成子链：以解开的每一条母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链。
(3)形成子代DNA分子：延伸子链，母链和相应子链盘绕成双螺旋结构。其中，游离核苷酸与母链碱基互补配对保证了复制能够准确地进行。
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答案
7.如图表示真核细胞DNA的复制过程，其中有3个复制泡。下列叙述错误的是
A.多起点双向复制能保证DNA
复制在短时间内完成
B.解开DNA双螺旋结构需要细
胞内ATP与解旋酶的参与
C.子链延伸过程中需要DNA聚合酶催化碱基间氢键的形成
D.图示各起点可能不是同时开始的
√
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答案
氢键的形成不需要DNA聚合酶的催化，C错误；
图示为真核生物的多起点复
制，可加快DNA的复制过程，
从各起点螺旋解开的程度看，
复制可能不是同时开始的，D正确。
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答案
题组三　DNA分子复制的相关计算
8.(2023·淮安高一期末)某双链DNA片段含有1 000个碱基对，其中一条链上的A∶G∶T∶C=1∶2∶3∶4，连续复制3次共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为
A.1 400 B.2 100
C.2 800 D.4 200
√
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答案
该DNA分子一条链上的A∶G∶T∶C=1∶2∶3∶4，则双链DNA分子中A+T=40%，A=T=20%，C=G=30%，所以该DNA分子中A=T=1 000
×2×20%=400(个)，C=G=1 000×2×30%=600(个)。根据DNA半保留复制特点可知，连续复制3次共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为(23-1)×400=2 800(个)，故选C。
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答案
9.(2023·徐州高一校联考)如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有碱基5 000对，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.④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸
C.复制2次共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9 900个
D.子代中含15N的DNA分子占1/2
√
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答案
复制时作用于③处的酶为解旋酶，而不是DNA聚合酶，A错误；
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，
B错误；
复制2次共需游离的胞嘧啶脱氧核苷
酸3300×(22-1)=9 900(个)，C正确；
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答案
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。
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答案
10.(2024·泰州高一月考)如图是生物体内DNA复制示意图，下列有关叙述错误的是
A.酶a催化DNA两条链之间氢键
的断裂，该过程消耗ATP
B.酶b可将脱氧核苷酸聚合到前
导链的3'端，形成磷酸二酯键
C.冈崎片段①先于②形成，酶c可将相邻两个冈崎片段连接起来
D.图示过程体现了DNA半保留复制、边解旋边复制等特点
√
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答案
前导链的合成是连续的，解旋的方向应与前导链的合成方向一致，因此冈崎片段②先于①合成，C错误。
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答案
11.(多选)(2024·南通高一期中)将酵母菌的核DNA全部用14N标记(即14N-DNA)，转移到15NH4Cl培养液中，培养1 h后提取子代酵母菌的DNA。将DNA热变性处理(解开双螺旋，变成单链)，然后进行密度梯度离心，管中出现两种条带，且分别对应两个峰，如图所示。下列说法正确的是
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答案
A.热变性处理破坏了DNA分子中的氢键和磷酸二酯键
B.根据图示结果可判断出DNA的复制方式为半保留复制
C.图示酵母菌增殖时的细胞周期约为20 min
D.随着复制次数的增加，14N条带所占比例减小
√
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答案
√
热变性处理破坏了DNA分子中的氢键，而磷酸二酯键没有被破坏，A错误；
该实验结果是DNA热变
性处理后再进行密度梯
度离心得到的，是单链
的含量，不能说明DNA
复制是半保留复制，也可能是全保留复制，B错误；
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答案
依据题干信息可知，亲本DNA的两条链均含14N，1 h后，所得到的DNA单链中14N-DNA∶15N-DNA=1∶7，且含14N的单链DNA有2条，故此时有8个DNA分子，
假设复制n次，则2n=8，
n=3，说明细胞分裂3次，
细胞周期=60÷3=20(min)，
C正确。
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答案
12.(多选)(2024·盐城高一质检)假设一个双链均被32P标记的DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%，将其置于只含有31P的环境中复制3次。下列叙述正确的是
A.该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104
B.子代DNA分子中含32P与只含31P的DNA分子比是1∶3
C.子代DNA分子含32P的脱氧核苷酸单链与含31P的脱氧核苷酸单链之比为
1∶7
D.第3次复制过程中需要2.1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
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答案
√
√
根据题意分析可知，该DNA分子含有5 000个碱基对，A占20%，因此A=T=10 000×20%=2 000(个)，C=G=3 000(个)，A、T碱基对之间的氢键是2个，G、C碱基对之间的氢键是3个，因此该DNA分子中含有氢键的数目为2 000×2+3 000×3=1.3×104(个)，A正确；
DNA分子复制3次形成8个DNA分子，根据半保留复制可知，被32P标记的DNA分子是2个，含有31P的是8个，只含有31P的是8-2=6(个)，因此子代DNA分子中含32P与只含31P的DNA分子比是1∶3，B正确；
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答案
由题意知被32P标记的DNA单链是2条，含有31P的单链是2×8-2=14(条)，因此子代DNA分子含32P的脱氧核苷酸单链与含31P的脱氧核苷酸单链之比为1∶7，C正确；
DNA分子中含有的胞嘧啶脱氧核苷酸是3 000个，则第3次复制过程中需要3 000×(23-1)=1.2×104(个)游离的胞嘧啶脱氧核苷酸，D错误。
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答案
13.(2024·无锡高一期中)真核细胞中DNA复制的速率一般为50~100 bp/s
(bp表示碱基对)。图1为果蝇
核DNA的电镜照片，图1中
箭头所指示的泡状结构叫作
DNA复制泡，是DNA上正在
复制的部分；图2是DNA结
构模式图。回答下列问题：
(1)据图分析可知，果蝇的DNA有　　(填“多”或“单”)个复制起点，不同复制起点　　　　(填“同时”或“不同时”)开始复制。
不同时
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答案
多
(2)DNA复制时所需的原料为　　　　　 ，所需的酶有_______________
　　　(至少填两种)。
(3)通常一个DNA分子经复制
能形成两个完全相同的DNA
分子，这是因为DNA独特的
　　　　　　，为复制提供
了精确的模板，通过______
　　　 原则，保证了复制能够准确地进行。
解旋酶和DNA聚
脱氧核苷酸
合酶
双螺旋结构
碱基互
补配对
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答案
(4)图2中①②③构成的④　　　(填“是”或“不是”)一个脱氧核苷酸分子；⑤中碱基通过　　　连
接；⑥表示的是　　 　 (填
中文名称)。某一DNA分子
共有a个碱基，其中腺嘌呤
脱氧核苷酸有n个，第m次
复制消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸
　　　　　　个。
不是
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答案
氢键
胞嘧啶
(a/2-n)×2m-1
某一DNA分子共有a个碱基，其中腺嘌呤脱氧核苷酸有n个，则T=A=n(个)，所以G=C=
a/2-n个，第m次复制时
新合成的DNA分子有
2m-1个，需要消耗鸟嘌
呤脱氧核苷酸为(a/2-n)
×2m-1。
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答案
14.科学家推测DNA可能有如图A所示的三种复制方式。1958年，科学家米西尔森和斯塔尔用同位素标记技术和离心的方法，追踪由15N标记的DNA亲本链的去向，实验过程：在氮源为14NH4Cl的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N/14N-DNA(对照)；在氮源为15NH4Cl的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA均为15N/15N-DNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14NH4Cl的培养基上，再连续繁殖两代(子代Ⅰ和子代Ⅱ)后，离心得到图B所示的结果。请依据上述材料回答问题：
1
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答案
(1)DNA复制的意义是　　　　　　　 。
(2)与对照相比，如果子代Ⅰ离心后能分辨出轻和重两条链带，则说明DNA分子的复制方式是________
　　　。如果子代Ⅰ离心后只有1条杂合链带，则可以排除DNA分子以　　　　的方式进行复制。如果子代Ⅰ离心后只有1条杂合链带，再继续做子代Ⅱ的DNA密度鉴定：①若子代Ⅱ离心后___________
　　　　　　　　，则可以确定DNA分子的复制方式是半保留复制。②若子代Ⅱ离心后不能分出杂合、轻两条链带，则可以推测DNA分子的复制方式是　　　　　。
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答案
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
全保留
复制
全保留
合、轻两条链带
可以分出杂
分散复制
若子代Ⅰ离心后能分辨出轻(两条链均被14N标记)和重(两条链均被15N标记)两条链带，则DNA分子的复制方式是全保留复制。如果子代Ⅰ离心后只有1条杂合链带，则肯定不是全保留复制，可能是半保留复制或分散复制。若是半保留复制，子代Ⅱ离心后能分出杂合、轻两条链带，且各占1/2；若是分散复制，子代DNA离心后不能分出杂合、轻两条链带。
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答案
分析图B可知，子代Ⅰ都是杂合链带，子代Ⅱ中的杂合、轻链带各占1/2，这与半保留复制的特点相吻合。
(3)根据图B所示结果可推知DNA分子的复制方式是　　　　　　。
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答案
半保留复制作业9　DNA分子的结构
(分值：100分)
第1~10题，每题5分；第11~13题，每题6分，共68分。
题组一　沃森和克里克解开了DNA分子结构之谜
1.下列有关DNA结构模型的构建的叙述，错误的是(　　)
A.沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型属于物理模型
B.DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链
C.研究DNA结构常用的方法是X射线晶体衍射法
D.威尔金斯和查哥夫应用X射线衍射技术获得了DNA衍射图谱
2.1953年，沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于(　　)
①证明DNA是遗传物质　②确定DNA是染色体的组成成分　③发现DNA如何储存遗传信息　④为DNA复制机制的阐明奠定基础
A.①③ B.②③
C.②④ D.③④
题组二　DNA分子的双螺旋结构模型
3.DNA由反向平行的两条脱氧核苷酸长链组成。如果DNA的一条链上某碱基序列是5'—AGCTGCG—3'，则另一条链与之配对的部分是(　　)
A.5'—CGCAGCT—3' B.5'—TCGACGC—3'
C.5'—AGCTGCG—3' D.5'—GCGTCGA—3'
4.(2024·盐城高一期末)下列有关DNA分子结构的叙述，不正确的是(　　)
A.不同的DNA分子中碱基互补配对方式是相同的
B.脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架
C.脱氧核苷酸链上相邻两个脱氧核苷酸的碱基之间形成氢键
D.双链DNA分子中，所含的嘌呤碱基数量等于嘧啶碱基数量
5.如图为某真核生物DNA片段结构模式图，下列叙述正确的是(　　)
A.①和②可以是G和C或者A和T
B.②和③交替连接构成DNA分子的基本骨架
C.②③④构成了一个完整的脱氧核苷酸分子
D.DNA的两条链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构
6.(2024·镇江高一月考)某双链DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的54%，其中a链碱基中，22%是腺嘌呤，28%是胞嘧啶，则b链中腺嘌呤占该链碱基的比例和b链中胞嘧啶占整个DNA分子碱基的比例分别为(　　)
A.24%、13% B.24%、27%
C.48%、26% D.22%、28%
7.从分子水平上对生物体具有多样性或特异性的分析，错误的是(　　)
A.碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性
B.碱基对特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性
C.一个含2 000个碱基的DNA分子，其碱基对可能的排列方式有41 000种
D.人体内控制β 珠蛋白合成的基因由1 700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41 700种
题组三　设计和制作DNA分子双螺旋结构模型
8.在制作DNA双螺旋结构模型时，会发现制成的DNA分子的平面结构像一架“梯子”，那么组成这架“梯子”的“扶手”、“扶手”间的“阶梯”、连接“阶梯”的键依次是(　　)
①磷酸和脱氧核糖　②氢键　③碱基对　④肽键
A.①②③ B.①③②
C.③①② D.①③④
9.在设计和制作DNA分子双螺旋结构模型时，如图为两个脱氧核苷酸的模型，○代表磷酸，下列叙述正确的是(　　)
A. 可能代表A、T、C、U四种含氮碱基
B.两个○可用别针(代表共价键)连接，以形成DNA的侧链
C.别针(代表共价键)应连接在一个核苷酸的和另一个核苷酸的○上
D.如果两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧，则两个模型方向相同
10.(2022·广东，12)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
11.(多选)(2024·无锡高一期末)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关，DNA分子的多样性与碱基排列顺序有关。下列关于DNA分子的叙述，正确的是(　　)
A.一个双链DNA分子含碱基对C—G越多，越稳定
B.每个脱氧核糖都连接两个磷酸和一个碱基
C.若某DNA分子中(A+T)/(G+C)、(A+C)/(G+T)两个比值相等，则说明该DNA为双链
D.每个人DNA的碱基排列顺序不同，故在现代刑侦领域可利用DNA指纹技术确定犯罪嫌疑人
12.(多选)(2024·唐山高一月考)在制作DNA结构模型的实验中，若4种碱基塑料片共30个，其中6个C，10个G，6个A，8个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物18个，脱氧核糖塑料片、磷酸塑料片、代表氢键的连接物、脱氧核糖和碱基之间的连接物等材料均充足，则(　　)
A.最多能搭建出30个游离的脱氧核苷酸
B.所搭建的DNA分子最长为5个碱基对
C.所搭建的最长DNA分子有46种碱基的排列顺序
D.若搭建DNA的一条单链，则该链最长含有9个脱氧核苷酸
13.(多选)下列有关DNA分子的一条单链与其所在DNA分子中、一条单链与其互补链中碱基数目比值的关系图，正确的是(　　)
14.(14分)(2024·南通高一质检)DNA分子结构的发现具有划时代意义，如图为一段DNA空间结构和平面结构的示意图，请回答下列问题：
(1)图甲表明，DNA分子两条链盘旋成　　　　　结构，图乙显示DNA两条链关系为　　　　　　，两条链上的碱基遵循　　　　　　　原则。
(2)图乙中由③④⑤组成的物质名称为　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)DNA上携带的遗传信息蕴藏在　　　　　中。DNA指纹技术可以像指纹一样用来识别身份，说明DNA分子具有　　　　性。
(4)若图甲所示的DNA片段中，a链上的G+C碱基占该链的比例为n，则该DNA片段上胸腺嘧啶占　　　　　。
15.(18分)某同学对DNA的结构进行了研究，相关信息如图所示。
注：图甲所示的分子结构式为某种核苷酸；图乙是某核苷酸链示意图。
据图回答下列问题：
(1)图甲中核苷酸的名称是　　　　。
(2)图甲中核苷酸是构成　　　　　　的原料，该核酸主要分布在　　　　　　中。
(3)图乙中②和④的名称分别是　　　　　　、　　　　　　　　　　。
(4)通常由　　　　　　条图乙所示的核苷酸链构成一个分子。
(5)DNA分子具有多样性的原因是　　　　　　(填字母)。
A.脱氧核苷酸种类具有多样性
B.脱氧核苷酸排列顺序具有多样性
C.DNA分子空间结构具有多样性
(6)DNA分子中碱基互补配对的原则是　　　　　　　　　　　　　，位于一条DNA分子上的长度为5个碱基对的DNA片段有　　　　　种类型。
答案精析
1．D　[DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G 4种碱基，B正确；威尔金斯和富兰克林应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱，D错误。]
2．D　[DNA双螺旋结构模型的构建为DNA复制机制的阐明奠定了基础；DNA双螺旋结构模型的构建使人们认识到DNA通过碱基对的排列顺序来储存遗传信息，③④符合题意。]
3．A
4．C　[一条脱氧核苷酸链上相邻两个脱氧核苷酸的碱基之间通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”相连；两条脱氧核苷酸链上互补的碱基通过氢键相连，C错误。]
5．D　[双链DNA分子中，A与T之间有两个氢键，G和C之间有三个氢键，图中①和②之间有两个氢键，①和②只能是A和T，A错误；③脱氧核糖和④磷酸交替连接构成DNA分子的基本骨架，B错误；②③和连在③的5号碳位置上的磷酸构成一个完整的脱氧核苷酸分子，C错误。]
6．A　[由题意知，双链DNA分子中G＋C＝54%，由于DNA分子中的两条链之间碱基的配对方式是A与T配对、G与C配对，因此a链碱基中的G＋C也占该链碱基的54%，又知a链碱基中A＝22%，C＝28%，因此a链中碱基G＝54%－28%＝26%，T＝1－54%－22%＝24%，则与之互补的b链中的碱基A与a链中碱基的T相等，为24%；b链中的碱基C与a链中的碱基G相等，为26%，故占双链DNA分子碱基的13%。故选A。]
7．D　[β-珠蛋白基因碱基对的排列顺序是特定的，D错误。]
8．B
9．C　[本题是设计和制作DNA分子双螺旋结构模型，碱基包含A、T、C、G，没有碱基U，A错误；磷酸二酯键是一个脱氧核苷酸的脱氧核糖与另一个脱氧核苷酸的磷酸脱去1分子水形成的，不是两个脱氧核苷酸的两个磷酸基团形成的，B错误，C正确；DNA分子的两条链是反向平行的，若两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧，则两个模型方向相反，D错误。]
10．C　[单链序列脱氧核苷酸数量相等、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。]
11．AD　[3′端的脱氧核糖只连接1个磷酸，B错误；(A＋T)/(G＋C)、(A＋C)/(G＋T)两个比值相等，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C错误。]
12．BD　[脱氧核糖和磷酸之间的连接物只有18个，因此最多能搭建出18个游离的脱氧核苷酸，A不符合题意；设能搭建的DNA分子含有n个碱基对，则每条链需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物的数目为2n－1，共需(2n－1)×2个，已知脱氧核糖和磷酸之间的连接物有18个，则n＝5，所以只能搭建出最长为5个碱基对的DNA分子片段，故所搭建的最长DNA分子最多有45种碱基的排列顺序，B符合题意，C不符合题意；脱氧核糖和磷酸之间的连接物只有18个，故若搭建一条DNA单链，则该链最长含有9个脱氧核苷酸，D符合题意。]
13．ABD　[在双链DNA分子中，由于A＝T，C＝G，所以(A＋C)/(T＋G)一定等于1，A正确；在DNA分子中，存在(A1＋T1)/(G1＋C1)＝(A2＋T2)/(G2＋C2)＝(A＋T)/(G＋C)，B、D正确；当一条链中存在(A1＋C1)/(T1＋G1)＝1时，其互补链中存在(A2＋C2)/(T2＋G2)＝(T1＋G1)/(A1＋C1)＝1，C错误。]
14．(1)双螺旋　反向平行　碱基互补配对　(2)腺嘌呤脱氧核苷酸　(3)碱基的排列顺序　特异　(4)(1－n)/2
15．(1)腺嘌呤核糖核苷酸　(2)RNA　细胞质　(3)胞嘧啶　胞嘧啶脱氧核苷酸　(4)2(两)　(5)B　(6)A与T配对，G与C配对　45
解析　(1)图甲为某核苷酸的结构示意图，该核苷酸含有的五碳糖是核糖，含氮碱基为腺嘌呤，所以该核苷酸为腺嘌呤核糖核苷酸。(3)图乙为某核苷酸链示意图，该核苷酸链中含有碱基T，推测该核苷酸链属于构成DNA的脱氧核苷酸链，其中①为脱氧核糖、②为含氮碱基(胞嘧啶)、③为磷酸、④是胞嘧啶脱氧核苷酸。(4)图乙中的⑤为脱氧核苷酸链，DNA分子通常由2(两)条脱氧核苷酸链构成。(5)作为双链的DNA分子，都是由四种脱氧核苷酸构成的，这不是DNA分子具有多样性的原因，A不符合题意；DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，这不是DNA分子具有多样性的原因，C不符合题意。(6)DNA分子中碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A与T配对，G与C配对。由于DNA是双链结构，所以一个具有n个碱基对的DNA分子片段理论上具有4n种排列顺序，故位于一条DNA分子上的长度为5个碱基对的DNA片段有45种类型。作业10　DNA分子的复制
(分值：100分)
第1~10题，每题5分；第11~12题，每题6分，共62分。
题组一　DNA分子半保留复制的实验证据
1.某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是(　　)
2.(2024·南通高一期末)用假说—演绎法进行DNA复制的研究时，将14N标记的大肠杆菌放在含有15N的培养基中培养，使其分裂2次。下列叙述错误的是(　　)
A.如果是全保留复制，子一代DNA分子1/2分布在轻链带、1/2分布在重链带
B.如果是全保留复制，子二代DNA分子1/4分布在轻链带、3/4分布在重链带
C.如果是半保留复制，子一代DNA分子1/2分布在杂合链带、1/2分布在重链带
D.如果是半保留复制，子二代DNA分子1/2分布在杂合链带、1/2分布在重链带
3.将在含15NH4Cl的培养液中培养若干代的某真核细胞转移到含14NH4Cl的培养液中培养，让细胞连续进行有丝分裂，并进行密度梯度离心。下列相关说法中，不正确的是(　　)
A.细胞经过一次分裂和离心后，DNA位于试管的中层
B.细胞经过两次分裂和离心后，一半DNA位于试管的中层，另一半DNA位于试管的上层
C.细胞经过三次分裂和离心后，3/4的DNA位于试管的中层，1/4的DNA位于试管的上层
D.该实验可以证明DNA的复制方式是半保留复制
题组二　DNA分子复制的过程
4.(2024·连云港高一质检)下列关于真核细胞DNA分子复制的叙述，正确的是(　　)
A.该过程不需要消耗能量
B.需要解旋酶和DNA聚合酶的催化
C.以DNA分子的一条链作为模板
D.复制只在细胞核内进行
5.(2023·常州高一期末)如图为DNA复制过程示意图，分析该图不能得出的结论是(　　)
A.该过程需要的原料是核糖核苷酸
B.①和③是DNA复制的两条模板链
C.DNA复制的过程是边解旋边复制
D.①和完成复制的④的碱基排列顺序相同
6.保证准确无误地进行DNA复制的关键步骤是(　　)
A.解旋酶促使DNA的两条互补链分离
B.游离的脱氧核苷酸与母链碱基进行互补配对
C.与母链配对的脱氧核苷酸之间连接成与母链互补的子链
D.模板母链与互补子链盘绕成双螺旋结构
7.如图表示真核细胞DNA的复制过程，其中有3个复制泡。下列叙述错误的是(　　)
A.多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成
B.解开DNA双螺旋结构需要细胞内ATP与解旋酶的参与
C.子链延伸过程中需要DNA聚合酶催化碱基间氢键的形成
D.图示各起点可能不是同时开始的
题组三　DNA分子复制的相关计算
8.(2023·淮安高一期末)某双链DNA片段含有1 000个碱基对，其中一条链上的A∶G∶T∶C=1∶2∶3∶4，连续复制3次共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为(　　)
A.1 400 B.2 100
C.2 800 D.4 200
9.(2023·徐州高一校联考)如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有碱基5 000对，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.④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸
C.复制2次共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9 900个
D.子代中含15N的DNA分子占1/2
10.(2024·泰州高一月考)如图是生物体内DNA复制示意图，下列有关叙述错误的是(　　)
A.酶a催化DNA两条链之间氢键的断裂，该过程消耗ATP
B.酶b可将脱氧核苷酸聚合到前导链的3'端，形成磷酸二酯键
C.冈崎片段①先于②形成，酶c可将相邻两个冈崎片段连接起来
D.图示过程体现了DNA半保留复制、边解旋边复制等特点
11.(多选)(2024·南通高一期中)将酵母菌的核DNA全部用14N标记(即14N-DNA)，转移到15NH4Cl培养液中，培养1 h后提取子代酵母菌的DNA。将DNA热变性处理(解开双螺旋，变成单链)，然后进行密度梯度离心，管中出现两种条带，且分别对应两个峰，如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.热变性处理破坏了DNA分子中的氢键和磷酸二酯键
B.根据图示结果可判断出DNA的复制方式为半保留复制
C.图示酵母菌增殖时的细胞周期约为20 min
D.随着复制次数的增加，14N条带所占比例减小
12.(多选)(2024·盐城高一质检)假设一个双链均被32P标记的DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%，将其置于只含有31P的环境中复制3次。下列叙述正确的是(　　)
A.该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104
B.子代DNA分子中含32P与只含31P的DNA分子比是1∶3
C.子代DNA分子含32P的脱氧核苷酸单链与含31P的脱氧核苷酸单链之比为1∶7
D.第3次复制过程中需要2.1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
13.(20分)(2024·无锡高一期中)真核细胞中DNA复制的速率一般为50~100 bp/s(bp表示碱基对)。图1为果蝇核DNA的电镜照片，图1中箭头所指示的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分；图2是DNA结构模式图。回答下列问题：
(1)据图分析可知，果蝇的DNA有　　　　(填“多”或“单”)个复制起点，不同复制起点　　　　(填“同时”或“不同时”)开始复制。
(2)DNA复制时所需的原料为　　　　　　　，所需的酶有　　　　　　　　　(至少填两种)。
(3)通常一个DNA分子经复制能形成两个完全相同的DNA分子，这是因为DNA独特的　　　　　　　，为复制提供了精确的模板，通过　　　　　　　　原则，保证了复制能够准确地进行。
(4)图2中①②③构成的④　　　　(填“是”或“不是”)一个脱氧核苷酸分子；⑤中碱基通过　　　　连接；⑥表示的是　　　　(填中文名称)。某一DNA分子共有a个碱基，其中腺嘌呤脱氧核苷酸有n个，第m次复制消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸　　　　　　　个。
14.(每空3分，共18分)科学家推测DNA可能有如图A所示的三种复制方式。1958年，科学家米西尔森和斯塔尔用同位素标记技术和离心的方法，追踪由15N标记的DNA亲本链的去向，实验过程：在氮源为14NH4Cl的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N/14N-DNA(对照)；在氮源为15NH4Cl的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA均为15N/15N-DNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14NH4Cl的培养基上，再连续繁殖两代(子代Ⅰ和子代Ⅱ)后，离心得到图B所示的结果。请依据上述材料回答问题：
(1)DNA复制的意义是　　　　　　　。
(2)与对照相比，如果子代Ⅰ离心后能分辨出轻和重两条链带，则说明DNA分子的复制方式是　　　　　　　。如果子代Ⅰ离心后只有1条杂合链带，则可以排除DNA分子以　　　　　　的方式进行复制。如果子代Ⅰ离心后只有1条杂合链带，再继续做子代Ⅱ的DNA密度鉴定：①若子代Ⅱ离心后　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，则可以确定DNA分子的复制方式是半保留复制。②若子代Ⅱ离心后不能分出杂合、轻两条链带，则可以推测DNA分子的复制方式是　　　　　　。
(3)根据图B所示结果可推知DNA分子的复制方式是　　　　　　　。
答案精析
1．D　[因为DNA分子的复制为半保留复制，因此亲本DNA的两条链将进入不同的子代DNA分子中，A、B不符合题意；因为第二次复制得到的4个DNA分子中，都有一条DNA子链是在第二次复制时形成的(黑色表示)，而C项中只有两个DNA分子中含第二次复制出的子链，C不符合题意，D符合题意。]
2．C　[如果是半保留复制，子一代DNA分子都是一条链含14N，另一条链含15N，都分布在杂合链带，C错误。]
3．C　[细胞经过一次分裂和离心后，所形成的每个子代DNA分子的两条链中一条链含15N，另一条链含14N，位于试管的中层，A正确；细胞经过三次分裂和离心后，有3/4的DNA位于试管的上层，1/4的DNA位于试管的中层，C错误。]
4．B　[真核细胞DNA分子复制需要消耗能量，A错误；真核细胞DNA分子复制以DNA分子的两条链作为模板，C错误；复制可以在细胞核、线粒体、叶绿体中进行，D错误。]
5．A　[该过程是DNA复制，需要的原料是脱氧核苷酸，A符合题意。]
6．B　[DNA复制的过程：(1)解旋：需要细胞提供能量，在解旋酶的作用下，两条螺旋的双链解开。(2)合成子链：以解开的每一条母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链。(3)形成子代DNA分子：延伸子链，母链和相应子链盘绕成双螺旋结构。其中，游离核苷酸与母链碱基互补配对保证了复制能够准确地进行。]
7．C　[氢键的形成不需要DNA聚合酶的催化，C错误；图示为真核生物的多起点复制，可加快DNA的复制过程，从各起点螺旋解开的程度看，复制可能不是同时开始的，D正确。]
8．C　[该DNA分子一条链上的A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4，则双链DNA分子中A＋T＝40%，A＝T＝20%，C＝G＝30%，所以该DNA分子中A＝T＝1 000×2×20%＝400(个)，C＝G＝1 000×2×30%＝600(个)。根据DNA半保留复制特点可知，连续复制3次共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为(23－1)×400＝2 800(个)，故选C。]
9．C　[复制时作用于③处的酶为解旋酶，而不是DNA聚合酶，A错误；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，B错误；复制2次共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸3300×(22－1)＝9 900(个)，C正确；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。]
10．C　[前导链的合成是连续的，解旋的方向应与前导链的合成方向一致，因此冈崎片段②先于①合成，C错误。]
11．CD　[热变性处理破坏了DNA分子中的氢键，而磷酸二酯键没有被破坏，A错误；该实验结果是DNA热变性处理后再进行密度梯度离心得到的，是单链的含量，不能说明DNA复制是半保留复制，也可能是全保留复制，B错误；依据题干信息可知，亲本DNA的两条链均含14N,1 h后，所得到的DNA单链中14N－DNA∶15N－DNA＝1∶7，且含14N的单链DNA有2条，故此时有8个DNA分子，假设复制n次，则2n＝8，n＝3，说明细胞分裂3次，细胞周期＝60÷3＝20(min)，C正确。]
12．ABC　[根据题意分析可知，该DNA分子含有5 000个碱基对，A占20%，因此A＝T＝10 000×20%＝2 000(个)，C＝G＝3 000(个)，A、T碱基对之间的氢键是2个，G、C碱基对之间的氢键是3个，因此该DNA分子中含有氢键的数目为2 000×2＋3 000×3＝1.3×104(个)，A正确；DNA分子复制3次形成8个DNA分子，根据半保留复制可知，被32P标记的DNA分子是2个，含有31P的是8个，只含有31P的是8－2＝6(个)，因此子代DNA分子中含32P与只含31P的DNA分子比是1∶3，B正确；由题意知被32P标记的DNA单链是2条，含有31P的单链是2×8－2＝14(条)，因此子代DNA分子含32P的脱氧核苷酸单链与含31P的脱氧核苷酸单链之比为1∶7，C正确；DNA分子中含有的胞嘧啶脱氧核苷酸是3 000个，则第3次复制过程中需要3 000×(23－1)＝1.2×104(个)游离的胞嘧啶脱氧核苷酸，D错误。]
13．(1)多　不同时　(2)脱氧核苷酸　解旋酶和DNA聚合酶
(3)双螺旋结构　碱基互补配对　(4)不是　氢键　胞嘧啶
(a/2－n)×2m－1
解析　(4)某一DNA分子共有a个碱基，其中腺嘌呤脱氧核苷酸有n个，则T＝A＝n(个)，所以G＝C＝a/2－n个，第m次复制时新合成的DNA分子有2m－1个，需要消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸为(a/2－n)×2m－1。
14．(1)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　(2)全保留复制　全保留　①可以分出杂合、轻两条链带　②分散复制　(3)半保留复制
解析　(2)若子代Ⅰ离心后能分辨出轻(两条链均被14N标记)和重(两条链均被15N标记)两条链带，则DNA分子的复制方式是全保留复制。如果子代Ⅰ离心后只有1条杂合链带，则肯定不是全保留复制，可能是半保留复制或分散复制。若是半保留复制，子代Ⅱ离心后能分出杂合、轻两条链带，且各占1/2；若是分散复制，子代DNA离心后不能分出杂合、轻两条链带。(3)分析图B可知，子代Ⅰ都是杂合链带，子代Ⅱ中的杂合、轻链带各占1/2，这与半保留复制的特点相吻合。

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