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课时作业
1．如图为DNA分子部分片段的示意图，下列有关叙述正确的是(　　)
A．①位于3′端，⑥位于5′端
B．解旋酶作用于④，DNA聚合酶作用于⑤
C．该分子复制时，⑩与尿嘧啶配对
D．若该分子中G—C碱基对比例高，则热稳定性较高
2．某同学利用塑料片、曲别针、扭扭棒、牙签、橡皮泥、铁丝等材料制作DNA双螺旋结构模型，以加深对DNA结构特点的认识和理解。下列操作或分析错误的是(　　)
A．一条链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接在一起
B．制成的模型上下粗细相同，是因为A—T碱基对与G—C碱基对的形状和直径相同
C．在构建的不同长度DNA分子中，碱基G和C的数量越多化学结构越稳定
D．观察所构建模型中只连接一个五碳糖的磷酸基团位置，可看出DNA两条链方向相反
3．如图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图。据图分析下列说法错误的是(　　)
A．DNA复制是一个边解旋边复制的过程
B．该过程发生在细胞分裂前的间期
C．酶①是解旋酶，酶②是DNA聚合酶
D．酶①和酶②均作用于氢键
4．大多数真核生物的DNA在复制时会出现多个复制泡，每个复制泡的两端有2个复制叉，复制叉的延伸方向如图所示。已知复制时DNA聚合酶只能沿模板链的3′→5′方向移动，下列说法错误的是(　　)
A．图中DNA的复制为双向半保留复制
B．多起点复制加快了DNA的复制速度
C．复制泡3的DNA复制早于复制泡1
D．子链的延伸方向与复制叉的推进方向相同
5．在DNA复制开始时，将大肠杆菌放在含低剂量3H标记的脱氧胸苷(3H－dT)的培养基中，3H－dT可掺入正在复制的DNA分子中，使其带有放射性标记。几分钟后，将大肠杆菌转移到含高剂量3H－dT的培养基中培养一段时间。收集、裂解细胞，抽取其中的DNA进行放射性自显影检测，结果如图所示。据图可以作出的推测是(　　)
A．复制起始区在高放射性区域
B．DNA复制为半保留复制
C．DNA复制从起始点向两个方向延伸
D．DNA复制方向为a→c
6．eccDNA是一类独立于染色体外的环状DNA分子，与染色体结构相比，呈环状，较稳定，如图为eccDNA的结构示意图。下列叙述错误的是(　　)
A．该DNA分子中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数
B．该DNA分子中每个脱氧核糖都和两个磷酸分子相连
C．脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧构成该DNA的骨架
D．该DNA分子5′端有游离的磷酸基团，3′端有羟基
7．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
8．(2024·河北，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
9．某DNA分子中有脱氧核苷酸4000个，已知腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占碱基总数的60%，那么该DNA分子连续复制2次所需要的游离鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是(　　)
A．800个 B．1600个
C．2400个 D．3200个
10．某DNA分子有500个碱基对，其中含有鸟嘌呤300个。该DNA进行连续复制，经测定，最后一次复制消耗了周围环境中3200个腺嘌呤脱氧核苷酸，则该DNA分子共复制了多少次(　　)
A．3次 B．4次
C．5次 D．6次
11．基因通常是有遗传效应的DNA片段，眼色基因(红眼基因R、白眼基因r)位于果蝇的X染色体上，下列叙述正确的是(　　)
A．雌雄果蝇细胞内的基因都是随染色体的复制而复制的
B．同一DNA分子上不可能同时含有两个控制眼色的基因
C．果蝇正常的卵原细胞有丝分裂时红眼基因最多有4个
D．摩尔根等人通过荧光标记技术确定了基因在染色体上的具体位置
12．DNA的复制方式有三种假说：全保留复制、半保留复制、弥散复制(子代DNA的每条链都由亲本链的片段与新合成的片段随机拼接而成)。科研小组同学以细菌为材料，进行了如下两组实验探究DNA的复制方式。下列叙述错误的是(　　)
实验一：将14N细菌置于15N培养基中培养一代并离心。
实验二：将15N细菌置于14N培养基中连续培养两代并离心。
A．若实验一离心结果为重带和轻带，则DNA的复制方式为全保留复制
B．若实验一离心结果为中带，可确定DNA的复制方式是半保留复制
C．若实验二离心结果为中带和轻带，则DNA的复制方式不是全保留复制
D．若实验二改为连续培养三代并离心，结果只出现一个条带，则可能为弥散复制
13．研究人员采用化学方法人工合成了四种新碱基：P(嘌呤)、Z(嘧啶)、B(嘌呤)、S(嘧啶)，其中P和Z配对，B和S配对。研究人员进一步利用上述碱基与天然碱基成功构建了一种合成DNA分子，该DNA与天然DNA拥有十分相似的外形结构。下列关于该合成DNA的推断，不合理的是(　　)
A．P—Z碱基对、B—S碱基对与天然碱基对具有相近的形态和直径
B．该合成DNA分子也是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成
C．该合成DNA分子中，碱基的比例(A＋G＋P＋Z)/(T＋C＋B＋S)＝1
D．四种新碱基加入后，同样长度的DNA能储存的遗传信息量大增
14．用3H标记蚕豆根尖分生区细胞的DNA分子双链，再将这些细胞转入含秋水仙素但不含3H的普通培养基中培养。若秋水仙素对细胞连续发挥作用，则相关叙述不正确的是(　　)
A．秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝粒的正常分裂
B．通过对细胞中不含染色单体时的染色体计数，可推测DNA复制的次数
C．通过检测DNA链上3H标记出现的情况，可推测DNA的复制方式
D．细胞中DNA第二次复制完成时，每条染色体的染色单体均带有3H标记
15．沃森和克里克发现的DNA双螺旋结构在生物学的发展中具有里程碑式的意义，他们提出了DNA半保留复制的假说。图1是DNA分子的部分结构模式图。14N和15N是N的两种稳定的同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA密度大，因此，利用离心技术可以在试管中区分含有不同N的DNA。回答下列问题：
(1)图1中的⑤表示________，④表示________(用文字表示)。
(2)已知该DNA片段共有4×108个碱基对，其中碱基C的数量占全部碱基的30%，则该DNA分子中碱基A有________个。该DNA分子第3次复制，需要周围环境提供________个胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
(3)科学家将被同位素标记的DNA分子(14N/15N－DNA)放到只含15N的培养液中培养，让其复制两次。将亲代DNA和每次复制的产物分别置于离心管中进行离心，结果分别对应图2中的a、b、c。三个结果中密度为中的DNA分子的数量比为________，c结果中含15N标记的DNA单链与含14N标记的DNA单链的比例为________。
(4)将根尖分生区细胞(其核DNA分子为14N/15N－DNA)置于只含有14N的培养液中培养，在图2中的d处画出第一次有丝分裂中期一条染色体中两条姐妹染色单体的DNA分子的相对位置。
课时作业（解析版）
1．如图为DNA分子部分片段的示意图，下列有关叙述正确的是(　　)
A．①位于3′端，⑥位于5′端
B．解旋酶作用于④，DNA聚合酶作用于⑤
C．该分子复制时，⑩与尿嘧啶配对
D．若该分子中G—C碱基对比例高，则热稳定性较高
答案：D
解析：DNA的每条链都具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5′端，另一端有一个羟基(—OH)，称作3′端，故①、⑥皆位于5′端，A错误；解旋酶作用于⑤氢键，DNA聚合酶作用于④磷酸二酯键，B错误；DNA分子复制时，⑩胸腺嘧啶与腺嘌呤配对，C错误；C和G之间有3个氢键，A与T之间有2个氢键，因此G—C碱基对比例高的DNA分子结构更稳定，D正确。
2．某同学利用塑料片、曲别针、扭扭棒、牙签、橡皮泥、铁丝等材料制作DNA双螺旋结构模型，以加深对DNA结构特点的认识和理解。下列操作或分析错误的是(　　)
A．一条链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接在一起
B．制成的模型上下粗细相同，是因为A—T碱基对与G—C碱基对的形状和直径相同
C．在构建的不同长度DNA分子中，碱基G和C的数量越多化学结构越稳定
D．观察所构建模型中只连接一个五碳糖的磷酸基团位置，可看出DNA两条链方向相反
答案：C
解析：一条链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接在一起，A正确；A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径，制成的模型上下粗细相同，B正确；在构建的相同长度DNA分子中，碱基G和C的数量越多，形成的氢键越多，化学结构越稳定，C错误；DNA的两条链反向平行，具有方向性，具有游离磷酸基团的一端为该脱氧核苷酸链的5′端，所以当观察所构建模型中只连接一个五碳糖的磷酸基团位置，可看出DNA两条链方向相反，D正确。
3．如图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图。据图分析下列说法错误的是(　　)
A．DNA复制是一个边解旋边复制的过程
B．该过程发生在细胞分裂前的间期
C．酶①是解旋酶，酶②是DNA聚合酶
D．酶①和酶②均作用于氢键
答案：D
解析：题图为DNA复制过程的模式图，该过程可发生在细胞有丝分裂前的间期或减数分裂前的间期，B正确；分析题图可知，酶①能将DNA双螺旋的两条链解开，故其为解旋酶，作用于氢键，酶②以解开的每一条母链为模板，以细胞中游离的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，酶②为DNA聚合酶，作用于磷酸二酯键，C正确，D错误。
4．大多数真核生物的DNA在复制时会出现多个复制泡，每个复制泡的两端有2个复制叉，复制叉的延伸方向如图所示。已知复制时DNA聚合酶只能沿模板链的3′→5′方向移动，下列说法错误的是(　　)
A．图中DNA的复制为双向半保留复制
B．多起点复制加快了DNA的复制速度
C．复制泡3的DNA复制早于复制泡1
D．子链的延伸方向与复制叉的推进方向相同
答案：D
解析：根据复制泡的大小可以看出，复制泡3的DNA复制早于复制泡1，C正确；DNA聚合酶只能沿模板链的3′→5′方向移动，两条子链的延伸方向相反，其中一条子链与复制叉的推进方向相反，D错误。
5．在DNA复制开始时，将大肠杆菌放在含低剂量3H标记的脱氧胸苷(3H－dT)的培养基中，3H－dT可掺入正在复制的DNA分子中，使其带有放射性标记。几分钟后，将大肠杆菌转移到含高剂量3H－dT的培养基中培养一段时间。收集、裂解细胞，抽取其中的DNA进行放射性自显影检测，结果如图所示。据图可以作出的推测是(　　)
A．复制起始区在高放射性区域
B．DNA复制为半保留复制
C．DNA复制从起始点向两个方向延伸
D．DNA复制方向为a→c
答案：C
解析：复制起始区在低放射性区域，A错误；放射性自显影检测无法得出DNA复制为半保留复制，B错误；中间为低放射性区域，两边为高放射性区域，说明DNA复制从起始点向两个方向延伸，C正确；DNA复制方向为a←b→c，D错误。
6．eccDNA是一类独立于染色体外的环状DNA分子，与染色体结构相比，呈环状，较稳定，如图为eccDNA的结构示意图。下列叙述错误的是(　　)
A．该DNA分子中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数
B．该DNA分子中每个脱氧核糖都和两个磷酸分子相连
C．脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧构成该DNA的骨架
D．该DNA分子5′端有游离的磷酸基团，3′端有羟基
答案：D
解析：该DNA分子是双链的，嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数，A正确；该DNA分子是环状DNA分子，其中每个脱氧核糖都和两个磷酸分子相连，B正确；脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧构成该DNA的骨架，内侧是碱基对，C正确；该DNA分子是环状DNA，因此没有游离的磷酸基团和羟基，D错误。
7．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：子链延伸时的方向是5′端→3′端，故游离的脱氧核苷酸添加到3′端，A正确；子链的合成过程需要引物参与，B错误；DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是羟基末端，C错误；解旋酶的作用是打开DNA双链，D错误。
8．(2024·河北，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
答案：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，故不是每条链都由5′端向3′端解旋，B错误；在转录过程中，不需要解旋酶参与，C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正确。
9．某DNA分子中有脱氧核苷酸4000个，已知腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占碱基总数的60%，那么该DNA分子连续复制2次所需要的游离鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是(　　)
A．800个 B．1600个
C．2400个 D．3200个
答案：C
解析：某DNA分子中A＋T占60%，则A＝T占30%，C＝G占50%－30%＝20%，该DNA分子中有脱氧核苷酸4000个，则含有鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数为4000×20%＝800个。DNA分子复制方式为半保留复制，该DNA分子连续复制2次所需要的游离鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是(22－1)×800＝2400个。
10．某DNA分子有500个碱基对，其中含有鸟嘌呤300个。该DNA进行连续复制，经测定，最后一次复制消耗了周围环境中3200个腺嘌呤脱氧核苷酸，则该DNA分子共复制了多少次(　　)
A．3次 B．4次
C．5次 D．6次
答案：C
解析：由题意知，一个DNA分子含有500个碱基对，即1000个脱氧核糖核苷酸，其中鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸为300个，那么该DNA分子中腺嘌呤脱氧核苷酸＝(1000－300×2)÷2＝200个。该DNA分子连续复制n次后，最后一次复制消耗周围环境中的腺嘌呤脱氧核苷酸的个数是(2n－2n－1)×200＝3200个，解得n＝5。
11．基因通常是有遗传效应的DNA片段，眼色基因(红眼基因R、白眼基因r)位于果蝇的X染色体上，下列叙述正确的是(　　)
A．雌雄果蝇细胞内的基因都是随染色体的复制而复制的
B．同一DNA分子上不可能同时含有两个控制眼色的基因
C．果蝇正常的卵原细胞有丝分裂时红眼基因最多有4个
D．摩尔根等人通过荧光标记技术确定了基因在染色体上的具体位置
答案：C
解析：果蝇属于真核生物，其基因主要位于染色体上，细胞质中也有分布，故果蝇细胞内的基因不都是随染色体的复制而复制的，A错误；一个DNA上有多个基因，同一DNA分子上可能同时含有两个控制眼色的基因，如朱红眼和深红眼，B错误；雌果蝇的基因型可能为XRXR，则该个体在有丝分裂时DNA已完成复制含有四个XR基因，即红眼基因最多有4个，C正确；摩尔根等人通过荧光标记技术确定了基因在染色体上的相对位置，D错误。
12．DNA的复制方式有三种假说：全保留复制、半保留复制、弥散复制(子代DNA的每条链都由亲本链的片段与新合成的片段随机拼接而成)。科研小组同学以细菌为材料，进行了如下两组实验探究DNA的复制方式。下列叙述错误的是(　　)
实验一：将14N细菌置于15N培养基中培养一代并离心。
实验二：将15N细菌置于14N培养基中连续培养两代并离心。
A．若实验一离心结果为重带和轻带，则DNA的复制方式为全保留复制
B．若实验一离心结果为中带，可确定DNA的复制方式是半保留复制
C．若实验二离心结果为中带和轻带，则DNA的复制方式不是全保留复制
D．若实验二改为连续培养三代并离心，结果只出现一个条带，则可能为弥散复制
答案：B
解析：若实验一离心结果为重带(两条链均为15N)和轻带(两条链均为14N)，则DNA的复制方式为全保留复制，A正确；若实验一离心结果为中带(一条链为15N，一条链为14N或者两条链上均含有15N和14N)，可确定DNA的复制方式是半保留复制或弥散复制，B错误；若实验二离心结果为中带和轻带，则DNA的复制方式不可能为全保留复制，若为全保留复制，则一定有重带，C正确；若DNA复制方式为弥散复制，无论复制几次，离心后的条带只有一条密度带。若实验二改为连续培养三代并离心，结果只出现一个条带，则可能为弥散复制，D正确。
13．研究人员采用化学方法人工合成了四种新碱基：P(嘌呤)、Z(嘧啶)、B(嘌呤)、S(嘧啶)，其中P和Z配对，B和S配对。研究人员进一步利用上述碱基与天然碱基成功构建了一种合成DNA分子，该DNA与天然DNA拥有十分相似的外形结构。下列关于该合成DNA的推断，不合理的是(　　)
A．P—Z碱基对、B—S碱基对与天然碱基对具有相近的形态和直径
B．该合成DNA分子也是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成
C．该合成DNA分子中，碱基的比例(A＋G＋P＋Z)/(T＋C＋B＋S)＝1
D．四种新碱基加入后，同样长度的DNA能储存的遗传信息量大增
答案：C
解析：人工合成碱基与天然碱基构建的合成DNA与天然DNA拥有十分相似的外形结构，说明P—Z碱基对、B—S碱基对与天然碱基对具有相近的形态和直径，A正确；合成DNA与天然DNA拥有十分相似的外形结构，说明该合成DNA分子也是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成，B正确；P和Z配对，B和S配对，则该合成DNA分子中，碱基的比例(A＋G＋P＋B)/(T＋C＋Z＋S)＝1，C错误；四种新碱基加入后，脱氧核苷酸成为8种，同样长度的DNA排列顺序的种类数量由4n变为8n，故同样长度的DNA能储存的遗传信息量大增，D正确。
14．用3H标记蚕豆根尖分生区细胞的DNA分子双链，再将这些细胞转入含秋水仙素但不含3H的普通培养基中培养。若秋水仙素对细胞连续发挥作用，则相关叙述不正确的是(　　)
A．秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝粒的正常分裂
B．通过对细胞中不含染色单体时的染色体计数，可推测DNA复制的次数
C．通过检测DNA链上3H标记出现的情况，可推测DNA的复制方式
D．细胞中DNA第二次复制完成时，每条染色体的染色单体均带有3H标记
答案：D
解析：秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝粒的正常分裂，从而导致细胞中染色体数目加倍，A正确；1个DNA复制n次后的数目为2n个，所以通过对细胞中不含染色单体时的染色体计数，可推测DNA复制的次数，B正确；通过检测DNA链上3H标记出现的情况，可推测DNA的复制方式是半保留复制，C正确；细胞中DNA第二次复制完成时，每条染色体的染色单体中只有一半带有3H标记，D错误。
15．沃森和克里克发现的DNA双螺旋结构在生物学的发展中具有里程碑式的意义，他们提出了DNA半保留复制的假说。图1是DNA分子的部分结构模式图。14N和15N是N的两种稳定的同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA密度大，因此，利用离心技术可以在试管中区分含有不同N的DNA。回答下列问题：
(1)图1中的⑤表示________，④表示________(用文字表示)。
(2)已知该DNA片段共有4×108个碱基对，其中碱基C的数量占全部碱基的30%，则该DNA分子中碱基A有________个。该DNA分子第3次复制，需要周围环境提供________个胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
(3)科学家将被同位素标记的DNA分子(14N/15N－DNA)放到只含15N的培养液中培养，让其复制两次。将亲代DNA和每次复制的产物分别置于离心管中进行离心，结果分别对应图2中的a、b、c。三个结果中密度为中的DNA分子的数量比为________，c结果中含15N标记的DNA单链与含14N标记的DNA单链的比例为________。
(4)将根尖分生区细胞(其核DNA分子为14N/15N－DNA)置于只含有14N的培养液中培养，在图2中的d处画出第一次有丝分裂中期一条染色体中两条姐妹染色单体的DNA分子的相对位置。
答案：(1)氢键　胸腺嘧啶
(2)1．6×108　6．4×108
(3)1∶1∶1　7∶1
(4)
解析：(1)据图分析，图1中的⑤是连接两条链的碱基之间的化学键，表示氢键；④可以与腺嘌呤A配对，表示胸腺嘧啶T。
(2)双链DNA分子含有4×108个碱基对，即含有8×108个碱基，C占全部碱基的30%，即G＋C＝60%，则A＝T＝(1－60%)/2＝20%，则碱基A＝T＝20%×8×108＝1．6×108(个)；该DNA分子第3次复制，需要周围环境提供胸腺嘧啶脱氧核苷酸2(3－1)×1．6×108＝6．4×108(个)。
(3)由于DNA分子的复制是半保留复制，被同位素标记的DNA分子(14N/15N－DNA)放到只含15N的培养液中培养，让其复制两次，则得到4个DNA分子，亲代中的DNA分子分布在中带，对应a，第一次复制得到的DNA分子为1/2中、1/2重(大)，对应b，第二次复制得到的DNA分子为1/4中、3/4重(大)，对应c，三个结果中密度为中的DNA分子的数量均有1个，即密度为中的DNA分子的数量比为1∶1∶1；c结果是第二次复制的结果，该过程中得到4个DNA分子，8条链，只有一条亲代DNA链是14N，则其中含15N标记的DNA单链与含14N标记的DNA单链的比例为7∶1。
(4)由于DNA分子的半保留复制，第一次有丝分裂中期一条染色体中两条姐妹染色单体一条中的DNA分子是14N/15N，另一条是14N/14N，分别分布在中和轻(小)，故可绘制图形见答案。
10第课时　DNA的结构和复制、基因的本质
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分子是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。
一　DNA的结构及特点
1．DNA双螺旋模型构建者：沃森和克里克。
2．DNA结构模型的构建过程
3．DNA的双螺旋结构
4．DNA分子结构特点
类型 决定因素
多样性 具n个碱基对的DNA具有4n种碱基的排列顺序
特异性 每种DNA分子都有其特定的碱基的排列顺序
稳定性 磷酸与脱氧核糖交替连接形成的基本骨架不变，碱基之间互补配对形成氢键的方式不变等
特别提醒　涉及的基本骨架或基本支架
(1)生物大分子基本骨架：碳链。
(2)细胞骨架：蛋白质纤维。
(3)细胞膜基本支架：磷脂双分子层。
(4)DNA双螺旋结构基本骨架：脱氧核糖和磷酸交替连接。
二　DNA的复制
1．证明DNA半保留复制的实验
(1)实验者：梅塞尔森和斯塔尔。
(2)实验方法：假说—演绎法。
(3)实验材料：大肠杆菌。
(4)实验技术：同位素标记技术和离心技术。
(5)实验原理：15N和14N是N元素的两种稳定同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，因此，利用离心技术可以在试管中分离开含有相对原子质量不同的氮元素的DNA。
(6)实验假设：DNA以半保留的方式复制。
(7)实验过程及结果
①亲代取出，提取DNA→离心→全部重带。
②繁殖一代后取出，提取DNA→离心→全部中带。
③繁殖两代后取出，提取DNA→离心→1/2轻带、1/2中带。
(8)实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。
2．DNA复制的过程
(1)概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
(2)时期：细胞分裂前的间期。
(3)场所：真核细胞中主要是细胞核，线粒体和叶绿体中也存在；原核细胞中主要是拟核区，质粒中也存在；DNA病毒在活的宿主细胞内。
(4)复制过程
(5)结果：1个DNA分子复制形成2个完全相同的DNA分子。
(6)特点：边解旋边复制，半保留复制。
(7)精确复制的原因
①独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板。
②通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。
(8)意义：DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。
知识拓展　真核生物和原核生物的DNA复制
真核DNA分子复制是从多个起点开始的，但多起点并非同时进行；而原核生物的DNA是环状双链且只有一个复制起点，但其复制速度很快，弥补只有一个复制位点的不足。
三　基因的本质
1．本质：基因通常是有遗传效应的DNA片段。有些病毒的遗传物质是RNA，对于这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。
2．基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系
1．每个脱氧核糖均连着一个磷酸和一个碱基。( )
2．在DNA的双链结构中，碱基的比例总是(A＋G)/(T＋C)＝1。( )
3．细菌拟核DNA分子含有两个游离的磷酸基团。( )
4．犯罪侦查时，DNA可以像指纹一样用于鉴定个人身份，原因在于DNA具有多样性。( )
5．DNA复制是每个细胞都会进行的生理过程。( )
6．DNA复制与染色体复制是分别独立进行的。( )
7．DNA在解旋酶的作用下将双链彻底解开，然后在DNA聚合酶的作用下合成子链。( )
8．基因是碱基对随机排列成的DNA片段。( )
9．对于细胞生物而言，基因是有遗传效应的DNA片段，而对于病毒而言，基因还可能是有遗传效应的RNA片段。( )
10．基因都在染色体上。( )
11．人体内控制β－珠蛋白的基因由1700个碱基对组成，其碱基对的可能排列方式为41700种。( )
12．DNA复制方式的确定与“假说—演绎法”无关。( )
考向一　围绕DNA分子的结构及特点，考查结构与功能观
[例1]　(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
[例2]　(2024·北京，2)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
考向二　围绕DNA复制过程与特点，考查理解能力
[例3]　研究人员将含15N－DNA的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中，繁殖一代后提取子代大肠杆菌的DNA(F1DNA)，将F1DNA热变性处理后进行密度梯度离心，离心管中出现的两个条带分别对应图中的两个峰。下列相关叙述不正确的是(　　)
A．热变性处理导致F1DNA分子中的磷酸二酯键断裂
B．F1DNA中的两条链分别是15N－DNA单链、14N－DNA单链
C．14NH4Cl培养液中的氮可被大肠杆菌用来合成四种脱氧核苷酸
D．未进行热变性处理的F1DNA密度梯度离心后在离心管中只出现一个条带
[例4]　正在进行复制的DNA分子上的“Y”形交叉点称为复制叉。在每个复制起始位点处形成两个复制叉，它们朝相反方向移动，在“复制机器”的作用下沿途打开母链合成新的子链。图示为果蝇早期胚胎细胞正在进行DNA复制的电镜照片。以下说法错误的是(　　)
A．DNA多起点双向复制提高了合成效率
B．图中DNA上的可见颗粒可能是蛋白质
C．该图证明DNA子链延伸方向是从5′端到3′端
D．“复制机器”含有DNA聚合酶和解旋酶等
考向三　借助DNA分子结构和DNA分子复制相关计算，考查科学思维能力
[例5]　(2021·北京等级考)酵母菌的DNA中碱基A约占32%，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%
[例6]　T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验说明DNA是T2噬菌体的遗传物质，已知其DNA中含有碱基m个，胞嘧啶a个。下列有关叙述正确的是(　　)
A．磷酸与核糖交替连接构成了DNA的基本骨架
B．T2噬菌体的DNA中胸腺嘧啶的含量为m－2a个
C．T2噬菌体的DNA复制时需要大肠杆菌提供能量、模板等
D．若T2噬菌体的DNA复制3次，则需要含鸟嘌呤的核苷酸7a个
考向四　DNA复制与细胞分裂标记情况
[例7]　将某一核DNA被3H充分标记的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含3H的培养液中培养，并经过连续两次细胞分裂。下列有关说法不正确的是(　　)
A．若进行有丝分裂，则子细胞中含3H的染色体数可能为2N
B．若进行减数分裂，则子细胞中含3H的DNA分子数一定为N
C．若子细胞中有的染色体不含3H，则可能存在四分体
D．若每个子细胞中都有染色体含3H，则细胞分裂过程中可能发生了基因重组
[例8]　将某二倍体动物精原细胞(2n＝38)全部DNA中的一条单链用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。若不考虑互换和染色体变异，下列叙述错误的是(　　)
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．减数分裂Ⅰ得到的2个子细胞均含有32P
D．减数分裂Ⅱ后期细胞中全部染色体均含32P
答案及解析
1．每个脱氧核糖均连着一个磷酸和一个碱基。(×)
2．在DNA的双链结构中，碱基的比例总是(A＋G)/(T＋C)＝1。(√)
3．细菌拟核DNA分子含有两个游离的磷酸基团。(×)
4．犯罪侦查时，DNA可以像指纹一样用于鉴定个人身份，原因在于DNA具有多样性。(×)
5．DNA复制是每个细胞都会进行的生理过程。(×)
6．DNA复制与染色体复制是分别独立进行的。(×)
7．DNA在解旋酶的作用下将双链彻底解开，然后在DNA聚合酶的作用下合成子链。(×)
8．基因是碱基对随机排列成的DNA片段。(×)
9．对于细胞生物而言，基因是有遗传效应的DNA片段，而对于病毒而言，基因还可能是有遗传效应的RNA片段。(√)
10．基因都在染色体上。(×)
11．人体内控制β－珠蛋白的基因由1700个碱基对组成，其碱基对的可能排列方式为41700种。(×)
12．DNA复制方式的确定与“假说—演绎法”无关。(×)
考向一　围绕DNA分子的结构及特点，考查结构与功能观
[例1]　(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
答案：C
解析：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错误；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正确；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错误。
[例2]　(2024·北京，2)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
答案：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。
考向二　围绕DNA复制过程与特点，考查理解能力
[例3]　研究人员将含15N－DNA的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中，繁殖一代后提取子代大肠杆菌的DNA(F1DNA)，将F1DNA热变性处理后进行密度梯度离心，离心管中出现的两个条带分别对应图中的两个峰。下列相关叙述不正确的是(　　)
A．热变性处理导致F1DNA分子中的磷酸二酯键断裂
B．F1DNA中的两条链分别是15N－DNA单链、14N－DNA单链
C．14NH4Cl培养液中的氮可被大肠杆菌用来合成四种脱氧核苷酸
D．未进行热变性处理的F1DNA密度梯度离心后在离心管中只出现一个条带
答案：A
解析：热变性处理导致F1DNA分子中的氢键断裂，A错误；DNA复制是半保留复制，F1DNA中的两条链分别是15N－DNA单链、14N－DNA单链，B正确；脱氧核糖核苷酸组成元素是C、H、O、N、P，14NH4Cl培养液的氮可被大肠杆菌用来合成四种脱氧核苷酸，C正确；未进行热变性处理的F1DNA分子两条链由氢键相连，所以密度梯度离心后在离心管中只出现一个条带，D正确。
[例4]　正在进行复制的DNA分子上的“Y”形交叉点称为复制叉。在每个复制起始位点处形成两个复制叉，它们朝相反方向移动，在“复制机器”的作用下沿途打开母链合成新的子链。图示为果蝇早期胚胎细胞正在进行DNA复制的电镜照片。以下说法错误的是(　　)
A．DNA多起点双向复制提高了合成效率
B．图中DNA上的可见颗粒可能是蛋白质
C．该图证明DNA子链延伸方向是从5′端到3′端
D．“复制机器”含有DNA聚合酶和解旋酶等
答案：C
解析：图中DNA上的可见颗粒可能是蛋白质类的相关酶，B正确；该图不能证明DNA子链延伸方向是从5′端到3′端，C错误；“复制机器”含有解旋酶和DNA聚合酶等，催化DNA进行解旋和子链合成，D正确。
考向三　借助DNA分子结构和DNA分子复制相关计算，考查科学思维能力
[例5]　(2021·北京等级考)酵母菌的DNA中碱基A约占32%，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%
答案：D
解析：DNA分子为半保留复制，复制时遵循A－T、G－C的配对原则，DNA复制后获得的是与原来的DNA完全相同的DNA，则DNA复制后的A约占32%，A正确；酵母菌的DNA中碱基A约占32%，则A＝T＝32%，G＝C＝(1－2×32%)/2＝18%，B正确；DNA遵循碱基互补配对原则，A＝T、G＝C，则(A＋G)/(T＋C)＝1，C正确；由于RNA为单链结构，且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来，故RNA中U不一定占32%，D错误。
[例6]　T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验说明DNA是T2噬菌体的遗传物质，已知其DNA中含有碱基m个，胞嘧啶a个。下列有关叙述正确的是(　　)
A．磷酸与核糖交替连接构成了DNA的基本骨架
B．T2噬菌体的DNA中胸腺嘧啶的含量为m－2a个
C．T2噬菌体的DNA复制时需要大肠杆菌提供能量、模板等
D．若T2噬菌体的DNA复制3次，则需要含鸟嘌呤的核苷酸7a个
答案：D
解析：磷酸与脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成DNA的基本骨架，A错误；胞嘧啶数目等于鸟嘌呤数目，腺嘌呤和胸腺嘧啶数目等于m－2a，腺嘌呤等于胸腺嘧啶数目，T2噬菌体的DNA中胸腺嘧啶的含量为个，B错误；T2噬菌体的DNA复制时，模板是由噬菌体提供，C错误；若一个噬菌体DNA中含有胞嘧啶a个，则所含鸟嘌呤的数目也是a个，根据DNA半保留复制方式可知，复制3次需要鸟嘌呤为(23－1)×a＝7a，D正确。
1．DNA分子中的碱基数量的计算规律 设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。 (1)双链中A＝T，G＝C，A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝(A＋G＋T＋C)。 规律一：双链DNA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)＝＝(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)与的关系是互为倒数。 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＝(a＋b)。 规律四：某种碱基在双链中所占的比例等于它在每一条单链中所占比例和的一半。 2．图解法分析DNA复制的相关计算 一个亲代DNA连续复制n次后，则： (1)子代DNA分子数：2n个 ①无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是2个。 ②含14N的DNA分子有2n个，只含14N的DNA分子有(2n－2)个。 (2)子代DNA分子总链数：2n×2＝2n＋1条 ①无论复制多少次，含15N的链始终是2条。 ②含14N的链数是(2n＋1－2)条。 (3)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，则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸数为m×(2n－1)个。 ②若进行第n次复制，则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m×2n－1个。 3．DNA复制相关计算时四个易错点 (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，但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“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。
考向四　DNA复制与细胞分裂标记情况
[例7]　将某一核DNA被3H充分标记的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含3H的培养液中培养，并经过连续两次细胞分裂。下列有关说法不正确的是(　　)
A．若进行有丝分裂，则子细胞中含3H的染色体数可能为2N
B．若进行减数分裂，则子细胞中含3H的DNA分子数一定为N
C．若子细胞中有的染色体不含3H，则可能存在四分体
D．若每个子细胞中都有染色体含3H，则细胞分裂过程中可能发生了基因重组
答案：C
解析：若进行有丝分裂，两次分裂需要进行两次DNA复制，3H标记的DNA在不含3H的培养液中复制第一次，产生的DNA分子一条链有标记，一条链无标记，我们称为杂合DNA分子，第二次复制后，每个DNA分子复制而来的两个子代DNA分子，一个是杂合DNA分子，另外一个两条链皆无标记，在有丝分裂的G2期、前期和中期这两个DNA分子由一个着丝粒连接，有丝分裂后期着丝粒分裂时子染色体分配是随机的，故子细胞中含3H的染色体数可能为2N，A正确；若进行减数分裂，正常情况下，DNA分子复制一次，分裂后细胞中染色体数目减半，每个子细胞含3H的DNA分子数应该是N，B正确；若子细胞中有的染色体不含3H，则该细胞进行的是有丝分裂，不可能存在四分体，C错误；若子细胞中都含有3H，则该细胞可能进行的是减数分裂也可能是有丝分裂，而基因重组发生在减数分裂过程中，D正确。
[例8]　将某二倍体动物精原细胞(2n＝38)全部DNA中的一条单链用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。若不考虑互换和染色体变异，下列叙述错误的是(　　)
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．减数分裂Ⅰ得到的2个子细胞均含有32P
D．减数分裂Ⅱ后期细胞中全部染色体均含32P
答案：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。由于减数分裂Ⅰ发生同源染色体分离，因此经过减数分裂Ⅰ后得到的两个子细胞均含有32P，减数分裂Ⅱ发生姐妹染色单体的分离，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，减数分裂Ⅱ后期细胞中一半染色体含32P。
1．减数分裂中染色体的标记情况分析过程图解(选取一对同源染色体) 2．有丝分裂中染色体的标记情况分析过程图解(选取一对同源染色体) 3．四步法解决有丝分裂中染色体标记问题 第一步画出含一条染色体的细胞图，画出该条染色体上的1个DNA分子，用竖实线表示含同位素标记第二步画出复制一次，分裂一次的子细胞染色体图，画出染色体上的DNA链，未被标记的新链用竖曲线表示第三步再画出第二次复制后的细胞的染色体组成和DNA链的情况第四步若继续推测后期情况，可想象着丝粒分裂，染色单体分开，进而推测子细胞染色体的情况
10(共70张PPT)
　　　　　　　　　　　　　
必修2　遗传与进化
第五单元　遗传的分子组成
第2课时　DNA的结构和复制、基因的本质
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分子是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。
目录
CONTENTS
02
经典考题训练
01
知识自主梳理
03
课时作业
01
知识自主梳理
一　DNA的结构及特点
1．DNA双螺旋模型构建者：______________。
2．DNA结构模型的构建过程
沃森和克里克
脱氧核苷酸
A=T、G=C
T
C
相反的
3．DNA的双螺旋结构
C、H、O、N、P
脱氧核苷酸
脱氧核糖
磷
碱基
氢键
A一定与T配
对，G一定与C配对
反向平行
双螺旋
酸
4．DNA分子结构特点
多样
特异
稳定
类型 决定因素
______性 具n个碱基对的DNA具有4n种碱基的排列顺序
______性 每种DNA分子都有其特定的碱基的排列顺序
______性 磷酸与脱氧核糖交替连接形成的基本骨架不变，碱基之间互补配对形成氢键的方式不变等
特别提醒　涉及的基本骨架或基本支架
(1)生物大分子基本骨架：碳链。
(2)细胞骨架：蛋白质纤维。
(3)细胞膜基本支架：磷脂双分子层。
(4)DNA双螺旋结构基本骨架：脱氧核糖和磷酸交替连接。
二　DNA的复制
1．证明DNA半保留复制的实验
(1)实验者：___________________。
(2)实验方法：_______________。
(3)实验材料：大肠杆菌。
(4)实验技术：__________________________。
(5)实验原理：15N和14N是N元素的两种稳定同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，因此，利用离心技术可以在试管中分离开含有相对原子质量不同的氮元素的DNA。
梅塞尔森和斯塔尔
假说—演绎法
同位素标记技术和离心技术
(6)实验假设：________________________。
(7)实验过程及结果
①亲代取出，提取DNA→离心→__________。
②繁殖一代后取出，提取DNA→离心→_________。
③繁殖两代后取出，提取DNA→离心→
__________________。
(8)实验结论：DNA的复制是以半保留的方
式进行的。
全部重带
全部中带
1/2轻带、1/2中带
DNA以半保留的方式复制
2．DNA复制的过程
(1)概念：以__________为模板合成子代DNA的过程。
(2)时期：__________________。
(3)场所：真核细胞中主要是________，线粒体和叶绿体中也存在；原核细胞中主要是________，质粒中也存在；DNA病毒在活的宿主细胞内。
亲代DNA
细胞分裂前的间期
细胞核
拟核区
(4)复制过程
解旋酶
解开的每一条母链
脱氧核苷酸
DNA聚合酶
(5)结果：1个DNA分子复制形成2个__________的DNA分子。
(6)特点：边______边复制，半保留复制。
(7)精确复制的原因
①独特的双螺旋结构，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。
(8)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__________________。
完全相同
解旋
碱基互补配对
遗传信息
遗传信息的连续性
知识拓展　真核生物和原核生物的DNA复制
真核DNA分子复制是从多个起点开始的，但多起点并非同时进行；而原核生物的DNA是环状双链且只有一个复制起点，但其复制速度很快，弥补只有一个复制位点的不足。
三　基因的本质
1．本质：基因通常是______________________。有些病毒的遗传物质是RNA，对于这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。
2．基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系
有遗传效应的DNA片段
染色体
线性
遗传信息
1．每个脱氧核糖均连着一个磷酸和一个碱基。( )
2．在DNA的双链结构中，碱基的比例总是(A＋G)/(T＋C)＝1。( )
3．细菌拟核DNA分子含有两个游离的磷酸基团。( )
4．犯罪侦查时，DNA可以像指纹一样用于鉴定个人身份，原因在于DNA具有多样性。( )
5．DNA复制是每个细胞都会进行的生理过程。( )
6．DNA复制与染色体复制是分别独立进行的。( )
×
√
×
×
×
×
7．DNA在解旋酶的作用下将双链彻底解开，然后在DNA聚合酶的作用下合成子链。( )
8．基因是碱基对随机排列成的DNA片段。( )
9．对于细胞生物而言，基因是有遗传效应的DNA片段，而对于病毒而言，基因还可能是有遗传效应的RNA片段。( )
10．基因都在染色体上。( )
11．人体内控制β－珠蛋白的基因由1700个碱基对组成，其碱基对的可能排列方式为41700种。( )
12．DNA复制方式的确定与“假说—演绎法”无关。( )
×
√
×
×
×
×
经典考题训练
02
考向一　围绕DNA分子的结构及特点，考查结构与功能观
[例1]　(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
解析：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错误；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正确；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错误。
[例2]　(2024·北京，2)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
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。 　
考向二　围绕DNA复制过程与特点，考查理解能力
[例3]　研究人员将含15N－DNA的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中，繁殖一代后提取子代大肠杆菌的DNA(F1DNA)，将F1DNA热变性处理后进行密度梯度离心，离心管中出现的两个条带分别对应图中的两个峰。下列相关叙述不正确的是(　　)
A．热变性处理导致F1DNA分子中的磷酸二酯键断裂
B．F1DNA中的两条链分别是15N－DNA单链、14N－
DNA单链
C．14NH4Cl培养液中的氮可被大肠杆菌用来合成四种
脱氧核苷酸
D．未进行热变性处理的F1DNA密度梯度离心后在离心管中只出现一个条带
解析：热变性处理导致F1DNA分子中的氢键断裂，
A错误；DNA复制是半保留复制，F1DNA中的两条链分
别是15N－DNA单链、14N－DNA单链，B正确；脱氧核
糖核苷酸组成元素是C、H、O、N、P，14NH4Cl培养液
的氮可被大肠杆菌用来合成四种脱氧核苷酸，C正确；
未进行热变性处理的F1DNA分子两条链由氢键相连，所以密度梯度离心后在离心管中只出现一个条带，D正确。
[例4]　正在进行复制的DNA分子上的“Y”形交叉点称为复制叉。在每个复制起始位点处形成两个复制叉，它们朝相反方向移动，在“复制机器”的作用下沿途打开母链合成新的子链。图示为果蝇早期胚胎细胞正在进行DNA复制的电镜照片。以下说法错误的是(　　)
A．DNA多起点双向复制提高了合成效率
B．图中DNA上的可见颗粒可能是蛋白质
C．该图证明DNA子链延伸方向是从5′端到3′端
D．“复制机器”含有DNA聚合酶和解旋酶等
解析：图中DNA上的可见颗粒可能是蛋白质类的相关酶，B正确；该图不能证明DNA子链延伸方向是从5′端到3′端，C错误；“复制机器”含有解旋酶和DNA聚合酶等，催化DNA进行解旋和子链合成，D正确。 　
考向三　借助DNA分子结构和DNA分子复制相关计算，考查科学思维能力
[例5]　(2021·北京等级考)酵母菌的DNA中碱基A约占32%，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%
解析：DNA分子为半保留复制，复制时遵循A－T、G－C的配对原则，DNA复制后获得的是与原来的DNA完全相同的DNA，则DNA复制后的A约占32%，A正确；酵母菌的DNA中碱基A约占32%，则A＝T＝32%，G＝C＝(1－2×32%)/2＝18%，B正确；DNA遵循碱基互补配对原则，A＝T、G＝C，则(A＋G)/(T＋C)＝1，C正确；由于RNA为单链结构，且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来，故RNA中U不一定占32%，D错误。 　
[例6]　T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验说明DNA是T2噬菌体的遗传物质，已知其DNA中含有碱基m个，胞嘧啶a个。下列有关叙述正确的是(　　)
A．磷酸与核糖交替连接构成了DNA的基本骨架
B．T2噬菌体的DNA中胸腺嘧啶的含量为m－2a个
C．T2噬菌体的DNA复制时需要大肠杆菌提供能量、模板等
D．若T2噬菌体的DNA复制3次，则需要含鸟嘌呤的核苷酸7a个
一个亲代DNA连续复制n次后，则：
(1)子代DNA分子数：2n个
①无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是2个。
②含14N的DNA分子有2n个，只含14N的DNA分子有(2n－2)个。
(2)子代DNA分子总链数：2n×2＝2n＋1条
①无论复制多少次，含15N的链始终是2条。
②含14N的链数是(2n＋1－2)条。
(3)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，则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸数为m×(2n－1)个。
②若进行第n次复制，则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m×2n－1个。
3．DNA复制相关计算时四个易错点
(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，但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“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。
考向四　DNA复制与细胞分裂标记情况
[例7]　将某一核DNA被3H充分标记的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含3H的培养液中培养，并经过连续两次细胞分裂。下列有关说法不正确的是(　　)
A．若进行有丝分裂，则子细胞中含3H的染色体数可能为2N
B．若进行减数分裂，则子细胞中含3H的DNA分子数一定为N
C．若子细胞中有的染色体不含3H，则可能存在四分体
D．若每个子细胞中都有染色体含3H，则细胞分裂过程中可能发生了基因 重组
解析：若进行有丝分裂，两次分裂需要进行两次DNA复制，3H标记的DNA在不含3H的培养液中复制第一次，产生的DNA分子一条链有标记，一条链无标记，我们称为杂合DNA分子，第二次复制后，每个DNA分子复制而来的两个子代DNA分子，一个是杂合DNA分子，另外一个两条链皆无标记，在有丝分裂的G2期、前期和中期这两个DNA分子由一个着丝粒连接，有丝分裂后期着丝粒分裂时子染色体分配是随机的，故子细胞中含3H的染色体数可能为2N，A正确；若进行减数分裂，正常情况下，DNA分子复制一次，分裂后细胞中染色体数目减半，每个子细胞含3H的DNA分子数应该是N，B正确；若子细胞中有的染色体不含3H，则该细胞进行的是有丝分裂，不可能存在四分体，C错误；若子细胞中都含有3H，则该细胞可能进行的是减数分裂也可能是有丝分裂，而基因重组发生在减数分裂过程中，D正确。
[例8]　将某二倍体动物精原细胞(2n＝38)全部DNA中的一条单链用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。若不考虑互换和染色体变异，下列叙述错误的是(　　)
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．减数分裂Ⅰ得到的2个子细胞均含有32P
D．减数分裂Ⅱ后期细胞中全部染色体均含32P
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。由于减数分裂Ⅰ发生同源染色体分离，因此经过减数分裂Ⅰ后得到的两个子细胞均含有32P，减数分裂Ⅱ发生姐妹染色单体的分离，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，减数分裂Ⅱ后期细胞中一半染色体含32P。
1．减数分裂中染色体的标记情况分析过程图解(选取一对同源染色体)
2．有丝分裂中染色体的标记情况分析过程图解(选取一对同源染色体)
3．四步法解决有丝分裂中染色体标记问题
第一步 画出含一条染色体的细胞图，画出该条染色体上的1个DNA分子，用竖实线表示含同位素标记
第二步 画出复制一次，分裂一次的子细胞染色体图，画出染色体上的DNA链，未被标记的新链用竖曲线表示
第三步 再画出第二次复制后的细胞的染色体组成和DNA链的情况
第四步 若继续推测后期情况，可想象着丝粒分裂，染色单体分开，进而推测子细胞染色体的情况
课时作业
03
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
对点 DNA的结构 DNA的结构 DNA的复制 DNA的复制 DNA的复制 DNA的结构 DNA的结构及复制 DNA的复制及转录 DNA复制相关计算
题号 10 11 12 13 14 15
难度 ★ ★ ★ ★★ ★★ ★★
对点 DNA复制相关计算 基因的本质 DNA半保留 复制的实验 证据 DNA的 结构 DNA复制与细胞分裂 DNA的有关计算、DNA半保留复制的实验证据
1．如图为DNA分子部分片段的示意图，下列有关叙述正确的是(　　)
A．①位于3′端，⑥位于5′端
B．解旋酶作用于④，DNA聚合酶作用于⑤
C．该分子复制时，⑩与尿嘧啶配对
D．若该分子中G—C碱基对比例高，则热稳定性较高
解析：DNA的每条链都具有两个末端，一端有一
个游离的磷酸基团，这一端称作5′端，另一端有一个羟
基(—OH)，称作3′端，故①、⑥皆位于5′端，A错误；
解旋酶作用于⑤氢键，DNA聚合酶作用于④磷酸二酯
键，B错误；DNA分子复制时，⑩胸腺嘧啶与腺嘌呤配
对，C错误；C和G之间有3个氢键，A与T之间有2个氢
键，因此G—C碱基对比例高的DNA分子结构更稳定，D正确。 　
2．某同学利用塑料片、曲别针、扭扭棒、牙签、橡皮泥、铁丝等材料制作DNA双螺旋结构模型，以加深对DNA结构特点的认识和理解。下列操作或分析错误的是(　　)
A．一条链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接在一起
B．制成的模型上下粗细相同，是因为A—T碱基对与G—C碱基对的形状和直径相同
C．在构建的不同长度DNA分子中，碱基G和C的数量越多化学结构越稳定
D．观察所构建模型中只连接一个五碳糖的磷酸基团位置，可看出DNA两条链方向相反
解析：一条链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接在一起，A正确；A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径，制成的模型上下粗细相同，B正确；在构建的相同长度DNA分子中，碱基G和C的数量越多，形成的氢键越多，化学结构越稳定，C错误；DNA的两条链反向平行，具有方向性，具有游离磷酸基团的一端为该脱氧核苷酸链的5′端，所以当观察所构建模型中只连接一个五碳糖的磷酸基团位置，可看出DNA两条链方向相反，D正确。 　
3．如图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图。据图分析下列说法错误的是(　　)
A．DNA复制是一个边解旋边复制的过程
B．该过程发生在细胞分裂前的间期
C．酶①是解旋酶，酶②是DNA聚合酶
D．酶①和酶②均作用于氢键
解析：题图为DNA复制过程的模式图，该过程
可发生在细胞有丝分裂前的间期或减数分裂前的间期，
B正确；分析题图可知，酶①能将DNA双螺旋的两条
链解开，故其为解旋酶，作用于氢键，酶②以解开的
每一条母链为模板，以细胞中游离的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，酶②为DNA聚合酶，作用于磷酸二酯键，C正确，D错误。 　
4．大多数真核生物的DNA在复制时会出现多个复制泡，每个复制泡的两端有2个复制叉，复制叉的延伸方向如图所示。已知复制时DNA聚合酶只能沿模板链的3′→5′方向移动，下列说法错误的是(　　)
A．图中DNA的复制为双向半保留复制
B．多起点复制加快了DNA的复制速度
C．复制泡3的DNA复制早于复制泡1
D．子链的延伸方向与复制叉的推进方向相同
解析：根据复制泡的大小可以看出，复制泡3的DNA复制早于复制泡1，C正确；DNA聚合酶只能沿模板链的3′→5′方向移动，两条子链的延伸方向相反，其中一条子链与复制叉的推进方向相反，D错误。 　
5．在DNA复制开始时，将大肠杆菌放在含低剂量3H标记的脱氧胸苷(3H－dT)的培养基中，3H－dT可掺入正在复制的DNA分子中，使其带有放射性标记。几分钟后，将大肠杆菌转移到含高剂量3H－dT的培养基中培养一段时间。收集、裂解细胞，抽取其中的DNA进行放射性自显影检测，结果如图所示。据图可以作出的推测是(　　)
A．复制起始区在高放射性区域
B．DNA复制为半保留复制
C．DNA复制从起始点向两个方向延伸
D．DNA复制方向为a→c
解析：复制起始区在低放射性区域，A错误；放射性自显影检测无法得出DNA复制为半保留复制，B错误；中间为低放射性区域，两边为高放射性区域，说明DNA复制从起始点向两个方向延伸，C正确；DNA复制方向为a←b→c，D错误。 　
6．eccDNA是一类独立于染色体外的环状DNA分子，与染色体结构相比，呈环状，较稳定，如图为eccDNA的结构示意图。下列叙述错误的是(　　)
A．该DNA分子中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数
B．该DNA分子中每个脱氧核糖都和两个磷酸分子相连
C．脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧构成该DNA的骨架
D．该DNA分子5′端有游离的磷酸基团，3′端有羟基
解析：该DNA分子是双链的，嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数，A正确；该DNA分子是环状DNA分子，其中每个脱氧核糖都和两个磷酸分子相连，B正确；脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧构成该DNA的骨架，内侧是碱基对，C正确；该DNA分子是环状DNA，因此没有游离的磷酸基团和羟基，D错误。 　
7．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
解析：子链延伸时的方向是5′端→3′端，故游离的脱氧核苷酸添加到3′端，A正确；子链的合成过程需要引物参与，B错误；DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是羟基末端，C错误；解旋酶的作用是打开DNA双链，D错误。 　
8．(2024·河北，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
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，故不是每条链都由5′端向3′端解旋，B错误；在转录过程中，不需要解旋酶参与，C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正确。
9．某DNA分子中有脱氧核苷酸4000个，已知腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占碱基总数的60%，那么该DNA分子连续复制2次所需要的游离鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是(　　)
A．800个 B．1600个
C．2400个 D．3200个
解析：某DNA分子中A＋T占60%，则A＝T占30%，C＝G占50%－30%＝20%，该DNA分子中有脱氧核苷酸4000个，则含有鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数为4000×20%＝800个。DNA分子复制方式为半保留复制，该DNA分子连续复制2次所需要的游离鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是(22－1)×800＝2400个。 　
10．某DNA分子有500个碱基对，其中含有鸟嘌呤300个。该DNA进行连续复制，经测定，最后一次复制消耗了周围环境中3200个腺嘌呤脱氧核苷酸，则该DNA分子共复制了多少次(　　)
A．3次 B．4次
C．5次 D．6次
解析：由题意知，一个DNA分子含有500个碱基对，即1000个脱氧核糖核苷酸，其中鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸为300个，那么该DNA分子中腺嘌呤脱氧核苷酸＝(1000－300×2)÷2＝200个。该DNA分子连续复制n次后，最后一次复制消耗周围环境中的腺嘌呤脱氧核苷酸的个数是(2n－2n－1)×200＝3200个，解得n＝5。 　
11．基因通常是有遗传效应的DNA片段，眼色基因(红眼基因R、白眼基因r)位于果蝇的X染色体上，下列叙述正确的是(　　)
A．雌雄果蝇细胞内的基因都是随染色体的复制而复制的
B．同一DNA分子上不可能同时含有两个控制眼色的基因
C．果蝇正常的卵原细胞有丝分裂时红眼基因最多有4个
D．摩尔根等人通过荧光标记技术确定了基因在染色体上的具体位置
解析：果蝇属于真核生物，其基因主要位于染色体上，细胞质中也有分布，故果蝇细胞内的基因不都是随染色体的复制而复制的，A错误；一个DNA上有多个基因，同一DNA分子上可能同时含有两个控制眼色的基因，如朱红眼和深红眼，B错误；雌果蝇的基因型可能为XRXR，则该个体在有丝分裂时DNA已完成复制含有四个XR基因，即红眼基因最多有4个，C正确；摩尔根等人通过荧光标记技术确定了基因在染色体上的相对位置，D错误。
12．DNA的复制方式有三种假说：全保留复制、半保留复制、弥散复制(子代DNA的每条链都由亲本链的片段与新合成的片段随机拼接而成)。科研小组同学以细菌为材料，进行了如下两组实验探究DNA的复制方式。下列叙述错误的是(　　)
实验一：将14N细菌置于15N培养基中培养一代并离心。
实验二：将15N细菌置于14N培养基中连续培养两代并离心。
A．若实验一离心结果为重带和轻带，则DNA的复制方式为全保留复制
B．若实验一离心结果为中带，可确定DNA的复制方式是半保留复制
C．若实验二离心结果为中带和轻带，则DNA的复制方式不是全保留复制
D．若实验二改为连续培养三代并离心，结果只出现一个条带，则可能为弥散复制
解析：若实验一离心结果为重带(两条链均为15N)和轻带(两条链均为14N)，则DNA的复制方式为全保留复制，A正确；若实验一离心结果为中带(一条链为15N，一条链为14N或者两条链上均含有15N和14N)，可确定DNA的复制方式是半保留复制或弥散复制，B错误；若实验二离心结果为中带和轻带，则DNA的复制方式不可能为全保留复制，若为全保留复制，则一定有重带，C正确；若DNA复制方式为弥散复制，无论复制几次，离心后的条带只有一条密度带。若实验二改为连续培养三代并离心，结果只出现一个条带，则可能为弥散复制，D正确。
13．研究人员采用化学方法人工合成了四种新碱基：P(嘌呤)、Z(嘧啶)、B(嘌呤)、S(嘧啶)，其中P和Z配对，B和S配对。研究人员进一步利用上述碱基与天然碱基成功构建了一种合成DNA分子，该DNA与天然DNA拥有十分相似的外形结构。下列关于该合成DNA的推断，不合理的是(　　)
A．P—Z碱基对、B—S碱基对与天然碱基对具有相近的形态和直径
B．该合成DNA分子也是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成
C．该合成DNA分子中，碱基的比例(A＋G＋P＋Z)/(T＋C＋B＋S)＝1
D．四种新碱基加入后，同样长度的DNA能储存的遗传信息量大增
解析：人工合成碱基与天然碱基构建的合成DNA与天然DNA拥有十分相似的外形结构，说明P—Z碱基对、B—S碱基对与天然碱基对具有相近的形态和直径，A正确；合成DNA与天然DNA拥有十分相似的外形结构，说明该合成DNA分子也是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成，B正确；P和Z配对，B和S配对，则该合成DNA分子中，碱基的比例(A＋G＋P＋B)/(T＋C＋Z＋S)＝1，C错误；四种新碱基加入后，脱氧核苷酸成为8种，同样长度的DNA排列顺序的种类数量由4n变为8n，故同样长度的DNA能储存的遗传信息量大增，D正确。
14．用3H标记蚕豆根尖分生区细胞的DNA分子双链，再将这些细胞转入含秋水仙素但不含3H的普通培养基中培养。若秋水仙素对细胞连续发挥作用，则相关叙述不正确的是(　　)
A．秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝粒的正常分裂
B．通过对细胞中不含染色单体时的染色体计数，可推测DNA复制的次数
C．通过检测DNA链上3H标记出现的情况，可推测DNA的复制方式
D．细胞中DNA第二次复制完成时，每条染色体的染色单体均带有3H标记
解析：秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝粒的正常分裂，从而导致细胞中染色体数目加倍，A正确；1个DNA复制n次后的数目为2n个，所以通过对细胞中不含染色单体时的染色体计数，可推测DNA复制的次数，B正确；通过检测DNA链上3H标记出现的情况，可推测DNA的复制方式是半保留复制，C正确；细胞中DNA第二次复制完成时，每条染色体的染色单体中只有一半带有3H标记，D错误。 　
15．沃森和克里克发现的DNA双螺旋结构在生物学的发展中具有里程碑式的意义，他们提出了DNA半保留复制的假说。图1是DNA分子的部分结构模式图。14N和15N是N的两种稳定的同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA密度大，因此，利用离心技术可以在试管中区分含有不同N的DNA。回答下列问题：
(1)图1中的⑤表示______，④表示__________(用
文字表示)。
(2)已知该DNA片段共有4×108个碱基对，其中碱
基C的数量占全部碱基的30%，则该DNA分子中碱基A有________个。该DNA分子第3次复制，需要周围环境提供________个胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
氢键
胸腺嘧啶
1.6×108
6.4×108
(3)科学家将被同位素标记的DNA分子(14N/15N－DNA)放到只含15N的培养液中培养，让其复制两次。将亲代DNA和每次复制的产物分别置于离心管中进行离心，结果分别对应图2中的a、b、c。三个结果中密度为中的DNA分子的数量比为________，c结果中含15N标记的DNA单链与含14N标记的DNA单链的比例为________。
(4)将根尖分生区细胞(其核DNA分子为14N/15N－
DNA)置于只含有14N的培养液中培养，在图2中的d处
画出第一次有丝分裂中期一条染色体中两条姐妹染色
单体的DNA分子的相对位置。
1∶1∶1
7∶1
答案：如图所示。
解析：(1)据图分析，图1中的⑤是连接两条链的碱基之间的化学键，表示氢键；④可以与腺嘌呤A配对，表示胸腺嘧啶T。
(2)双链DNA分子含有4×108个碱基对，即含有8
×108个碱基，C占全部碱基的30%，即G＋C＝60%，
则A＝T＝(1－60%)/2＝20%，则碱基A＝T＝20%×
8×108＝1．6×108(个)；该DNA分子第3次复制，需要
周围环境提供胸腺嘧啶脱氧核苷酸2(3－1)×1．6×108＝6．4×108(个)。
(3)由于DNA分子的复制是半保留复制，被同位
素标记的DNA分子(14N/15N－DNA)放到只含15N的培
养液中培养，让其复制两次，则得到4个DNA分子，
亲代中的DNA分子分布在中带，对应a，第一次复制
得到的DNA分子为1/2中、1/2重(大)，对应b，第二次
复制得到的DNA分子为1/4中、3/4重(大)，对应c，三个结果中密度为中的DNA分子的数量均有1个，即密度为中的DNA分子的数量比为1∶1∶1；c结果是第二次复制的结果，该过程中得到4个DNA分子，8条链，只有一条亲代DNA链是14N，则其中含15N标记的DNA单链与含14N标记的DNA单链的比例为7∶1。
(4)由于DNA分子的半保留复制，第一次有丝分裂中期一条染色体中两条姐妹染色单体一条中的DNA分子是14N/15N，另一条是14N/14N，分别分布在中和轻(小)，故可绘制图形见答案。

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