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(共79张PPT)
第25讲　DNA分子的结构和复制
核心考点 考情分析
1.DNA分 子的结构和 基因的本质 1.命题特点：结合DNA结构与复 制，考查碱基计算、结构特点，常 以同位素标记实验探究复制方式、 过程及特点。
2.备考重点：掌握DNA结构与复制 的过程、条件、酶功能及碱基计 算；理解“半保留复制”实验思 路、结论，分析不同世代DNA离心 分布
2.DNA分 子的复制
考点一 DNA分子的结构和基因的本质
必备知识·夯基
1. DNA双螺旋结构模型的构建
（1）构建者： 。
沃森和克里克　
（2）构建过程
2. DNA结构及特点
（1）DNA是由两条单链组成的，这两条链按 方式盘旋成双 螺旋结构。
（2）DNA中的 交替连接，排列在外侧，构成基本骨 架； 排列在内侧。
（3）两条链上的碱基通过 连接成碱基对，并且碱基配对具有一 定规律：A一定与T配对，G一定与C配对。碱基之间的这种一一对应的关 系，叫作 。
反向平行　
脱氧核糖和磷酸　
碱基　
氢键　
碱基互补配对原则　
教材拾遗：〔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5'端，另一端有一个羟基（—OH），称作 3'端，两条单链走向相反，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。
（4）DNA的结构特点
遗传效应的DNA片段　
RNA片段
（2）染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
1. 判断正误
提示：双链DNA中G—C碱基对占比越高，DNA热变性温度越高。
提示：沃森和克里克以DNA衍射图谱为基础推算出DNA呈螺旋结构。
提示：DNA每条链的5'端是磷酸基团末端，3'端是羟基（—OH）末端。
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提示：主要与它的脱氧核苷酸排列顺序密切相关。
√
√
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2. 规范表达
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　
形成杂合双链区的
部位越多，两种生物互补的碱基序列越多，DNA碱基序列的一致性越高，
说明在生物进化过程中，DNA碱基序列发生的变化越小，因此亲缘关系越
近　
关键能力·提升
考向一　DNA的结构与特点
1. （2025·江西南昌一模）图1为富兰克林拍摄的DNA衍射图谱，图2为基 于其研究结果建立的DNA双螺旋结构模型简图。下列关于双链DNA结构的 叙述，正确的是（　　）
A. DNA中的核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构 成基本骨架
B. 根据衍射图像的交叉现象，沃森和克里克推测 DNA呈螺旋结构
C. 沃森和克里克最先发现腺嘌呤（A）的量总是等 于胸腺嘧啶（T）的量
D. 双螺旋模型中由于碱基对的不同，不同区段DNA 分子的直径也不同
√
解析：DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨 架，A错误；查哥夫先于沃森和克里克发现腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺 嘧啶（T）的量，C错误；双螺旋模型由于碱基对A—T与C—G具有相同的 形状和直径，不同区段DNA分子的直径相同，D错误。
2. （2025·山西师大附中模拟）如图为某生物的一个环状DNA分子（甲） 和其中一个片段（乙）的结构模式图。据图分析，下列叙述错误的是 （　　）
A. 甲中嘌呤碱基与嘧啶碱基数量相等
B. 甲中每个磷酸基团连有2个脱氧核糖
C. 乙中的脱氧核苷酸序列有多种可能
D. 乙中的2条脱氧核苷酸链反向平行
解析：甲中脱氧核苷酸的排列顺序是特定的，因此作为甲的一个片 段，乙中的脱氧核苷酸序列也是特定的，C错误。
√
题后归纳：明确DNA结构的两种关系和两种化学键
（1）
（2）
（3）
考向二　DNA结构的相关计算
3. （2025·福建龙岩期末）若生物体内DNA分子中（G＋C）/（A＋T）＝ a，（A＋C）/（G＋T）＝b，则下列有关两个比值的叙述错误的是 （　　）
A. a值越大，双链DNA分子的稳定性越高
B. DNA分子一条单链及其互补链中，a值相同
C. 碱基序列不同的双链DNA分子，b值不同
D. 经半保留复制得到的双链DNA分子，b值等于1
√
解析：G与C之间通过三个氢键相连，A与T之间通过两个氢键相连，a 值越大，双链DNA分子的稳定性越高，A正确；DNA分子中互补碱基之和 所占比例在任意一条链及整个双链DNA分子中都相等，B正确；双链DNA 分子中非互补碱基之和恒等，则b值等于1，C错误，D正确。
4. （2025·广东惠州模拟）在一个DNA分子中，腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占 全部碱基总数的42％，若其中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的24％，胸 腺嘧啶占30％，则在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占（　　）
A. 12％和34％ B. 21％和24％
C. 34％和12％ D. 58％和30％
解析：因为A＋T占全部碱基总数的42％，所以G＋C占全部碱基总数的 58％；因为两种互补碱基之和在DNA分子中与在单链上所占比例相等，所 以在两条链中A＋T、G＋C均分别占42％、58％；设链1上C1占24％，则链 1上G1占34％，其互补链2上C2占34％；设链1上T1占30％，则链1上A1占12 ％，其互补链2上T2占12％，故选C。
√
考点二 DNA分子的复制
必备知识·夯基
1. DNA半保留复制的实验证据
前联后挂：①证明DNA半保留复制所用的15N是不具有放射性的稳定的同位，研究分泌蛋白的合成与分泌所用的3H是具有放射性的不稳定的同位。
②该实验用的是密度梯度离心技术，分离各种细胞器运用的是差速离心法。
2. DNA复制
（1）概念、时间、场所
（2）过程
（3）类型
（4）结果
一个DNA分子形成了两个 的DNA分子。
（5）DNA准确复制
完全相同　
教材拾遗：〔必修2 P55“图3－10”〕在DNA复制过程中，两条子链延伸 的方向相反的原因是DNA中两条母链是反向平行的。
1. 判断正误
提示：通过磷酸二酯键连接成子链。
提示：子链的合成过程需要引物。
提示：解旋酶的作用是打开DNA双链。
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√
2. 规范表达
（1）〔必修2 P55正文拓展〕在细胞内，DNA的两条链都能作为模板，由 于DNA分子的两条链是反向平行的，每条链都通过磷酸和脱氧核糖的3'、 5'碳原子相连而成，因此每条链的两端是不同的，其中，一端是3'端（3'羟 基），另一端是5'端（5'磷酸基团）。在DNA
复制中，DNA聚合酶催化合成的方向是5'→3'，
而不是3'→5'。DNA复制又是边解旋边复制。
请据图推测DNA聚合酶催化DNA复制的过程。
提示：DNA复制时，一条模板链是3'→5'走向，其互补链在5'→3'方向 上连续合成，称为前导链；另一条模板链是5'→3'走向，其互补链也是 沿5'→3'方向合成，但是与前导链的合成方向正好相反，随着复制的进 行会形成许多不连续的片段，最后不连续片段连成一条完整的DNA单 链，称为后随链。
果
蝇的DNA有多个复制起点，可同时从不同起点开始DNA复制，由此加快
DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备　
关键能力·提升
考向一　DNA半保留复制的实验证据
1. 某团队对证明DNA半保留复制的实验进行了创新；①将大肠杆菌置于含 Cy3荧光（红色荧光）标记dNTP的培养基中培养多代，使亲代DNA双链均 带红色荧光；②转移至含Cy5荧光（绿色荧光）标记dNTP的培养基中，分 别培养至第1代、第2代；③提取DNA后，用单分子荧光成像技术直接观察 单个DNA分子的荧光信号（无需离心分离）。若DNA半保留复制，下列叙 述正确的是（　　）
A. 第1代所有DNA分子仅显红色荧光
B. 第1代所有DNA分子同时显红、绿双色荧光
C. 第2代所有DNA分子仅显绿、红双色荧光
D. 第2代所有DNA分子仅显绿色荧光
√
解析：第1代DNA分子由原双链（红色）分别作为模板，新合成的链使 用 Cy5-dNTP（绿色），因此每个DNA分子含一条红链和一条绿链，会同 时显示红绿双色荧光，A错误，B正确；第2代DNA分子中，一半为红绿双 链，另一半为双绿链（因新合成的链均用Cy5-dNTP），C、D错误。
考向二　DNA复制的过程分析
2. （2025·河北邯郸模拟）图示为复制泡亚显微图片，下列有关叙述正确 的是（　　）
A. 此过程反映了复制是具有多个起点的连续复制
B. 复制泡越小，表示复制开始的时间越早
C. DNA聚合酶会随着解旋酶移动的方向合成子链
D. DNA通过复制保证了亲子代细胞之间遗传信息的连 续性
√
解析：此图表示DNA分子的复制可以是具有多个起点的复制过程，但 是每个起点两条链的复制分别是连续和不连续的，A错误；复制泡越大， 表示复制开始的时间越早，B错误；随着解旋酶向前移动，需要两个DNA 聚合酶分别与两条模板链结合，且两个DNA聚合酶移动的方向相反，但子 链合成的方向均为5'→3'，C错误。
3. （2025·甘肃定西三模）DNA复制时双螺旋被解开，会形成DNA复制 叉。如图为DNA复制叉示意图，后随链合成过程中，会形成冈崎片段，冈 崎片段是相对较短的DNA核苷酸序列，它们的合成是不连续的。下列说法 错误的是（　　）
除图中所示，DNA复制还需要解旋酶和
DNA连接酶
B. 冈崎片段的形成与DNA的子链只能从5'端向3'端合成有关
C. 冈崎片段的合成需要遵循碱基互补配对原则
D. 原核生物的DNA分子是环状的，DNA复制时不会产生冈崎片段
√
解析：DNA复制过程中需要解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开；由于 DNA复制的半不连续性，冈崎片段需要通过DNA连接酶连接形成一条完整 的子链，A正确；DNA复制具有半不连续性，是因为DNA复制只能从5'端 向3'端合成子链，形成两条子链的方向相反，因此后随链上产生了冈崎片 段，B正确；DNA复制过程需按照碱基互补配对原则合成子链，C正确； 冈崎片段形成的原因是由于DNA复制只能从5'端向3'端合成子链，原核生 物DNA复制时同样会产生冈崎片段，D错误。
考向三　DNA复制过程中的有关计算
4. （2025·湖北孝感模拟）某双链DNA分子共含有1 000个碱基对，其所含 氮元素用15N标记，其中含腺嘌呤脱氧核苷酸m个，再将其置于含14N脱氧 核苷酸的培养液中。该DNA复制n次，下列相关叙述错误的是（　　）
A. 第n代DNA分子中，含有15N的只有2个
B. 该过程消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸数为m·（2n－1）个
C. 第n代DNA分子中都含有14N标记的碱基
D. 第n次复制时，需消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为m·2n－1个
√
解析：DNA复制为半保留复制，亲代DNA的两条链含有15N，放在含有 14N的培养基中复制后，第n代DNA分子中，含有15N的只有2个，A正确； 该DNA分子含腺嘌呤脱氧核苷酸m个，所以该DNA分子第n次复制需要消 耗m·（2n－1）个腺嘌呤脱氧核苷酸，B正确；第n代DNA分子中都含有 14N标记的碱基，其中有两个DNA只有一条链含有14N，C正确；已知具有1 000个碱基对的一个DNA分子片段中，含有m个腺嘌呤脱氧核苷酸，则A＝ T＝m个，G＝C＝1 000－m个，所以第n次复制时，需消耗游离的胞嘧啶 脱氧核苷酸数为（1 000－m）·2n－1个，D错误。
规律方法：“图解法”分析DNA复制相关计算
（1）将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基中连续复制n次（如图），则：
（2）DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数
①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种 脱氧核苷酸数为m·（2n－1）个。
②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·2n－1个。
考教衔接 DNA半保留复制的实验证据
（2025·北京高考5题）1958年，Meselson和Stahl通过15N标记DNA的实验， 证明了DNA的半保留复制。关于这一经典实验的叙述正确的是（　　）
A. 因为15N有放射性，所以能够区分DNA的母链和子链
B. 得到的DNA带的位置有三个，证明了DNA的半保留复制
C. 将DNA变成单链后再进行离心也能得到相同的实验结果
D. 选择大肠杆菌作为实验材料是因为它有环状质粒DNA
√
解析：15N属于稳定同位素，不具有放射性，A错误；亲代大肠杆菌离 心后出现一条DNA带（15N/15N-DNA），位置靠近试管的底部；转移培养 后第一代细菌的DNA离心后，试管中也只有一条DNA带（15N/14N- DNA），位置居中；第二代细菌的DNA离心后，试管中出现两条带，一条 带位置居中（15N/14N-DNA），另一条带的位置更靠上（14N/14N-DNA）， 因此得到的DNA带的位置有三个，证明了DNA的半保留复制，B正确；将 DNA变成单链后再进行离心，只能得到15N-DNA和14N-DNA两条带，与实 验结果不同，C错误；大肠杆菌结构简单且遗传背景清晰、易培养、繁殖 快，因此选择大肠杆菌作为实验材料，D错误。
〔必修2 P54“思考·讨论”〕
　　证明DNA半保留复制的实验运用的是密度梯度离心，其原理是15N和 14N是氮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区分 含有不同N元素的DNA。
〔必修2 P55正文〕
　　科学家完成上述实验的结果是：亲代大肠杆菌的DNA经离心处理 后，试管中只出现了一条DNA带，位置靠近试管的底部；将转移培养 后第一代细菌的DNA离心后，试管中也只有一条带，但位置居中；将 第二代细菌的DNA离心后，试管中出现两条带，一条带位置居中，另 一条带的位置更靠上。
考法1：结合实验操作流程，考查实验原理和过程
1. （2025·山西临汾三模）科学家以大肠杆菌为实验材料证明DNA复制为半保留复制，进行了如图所示实验。下列有关叙述正确的是（　　）
A. 本实验运用了放射性同位素标记技术和差速离心技术
B. 第一代大肠杆菌DNA离心后的结果证明DNA复制不是全保留复制
C. 第二代大肠杆菌DNA离心后的结果中14N/14N-DNA和15N/14N-DNA数量 比为2∶1
D. 若继续培养至第三代，则大肠杆菌DNA离心后的结果在试管中只会出 现1条DNA带
√
解析：本实验中科学家采用同位素标记技术，利用密度梯度离心技术 区分不同的DNA，A错误；第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中 带，不能说明DNA复制方式一定是半保留复制，也可能是分散复制，但可 以证明DNA复制不是全保留复制，B正确；第二代大肠杆菌DNA离心后的 结果中14N/14N-DNA和15N/14N-DNA数量比为1∶1，即子代DNA中有两个含 有14N/14N-DNA，有两个含有15N/14N-DNA，C错误；若DNA复制方式是半 保留复制，继续培养至第三代，产生8个子代DNA分子，其中2个DNA一条 链为母链另一条链是子链，位于中带，其余6个DNA分子位于轻带，所以 离心后3/4的DNA分子出现在轻带，D错误。
考法2：创设情境，考查实验的拓展应用
2. （2025·福建福州三模）大肠杆菌在环境适宜的条件下每20分钟就能分 裂一次。科学家运用DNA紫外光吸收光谱的方法对其DNA复制方式进行研 究，具体操作为：将DNA双链均被15N标记的大肠杆菌放入普通培养基中 培养20分钟，提取大肠杆菌DNA并离心，测定溶液的紫外光吸收光谱（如 甲图所示）；若培养时间为40分钟，则所得结果可能对应乙图中部分曲 线。下列相关叙述正确的是（　　）
注：紫外光吸收光谱的峰值位置即离心管中DNA的主要分布位置，峰值越大，表明该位置的DNA数量越多。
A. 大肠杆菌拟核DNA分子中有两个游离的磷酸基团
B. 大肠杆菌DNA分子复制过程中以四种游离核糖核苷酸为材料
C. 提取大肠杆菌DNA后应在特定溶液中通过差速离心操作分离
D. 若以半保留方式复制，则40分钟后所得结果对应乙图的e、f曲线
√
解析：大肠杆菌的拟核DNA是环状双链DNA，环状DNA分子中没有游 离的磷酸基团，A错误；DNA复制需要脱氧核糖核苷酸，而非核糖核苷 酸，B错误；差速离心通常用于分离不同密度或大小的细胞器或颗粒。题 目中通过密度梯度离心区分不同标记的DNA（15N和14N），而非差速离 心，C错误；若大肠杆菌DNA通过半保留方式复制，则40分钟复制两次， 所得结果对应乙图中的e、f曲线，D正确。
高考真题感悟
一、命题角度练
角度一 围绕DNA的结构，考查生命观念
1. （2025·湖北高考14题）大数据时代，全球每天产生海量数据，预计 2040年需一百万吨硅基芯片才能储存全球一年产生的数据。为解决这一难 题，科学家尝试运用DNA来储存数据。我国科学家已经将汉代拓片、熊猫 照片等文化数据写入DNA，实现数据长期保存。下列叙述中，DNA可以作 为存储介质的优点不包括（　　）
A. DNA具有可复制性，有利于数据的传播
B. 可通过DNA转录和翻译传递相应数据信息
C. DNA长链中碱基排列的多样化，为大量数据的存储提供可能
D. DNA作为存储介质体积小，为数据携带和保存节约了大量空间
√
解析：DNA具有可复制性，通过复制可以将数据进行传播，这是DNA 作为存储介质的优点之一，A不符合题意；数据存储主要强调信息的储存 和传播，DNA转录和翻译是表达遗传信息合成蛋白质的过程，不是DNA作 为存储介质的优点，B符合题意；DNA长链中碱基排列具有多样化的特 点，不同的碱基排列顺序可以代表不同的数据，为大量数据的存储提供可 能，这是DNA作为存储介质的优点之一，C不符合题意；DNA作为存储介 质体积小，相比传统的存储方式，为数据携带和保存节约了大量空间，这 是DNA作为存储介质的优点之一，D不符合题意。
2. （2024·广西高考4题）研究发现真核生物基因组DNA普遍存在5-甲基胞 嘧啶和N6-甲基腺嘌呤，分别被称为DNA的第5、6个碱基。关于这两个碱 基的说法，正确的是（　　）
A. 均含有N元素
B. 均含有脱氧核糖
C. 都排列在DNA骨架的外侧
D. 都不参与碱基互补配对
√
解析：真核生物基因组DNA普遍存在5-甲基胞嘧啶和N6-甲基腺嘌呤， 分别被称为DNA的第5、6个碱基，故DNA的第5、6个碱基均含有N元素， A正确；DNA普遍存在5-甲基胞嘧啶和N6-甲基腺嘌呤，两者均不含脱氧核 糖，B错误；DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本 骨架，碱基排列在内侧，C错误；DNA双链存在A—T、G—C配对关系，5- 甲基胞嘧啶和N6-甲基腺嘌呤均参与碱基互补配对，D错误。
角度二 围绕DNA复制及有关计算，考查科学思维
3. （2025·广东高考7题）Solexa测序是一种将PCR与荧光检测相结合的高 通量测序技术。为了确保该PCR过程中，DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸 单位完成聚合反应后，DNA链不继续延伸，应保护底物中脱氧核糖结构上 的（　　）
A. 1'-碱基
B. 2'-氢
C. 3'-羟基
D. 5'-磷酸基团
√
解析：已知DNA聚合酶催化延伸子链方向只能从5'→3'，原因是脱氧核 苷酸的3'碳有羟基，可以结合下一个脱氧核苷酸的5'碳的磷酸基团，故为了 DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后，DNA链不继续延 伸，应保护底物中脱氧核糖结构上的3'-羟基，使其不能结合下一个脱氧核 苷酸的5'碳的磷酸基团，C正确。
4. （2023·山东高考5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
√
解析：据图分析可知，甲时新合成的单链①比②短，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；①和②两条链中碱 基是互补的，甲时新合成的单链①比②短，但②中多出的部分可能不含 A、T，因此①中A、T之和与②中A、T之和可能相等，B正确；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；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。
一个含有32P标记的噬菌体双链DNA
分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA
分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记　
课时跟踪检测
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1. 1953年沃森和克里克提出了DNA双螺旋模型。1957年又发现三螺旋 DNA存在，三螺旋DNA受环境影响比较大，例如核酸胞嘧啶的甲基化可使 三螺旋DNA的稳定性显著增强。三螺旋DNA的发现，为从基因水平上治疗 病毒性疾病提供了新的思路。下列有关叙述错误的是（　　）
A. 沃森和克里克首先指出了DNA长链中含有4种脱氧核苷酸，含有A、 T、G、C 4种碱基
B. 沃森和克里克提出了DNA半保留复制假说
C. 三螺旋DNA的形成可能阻碍DNA复制和抑制基因的表达
D. 三螺旋DNA和双螺旋DNA的基本骨架都是由脱氧核糖与磷酸交替排列 构成
√
解析：在沃森和克里克提出DNA双螺旋模型之前，科学界已经认识 到：DNA长链中含有4种脱氧核苷酸，含有A、T、G、C 4种碱基，A错 误；由题意可知，三螺旋DNA受环境影响比较大，例如核酸胞嘧啶的甲基 化可使三螺旋DNA的稳定性显著增强，三螺旋DNA的形成可能阻碍DNA 复制和抑制基因的表达，C正确。
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2. （2025·安徽蚌埠模拟）基因通常是具有遗传效应的DNA片段，下列关 于基因的说法，错误的是（　　）
A. 基因的遗传效应是指基因能直接或间接影响蛋白质的合成
B. 基因的碱基对排列顺序的多样性决定了基因的多样性
C. 基因全都位于染色体上，基因在染色体上呈线性排列
D. DNA的转录过程是以基因为单位进行的，实质是基因的表达
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解析：基因绝大多数在染色体上，染色体是DNA的主要载体，每个 DNA分子含有许多个基因，基因在染色体上呈线性排列，C错误。
3. （2025·陕西渭南二模）DNA鉴定技术被广泛用于遗传病风险评估、刑 事案件的侦破、被拐卖人口寻亲、空难失踪人口身份确认等很多方面。这 是因为DNA作为遗传物质，结构稳定而独特。下列有关DNA的结构叙述错 误的是（　　）
A. 作为生物大分子，DNA由很多个脱氧核苷酸构成
B. 磷酸与脱氧核糖交替排列在外侧构成了基本骨架
C. DNA的每条链中鸟嘌呤和胞嘧啶的数量总是相等的
D. 每个DNA中特定的脱氧核苷酸序列蕴含着特定的遗传信息
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解析：脱氧核苷酸是DNA的基本单位，DNA是由很多个脱氧核苷酸构 成的生物大分子，A正确；磷酸与脱氧核糖交替排列在外侧构成了DNA的 基本骨架，B正确；DNA中A＝T，G＝C，DNA中一条链中的鸟嘌呤与另 一条链中的胞嘧啶数量相等，但DNA的每条链中鸟嘌呤和胞嘧啶的数量不 一定相等，C错误；DNA的特异性在于其碱基对的排列顺序，每个DNA中 特定的脱氧核苷酸序列蕴含着特定的遗传信息，D正确。
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4. （2025·辽宁大连一模）某同学要构建链状DNA平面结构模型。用带孔 的小圆片、五边形木片、长方形木片分别表示磷酸、脱氧核糖、含氮碱 基，数量各50个；用铁丝和订书钉分别代表化学键和氢键，数量充足。下 列叙述错误的是（　　）
A. 应先构建出脱氧核苷酸模型
B. 长方形木片排列在模型内侧
C. 每个五边形连接2个小圆片
D. 模型中碱基对最多可以有25个
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解析：DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，所以构建链状DNA平面结 构模型应先构建出脱氧核苷酸模型，A正确；在DNA结构中，磷酸和脱氧 核糖交替连接排列在外侧，含氮碱基排列在内侧，长方形木片表示含氮碱 基，所以长方形木片排列在模型内侧，B正确；DNA链两端的脱氧核苷酸 中的五边形（脱氧核糖）只连接1个小圆片（磷酸），而中间的五边形连 接2个小圆片，C错误；由于碱基互补配对原则，A与T配对，G与C配对， 所以50个含氮碱基最多可形成25个碱基对，D正确。
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5. （2025·湖南长沙模拟）下列有关DNA复制的过程叙述不正确的是
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A. DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，使两条链 解开
B. DNA分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链的方向相同
C. DNA分子具有多起点复制的特点，缩短了复制所需的时间
D. DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段
解析：DNA复制为双向复制，但两条子链的延伸方向均为5'→3'，由于 模板链方向相反，导致生成的两条子链方向相反，B错误。
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6. （2025·陕西西安模拟）DNA复制时双链DNA从复制起点处解开螺旋成 单链，复制起点呈现叉子形的复制叉。复制
起始点的共同特点是含有丰富的A、T序列，
DNA复制从固定的起始点以双向等速方式进
行，如图所示。下列有关叙述错误的是
（　　）
A. 复制起始点含有丰富的A、T序列的原因是该序列氢键少，更容易解旋
B. 冈崎片段②先于①形成，酶c可将相邻两个冈崎片段连接起来
C. 酶a催化DNA两条链之间氢键的断裂，该过程不需要消耗ATP
D. 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
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解析：双链DNA的碱基A、T之间含有2个氢键，G、C之间含有3个氢 键，故复制起始点含有丰富的A、T序列，氢键少，更容易解旋，A正确； 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，酶c是DNA连接酶，可将相邻两个冈崎片段连接起 来，B正确；据图可知，酶a为解旋酶，DNA复制时，解旋酶催化氢键断 开，需要消耗ATP，C错误；酶b为DNA聚合酶，DNA聚合酶可将脱氧核苷 酸聚合到前导链的3'端，形成磷酸二酯键，D正确。
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7. 含50个碱基对的DNA分子片段的两条链分别为a链和b链，其中a链中（T ＋A）/（G＋C）＝2/3；该DNA分子两条链均含14N，将其在只含有15N的 培养基中连续复制n次，则下列有关说法不正确的是（　　）
A. 该DNA片段的b链中（G＋C）/（T＋A）的值为3/2
B. 该DNA片段中含有腺嘌呤脱氧核苷酸的数目为20个
C. 复制n代后子代DNA中含15N的有（2n－2）个
D. 若n为3，需消耗210个鸟嘌呤脱氧核苷酸
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解析：a链中（T＋A）/（G＋C）＝2/3，根据碱基互补配对原则， b链中（G＋C）/（T＋A）等于a链的倒数，即3/2，A正确；整个DNA 分子中，含50个碱基对，由于a链中（T＋A）/（G＋C）＝2/3，所以T ＋A＝50×2/5＝20，b链中T＋A也有20个，所以T＋A共40个，由于 DNA分子中，A＝T，所以腺嘌呤（A）数目为20，B正确；因复制原 料为15N，所以所有子代DNA均含15N，故含15N的DNA数为2n个，C错 误；根据B选项可知G含有30个，则复制3次需消耗G数为30×（23－ 1）＝210（个），D正确。
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8. （2025·湖北孝感模拟）假设DNA复制方式有三种：半保留复制、全保 留复制和分散复制，复制过程如图所示。若将蚕豆根尖细胞放在含3H的脱 氧核苷酸的培养基中培养，完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的 培养基中继续培养一个细胞周期，下列说法正确的是（　　）
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A. 若是半保留复制，则第二次分裂前期，每条染色体上有2条核苷酸链有 放射性
B. 若复制方式是分散复制，则完成两个细胞周期后，有一半的细胞有放射 性标记
C. 若复制方式是全保留复制，则第一次分裂结束后每个子细胞均有一半染 色体带放射性
D. 根据本实验中完成第一个细胞周期的结果即可判断出DNA复制是否为 全保留复制
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解析：若复制方式是半保留复制，则第二次分裂前期，每条染色体上 只有1条核苷酸链有放射性，A错误；若复制方式是分散复制，则完成两个 细胞周期后，全部细胞都有放射性标记，B错误；若复制方式是全保留复 制，则第一次分裂结束后每个子细胞中带放射性的染色体数目是随机的， C错误；完成第一个细胞周期后，若为半保留复制，每条染色体上只有1条 核苷酸链有放射性，若为全保留复制，存在没有放射性的染色体，若为分 散复制，每条染色体都有放射性，每种复制方式得到的结果不一样，因此 可根据本实验中完成第一个细胞周期的结果来判断DNA复制是否为全保留 复制，D正确。
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9. （2025·甘肃金昌一模）哺乳动物的线粒体DNA是双链闭合环状分子， 其上有两个复制起点。当线粒体DNA
复制时，复制起点1先被启动，L链开
始复制，当子链1合成约2/3时，复制
起点2启动H链开始复制（如图所示）。
下列叙述错误的是（　　）
A. 该DNA分子中每个脱氧核糖都与两个磷酸基团相连
B. 子链中新形成的磷酸二酯键数目和脱氧核苷酸数目相同
C. 复制完成后，子链1中的嘌呤数与子链2中的嘧啶数一定相等
D. 若该线粒体DNA放在15N的培养液中复制3次，含15N的DNA有6个
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解析：该DNA分子呈环状，每个脱氧核糖都与两个磷酸基团相连，A 正确；由于该DNA分子呈环状，母链和子链均呈环状，环状脱氧核苷酸链 中，磷酸二酯键的数目＝脱氧核苷酸的数目，B正确；两条模板链互补配 对，子链1和2也互补配对，A与T配对，C与G配对，故子链1中嘌呤数A＋ G＝子链2中嘧啶数T＋C，C正确；若将线粒体DNA放在15N的培养液中复 制3次，所有的DNA均含15N，D错误。
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10.下列关于真核生物中的DNA的叙述，不正确的是（　　）
A.若一名男子和一名女子含有相同的X染色体DNA，两者的关系可能
为兄妹
B.DNA分子的稳定性与氢键的含量有关，C—G含量越高，DNA分子
越稳定
C.若DNA含有碱基共X个，其中G有m个，则第三次复制需消耗碱基
7X个
D.复制子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3'端，每条链的3'端是羟
基末端
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解析：男子的X染色体只能来自其母亲，女子的一个X染色体也来自其母亲。若两人从母亲处遗传了相同的X染色体（如母亲的两个X染色体之一），则他们可能是同母的兄妹，A正确；DNA稳定性与氢键数量有关：A—T配对形成2个氢键，C—G配对形成3个氢键，C—G含量越高，氢键越多，DNA分子越稳定，B正确；若DNA含有碱基共X个，DNA复制为半保留复制，第一次复制需X个碱基，第二次复制需2X个碱基，第三次复制需4X个碱基，C错误；DNA链延伸时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接到链的3'-羟基端，子链合成方向为5'→3'，每条链的5'端是磷酸基团，3'端是羟基，D正确。
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11.如图为真核细胞内某基因（15N标记）结构示意图，该基因全部碱基中A占20％，下列说法正确的是（　　）
A.DNA解旋酶作用于①②两处
B.该基因的一条核苷酸链中（C＋G）/（A＋T）为3∶2
C.若①处后T变为A，则该基因控制的性状一定发生变化
D.将该基因置于含14N的培养液中复制3次后，含15N的DNA分子占1/8
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解析：解旋酶的作用是使氢键断开，作用部位是②，A错误；已知该基因全部碱基中A占20％，则T＝A＝20％，C＝G＝30％，因此一条核苷酸链中（C＋G）/（A＋T）＝60％∶40％＝3∶2，B正确；若①处后T变为A，则发生了基因突变，但由于密码子的简并等原因，该基因控制的性状不一定发生变化，C错误；DNA的复制为半保留复制，将该基因置于含14N的培养液中复制3次后得到8个DNA分子，只有2个DNA分子中各有一条链含15N，所以含15N的DNA分子占1/4，D错误。
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12. DNA复制时，一条子链是连续合成的，称为前导链；另一条子链的合 成是不连续的，即先合成一些小片段，最后连成一条完整的长链，称为后 随链（参如图）。复制过程中，由于DNA聚合酶不能单独发动新链的合 成，只能催化已有链的延长，因此
DNA合成是由RNA引物引发的。
下列相关判断错误的是（　　）
前导链的合成方向与复制叉
移动方向一致，后随链的合成
方向与之相反
B. 前导链合成所需的嘌呤碱基数等于后随链合成所需的嘌呤碱基数
C. 图中所示的“空白”区域可以由DNA聚合酶催化合成的新链来填补
D. 图中引物的合成方向为5'→3'，该过程需要由RNA聚合酶催化进行
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解析：据图可知，前导链的合成方向是5'→3'（从右到左），复制叉的 移动方向也是从右到左，后随链的合成方向是从从左到右，A正确；前导 链和后随链是互补的，根据碱基互补配对原则，前导链合成所需的嘌呤碱 基数等于后随链合成所需的嘧啶碱基数，B错误；空白区域是去除RNA引 物后形成的，可能由DNA聚合酶催化合成的新链来填补，C正确；图中的 引物是RNA，图中引物的合成方向为5'→3'，该过程需要在RNA聚合酶作 用下进行，D正确。
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