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(共27张PPT)
第25讲DNA的结构、复制及基因的本质
内容索引
NEIRONGSUOYIN
考点二
DNA复制过程及计算
DNA分子的结构与基因的本质
考点一
DNA分子的结构与基因的本质
考点一
梳理 必备知识
1.DNA的结构
(1)DNA分子的结构层次
C、H、O、N、P
磷酸
碱基
A与T配对，
G与C配对
拾遗 挖掘
(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,这一端称作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。
(2)DNA结构特点
磷酸和脱氧核糖
碱基互补配对
4n
碱基
排列顺序
2.基因及其与DNA、染色体的关系
(1)基因的本质:基因通常是有 。有些病毒的遗传物质是RNA,对于这些病毒而言,基因就是 。
(2)基因与染色体、DNA、核苷酸的关系
遗传效应的DNA片段
有遗传效应的RNA片段
一个
或两个
有遗传
效应的DNA片段
核苷酸排列
顺序
精练 迁移应用
考向1　DNA结构与特性的分析
1.(2025·贵州卷,5)如图为核酸的部分结构及遗传信息传递过程的示意
图。下列叙述正确的是(　　)
A.图中箭头所指碳原子上连接的基团是—OH
B.甲链中相邻两个五碳糖通过磷酸二酯键连接
C.若图中序列编码一个氨基酸,则其密码子为UAC
D.遗传信息可从甲链流向乙链,但不能从乙链流向甲链
B
解析:题图中含有尿嘧啶和胸腺嘧啶,应该代表的是转录(或逆转录)过程,图中箭头所指碳原子为脱氧核糖的2号碳原子,其上连接的基团是—H,A错误;甲链中相邻两个五碳糖通过磷酸二酯键连接,B正确;若题图中序列编码一个氨基酸,即图示过程为转录过程,则其密码子为5'-CAU-3'(密码子读取的方向是5'→3'),C错误;遗传信息通过转录过程从甲链流向乙链,还可通过逆转录过程从乙链流向甲链,D错误。
考向2　DNA分子中碱基数量相关计算
2.(2026·山东泰安模拟)某同学利用相关材料制作DNA双螺旋结构模型,已知该模型包含10个碱基对,其中有4个腺嘌呤。下列叙述错误的是(　　)
A.模型中胸腺嘧啶与胞嘧啶之和等于10
B.模型的每个脱氧核糖上都连接着两个磷酸基团
C.模型中共有26个氢键和18个连接脱氧核苷酸的化学键
D.该同学不可能制作出410种DNA双螺旋结构模型
B
解析:已知DNA含10对碱基,A=4,则T=4,剩余碱基对为C—G,共6对,即C=6,因此T+C=4+6=10,故模型中胸腺嘧啶(T)与胞嘧啶(C)之和等于10,A正确;
DNA链中,中间的脱氧核糖通过磷酸二酯键连接两个磷酸基团,但5'端的脱氧核糖仅连接一个磷酸基团,模型中包含两条链,有两个脱氧核糖仅连接一个磷酸基团,B错误;A—T碱基对含2个氢键,C—G碱基对含3个氢键,4对A—T碱基对共含8个氢键,6对C—G碱基对共含18个氢键,总计26个氢键,每条链有10个脱氧核苷酸,磷酸二酯键数为10-1=9,两条链共18个,C正确;如果不考虑碱基比例限制,10个碱基对可能形成410种DNA结构,但本题中碱基比例已确定(A有4个),所以能制作出的DNA双螺旋结构模型数量远少于410种,D正确。
3.(2026·河北石家庄模拟)某双链(α链和β链)DNA分子中鸟嘌呤与胞嘧啶的数量之和占全部碱基总数的56%,α链中腺嘌呤占28%。下列关于该DNA分子的叙述,错误的是(　　)
A.β链中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量之和占该链碱基总数的44%
B.α链中(G+C)/(A+T)=11/14,β链中(G+C)/(A+T)=14/11
C.α链中胸腺嘧啶所占的比例是16%,占双链DNA分子的8%
D.(A+T)/(G+C)的值可体现不同生物DNA分子的特异性
B
解析:DNA分子中G与C的数量之和占全部碱基总数的56%,则A与T的数量之和占全部碱基总数的44%,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,因此β链中A与T的数量之和也占该链碱基总数的44%,A正确;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,因此α链和β链中(G+C)/(A+T)相等,都是56%/44%=14/11,B错误;α链中胸腺嘧啶所占的比例是1-56%-28%=16%,占双链DNA分子的比例是16%÷2=8%,C正确;不同生物的DNA分子中互补碱基之和的比值一般不同,即(A+T)/(C+G)的值可体现不同生物DNA分子的特异性,D正确。
DNA复制过程及计算
考点二
梳理 必备知识
1.DNA半保留复制的实验证据
半保留
同位素标记
全部重带
半保留复制
2.DNA的复制
(1)概念、时间、场所
间期
线粒体
叶绿体
(2)过程(特点: ;半保留复制)
边解旋边复制
解旋
脱氧
核苷酸
DNA聚合酶
碱基互补配对
(3)结果:一个DNA分子形成了两个 的DNA分子。
(4)DNA准确复制的原因和意义
完全相同
双螺旋
碱基互补配对
遗传信息
遗传信息
深研 重难问题
探究　日本学者冈崎等人发现在DNA复制过程中,滞后链是由酶X催化合成的不连续、相对较短的DNA片段通过酶Y连接而成的长链,这些不连续、相对较短的DNA片段称为冈崎片段。请分析并回答下列问题。
(1)由此图可知,DNA复制的特点是什么
提示:边解旋边复制,复制方式是半保留方式。
(2)酶X、Z分别为　　　　 　、　　　　　。
(3)图中的a链是滞后链,冈崎片段延伸的方向是　　　　　,判断的依据是__________________________________________________________
　　　　　　　　　　　　。
DNA聚合酶
解旋酶
5'→3'
DNA聚合酶只能在5'→3'方向上合成新的DNA链,因此冈崎片段延伸的方向是5'→3'
精练 迁移应用
考向1　DNA复制的实验探究
1.(2026·陕西西安模拟)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: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并进行密度梯度离心,再测定溶液的紫外光吸收光谱(如图甲所示);若培养时间为40分钟,则所得结果可能对应图乙中部分曲线。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.DNA是大肠杆菌的主要遗传物质,条件适宜时每20分钟即可复制一次
B.大肠杆菌拟核的DNA分子中,并非每个脱氧核糖都连接两个磷酸基团
C.若DNA通过半保留方式复制,则40分钟后所得结果对应图乙中的e、f
D.大肠杆菌DNA复制过程中以4种游离的核糖核苷酸为原材料
答案:C
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。
解析:大肠杆菌是细胞生物,细胞生物的遗传物质是DNA,A错误;大肠杆菌拟核的DNA分子是环状的,在环状DNA分子中,每个脱氧核糖都连接两个磷酸基团,B错误;若大肠杆菌DNA通过半保留方式复制,40分钟后进行了两次复制,亲代DNA两条链均被15N标记,复制一次后得到的两个DNA分子都是一条链含15N、一条链含14N,再复制一次,得到的DNA分子中,有两个DNA分子是一条链含15N、一条链含14N,另外两个DNA分子两条链都含14N,对应图乙中的e、f,C正确;大肠杆菌DNA复制过程中以4种游离的脱氧核苷酸为材料,D错误。
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。
考向2　DNA复制的过程分析
2.一段DNA的两条链分别记为Ⅰ、Ⅱ,通过复制新合成子链a、b、c,其中c比b先合成。下列叙述错误的是(　　)
A.合成子链a、b、c时,都需要引物
B.子链a的合成方向是从右端向左端延伸
C.合成子链a、b、c时需要DNA聚合酶
D.子链a、b、c合成后,Ⅰ链与Ⅱ链重新形成双链结构
D
解析:DNA复制过程中,DNA聚合酶需要引物来启动新链的合成,引物通常是一段短核酸序列,为DNA聚合酶提供3'-OH末端,以便开始延伸,A正确;
Ⅰ的右边为3'端,子链与模板链方向相反,DNA复制时,子链沿5'→3'方向延伸,题图中子链a的合成方向是从右端向左端延伸,B正确;新链合成均需DNA聚合酶催化,C正确;DNA复制是半保留复制,两条模板链不会重新形成双链结构,而是各自与其新合成子链配对形成新的双链结构,D错误。
考向3　DNA复制过程中的有关计算
3.(2026·广东佛山模拟)用15N标记含有100个碱基对的DNA分子(其中有腺嘌呤60个),该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。下列有关判断错误的是(　　)
A.含有15N的DNA分子有两个
B.含有14N的DNA分子占总数的7/8
C.第4次复制消耗胞嘧啶脱氧核苷酸320个
D.复制共产生16个DNA分子
B
解析:由于DNA分子的复制是半保留复制,不管复制几次,最终子代DNA有两个保留亲代DNA的2条母链,故最终有两个子代含15N,A正确;该DNA分子是在含14N的培养基中复制的,新形成的子链均含有14N,故DNA分子都含14N,比例为1,B错误;根据碱基互补配对原则,DNA分子中腺嘌呤有60个,则胞嘧啶有40个,第4次复制需消耗胞嘧啶脱氧核苷酸24-1×40=320(个),C正确;1个DNA分子经过4次复制,共产生24=16(个)DNA分子,D正确。(共25张PPT)
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1.(2026·广东深圳模拟)沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型综合了多个领域的研究成果,下列哪项不是其模型构建的依据(　　)
A.摩尔根通过实验证明了基因在染色体上呈线性排列
B.早期科学家发现DNA含有A、T、C、G四种碱基
C.查哥夫发现的A与T、G与C的数量相等关系
D.富兰克林用X射线衍射技术获得DNA衍射图谱
A
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解析:摩尔根通过果蝇实验证明了基因在染色体上呈线性排列,这属于基因与染色体关系的结论,与DNA分子结构模型的构建无直接关联,A符合题意;早期科学家发现DNA含有A、T、C、G四种碱基,这是DNA化学组成的基础,为模型构建提供了必要信息,B不符合题意;查哥夫发现的A与T、G与C的数量相等关系(查哥夫规则),为碱基互补配对原则的提出提供了重要依据,C不符合题意;富兰克林用X射线衍射技术获得DNA衍射图谱,揭示了DNA的螺旋结构特征(如直径、螺距等),为模型构建提供了关键实验证据,D不符合题意。
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2.(2026·辽宁朝阳模拟)如图表示某学生在“制作DNA双螺旋结构模型”活动中制作的一个模型,①②③④分别代表四种不同的碱基模型(①③代表嘌呤碱基,②④代表嘧啶碱基)。下列叙述正确的是(　　)
A.该模型可以代表一个双链脱氧核糖核酸分子
B.该模型表明每个脱氧核糖都与一个磷酸相连
C.①②③④位于DNA双螺旋结构的外侧
D.若要将此链和其互补链连接,则需要10个代表氢键的连接物
D
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解析:该模型只有一条单链,不能代表一个双链脱氧核糖核酸分子,A错误;该模型中有三个脱氧核糖都与两个磷酸相连,有一个脱氧核糖与一个磷酸相连,B错误;①②③④是碱基,位于DNA双螺旋结构的内侧,磷酸和脱氧核糖交替连接,排列在外侧,C错误;若要将此链和其互补链连接,其中的A—T之间有2个氢键,C—G之间有3个氢键,题图中A—T碱基对有2个,C—G碱基对有2个,则需要2×2+2×3=10(个)代表氢键的连接物,D正确。
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3.(2026·河北秦皇岛模拟)生活中,手机的人脸识别解锁、购物时的刷脸支付等都运用了人脸识别技术,给我们的生活带来了极大的便利。下列说法错误的是(　　)
A.DNA的多样性和特异性是人脸多样性和特异性的物质基础,决定人脸识别技术的可行性
B.人体中相关基因的碱基排列顺序,决定了人脸特征的多样性
C.面部特征都是相关基因通过控制酶的合成来实现的
D.人脸识别技术是通过识别人面部多个性状实现的
C
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解析:DNA的多样性决定了蛋白质的多样性,而DNA的特异性导致个体间性状差异,因此是人脸多样性和特异性的物质基础,A正确;基因的碱基排列顺序(遗传信息)直接决定蛋白质的结构,进而影响人脸特征,B正确;基因控制性状的途径包括控制酶的合成(间接)和直接控制结构蛋白,面部特征如骨骼形态可能由结构蛋白直接决定,并不是均通过酶实现,C错误;人脸识别需综合多个性状(多基因控制的特征),符合生物学原理,D正确。
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4.在一个DNA分子中,腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占全部碱基的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%
C
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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分子中与在单链上的含量相等,所以在两条链中A+T、G+C均分别占42%、58%;若链1上C1占24%,则链1上G1占34%,其互补链2上C2占34%;若链1上T1占30%,则链1上A1占12%,其互补链2上T2占12%,故选C。
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5.轮状病毒为双链RNA病毒,是引起婴幼儿急性肠胃炎最常见的病原体之一。下列关于该病毒的RNA的叙述,正确的是(　　)
A.磷酸和核糖交替排列形成的骨架是决定该RNA特异性的结构之一
B.若该RNA有m个碱基对,其中碱基A有n个,则碱基间氢键有(3m-n)个
C.双链RNA和其每条单链RNA中(A+U)/(C+G)的值不同
D.单链RNA中有羟基和磷酸基团的末端分别称为5'端和3'端
B
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解析:磷酸和核糖交替排列形成RNA的骨架,RNA的特异性由碱基排列顺序决定,A错误;双链RNA中,A—U碱基对含2个氢键,C—G碱基对含3个氢键,总碱基对为m,A数目为n,则A—U碱基对为n,C—G碱基对为m-n,则总氢键数为2n+3(m-n)=3m-n,B正确;双链RNA中(A+U)/(C+G)与单链中的值相同(互补配对导致单双链比值一致),C错误;RNA链的5'端为磷酸基团,3'端为羟基,D错误。
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6.梅塞尔森和斯塔尔在同位素标记实验中,将大肠杆菌置于含15N的培养液中培养,获得了DNA双链都被15N标记的亲代大肠杆菌。下列关于该实验的叙述,正确的是(　　)
A.亲代大肠杆菌中只有DNA和蛋白质含有15N标记
B.通过检测放射性来判断子代大肠杆菌DNA的类型
C.对亲代和子代大肠杆菌进行离心,比较离心带的位置
D.将亲代与子代DNA区分开是探究DNA复制方式的关键
D
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解析:亲代大肠杆菌在含15N的培养液中培养,其DNA、蛋白质、RNA等含N结构均可能被15N标记,A错误;15N为稳定同位素,没有放射性,实验中通过离心技术区分DNA的密度差异(如15N/15N、15N/14N、14N/14N),B错误;离心对象是提取的DNA分子,而不是整个大肠杆菌(细菌离心后会沉淀到管底,无法观察分层),C错误;区分亲代(全15N)与子代DNA的密度差异(如中带或轻带),可推断复制方式(半保留、全保留等),这是探究DNA复制方式的关键,D正确。
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7.(2026·河北承德模拟)图1为真核细胞核DNA复制的电镜照片,其中泡状结构为复制泡。图2为DNA复制时,形成的复制泡的示意图,图中箭头表示子链延伸方向。下列说法错误的是(　　)
A.图1过程发生在细胞分裂前的间期,
以脱氧核苷酸为原料
B.图1中复制泡大小不一,可能是因为多个复制起点并非同时启动
C.图2中模板链a端→c端和b端→d端对应的方向分别为5'→3'和3'→5'
D.图2复制泡两侧的子链延伸方向相反,但均沿模板链的5'→3'方向合成
D
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解析:DNA复制发生于细胞分裂前的间期,解旋酶破坏氢键使DNA解旋,脱氧核苷酸是合成子链的原料,A正确;图1为真核细胞核DNA复制的电镜照片,其中一个DNA分子有多个复制泡,可加快复制速率,复制泡的大小不同,说明不同的复制起点并非同时启动,B正确;子链的延伸方向是从5'→3',且与模板链的关系是反向平行,因此,根据子链的延伸方向,可以判断图2中a端和b端分别是模板链的5'端和3'端,C正确;子链合成方向是5'→3'(如图中箭头所示),子链合成时,DNA聚合酶只能沿模板链的3'→5'方向移动(即模板链方向始终为3'→5'),D错误。
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8.(2026·黑龙江哈尔滨模拟)如图表示细胞中DNA复制的部分过程,图中虚线表示复制起点,该位置一般A、T含量较高。泡状结构叫作DNA复制泡,是DNA上正在复制的部分,下列分析错误的是(　　)
A.复制起点一般A、T含量较高,氢键数量较少,
易解旋
B.图中表示3'端的是b,判断的理由是子链只能由5'端向3'端延伸
C.图示过程中需要DNA聚合酶的参与,该酶的作用是打开DNA双链
D.图中过程具有多个DNA复制泡,可提高DNA复制的效率
C
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解析:A与T之间有2个氢键,G与C之间有3个氢键,复制起点一般A、T含量较高,氢键数量较少,易解旋,A正确;DNA分子复制时,子链只能由5'端向3'端延伸,且模板链与子链反向平行,据题图中DNA子链延伸方向可知,表示3'端的是b,B正确;DNA复制过程中需要DNA聚合酶的参与,该酶的作用是催化磷酸二酯键的形成,打开DNA双链需要解旋酶,C错误;由题图可知,该过程具有多个DNA复制泡,可多起点复制,提高DNA复制的效率,D正确。
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9.(2026·辽宁大连模拟)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(无须离心分离)。若DNA为半保留复制,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
B
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解析:第1代DNA分子由原双链(红色荧光)分别作为模板,新合成的链使用Cy5-dNTP(绿色荧光),因此每个DNA分子含一条红色荧光链和一条绿色荧光链,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、绿双色荧光链,另一半为双绿色荧光链(因新合成的链均用Cy5-dNTP),C、D错误。
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10.(2026·湖南长沙模拟)线粒体DNA(mtDNA)上有A、B两个复制起始区,当mtDNA复制时,A区首先被启动,以L链为模板合成H'链。当H'链合成了约2/3时,B区启动,以H链为模板合成L'链,最终合成两个环状双螺旋DNA分子,该过程如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A.mtDNA含有2个游离的磷酸基团,能指导合成有氧呼吸酶
B.mtDNA的复制方式是半保留复制,H'链和L'链的碱基能互补配对
C.H链与L链的复制有时间差,当H'链全部合成时,L'链只合成了约1/3
D.当一个复制周期完成时,由H链和L'链构成的子代DNA分子滞后形成
A
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解析:据题图可知,mtDNA为环状DNA,没有游离的磷酸基团,A错误;
mtDNA的复制方式是半保留复制,H'链的模板是L链,L'链的模板是H链,H链和L链的碱基互补配对,故H'链和L'链的碱基也能互补配对,B正确;H'链合成约2/3时,启动合成新的L'链,所以当H'链完成复制时,L'链只合成了约1/3,C正确;L'链的合成滞后,当一个复制周期完成时,由H链和L'链构成的子代DNA分子也滞后形成,D正确。
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11.图1中DNA超螺旋是在DNA双螺旋结构的基础上进一步螺旋化形成的螺旋结构。DNA复制过程如图2所示,在非复制区与复制区的相接区域会形成Y字形结构,被称为“复制叉”。回答下列问题。
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(1)构成DNA的基本单位是　　　 　　,DNA分子两条链按
　　　 　　方式盘旋成双螺旋结构。
解析:DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸,由脱氧核糖、磷酸和含氮碱基(A、T、C、G)组成。DNA 分子两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
脱氧核苷酸
反向平行
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(2)超螺旋DNA分子的两条单链中配对的碱基通过　　　　　相连接。与双螺旋DNA相比,超螺旋DNA　　　　　(填“有利于”或“不利于”)DNA进行复制,原因可能是__________________________________
　 　 。
解析:DNA的两条链之间配对的碱基通过氢键连接。DNA超螺旋是在DNA双螺旋结构的基础上进一步螺旋化形成的螺旋结构,结构更复杂、更紧密,DNA复制时先进行解螺旋,而超螺旋的螺旋化加剧,不利于其解旋,故不利于DNA进行复制。
氢键
不利于
超螺旋结构比双螺旋结构更为紧密,
DNA复制需先进行解螺旋,超螺旋的螺旋化加剧,不利于其解旋
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(3)图2中,链①的延伸方向为　　　　　(填“3'→5'”或“5'→3'”),链②的右端为　　　　(填“3'”或“5'”)端。真核生物在DNA复制过程中往往会形成多个复制叉,其意义是　 。 若某DNA分子有
1 000个碱基对,其中碱基G有300个,该DNA分子连续复制3次需要消耗
　　　　　个腺嘌呤脱氧核苷酸。
5'→3'
5'
加快DNA复制速率
4 900
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解析:由于DNA聚合酶工作的过程中,只能从子链的5'端向3'端延伸,因此链①和链②的延伸方向都是5'→3'。根据子链的延伸方向可知链②的右端为5'端。复制叉代表复制的起点,真核生物在DNA复制过程中往往会形成多个复制叉,其目的是同时多点复制,加快复制速率,缩短复制时间。某DNA分子有1 000个碱基对(2 000个碱基),G=300个,则C=300 个,
A+T=2 000-300×2=1 400,故 A=700 个,DNA复制3次后,共产生23=8个DNA分子,新增7个DNA,需消耗腺嘌呤脱氧核苷酸700×7=4 900个。第25讲　DNA的结构、复制及基因的本质
考点一　DNA分子的结构与基因的本质
1.DNA的结构
(1)DNA分子的结构层次
拾遗·挖掘
(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,这一端称作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。
(2)DNA结构特点
2.基因及其与DNA、染色体的关系
(1)基因的本质: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,对于这些病毒而言,基因就是有遗传效应的RNA片段。
(2)基因与染色体、DNA、核苷酸的关系
考向1　DNA结构与特性的分析
1.(2025·贵州卷,5)如图为核酸的部分结构及遗传信息传递过程的示意图。下列叙述正确的是(　　)
A.图中箭头所指碳原子上连接的基团是—OH
B.甲链中相邻两个五碳糖通过磷酸二酯键连接
C.若图中序列编码一个氨基酸,则其密码子为UAC
D.遗传信息可从甲链流向乙链,但不能从乙链流向甲链
答案:B
解析:题图中含有尿嘧啶和胸腺嘧啶,应该代表的是转录(或逆转录)过程,图中箭头所指碳原子为脱氧核糖的2号碳原子,其上连接的基团是—H,A错误;甲链中相邻两个五碳糖通过磷酸二酯键连接,B正确;若题图中序列编码一个氨基酸,即图示过程为转录过程,则其密码子为5'-CAU-3'(密码子读取的方向是5'→3'),C错误;遗传信息通过转录过程从甲链流向乙链,还可通过逆转录过程从乙链流向甲链,D错误。
考向2　DNA分子中碱基数量相关计算
2.(2026·山东泰安模拟)某同学利用相关材料制作DNA双螺旋结构模型,已知该模型包含10个碱基对,其中有4个腺嘌呤。下列叙述错误的是(　　)
A.模型中胸腺嘧啶与胞嘧啶之和等于10
B.模型的每个脱氧核糖上都连接着两个磷酸基团
C.模型中共有26个氢键和18个连接脱氧核苷酸的化学键
D.该同学不可能制作出410种DNA双螺旋结构模型
答案:B
解析:已知DNA含10对碱基,A=4,则T=4,剩余碱基对为C—G,共6对,即C=6,因此T+C=4+6=10,故模型中胸腺嘧啶(T)与胞嘧啶(C)之和等于10,A正确;DNA链中,中间的脱氧核糖通过磷酸二酯键连接两个磷酸基团,但5'端的脱氧核糖仅连接一个磷酸基团,模型中包含两条链,有两个脱氧核糖仅连接一个磷酸基团,B错误;A—T碱基对含2个氢键,C—G碱基对含3个氢键,4对A—T碱基对共含8个氢键,6对C—G碱基对共含18个氢键,总计26个氢键,每条链有10个脱氧核苷酸,磷酸二酯键数为10-1=9,两条链共18个,C正确;如果不考虑碱基比例限制,10个碱基对可能形成410种DNA结构,但本题中碱基比例已确定(A有4个),所以能制作出的DNA双螺旋结构模型数量远少于410种,D正确。
3.(2026·河北石家庄模拟)某双链(α链和β链)DNA分子中鸟嘌呤与胞嘧啶的数量之和占全部碱基总数的56%,α链中腺嘌呤占28%。下列关于该DNA分子的叙述,错误的是(　　)
A.β链中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量之和占该链碱基总数的44%
B.α链中(G+C)/(A+T)=11/14,β链中(G+C)/(A+T)=14/11
C.α链中胸腺嘧啶所占的比例是16%,占双链DNA分子的8%
D.(A+T)/(G+C)的值可体现不同生物DNA分子的特异性
答案:B
解析:DNA分子中G与C的数量之和占全部碱基总数的56%,则A与T的数量之和占全部碱基总数的44%,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,因此β链中A与T的数量之和也占该链碱基总数的44%,A正确;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,因此α链和β链中(G+C)/(A+T)相等,都是56%/44%=14/11,B错误;α链中胸腺嘧啶所占的比例是1-56%-28%=16%,占双链DNA分子的比例是16%÷2=8%,C正确;不同生物的DNA分子中互补碱基之和的比值一般不同,即(A+T)/(C+G)的值可体现不同生物DNA分子的特异性,D正确。
考点二　DNA复制过程及计算
1.DNA半保留复制的实验证据
2.DNA的复制
(1)概念、时间、场所
(2)过程(特点:边解旋边复制;半保留复制)
(3)结果:一个DNA分子形成了两个完全相同的DNA分子。
(4)DNA准确复制的原因和意义
探究　日本学者冈崎等人发现在DNA复制过程中,滞后链是由酶X催化合成的不连续、相对较短的DNA片段通过酶Y连接而成的长链,这些不连续、相对较短的DNA片段称为冈崎片段。请分析并回答下列问题。
(1)由此图可知,DNA复制的特点是什么
提示:边解旋边复制,复制方式是半保留方式。
(2)酶X、Z分别为　　　　　、　　　　　。
提示:DNA聚合酶　解旋酶
(3)图中的a链是滞后链,冈崎片段延伸的方向是　　　　　,判断的依据是　　　　　　　　　　　　。
提示:5'→3'　DNA聚合酶只能在5'→3'方向上合成新的DNA链,因此冈崎片段延伸的方向是5'→3'
考向1　DNA复制的实验探究
1.(2026·陕西西安模拟)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: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并进行密度梯度离心,再测定溶液的紫外光吸收光谱(如图甲所示);若培养时间为40分钟,则所得结果可能对应图乙中部分曲线。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.DNA是大肠杆菌的主要遗传物质,条件适宜时每20分钟即可复制一次
B.大肠杆菌拟核的DNA分子中,并非每个脱氧核糖都连接两个磷酸基团
C.若DNA通过半保留方式复制,则40分钟后所得结果对应图乙中的e、f
D.大肠杆菌DNA复制过程中以4种游离的核糖核苷酸为原材料
答案:C
解析:大肠杆菌是细胞生物,细胞生物的遗传物质是DNA,A错误;大肠杆菌拟核的DNA分子是环状的,在环状DNA分子中,每个脱氧核糖都连接两个磷酸基团,B错误;若大肠杆菌DNA通过半保留方式复制,40分钟后进行了两次复制,亲代DNA两条链均被15N标记,复制一次后得到的两个DNA分子都是一条链含15N、一条链含14N,再复制一次,得到的DNA分子中,有两个DNA分子是一条链含15N、一条链含14N,另外两个DNA分子两条链都含14N,对应图乙中的e、f,C正确;大肠杆菌DNA复制过程中以4种游离的脱氧核苷酸为材料,D错误。
考向2　DNA复制的过程分析
2.一段DNA的两条链分别记为Ⅰ、Ⅱ,通过复制新合成子链a、b、c,其中c比b先合成。下列叙述错误的是(　　)
A.合成子链a、b、c时,都需要引物
B.子链a的合成方向是从右端向左端延伸
C.合成子链a、b、c时需要DNA聚合酶
D.子链a、b、c合成后,Ⅰ链与Ⅱ链重新形成双链结构
答案:D
解析:DNA复制过程中,DNA聚合酶需要引物来启动新链的合成,引物通常是一段短核酸序列,为DNA聚合酶提供3'-OH末端,以便开始延伸,A正确;Ⅰ的右边为3'端,子链与模板链方向相反,DNA复制时,子链沿5'→3'方向延伸,题图中子链a的合成方向是从右端向左端延伸,B正确;新链合成均需DNA聚合酶催化,C正确;DNA复制是半保留复制,两条模板链不会重新形成双链结构,而是各自与其新合成子链配对形成新的双链结构,D错误。
考向3　DNA复制过程中的有关计算
3.(2026·广东佛山模拟)用15N标记含有100个碱基对的DNA分子(其中有腺嘌呤60个),该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。下列有关判断错误的是(　　)
A.含有15N的DNA分子有两个
B.含有14N的DNA分子占总数的7/8
C.第4次复制消耗胞嘧啶脱氧核苷酸320个
D.复制共产生16个DNA分子
答案:B
解析:由于DNA分子的复制是半保留复制,不管复制几次,最终子代DNA有两个保留亲代DNA的2条母链,故最终有两个子代含15N,A正确;该DNA分子是在含14N的培养基中复制的,新形成的子链均含有14N,故DNA分子都含14N,比例为1,B错误;根据碱基互补配对原则,DNA分子中腺嘌呤有60个,则胞嘧啶有40个,第4次复制需消耗胞嘧啶脱氧核苷酸24-1×40=320(个),C正确;1个DNA分子经过4次复制,共产生24=16(个)DNA分子,D正确。
1.(2026·广东深圳模拟)沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型综合了多个领域的研究成果,下列哪项不是其模型构建的依据(　　)
A.摩尔根通过实验证明了基因在染色体上呈线性排列
B.早期科学家发现DNA含有A、T、C、G四种碱基
C.查哥夫发现的A与T、G与C的数量相等关系
D.富兰克林用X射线衍射技术获得DNA衍射图谱
答案:A
解析:摩尔根通过果蝇实验证明了基因在染色体上呈线性排列,这属于基因与染色体关系的结论,与DNA分子结构模型的构建无直接关联,A符合题意;早期科学家发现DNA含有A、T、C、G四种碱基,这是DNA化学组成的基础,为模型构建提供了必要信息,B不符合题意;查哥夫发现的A与T、G与C的数量相等关系(查哥夫规则),为碱基互补配对原则的提出提供了重要依据,C不符合题意;富兰克林用X射线衍射技术获得DNA衍射图谱,揭示了DNA的螺旋结构特征(如直径、螺距等),为模型构建提供了关键实验证据,D不符合题意。
2.(2026·辽宁朝阳模拟)如图表示某学生在“制作DNA双螺旋结构模型”活动中制作的一个模型,①②③④分别代表四种不同的碱基模型(①③代表嘌呤碱基,②④代表嘧啶碱基)。下列叙述正确的是(　　)
A.该模型可以代表一个双链脱氧核糖核酸分子
B.该模型表明每个脱氧核糖都与一个磷酸相连
C.①②③④位于DNA双螺旋结构的外侧
D.若要将此链和其互补链连接,则需要10个代表氢键的连接物
答案:D
解析:该模型只有一条单链,不能代表一个双链脱氧核糖核酸分子,A错误;该模型中有三个脱氧核糖都与两个磷酸相连,有一个脱氧核糖与一个磷酸相连,B错误;①②③④是碱基,位于DNA双螺旋结构的内侧,磷酸和脱氧核糖交替连接,排列在外侧,C错误;若要将此链和其互补链连接,其中的A—T之间有2个氢键,C—G之间有3个氢键,题图中A—T碱基对有2个,C—G碱基对有2个,则需要2×2+2×3=10(个)代表氢键的连接物,D正确。
3.(2026·河北秦皇岛模拟)生活中,手机的人脸识别解锁、购物时的刷脸支付等都运用了人脸识别技术,给我们的生活带来了极大的便利。下列说法错误的是(　　)
A.DNA的多样性和特异性是人脸多样性和特异性的物质基础,决定人脸识别技术的可行性
B.人体中相关基因的碱基排列顺序,决定了人脸特征的多样性
C.面部特征都是相关基因通过控制酶的合成来实现的
D.人脸识别技术是通过识别人面部多个性状实现的
答案:C
解析:DNA的多样性决定了蛋白质的多样性,而DNA的特异性导致个体间性状差异,因此是人脸多样性和特异性的物质基础,A正确;基因的碱基排列顺序(遗传信息)直接决定蛋白质的结构,进而影响人脸特征,B正确;基因控制性状的途径包括控制酶的合成(间接)和直接控制结构蛋白,面部特征如骨骼形态可能由结构蛋白直接决定,并不是均通过酶实现,C错误;人脸识别需综合多个性状(多基因控制的特征),符合生物学原理,D正确。
4.在一个DNA分子中,腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占全部碱基的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%
答案:C
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分子中与在单链上的含量相等,所以在两条链中A+T、G+C均分别占42%、58%;若链1上C1占24%,则链1上G1占34%,其互补链2上C2占34%;若链1上T1占30%,则链1上A1占12%,其互补链2上T2占12%,故选C。
5.轮状病毒为双链RNA病毒,是引起婴幼儿急性肠胃炎最常见的病原体之一。下列关于该病毒的RNA的叙述,正确的是(　　)
A.磷酸和核糖交替排列形成的骨架是决定该RNA特异性的结构之一
B.若该RNA有m个碱基对,其中碱基A有n个,则碱基间氢键有(3m-n)个
C.双链RNA和其每条单链RNA中(A+U)/(C+G)的值不同
D.单链RNA中有羟基和磷酸基团的末端分别称为5'端和3'端
答案:B
解析:磷酸和核糖交替排列形成RNA的骨架,RNA的特异性由碱基排列顺序决定,A错误;双链RNA中,A—U碱基对含2个氢键,C—G碱基对含3个氢键,总碱基对为m,A数目为n,则A—U碱基对为n,C—G碱基对为m-n,则总氢键数为2n+3(m-n)=3m-n,B正确;双链RNA中(A+U)/(C+G)与单链中的值相同(互补配对导致单双链比值一致),C错误;RNA链的5'端为磷酸基团,3'端为羟基,D错误。
6.梅塞尔森和斯塔尔在同位素标记实验中,将大肠杆菌置于含15N的培养液中培养,获得了DNA双链都被15N标记的亲代大肠杆菌。下列关于该实验的叙述,正确的是(　　)
A.亲代大肠杆菌中只有DNA和蛋白质含有15N标记
B.通过检测放射性来判断子代大肠杆菌DNA的类型
C.对亲代和子代大肠杆菌进行离心,比较离心带的位置
D.将亲代与子代DNA区分开是探究DNA复制方式的关键
答案:D
解析:亲代大肠杆菌在含15N的培养液中培养,其DNA、蛋白质、RNA等含N结构均可能被15N标记,A错误;15N为稳定同位素,没有放射性,实验中通过离心技术区分DNA的密度差异(如15N/15N、15N/14N、14N/14N),B错误;离心对象是提取的DNA分子,而不是整个大肠杆菌(细菌离心后会沉淀到管底,无法观察分层),C错误;区分亲代(全15N)与子代DNA的密度差异(如中带或轻带),可推断复制方式(半保留、全保留等),这是探究DNA复制方式的关键,D正确。
7.(2026·河北承德模拟)图1为真核细胞核DNA复制的电镜照片,其中泡状结构为复制泡。图2为DNA复制时,形成的复制泡的示意图,图中箭头表示子链延伸方向。下列说法错误的是(　　)
A.图1过程发生在细胞分裂前的间期,以脱氧核苷酸为原料
B.图1中复制泡大小不一,可能是因为多个复制起点并非同时启动
C.图2中模板链a端→c端和b端→d端对应的方向分别为5'→3'和3'→5'
D.图2复制泡两侧的子链延伸方向相反,但均沿模板链的5'→3'方向合成
答案:D
解析:DNA复制发生于细胞分裂前的间期,解旋酶破坏氢键使DNA解旋,脱氧核苷酸是合成子链的原料,A正确;图1为真核细胞核DNA复制的电镜照片,其中一个DNA分子有多个复制泡,可加快复制速率,复制泡的大小不同,说明不同的复制起点并非同时启动,B正确;子链的延伸方向是从5'→3',且与模板链的关系是反向平行,因此,根据子链的延伸方向,可以判断图2中a端和b端分别是模板链的5'端和3'端,C正确;子链合成方向是5'→3'(如图中箭头所示),子链合成时,DNA聚合酶只能沿模板链的3'→5'方向移动(即模板链方向始终为3'→5'),D错误。
8.(2026·黑龙江哈尔滨模拟)如图表示细胞中DNA复制的部分过程,图中虚线表示复制起点,该位置一般A、T含量较高。泡状结构叫作DNA复制泡,是DNA上正在复制的部分,下列分析错误的是(　　)
A.复制起点一般A、T含量较高,氢键数量较少,易解旋
B.图中表示3'端的是b,判断的理由是子链只能由5'端向3'端延伸
C.图示过程中需要DNA聚合酶的参与,该酶的作用是打开DNA双链
D.图中过程具有多个DNA复制泡,可提高DNA复制的效率
答案:C
解析:A与T之间有2个氢键,G与C之间有3个氢键,复制起点一般A、T含量较高,氢键数量较少,易解旋,A正确;DNA分子复制时,子链只能由5'端向3'端延伸,且模板链与子链反向平行,据题图中DNA子链延伸方向可知,表示3'端的是b,B正确;DNA复制过程中需要DNA聚合酶的参与,该酶的作用是催化磷酸二酯键的形成,打开DNA双链需要解旋酶,C错误;由题图可知,该过程具有多个DNA复制泡,可多起点复制,提高DNA复制的效率,D正确。
9.(2026·辽宁大连模拟)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(无须离心分离)。若DNA为半保留复制,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
答案:B
解析:第1代DNA分子由原双链(红色荧光)分别作为模板,新合成的链使用Cy5-dNTP(绿色荧光),因此每个DNA分子含一条红色荧光链和一条绿色荧光链,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、绿双色荧光链,另一半为双绿色荧光链(因新合成的链均用Cy5-dNTP),C、D错误。
10.(2026·湖南长沙模拟)线粒体DNA(mtDNA)上有A、B两个复制起始区,当mtDNA复制时,A区首先被启动,以L链为模板合成H'链。当H'链合成了约2/3时,B区启动,以H链为模板合成L'链,最终合成两个环状双螺旋DNA分子,该过程如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A.mtDNA含有2个游离的磷酸基团,能指导合成有氧呼吸酶
B.mtDNA的复制方式是半保留复制,H'链和L'链的碱基能互补配对
C.H链与L链的复制有时间差,当H'链全部合成时,L'链只合成了约1/3
D.当一个复制周期完成时,由H链和L'链构成的子代DNA分子滞后形成
答案:A
解析:据题图可知,mtDNA为环状DNA,没有游离的磷酸基团,A错误;mtDNA的复制方式是半保留复制,H'链的模板是L链,L'链的模板是H链,H链和L链的碱基互补配对,故H'链和L'链的碱基也能互补配对,B正确;H'链合成约2/3时,启动合成新的L'链,所以当H'链完成复制时,L'链只合成了约1/3,C正确;L'链的合成滞后,当一个复制周期完成时,由H链和L'链构成的子代DNA分子也滞后形成,D正确。
11.图1中DNA超螺旋是在DNA双螺旋结构的基础上进一步螺旋化形成的螺旋结构。DNA复制过程如图2所示,在非复制区与复制区的相接区域会形成Y字形结构,被称为“复制叉”。回答下列问题。
(1)构成DNA的基本单位是　　　　　,DNA分子两条链按　　　　　方式盘旋成双螺旋结构。
(2)超螺旋DNA分子的两条单链中配对的碱基通过　　　　　相连接。与双螺旋DNA相比,超螺旋DNA　　　　　(填“有利于”或“不利于”)DNA进行复制,原因可能是　 　 。
(3)图2中,链①的延伸方向为　　　　　(填“3'→5'”或“5'→3'”),链②的右端为　　　　(填“3'”或“5'”)端。真核生物在DNA复制过程中往往会形成多个复制叉,其意义是　 。
若某DNA分子有1 000个碱基对,其中碱基G有300个,该DNA分子连续复制3次需要消耗　　　　　个腺嘌呤脱氧核苷酸。
答案:(1)脱氧核苷酸　反向平行
(2)氢键　不利于　超螺旋结构比双螺旋结构更为紧密,DNA复制需先进行解螺旋,超螺旋的螺旋化加剧,不利于其解旋
(3)5'→3'　5'　加快DNA复制速率　4 900
解析:(1)DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸,由脱氧核糖、磷酸和含氮碱基(A、T、C、G)组成。DNA 分子两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
(2)DNA的两条链之间配对的碱基通过氢键连接。DNA超螺旋是在DNA双螺旋结构的基础上进一步螺旋化形成的螺旋结构,结构更复杂、更紧密,DNA复制时先进行解螺旋,而超螺旋的螺旋化加剧,不利于其解旋,故不利于DNA进行复制。
(3)由于DNA聚合酶工作的过程中,只能从子链的5'端向3'端延伸,因此链①和链②的延伸方向都是5'→3'。根据子链的延伸方向可知链②的右端为5'端。复制叉代表复制的起点,真核生物在DNA复制过程中往往会形成多个复制叉,其目的是同时多点复制,加快复制速率,缩短复制时间。某DNA分子有1 000个碱基对(2 000个碱基),G=300个,则C=300 个,A+T=2 000-300×2=1 400,故 A=700 个,DNA复制3次后,共产生23=8个DNA分子,新增7个DNA,需消耗腺嘌呤脱氧核苷酸700×7=4 900个。
专题加强6　DNA复制与细胞分裂中染色体的同位素标记
1.有丝分裂中染色体标记情况分析
(1)过程分析(15N标记后在14N环境下复制)
(2)规律总结(设体细胞中染色体总数为2n)
①标记染色体总数
第一次 有丝分 裂中期 第一次 有丝分 裂后期 第二次 有丝分 裂中期 第二次 有丝分 裂后期
15N标记的染色体数 2n 4n 2n 2n
15N标记的染色单体数 4n 0 2n 0
a.第一次分裂:第一次有丝分裂后,每一个细胞的每一条染色体都含有标记。
b.第二次分裂:进行两次有丝分裂后,形成的所有染色体中会有一半被标记。
②含标记染色体的细胞数
1个细胞经两次有丝分裂产生的4个子细胞中有2或3或4个细胞含有15N标记的染色体。
③每个细胞中含标记染色体数
每个子细胞含15N标记的染色体为0~2n条。
2.减数分裂中核DNA和染色体的标记情况分析
(1)过程分析
(2)规律总结
由图可以看出,减数分裂过程中细胞虽然连续分裂两次,但DNA只复制一次,所以四个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条利用原料合成的子链组成。
1.(2026·安徽合肥模拟)选取大蒜(2n=16)的一个根尖细胞放在含32P的培养液中培养,待其完成两次细胞分裂后进行统计。下列叙述正确的是(　　)
A.可能有两个细胞中含32P,两个细胞中不含32P
B.可能每个细胞中既有含32P的染色体,也有不含32P的染色体
C.可能有两个细胞中的核DNA分子的两条链都含有32P
D.所有细胞中含32P的染色体均占染色体总数的3/4
答案:C
解析:由于DNA分子复制的特点是半保留复制,经过一次细胞分裂后每个核DNA分子中一条链含32P,另一条链不含32P,形成的两个子细胞中都含有32P;第二次细胞分裂前的间期DNA分子复制完成后,每个细胞中的核DNA分子有一半两条链均含32P,另一半一条链含32P,另一条链不含32P;在第二次有丝分裂末期,两条链均含32P的DNA可能进入同一个子细胞,这样的子细胞最多会有两个,C正确。
2.(2026·河南郑州模拟)洋葱根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期,然后在不含放射性标记的培养基中继续完成一个细胞周期。下列叙述正确的是(　　)
A.第一个细胞周期中,细胞内放射性迅速升高的时期是分裂前期
B.第一个细胞周期结束后,每个子细胞中都有一半的染色体被标记
C.第二个细胞周期的分裂中期,每条染色体中仅有一条单体被标记
D.一个细胞完成两个细胞周期后,产生的含3H的子细胞数为1或2或3或4
答案:C
解析:第一个细胞周期中,细胞内放射性迅速升高是由于DNA分子复制,发生在分裂间期,A错误;第一个细胞周期后,每个DNA分子都含有放射性,因此每个子细胞中的染色体都含有放射性,B错误;第二个细胞周期中,分裂间期染色体复制,一条染色体的两个染色单体上只有一个DNA分子含有放射性,因此细胞周期的分裂中期,每条染色体中仅有一条单体被标记,C正确;完成2个细胞周期后,随着姐妹染色单体分开,随机进入两个子细胞,所以子细胞中有放射性的个数至少有2个,最多有4个,D错误。
3.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2个子细胞均含有32P,减数分裂Ⅱ发生姐妹染色单体的分开,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,D错误。
4.(2026·湖南长沙模拟)分别用红色和绿色荧光物质标记某二倍体动物(AaBb)细胞中的A、B基因,荧光分布如图(不考虑突变和互换)。下列叙述正确的是(　　)
A.图示细胞含有2对同源染色体,1个染色体组
B.若该细胞进行有丝分裂,则后期向每一极移动的都有2个红色和2个绿色的荧光点
C.若该细胞进行减数分裂Ⅰ,则子细胞中能观察到0或2或4个荧光点
D.若该细胞为精原细胞,则其产生的精子中,只能观察到0或2个荧光点
答案:C
解析:图示细胞含有2对同源染色体,2个染色体组,A错误;若该细胞进行有丝分裂,则后期向每一极移动的都只有1个红色和1个绿色的荧光点,B错误;若该细胞进行减数分裂Ⅰ,非同源染色体自由组合,则子细胞中能观察到0或2或4个荧光点,C正确;若该细胞为精原细胞,则其产生的精子(AB、Ab、aB、ab)中,能观察到0或1或2个荧光点,D错误。

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