资源简介 第29讲 DNA的结构与复制学习目标 1. 简述DNA的结构及其主要特点。2. 构建DNA双螺旋结构模型，阐明DNA分子作为遗传物质相适应的功能特征。3. 概述细胞中DNA的复制方式为半保留复制。4. 通过对DNA复制方式的探究，培养实验设计及结果分析能力。核心体系活动方案活动一 简述DNA分子的结构及其主要特点下图表示DNA结构层次图解，请回答下列问题。(1) DNA双螺旋结构模型的构建者是谁？谁利用X射线衍射技术获得了DNA衍射图谱？奥地利生物化学家查哥夫提供了什么重要信息？(2) DNA的基本组成单位是什么？两条链中相邻碱基之间的化学键名称是什么？一条链中相邻碱基又是如何连接的？(3) 为什么DNA分子结构中G＋C所占比例越大，其结构越稳定？(4) 碱基配对时，为什么嘌呤碱基不与嘌呤碱基配对，嘧啶碱基不与嘧啶碱基配对？(5) DNA中如何储存足量的遗传信息？(6) DNA由两条脱氧核苷酸链组成，这两条链按什么方式盘旋成双螺旋结构？DNA分子的基本骨架是？(7) 一个双链DNA分子具有多少个游离的磷酸基团？环状DNA有没有游离的磷酸基团？(8) 如何判断核苷酸链的5′端和3′端？什么样的结构中存在嘌呤数等于嘧啶数？活动二 概述DNA结构与功能的关系DNA的分子结构与其作为遗传物质的功能关系密切。请回答下列问题。(1) 作为遗传物质，应该具有哪些特点？(2) DNA分子作为细胞生物的遗传物质，为什么能够储存大量信息？(3) DNA分子结构为什么比较稳定？(4) 作为遗传物质，DNA为什么能准确地将遗传信息传递给子代？(5) DNA是怎样控制生物性状的？(6) 下图是通过提取某小孩和其生母以及待检测的三位男性(A、B、C)的DNA进行DNA指纹鉴定，部分结果如下图所示。则该小孩的真正生物学父亲是谁？(7) 做亲子鉴定时，选用的是DNA，是否可以选用RNA做亲子鉴定，为什么？活动三 探究DNA半保留复制的实验证据1958年，美国加利福尼亚大学生物化学教授Meselson和Stahl以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记技术和离心技术，设计了一个巧妙的实验，证实了DNA的半保留复制方式。图1为实验过程示意图，图2表示5种可能的离心结果。图1 图2(1) 科学家Meselson和Stahl在证明DNA半保留复制的实验中，大肠杆菌首先放在什么培养基中培养？然后转移到什么培养基中培养？(2) 常用的离心技术有差速离心技术和密度梯度离心技术，上述实验过程运用的是哪种离心技术？将细胞内各细胞器进行分离利用的是哪种离心技术？(3) 如果DNA复制为全保留复制，则DNA带的分布应出现图2中试管________所示；如果DNA复制为半保留复制，则DNA带的分布应出现图2中试管________所示。(4) 弥散复制是指子代DNA的每一条链都是由亲本链的片段与新合成的片段随机拼接而成。如果DNA复制是弥散复制，复制一次后，离心后应该出现几条带？因此该实验至少需要复制几代？(5) 在整个实验中出现了图2所示的甲、乙、丙三条带，若已证明了DNA是半保留复制，请运用演绎推理分析实验过程，预期大肠杆菌增殖三代后，含15N的DNA分子占________%。活动四 根据探究DNA复制的实验证据，概述DNA复制的过程探究DNA复制方式及其过程是科学家们不断总结、不断完善的探究历程，请阅读以下资料，思考并回答问题。资料1：1957年，美国科学家泰勒(J.Taylor)用含3H的胸苷培养蚕豆根尖细胞一个有丝分裂周期，采用放射自显影技术，可以观察到每个姐妹染色单体都能显影。随后将标记的根尖移入普通培养液中，使其再经过一个细胞周期，检测染色体的自显影情况。观察到染色体中一条单体可显影，另一条单体不显影。资料2：1963年，科学家Cairns将不含放射性的大肠杆菌(拟核DNA呈环状)放在含有3H胸腺嘧啶的培养基中培养，给以适当的条件，让其进行复制，通过观察发现复制起点会形成图1所示的复制叉。图2和图3分别表示复制起点示意图及大肠杆菌DNA复制的过程示意图。图1 图2 图3资料3：1966年，日本科学家冈崎提出DNA半不连续复制假说：DNA复制形成互补子链时，一条子链是连续形成，另一条子链不连续即先形成短链片段(图4)。为验证这一假说，冈崎进行了如下实验：让T4噬菌体在20 ℃时侵染大肠杆菌70 min后，将同位素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，在2 s、7 s、15 s、30 s、60 s、120 s后，分离T4噬菌体DNA并通过加热使DNA分子变性、全部解螺旋，再进行密度梯度离心，以DNA单链片段分布位置确定片段大小(分子越小离试管口距离越近)，并检测相应位置DNA单链片段的放射性，结果如图5所示。图4 图5(1) 资料1中，泰勒(J.Taylor)的实验可以进一步为DNA复制方式提供实验证据，该实验可以得出什么结论？(2) 资料2中，科学家根据图1所示复制叉的数量推测了复制起点的数量，图2结果表明大肠杆菌的拟核DNA复制从一点开始以后是单向还是双向进行的？图3结果表明大肠杆菌DNA复制是单起点复制还是多起点复制？(3) 资料3中，图5中与60 s结果相比，120 s 结果中短链片段减少的原因是什么？图5的实验结果为冈崎假说提供了怎样的有力证据？有研究者利用DNA连接酶基因缺陷的T4噬菌体进行了上述实验，结果发现经过较长时间后DNA短片段仍有大量积累，不会出现长片段，请推测可能的原因是什么？(4) 根据探究DNA复制的实验证据过程，请归纳DNA复制的时间、场所、具体条件、碱基互补配对方式。(5) DNA的复制有什么意义？(6) 用32P标记动物体细胞(2n＝20)中所有DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中，让其连续进行有丝分裂。①连续分裂到第二次有丝分裂中期时，单个细胞染色体总数为多少条？被标记的染色体为多少条？②若一个细胞中染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别为40条和2条，则这至少是第几次分裂的分裂期？活动五 探究不同DNA复制模式最新的研究进展表明，不同的DNA复制方式是由原点处装备的复制复合体数目以及其中DNA聚合酶特点(或亚基数目)决定的。图1～3分别表示三种环状DNA分子的复制模式图，请结合图回答下列问题。图1 滚环式复制(噬菌体环状DNA图2 大肠杆菌拟核(环状DNA)复制图图3 D环式复制(哺乳动物线粒体DNA(1) 图1中，噬菌体环状DNA的两条链a链和b链均作为DNA复制的模板，其子链延伸方向是否相同？该过程需要哪些酶的催化？图中显示DNA复制以哪条链为引物？(2) 大肠杆菌的拟核DNA 是一种环状DNA 分子，若将无放射性标记的大肠杆菌，置于含3H 标记的dTTP 的培养液中培养，使新合成的DNA链中的脱氧胸苷均被3H标记。在第二次复制未完成时将DNA复制阻断，结果如图2所示。图2结果说明大肠杆菌拟核DNA的复制过程中，两条链均可作为模板还是以其中一条链作为模板？(3) 动物细胞的线粒体DNA分子是一种环状DNA分子，图3表示该DNA分子复制过程。OH和OL是该DNA分子上的两个复制起始区，复制时，OH首先被启动，以L链为模板合成H′链，当H′链合成约2/3时，OL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。该复制方式是否符合半保留复制的特点？当H′链全部合成时，L′链是否全部完成合成？(4) 若图3中的线粒体DNA在含15N的培养液中复制3次，合成的子代DNA分子含示踪性同位素15N的DNA占多少？子代DNA分子中磷酸二酯键数目与脱氧核苷酸数目关系如何？名卷优选1. 某同学欲制作长度为5个碱基对、内含2个腺嘌呤的DNA双螺旋结构模型。下列相关叙述错误的是( )A. 需要准备18个脱氧核糖和磷酸之间的连接物B. 需要准备13个碱基之间的连接物C. 能搭建出45 种不同的DNA分子模型D. 制成的模型2条脱氧核苷酸链反向平行2. [2025广东卷]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3. 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(见图1)。对此假说，科学家以大肠杆菌为实验材料，进行了如下实验(见图2)。下列有关叙述正确的是( )图1 图2A. 第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，说明DNA复制方式一定是半保留复制B. 第二代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带和 1条轻带，说明DNA复制方式一定是全保留复制C. 结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果，说明DNA复制方式一定是分散复制D. 若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带4. [2026江苏部分学校联考]若用带有32P的dATP(脱氧腺苷三磷酸，dA—Pα～Pβ～Pγ)作为DNA生物合成的原料，获得32P标记的DNA，如图表示体内DNA复制过程。下列相关叙述正确的是( )A. 需用32P标记γ位的dATP作为DNA合成的原料之一B. 图中a、b两条子链的延伸方向分别为5′→3′和3′→5′C. 图中三种酶作用的对象与化学键都不同D. 图中DNA进行不连续复制、半保留复制5. 某种噬菌体DNA可采用滚环复制方式，复制过程中，双链DNA环状分子先在一条单链的复制起点上产生一个切口，然后进行如图所示的复制过程。下列有关叙述错误的是( )A. 图中的L端为DNA单链的3′端B. 经过过程①可产生一个游离的磷酸基团C. ④过程需要限制酶和DNA连接酶的参与D. 图示过程可为生物体内双链DNA复制为半保留半不连续性提供证据6. (多选)[2024连云港赣榆模拟]揭秘DNA分子结构的过程中，许多科学家付出了艰辛的努力。下列相关叙述正确的有( )A. 威尔金斯发现DNA分子中A的量总与T的量相当，C的量总与G的量相当B. 富兰克林根据DNA分子的X射线衍射图片推断DNA分子可能由两条链组成C. 沃森和克里克运用建构物理模型的方法研究确认了DNA的分子结构D. 沃森和克里克认为构成DNA的两条链按照反向平行的方式盘旋成双螺旋结构7. (多选)[2025江西南昌新民外语学校月考]如图为15N标记的某基因局部示意图，限制性内切核酸酶Sph Ⅰ和BamH Ⅰ的识别序列和切割位点分别为—GCATG↓C—和—G↓CTAGC—。下列叙述正确的有( )A. 两种限制酶切割基因中的磷酸二酯键和氢键，从而形成黏性末端B. 限制酶Sph Ⅰ和BamH Ⅰ都能从②将DNA切开，但形成的黏性末端不同C. 若该基因上有m个胞嘧啶，则复制n次共需m·(2n－1)个胸腺嘧啶D. 在含14N的培养基中连续复制3次，子代中含15N的DNA分子占1/48. [2026吉林九校联考]图甲是关于DNA的两种复制方式。1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，设计了一个巧妙的实验(图乙)来验证DNA的复制方式。请回答下列有关问题。甲 乙(1) 本实验用________标记DNA，后用离心法得到图乙所示条带，推测该技术能分离不同DNA依据的原理是______________________。(2) 分析图乙，实验过程(a)步骤中提取15N的大肠杆菌DNA离心，其目的是______________，最早可根据________(填“b”或“c”)的离心结果确定DNA的复制方式为半保留复制。(3) 研究人员将1个含14N-DNA的大肠杆菌转移到以15NH4C1为唯一氮源的培养液中，培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA解开双螺旋变成单链；然后进行密度梯度离心，试管中出现两种条带(如图丙)。丙体外DNA复制时可用________代替解旋酶解旋，由结果可知，该大肠杆菌的细胞周期是________h，图丙所示是大肠杆菌繁殖________代的结果。(4) 某DNA分子共有400个碱基对，其中含有碱基C 120个，该DNA分子含有________个氢键。该DNA复制3次，共消耗碱基T________个，第3次复制时消耗碱基G________个。第29讲 DNA的结构与复制【活动方案】活动一(1) 沃森和克里克。威尔金斯和富兰克林。在DNA中，腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量；鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量。(2) 脱氧核苷酸。氢键。脱氧核糖—磷酸基团—脱氧核糖。(3) A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键，因此DNA分子中，G＋C所占比例越大，DNA分子结构越稳定。(4) 由于嘌呤碱基是双环化合物，所占空间大，嘧啶碱基是单环化合物，所占空间小，而DNA分子的两条链之间的距离是固定的。(5) 通过碱基多样的排列顺序。(6) 反向平行。脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧。(7) 2个。环状DNA没有游离的磷酸基团。(8) 一端核苷酸的5号碳原子上连接着一个游离的磷酸基团则为5′端，另一端核苷酸的3号碳原子上连接着游离的羟基(—OH)则为3′端。DNA双链、RNA双链以及DNA和RNA杂交双链。活动二 (1) 能够贮存大量的遗传信息，能够进行复制，在前后代之间传递遗传信息，能够通过控制蛋白质的合成控制生物的性状。(2) DNA是生物大分子物质，4种脱氧核苷酸的排列顺序千变万化。(3) DNA分子具有特定的双螺旋结构。(4) DNA分子独特的双螺旋结构提供精确的模板，通过碱基互补配对保证了复制准确无误。(5) DNA通过转录和翻译过程控制蛋白质中的氨基酸的排列顺序。(6) B。(7) 不可以。因为基因在DNA上，而不在RNA上，且DNA具有特异性。活动三 (1) 含15NH4Cl的培养液。含14NH4Cl的培养液。(2) 密度梯度离心技术。差速离心技术。(3) C B(4) 1条。 2代。(5) 25活动四 (1) DNA复制方式为半保留复制。(2) 双向的。单起点。(3) 短链片段连接形成长片段。在实验时间内细胞中均能检测到较多的短链片段。DNA短片段最终要通过T4 DNA连接酶连接。(4) 时间：真核生物有丝分裂前的间期、减数分裂Ⅰ前的间期。场所：真核生物在细胞核(主要)、线粒体、叶绿体；原核生物在细胞质。条件：模板：DNA的两条链、原料：dNTP、能量：ATP、dNTP、酶：解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等。碱基互补配对方式：A—T，C—G。(5) DNA通过复制，将遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性。(6) ①20。20。②至少是第3次。活动五 (1) 相同，均为5′→3′。DNA聚合酶和DNA连接酶。a链作为引物。(2) 两条链均可作为模板。(3) 符合半保留复制方式。未完成合成，L′链只合成了1/3。(4) 合成的子代DNA全部含有示踪性同位素15N。相等。几种化合物中常考的“键”1 DNA分子中含有磷酸二酯键和氢键。(1) 磷酸二酯键存在于核苷酸内部和核苷酸之间，DNA聚合酶、RNA聚合酶、限制性内切核酸酶和DNA连接酶作用于核苷酸之间的磷酸二酯键；(2) 解旋酶、RNA聚合酶和高温均能破坏氢键。2 RNA分子中含有磷酸二酯键，tRNA还含有氢键。3 蛋白质分子中含有肽键和氢键，有的蛋白质分子中还含有二硫键。4 ATP和ADP中分别含有2个和1个特殊的化学链(磷酐键)。1 DNA的半保留复制1958年，美国科学家梅塞尔森和斯塔尔用含15N的培养基培养大肠杆菌，使之变成“重”细菌，再把它放在含14N的培养基中继续培养。在不同时间取样，并提取DNA进行密度梯度离心，根据轻、重链密度等的不同，区分出新生链和母链，证明了DNA的复制是以半保留的方式进行的，如下图所示。2 细胞核DNA复制的方式：边解旋边复制、半保留复制、多起点复制(多起点先后开始复制)、双向复制、半不连续复制。【名卷优选】1 C 5个碱基对即是10个脱氧核苷酸，10个脱氧核苷酸需要10个脱氧核糖和磷酸之间的连接物，而脱氧核苷酸之间连接时(脱氧核糖与磷酸连接)需要8个连接物(形成2条脱氧核苷酸链)，共需要准备18个脱氧核糖和磷酸之间的连接物，A正确；由于已知含有2个腺嘌呤，则能搭建出的DNA分子模型小于45种，C错误。2 C 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。3 D 第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，说明DNA复制方式一定不是全保留复制，可能为半保留复制或分散复制，A错误；若DNA复制方式为全保留复制，则第二代细菌DNA离心后，4个子代DNA分子中，1个为15N/15N，3个为14N/14N，试管中会出现1条重带和1条轻带，与题图信息不符，B错误；若第一代和第二代细菌DNA离心后，试管中均只出现1条中带，则可说明DNA复制方式为分散复制，与题图信息不符，C错误；若DNA复制方式为半保留复制，继续培养至第三代，得到的8个子代DNA分子中，2个为15N/14N，6个为 14N/14N，细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带，D正确。4 D 应用32P标记α位的dATP作为DNA生物合成的原料之一，因为dATP去掉两个磷酸基团后才是DNA的基本单位之一，A错误；DNA聚合酶只能将单个的脱氧核苷酸加在3′端，a链和b链的延伸方向均为5′→3′，B错误；DNA聚合酶和DNA连接酶都能催化磷酸二酯键的形成，C错误；图中DNA复制时，每条母链作为模板合成一条新链，子代DNA含一条母链一条新链，即为半保留复制，图中b链是滞后链，分段合成后再由连接酶连接，即为不连续复制，D正确。5 A 核苷酸链合成时的延伸方向是5′端→3′端，因此图中的L端为DNA单链的5′端，A错误；经过过程①，一个环状核苷酸链解开成一条链状核苷酸链，产生一个游离的磷酸基团，B正确；④过程需将连接在亲代链上的子链切断，完成核苷酸子链的合成，还将多个核苷酸短链连接成一条完整的子链，并且由链状形成环状，因此需要限制酶、DNA聚合酶和DNA连接酶的参与，C正确；图示过程中，有一条子链的合成是不连续的，一条子链的合成是连续的，结果所得子代DNA都由一条母链和一条子链构成，因此可为生物体内双链DNA复制为半保留半不连续性提供证据，D正确。6 BCD 查哥夫发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于胸腺嘧啶数，鸟嘌呤数等于胞嘧啶数，A错误；英国科学家富兰克林获得了一张DNA分子X射线衍射图片，通过解析，推断DNA分子可能由两条链组成，B正确；沃森和克里克采用建构物理模型的方法，对DNA衍射图谱进行研究，最终确认了构成DNA的两条链按照反向平行的方式盘旋成双螺旋结构，确认了DNA的分子结构，C、D正确。7 BD 两种限制酶切割基因中的磷酸二酯键，从而形成黏性末端，不作用于氢键，A错误；根据限制酶SphⅠ和BamHⅠ的识别序列可知，二者都能从②处G与C之间进行切割，且产生的黏性末端不相同，B正确：若该基因上有m个胞嘧啶，根据碱基互补配对原则，G＝C＝m，但无法确定T与A的数量，故复制n次所需胸腺嘧啶数目无法确定，C错误；在含14N的培养基中复制3次，共产生8个DNA，根据半保留复制，子代中含15N的DNA分子数量为2个，所占比例为1/4，D正确。8 (1) 15N 根据相对分子质量不同进行分离(2) 进行对照 b(3) 高温 8 3 (4) 920 1 960 480解析：(1) 分析题图可知，本实验用15N标记DNA后，用离心法得到图乙所示条带。(2) 实验过程(a)步骤中提取15N的大肠杆菌DNA离心，其目的是检测含15N的DNA离心后在试管中的位置，以便于与复制后的DNA作为对照。若为全保留复制，繁殖一代(b步骤)后，DNA复制形成的子代DNA中，一个DNA分子两条链都含15N，另一个DNA分子两条链都含14N，离心后会出现两条带：一条重带、一条轻带；而半保留复制时，繁殖一代后形成的DNA分子都是一条链含15N，另一条链含14N，离心后只有一条中带。所以最早可根据b的离心结果确定DNA的复制方式为半保留复制。(3) 高温会使DNA双链中的氢键断裂，因此体外DNA复制时可用高温代替解旋酶的解旋作用。据图分析，1个含14N/14N-DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养24 h后，得到条带1(14N的DNA单链)∶条带2(15N的DNA单链)＝1∶7，说明DNA分子共复制了3次，所以大肠杆菌的细胞周期为24÷3＝8 h。(4) 在DNA双链中，A—T对之间有2个氢键，C—G对之间3 个氢键。已知该DNA分子共有400个碱基对，其中含有碱基C 120个，即C—G对为120对，则A—T对为280对，因此该DNA分子含有的氢键数目为280×2＋120×3＝920。在双链DNA分子中，C＋T＝50%＝400 个，即T＝280个，因此该DNA复制3次，共消耗碱基T(23－1)×280＝1 960 个；C与G配对，则C＝G＝120个，第3次复制时消耗碱基G(23－22)×120＝480个。第29讲 DNA的结构与复制1 [2026广东阶段考]DNA双螺旋结构的揭示是划时代的伟大发现，在生物学的发展中具有里程碑式的意义。下列为DNA呈螺旋结构提供关键证据的是( )A. 富兰克林提供DNA的X射线衍射图谱B. 艾弗里的肺炎链球菌转化实验C. 梅塞尔森和斯塔尔证明DNA半保留复制的实验D. 查戈夫发现DNA单链中嘌呤含量等于嘧啶含量2 [2025泰州中学测试]下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是( )A. 若一条链的G＋C占47%，则另一条链的A＋T也占47%B. 双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高C. 两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化D. 磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架3 构建DNA双螺旋结构模型的实验材料中，共有脱氧核糖与磷酸的连接物70个，代表碱基A的材料有12个，碱基G的有20个，其他材料均充足。下列叙述正确的是( )A. DNA的两条链中，脱氧核糖与磷酸的连接物数量不等B. 模拟氢键的材料最多需要84个C. 最多可搭建出一个含有18个碱基对的DNA片段D. 最多可搭建出一个含16个脱氧核苷酸对的DNA片段4 [2026河北月考]研究人员用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，繁殖若干代后将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养液中培养。一段时间后，研究人员提取大肠杆菌的DNA，通过加热处理使其解开双螺旋变成单链并进行离心处理后，得出了两种DNA单链的比例，如图所示。下列有关叙述正确的是( )A. 该实验可用来探究DNA的复制方式B. 加热解开双螺旋破坏了碱基对之间的磷酸二酯键C. 第二次培养的过程中，大肠杆菌的DNA复制了3次D. 第二次培养后，大肠杆菌细胞中含15N的DNA占1/85 [2025北京卷]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DNA6 当两种生物的DNA单链具有互补的碱基序列时，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链，如下图所示。下列说法错误的是( )A. 物种A和物种B中的基因是碱基对随机排列形成的DNA片段B. 物种A与物种B的DNA中(A＋T)/(G＋C)的比值很可能不同C. 杂合双链区中G—C碱基对越多，双链结合越稳定D. 形成杂合双链区的部位越多，说明这两种生物的亲缘关系越近7 下列有关双链DNA分子的叙述，正确的是( )A. 若DNA分子一条链中的碱基A所占比例为a，则另一条链的碱基C所占比例为1/(2－a)B. 如果一条链上(A＋T)∶(G＋C)＝m，则另一条上该比值也为mC. 如果一条链上的A∶T∶G∶C＝2∶2∶3∶3，则另一条链上该比值为3∶3∶2∶2D. 由50个碱基对组成的DNA分子片段中至少含有氢键的数量为150个8 某DNA分子含有2 000个碱基对，其中A的含量为20%，a链中G的含量为20%，下列与该DNA分子有关的叙述正确的是( )A. 该DNA分子中含有的氢键数为个4.8×103个B. 该DNA分子的两条单链中(A＋C)/(T＋G)的值相等C. 该DNA分子的α链中碱基A所占的比例在0%～40%范围内D. 由于碱基互补配对，DNA分子中C与G的和占50%9 [2026广州阶段考]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AT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AT序列的原因是该序列氢键少，更容易解旋B. 酶a催化DNA两条链之间氢键的断裂，该过程需要消耗ATPC. 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D. 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10 哺乳动物的线粒体DNA是双链闭合环状分子，外环为H链，内环为L链，其复制以D环复制方式进行，如下图所示。下列叙述正确的是( )A. 线粒体DNA分子中含有两个游离的磷酸基团B. 子链1的延伸方向是3′端→5′端，需要DNA聚合酶的催化C. 子链中新形成的磷酸二酯键数目和脱氧核苷酸数目相同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11 DNA分子的碱基具有吸收260 nm波长光的特性。当DNA两条链碱基紧密连接时，吸光度偏低；两条链分离时，吸光度升高，因此DNA变性可通过DNA溶液对260 nm波长光的吸光度来检测。肺炎链球菌DNA的变性曲线如图所示，吸光度达到最大值的50%时的温度称为熔解温度(Tm)。下列说法正确的是( )A. 加热会破坏脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键使DNA变性B. A、T碱基对所占比例越高的DNA，变性曲线中Tm值越高C. 加热至约70 ℃时DNA两条链从一端向另一端逐渐分离D. 利用PCR技术检测目的基因时需要先将DNA变性12 M13噬菌体是一种寄生于大肠杆菌的丝状噬菌体，其DNA为含有6 407个核苷酸的单链环状DNA。M13噬菌体增殖的部分过程如图所示，其中SSB是单链DNA结合蛋白。下列相关叙述正确的是( )A. M13噬菌体的遗传物质复制过程中不需要先合成RNA引物来引导子链延伸B. SSB的作用是防止解开的两条单链重新形成双链，有利于DNA复制C. 过程⑥得到的单链环状DNA是过程②～⑤中新合成的DNAD. 过程②～⑥需要断裂2个磷酸二酯键，合成6 407个磷酸二酯键13 日本学者冈崎等人发现在DNA复制过程中，滞后链的合成是由酶X催化合成的不连续较短的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。下列叙述不正确的是( )A. 由此图可知DNA是边解旋边复制，复制方式是半保留方式B. 图中的a链是滞后链，冈崎片段延伸的方向是 3′→5′C. 酶X、Z分别为DNA聚合酶、解旋酶D. 细胞中有多种引物，蛋白质m可防止DNA双链重新螺旋14 (多选)DNA指纹技术广泛应用于刑侦领域。下图是通过DNA指纹技术鉴定真凶的实例。下列有关叙述正确的有( )A. DNA指纹技术的理论依据是DNA分子的多样性B. 同卵双胎的DNA指纹相同C. 图示DNA片段是用DNA酶处理获得的D. 图示中真凶最可能是怀疑对象115 (多选)[2026连云港期中]λ噬菌体是双链线状DNA病毒，其DNA侵入细胞后环化成双链环状DNA，然后通过滚环复制合成可被蛋白质外壳包装的双链线性DNA，过程如图。下列叙述正确的有( )A. 复制起始需内切核酸酶切开a链的磷酸二酯键B. a链以3′端为引物随环状DNA向左滚动连续延伸C. b链以被置换出的a链为模板不连续延伸D. 滚环复制可快速扩增出大量的子代双链线状DNA拷贝16 [2026南通如皋期初]图1、图2分别为真核细胞DNA复制过程及结束阶段示意图，粗线代表母链(a链和b链)，细线代表新生链(滞后链和前导链)。端粒是存在于线性染色体两端的一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体。研究发现，在生殖系细胞和癌细胞中存在端粒酶，能够将变短的DNA末端重新加长。图3是端粒合成的示意图，请分析并回答下列问题。图1 图2图3(1) 图1中，DNA解旋酶的移动方向与新生链中的________链延伸的方向相反，其合成需要______(填“一个”或“多个”)RNA引物。(2) DNA复制结束阶段，需去除__________并填补相应缺口。由于新生链延伸只能沿5′→3′方向进行，导致图2中________(填序号)处的引物去除后，缺口无法填补，造成DNA缩短。(3) 图3中端粒酶的水解产物为__________，其作用与__________(填“逆转录酶”“DNA聚合酶”或“RNA聚合酶”)类似，正常人体细胞中________(填“存在”或“不存在”)端粒酶基因。(4) 细胞中的染色体具有________个端粒。结合图示分析，端粒酶能修复因分裂而缩短的端粒，其作用机制是___________________________________。(5) 下列有关端粒的叙述中，正确的是________。A. 端粒酶对维持染色体DNA的完整性起重要作用B. 端粒序列本身通常不直接编码蛋白质C. 原核生物如大肠杆菌分裂旺盛，可能与端粒酶活性较强有关D. 抑制细胞中端粒酶的活性有助于延缓细胞衰老的过程第29讲 DNA的结构与复制1 A 富兰克林通过X射线衍射技术获得了DNA的衍射图谱，图谱中的对称性特征(如X型图案)直接提示了DNA的螺旋结构，为沃森和克里克构建模型提供了关键实验依据，A正确。2 D 互补的碱基在单链上所占的比例相等，若一条链的G＋C占47%，则另一条链的G＋C也占47%，A＋T占1－47%＝53%，A错误；双链DNA中G—C碱基对占比越高，DNA热变性温度越高，B错误；DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键，C错误。3 C DNA的两条链中，脱氧核糖与磷酸的连接物数量相同，A错误；在双链DNA中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A＝T、G＝C，设能搭建的DNA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(个)，双链DNA共需(2n－1)×2(个)，已知脱氧核糖和磷酸之间的连接物有70个，即(2n－1)×2＝70，则n＝18个，由于碱基A的材料有12个，碱基G的有20个，而A—T之间有2个氢键，G—C之间有3个氢键，最多需要的氢键材料是18×3＝54个(设全部搭建为G—C碱基对)，C正确，B、D错误。4 C 因本实验是对DNA单链进行的离心分析，若DNA进行的是全保留复制，也会得到上述结果，A错误；加热解开双螺旋破坏了两条互补单链之间的氢键，B错误；离心的结果是15N和14N之比为1∶7，由于模板DNA含有15N，因而说明经过复制共有2＋14＝16条单链，即8个DNA分子，因而复制了3次，C正确；经过3次复制，共有8个DNA，有2个含14N/15N的DNA，6个含14N/14N的DNA，可见，第二次培养后，大肠杆菌细胞中含15N的DNA占1/4，D错误。5 B 15N没有放射性，它与14N质量不同，可通过密度梯度离心技术区分含不同氮元素的DNA，进而区分DNA的母链和子链，A错误；根据不同代DNA在离心后出现的这些带的位置和比例，证明了DNA的半保留复制，B正确；若将DNA解链为单链后离心，无论是全保留还是半保留复制，都是只有两条条带，不能证明DNA的半保留复制，C错误；选择大肠杆菌作为实验材料是因为大肠杆菌繁殖快，容易培养，能在短时间内获得大量的子代，便于观察实验结果，而不是因为它有环状质粒DNA，D错误。6 A 7 B8 C DNA总碱基对数为2 000，A占20%，则A—T碱基对数为800对(每个A—T对有2个氢键)，G—C碱基对数为1 200对(每个G—C对有3个氢键)，总氢键数＝800×2＋1 200×3＝5 200个，A错误； 根据碱基互补配对，两条单链中(A＋C)/(T＋G)的值互为倒数(一条链的A＋C等于另一条链的T＋G)，因此该比值不一定相等，B错误；由于总A为800个，a链碱基数为2 000个，且a链中A的数量可在0到800之间变化(例如，当a链无A时比例为0%，当a链集中所有A时比例为40%)，因此比例范围为0%～40%，C正确；总碱基数为4 000个，C和G各占30%，因此C＋G＝2 400个，占60%，不是50%，D错误。9 D 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，B正确；酶b为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，C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，D错误。10 C 环状DNA链首尾相连，不会有裸露的3′端和5′端，没有游离的磷酸基团，A错误；根据题图，子链1的延伸方向是5′→3′，子链合成过程需要DNA聚合酶的催化，B错误；由于形成的DNA分子是环状的，因此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正确；若该线粒体DNA放在15N的培养液中复制3次，合成的子链中均含有15N，由于DNA进行半保留复制，故每个DNA分子都含有新合成的子链，即含15N的DNA有23＝8个，D错误。11 D 加热是使DNA分子互补碱基对之间的氢键断裂，A错误；A—T碱基对有2个氢键，G—C碱基对有3个氢键，A—T碱基对所占比例越高的DNA变性时需要的温度越低，即变性曲线中Tm值越低，B错误；加热至约70 ℃时DNA两条链同时分离，C错误。12 B ①过程需要先合成RNA引物来引导子链延伸，③不需要，A错误；据题图可知，过程⑥得到的单链环状DNA是原来的，过程②～⑤中新合成的DNA单链存在于复制型双链DNA中，C错误；该DNA为含有6 407个核苷酸的单链环状DNA，由图可知，过程②～⑥需要断裂2个磷酸二酯键，一共合成6 409个磷酸二酯键，D错误。13 B 图中a链是不连续的滞后链，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′，B错误；在DNA复制过程中，解旋酶解开双螺旋结构(酶 Z)，DNA聚合酶将单个的脱氧核苷酸连接成DNA片段(酶 X)，DNA连接酶连接冈崎片段(酶 Y)，C正确；细胞中有多种引物，在图中蛋白质m可以防止已经解开的单链重新螺旋，保证复制的顺利进行，D正确。14 BD15 ACD DNA复制时，子链的延伸方向是从5′到3′，由图可知，环状DNA是向右滚动的，向右滚动有利于原本的双链DNA被进一步打开，可以为b链的延伸提供模板，B错误。16 (1) 滞后 多个 (2) (RNA)引物 ③ (3) 氨基酸、核糖核苷酸 逆转录酶 存在 (4) 2或4 端粒酶以自身RNA为模板，按照碱基互补配对原则合成DNA序列，添加到染色体的末端，修复缩短的端粒 (5) AB(共52张PPT)第5单元 遗传的分子基础第29讲 DNA的结构与复制内容索引核心体系学习目标活动方案名卷优选学 习 目 标1. 简述DNA的结构及其主要特点。2. 构建DNA双螺旋结构模型，阐明DNA分子作为遗传物质相适应的功能特征。3. 概述细胞中DNA的复制方式为半保留复制。4. 通过对DNA复制方式的探究，培养实验设计及结果分析能力。核 心 体 系活 动 方 案下图表示DNA结构层次图解，请回答下列问题。活动一 简述DNA分子的结构及其主要特点(1) DNA双螺旋结构模型的构建者是谁？谁利用X射线衍射技术获得了DNA衍射图谱？奥地利生物化学家查哥夫提供了什么重要信息？【答案】 沃森和克里克。威尔金斯和富兰克林。在DNA中，腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量；鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量。(2) DNA的基本组成单位是什么？两条链中相邻碱基之间的化学键名称是什么？一条链中相邻碱基又是如何连接的？【答案】 脱氧核苷酸。氢键。脱氧核糖—磷酸基团—脱氧核糖。(3) 为什么DNA分子结构中G＋C所占比例越大，其结构越稳定？【答案】 A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键，因此DNA分子中，G＋C所占比例越大，DNA分子结构越稳定。(4) 碱基配对时，为什么嘌呤碱基不与嘌呤碱基配对，嘧啶碱基不与嘧啶碱基配对？【答案】 由于嘌呤碱基是双环化合物，所占空间大，嘧啶碱基是单环化合物，所占空间小，而DNA分子的两条链之间的距离是固定的。(5) DNA中如何储存足量的遗传信息？【答案】 通过碱基多样的排列顺序。(6) DNA由两条脱氧核苷酸链组成，这两条链按什么方式盘旋成双螺旋结构？DNA分子的基本骨架是？【答案】 反向平行。脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧。(7) 一个双链DNA分子具有多少个游离的磷酸基团？环状DNA有没有游离的磷酸基团？【答案】 2个。环状DNA没有游离的磷酸基团。(8) 如何判断核苷酸链的5′端和3′端？什么样的结构中存在嘌呤数等于嘧啶数？【答案】 一端核苷酸的5号碳原子上连接着一个游离的磷酸基团则为5′端，另一端核苷酸的3号碳原子上连接着游离的羟基(—OH)则为3′端。DNA双链、RNA双链以及DNA和RNA杂交双链。DNA的分子结构与其作为遗传物质的功能关系密切。请回答下列问题。(1) 作为遗传物质，应该具有哪些特点？【答案】 能够贮存大量的遗传信息，能够进行复制，在前后代之间传递遗传信息，能够通过控制蛋白质的合成控制生物的性状。(2) DNA分子作为细胞生物的遗传物质，为什么能够储存大量信息？【答案】 DNA是生物大分子物质，4种脱氧核苷酸的排列顺序千变万化。活动二 概述DNA结构与功能的关系(3) DNA分子结构为什么比较稳定？【答案】 DNA分子具有特定的双螺旋结构。(4) 作为遗传物质，DNA为什么能准确地将遗传信息传递给子代？【答案】 DNA分子独特的双螺旋结构提供精确的模板，通过碱基互补配对保证了复制准确无误。(5) DNA是怎样控制生物性状的？【答案】 DNA通过转录和翻译过程控制蛋白质中的氨基酸的排列顺序。(6) 下图是通过提取某小孩和其生母以及待检测的三位男性(A、B、C)的DNA进行DNA指纹鉴定，部分结果如下图所示。则该小孩的真正生物学父亲是谁？【答案】 B。(7) 做亲子鉴定时，选用的是DNA，是否可以选用RNA做亲子鉴定，为什么？【答案】 不可以。因为基因在DNA上，而不在RNA上，且DNA具有特异性。1958年，美国加利福尼亚大学生物化学教授Meselson和Stahl以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记技术和离心技术，设计了一个巧妙的实验，证实了DNA的半保留复制方式。图1为实验过程示意图，图2表示5种可能的离心结果。活动三 探究DNA半保留复制的实验证据图1图2(1) 科学家Meselson和Stahl在证明DNA半保留复制的实验中，大肠杆菌首先放在什么培养基中培养？然后转移到什么培养基中培养？【答案】 含15NH4Cl的培养液。含14NH4Cl的培养液。(2) 常用的离心技术有差速离心技术和密度梯度离心技术，上述实验过程运用的是哪种离心技术？将细胞内各细胞器进行分离利用的是哪种离心技术？【答案】 密度梯度离心技术。差速离心技术。(3) 如果DNA复制为全保留复制，则DNA带的分布应出现图2中试管_____所示；如果DNA复制为半保留复制，则DNA带的分布应出现图2中试管_____所示。CB(4) 弥散复制是指子代DNA的每一条链都是由亲本链的片段与新合成的片段随机拼接而成。如果DNA复制是弥散复制，复制一次后，离心后应该出现几条带？因此该实验至少需要复制几代？【答案】 1条。2代。(5) 在整个实验中出现了图2所示的甲、乙、丙三条带，若已证明了DNA是半保留复制，请运用演绎推理分析实验过程，预期大肠杆菌增殖三代后，含15N的DNA分子占_____%。25探究DNA复制方式及其过程是科学家们不断总结、不断完善的探究历程，请阅读以下资料，思考并回答问题。资料1：1957年，美国科学家泰勒(J.Taylor)用含3H的胸苷培养蚕豆根尖细胞一个有丝分裂周期，采用放射自显影技术，可以观察到每个姐妹染色单体都能显影。随后将标记的根尖移入普通培养液中，使其再经过一个细胞周期，检测染色体的自显影情况。观察到染色体中一条单体可显影，另一条单体不显影。活动四 根据探究DNA复制的实验证据，概述DNA复制的过程资料2：1963年，科学家Cairns将不含放射性的大肠杆菌(拟核DNA呈环状)放在含有3H胸腺嘧啶的培养基中培养，给以适当的条件，让其进行复制，通过观察发现复制起点会形成图1所示的复制叉。图2和图3分别表示复制起点示意图及大肠杆菌DNA复制的过程示意图。图1图2图3资料3：1966年，日本科学家冈崎提出DNA半不连续复制假说：DNA复制形成互补子链时，一条子链是连续形成，另一条子链不连续即先形成短链片段(图4)。为验证这一假说，冈崎进行了如下实验：让T4噬菌体在20 ℃时侵染大肠杆菌70 min后，将同位素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，在2 s、7 s、15 s、30 s、60 s、120 s后，分离T4噬菌体DNA并通过加热使DNA分子变性、全部解螺旋，再进行密度梯度离心，以DNA单链片段分布位置确定片段大小(分子越小离试管口距离越近)，并检测相应位置DNA单链片段的放射性，结果如图5所示。图4图5(1) 资料1中，泰勒(J.Taylor)的实验可以进一步为DNA复制方式提供实验证据，该实验可以得出什么结论？【答案】 DNA复制方式为半保留复制。(2) 资料2中，科学家根据图1所示复制叉的数量推测了复制起点的数量，图2结果表明大肠杆菌的拟核DNA复制从一点开始以后是单向还是双向进行的？图3结果表明大肠杆菌DNA复制是单起点复制还是多起点复制？【答案】 双向的。单起点。(3) 资料3中，图5中与60 s结果相比，120 s 结果中短链片段减少的原因是什么？图5的实验结果为冈崎假说提供了怎样的有力证据？有研究者利用DNA连接酶基因缺陷的T4噬菌体进行了上述实验，结果发现经过较长时间后DNA短片段仍有大量积累，不会出现长片段，请推测可能的原因是什么？【答案】 短链片段连接形成长片段。在实验时间内细胞中均能检测到较多的短链片段。DNA短片段最终要通过T4 DNA连接酶连接。(4) 根据探究DNA复制的实验证据过程，请归纳DNA复制的时间、场所、具体条件、碱基互补配对方式。【答案】 时间：真核生物有丝分裂前的间期、减数分裂Ⅰ前的间期。场所：真核生物在细胞核(主要)、线粒体、叶绿体；原核生物在细胞质。条件：模板：DNA的两条链、原料：dNTP、能量：ATP、dNTP、酶：解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等。碱基互补配对方式：A—T，C—G。(5) DNA的复制有什么意义？【答案】 DNA通过复制，将遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性。(6) 用32P标记动物体细胞(2n＝20)中所有DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中，让其连续进行有丝分裂。①连续分裂到第二次有丝分裂中期时，单个细胞染色体总数为多少条？被标记的染色体为多少条？②若一个细胞中染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别为40条和2条，则这至少是第几次分裂的分裂期？【答案】 ①20。20。②至少是第3次。最新的研究进展表明，不同的DNA复制方式是由原点处装备的复制复合体数目以及其中DNA聚合酶特点(或亚基数目)决定的。图1～3分别表示三种环状DNA分子的复制模式图，请结合图回答下列问题。活动五 探究不同DNA的复制模式图1 滚环式复制(噬菌体环状DNA)图2 大肠杆菌拟核(环状DNA)复制图图3 D环式复制(哺乳动物线粒体DNA)(1) 图1中，噬菌体环状DNA的两条链a链和b链均作为DNA复制的模板，其子链延伸方向是否相同？该过程需要哪些酶的催化？图中显示DNA复制以哪条链为引物？【答案】 相同，均为5′→3′。DNA聚合酶和DNA连接酶。a链作为引物。(2) 大肠杆菌的拟核DNA 是一种环状DNA 分子，若将无放射性标记的大肠杆菌，置于含3H 标记的dTTP 的培养液中培养，使新合成的DNA链中的脱氧胸苷均被3H标记。在第二次复制未完成时将DNA复制阻断，结果如图2所示。图2结果说明大肠杆菌拟核DNA的复制过程中，两条链均可作为模板还是以其中一条链作为模板？【答案】 两条链均可作为模板。(3) 动物细胞的线粒体DNA分子是一种环状DNA分子，图3表示该DNA分子复制过程。OH和OL是该DNA分子上的两个复制起始区，复制时，OH首先被启动，以L链为模板合成H′链，当H′链合成约2/3时，OL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。该复制方式是否符合半保留复制的特点？当H′链全部合成时，L′链是否全部完成合成？【答案】 符合半保留复制方式。未完成合成，L′链只合成了1/3。(4) 若图3中的线粒体DNA在含15N的培养液中复制3次，合成的子代DNA分子含示踪性同位素15N的DNA占多少？子代DNA分子中磷酸二酯键数目与脱氧核苷酸数目关系如何？【答案】 合成的子代DNA全部含有示踪性同位素15N。相等。名 卷 优 选245137681. 某同学欲制作长度为5个碱基对、内含2个腺嘌呤的DNA双螺旋结构模型。下列相关叙述错误的是( )A. 需要准备18个脱氧核糖和磷酸之间的连接物B. 需要准备13个碱基之间的连接物C. 能搭建出45 种不同的DNA分子模型D. 制成的模型2条脱氧核苷酸链反向平行【解析】 5个碱基对即是10个脱氧核苷酸，10个脱氧核苷酸需要10个脱氧核糖和磷酸之间的连接物，而脱氧核苷酸之间连接时(脱氧核糖与磷酸连接)需要8个连接物(形成2条脱氧核苷酸链)，共需要准备18个脱氧核糖和磷酸之间的连接物，A正确；由于已知含有2个腺嘌呤，则能搭建出的DNA分子模型小于45种，C错误。C245137682. [2025广东卷]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。C24537683. 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(见图1)。对此假说，科学家以大肠杆菌为实验材料，进行了如下实验(见图2)。下列有关叙述正确的是( )1图2图1D24537681A. 第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，说明DNA复制方式一定是半保留复制B. 第二代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带和 1条轻带，说明DNA复制方式一定是全保留复制C. 结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果，说明DNA复制方式一定是分散复制D. 若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带24537681【解析】 第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，说明DNA复制方式一定不是全保留复制，可能为半保留复制或分散复制，A错误；若DNA复制方式为全保留复制，则第二代细菌DNA离心后，4个子代DNA分子中，1个为15N/15N,3个为14N/14N，试管中会出现1条重带和1条轻带，与题图信息不符，B错误；若第一代和第二代细菌DNA离心后，试管中均只出现1条中带，则可说明DNA复制方式为分散复制，与题图信息不符，C错误；若DNA复制方式为半保留复制，继续培养至第三代，得到的8个子代DNA分子中，2个为15N/14N,6个为 14N/14N，细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带，D正确。24537684. [2026江苏部分学校联考]若用带有32P的dATP(脱氧腺苷三磷酸，dA—Pα～Pβ～Pγ)作为DNA生物合成的原料，获得32P标记的DNA，如图表示体内DNA复制过程。下列相关叙述正确的是( )A. 需用32P标记γ位的dATP作为DNA合成的原料之一B. 图中a、b两条子链的延伸方向分别为5′→3′和3′→5′C. 图中三种酶作用的对象与化学键都不同D. 图中DNA进行不连续复制、半保留复制1D24537681【解析】 应用32P标记α位的dATP作为DNA生物合成的原料之一，因为dATP去掉两个磷酸基团后才是DNA的基本单位之一，A错误；DNA聚合酶只能将单个的脱氧核苷酸加在3′端，a链和b链的延伸方向均为5′→3′，B错误；DNA聚合酶和DNA连接酶都能催化磷酸二酯键的形成，C错误；图中DNA复制时，每条母链作为模板合成一条新链，子代DNA含一条母链一条新链，即为半保留复制，图中b链是滞后链，分段合成后再由连接酶连接，即为不连续复制，D正确。24537685. 某种噬菌体DNA可采用滚环复制方式，复制过程中，双链DNA环状分子先在一条单链的复制起点上产生一个切口，然后进行如图所示的复制过程。下列有关叙述错误的是( )A. 图中的L端为DNA单链的3′端B. 经过过程①可产生一个游离的磷酸基团C. ④过程需要限制酶和DNA连接酶的参与D. 图示过程可为生物体内双链DNA复制为半保留半不连续性提供证据1A24537681【解析】 核苷酸链合成时的延伸方向是5′端→3′端，因此图中的L端为DNA单链的5′端，A错误；经过过程①，一个环状核苷酸链解开成一条链状核苷酸链，产生一个游离的磷酸基团，B正确；④过程需将连接在亲代链上的子链切断，完成核苷酸子链的合成，还将多个核苷酸短链连接成一条完整的子链，并且由链状形成环状，因此需要限制酶、DNA聚合酶和DNA连接酶的参与，C正确；图示过程中，有一条子链的合成是不连续的，一条子链的合成是连续的，结果所得子代DNA都由一条母链和一条子链构成，因此可为生物体内双链DNA复制为半保留半不连续性提供证据，D正确。24537686. (多选)[2024连云港赣榆模拟]揭秘DNA分子结构的过程中，许多科学家付出了艰辛的努力。下列相关叙述正确的有( )A. 威尔金斯发现DNA分子中A的量总与T的量相当，C的量总与G的量相当B. 富兰克林根据DNA分子的X射线衍射图片推断DNA分子可能由两条链组成C. 沃森和克里克运用建构物理模型的方法研究确认了DNA的分子结构D. 沃森和克里克认为构成DNA的两条链按照反向平行的方式盘旋成双螺旋结构1BCD24537681【解析】 查哥夫发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于胸腺嘧啶数，鸟嘌呤数等于胞嘧啶数，A错误；英国科学家富兰克林获得了一张DNA分子X射线衍射图片，通过解析，推断DNA分子可能由两条链组成，B正确；沃森和克里克采用建构物理模型的方法，对DNA衍射图谱进行研究，最终确认了构成DNA的两条链按照反向平行的方式盘旋成双螺旋结构，确认了DNA的分子结构，C、D正确。24537687. (多选)[2025江西南昌新民外语学校月考]如图为15N标记的某基因局部示意图，限制性内切核酸酶Sph Ⅰ和BamH Ⅰ的识别序列和切割位点分别为—GCATG↓C—和—G↓CTAGC—。下列叙述正确的有( )A. 两种限制酶切割基因中的磷酸二酯键和氢键，从而形成黏性末端B. 限制酶Sph Ⅰ和BamH Ⅰ都能从②将DNA切开，但形成的黏性末端不同C. 若该基因上有m个胞嘧啶，则复制n次共需m·(2n－1)个胸腺嘧啶D. 在含14N的培养基中连续复制3次，子代中含15N的DNA分子占1/41BD24537681【解析】 两种限制酶切割基因中的磷酸二酯键，从而形成黏性末端，不作用于氢键，A错误；根据限制酶SphⅠ和BamHⅠ的识别序列可知，二者都能从②处G与C之间进行切割，且产生的黏性末端不相同，B正确：若该基因上有m个胞嘧啶，根据碱基互补配对原则，G＝C＝m，但无法确定T与A的数量，故复制n次所需胸腺嘧啶数目无法确定，C错误；在含14N的培养基中复制3次，共产生8个DNA，根据半保留复制，子代中含15N的DNA分子数量为2个，所占比例为1/4，D正确。24537688. [2026吉林九校联考]图甲是关于DNA的两种复制方式。1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，设计了一个巧妙的实验(图乙)来验证DNA的复制方式。请回答下列有关问题。1甲乙2453768(1) 本实验用___标记DNA，后用离心法得到图乙所示条带，推测该技术能分离不同DNA依据的原理是_____________________________。(2) 分析图乙，实验过程(a)步骤中提取15N的大肠杆菌DNA离心，其目的是___________，最早可根据____(填“b”或“c”)的离心结果确定DNA的复制方式为半保留复制。115N根据相对分子质量不同进行分离进行对照b2453768(3) 研究人员将1个含14N－DNA的大肠杆菌转移到以15NH4C1为唯一氮源的培养液中，培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA解开双螺旋变成单链；然后进行密度梯度离心，试管中出现两种条带(如图丙)。1丙体外DNA复制时可用______代替解旋酶解旋，由结果可知，该大肠杆菌的细胞周期是____h，图丙所示是大肠杆菌繁殖____代的结果。高温832453768(4) 某DNA分子共有400个碱基对，其中含有碱基C 120个，该DNA分子含有_____个氢键。该DNA复制3次，共消耗碱基T______个，第3次复制时消耗碱基G______个。19201 96048024537681【解析】 (1) 分析题图可知，本实验用15N标记DNA后，用离心法得到图乙所示条带。(2) 实验过程(a)步骤中提取15N的大肠杆菌DNA离心，其目的是检测含15N的DNA离心后在试管中的位置，以便于与复制后的DNA作为对照。若为全保留复制，繁殖一代(b步骤)后，DNA复制形成的子代DNA中，一个DNA分子两条链都含15N，另一个DNA分子两条链都含14N，离心后会出现两条带：一条重带、一条轻带；而半保留复制时，繁殖一代后形成的DNA分子都是一条链含15N，另一条链含14N，离心后只有一条中带。所以最早可根据b的离心结果确定DNA的复制方式为半保留复制。(3) 高温会使DNA双链中的氢键断裂，因此体24537681外DNA复制时可用高温代替解旋酶的解旋作用。据图分析，1个含14N/14N－DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养24 h后，得到条带1(14N的DNA单链)∶条带2(15N的DNA单链)＝1∶7，说明DNA分子共复制了3次，所以大肠杆菌的细胞周期为24÷3＝8 h。(4) 在DNA双链中，A—T对之间有2个氢键，C—G对之间3 个氢键。已知该DNA分子共有400个碱基对，其中含有碱基C 120个，即C—G对为120对，则A—T对为280对，因此该DNA分子含有的氢键数目为280×2＋120×3＝920。在双链DNA分子中，C＋T＝50%＝400 个，即T＝280个，因此该DNA复制3次，共消耗碱基T(23－1)×280＝1 960 个；C与G配对，则C＝G＝120个，第3次复制时消耗碱基G(23－22)×120＝480个。谢谢观看Thank you for watching 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第29讲 DNA的结构与复制 练习 .docx 第29讲 DNA的结构与复制.docx 第29讲 DNA的结构与复制.pptx
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