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第26讲　DNA的结构和基因的本质
【课标要求】
概述DNA分子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。
考点一　DNA的结构
【精梳攻教材】
【基础整合】
1.DNA结构模型构建的主要探索成果(连线):
2.DNA分子的结构:
(1)DNA分子的结构层次
(2)DNA分子的结构中的两种关系
(3)DNA分子的结构中的两种连接方式
(4)与DNA有关酶的作用位点
【名师点睛】
DNA分子的方向解读
(1)脱氧核糖上与碱基相连的碳称作1'-C,与磷酸基团相连的碳叫作5'-C。
(2)DNA的一条单链具有两个末端,有一个游离的磷酸基团的末端,称作5'端,有一个游离的羟基(—OH)的末端称作3'端。
(3)DNA的两条单链方向相反,一条单链是从5'端到3'端的,它的互补链则是从3'端到5'端的。
【多维赋能】
1.(必修2 P50正文)DNA分子的结构具有稳定性的原因:外侧的脱氧核糖和磷酸交替排列的方式稳定不变,内侧碱基配对方式稳定不变。
2.(必修2 P51探究·实践 讨论T1)DNA能够储存足够量的遗传信息的原因:DNA虽然只含有4种脱氧核苷酸,但是碱基的排列顺序却是千变万化的,使DNA储存了大量的遗传信息。
(必修2 P62“非选择题T1”问题分析)DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异。当两种生物的DNA单链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,原因是: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。
【自测强化】
1.沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式。(2022·广东卷,5D)(×)
分析:沃森和克里克以DNA衍射图谱为基础推算出DNA呈螺旋结构。
2.DNA分子一条链上的相邻碱基通过“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—”相连。(必修2 P50图3-8)(×)
分析:DNA分子一条链上的相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连。
3.DNA每条链的5'端是羟基末端。(×)
分析:DNA每条链的5'端是磷酸基团末端,3'端是羟基(-OH)末端。
4.双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径。(√)
5.某病毒具有蛋白质外壳,其遗传物质的碱基含量如下所示:A占比31.2%,C占比20.8%,G占比28.0%,U占比20.0%,则该病毒复制合成的互补链中G+C含量为51.2%。(2024·河北卷,5A)(×)
分析:根据碱基互补配对原则可知,该病毒复制合成的互补链中G+C含量与原RNA含量一致,为48.8%。
【精研强思维】
【思维探究】
　根据DNA分子结构图像分析回答下列问题:
(1)(生命观念)沃森和克里克通过构建物理模型法,利用X射线衍射技术,推算出DNA的空间结构是什么 其基本骨架是什么
提示:规则的双螺旋结构。脱氧核糖和磷酸交替连接。
(2)(生命观念)图中④能表示胞嘧啶脱氧核苷酸吗 为什么
提示:不能。①磷酸基团属于胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
(3)(科学思维)解旋酶作用于图中哪个部位 限制性内切核酸酶和DNA连接酶作用于图中哪个部位
提示:解旋酶作用于⑨氢键,限制性内切核酸酶和DNA连接酶作用于⑩磷酸二酯键。
(4)(科学思维)A+T与G+C的比值一定相等吗 由此可概括出什么结论 此值的大小体现了什么呢
提示:不一定。不同DNA分子中的互补碱基之和的比值不一定相同。体现了DNA分子的特异性。
(科学思维)假如豌豆叶肉细胞的某一DNA分子中A含量占30%,则该分子一条链上G含量的最大值可占此链碱基总数的多少 若该DNA分子中,G与C之和占全部碱基的35.8%,其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%,则它的互补链中T和C分别占该链碱基总数的比例是多少
提示:40%;31.3%;18.7%。
【思维建构】
DNA分子中的碱基数量的计算规律
【精练提素养】
1.DNA双螺旋结构模型的提出是20世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中,为该模型构建提供主要依据的是(　　)
①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验
②富兰克林等拍摄的DNA衍射图谱
③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等
④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制
A.①②　 B.②③　 C.③④　 D.①④
【解析】选B。赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验,证明了DNA是遗传物质,与构建DNA双螺旋结构模型无关,①不符合题意;沃森和克里克根据富兰克林等拍摄的DNA衍射图谱,推算出DNA呈双螺旋结构,②符合题意;查哥夫发现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,为沃森和克里克构建正确的碱基配对方式提供了依据,③符合题意;沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制未能为DNA双螺旋结构模型的构建提供依据,④不符合题意。
2.(2024·浙江6月卷)下列关于双链DNA分子结构的叙述,正确的是(　　)
A.磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架
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.若一条链的G+C占47%,则另一条链的A+T也占47%
【解析】选A。本题考查DNA分子的结构。DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架,内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对,A正确;双链DNA中,A/T碱基对含有2个氢键,G/C碱基对含有3个氢键,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,而不是氢键,C错误;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%,D错误。
【方法规律】
解答有关碱基计算题的“三步曲”
3.如图是某学生在“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个连接物代表氢键
【解析】选D。该模型只有一条单链,不可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,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)连接物代表氢键,D正确。
考点二　基因通常是有遗传效应的DNA片段
【精梳攻教材】
【基础整合】
1.遗传信息:
蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。
2.全方位理解基因:
(1)本质上: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,对这类病毒而言,基因就是有遗传效应的RNA片段。
(2)结构上:基因是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列(RNA病毒中是核糖核苷酸序列)。
(3)功能上:基因是遗传物质的结构和功能的基本单位。
(4)位置上:基因通常在染色体上呈线性排列。
3.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系:
4.DNA分子的结构特点:
稳定性 磷酸和脱氧核糖交替连接,排列在外侧构成基本骨架
多样性 碱基排列顺序的千变万化,如某DNA分子中有n个碱基对,则其可能的排列顺序有4n种
特异性 每种DNA分子都有特定的碱基排列顺序,代表了特定的遗传信息
【多维赋能】
1.(必修2 P57问题探讨)转基因鲤鱼生长速度更快的原因:外源生长激素基因整合到转基因鲤鱼的DNA中,并发挥了促进生长激素合成的功能,而生长激素可使鲤鱼的生长速度加快。
2.(必修2 P59拓展应用T2延伸)人脸识别技术具有可行性的原因:每个人都有独特的面部特征,而这些都是由基因决定的,这说明了基因的特异性。
【自测强化】
1.细胞中组成一个基因的嘌呤碱基与嘧啶碱基数量一定相等。(√)
2.DNA分子中脱氧核糖和磷酸的排列方式代表了遗传信息。(×)
分析:脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序代表了遗传信息。
3.基因不一定都是DNA片段,对于RNA病毒来说,基因也可以是有遗传效应的RNA片段。(√)
4.染色体是基因的唯一载体。(×)
分析:除染色体外,真核细胞的线粒体、叶绿体也是基因的载体,原核细胞的拟核和质粒也是基因的载体。
5.DNA分子中某一个片段不一定是一个基因。(√)
【精练提素养】
1. 【不定项】(2026·牡丹江模拟)条锈菌病毒PsV5是我国科学家发现的一种单链RNA病毒,该病毒寄生在小麦条锈菌(专性寄生真菌)中。对PsV5进行研究,为更好地认识和防治小麦条锈病提供了新思路。下列相关叙述错误的是(　　)
A.条锈菌病毒PsV5和小麦条锈菌的遗传物质元素组成相同
B.条锈菌病毒PsV5的基因通常是具有遗传效应的DNA片段
C.感染PsV5的小麦条锈菌会将病毒RNA遗传给子代
D.PsV5和小麦条锈菌都营寄生生活,都没有独立代谢能力
【解析】选B、C、D。条锈菌病毒PsV5是我国新发现的一种单链RNA病毒,其遗传物质是RNA,小麦条锈菌的遗传物质是DNA,但DNA和RNA的元素组成相同,A正确,B错误;病毒在寄主亲子代个体之间可以传染,但感染PsV5的小麦条锈菌不会以遗传的方式将病毒RNA传给子代,C错误;PsV5和小麦条锈菌都营寄生生活,但小麦条锈菌具有独立代谢能力,D错误。
2.(2023·河北卷)关于基因、DNA、染色体和染色体组的叙述,正确的是(　　)
A.等位基因均成对排布在同源染色体上
B.双螺旋DNA中互补配对的碱基所对应的核苷酸方向相反
C.染色体的组蛋白被修饰造成的结构变化不影响基因表达
D.一个物种的染色体组数与其等位基因数一定相同
【解析】选B。细胞内决定相对性状的等位基因绝大部分成对地排布在同源染色体上,但在具有异型性染色体的个体细胞内,位于性染色体上的等位基因并非完全成对排布,A错误。双螺旋DNA由两条单链按反向平行方式盘旋构成,且两条链上的碱基遵循碱基互补配对原则,一一对应。因此,组成DNA双螺旋结构中的互补配对碱基所对应的核苷酸方向也必然相反,B正确。在生物表观遗传中,除了DNA甲基化,构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达,C错误。一个物种的染色体组数不一定与等位基因数目相等,例如二倍体生物有两个染色体组,但等位基因可能有多个,D错误。
【体验高考真题溯源】
1.(2022·浙江6月卷)→(必修2 P51图)某同学欲制作DNA双螺旋结构模型,已准备了足够的相关材料。下列叙述正确的是(　　)
A.在制作脱氧核苷酸时,需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基
B.制作模型时,鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连
C.制成的模型中,腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤与胸腺嘧啶之和
D.制成的模型中,磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧
【教考融通】
真题利用了教材中的DNA双螺旋结构模型,并考查了DNA分子的组成单位和结构特点。
【解析】选C。在制作脱氧核苷酸时,需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基,A错误。制作模型时,鸟嘌呤与胞嘧啶之间用3个氢键连接物相连,B错误。由碱基互补配对原则可知,制成的模型中,腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤与胸腺嘧啶之和,C正确。制成的模型中,磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的外侧,D错误。
【深研教材预测高考】
2.(必修2 P52概念检测T2【改编】)下图为DNA分子的部分结构模式图,下列叙述错误的是(　　)
A.由①②④构成的脱氧核苷酸是DNA的基本单位之一
B.⑤和⑥之间有三个氢键,可能是碱基对C-G
C.①和②交替连接排列在DNA外侧,构成DNA的基本骨架
D.DNA和RNA在化学组成上的区别在于②和④的不同
【解析】选A。DNA的基本单位是由②③④构成的脱氧核苷酸,A错误;两条链之间的碱基配对方式为A与T配对,G与C配对,G与C之间有三个氢键,B正确;DNA分子的①磷酸和②脱氧核糖交替连接排列于外侧,构成DNA的基本骨架,碱基对位于内侧,C正确;DNA和RNA在化学组成上的区别在于②五碳糖和④含氮碱基的不同,构成DNA的五碳糖为脱氧核糖,构成RNA的五碳糖为核糖,DNA特有的碱基为T,RNA特有的碱基为U,D正确。(共25张PPT)
核心素养测评　
第五单元　第26讲　DNA的结构和基因的本质
(20分钟　25分)
【基础过关练】
1.(2分)下列关于DNA分子结构的叙述,正确的是 (　　)
A.DNA分子中含有四种核糖核苷酸
B.每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基
C.双链DNA分子中,碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的
D.双链DNA分子中,A+T=G+C
√
【解析】选C。DNA的基本组成单位为脱氧核苷酸,所以每个DNA分子一般都含有四种脱氧核苷酸,A错误;DNA分子每条链的3'端只连着一个磷酸,B错误;一分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成,所以每个DNA分子中,碱基、磷酸和脱氧核糖的数量都相等,C正确;双链DNA分子之间的碱基配对时,遵循碱基互补配对原则(A=T、C=G),因此A+G=T+C,但(A+T)与(G+C)不一定相等,D错误。
【加固训练】
(2026·济南模拟)人类抗体重链基因位于14号染色体上,由VH、DH、JH、CH
四个基因片段簇组成,其中功能性VH基因片段约有65个、DH基因片段有27
个、JH基因片段有6个、功能性CH基因片段有9个,如图所示。下列有关叙述
错误的是 (　　)
A.VH1、DH1和JH1的基本组成单位相同
B.VH1、DH1和JH1在染色体上呈线性排列
C.VH、DH、JH和CH的多样性是抗体多样性的基础
D.遗传信息主要蕴藏在基因片段簇的排列顺序中
√
【解析】选D。VH1、DH1和JH1的基本组成单位都是脱氧核苷酸,A正确;VH1、DH1和JH1在一条染色体上,呈线性排列,B正确;VH、DH、JH和CH的多样性是抗体多样性的基础,C正确;遗传信息主要蕴藏在基因片段簇的脱氧核苷酸的排列顺序中,D错误。
2.(2分)微卫星DNA(STR)是真核细胞基因组中含有高度重复序列的DNA,富
含A—T碱基对,不同个体的STR具有明显的差异。下列有关STR的说法错误
的是 (　　)
A.不同生物STR序列不同体现了DNA具有多样性
B.STR序列彻底水解的产物是磷酸、核糖和四种碱基
C.相对于其他DNA序列,STR序列结构的稳定性可能较差
D.STR序列可作为遗传标记基因用于个体鉴定
√
【解析】选B。由于碱基对的排列顺序不同,导致不同生物的STR序列不同,体现了DNA具有多样性,A正确;STR是DNA分子,彻底水解后可以得到6种小分子物质,即4种碱基、磷酸、脱氧核糖,B错误;STR序列中的A—T碱基对所占的比例较多,而A与T之间形成两个氢键,G与C之间形成三个氢键,相对于其他同长度DNA,氢键的数目相对较少,所以STR序列结构的稳定性可能较差,C正确;由于不同个体的STR具有明显的差异,STR序列可作为遗传标记基因用于个体鉴定,D正确。
3.(2分)(2025·丹东模拟)DNA熔解温度(Tm)是使DNA双螺旋结构解开一半时
所需要的温度,不同种类DNA的Tm值不同。如图表示DNA分子中(G+C)含
量(占全部碱基的比例)与Tm的关系。下列有关叙述错误的是 (　　)
A.一般来说,在一定范围内,DNA分子的Tm值与(G+C)含
量呈正相关
B.DNA双螺旋结构有利于维持DNA的稳定性
C.Tm值相同的DNA分子中(G+C)数量也相同
D.若DNA分子中(G+C)/(A+T)=1,则G与C之间的氢键总数比A与T之间多
√
【解析】选C。据题图可知,在一定范围内,DNA分子的Tm值与(G+C)含量呈正相关,A正确;DNA碱基配对严格遵循碱基互补配对原则,有利于维持DNA分子结构的稳定性,体现结构与功能的统一性,B正确;两DNA分子若Tm值相同,则它们所含(G+C)比例相同,但(G+C)的数量不一定相同,C错误;由于C—G碱基对之间有3个氢键,A—T碱基对之间有2个氢键,因此若DNA分子中G+C/A+T=1,则G与C之间的氢键总数比A与T之间多,D正确。
4.(2分)某DNA部分片段结构如图所示,下列叙述正确的是 (　　)
A.③为磷酸二酯键,③的形成需要RNA聚合酶催化
B.①代表氢键,①的形成与断裂需要ATP提供能量
C.片段中碱基②与五碳糖构成的脱氧核苷与ATP中
的腺苷相同
D.若该DNA一条链中碱基A与T之和占48%,则整个
DNA中碱基C占26%
√
【解析】选D。题图中③为磷酸二酯键,③的形成需要DNA聚合酶催化,A错误;①代表氢键,氢键的形成不需要消耗能量,B错误;构成脱氧核苷酸的五碳糖是脱氧核糖,而构成腺苷的五碳糖是核糖,C错误;由于DNA分子中碱基互补配对,A=T,G=C,所以若该DNA一条链中碱基A与T之和占48%,则整个DNA分子中碱基A与T之和占48%,G和C之和占1-48%=52%,所以整个DNA中碱基C占26%,D正确。
5.(2分)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】选C。某生物体内DNA中脱氧核苷酸的排列顺序是特定的,因此乙
中的脱氧核苷酸序列是特定的,C错误。
√
6.(2分)(2022·广东卷)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】选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,决定该线性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。
7.(2分)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%
【解析】选C。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。
√
【加固训练】
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】选C。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,则其比值b等于1,C错误,D正确。
8.(2分)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
√
【解析】选C。基因的遗传效应是指基因可通过控制蛋白质的结构来直接控制生物的性状或基因也可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而间接控制生物的性状,A正确;特定的碱基排列顺序,构成了DNA分子的特异性;碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的多样性,B正确;基因绝大多数在染色体上,染色体是基因的主要载体,基因在染色体上呈线性排列,C错误;遗传信息的表达(包括转录和翻译)是以基因为单位进行的,实质是基因的表达,D正确。
【思维进阶练】
9.(3分) 【不定项】(2026·呼和浩特模拟)部分基因在果蝇X染色体上的相对
位置如图所示,下列说法错误的是 (　　)
A.基因Ⅰ和基因Ⅱ不同的主要原因是脱氧核糖核苷酸排列顺序不同
B.在减数分裂四分体时期,基因Ⅰ和基因Ⅱ发生互换
C.一般情况下,基因Ⅰ和基因Ⅱ是等位基因
D.雄性X染色体上的基因来自其雌性亲本
√
√
【解析】选B、C。基因Ⅰ和基因Ⅱ都是由脱氧核苷酸构成的,不同的基因所含的遗传信息不同,遗传信息是指基因中脱氧核苷酸的排列顺序,因此基因Ⅰ和基因Ⅱ不同的原因是脱氧核糖核苷酸排列顺序不同,A正确;在减数分裂四分体时期,同源染色体上的非姐妹染色单体之间可以发生互换,而一条染色体上的基因Ⅰ和基因Ⅱ之间不可能发生互换,B错误;基因Ⅰ和基因Ⅱ位于同一条染色体的不同位置上,属于非等位基因,C错误;雄性X染色体上的基因来自其雌性亲本,Y染色体来自其雄性亲本,D正确。
10.(3分) 【不定项】(2026·吉林模拟)1953年沃森和克里克提出了DNA双螺旋模型。
之后又发现三螺旋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】选A。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;沃森和克里克发现了DNA双螺旋结构,提出了DNA半保留复制的假说,B正确;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;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,D正确。
11.(3分) 【不定项】(2026·长沙模拟)如图表示DNA分子中的部分关系,下列
判断错误的是 (　　)
A.若x、y分别表示DNA两条互补链中(A+G)/(T+C)的量,
则符合甲曲线变化
B.若x、y分别表示DNA两条互补链中(G+T)/(A+C)的量,
则符合甲曲线变化
C.若x、y分别表示DNA两条互补链中(A+T)/(G+C)的量,则符合乙曲线变化
D.若x、y分别表示DNA一条链和整个DNA中嘌呤/嘧啶的量,则符合乙曲线
变化
√
√
√
【解析】选A、B、D。DNA两条互补链中,(A+G)/(T+C)的量互为倒数,(G+T)/(A+C)的量互为倒数,均不符合甲曲线变化,A、B错误;根据碱基互补配对原则,DNA两条互补链中(A+T)/(G+C)的量是相等的,此情况符合乙曲线变化,C正确;双链DNA中嘌呤/嘧啶始终等于1,但DNA一条链中嘌呤/嘧啶的量不确定,故不符合乙曲线变化,D错误。核心素养测评　
第五单元　第26讲　DNA的结构和基因的本质
(20分钟　25分)
【基础过关练】
1.(2分)下列关于DNA分子结构的叙述,正确的是 (　　)
A.DNA分子中含有四种核糖核苷酸
B.每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基
C.双链DNA分子中,碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的
D.双链DNA分子中,A+T=G+C
【解析】选C。DNA的基本组成单位为脱氧核苷酸,所以每个DNA分子一般都含有四种脱氧核苷酸,A错误;DNA分子每条链的3'端只连着一个磷酸,B错误;一分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成,所以每个DNA分子中,碱基、磷酸和脱氧核糖的数量都相等,C正确;双链DNA分子之间的碱基配对时,遵循碱基互补配对原则(A=T、C=G),因此A+G=T+C,但(A+T)与(G+C)不一定相等,D错误。
【加固训练】
(2026·济南模拟)人类抗体重链基因位于14号染色体上,由VH、DH、JH、CH四个基因片段簇组成,其中功能性VH基因片段约有65个、DH基因片段有27个、JH基因片段有6个、功能性CH基因片段有9个,如图所示。下列有关叙述错误的是 (　　)
A.VH1、DH1和JH1的基本组成单位相同
B.VH1、DH1和JH1在染色体上呈线性排列
C.VH、DH、JH和CH的多样性是抗体多样性的基础
D.遗传信息主要蕴藏在基因片段簇的排列顺序中
【解析】选D。VH1、DH1和JH1的基本组成单位都是脱氧核苷酸,A正确;VH1、DH1和JH1在一条染色体上,呈线性排列,B正确;VH、DH、JH和CH的多样性是抗体多样性的基础,C正确;遗传信息主要蕴藏在基因片段簇的脱氧核苷酸的排列顺序中,D错误。
2.(2分)微卫星DNA(STR)是真核细胞基因组中含有高度重复序列的DNA,富含A—T碱基对,不同个体的STR具有明显的差异。下列有关STR的说法错误的是 (　　)
A.不同生物STR序列不同体现了DNA具有多样性
B.STR序列彻底水解的产物是磷酸、核糖和四种碱基
C.相对于其他DNA序列,STR序列结构的稳定性可能较差
D.STR序列可作为遗传标记基因用于个体鉴定
【解析】选B。由于碱基对的排列顺序不同,导致不同生物的STR序列不同,体现了DNA具有多样性,A正确;STR是DNA分子,彻底水解后可以得到6种小分子物质,即4种碱基、磷酸、脱氧核糖,B错误;STR序列中的A—T碱基对所占的比例较多,而A与T之间形成两个氢键,G与C之间形成三个氢键,相对于其他同长度DNA,氢键的数目相对较少,所以STR序列结构的稳定性可能较差,C正确;由于不同个体的STR具有明显的差异,STR序列可作为遗传标记基因用于个体鉴定,D正确。
3.(2分)(2025·丹东模拟)DNA熔解温度(Tm)是使DNA双螺旋结构解开一半时所需要的温度,不同种类DNA的Tm值不同。如图表示DNA分子中(G+C)含量(占全部碱基的比例)与Tm的关系。下列有关叙述错误的是 (　　)
A.一般来说,在一定范围内,DNA分子的Tm值与(G+C)含量呈正相关
B.DNA双螺旋结构有利于维持DNA的稳定性
C.Tm值相同的DNA分子中(G+C)数量也相同
D.若DNA分子中(G+C)/(A+T)=1,则G与C之间的氢键总数比A与T之间多
【解析】选C。据题图可知,在一定范围内,DNA分子的Tm值与(G+C)含量呈正相关,A正确;DNA碱基配对严格遵循碱基互补配对原则,有利于维持DNA分子结构的稳定性,体现结构与功能的统一性,B正确;两DNA分子若Tm值相同,则它们所含(G+C)比例相同,但(G+C)的数量不一定相同,C错误;由于C—G碱基对之间有3个氢键,A—T碱基对之间有2个氢键,因此若DNA分子中G+C/A+T=1,则G与C之间的氢键总数比A与T之间多,D正确。
4.(2分)某DNA部分片段结构如图所示,下列叙述正确的是 (　　)
A.③为磷酸二酯键,③的形成需要RNA聚合酶催化
B.①代表氢键,①的形成与断裂需要ATP提供能量
C.片段中碱基②与五碳糖构成的脱氧核苷与ATP中的腺苷相同
D.若该DNA一条链中碱基A与T之和占48%,则整个DNA中碱基C占26%
【解析】选D。题图中③为磷酸二酯键,③的形成需要DNA聚合酶催化,A错误;①代表氢键,氢键的形成不需要消耗能量,B错误;构成脱氧核苷酸的五碳糖是脱氧核糖,而构成腺苷的五碳糖是核糖,C错误;由于DNA分子中碱基互补配对,A=T,G=C,所以若该DNA一条链中碱基A与T之和占48%,则整个DNA分子中碱基A与T之和占48%,G和C之和占1-48%=52%,所以整个DNA中碱基C占26%,D正确。
5.(2分)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】选C。某生物体内DNA中脱氧核苷酸的排列顺序是特定的,因此乙中的脱氧核苷酸序列是特定的,C错误。
6.(2分)(2022·广东卷)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】选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,决定该线性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。
7.(2分)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%
【解析】选C。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。
【加固训练】
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】选C。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,则其比值b等于1,C错误,D正确。
8.(2分)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
【解析】选C。基因的遗传效应是指基因可通过控制蛋白质的结构来直接控制生物的性状或基因也可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而间接控制生物的性状,A正确;特定的碱基排列顺序,构成了DNA分子的特异性;碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的多样性,B正确;基因绝大多数在染色体上,染色体是基因的主要载体,基因在染色体上呈线性排列,C错误;遗传信息的表达(包括转录和翻译)是以基因为单位进行的,实质是基因的表达,D正确。
【思维进阶练】
9.(3分) 【不定项】(2026·呼和浩特模拟)部分基因在果蝇X染色体上的相对位置如图所示,下列说法错误的是 (　　)
A.基因Ⅰ和基因Ⅱ不同的主要原因是脱氧核糖核苷酸排列顺序不同
B.在减数分裂四分体时期,基因Ⅰ和基因Ⅱ发生互换
C.一般情况下,基因Ⅰ和基因Ⅱ是等位基因
D.雄性X染色体上的基因来自其雌性亲本
【解析】选B、C。基因Ⅰ和基因Ⅱ都是由脱氧核苷酸构成的,不同的基因所含的遗传信息不同,遗传信息是指基因中脱氧核苷酸的排列顺序,因此基因Ⅰ和基因Ⅱ不同的原因是脱氧核糖核苷酸排列顺序不同,A正确;在减数分裂四分体时期,同源染色体上的非姐妹染色单体之间可以发生互换,而一条染色体上的基因Ⅰ和基因Ⅱ之间不可能发生互换,B错误;基因Ⅰ和基因Ⅱ位于同一条染色体的不同位置上,属于非等位基因,C错误;雄性X染色体上的基因来自其雌性亲本,Y染色体来自其雄性亲本,D正确。
10.(3分) 【不定项】(2026·吉林模拟)1953年沃森和克里克提出了DNA双螺旋模型。之后又发现三螺旋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】选A。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;沃森和克里克发现了DNA双螺旋结构,提出了DNA半保留复制的假说,B正确;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;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,D正确。
11.(3分) 【不定项】(2026·长沙模拟)如图表示DNA分子中的部分关系,下列判断错误的是 (　　)
A.若x、y分别表示DNA两条互补链中(A+G)/(T+C)的量,则符合甲曲线变化
B.若x、y分别表示DNA两条互补链中(G+T)/(A+C)的量,则符合甲曲线变化
C.若x、y分别表示DNA两条互补链中(A+T)/(G+C)的量,则符合乙曲线变化
D.若x、y分别表示DNA一条链和整个DNA中嘌呤/嘧啶的量,则符合乙曲线变化
【解析】选A、B、D。DNA两条互补链中,(A+G)/(T+C)的量互为倒数,(G+T)/(A+C)的量互为倒数,均不符合甲曲线变化,A、B错误;根据碱基互补配对原则,DNA两条互补链中(A+T)/(G+C)的量是相等的,此情况符合乙曲线变化,C正确;双链DNA中嘌呤/嘧啶始终等于1,但DNA一条链中嘌呤/嘧啶的量不确定,故不符合乙曲线变化,D错误。(共39张PPT)
第26讲　DNA的结构和基因的本质
考点一　DNA的结构
考点二　基因通常是有遗传效应的DNA片段
从教材走向高考
【课标要求】
概述DNA分子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。
考点一　DNA的结构
【精梳攻教材】
【基础整合】
1.DNA结构模型构建的主要探索成果(连线):
2.DNA分子的结构:
(1)DNA分子的结构层次
(2)DNA分子的结构中的两种关系
(3)DNA分子的结构中的两种连接方式
(4)与DNA有关酶的作用位点
【名师点睛】
DNA分子的方向解读
(1)脱氧核糖上与碱基相连的碳称作1'-C,与磷酸基团相连的碳叫作5'-C。
(2)DNA的一条单链具有两个末端,有一个游离的磷酸基团的末端,称作5'端,有一个游离的羟基(—OH)的末端称作3'端。
(3)DNA的两条单链方向相反,一条单链是从5'端到3'端的,它的互补链则是从3'端到5'端的。
【多维赋能】
1.(必修2 P50正文)DNA分子的结构具有稳定性的原因:_________________
____________________________________________________。
2.(必修2 P51探究·实践 讨论T1)DNA能够储存足够量的遗传信息的原
因:___________________________________________________________
______________________________。
外侧的脱氧核糖和
磷酸交替排列的方式稳定不变,内侧碱基配对方式稳定不变
DNA虽然只含有4种脱氧核苷酸,但是碱基的排列顺序却是千变万化
的,使DNA储存了大量的遗传信息
(必修2 P62“非选择题T1”问题分析)DNA分子杂交技术可以用来比较不
同种生物DNA分子的差异。当两种生物的DNA单链形成杂合双链区的
部位越多,说明这两种生物的亲缘关系越近,原因是:___________________
_______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
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
【自测强化】
1.沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式。(2022·广东卷,5D)( )
分析:沃森和克里克以DNA衍射图谱为基础推算出DNA呈螺旋结构。
2.DNA分子一条链上的相邻碱基通过“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—”相连。(必修2 P50图3-8)( )
分析:DNA分子一条链上的相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连。
×
×
3.DNA每条链的5'端是羟基末端。( )
分析:DNA每条链的5'端是磷酸基团末端,3'端是羟基(-OH)末端。
4.双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径。( )
5.某病毒具有蛋白质外壳,其遗传物质的碱基含量如下所示:A占比31.2%,C占比20.8%,G占比28.0%,U占比20.0%,则该病毒复制合成的互补链中G+C含量为51.2%。(2024·河北卷,5A)( )
分析:根据碱基互补配对原则可知,该病毒复制合成的互补链中G+C含量与原RNA含量一致,为48.8%。
×
√
×
【精研强思维】
【思维探究】
　根据DNA分子结构图像分析回答下列问题:
(1)(生命观念)沃森和克里克通过构建物理模型法,利用X射线衍射技术,推算出DNA的空间结构是什么 其基本骨架是什么
提示:规则的双螺旋结构。脱氧核糖和磷酸交替连接。
(2)(生命观念)图中④能表示胞嘧啶脱氧核苷酸吗 为什么
提示:不能。①磷酸基团属于胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
(3)(科学思维)解旋酶作用于图中哪个部位 限制性内切核酸酶和DNA连接酶作用于图中哪个部位
提示:解旋酶作用于⑨氢键,限制性内切核酸酶和DNA连接酶作用于⑩磷酸二酯键。
(4)(科学思维)A+T与G+C的比值一定相等吗 由此可概括出什么结论 此值的大小体现了什么呢
提示:不一定。不同DNA分子中的互补碱基之和的比值不一定相同。体现了DNA分子的特异性。
(科学思维)假如豌豆叶肉细胞的某一DNA分子中A含量占30%,则该分子一条链上G含量的最大值可占此链碱基总数的多少 若该DNA分子中,G与C之和占全部碱基的35.8%,其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%,则它的互补链中T和C分别占该链碱基总数的比例是多少
提示:40%;31.3%;18.7%。
【思维建构】
DNA分子中的碱基数量的计算规律
【精练提素养】
1.DNA双螺旋结构模型的提出是20世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中,为该模型构建提供主要依据的是(　　)
①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验
②富兰克林等拍摄的DNA衍射图谱
③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等
④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制
A.①②　 B.②③　 C.③④　 D.①④
√
【解析】选B。赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验,证明了DNA是遗传物质,与构建DNA双螺旋结构模型无关,①不符合题意;沃森和克里克根据富兰克林等拍摄的DNA衍射图谱,推算出DNA呈双螺旋结构,②符合题意;查哥夫发现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,为沃森和克里克构建正确的碱基配对方式提供了依据,③符合题意;沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制未能为DNA双螺旋结构模型的构建提供依据,④不符合题意。
2.(2024·浙江6月卷)下列关于双链DNA分子结构的叙述,正确的是(　　)
A.磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架
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.若一条链的G+C占47%,则另一条链的A+T也占47%
√
【解析】选A。本题考查DNA分子的结构。DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架,内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对,A正确;双链DNA中,A/T碱基对含有2个氢键,G/C碱基对含有3个氢键,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,而不是氢键,C错误;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%,D错误。
【方法规律】
解答有关碱基计算题的“三步曲”
3.如图是某学生在“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个连接物代表氢键
√
【解析】选D。该模型只有一条单链,不可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,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)连接物代表氢键,D正确。
考点二　基因通常是有遗传效应的DNA片段
【精梳攻教材】
【基础整合】
1.遗传信息:
蕴藏在___________________之中。
2.全方位理解基因:
(1)本质上:基因通常是______________________。有些病毒的遗传物质是RNA,对这类病毒而言,基因就是有遗传效应的______片段。
(2)结构上:基因是含有______________________________(RNA病毒中是核糖核苷酸序列)。
(3)功能上:基因是遗传物质的结构和功能的基本单位。
(4)位置上:基因通常在染色体上呈__________。
4种碱基的排列顺序
有遗传效应的DNA片段
RNA
特定遗传信息的脱氧核苷酸序列
线性排列
3.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系:
4.DNA分子的结构特点:
稳定性 ________________交替连接,排列在外侧构成基本骨架
多样性 碱基排列顺序的千变万化,如某DNA分子中有n个碱基对,则其可能的排列顺序有___种
特异性 每种DNA分子都有特定的______排列顺序,代表了特定的遗传信息
磷酸和脱氧核糖
4n
碱基
【多维赋能】
1.(必修2 P57问题探讨)转基因鲤鱼生长速度更快的原因:外源生长激素基因
整合到转基因鲤鱼的DNA中,并发挥了促进__________合成的功能,而生长
激素可使鲤鱼的生长速度加快。
2.(必修2 P59拓展应用T2延伸)人脸识别技术具有可行性的原因:________
____________________,而这些都是由基因决定的,这说明了基因的特异性。
生长激素
每个人
都有独特的面部特征
【自测强化】
1.细胞中组成一个基因的嘌呤碱基与嘧啶碱基数量一定相等。( )
2.DNA分子中脱氧核糖和磷酸的排列方式代表了遗传信息。( )
分析:脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序代表了遗传信息。
3.基因不一定都是DNA片段,对于RNA病毒来说,基因也可以是有遗传效应的RNA片段。( )
4.染色体是基因的唯一载体。( )
分析:除染色体外,真核细胞的线粒体、叶绿体也是基因的载体,原核细胞的拟核和质粒也是基因的载体。
5.DNA分子中某一个片段不一定是一个基因。( )
√
×
√
×
√
【精练提素养】
1. 【不定项】(2026·牡丹江模拟)条锈菌病毒PsV5是我国科学家发现的一种单链RNA病毒,该病毒寄生在小麦条锈菌(专性寄生真菌)中。对PsV5进行研究,为更好地认识和防治小麦条锈病提供了新思路。下列相关叙述错误的是(　　)
A.条锈菌病毒PsV5和小麦条锈菌的遗传物质元素组成相同
B.条锈菌病毒PsV5的基因通常是具有遗传效应的DNA片段
C.感染PsV5的小麦条锈菌会将病毒RNA遗传给子代
D.PsV5和小麦条锈菌都营寄生生活,都没有独立代谢能力
√
√
√
【解析】选B、C、D。条锈菌病毒PsV5是我国新发现的一种单链RNA病毒,其遗传物质是RNA,小麦条锈菌的遗传物质是DNA,但DNA和RNA的元素组成相同,A正确,B错误;病毒在寄主亲子代个体之间可以传染,但感染PsV5的小麦条锈菌不会以遗传的方式将病毒RNA传给子代,C错误;PsV5和小麦条锈菌都营寄生生活,但小麦条锈菌具有独立代谢能力,D错误。
2.(2023·河北卷)关于基因、DNA、染色体和染色体组的叙述,正确的是(　　)
A.等位基因均成对排布在同源染色体上
B.双螺旋DNA中互补配对的碱基所对应的核苷酸方向相反
C.染色体的组蛋白被修饰造成的结构变化不影响基因表达
D.一个物种的染色体组数与其等位基因数一定相同
√
【解析】选B。细胞内决定相对性状的等位基因绝大部分成对地排布在同源染色体上,但在具有异型性染色体的个体细胞内,位于性染色体上的等位基因并非完全成对排布,A错误。双螺旋DNA由两条单链按反向平行方式盘旋构成,且两条链上的碱基遵循碱基互补配对原则,一一对应。因此,组成DNA双螺旋结构中的互补配对碱基所对应的核苷酸方向也必然相反,B正确。在生物表观遗传中,除了DNA甲基化,构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达,C错误。一个物种的染色体组数不一定与等位基因数目相等,例如二倍体生物有两个染色体组,但等位基因可能有多个,D错误。
从教材走向高考
【体验高考真题溯源】
1.(2022·浙江6月卷)→(必修2 P51图)某同学欲制作DNA双螺旋结构模型,已准备了足够的相关材料。下列叙述正确的是(　　)
A.在制作脱氧核苷酸时,需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基
B.制作模型时,鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连
C.制成的模型中,腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤与胸腺嘧啶之和
D.制成的模型中,磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧
√
【教考融通】
真题利用了教材中的DNA双螺旋结构模型,并考查了DNA分子的组成单位和结构特点。
【解析】选C。在制作脱氧核苷酸时,需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基,A错误。制作模型时,鸟嘌呤与胞嘧啶之间用3个氢键连接物相连,B错误。由碱基互补配对原则可知,制成的模型中,腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤与胸腺嘧啶之和,C正确。制成的模型中,磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的外侧,D错误。
【深研教材预测高考】
2.(必修2 P52概念检测T2 【改编】 )下图为DNA分子的部分结构模式图,下列叙述错误的是(　　)
A.由①②④构成的脱氧核苷酸是DNA的基本单位之一
B.⑤和⑥之间有三个氢键,可能是碱基对C-G
C.①和②交替连接排列在DNA外侧,构成DNA的基本骨架
D.DNA和RNA在化学组成上的区别在于②和④的不同
√
【解析】选A。DNA的基本单位是由②③④构成的脱氧核苷酸,A错误;两条链之间的碱基配对方式为A与T配对,G与C配对,G与C之间有三个氢键,B正确;DNA分子的①磷酸和②脱氧核糖交替连接排列于外侧,构成DNA的基本骨架,碱基对位于内侧,C正确;DNA和RNA在化学组成上的区别在于②五碳糖和④含氮碱基的不同,构成DNA的五碳糖为脱氧核糖,构成RNA的五碳糖为核糖,DNA特有的碱基为T,RNA特有的碱基为U,D正确。

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