第2課時(shí)DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制

【課標(biāo)要求】1.概述DNA分子是由4種脫氧核昔酸構(gòu)成的，通常由兩條堿基互補(bǔ)配對(duì)的反向

平行長(zhǎng)鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，堿基的排列順序編碼了遺傳信息。2.概述DNA分子通過(guò)半保留方

式進(jìn)行復(fù)制。

考點(diǎn)一DNA分子的結(jié)構(gòu)

1.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建

⑴構(gòu)建者：沃森和克里克。

(2)構(gòu)建過(guò)程

2.DNA的結(jié)構(gòu)

3.DNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

多樣性若DNA含有n個(gè)堿基對(duì)，則其可能有4"種堿基排列順序

特異性每個(gè)DNA分子都有特定的堿基排列順序

穩(wěn)定性?xún)蓷l主鏈上磷酸與脫氧核糖交替排列的順序不變，堿基配對(duì)方式不變等

■教材隱性知識(shí)*

源于必修2P50圖3—8:DNA的一條單鏈具有兩個(gè)末端，一端有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，稱(chēng)作

5'一端,另一端有一個(gè)羥基(一OH),稱(chēng)作3'一端,兩條單鏈走向相互，一條單鏈?zhǔn)菑?'

一端到3'一端的，另一條單鏈?zhǔn)菑?'一端到5'一端的。

【歸納總結(jié)】DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的熱考點(diǎn)

4.DNA中的堿基數(shù)量的計(jì)算規(guī)律

設(shè)DNA一條鏈為1鏈，互補(bǔ)鏈為2鏈。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可知，AI=T2，A2=TI，GI

=C2，G2-Clo

(l)Ai+A2=TI+T2；GI+G2=CI+CZ。

即：雙鏈中A=1G=C，A+G=T+C=A+C=T+G=1(A+G+T+C)O

規(guī)律一：雙鏈DNA中喋吟堿基總數(shù)等于喀咤堿基總數(shù)，任意兩個(gè)不互補(bǔ)堿基之和為堿基總

數(shù)的一半。

(2)Ai+Ti=A2+T2；Gi+C1=G2+C2。

A1+T1A2+T2A+T…口+鉆工#甘工%、Ci+GiC2+G2C+G

一^—=一^—=—[(N為相應(yīng)的堿基總數(shù))，一所一=一初一=/。

規(guī)律二:互補(bǔ)堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個(gè)DNA分子中都相等，簡(jiǎn)記為“補(bǔ)則等”。

(3)忐?與不竽的關(guān)系是互為倒數(shù)。

11十G112十

規(guī)律三：非互補(bǔ)堿基之和的比值在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)，簡(jiǎn)記為“不補(bǔ)則倒”。

A.A9A1

(4)若M=a，==6，則討=](a+b)。

規(guī)律四：某種堿基在雙鏈中所占的比例等于它在每一條單鏈中所占比例和的一半。

根據(jù)DNA分子結(jié)構(gòu)圖像分析回答下列問(wèn)題：

(1)圖中④能表示胞喀咤脫氧核甘酸嗎？

提示不能。①磷酸基團(tuán)屬于胸腺喀噬脫氧核甘酸。

(2)解旋酶作用于圖中哪個(gè)部位？限制性?xún)?nèi)切核酸酶和DNA連接酶作用于圖中哪個(gè)部位？

提示解旋酶作用于⑨，限制性?xún)?nèi)切核酸酶和DNA連接酶作用于⑩。

(3)DNA初步水解的產(chǎn)物和徹底水解的產(chǎn)物分別是什么？

提示DNA初步水解的產(chǎn)物是4種脫氧核甘酸；徹底水解的產(chǎn)物是磷酸、脫氧核糖和4種含

氮堿基。

(4)“A+T與G+C的比值一定相等嗎？”由此可概括出什么結(jié)論？此值的大小體現(xiàn)了什么

呢？

提示不一定。不同DNA分子中的互補(bǔ)堿基之和的比值不一定相同。體現(xiàn)DNA分子的特

異性。

1.20世紀(jì)50年代初，查哥夫?qū)Χ喾N生物DNA做了堿基定量分析，發(fā)現(xiàn)(A+T)/(C+G)的值

如下表。結(jié)合所學(xué)知識(shí)，你認(rèn)為能得出的結(jié)論是()

DNA來(lái)源大腸桿菌小麥?zhǔn)筘i肝豬胸腺豬脾

(A+T)/(C+G)1.011.211.211.431.431.43

A.小麥和鼠的DNA所攜帶的遺傳信息相同

B.豬的DNA結(jié)構(gòu)比大腸桿菌DNA結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定一些

C.同一生物不同組織的DNA堿基組成相同

D.小麥DNA中(A+T)數(shù)量是鼠DNA中(C+G)數(shù)量的1.21倍

答案C

解析DNA分子中堿基的排列順序代表遺傳信息，由題表可知，小麥和鼠的(A+T)/(C+G)

的值相同，但是堿基的排列順序不一定相同，A錯(cuò)誤；由于堿基A與T之間有2個(gè)氫鍵，而

G與C之間有3個(gè)氫鍵，DNA分子中(G+C)之和所占比例越大，DNA分子結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，(A

+T)/(C+G)值越大，(G+C)占整個(gè)DNA分子的比值越小，大腸桿菌的DNA分子結(jié)構(gòu)更穩(wěn)

定，B錯(cuò)誤；同一■生物不同組織的遺傳物質(zhì)相同，所以同一生物不同組織的DNA堿基組成

相同，C正確；小麥和鼠的(A+T)/(C+G)的值相同，但是堿基的總數(shù)不一定相同，故小麥

DNA中(A+T)與鼠DNA中(C+G)在數(shù)量上無(wú)法比較，D錯(cuò)誤。

2.(2023?河北唐山高三檢測(cè))某DNA部分片段結(jié)構(gòu)如圖所示，下列敘述正確的是()

A.③為磷酸二酯鍵，③的形成需要RNA聚合酶催化

B.①代表氫鍵，①的形成與斷裂需要ATP提供能量

C.片段中堿基②與五碳糖構(gòu)成的脫氧核昔與ATP中的腺昔相同

D.若該DNA一條鏈中堿基A與T之和占48%,則整個(gè)DNA中堿基C占26%

答案D

解析③為磷酸二酯鍵，③的形成需要DNA聚合酶催化，A錯(cuò)誤；①代表氫鍵，氫鍵的形

成不需要消耗能量，B錯(cuò)誤；構(gòu)成脫氧核苔酸的五碳糖是脫氧核糖，而構(gòu)成腺首的五碳糖是

核糖，C錯(cuò)誤；由于DNA分子中堿基互補(bǔ)配對(duì)，A=T,G=C,所以若該DNA一條鏈中堿

基A與T之和占48%,則整個(gè)DNA分子中堿基A與T之和占48%,G和C之和占1-48%

=52%,所以DNA中堿基C占26%,D正確。

考點(diǎn)二DNA的復(fù)制

1.DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

(1)實(shí)驗(yàn)者：美國(guó)生物學(xué)家梅塞爾森和斯塔爾。

⑵研究方法：假說(shuō)一演繹法。

(3)實(shí)驗(yàn)材料：大腸桿菌。

(4)實(shí)驗(yàn)技術(shù)：同位素標(biāo)記技術(shù)和離心技術(shù)。

(5)實(shí)驗(yàn)原理：含15N的雙鏈DNA密度大，含i，N的雙鏈DNA密度小，一條鏈含^N、一條

鏈含15N的雙鏈DNA密度居中。

(6)實(shí)驗(yàn)假設(shè)：DNA以半保留的方式復(fù)制。

(7)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及分析

I.實(shí)驗(yàn)過(guò)程

H.實(shí)驗(yàn)分析

a.立即取出：提取DNAf離心全部重帶。

b.細(xì)胞分裂一次(即細(xì)菌繁殖一代)取出：提取DNA一離心一全部中帶。

c.細(xì)胞再分裂一次(即細(xì)菌繁殖兩代)取出：提取DNA一離心輕帶、；中帶。

(8)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的。

2.DNA的復(fù)制

(1)概念、時(shí)間、場(chǎng)所

(2)過(guò)程

(3)結(jié)果：一個(gè)DNA分子形成了兩個(gè)完全相同的DNA分子。

,/邊解旋邊復(fù)制

(4)特點(diǎn)]半保留復(fù)制

(5)DNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因

DNA具有獨(dú)特的四螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供精確的模板，堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,保證了復(fù)制能準(zhǔn)

確地進(jìn)行。

(6)DNA復(fù)制的意義：DNA通過(guò)復(fù)制，將遺傳信息從親代細(xì)胞傳遞給子代細(xì)胞,從而保持了

遺傳信息的連續(xù)性。

3.“圖解法”分析DNA復(fù)制相關(guān)計(jì)算

(1)將含有15N的DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)液中連續(xù)復(fù)制n次，則：

〃含&N的DNA分子：2個(gè)

只含15N的DNA分子：。個(gè)

①子代DNA共2"個(gè)〈含"N的DNA分子：二個(gè)

只含“N的DNA分子：

<(2"—2)個(gè)

「含15N的脫氧核甘酸鏈:

2條

②脫氧核甘酸鏈共2.1條〈

含"N的脫氧核甘酸鏈:

[⑵一一2)條

(2)DNA分子復(fù)制過(guò)程中消耗的脫氧核甘酸數(shù)

①若親代DNA分子含有某種脫氧核甘酸m個(gè)，經(jīng)過(guò)n次復(fù)制需要消耗該種脫氧核昔酸數(shù)為

②第n次復(fù)制需要消耗該種脫氧核甘酸數(shù)為加2"工

4.“四步法”解決細(xì)胞分裂中染色體標(biāo)記問(wèn)題

在解決這類(lèi)問(wèn)題時(shí)，先畫(huà)出細(xì)胞分裂中染色體行為變化，再畫(huà)DNA,再補(bǔ)全染色體，染色體

中只要有一條脫氧核甘酸單鏈被標(biāo)記，則認(rèn)為該染色體含有放射性標(biāo)記。

畫(huà)出含一條染色體的細(xì)胞圖，下方畫(huà)出該條染色體上的1個(gè)DNA

第一步

分子，用豎實(shí)線表示含同位素標(biāo)記

畫(huà)出復(fù)制一次、分裂一次的子細(xì)胞染色體圖，下方畫(huà)出染色體上的

第二步

DNA鏈，未被標(biāo)記的新鏈用豎曲線表示

第三步再畫(huà)出第二次復(fù)制(分裂)后的細(xì)胞的染色體組成和DNA鏈的情況

若繼續(xù)推測(cè)后期情況，可想象著絲粒分裂，染色單體分開(kāi)，并進(jìn)而

第四步

推測(cè)子細(xì)胞染色體的情況

(1)有絲分裂中染色體標(biāo)記情況

復(fù)制一次(母鏈標(biāo)記，培養(yǎng)液不含標(biāo)記同位素)：

過(guò)程圖解

轉(zhuǎn)至不含放射性培養(yǎng)液中再培養(yǎng)一個(gè)細(xì)胞周期：

若只復(fù)制一次，產(chǎn)生的子染色體都帶有標(biāo)記；若復(fù)制兩次，產(chǎn)生的子染色體

規(guī)律總結(jié)

只有一半帶有標(biāo)記

(2)減數(shù)分裂中染色體標(biāo)記情況分析

減數(shù)分裂一般選取一對(duì)同源染色體為研究對(duì)象，如下圖(母鏈標(biāo)記，

過(guò)程圖解

培養(yǎng)液不含標(biāo)記同位素)：

由于減數(shù)分裂沒(méi)有細(xì)胞周期，DNA只復(fù)制一次，因此產(chǎn)生的子染色

規(guī)律總結(jié)

體都帶有標(biāo)記

據(jù)圖分析DNA復(fù)制過(guò)程：

(1)圖示中的解旋酶和DNA聚合酶各有什么作用？

提示前者使氫鍵打開(kāi)，將DNA雙螺旋的兩條鏈解開(kāi)；后者催化形成磷酸二酯鍵，從而形

成新的子鏈。

(2)蛙的紅細(xì)胞和哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞，是否都能進(jìn)行圖示過(guò)程？

提示蛙的紅細(xì)胞進(jìn)行無(wú)絲分裂，可進(jìn)行DNA分子的復(fù)制；哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞已喪失

細(xì)胞核，也無(wú)各種細(xì)胞器，不能進(jìn)行DNA分子的復(fù)制。

(3)通常DNA分子復(fù)制從一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)開(kāi)始，有單向復(fù)制和雙向復(fù)制，如圖所示。放射性

越高的3H—胸腺嚏咤脫氧核糖核昔CH—脫氧胸背)，在放射自顯影技術(shù)的圖像上，感光還原

的銀顆粒密度越高。

①請(qǐng)利用放射性自顯影技術(shù)、低放射性3H一脫氧胸背和高放射性3H—脫氧胸背，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

以確定大腸桿菌DNA復(fù)制的方向。

提示復(fù)制開(kāi)始時(shí)，首先用含低放射性3H—脫氧胸甘培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，一段時(shí)間后轉(zhuǎn)移

到含有高放射性3H—脫氧胸背的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)，用放射自顯影技術(shù)觀察復(fù)制起點(diǎn)和復(fù)制

起點(diǎn)兩側(cè)銀顆粒密度情況。

②預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得出結(jié)論。

提示若復(fù)制起點(diǎn)處銀顆粒密度低，復(fù)制起點(diǎn)的一側(cè)銀顆粒密度高，則DNA分子復(fù)制為單

向復(fù)制；若復(fù)制起點(diǎn)處銀顆粒密度低，復(fù)制起點(diǎn)的兩側(cè)銀顆粒密度高，則DNA分子復(fù)制為

雙向復(fù)制。

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3.研究人員將1個(gè)含N-DNA的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到以NH4C1為唯一氮源的培養(yǎng)液中，培養(yǎng)

24h后提取子代大腸桿菌的DNA。將DNA解開(kāi)雙螺旋，變成單鏈；然后進(jìn)行密度梯度離心,

試管中出現(xiàn)兩種條帶(如圖)。下列說(shuō)法正確的是()

A.由結(jié)果可推知該大腸桿菌的細(xì)胞周期大約為6h

B.根據(jù)條帶的數(shù)目和位置可以確定DNA的復(fù)制方式

C.解開(kāi)DNA雙螺旋的實(shí)質(zhì)是破壞核甘酸之間的磷酸二酯鍵

D.若直接將子代DNA進(jìn)行密度梯度離心也能得到兩條條帶

答案D

解析據(jù)圖分析可知，由于"N單鏈：15N單鏈=1：7,說(shuō)明DNA復(fù)制了3次，可推知該細(xì)

菌的細(xì)胞周期大約為24/3=8（h）,A錯(cuò)誤；由于DNA經(jīng)過(guò)熱變性后解開(kāi)了雙螺旋，變成單鏈，

所以根據(jù)條帶的數(shù)目和位置只能判斷DNA單鏈的標(biāo)記情況，但無(wú)法判斷DNA的復(fù)制方式，

B錯(cuò)誤；解開(kāi)DNA雙螺旋的實(shí)質(zhì)是破壞核苜酸之間的氫鍵，C錯(cuò)誤；DNA復(fù)制3次，有2

個(gè)DNA鏈?zhǔn)?N/14N,在中帶；有6個(gè)DNA鏈都是&N,在重帶，即直接將子代DNA進(jìn)行

密度梯度離心也能得到兩條條帶，D正確。

4.如圖為某DNA分子片段，假設(shè)該DNA分子中有5000對(duì)堿基，A+T占?jí)A基總數(shù)的34%。

若該DNA分子在含"N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制2次，下列敘述正確的是（）

A.復(fù)制時(shí)作用于③處的酶為DNA聚合酶

B.DNA分子復(fù)制2次需游離的胞嚏咤脫氧核昔酸9900個(gè)

C.④處指的是腺喋吟核糖核甘酸

D.子代中含BN的DNA分子占1/2

答案B

解析復(fù)制時(shí)作用于③處的酶為解旋酶而不是DNA聚合酶，A錯(cuò)誤；由題干信息可知，G+

C=l-34%=66%,則G=C=3300個(gè)，則復(fù)制2次需游離的胞喀唳脫氧核苜酸為3300X

02—1）=9900（個(gè)），B正確；DNA分子的基本單位是脫氧核菩酸，所以④處指的是腺喋吟脫

氧核菩酸，C錯(cuò)誤；DNA分子只有一條鏈含ON,其復(fù)制是半保留復(fù)制，連續(xù)復(fù)制2次后，

形成的4個(gè)DNA分子，只有一個(gè)DNA分子含有15N,因此子代中含小N的DNA分子占1/4,

D錯(cuò)誤。

1.（2022?廣東，12爪噬菌體的線性雙鏈DNA兩端各有一段單鏈序列。這種噬菌體在侵染大

腸桿菌后其DNA會(huì)自連環(huán)化（如圖），該線性分子兩端能夠相連的主要原因是（）

A.單鏈序列脫氧核甘酸數(shù)量相等

B.分子骨架同為脫氧核糖與磷酸

C.單鏈序列的堿基能夠互補(bǔ)配對(duì)

D.自連環(huán)化后兩條單鏈方向相同

答案C

解析單鏈序列脫氧核昔酸數(shù)量相等、分子骨架同為脫氧核糖與磷酸交替連接，不能決定線

性DNA分子兩端能夠相連，A、B錯(cuò)誤；據(jù)圖可知，單鏈序列的堿基能夠互補(bǔ)配對(duì)，決定該

線性DNA分子兩端能夠相連，C正確；DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪虻模虼俗赃B環(huán)化后兩條單鏈

方向相反，D錯(cuò)誤。

2.（2022?浙江6月選考，13）某同學(xué)欲制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，已準(zhǔn)備了足夠的相關(guān)材料。

下列敘述正確的是（）

A.在制作脫氧核昔酸時(shí)，需在磷酸上連接脫氧核糖和堿基

B.制作模型時(shí)，鳥(niǎo)喋吟與胞喀咤之間用2個(gè)氫鍵連接物相連

C.制成的模型中，腺喋吟與胞喀陡之和等于鳥(niǎo)噪吟和胸腺喀咤之和

D.制成的模型中，磷酸和脫氧核糖交替連接位于主鏈的內(nèi)側(cè)

答案C

解析在制作脫氧核苜酸時(shí)，需在脫氧核糖上連接磷酸和堿基，A錯(cuò)誤；鳥(niǎo)喋吟和胞喀噫之

間由3個(gè)氫鍵連接，B錯(cuò)誤；DNA的兩條鏈之間遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，即人=1\C=G,

故在制作的模型中A+C=G+T,C正確；DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外

側(cè)，構(gòu)成基本骨架，堿基在內(nèi)側(cè)，D錯(cuò)誤。

3.（2021?北京，4）酵母菌的DNA中堿基A約占32%,關(guān)于酵母菌核酸的敘述錯(cuò)誤的是（）

A.DNA復(fù)制后A約占32%

B.DNA中C約占18%

C.DNA中（A+G）/（T+C）=1

D.RNA中U約占32%

答案D

解析DNA分子為半保留復(fù)制，復(fù)制時(shí)遵循A-T、G—C的配對(duì)原則，則DNA復(fù)制后的A

約占32%,A正確；酵母菌的DNA中堿基A約占32%,貝4A=T=32%,G=C=（l-2X32%）/2

=18%,B正確；DNA遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，A=T、G=C,貝|（A+G）/（T+C）=1,C正

確；由于RNA為單鏈結(jié)構(gòu)，且RNA是以DNA的一條單鏈為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄而來(lái)，故RNA

中U不一定占32%,D錯(cuò)誤。

4.（2021?山東，5）利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，將含有基因修飾系統(tǒng)的T—DNA插入到水稻細(xì)胞M

的某條染色體上，在該修飾系統(tǒng)的作用下，一個(gè)DNA分子單鏈上的一個(gè)C脫去氨基變?yōu)閁,

脫氨基過(guò)程在細(xì)胞M中只發(fā)生一次。將細(xì)胞M培育成植株N。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.N的每一個(gè)細(xì)胞中都含有T—DNA

B.N自交，子一代中含T—DNA的植株占3/4

C.M經(jīng)次有絲分裂后，脫氨基位點(diǎn)為A—U的細(xì)胞占1/2"

D.M經(jīng)3次有絲分裂后，含T-DNA且脫氨基位點(diǎn)為A—T的細(xì)胞占1/2

答案D

解析如果M經(jīng)3次有絲分裂后，形成子細(xì)胞有8個(gè)，由于M細(xì)胞DNA分子單鏈上的一個(gè)

C脫去氨基變?yōu)閁,是G和U配對(duì)，所以復(fù)制三次后，有4個(gè)細(xì)胞脫氨基位點(diǎn)為C—G,3個(gè)

細(xì)胞脫氨基位點(diǎn)為A—T,1個(gè)細(xì)胞脫氨基位點(diǎn)為U-A,因此含T-DNA且脫氨基位點(diǎn)為A

一T的細(xì)胞占3/8,D錯(cuò)誤。

5.(2021?浙江6月選考，22)在DNA復(fù)制時(shí)，5澳尿喀咤脫氧核昔(BrdU)可作為原料，與腺

噪吟配對(duì)，摻入新合成的子鏈。用Giemsa染料對(duì)復(fù)制后的染色體進(jìn)行染色，DNA分子的雙

鏈都含有BrdU的染色單體呈淺藍(lán)色，只有一條鏈含有BrdU的染色單體呈深藍(lán)色。現(xiàn)將植物

根尖放在含有BrdU的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，取根尖用Giemsa染料染色后，觀察分生區(qū)細(xì)胞分裂中

期染色體的著色情況。下列推測(cè)錯(cuò)誤的是()

A.第一個(gè)細(xì)胞周期的每條染色體的兩條染色單體都呈深藍(lán)色

B.第二個(gè)細(xì)胞周期的每條染色體的兩條染色單體著色都不同

C.第三個(gè)細(xì)胞周期的細(xì)胞中染色單體著色不同的染色體均為1/4

D.根尖分生區(qū)細(xì)胞經(jīng)過(guò)若干個(gè)細(xì)胞周期后，還能觀察到深藍(lán)色的染色單體

答案C

解析第二個(gè)細(xì)胞周期結(jié)束后，不同細(xì)胞中含有的帶有雙鏈都含有BrdU的染色體和只有一

條鏈含有BrdU的染色體的數(shù)目是不確定的，故第三個(gè)細(xì)胞周期的細(xì)胞中染色單體著色不同

的染色體比例不能確定，C錯(cuò)誤。

6.(2021?遼寧，4)下列有關(guān)細(xì)胞內(nèi)的DNA及其復(fù)制過(guò)程的敘述，正確的是()

A.子鏈延伸時(shí)游離的脫氧核甘酸添加到3,一端

B.子鏈的合成過(guò)程不需要引物參與

C.DNA每條鏈的5,一端是羥基末端

D.DNA聚合酶的作用是打開(kāi)DNA雙鏈

答案A

解析子鏈延伸時(shí)由5'一端一3'一端合成，故游離的脫氧核苔酸添加到3'—端，A正確；

子鏈的合成過(guò)程需要引物參與，B錯(cuò)誤；DNA每條鏈的5'一端是磷酸基團(tuán)末端，3,一端

是羥基末端，C錯(cuò)誤；解旋酶的作用是打開(kāi)DNA雙鏈，D錯(cuò)誤。

1.判斷關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述

(l)DNA分子中每個(gè)脫氧核糖上均連接著一個(gè)磷酸和一個(gè)堿基(X)

(2)DNA分子中的每個(gè)磷酸均連接著一個(gè)脫氧核糖和一個(gè)堿基(X)

(3)維持基因結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的鍵主要是磷酸二酯鍵和氫鍵(V)

(4)某DNA分子中喋吟數(shù)等于嚏咤數(shù)，該DNA分子一定是雙鏈DNA(X)

⑸某雙鏈DNA分子中一條鏈上A：T=1：2,則該DNA分子中A：T=2：1(X)

2.判斷關(guān)于DNA分子復(fù)制的敘述

(1)單個(gè)脫氧核甘酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈(X)

nl

(2)一個(gè)含有m個(gè)腺喋吟的DNA分子經(jīng)過(guò)n次復(fù)制，共需要消耗腺喋吟脫氧核昔酸2-Xm

個(gè)(X)

(3)果蠅一個(gè)精原細(xì)胞中的一個(gè)核DNA分子用15N標(biāo)記，在正常情況下，其減數(shù)分裂形成的

精子中，含有&N的精子數(shù)占1/4(X)

(4)用3H標(biāo)記胸腺嚏咤后合成脫氧核甘酸，注入真核細(xì)胞，可用于研究DNA復(fù)制的場(chǎng)所

(1)

(5)DNA復(fù)制與染色體復(fù)制是分別獨(dú)立進(jìn)行的(X)

3.填空默寫(xiě)

(l)DNA只有4種脫氧核甘酸，能夠儲(chǔ)存足夠量遺傳信息的原因是構(gòu)成DNA的4種脫氧核原

酸的數(shù)目成千上萬(wàn)，脫氧核昔酸的排列順序千差萬(wàn)別。

(2)DNA復(fù)制的特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制。DNA精確復(fù)制的原因：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)

提供了復(fù)制的模板，堿基互補(bǔ)配對(duì)原則保證了復(fù)制的精確進(jìn)行。

(3)與DNA復(fù)制有關(guān)的堿基計(jì)算

①一個(gè)DNA連續(xù)復(fù)制n次后,DNA分子總數(shù)為空

②第"代的DNA分子中，含原DNA母鏈的有2個(gè)，占1/2廣1。

③若某DNA分子中含堿基T為a,則連續(xù)復(fù)制n次，所需游離的胸腺喀咤脫氧核甘酸數(shù)為

aX(2〃一1)；第n次復(fù)制時(shí)所需游離的胸腺喀咤脫氧核甘酸數(shù)為aX2"Z

(4)果蠅DNA形成多個(gè)復(fù)制泡的原因是果蠅的DNA有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，可從不同起點(diǎn)開(kāi)始DNA

的復(fù)制，由此加快了DNA復(fù)制的速率，為細(xì)胞分裂做好準(zhǔn)備。

課時(shí)精練

一、選擇題

1.(2023?河北邢臺(tái)高三質(zhì)檢)沃森和克里克根據(jù)DNA分子晶體衍射圖譜，解析出經(jīng)典的DNA

雙螺旋類(lèi)型(B—DNA),后續(xù)人們又解析了兩種不同的DNA雙螺旋類(lèi)型(A—DNA和Z-

DNA),它們的螺旋直徑如表所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()

項(xiàng)目A-DNAB-DNAZ-DNA

螺旋直徑(nm)2.552.371.84

A.Z—DNA雙螺旋類(lèi)型結(jié)構(gòu)更為緊湊而有利于其完成復(fù)制

B.不同的雙螺旋類(lèi)型中，基因的轉(zhuǎn)錄活躍程度不同

C.三種雙螺旋類(lèi)型DNA雙鏈都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則

D.推測(cè)在生物體內(nèi)DNA雙螺旋類(lèi)型也是多種多樣的

答案A

解析DNA復(fù)制過(guò)程中需要將DNA解旋，而Z—DNA雙螺旋類(lèi)型結(jié)構(gòu)更為緊湊，解旋更困

難，從而不利于其完成復(fù)制，A錯(cuò)誤；不同螺旋結(jié)構(gòu)的直徑不同，轉(zhuǎn)錄活躍程度不同，B正

確；DNA復(fù)制過(guò)程中無(wú)論什么類(lèi)型的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，C正確；

DNA可按其螺旋直徑劃分不同種類(lèi)，則可導(dǎo)致生物體內(nèi)DNA雙螺旋類(lèi)型多種多樣，D正確。

2.如圖表示有關(guān)DNA分子中的部分關(guān)系，下列判斷正確的是()

A.若x、y分別表示DNA兩條互補(bǔ)鏈中(A+G)/(T+C)的值，則符合甲曲線變化

B.若x、y分別表示DNA兩條互補(bǔ)鏈中(G+T)/(A+C)的值，則符合甲曲線變化

C.若x、y分別表示DNA兩條互補(bǔ)鏈中(A+T)/(G+C)的值，則符合乙曲線變化

D.若x、y分別表示DNA一條鏈和整個(gè)DNA中喋吟/喀咤的值，則符合乙曲線變化

答案C

解析DNA兩條互補(bǔ)鏈中(A+G)/(T+C)的值是互為倒數(shù)的關(guān)系，此情況不符合甲曲線變化，

A錯(cuò)誤；DNA兩條互補(bǔ)鏈中(G+T)/(A+C)的值互為倒數(shù)，此情況不符合甲曲線變化，B錯(cuò)

誤；根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，DNA兩條互補(bǔ)鏈中(A+T)/(G+C)的值是相等的，此情況符合

乙曲線變化，C正確；由于DNA中A=T、G=C,A+G=T+C,喋吟數(shù)二喀11定數(shù)，整個(gè)

DNA中兩者的比值始終等于1,但DNA一條鏈中嚓吟/喀噫的值不確定，D錯(cuò)誤。

3.(2023?甘肅蘭州高三調(diào)研)葉綠體DNA分子上有兩個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，同時(shí)在起點(diǎn)處解旋并復(fù)制，

其過(guò)程如下圖。下列相關(guān)敘述正確的是()

A.脫氧核甘酸鏈的合成不需要RNA引物

B.新合成的兩條脫氧核甘酸鏈的序列相同

C.兩起點(diǎn)解旋后均以?xún)蓷l鏈為模板合成子鏈

D.子鏈合成后需DNA連接酶催化連接成環(huán)狀

答案D

解析DNA復(fù)制需要引物，故脫氧核甘酸鏈的合成需要引物，A錯(cuò)誤；新合成的兩條脫氧核

菩酸鏈的序列互補(bǔ)，方向相反，B錯(cuò)誤；由題圖可知，兩起點(diǎn)解旋后均以一條鏈為模板合成

子鏈，C錯(cuò)誤；DNA連接酶能連接兩個(gè)DNA片段之間的磷酸二酯鍵，故子鏈合成后需DNA

連接酶催化連接形成環(huán)狀，D正確。

4.(2023?江蘇蘇北七市高三調(diào)研)端粒是真核生物線性染色體末端的一段復(fù)合結(jié)構(gòu)，端粒DNA

會(huì)隨細(xì)胞分裂而縮短(如圖)，直到細(xì)胞不能再分裂。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()

A.組成端粒的主要成分是DNA和蛋白質(zhì)

B.子鏈5'一端引物水解后不能補(bǔ)齊，導(dǎo)致端粒DNA縮短

C.染色體復(fù)制后，每條染色體的4個(gè)端粒都縮短

D.可通過(guò)修復(fù)縮短的端粒DNA,延長(zhǎng)細(xì)胞壽命

答案C

解析端粒是真核生物線性染色體末端的一段復(fù)合結(jié)構(gòu)，染色體主要是由DNA和蛋白質(zhì)組

成的，所以組成端粒的主要成分是DNA和蛋白質(zhì)，A正確；DNA的合成需要引物，但是

DNA合成完成后要把引物切除，而子鏈中切除引物后不能補(bǔ)齊，導(dǎo)致端粒DNA縮短，B正

確；由圖可知，染色體復(fù)制以后，只是新合成的端粒DNA縮短而并非所有的端粒都縮短，C

錯(cuò)誤；由于端粒DNA不斷縮短，最后導(dǎo)致細(xì)胞停止分裂，因此可以通過(guò)修復(fù)縮短的端粒DNA,

使細(xì)胞恢復(fù)分裂的能力，延長(zhǎng)細(xì)胞的壽命，D正確。

5.某果蠅的基因型為AaBb,將其DNA的兩條鏈均被32P標(biāo)記的精原細(xì)胞放在普通培養(yǎng)基中

培養(yǎng)。該精原細(xì)胞形成了4個(gè)有三種基因型（AB、aB、ab）的精子。下列相關(guān)敘述正確的是（）

A.該精原細(xì)胞發(fā)生了同源染色體非姐妹染色單體間的互換導(dǎo)致三種基因型精子的產(chǎn)生

B.處于減數(shù)分裂II前期的細(xì)胞中DNA數(shù)/染色體數(shù)=2

C.產(chǎn)生的三種基因型的配子中的DNA都有一條鏈被32P標(biāo)記

D.在減數(shù)分裂I后期，移向細(xì)胞兩極的染色體形態(tài)大小都相同

答案C

解析若發(fā)生同源染色體非姐妹染色單體間的互換，一個(gè)基因型為AaBb的精原細(xì)胞將產(chǎn)生

四種精子，題意中該精原細(xì)胞形成了4個(gè)有三種基因型（AB、aB、ab）的精子，應(yīng)為精原細(xì)胞

發(fā)生了基因突變，A錯(cuò)誤；處于減數(shù)分裂H前期的細(xì)胞中每條染色體上含有兩個(gè)DNA,所以

核DNA數(shù)/染色體數(shù)=2,細(xì)胞中DNA除含有核DNA外還含有質(zhì)DNA,B錯(cuò)誤；該精原細(xì)

胞經(jīng)過(guò)了一次DNA復(fù)制，所以產(chǎn)生的三種基因型的配子中的DNA都有一條鏈被32P標(biāo)記，

C正確；雄性果蠅的X和Y染色體是一對(duì)異型的性染色體，減數(shù)分裂I后期，同源染色體移

向細(xì)胞兩極，所以初級(jí)精母細(xì)胞在減數(shù)分裂I后期，移向細(xì)胞兩極的染色體形態(tài)大小不完全

相同，D錯(cuò)誤。

6.（2023?江蘇揚(yáng)州高三學(xué)情調(diào)研）取某XY型性別決定的動(dòng)物（2〃=8）的一個(gè)未用3H標(biāo)記的精

原細(xì)胞，在含3H標(biāo)記脫氧核甘酸的培養(yǎng)基中完成一個(gè)細(xì)胞周期后，將所得子細(xì)胞全部轉(zhuǎn)移

至普通培養(yǎng)基中完成減數(shù)分裂（不考慮染色體片段互換、實(shí)驗(yàn)誤差和質(zhì)DNA）。下列有關(guān)敘述

錯(cuò)誤的是（）

A.一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞中含3H的染色體共有8條

B.一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞可能有2條不含3H的Y染色體

C.一個(gè)精細(xì)胞中可能有1條不含3H的Y染色體

D.該過(guò)程形成的8個(gè)精細(xì)胞中可能都含3H

答案B

解析減數(shù)分裂I時(shí)XY染色體會(huì)發(fā)生分離，分裂形成的一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中可能有?；?

條或2條Y染色體，則一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞可能有0條或1條不含3H的Y染色體，B錯(cuò)誤，

C正確；減數(shù)分裂II時(shí)姐妹染色單體隨機(jī)分別移向細(xì)胞兩極，所以?xún)蓚€(gè)子細(xì)胞形成的8個(gè)精

細(xì)胞中可能都含3H,D正確。

7.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了單鏈DNA的一種四螺旋結(jié)構(gòu)，一般存在于人體快速分裂的活細(xì)胞(如癌細(xì)胞)

中。形成該結(jié)構(gòu)的DNA單鏈中富含G,每4個(gè)G之間通過(guò)氫鍵等形成一個(gè)正方形的“G—4

平面”，繼而形成立體的“G—四聯(lián)體螺旋結(jié)構(gòu)”(如圖)。下列敘述正確的是()

A.每個(gè)“G—四聯(lián)體螺旋結(jié)構(gòu)”中含有兩個(gè)游離的磷酸基團(tuán)

B.該結(jié)構(gòu)中富含G-C堿基對(duì)

C.該結(jié)構(gòu)中(A+G)/(T+C)的值與雙鏈DNA中不一定相等

D.該“G—四聯(lián)體螺旋結(jié)構(gòu)”可以抑制癌細(xì)胞的分裂

答案C

解析每個(gè)“G—四聯(lián)體螺旋結(jié)構(gòu)”是一條單鏈形成的，該結(jié)構(gòu)中含有1個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，

A錯(cuò)誤；“G—四聯(lián)體螺旋結(jié)構(gòu)”是由單鏈DNA形成的一種四螺旋結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中富含G,

而不是富含G-C堿基對(duì)，B錯(cuò)誤；雙鏈DNA中(A+G)/(T+C)的值始終等于1,而該單鏈

結(jié)構(gòu)中(A+G)/(T+C)的值不一定等于1,因此該結(jié)構(gòu)中(A+G)/(T+C)的值與雙鏈DNA中不

一定相等，C正確；根據(jù)題意可知，此“G-四聯(lián)體螺旋結(jié)構(gòu)”一般存在于人體快速分裂的

活細(xì)胞(如癌細(xì)胞)中，因此該結(jié)構(gòu)不能抑制癌細(xì)胞的分裂，可能促進(jìn)癌細(xì)胞的分裂，D錯(cuò)誤。

8.(2023?湖南長(zhǎng)沙高三學(xué)情調(diào)研)轉(zhuǎn)座子是一段可移動(dòng)的DNA序列，這段DNA序列可以從

原位上單獨(dú)復(fù)制或斷裂下來(lái)，插入另一位點(diǎn)。轉(zhuǎn)座子可在真核細(xì)胞染色體內(nèi)部和染色體間轉(zhuǎn)

移，在細(xì)菌的擬核DNA、質(zhì)?；蚴删w之間自行移動(dòng)。有的轉(zhuǎn)座子中含有抗生素抗性基因，

可以很快地傳播到其他細(xì)菌細(xì)胞。下列推測(cè)不合理的是()

A.轉(zhuǎn)座子不能獨(dú)立進(jìn)行DNA復(fù)制

B.轉(zhuǎn)座子可造成染色體變異或基因重組

C.轉(zhuǎn)座子可用于基因工程的研究

D.細(xì)菌的抗藥性可來(lái)自轉(zhuǎn)座子或者自身的基因突變

答案A

解析根據(jù)題干信息可知，轉(zhuǎn)座子可以獨(dú)立進(jìn)行DNA復(fù)制，A不合理；根據(jù)題干信息''轉(zhuǎn)

座子可在真核細(xì)胞染色體內(nèi)部和染色體間轉(zhuǎn)移”，說(shuō)明轉(zhuǎn)座子可造成真核生物染色體變異或

基因重組，B合理；根據(jù)題干信息可知，轉(zhuǎn)座子可用于基因工程的研究，C合理；根據(jù)題干

信息“有的轉(zhuǎn)座子中含有抗生素抗性基因，可以很快地傳播到其他細(xì)菌細(xì)胞”，說(shuō)明細(xì)菌的

抗藥性可來(lái)自轉(zhuǎn)座子或者自身的基因突變，D合理。

9.DNA聚合酶不能從頭合成DNA,只能從3'端延伸DNA鏈，因此在復(fù)制過(guò)程中需要RNA

引物，如圖表示DNA復(fù)制過(guò)程。下列相關(guān)分析不正確的是()

A.DNA復(fù)制時(shí)存在A、U堿基配對(duì)現(xiàn)象

B.DNA復(fù)制是多種酶參與的物質(zhì)合成過(guò)程

C.兩條子鏈延伸的方向都是由5,一端到3'一端

D.DNA聚合酶與DNA連接酶的底物相同

答案D

解析由于DNA復(fù)制過(guò)程中需要RNA引物，所以在復(fù)制時(shí)存在A、U堿基配對(duì)現(xiàn)象，A正

確；DNA復(fù)制是解旋酶、DNA聚合酶等多種酶參與的物質(zhì)合成過(guò)程，B正確；DNA分子的

2條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械模渔準(zhǔn)且罁?jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，在DNA聚合酶作用下合成的，其合成

方向是從子鏈5'一端向3,一端延伸，C正確；DNA聚合酶與DNA連接酶的底物不同，前

者作用于單個(gè)脫氧核苜酸，而后者作用于DNA片段，D錯(cuò)誤。

10.將某雄性動(dòng)物細(xì)胞的全部DNA分子的兩條鏈經(jīng)32P標(biāo)記（染色體數(shù)為2〃）后，置于不含32P

的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。經(jīng)過(guò)連續(xù)兩次細(xì)胞分裂后產(chǎn)生4個(gè)子細(xì)胞，檢測(cè)子細(xì)胞中的情況。下列推

斷正確的是（）

A.若進(jìn)行有絲分裂，則含32P染色體的子細(xì)胞比例一定為1/2

B.若進(jìn)行減數(shù)分裂，則含32P染色體的子細(xì)胞比例一定為1

C.若子細(xì)胞中的染色體都含32p,則一定進(jìn)行有絲分裂

D.若子細(xì)胞中的染色體不都含32P,則一定進(jìn)行減數(shù)分裂

答案B

解析若子細(xì)胞中的染色體都含32p,說(shuō)明DNA只復(fù)制一次，則一定進(jìn)行減數(shù)分裂，C錯(cuò)誤；

若子細(xì)胞中的染色體不都含32p,則一定進(jìn)行的是有絲分裂，D錯(cuò)誤。

二、非選擇題

11.下圖所示為一段DNA空間結(jié)構(gòu)和平面結(jié)構(gòu)的示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：

⑴從圖甲中可以看出DNA分子具有規(guī)則的結(jié)構(gòu)，從圖乙中可以看出DNA是由

條平行且走向的長(zhǎng)鏈組成的。在真核細(xì)胞中，DNA的主要載體是

（2）圖乙中1代表的鍵為0與圖乙中堿基2相配對(duì)的堿基是（填中文名稱(chēng)）；

由3、4、5組成的結(jié)構(gòu)名稱(chēng)為o

（3）不同生物的雙鏈DNA分子中噪吟堿基總數(shù)與喀咤堿基總數(shù)的比值______（填“相同”或

“不同”）。

A+T

（4）若在一單鏈中不方=〃，則在另一條互補(bǔ)鏈中其比例為,在整個(gè)DNA分子中其

比例為_(kāi)_______

答案（1）雙螺旋兩相反染色體（2）氫鍵鳥(niǎo)喋吟腺喋吟脫氧核甘酸（3）相同

（4）幾n

解析（4）一條單鏈上券拱=",根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，與該鏈互補(bǔ)的另一條鏈上;

A+TA1+A2+T1+T22A1+2T1

n,整個(gè)DNA分子中===

G+CGI+G2+CI+C22GI+2CI

12.（2023?江蘇蘇北四市高三期末）真核細(xì)胞內(nèi)染色體外環(huán)狀DNA（eccDNA）是游離于染色體基

因組外的DNA,DNA的損傷可能會(huì)導(dǎo)致eccDNA的形成。下圖中途徑1、2分別表示真核細(xì)

胞中DNA復(fù)制的兩種情況，a、b、a'和b'表示子鏈的兩端，①?④表示生理過(guò)程。請(qǐng)據(jù)

圖回答相關(guān)問(wèn)題：

（1）途徑1中酶2為,途徑2中④過(guò)程需要酶的作用。

⑵途徑2中a、b、a，和b，中為5，一端的是。

（3）觀察過(guò)程①③可推測(cè)DNA復(fù)制采用了