第18講DNA分子的結構、復制及基因的本質(zhì)

［目標要求］1.DNA分子結構的主要特點。2.DNA分子的復制。3.基因的概念。

考點一DNA分子的結構及相關計算

J知識自主梳理夯實基礎強化要點

1.DNA分子的雙螺旋結構

「A:腺噂吟

_含氮JT:胸腺喀咤

堿基jC:胞喀咤

［G:鳥噂吟

DNA雙鏈平面結構DNA雙螺旋結構

(l)DNA分子由兩條脫氧核甘酸鏈組成，這兩條鏈按反向平行的方式盤旋成雙螺旋結構。

(2)外側：脫氧核糖和磷酸交替連接,構成基本骨架。

(3)內(nèi)側：兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿薨對。堿基互補配對遵循以下原則：A一定與T

配對，G一定與C配對。堿基之間的這種一一對應的關系，叫做堿基互補配對原則。

2.DNA分子的結構特性

(1)多樣性:具有〃個堿基對的DNA具有4"種堿基對排列順序。

(2)特異性:每種DNA分子都有其特定的堿基排列順序。

(3)穩(wěn)定性：兩條主鏈中磷酸與脫氧核糖交替連接的順序不變，堿基配對方式不變等。

「診斷?？颊Z句，澄清易錯易混」

(l)DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過“磷酸一脫氧核糖一磷酸”相連(X)

(2)DNA分子中的每個磷酸均連接著一個脫氧核糖和一個堿基(X)

(3)雙鏈DNA分子同時含有2個游離的磷酸基團，其中喋吟堿基數(shù)等于嚏咤堿基數(shù)(V)

(4)DNA分子是由兩條核糖核甘酸長鏈反向平行盤旋成雙螺旋結構(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)

(6)DNA分子中(A+T)/(C+G)的值越大，該分子結構穩(wěn)定性越低(V)

(7)人體內(nèi)控制［3-珠蛋白的基因由1700個堿基對組成，其堿基對可能的排列方式有型7。。種

(X)

|■闡述基本原理，突破長句表達」

DNA分子的多樣性與其空間結構無關(填“有關”或“無關”)，其多樣性的原因是不同DNA

分子中堿基排列順序是千變?nèi)f化的。

J重息剖近歸納點擊重點攻克難點

DNA分子中的堿基數(shù)量的計算規(guī)律

(1)在DNA雙鏈中喋吟總數(shù)與喀咤總數(shù)相同，即A+G=T+Co

A+T

(2)互補堿基之和的比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相同，即若在一條鏈中方了/=辦

A-1-T

在互補鏈及整個DNA分子中方工工二機。

(3)非互補堿基之和的比例在兩條互補鏈中互為倒數(shù)，在整個DNA分子中為1,即若在DNA

分子的一條鏈中辛會=。，則在其互補鏈中去4=：,而在整個DNA分子中白4=1。

J考向逐一突破預測考向總結方法

考向一DNA分子結構分析

1.如圖為DNA分子結構示意圖，對該圖的敘述正確的是()

④

A.②和③相間排列，構成了DNA分子的基本骨架

B.④是構成DNA的基本組成單位，名稱是胞嚓咤脫氧核甘酸

C.DNA分子中特定的脫氧核甘酸序列代表了遺傳信息

D.⑤⑥分別代表A、G,一條脫氧核昔酸單鏈上的相鄰兩個堿基之間通過⑨連接

答案C

解析DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，即①②相間排列在外側，構成基本骨架，A

錯誤；脫氧核苜酸中，磷酸基團連接在脫氧核糖的5,號碳原子上，圖中所示的④并非為一

個脫氧核甘酸，標記為①的磷酸基團屬于上方的胸腺喀唆脫氧核甘酸，B錯誤；⑤⑥分別代

表A、G,一條脫氧核苜酸單鏈上的兩個相鄰堿基通過脫氧核糖一磷酸一脫氧核糖相連，兩

條脫氧核甘酸鏈之間的互補堿基通過⑨，即氫鍵相連，D錯誤。

2.下列關于DNA分子結構的敘述，正確的是（）

A.每個核糖上均連接著1個磷酸和1個堿基

B.每個DNA分子中堿基數(shù)=磷酸數(shù)=核糖數(shù)

C.T2噬菌體的遺傳物質(zhì)水解產(chǎn)生4種脫氧核甘酸

D.在DNA雙螺旋結構中喀咤數(shù)不等于喋吟數(shù)

答案C

解析在DNA分子中，一般情況下每個脫氧核糖上連接2個磷酸和1個堿基，A錯誤；每

個DNA分子中堿基數(shù)=磷酸數(shù)=脫氧核糖數(shù)，B錯誤；T2噬菌體的遺傳物質(zhì)為DNA,其水

解可產(chǎn)生4種脫氧核苔酸，C正確；在DNA雙螺旋結構中喀噫數(shù)等于喋吟數(shù)，D錯誤。

【歸納總結】DNA雙螺旋結構的熱考點

「一個磷酸可與1或2個脫氧核糖相連

|數(shù)量卜每個DNA分子片段中,有2個游離的磷酸基團

良/卜脫氧核糖數(shù)二磷酸數(shù)=含氮堿基數(shù)

LA—T間有2個氫鍵，G—C間有3個氫鍵

單鏈中相鄰堿基通過脫氧核糖一磷酸一脫氧核

糖連接

(2)

氏互補鏈中相鄰堿基通過氫鍵相連

rr^-|二氫鍵：連接互補鏈中的相鄰堿基

w方式磷酸二酯健：連接單鏈中相鄰的兩個脫氧

j核昔酸

考向二DNA分子結構的相關計算

3.已知某DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的35.8%,其中一條鏈中的T與C分別

占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%o則在它的互補鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的（）

A.32.9%,17.1%B.31.3%,18.7%

C.18.7%,31.3%D.17.1%,32.9%

答案B

解析互補的堿基之和的比例在DNA的任何一條鏈中及整個DNA分子中都相等，由G與C

之和占全部堿基總數(shù)的35.8%,T和C分別占一條鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%,可知A占

這條鏈堿基總數(shù)的1一35.8%—32.9%=31.3%,G占這條鏈堿基總數(shù)的35.8%-17.1%=

18.7%,根據(jù)堿基互補配對原則，它的互補鏈中T、C的比例分別為31.3%、18.7%o

4.下列有關雙鏈DNA分子的敘述，正確的是（）

A.若DNA分子一條鏈中的堿基A所占比例為a,則另一條鏈的堿基C所占比例為:

B.如果一條鏈上（A+T）：（G+C）=m,則另一條鏈上該比值也為相

C.如果一條鏈上的A：T：G：C=2：2：3：3,則另一條鏈上該比值為3：3：2：2

D.由50個堿基對組成的DNA分子片段中至少含有氫鍵的數(shù)量為150個

答案B

解析若DNA分子一條鏈中的堿基A所占比例為a,據(jù)此無法計算出另一條鏈的堿基C所

占比例，A錯誤；如果一條鏈上的A：T：G：C=2：2：3：3,則另一條鏈上該比值為

2：2：3：3,C錯誤；由50個堿基對組成的DNA分子片段中至少含有氫鍵的數(shù)量為50X2

=100（個），最多含有氫鍵的數(shù)量為50X3=150（個），D錯誤。

【方法技巧】三步解決DNA分子中有關堿基比例的計算

第一步：搞清題中已知的和所求的堿基比例是占整個DNA分子堿基的比例，還是占DNA分

子一條鏈上堿基的比例。

第二步：畫一個DNA分子模式圖，并在圖中標出已知的和所求的堿基。

第三步：根據(jù)堿基互補配對原則及其規(guī)律進行計算。

考點二DNA分子的復制及基因的概念

J知識自主梳理夯實基礎強化要點

1.DNA分子的復制

（1）方式推測：沃森和克里克提出遺傳物質(zhì)自我復制的假說：DNA分子復制方式為半保留復

制。

（2）實驗證據(jù)

①實驗方法：同位素示蹤技術和離心技術。

②實驗原理：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。

③實驗假設：DNA以半保留的方式復制。

④實驗預期：離心后應出現(xiàn)3條DNA帶。重帶（密度最大）：兩條鏈都為KN標記的親代雙鏈

DNA；中帶（密度居中）：一條鏈為I,N標記，另一條鏈為15N標記的子代雙鏈DNA；輕帶（密

度最小）：兩條鏈都為14N標記的子代雙鏈DNA。

⑤實驗過程

大腸桿菌在含有6NHQ1的培養(yǎng)液中/\

生長若干代，使DNA雙鏈充分標記曲競

轉入含14NHQ的培養(yǎng)液中

1(c)繁殖兩

(a)立即(b)繁殖!

一代后,

取出

串出

提取DNA,進行

密度梯度離心

輕帶

中帶

重帶

⑥過程分析

立即取出，提取DNA-離心f全部重帶。繁殖一代后取出，提取DNA-離心f全部中帶。

繁殖兩代后取出，提取DNA一離心一￡輕帶、；中帶。

⑦實驗結論：DNA的復制是以半保留的方式進行的。

(3)復制過程

①概念：以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。

②時間：細胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。

③圖解

需要細胞提供能量

親代DNA/解旋

需要解廢酶的作用

結果：把兩條螺旋的雙鏈解開

DNA

聚合酶

(模板：解開后的兩條母鏈

原料：游離的四種脫氧核甘酸

合成＜

子鏈酶：DNA聚合酶等

-原則：堿基互補配對原則

子鏈l)\A

重新螺旋：每條新鏈與其對應的模板

鏈盤繞成雙螺旋結構

④場所：真核生物在細胞核、線粒體和葉綠體;原核生物在擬核和細胞質(zhì)。

⑤特點：邊解旋邊復制。

⑥方式：半保留復制。

⑦結果：形成兩個完全相同的DNA分子。

⑧意義：DNA分子通過復制，將遺傳信息從親代傳給了子代,從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。

⑨保障：DNA分子獨特的雙螺旋結構,為復制提供了精確的模板；通過堿基互補配對,保證

了復制能夠準確地進行。

2.基因與DNA的關系

I染色體I

染色體是DNA每條染色體上含有一個或兩個

的主要載體1/?DNA分子

|吁仁是主要的遺傳物質(zhì)

■黑墨效=><1=1每個DNA分子上分布著好基因

基因在染色體ux翁小口是遺傳物質(zhì)的結構和功能單位

上呈線性排列

基因的脫氧核<J=每個基因中含有許多脫氧核甘酸

七酸排列順序=“脫氧立昔圃

代表遺傳信息----------

|■診斷?？颊Z句，澄清易錯易混」

(l)DNA復制時，嚴格遵循A—T、C—G的堿基互補配對原則，并且新合成的DNA分子中兩

條鏈均是新合成的(X)

(2)DNA分子復制時，解旋酶與DNA聚合酶不能同時發(fā)揮作用(X)

(3)在一個細胞周期中，DNA復制過程中的解旋發(fā)生在兩條DNA母鏈之間(V)

(4)DNA分子復制過程中的解旋在細胞核中進行，復制在細胞質(zhì)中進行(X)

(5)細胞中組成一個基因的喋吟堿基與喀咤堿基數(shù)量不一定相等(X)

|■闡述基本原理，突破長句表達」

下列為DNA復制的有關圖示，A-B-C表示大腸桿菌的DNA復制，D-E-F表示哺乳動

物的DNA分子復制。圖中黑點表示復制起點，“一”表示復制方向，表示時間順序。

ABCDEF

(1)哺乳動物體細胞中的DNA分子展開可達2m之長，若按A?C圖的方式復制，至少需要8

h,而實際上只需約6h,根據(jù)D?F圖分析，原因是DNA分子從多個起點(雙向)復制。

(2)A?F圖均有以下特點：延伸的子鏈緊跟著解旋酶，這說明DNA分子復制的特點是邊解旋

邊復制。

(3)若A中含有48502個堿基對，而子鏈延伸速率是105個堿基對/min,假設DNA分子從頭

到尾復制，理論上此DNA分子復制約需30s,而實際上只需約16s,根據(jù)A-C過程分析，

這是因為復制是雙向進行的。

(4)C與A相同，F(xiàn)與D相同，C、F能被如此準確地復制出來，是因為DNA分子獨特的雙螺

旋結構為復制提供精確的模板，堿基互補配對原則保證DNA分子復制的準確無誤。

f重點剖析歸納點擊重點攻克難點

“圖解法”分析DNA復制相關計算

15N||,5N

親代

/、,

］代15N|：14N”N“15N

z'\l（/I'?\<I

IIIIII

NHiiH

"代H?i……?ii|

、__________________/

V

2n

（1）將含有15N的DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)液中連續(xù)復制n次，貝!］：

「含&N的DNA分子：2個

只含&N的DNA分子：。個

①子代DNA共2"個<

含“N的DNA分子：2"個

〔只含“N的DNA分子：（2"—2）個

含15N的脫氧核甘酸鏈：2條

②脫氧核甘酸鏈共2"+i條

含"N的脫氧核甘酸鏈：（2"+i—2）條

（2）DNA分子復制過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機個，經(jīng)過〃次復制需要消耗該種脫氧核甘酸數(shù)為

②第n次復制需要消耗該種脫氧核甘酸數(shù)為m2。

J考向逐一突破預測考向總結方法

考向一DNA分子復制過程及實驗證據(jù)辨析

5.真核細胞中某生理過程如圖所示，下列敘述錯誤的是（）

A.a鏈和b鏈的方向相反，a鏈與c鏈的堿基序列相同

B.酶1可使磷酸二酯鍵斷裂，酶2可催化磷酸二酯鍵的形成

C.該圖表示DNA半保留復制過程，遺傳信息傳遞方向是DNAfDNA

D.植物細胞的線粒體和葉綠體中均可發(fā)生該過程

答案B

解析由題圖可知，a鏈和b鏈螺旋形成新的DNA分子，因此a、b鏈是反向的，a、c鏈都

與d鏈互補，因此a鏈與c鏈的堿基序列相同，A項正確；酶1是解旋酶，作用是使氫鍵斷

裂，使雙鏈DNA分子解旋，B項錯誤；分析題圖可知，DNA分子的復制是半保留復制，通

過DNA分子的復制，遺傳信息從DNA流向DNA,C項正確；植物細胞的線粒體和葉綠體

中都含有少量DNA,可以發(fā)生DNA分子的復制過程，D項正確。

6.下圖表示DNA復制的過程，結合圖示判斷，下列有關敘述錯誤的是()

A.DNA復制過程中首先需要解旋酶破壞DNA雙鏈間的氫鍵，使兩條鏈解開

B.DNA分子的復制具有雙向復制的特點，生成的兩條子鏈的方向相反

C.DNA分子的復制需要DNA聚合酶將單個脫氧核昔酸連接成DNA片段

D.DNA的兩條子鏈都是連續(xù)合成的

答案D

解析由圖可知，DNA分子的兩條鏈中，一條鏈的合成是連續(xù)的，另一條鏈的合成是不連續(xù)

的，D錯誤。

【歸納總結】真核生物DNA復制的特點

(l)DNA分子復制是從多個起點開始的，但多起點并非同時進行。

(2)DNA分子復制是邊解旋邊雙向復制的。

⑶真核生物的這種復制方式的意義在于提高了復制速率。

7.1958年，科學家以大腸桿菌為實驗材料進行實驗(如圖所示)，證實了DNA是以半保留方

式復制的，②、③、④、⑤試管是模擬可能出現(xiàn)的結果，下列相關推論正確的是()

培養(yǎng)條件與方法：

(1)在含的培養(yǎng)基中培養(yǎng)若

干代，使DNA雙鏈均被，'N標

記(試管①)

(2)轉至含"N的培養(yǎng)基中培養(yǎng),

每30分鐘繁殖一代

(3)取出每代DNA樣本，并

①②③④⑤

離心分層

A.該實驗運用了同位素標記法，出現(xiàn)④的結果至少需要90分鐘

B.③是轉入"N培養(yǎng)基中復制一代的結果，②是復制二代的結果

C.對得到DNA以半保留方式復制結論起關鍵作用的是試管③

D.給試管④中加入解旋酶一段時間后離心出現(xiàn)的結果如試管⑤所示

答案c

解析該實驗運用了同位素標記法，根據(jù)DNA半保留復制特點可知，④是復制二代的結果,

因此出現(xiàn)④的結果至少需要60分鐘，A項錯誤；根據(jù)DNA半保留復制特點可知，③是轉入

UN培養(yǎng)基中復制一代的結果，④是復制二代的結果，B項錯誤；給試管④中加入解旋酶一

段時間后離心出現(xiàn)的結果應該是出現(xiàn):重帶和］輕帶，與試管⑤所示不符，D項錯誤。

考向二DNA分子復制過程的有關計算

8.（2019?安徽合肥高三調(diào)研）如圖為某DNA分子片段，假設該DNA分子中有5000對堿基,

A+T占堿基總數(shù)的34%,若該DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復制2次，下列敘述正確

的是（）

①②

-------------G-i---A------A------T-----1T------C--------吶

二IIIII

@-3CTTAG

.14N

④

A.復制時作用于③處的酶為DNA聚合酶

B.DNA分子復制2次需游離的胞嚓咤脫氧核甘酸9900個

C.④處指的是腺喋吟核糖核甘酸

D.子代中含15N的DNA分子占g

答案B

解析復制時作用于③處的酶為解旋酶，A錯誤；由題意知，DNA分子中A+T占堿基總數(shù)

的34%,則C+G占66%,DNA分子中G=C=5000X2X66%+2=3300（個），該DNA分子

復制2次增加3個DNA分子，需要游離的胞喀唆脫氧核甘酸3300X3=9900（個），B正確；

DNA分子的基本單位是脫氧核糖核甘酸，所以④處指的是腺嚓吟脫氧核糖核普酸，C錯誤；

由題圖可知，該DNA分子中的兩條鏈一條含有&N,一條含有"N,若該DNA分子在含MN

的培養(yǎng)基中連續(xù)復制2次，則形成的4個DNA分子中，只有一個含有UN,即占（，D錯誤。

9.某DNA分子（兩條鏈均含"N）含有3000個堿基，腺喋吟占35%,若該DNA分子用&N

同位素標記過的四種游離脫氧核甘酸為原料復制3次。將全部復制產(chǎn)物進行密度梯度離心，

得到如圖1所示結果；如果將全部復制產(chǎn)物加入解旋酶處理后再離心，則得到如圖2所示結

果。下列有關分析正確的是（）

圖1圖2

A.X層全部是僅含"N的基因

B.W層中含&N標記的胞喀咤3150個

C.X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的3

D.W層與Z層的核昔酸數(shù)之比為1:4

答案B

解析由于DNA分子復制為半保留復制，所以X層全部是一條核甘酸鏈含MN和互補鏈含

&N的基因，A錯誤；由于DNA分子復制了3次，產(chǎn)生了8個DNA分子，含16條脫氧核普

酸鏈，其中含15N標記的有14條鏈，該DNA含3000個堿基，腺嚓吟占35%,因此胞喀咤

占15%,共450個，所以W層中含&N標記的胞喀噫為450X7=3150（個），B正確；在DNA

分子中，堿基對之間通過氫鍵相連，DNA分子復制了3次，產(chǎn)生的8個DNA分子中，2個

DNA分子含i4N和15N,6個DNA分子只含15N,所以X層中含有的氫鍵數(shù)是Y層的;，C錯

誤；由上述分析可知，含&N標記的DNA鏈有14條，含I4N標記的DNA鏈有2條鏈，所

以W層與Z層的核甘酸數(shù)之比為14:2=7：1,D錯誤。

考向三DNA復制與細胞分裂的關系

10.用3H標記蠶豆根尖分生區(qū)細胞的DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉入含秋水仙素但不含

3H的普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)。若秋水仙素對細胞連續(xù)發(fā)揮作用，則下列相關敘述不正確的是（）

A.通過檢測DNA鏈上3H標記出現(xiàn)的情況，不可推測DNA的復制方式

B.細胞中DNA第二次復制完成后，每個細胞都帶有3H標記

C.秋水仙素可抑制紡錘體的形成，但不影響著絲點的正常分裂

D.通過對細胞中不含染色單體的染色體計數(shù)，即可推測DNA復制的次數(shù)

答案A

解析細胞中DNA第二次復制完成后，每條染色體中都有一條染色單體中的DNA帶有3H

標記，所以每個細胞都帶有3H標記，B正確；秋水仙素可抑制紡錘體的形成，但不影響著絲

點的正常分裂，所以能使細胞內(nèi)染色體數(shù)加倍，C正確；1個DNA分子復制〃次，形成的

DNA分子數(shù)是2",不含染色單體時一條染色體上含有一個DNA分子，因此可以通過對細胞

中不含染色單體的染色體計數(shù)，可推測DNA復制的次數(shù)，D正確。

11.將果蠅精原細胞（2”=8）的DNA分子兩條鏈都用15N標記后，置于含14N的培養(yǎng)基中培

養(yǎng)，連續(xù)進行兩次分裂。下列推斷正確的是（）

A.第二次分裂中期的細胞中有8條染色單體含15N

B.第二次分裂后期的細胞中有16條染色體含I4N

C.兩次分裂結束后含"N的子細胞可能有2個或3個或4個

D.兩次分裂結束后所有子細胞的染色體均含有15N

答案A

解析若進行的是有絲分裂，則第一次分裂結束產(chǎn)生的細胞中有8個DNA,均為中一不，

則經(jīng)過復制后，在第二次分裂中期的細胞中有16條染色單體，其中有8染色單體含小N；若

進行的是減數(shù)分裂，DNA只復制1次，第二次分裂中期有4條染色體，8條染色單體，每條

染色單體上都含&N,A正確；若進行的是減數(shù)分裂，則第二次分裂后期的細胞中有8條染

色體含14N,B錯誤；由于DNA是半保留復制，若進行的是有絲分裂，兩次分裂產(chǎn)生的4個

子細胞都含I4N,若進行的是減數(shù)分裂，則兩次分裂結束后產(chǎn)生了4個子細胞，也均含I4N,

C錯誤；若進行的是減數(shù)分裂，兩次分裂結束后所有子細胞的染色體均含有15N,若進行的

是有絲分裂，形成的子細胞中含15N染色體的子細胞比例為1/2-1,D錯誤。

網(wǎng)絡構建要語必背---------------------口

I■網(wǎng)絡構建」

邊解旋邊復制、

基因半保留復制

有遺傳效應

穩(wěn)定性的DNA片段特點

多樣性DNA復制

過程

特異性

解旋

雙螺旋結構I

合成『鏈

形成子代DNA

條

兩

DNA結構反磷酸、脫堿基互補

平

行

向

模型構建氧核糖交配對形成

鏈

長

堿基對

I■要語必背」

1.核心概念

（1）（必修2P49）堿基互補配對原則：A（腺喋吟）一定與T（胸腺喀咤）配對，G（鳥喋吟）一定與C（胞

喀咤）配對，堿基之間的這種一一對應關系。

（2）（必修2P54）DNA的復制是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。

2.教材結論性語句

（1）（必修2P49）DNA的兩條脫氧核甘酸鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構。DNA雙螺旋結

構的基本骨架是由脫氧核糖和磷酸交替連接而成的。DNA上的堿基對嚴格遵循堿基互補配對

原則，通過氫鍵連接。

（2）（必修2P54）DNA分子的復制是一個邊解旋邊復制的過程，復制需要模板、原料、能量和酶

等基本條件。DNA分子獨特的雙螺旋結構，為復制提供了精確的模板，通過堿基互補配對,

保證了復制能夠準確地進行。

（3）（必修2P57）DNA分子中脫氧核甘酸的排列順序代表了遺傳信息。堿基排列順序的千變?nèi)f

化，構成了DNA分子的多樣性，而堿基的特定排列順序，又構成了每一個DNA分子的特異

性。

（4）（必修2P57）基因是有遺傳效應的DNA片段。

重溫高考真題演練

1.（2020?浙江7月選考）某DNA片段的結構如圖所示。下列敘述正確的是（）

③④

①表示胞喀咤B.②表示腺喋吟

③表示葡萄糖D.④表示氫鍵

答案D

解析圖中①表示胸腺喀咤，②表示胞喀噫，③表示脫氧核糖，④表示氫鍵，D項正確。

2.（2019?天津，1）用3H標記胸腺嚓咤后合成脫氧核甘酸，注入真核細胞，可用于研究（）

A.DNA復制的場所B.mRNA與核糖體的結合

C.分泌蛋白的運輸D.細胞膜脂質(zhì)的流動

答案A

解析脫氧核苜酸是合成DNA的原料，用3H標記胸腺喀噫后合成脫氧核甘酸，然后注入真

核細胞，可用于研究DNA復制的場所，A項符合題意。

3.（2018?海南，15）現(xiàn)有DNA分子的兩條單鏈均只含有"N（表示為“NUN）的大腸桿菌，若將

該大腸桿菌在含有15N的培養(yǎng)基中繁殖兩代，再轉到含有14N的培養(yǎng)基中繁殖一代，則理

論上DNA分子的組成類型和比例分別是（)

A.有15N14N和14N14N兩種,其比例為13

B.有15N15N和14N14N兩種,其比例為11

C.有15N15N和14N14N兩種,其比例為31

D.有15N14N和14N14N兩種,其比例為31

答案D

解析DNA分子的兩條單鏈均只含有"N,該大腸桿菌在含有15N的培養(yǎng)基中繁殖兩代，形

成4個DNA,其中2個DNA為15N14N,另外2個DNA為15N15No再轉到含有14N的培養(yǎng)

基中繁殖一代，DNA為15N14N形成的子代DNA中，1個DNA為I5N14N,另外1個DNA為

14N14N;而DNA為15N15N形成的2個子代DNA都為I5N14N;因此，理論上DNA分子的

組成類型有15N14N和14N14N兩種，其比例為3：lo

4.（2017?海南，24）DNA分子的穩(wěn)定性與堿基對之間的氫鍵數(shù)目有關。下列關于生物體內(nèi)DNA

分子中(A+T)/(G+C)與(A+C)/(G+T)兩個比值的敘述，正確的是()

A.堿基序列不同的雙鏈DNA分子，后一比值不同

B.前一個比值越大，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高

C.當兩個比值相同時，可判斷這個DNA分子是雙鏈

D.經(jīng)半保留復制得到的DNA分子，后一比值等于1

答案D

解析雙鏈DNA分子中，互補堿基兩兩相等，即A=T,C=G,A+C與G+T的比值為1。

因此，堿基序列不同的雙鏈DNA分子，后一比值相同，A項錯誤；DNA分子中，C與G之

間有3個氫鍵，A與T之間有2個氫鍵，C與G的含量越高，DNA穩(wěn)定性越高，則前一個

比值越小，B項錯誤；當兩個比值相同時，這個DNA分子可能是雙鏈，也可能是單鏈，C

項錯誤。

5.(2016?全國H,2)某種物質(zhì)可插入DNA分子兩條鏈的堿基對之間，使DNA雙鏈不能解開。

若在細胞正常生長的培養(yǎng)液中加入適量的該物質(zhì)，下列相關敘述錯誤的是()

A.隨后細胞中的DNA復制發(fā)生障礙

B.隨后細胞中的RNA轉錄發(fā)生障礙

C.該物質(zhì)可將細胞周期阻斷在分裂中期

D.可推測該物質(zhì)對癌細胞的增殖有抑制作用

答案C

解析某物質(zhì)可插入DNA分子兩條鏈的堿基對之間，使DNA雙鏈不能解開，說明該物質(zhì)會

阻礙DNA分子的解旋，因而會阻礙DNA分子的復制、轉錄并抑制細胞增殖，A、B、D正

確；因DNA分子的復制發(fā)生在分裂間期，所以該物質(zhì)可將細胞周期阻斷在分裂間期，C錯

、口

沃。

6.(2016?全國I,29)在有關DNA分子的研究中，常用32P來標記DNA分子。用a、0和丫

表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個磷酸基團所處的位置(A—Pa?Pp?Py或dA—Pa?Pp?

PY)o回答下列問題：

(1)某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉移到DNA末端上，同時產(chǎn)生ADP。若要用該酶把

32P標記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團應在ATP的(填“a"邙”或“/)

位上。

(2)若用帶有32P的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標記到新合成的DNA分子上，

則帶有32P的磷酸基團應在dATP的(填“a”“廠或W)位上。

(3)將一個某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進行標記，并使其感染大腸桿菌，在不含有

32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體⑺個)并

釋放，則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/〃，原因是

答案(1)Y(2)a(3)一個含有32P標記的噬菌體雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復制后，標記的兩

條單鏈只能分配到兩個噬菌體的雙鏈DNA分子中，因此在得到的n個噬菌體中只有2個帶

有標記

解析(l)ATP水解生成ADP的過程中，斷裂的是遠離腺昔A的那個高能磷酸鍵，即p位和

Y位之間的高能磷酸鍵,因此要將32P標記到DNA上，帶有32P的磷酸基團應在丫位上。(2)dATP

脫去p位和y位的磷酸基團后為腺喋吟脫氧核糖核昔酸，為DNA的基本組成單位之一，用

dATP為原料合成DNA時，要將32P標記到新合成的DNA上，則帶有32P的磷酸基團應在a

位上。(3)由于DNA分子復制為半保留復制，故在噬菌體雙鏈DNA的復制過程中，被32P標

記的兩條單鏈始終被保留，并分別存在于兩個子代DNA分子中。另外，新合成DNA的過程

中，原料無32P標記，所以"個子代DNA分子中有且只有2個含有32P標記。

課時精練

一、選擇題

1.下列關于DNA的敘述，正確的是()

A.DNA的基本骨架由C、H、O、N、P等元素組成

B.連接磷酸與五碳糖的化學鍵可在解旋酶的作用下斷裂

C.DNA的片段都有遺傳效應，可控制生物的性狀

D.DNA的復制和轉錄都能在細胞質(zhì)中進行

答案D

解析DNA基本骨架由脫氧核糖和磷酸交替排列構成，有C、H、O、P元素，無N元素，

A錯誤；解旋酶的作用對象是氫鍵，B錯誤；DNA分子中有遺傳效應的片段，也有無遺傳效

應的片段，C錯誤。

2.用卡片構建DNA平面結構模型，所提供的卡片類型和數(shù)量如下表所示，以下說法正確的

是()

堿基

卡片類型脫氧核糖磷酸

ATGC

卡片數(shù)量10102332

A.最多可構建4種脫氧核甘酸，5個脫氧核甘酸對

B.構成的雙鏈DNA片段最多有10個氫鍵

C.DNA中每個脫氧核糖均與2分子磷酸相連

D.可構建44種不同堿基序列的DNA

答案B

解析雙鏈DNA分子中，堿基之間的配對遵循堿基互補配對原則，即A—T、C—G,且配

對的堿基數(shù)目彼此相等，結合表中數(shù)據(jù)可知，這些卡片最多可形成2對A—T堿基對,2對C—G

堿基對，即共形成4個脫氧核甘酸對，A和T之間有2個氫鍵，C和G之間有3個氫鍵，因

此構成的雙鏈DNA片段最多有10個氫鍵，所以A錯誤，B正確；DNA中絕大多數(shù)脫氧核

糖與2分子磷酸相連，只有末端的脫氧核糖與1分子磷酸相連，C錯誤；這些卡片可形成2

對A—T堿基對，2對C—G堿基對，且堿基對種類和數(shù)目確定，因此可構建的DNA種類數(shù)

少于44種，D錯誤。

3.某雙鏈DNA分子中，鳥喋吟與胞喀咤之和占全部堿基的比例為m其中一條鏈上鳥喋吟

占該鏈全部堿基的比例為b,則（）

A.互補鏈中含2個游離的磷酸基團

B.互補鏈中鳥喋吟與胞嚏咤所占比例為。

C.互補鏈中鳥喋吟占該鏈堿基的比例為寧

D.以互補鏈為模板轉錄產(chǎn)生的某mRNA中鳥喋吟與胞嚏咤所占比例為。

答案B

解析雙鏈DNA分子的每條鏈含有1個游離的磷酸基團，A項錯誤；在雙鏈DNA分子中，

鳥嚓吟與胞喀噫之和占全部堿基的比例與每條鏈中鳥嚓吟與胞喀咤所占的比例相等，都為a,

B項正確；互補鏈中鳥嚓吟占該鏈的比例為C項錯誤；轉錄是以DNA上某基因的一

條鏈為模板，所以轉錄產(chǎn)生的mRNA中鳥喋吟與胞喀咤所占比例是不確定的，D項錯誤。

4.已知某DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的40%,其中一條鏈的T與C分別占

該鏈堿基總數(shù)的40%和15%。下列有關敘述正確的是（）

A.在它的互補鏈中，T與C之和占該鏈堿基總數(shù)的55%

B.在它的互補鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的20%和25%

C.若該DNA分子含1000個堿基對，則堿基之間的氫鍵數(shù)2600個

D.該DNA分子中】萼為白

答案B

解析根據(jù)堿基互補配對原則，已知某DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的40%,

其中一條鏈的T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的40%和15%,則A占該鏈堿基總數(shù)的1-40%—

40%=20%,G占該鏈堿基總數(shù)的40%—15%=25%,則它的互補鏈中，T和C分別占堿基總

數(shù)的20%和25%,T和C之和占該互補鏈堿基的20%+25%=45%,A錯誤，B正確；若該

DNA分子含1000個堿基對，則A=T=600（個），C=G=400（個），A、T之間的氫鍵為600X2

=1200（個），C、G之間的氫鍵為400X3=1200（個），堿基之間的氫鍵數(shù)2400個，C錯誤；

該DNA分子中:D錯誤。

A十IOU/o3

5.（2021?魚臺縣第一中學高三月考）真核生物染色體上DNA具有多起點雙向復制的特點，在

復制原點（ori）結合相關的復合體，進行DNA的復制。下列敘述正確的是（）

A.真核生物DNA上ori多于染色體的數(shù)目

B.ori上結合的復合體具有打開磷酸二酯鍵的作用

C.DNA子鏈延伸過程中，結合的復合體促進氫鍵形成

D.每個細胞周期ori處可起始多次以保證子代DNA快速合成

答案A

解析因DNA是多起點復制，且一條染色體上有1或2個DNA,因此ori多于染色體數(shù)目，

A正確；ori上結合的復合體具有打開氫鍵的作用，B錯誤；DNA鏈延伸過程中結合的復合

體促進磷酸二酯鍵的形成，C錯誤；每個細胞周期中DNA只復制一次，ori處只起始一次，

D錯誤。

6.DNA分子經(jīng)過誘變，某位點上一個正常堿基（設為P）變成了尿喀咤。該DNA連續(xù)復制兩

次，得到4個子代DNA分子相應位點上的堿基對分別為U—A、A—T、G—C、C—G,推測

“P”可能是（）

A.胸腺嚓咤B.腺喋吟

C.胸腺喀咤或腺噪吟D.胞嚏陡或鳥喋吟

答案D

解析由4個子代DNA分子的堿基對可知該DNA分子經(jīng)過誘變處理后，其中1條鏈上的堿

基發(fā)生了突變，另一條鏈是正常的，所以得到的4個子代DNA分子中正常的DNA分子和異

常的DNA分子各占1/2,因此含有G與C、C與G的2個DNA分子是未發(fā)生突變的，這兩

個正常的DNA分子和親代DNA分子的堿基組成是一致的，即親代DNA分子中的堿基組成

是C—G或G—C,因此P可能是G或C。

7.下列關于真核細胞DNA復制的說法，正確的是（）

A.新的子鏈由4種脫氧核甘酸聚合而成，核甘酸的聚合過程需要DNA連接酶

B.構成DNA子鏈的4種脫氧核甘酸聚合時，ATP為降低反應活化能提供能量

C.DNA分子在解旋酶的作用下，先完成解旋后再進行復制

D.DNA復制過程中若出現(xiàn)錯誤，生物出現(xiàn)的新性狀可能適應環(huán)境也可能不適應環(huán)境

答案D

解析脫氧核苜酸的聚合需要DNA聚合酶的催化，A錯誤；構成DNA子鏈的4種脫氧核苜

酸聚合時，ATP為其提供能量，降低反應活化能的是DNA聚合酶，B錯誤；DNA分子的復

制為邊解旋邊復制，C錯誤。

8.在氮源為14N和15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子分別為MN—DNA（相對分

子質(zhì)量為。）和FN—DNA（相對分子質(zhì)量為%）。將含15N的親代大腸桿菌轉移到含14N的培養(yǎng)

基上，連續(xù)繁殖兩代（I和H）,用離心方法分離得到的結果如圖所示。下列對此實驗的敘述,

正確的是（）

A.