第21講DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制與基因的本質(zhì)

目標(biāo)要求+考情分析+網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

-考點一DNA分子的結(jié)構(gòu)

目錄

考點精講一一考點二DNA分子的復(fù)制必備知識梳理+必考考向歸納+真題感悟

-考點三基因的概念

LDNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點。

2.基因的概念。

3.DNA分子的復(fù)制。

考點要求考題統(tǒng)計考情分析

DNA分子結(jié)構(gòu)2022,重慶、河北、浙江、廣東，

（選擇）本專題知識難度較低、基礎(chǔ)性強?？疾閷W(xué)生對

2021,北京、廣東細(xì)胞整體性的認(rèn)識，或結(jié)合一些情景信息或表

格信息設(shè)置題目，考查學(xué)生的應(yīng)變能力、獲取

DNA分子的復(fù)制2023,山東，選擇

信息和綜合分析能力。

2022,海南，選擇

2021,浙江（2道）、山東、海

南、遼寧，（選擇）

基因的概念

考點一DNA分子的結(jié)構(gòu)

?夯基?必備基礎(chǔ)知識梳理

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)建過程：

DNA以也墾“爾金廝和富“X”形意味著DNA分子是螺旋的

??普?為卓蘭克林提供的富蘭克林發(fā)現(xiàn)，將DNA晶體翻轉(zhuǎn)180度獲得的X射線

位1H成世能DNA?MH?衍射圖仍然是一樣的。沃森與克里克認(rèn)為：DNA兩條

鏈?zhǔn)欠聪蚺帕械摹?/p>

構(gòu)建校*11雙?段和三.旅

補充：杳雷失■出①A-T與G-C具有相同的形狀和直徑，這樣組成的DNA

否定一?-DNA分子數(shù)扇分子具有恒定的直徑。

I.點：A-T,O-C

②能夠解釋A=T、G=C的數(shù)量關(guān)系。

構(gòu)建模型2]雙塞旋?脫氧植傅一精酸骨■架隹雙色

③模型與X射線衍射照片比較，模型與基于照片推算

?旋外部，Mt基在內(nèi)部，口

出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)相符。

A?iTjE?f.o^c_ie*f,

DNA兩條鋌的方向是相反的

2.DNA分子的結(jié)構(gòu)層次

元?蛆龍-C、H、0、N、P

DNA初步水解產(chǎn)物是脫氧核糖（4種）

MJr—]c.第噫啜DNA徹底水解產(chǎn)物是磷酸（1種）、

VV脫氧核糖（1種）、

1G：耳瞭吟

堿基（4種）。

單體卜艮氯核甘酸（4#——去艮M基不同）

易錯辨析

⑴沃森和克里克提出腺喋吟的量等于胸腺嚏咤的量；鳥

喋吟的量等于胞喀咤的量。（必修2P48"思考?討

論”）（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。（必修2P50圖3-8）（X）

（3）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。（必修2P50圖3-8）（X）

【教材拾遺】

教材隱性知識：①源于必修2P50圖3—8：DNA的一條單鏈具有兩個末端，一端有一個游離的磷酸基團(tuán),

稱作5,一端，另一端有一個羥基（一OH）,稱作3,一端，兩條單鏈走向相反，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。

②源于必修2P51探究?實踐：DNA只有4種脫氧核甘酸，能夠儲存足夠量遺傳信息的原因是構(gòu)成DNA的

4種脫氧核昔酸的數(shù)目成千上萬，脫氧核昔酸的排列順序千差萬別。

3.DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)容

(l)DNA由兩條脫氧核甘酸單鏈組成，并按反向平行的方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。

(2)外側(cè)：脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成基本骨架。

⑶內(nèi)側(cè):兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對。堿基互補配對遵循以下原則:A=T(2個氫鍵)、G三C(3

個氫鍵)。

4.DNA的結(jié)構(gòu)特點

」和對LDNA分子中■■和設(shè)我核，交售連接

Up.定性『的方式不變，兩條便同，11里■￡的

g方式不變

g不同的DNA分子中的氯模普子故目不

結(jié)彳多神性卜同,排列以序各的多樣.若某DNA分子中

g有”個總基對.則排列項/有工_種

★I，一、每種DNA分子那有于其他DNA的特定

1｛待異性｝??得丸■序.代我了特定的遺傳

信良

?提升?必考考向歸納

判斷題：

⑴DNA分子中每個脫氧核糖上均連接著一個磷酸和一個堿基()

(2)每個DNA分子中，都是堿基數(shù)=磷酸數(shù)=脫氧核甘酸數(shù)=脫氧核糖數(shù)()

(3)G—C堿基對的比例越大，DNA分子的穩(wěn)定性越高()

⑷在環(huán)狀DNA和鏈狀DNA結(jié)構(gòu)中，均有兩個游離的磷酸()

(5)兩條鏈上互補的堿基通過氫鍵連接成堿基對()

(6)DNA分子中一條鏈上的相鄰堿基通過氫鏈連接()

(7)每個DNA分子中一般都會含有四種脫氧核甘酸()

(8)DNA分子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，并且游離的磷酸基團(tuán)位于同一側(cè)()

⑼維持基因結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的鍵主要是磷酸二酯鍵和氫鍵()

答案：XJVXVXVXV

5.制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型

某同學(xué)想制作一段具有10對堿基對的DNA片段模型，他在準(zhǔn)備材料時至少需要：

⑴代表磷酸的球形塑料片幾個？

(2)代表四種堿基的長方形塑料片幾個？

(3)代表脫氧核糖的五邊形塑料片幾個？

(4)可組裝出幾種該DNA片段模型？

制作脫氧核昔酸

制作出一個個含有不同堿基的脫氧核甘酸模型

制作DNA空間結(jié)構(gòu)模型：雙手分別提起兩端，拉直雙鏈，向右旋轉(zhuǎn)一下，即可得到一個DNA分子的雙螺旋

空間結(jié)構(gòu)模型。

【教材拾遺】

源于必修2P50模型建構(gòu)：DNA只有4種脫氧核甘酸，能夠儲存足夠量遺傳信息的原因是構(gòu)成DNA的4種

脫氧核甘酸的數(shù)目成千上萬，脫氧核甘酸的排列順序千差萬別。

提升-必考考向歸納

用卡片構(gòu)建DNA平面結(jié)構(gòu)模型,所提供的卡片類型和數(shù)量如表所示,下列說法正確的是（）

堿基

卡片類型脫氧核糖磷酸

ATGC

卡片數(shù)量10102332

A.最多可構(gòu)建4種脫氧核甘酸,5個脫氧核昔酸對

B.構(gòu)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1分子磷酸相連

D.最多可構(gòu)建44種不同堿基序列的DNA

答案：B

6.“歸納法”求解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)與嚓咤總數(shù)相同，即A+G=T+Co

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，

一Gi+GG+CG+C

右Ai+/=m，則A22+T22=m-A+T=m

計算神器：?

DNA:

T?A?GG

配對的兩堿基之和在單雙鏈中所占比例相等

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,

若蘭L=a，則存需=4，雷導(dǎo)=1

A2+G2aA+G

DNA兩互補鏈中，不配對的兩堿基之和的比值乘積為1

④在DNA雙鏈中，

(A+T)%=(A1+T1)%=(A2+T2)%=(A3+U3)%

(G+C)%=(G1+C1)%=(G2+C2)%=(G3+C3)%

⑤根據(jù)堿基比例對核酸樣品進(jìn)行判定

是

則含有

RNA

是否含是可能是雙鏈

——DNA可能是

有U

否A+C單鏈DNA

為DNAT+G

是否

=1否則為單鏈

DNA

?提升?必考考向歸納

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%。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：(A+T)%=(A1+T1)%=(A2+T2)%=64.2%Tl=32.9%T2=31.3%

(G+C)%=(G1+C1)%=(G2+C2)%=35.8%Cl=17.1%C2=18.7%

下列有關(guān)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1/(2飛)

B.如果一條鏈上(A+T)：(G+C)=m,則另一條鏈上該比值也為m

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

某研究小組測定了多個不同雙鏈DNA分子的堿基組成，根據(jù)測定結(jié)果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補

鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關(guān)系圖，下列正確的是()

答案：C

考點二DNA分子的復(fù)制

?夯基?必備基礎(chǔ)知識梳理

LDNA復(fù)制的推測一一假說-演繹法

察實受，DNA以什么方式復(fù)制？

發(fā)現(xiàn)問題

關(guān)鍵思詼通過實笑區(qū)分親代和子代的DNA

(1)半保留豆制(2)全保留豆制(3)分隔制

出假說,

修冬問題備■.次皇-U叁

鎏一自十匚

實至過程說劣及問題

科學(xué)方法：同位素標(biāo)記法。窘度86度高￡屹證明DNA半保留復(fù)制的實殆證據(jù)：

1958年，美國生物學(xué)藪楞叁爾森和斯塔爾

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(1)半保留復(fù)制

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(2)全俁留復(fù)制

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(3)分散復(fù)制

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■總結(jié)歸納，提出規(guī)律復(fù)制方式為：半保留復(fù)制

2.DNA的復(fù)制

(1)概念、時間、場所

上③以親代DNA為模板合成子代DNA的

廣一過程

DNA附向他胞在絲分裂的間期和減數(shù)第一次

復(fù)制口分裂前的間期

)主要是細(xì)胞陵.R核生物還在

和___________;原核生物在擬較和細(xì)

胞所答案:線粒體葉綠體

⑵過程

,~f每條新愜與其

?要漁也提供能置

訴對應(yīng)的模板集

需要_______的作用

媒盤旋成雙螺旋

，結(jié)果：斷襄依留.解開雙雒旋

.結(jié)構(gòu)

模板進(jìn)

給％興爐補配對

解旋就

模板：___________

原料：源離的4料一

n：__________1

原斯：“基互升配對原則(A?T、

T-A、G-C、C-G)

方向：5'-m一3，-?答案：解旋酶解開的每一條母鏈脫氧核甘酸

DNA聚合酶

(3)結(jié)果：一個DNA分子形成了兩個完全相同的DNA分子。

⑷特點：邊解旋邊復(fù)制，半保留復(fù)制

(5)DNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因

DNA具有獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供精確的模板，堿基互補配對原則，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。

.提升?必考考向歸納

下面是DNA復(fù)制的有關(guān)圖示。A—B-C表示大腸桿菌的DNA復(fù)制。D—F表示哺乳動物的DNA復(fù)制。

圖中黑點表示復(fù)制起點，“一”表示復(fù)制方向，“0”表示時間順序。

⑴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(shè)DNA分子從頭到尾復(fù)制，則

理論上此DNA分子復(fù)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

⑵哺乳動物的DNA分子展開可達(dá)2m之長，若按A-C的方式復(fù)制，至少需要8h,而實際上只需要約2h,

根據(jù)D-F過程分析，是因為0

(3)A-F均有以下特點：延伸的子鏈緊跟著解旋酶，這說明DNA分子復(fù)制是的。

(4)C與A相同，F(xiàn)與D相同，C、F能被如此準(zhǔn)確地復(fù)制出來，是因為

答案：

復(fù)制是雙向進(jìn)行的DNA分子中有多個復(fù)制起點邊解旋邊復(fù)制

①DNA獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供精確的模板。②復(fù)制過程嚴(yán)格遵循堿基互補配對原則。

圖示DNA復(fù)制過程，下列敘述正確的是

A.DNA復(fù)制過程中不需要引物，也不需要能量

B.新形成的兩條單鏈復(fù)制的方向不同且均為連續(xù)復(fù)制

C.該過程在蛙的紅細(xì)胞和哺乳動物的紅細(xì)胞均能發(fā)生

D.復(fù)制后的兩個DNA分子位于一條或兩條染色體上

答案：D

解析：DNA復(fù)制過程需要引物引導(dǎo)復(fù)制的開始，

也需要消耗ATP,A錯誤；

DNA分子是反向平行的，而復(fù)制的時候只能是從5,一端向3,一端延伸，所以兩條子鏈合成方向相反，且

據(jù)圖可知，并非兩條鏈均為連續(xù)復(fù)制，B錯誤；

哺乳動物成熟紅細(xì)胞不能進(jìn)行DNA分子復(fù)制，C錯誤;

復(fù)制后的兩個DNA分子位于一條(著絲點斷裂之前)或兩條染色體上(著絲點斷裂之后)，D正確。

DNA聚合胎

模板鏈：3'f5'

合成子鏈方向：5'-3'

DNA聚合酶不能催化DNA新鏈從頭合成，

只能催化dNTP加入核甘酸鏈的3'-0H末端。

因而復(fù)制之初需要一段RNA引物的3'—0H端為起點，合成5'-3’方向的新鏈。（細(xì)胞內(nèi)分引物是RNA,

PCR擴(kuò)增的引物是DNA）

3.DNA復(fù)制的相關(guān)計算

⑴將含有15N的DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，復(fù)制n次，貝卜

共產(chǎn)生子代DNA分子下個;

子代DNA分子中，含15N的DNA分子2個;

分子

子代DNA分子中，含上的DNA分子2n個;w

'子代DNA分子中，只含%的DNA分子2個；

次||

埠代DNA分子中，只含14N的DNA分子2"-2個；miII4

（2）DNA復(fù)制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昔酸m個，…||||||3

經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該種脫氧核甘酸數(shù)為

m?（2"-1）o-IIIIIIIIIIIIIIII

②第n次復(fù)制需要該種脫氧核甘酸數(shù)為m?2n—1。

特別提醒：“DNA復(fù)制”相關(guān)題目的4點“注意”

①注意"DNA復(fù)制了n次”和“第n次復(fù)制”的區(qū)別，前者包括所有的復(fù)制，但后者只包括第n次的復(fù)

制。

②注意堿基的單位是“對”還是“個”。

③切記在DNA復(fù)制過程中，無論復(fù)制了幾次，含有親代脫氧核昔酸單鏈的DNA分子都只有兩個。

④看清試題中問的是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”，“含”還是“只含”等關(guān)鍵詞，以免掉進(jìn)陷阱。

?提升?必考考向歸納

（2023?四川南充高三模擬）如圖為某DNA分子片段，假設(shè)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(fù)制2次，下列敘述正確的是

A.復(fù)制時作用于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甘酸9900個

C.④處指的是腺喋吟核糖核昔酸

D.子代中含15N的DNA分子占1/2

二CTTAG…陽

答案：B

解析：復(fù)制時作用于③處的酶為解旋酶，A錯誤；

由題可知,A=T=17%,則C=G=33%,故該DNA分子中的胞喀咤脫氧核甘酸數(shù)為5000X2X33%=3300（個），

復(fù)制2次需要的游離的胞喀咤脫氧核甘酸數(shù)為3300X（22-1）=9900（個），B正確；

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

該DNA分子只有一條鏈含15N,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DNA分子中只有一個

DNA分子含有15N,因此子代中含15N的DNA分子占1/4,D錯誤。

4.減數(shù)分裂與有絲分裂中染色體標(biāo)記情況分析

以一個細(xì)胞中的所有DNA的兩條鏈被標(biāo)記為例

(1)減數(shù)分裂中染色體標(biāo)記情況分析

減數(shù)分裂過程中所以四個子細(xì)胞中所有DNA分子均呈雜合狀態(tài)，即“31P〃32P”。

（2）有絲分裂中染色體標(biāo)記情況分析

第一次分裂：

蝌虬柒色敢體：2后期

子I代細(xì)熨

第二次分裂:

分析：后期時，著絲點分裂，這時攜帶標(biāo)記元素的染色體向兩極移動時（分配時）是隨機的，導(dǎo)致細(xì)胞的

一極含標(biāo)記元素的染色體的個數(shù)為0?10條（玉米：2N=20）

提升-必考考向歸納

將馬蛔蟲（2n=4）的甲、乙兩個精原細(xì)胞核DNA雙鏈用32P標(biāo)記，接著置于不含32P的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，在

特定的條件下甲細(xì)胞進(jìn)行兩次連續(xù)的有絲分裂、乙細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂。下列相關(guān)敘述正確的是

A.甲在第一個細(xì)胞周期后，含32P的細(xì)胞數(shù)為2,且每個細(xì)胞中含有32P的染色體數(shù)為0?4

B.甲在第二個細(xì)胞周期后，含32P的細(xì)胞數(shù)為2?4,且每個細(xì)胞含有32P的染色體數(shù)為0?4

C.乙在減數(shù)第一次分裂后，含32P的細(xì)胞數(shù)為2,且每個細(xì)胞中含有32P的染色體數(shù)為。?2

D.乙在減數(shù)第二次分裂后，含32P的細(xì)胞數(shù)為2?4,且每個細(xì)胞中含有32P的染色體數(shù)為0?2

答案：B

解析：一個細(xì)胞周期中DNA分子只進(jìn)行一次半保留復(fù)制，因此甲在第1個細(xì)胞周期后，全部細(xì)胞均含32P,

且每個細(xì)胞中的每條染色體都含有32P,即每個細(xì)胞中含有32P的染色體數(shù)為4,A錯誤；

第一個細(xì)胞周期結(jié)束形成的2個子細(xì)胞的每個DNA分子都有一條鏈含有32P,另一條鏈含有31P。在第二

個細(xì)胞周期中，DNA分子又進(jìn)行了一次半保留復(fù)制，則形成的8個DNA分子中，有4個DNA分子是一條鏈

含有32P,另一條鏈含有31P,另外4個DNA分子都只含31P,而在有絲分裂后期，姐妹染色單體分開后隨

機移向兩極，因此甲在第2個細(xì)胞周期后，有2個或3個或4個細(xì)胞含32P,且每個細(xì)胞含有32P的染色

體數(shù)為0?4,B正確；減數(shù)分裂前的間期，DNA分子只進(jìn)行一次半保留復(fù)制，因此乙經(jīng)過減數(shù)第一次分裂

后，形成的2個細(xì)胞均含32P,且每個細(xì)胞中的每條染色體都含有32P,在減數(shù)第二次分裂前期和中期，

有2條染色體含有32P,在減數(shù)第二次分裂后期和末期，有4條染色體含有32P,即每個細(xì)胞中含有32P

的染色體數(shù)為2或4,C錯誤；

乙在減數(shù)第二次分裂后，將形成4個精細(xì)胞，每條染色體含有32P,故4個細(xì)胞均含32P,D錯誤。

5.“DNA復(fù)制”的其他形式

(1)線形DNA的復(fù)制方式

在復(fù)制時，復(fù)制子起始點開始解鏈，兩條單鏈各自為模板合成互補鏈，復(fù)制叉單向或雙向位移，此時在電

鏡下可以看到如眼的結(jié)構(gòu)，通常稱為復(fù)制眼。

(2)環(huán)狀DNA的復(fù)制方式

①9型結(jié)構(gòu)復(fù)制

環(huán)狀DNA,如大腸桿菌、多瘤病毒DNA,因為只有一個復(fù)制起始點，其復(fù)制眼形成希臘字母。型結(jié)構(gòu)，隨

著復(fù)制的進(jìn)行，復(fù)制眼逐漸擴(kuò)大，直至整個環(huán)狀分子。

Cowttently

closed

ciroHar

tempUtw

提升-必考考向歸納

質(zhì)粒是能夠自我復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子。將無放射性標(biāo)記的大腸桿菌質(zhì)粒置于含3H標(biāo)記的胸腺喀咤脫

氧核甘酸的培養(yǎng)液中培養(yǎng),使新合成的DNA鏈中的脫氧胸背均被3H標(biāo)記。在第二次復(fù)制未完成時將DNA復(fù)

制阻斷，結(jié)果如下圖所示。下列理解錯誤的是()

第一次復(fù)制得到的DNA第二次復(fù)制被阻斷后的DNA

A.I所示兩條DNA子鏈的延伸方向不同

B.質(zhì)粒DNA的復(fù)制過程是邊解旋邊復(fù)制

C.質(zhì)粒DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制

D.質(zhì)粒DNA的復(fù)制是多起點雙向進(jìn)行的

答案：D

②D環(huán)型復(fù)制

線粒體DNA的復(fù)制就采用這種模式。環(huán)狀DNA兩條單鏈的復(fù)制起始點不在同一位點。復(fù)制開始時，先在負(fù)

鏈的起始位點解鏈，然后以負(fù)鏈為模板，合成一條與其互補的新鏈，取代另一條仍保持單鏈狀態(tài)的親代正

鏈，此時在電鏡下可以看到呈D環(huán)形狀。當(dāng)負(fù)鏈復(fù)制達(dá)到一定程度，隨著正鏈置換區(qū)域擴(kuò)大，暴露出正鏈

的復(fù)制起始點，于是以正鏈為模板開始合成與其互補的新鏈，最后生成兩個子代DNA雙鏈分子。由于兩條

親代鏈的復(fù)制起始點不同，合成起始并不同步進(jìn)行，所以D環(huán)型復(fù)制是一種不對稱復(fù)制形式。

提升-必考考向歸納

線粒體DNA分子通常是由H鏈和L鏈構(gòu)成的環(huán)狀雙鏈。該DNA復(fù)制時,0H首先被啟動，以L鏈為模板,合成

一段RNA作為引物,然后合成H鏈片段,一邊合成新H鏈,一邊取代原來的H鏈,被取代的H鏈以環(huán)的形式游

離出來，由于其像字母D,所以被稱為D環(huán)復(fù)制。當(dāng)H鏈合成約2/3時,0L啟動，以被取代的H鏈為模板,合

成新的L鏈,待全部復(fù)制完成后,新的H鏈和老的L鏈、新的L鏈和老的H鏈各自組合形成兩個環(huán)狀雙螺旋

DNA分子,整個過程如圖所示。下列相關(guān)敘述錯誤的是（）

A.動物細(xì)胞線粒體DNA分子不含游離的磷酸基團(tuán)

B.RNA引物的基本組成單位是核糖核甘酸

C.若此DNA連續(xù)復(fù)制2次,共需要4個引物

D.D環(huán)復(fù)制過程中,H鏈和L鏈不同時完成復(fù)制

答案：C

③滾動環(huán)型復(fù)制

指一些簡單低等生物或染色體外DNA,環(huán)狀雙鏈DNA的正鏈由一核酸內(nèi)切酶在特定的位置切開，游離出一

個3'-0H和一個5'-磷酸基末端。5'-磷酸末端在酶的作用下，固著到細(xì)胞膜上。隨后，在DNA聚合酶

催化下，以環(huán)狀負(fù)鏈為模板，從正鏈的3Z-OH末端加入與負(fù)鏈互補的脫氧核甘酸，使鏈不斷延長，通過

滾動而合成新的正鏈。與此同時，以伸展的正鏈為模板，合成互補的新的負(fù)鏈。最后合成兩個環(huán)狀子代雙

鏈分子。

雙鏈環(huán)狀DNA

復(fù)制起始于要一

條DNA鏈上

新生DNA槌延伸.

不斷取代母的

復(fù)制一圈,產(chǎn)生單位

長度的線性DNA鏈

若復(fù)制繼續(xù)進(jìn)萬，可產(chǎn)

生多單元經(jīng)性DNA鏈

^提升?必考考向歸納

（2023DCS三月質(zhì)檢）噬菌體①X174的遺傳物質(zhì)是單鏈環(huán)狀DNA分子（正鏈）。感染宿主細(xì)胞時，首先合

成其互補的負(fù)鏈，形成閉合的雙鏈DNA.分子，之后正鏈發(fā)生斷裂，產(chǎn)生3'-0H,再以此為引物，以未斷裂

的負(fù)鏈為模板，在DNA聚合酶的作用下使3'-0H端不斷延伸。延伸出的長鏈可切割、環(huán)化產(chǎn)生很多拷貝的

環(huán)化正鏈，進(jìn)而與噬菌體的蛋白質(zhì)顆粒組裝產(chǎn)生子代噬菌體。其部分過程如下圖所示。下列說法正確的是

A.噬菌體由X174中喋吟堿基與喀咤堿基數(shù)量相等

B.以正鏈為模板合成雙鏈DNA分子時需要解旋酶參與

C.噬菌體?X174的DNA復(fù)制方式可稱做半保留復(fù)制

D.該過程表明可以只以一條鏈為模板進(jìn)行DNA的合成

答案：D

考點三基因的概念

?夯基?必備基礎(chǔ)知識梳理

1.基因的功能是什么？

⑴基因能夠儲存、傳遞和表達(dá)遺傳信息，也都可能發(fā)生突變，從而決定生物體的性狀。

（2）基因是通常有遺傳效應(yīng)的片段。它是生物體遺傳的功能單位和結(jié)構(gòu)單位.

①遺傳效應(yīng)：指具有復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、重組、突變及調(diào)控等功能。

②4種堿基的排列順序蘊藏著遺傳信息。

（以RNA為遺傳物質(zhì)的生物，遺傳信息蘊藏在RNA中）

假如決定臉型的一個基因只有17個堿基對組成，那么這種排列有多少種可能？

4,種。大約為172億種。

（3）DNA的特點：

①多樣性：堿基排列順序的千變?nèi)f化

②特異性：堿基特定的排列順序（A+T/G+C）

③穩(wěn)定性：（P二44肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化有涉及）

（P選三78,PCR技術(shù)有涉及）

（4）基因和遺傳信息的關(guān)系

基因中脫氧核昔酸的排列順序就代表著遺傳信息，而基因中脫氧核甘酸的排列順序又導(dǎo)致了控制不同性狀

的基因之間的差別。歸根到底，生物性狀的遺傳就是基因通過四種脫氧核甘酸的序列來傳遞和表達(dá)信息的。

（5）基因-DNA-染色體的關(guān)系

特定脫第核苜酸排列具有遺傳效應(yīng)

脫氧順序代表遺傳信息的DNA片段主要載體

核百酸基因.?DNA<染色體

種）每個基因含許多每介DNA分子每條染色體上含有

（4個脫第核甘酸中含許多個基因1個或2個DNA分

子

基因在染色體上呈線性排列

2.基因的概念

基因是通常有遺傳效應(yīng)的片段

①對于RNA病毒來說，基因是有遺傳效應(yīng)的RNA片段。

②以DNA為遺傳物質(zhì)的生物，基因是通常有遺傳效應(yīng)的DNA片段

.提升?必考考向歸納

如圖是果蠅某染色體上的白眼基因（S）示意圖，下列敘述正確的是

i白眼：

H----------s----------H

________________!.............................................................!

AGATT......CTGjAGGCTGAAC..........GGTACCGGJGAC.......TTAAC

II

II

I?

ICIAA.......GACjTCCGACTTG..........CCATGGCC；CTG.......AAPIG

A.白眼基因片段中，含有成百上千個核糖核甘酸

B.S基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段

C.白眼基因在細(xì)胞核內(nèi)，不遵循遺傳規(guī)律

D.基因片段中有5種堿基、8種核甘酸

答案：B

解析:組成白眼基因片段的基本單位是脫氧核甘酸，有4種堿基，4種脫氧核甘酸，A、D項錯誤；S基因控

制果蠅的白眼性狀，所以是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，B項正確；白眼基因位于染色體上，屬于核基因，遵

循遺傳規(guī)律，C項錯誤。

1.（2023?山東?高考真題）將一個雙鏈DNA分子的一端固定于載玻片上，置于含有熒光標(biāo)記的脫氧核甘酸

的體系中進(jìn)行復(fù)制。甲、乙和丙分別為復(fù)制過程中3個時間點的圖像，①和②表示新合成的單鏈，①的

5'端指向解旋方向，丙為復(fù)制結(jié)束時的圖像。該DNA復(fù)制過程中可觀察到單鏈延伸暫停現(xiàn)象，但延伸進(jìn)行

時2條鏈延伸速率相等。已知復(fù)制過程中嚴(yán)格遵守堿基互補配對原則，下列說法錯誤的是（）

A.據(jù)圖分析，①和②延伸時均存在暫停現(xiàn)象

B.甲時①中A、T之和與②中A、T之和可能相等

C.丙時①中A、T之和與②中A、T之和一定相等

D.②延伸方向為5,端至3,端，其模板鏈3,端指向解旋方向

【答案】D

【分析】1、DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)：

（1）DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核甘酸長鏈盤旋而成的。

（2）DNA分子中的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)。

⑶兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接起來，形成堿基對且遵循堿基互補配對原則。

2、DNA分子復(fù)制的特點：半保留復(fù)制；邊解旋邊復(fù)制，兩條子鏈的合成方向是相反的。

【詳解】A、據(jù)圖分析，圖甲時新合成的單鏈①比②短，圖乙時①比②長，因此可以說明①和②延伸

時均存在暫停現(xiàn)象，A正確；

B、①和②兩條鏈中堿基是互補的，圖甲時新合成的單鏈①比②短，但②中多出的部分可能不含有A、

T,因此①中A、T之和與②中A、T之和可能相等，B正確；

C、①和②兩條鏈中堿基是互補的，丙為復(fù)制結(jié)束時的圖像，新合成的單鏈①與②等長，圖丙時①中A、

T之和與②中A、T之和一定相等，C正確；

D、①和②兩條單鏈由一個雙鏈DNA分子復(fù)制而來，其中一條母鏈合成子鏈時①的5,端指向解旋方向,

那么另一條母鏈合成子鏈時②延伸方向為5,端至3,端，其模板鏈6端指向解旋方向，D錯誤；

故選D。

2.（2022,廣東?高考真題）入噬菌體的線性雙鏈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會自連環(huán)化（如圖），該線性分子兩端能夠相連的主要原因是（）

CCCGCCGCTGGAg'環(huán)化

3"--

5；-------------------——3'

JGGGCGGCGACCT

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配對

D.自連環(huán)化后兩條單鏈方向相同

【答案】C

【分析】雙鏈DNA的兩條單鏈方向相反，脫氧核糖與磷酸交替連接構(gòu)成DNA分子的基本骨架，兩條單鏈

之間的堿基互補配對。

【詳解】AB、單鏈序列脫氧核甘酸數(shù)量相等、分子骨架同為脫氧核糖與磷酸交替連接，不能決定該線性

DNA分子兩端能夠相連，AB錯誤；

C、據(jù)圖可知，單鏈序列的堿基能夠互補配對，決定該線性DNA分子兩端能夠相連，C正確；

D、DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪虻?，因此自連環(huán)化后兩條單鏈方向相反，D錯誤。

故選C。

3.（2022?廣東?高考真題）下列關(guān)于遺傳學(xué)史上重要探究活動的敘述，傕用的是（）

A.孟德爾用統(tǒng)計學(xué)方法分析實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)了遺傳規(guī)律

B.摩爾根等基于性狀與性別的關(guān)聯(lián)證明基因在染色體上

C.赫爾希和蔡斯用對比實驗證明DNA是遺傳物質(zhì)

D.沃森和克里克用DNA衍射圖譜得出堿基配對方式

【答案】D

【分析】1、孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳定律用了假說一演繹法，其基本步驟:提出問題玲作出假說好演繹推理好實驗

驗證（測交實驗）玲得出結(jié)論。

2、薩頓運用類比推理的方法提出基因在染色體的假說，摩爾根運用假說一演繹法證明基因在染色體上。

3、赫爾希和蔡斯進(jìn)行了T2噬菌體侵染細(xì)菌的實驗，實驗步驟:分別用35s或32P標(biāo)記噬菌體玲噬菌體侵染

未被標(biāo)記的細(xì)菌玲在攪拌器中攪拌，然后離心，檢測上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)，證明了DNA是遺傳

物質(zhì)。

4、沃森和克里克用建構(gòu)物理模型的方法研究DNA的結(jié)構(gòu)。

【詳解】A、孟德爾用統(tǒng)計學(xué)方法分析雜合子自交子代的表現(xiàn)型及比例，發(fā)現(xiàn)了遺傳規(guī)律，A正確；

B、摩爾根等基于果蠅眼色與性別的關(guān)聯(lián)，證明了基因在染色體上，B正確；

C、赫爾希和蔡斯分別用32P和35s標(biāo)記12噬菌體DNA和蛋白質(zhì)，通過對比兩組實驗結(jié)果，證明了DNA是

遺傳物質(zhì)，C正確；

D、沃森和克里克用DNA衍射圖譜得出了DNA的螺旋結(jié)構(gòu)，D錯誤。

故選D。

4.（2021?海南?高考真題）已知5-澳尿喀咤（BU）可與堿基A或G配對。大腸桿菌DNA上某個堿基位點

已由A-T轉(zhuǎn)變?yōu)锳-BU,要使該位點由A-BU轉(zhuǎn)變?yōu)镚-C,則該位點所在的DNA至少需要復(fù)制的次數(shù)是（）

A.1B.2C.3D.4

【答案】B

【分析】基因突變是基因結(jié)構(gòu)的改變，包括堿基對的增添、缺失或替換。

【詳解】根據(jù)題意可知：5-BU可以與A配對，又可以和G配對，由于大腸桿菌DNA上某個堿基位點已由

A-T轉(zhuǎn)變?yōu)锳-BU,由半保留復(fù)制可知，復(fù)制一次會得到G-5-BU,復(fù)制第二次時會得到有G-C,所以至少需

要經(jīng)過2次復(fù)制后，才能實現(xiàn)該位點由A-BU轉(zhuǎn)變?yōu)镚-C,B正確。

故選Bo

5.（2021?遼寧?統(tǒng)考高考真題）下列有關(guān)細(xì)胞內(nèi)的DNA及其復(fù)制過程的敘述，正確的是（）

A.子鏈延伸時游離的脫氧核甘酸添加到3,端

B.子鏈的合成過程不需要引物參與

C.DNA每條鏈的5,端是羥基末端

D.DNA聚合酶的作用是打開DNA雙鏈

【答案】A

【分析】DNA復(fù)制需要的基本條件：

（1）模板：解旋后的兩條DNA單鏈；

（2）原料：四種脫氧核甘酸；

（3）能量：ATP；

（4）酶：解旋酶、DNA聚合酶等。

【詳解】A、子鏈延伸時5,玲3,合成，故游離的脫氧核甘酸添加到3,端，A正確；

B、子鏈的合成過程需要引物參與，B錯誤；

C、DNA每條鏈的5,端是磷酸基團(tuán)末端，3,端是羥基末端，C錯誤；

D、解旋酶的作用是打開DNA雙鏈，D錯誤。

故選Ao

6.（2021?北京?統(tǒng)考高考真題）酵母菌的DNA中堿基A約占32%,關(guān)于酵母菌核酸的敘述錯誤的是（）

A.DNA復(fù)制后A約占32%B.DNA中C約占18%

C.DNA中（A+G）/（T+C）=1D.RNA中U約占32%

【答案】D

【分析】酵母菌為真核生物，細(xì)胞中含有DNA和RNA兩種核酸；其中DNA分子為雙鏈結(jié)構(gòu)，A=T,G=C,

RNA分子為單鏈結(jié)構(gòu)。據(jù)此分析作答。

【詳解】A、DNA分子為半保留復(fù)制，復(fù)制時遵循A-T、G-C的配對原則，則DNA復(fù)制后的A約占32%,A

正確；

B、酵母菌的DNA中堿基A約占32%,則A=T=32%,G=C=(1-2x32%)/2=18%,B正確；

C、DNA遵循堿基互補配對原則，A=T、G=C,貝l](A+G)/(T+C)=1,C正確；

D、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，故RNA中U不一定占32%,

D錯誤。

故選D。

7.(2021?山東?統(tǒng)考高考真題)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DNA分子單鏈上的一個C脫去氨基變?yōu)閁,脫氨基過程

在細(xì)胞M中只發(fā)生一次。將細(xì)胞M培育成植株N?下列說法錯誤的是()

A.N的每一個細(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)n(n21)次有絲分裂后，脫氨基位點為A-U的細(xì)胞占l/2n

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

【答案】D

【分析】根據(jù)題干信息"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DNA分子單鏈上的一個C脫去氨基變?yōu)閁,脫氨基過程在細(xì)胞M中只發(fā)生一次"，所

以M細(xì)胞含有T-DNA,且該細(xì)胞的脫氨基位點由C-G對變?yōu)閁-G對，DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制，原料

為脫氧核甘酸(A、T、C、G)o

【詳解】A、N是由M細(xì)胞形成的，在形成過程中沒有DNA的丟失，由于T-DNA插入到水稻細(xì)胞M的

某條染色體上，所以M細(xì)胞含有T-DNA,因此N的每一個細(xì)胞中都含有T-DNA,A正確；

B、N植株的一條染色體中含有T-DNA,可以記為+,因此N植株關(guān)于是