第20講DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制與基因的本質(zhì)

目錄

01考情解碼?考點定標..............................

02體系構(gòu)建?思維領(lǐng)航................................................3

03考點突破?考向探究................................................3

考點一DNA的結(jié)構(gòu)與基因的本質(zhì)...................................................3

知識點1DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建........................................4

知識點2DNA的結(jié)構(gòu)及特點.................................................4

知識點3基因的本質(zhì).......................................................6

考向1DNA分子的結(jié)構(gòu)及特點..............................................7

考向2DNA分子中堿基數(shù)量相關(guān)計算.......................................8

重考點二DNA的復(fù)制及相關(guān)L算....................................................10

知識點1DNA半保留復(fù)制的實臉證據(jù).......................................10

知識點2DNA復(fù)制.........................................................11

知識點3“圖解法”分析DNA復(fù)制相關(guān)計算.................................14

考向1探■究DNA復(fù)制的方式................................................15

考向2DNA復(fù)制的過程.....................................................17

考向3DNA復(fù)制的相關(guān)計算...................19

★重難點透析細胞分裂過程中染色體標記情況

20

04真題感知?命題洞見（含2025年高考真題）.........................21

05學以致用?能力提升..............................................26

一、教材知識鏈接..............................................................26

二、教材深挖拓展..............................................................26

三、新情境（。復(fù)制、D環(huán)復(fù)制、滾環(huán)復(fù)制）.....................................27

01

考情解碼?考點定標

■J

考點要求考查形式2025年2024年2023年

DNA分子的結(jié)因選擇題四川卷T7,3分

北京卷T2,2分河北卷T6,2分

構(gòu)與特點□非選擇題湖北卷T14,2分

DNA分子復(fù)制0選擇題

北京卷T5,2分浙江6月卷T9,2分遼寧卷T18,3分

的過程□非選擇題

基因的結(jié)構(gòu)及功0選擇題

\北京卷T6,2分重慶卷T5,3分

能□非選擇題

考情分析：

1.從命題題型和內(nèi)容上看，試題以選擇題為主，考杳頻率較高。其考查形式靈活，從基礎(chǔ)選擇題到解答題

均有涉及。主要從以下幾方面考香：DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型、DM分子結(jié)構(gòu)特點及計算、DNA半保留復(fù)制的

實驗、DNA復(fù)制的過程及計算等。

2.從命題思路上看，從以下幾個方面進行考查

（D結(jié)合基因表達的相關(guān)過程考查DNA的結(jié)構(gòu)和DNA復(fù)制的過程。

（2）利用科技前沿或特殊現(xiàn)象為載體，考查學生運用DNA的結(jié)構(gòu)、本質(zhì)和復(fù)制過程等知識去分析和解決新問

題。

復(fù)習目標：

1.構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，闡明DNA作為遺傳物質(zhì)所具有的結(jié)構(gòu)特點，闡明DNA通過復(fù)制傳遞遺傳信息。

（生命觀念）

2.掌握DNA貪制過程及DNA反制過程中相關(guān)數(shù)量的“算，提高邏輯分析和W算能力；分析相關(guān)資料，理解

基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。（科學思維）

3.運用假說一演繹法探究DNA的復(fù)制方式。（科學探究）

02

體系構(gòu)建?思維領(lǐng)航

組成元素C、乩0、N、P

基本單位脫氧核甘酸

兩條單燧反向平行，形成雙螺旋結(jié)構(gòu)

會櫛脫氧核糖和磷酸交替連接，

DNA的結(jié)構(gòu)三，構(gòu)/本胃架

堿基通過氧健連接成堿基對

多樣性堿基對的排列順序多種多樣

特點DNA分子都具有特定的堿

特異性基序^

時期細胞分裂前的間期

的結(jié)構(gòu)和

DNA過程解旋、合成子鏈、重新螺旋

復(fù)制

特點邊解旋邊復(fù)制、半保修復(fù)制

DNA的復(fù)制

DNA獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)

提供精確的模板

精確復(fù)制的順因堿?互補配對原則廊證

復(fù)制準確地進行

具有遺傳效應(yīng)的DNA片段

基因的本質(zhì)

03

考點突破?考向探究

?考點一DNA的結(jié)構(gòu)與基因的本質(zhì)?

?知識夯基

（2）四個計算規(guī)律

①規(guī)律一：一個雙鏈DNA分子中，A=T、C=G,則A+G=C+T,即喋吟堿基總數(shù)等于嘴哽堿基總數(shù)。

②規(guī)律二：在雙鏈DNA分子中，互補的兩堿基之和（如A+T或C+G）占全部堿基的比值差土其任何一條

單鏈中該種堿基比例的比值，且等于其轉(zhuǎn)錄形成的mRNA（T換為U）中該種堿基比例的比值。

③規(guī)律三：在DNA雙鏈中，一條單鏈的（AI+GJ/（TI+G）的值與其互補單鏈的（Az+GX/Ch+C”的值互

為倒數(shù)關(guān)系。但在整個DNA分子中該比值等于工。

④規(guī)律四:在DNA雙鏈中,一條單鏈的在+TJ/6+G）的值,與該互補鏈的（Az+Tl/e+C。的值是超筌

也,與整個DNA分子中的中+T）/（G+C）的值是相等的。

【易錯提醒】

DNA結(jié)構(gòu)的兩種關(guān)系和兩種化學鍵

一個磷酸可與1或2個脫銀核糖相連

每個DNA分子片段中，有2個游離的磷酸

基團

脫氧核糖數(shù)=磷酸數(shù)=含氮堿基數(shù)

（A—T間有2個氫鍵，C—€間有3個氫鍵

單鏈中相鄰堿基通過“一脫鈿核糖一磷酸

（2）0］「一脫氧核糖一”連接

L互補鏈中相鄰堿基通過氫鍵相連

（——L氫鍵：連接互補鏈中的互補配時的堿基

連接LT

（3）方式上磷酸二酯鍵：連接單鏈中相鄰的兩個脫氧

核苻酸

【名師提醒】

教材隱性知識：源于必修2Psi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)戌DNA的4種脫氧核昔酸的數(shù)目成千上萬，脫氧核有酸的排列順序千差萬另八

（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，稱作5'-端,另一端有一

個羥基（一0H）,稱作31-端,兩條單鏈走向相反,一條單鏈是從5'-端到3'-端的，另一條單鏈是從3'-

端到5'-端的。

【易錯辨析】

⑴雙鏈DNA中T占比越高，DNA熱變性溫度越高。（2024.浙江6月選考，9B）（X）

雙鏈DNA中GC堿基對占比越高，DNA熱變性溫度越高。

（2）沃森和克里克用DNA衍射圖譜得出堿基配對方式。（2022?廣東卷，5D）（X）

沃森和克里克以DNA衍射圖譜為基礎(chǔ)推算出DNA呈螺旋結(jié)構(gòu)。

⑶某同學制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，在制作脫氧核昔酸時，需在磷酸上連接脫軌核糖和堿基。（2022?浙江

6月選考，13A）（X）

在制作脫氧核甘酸時，需在脫氧核癱上連接磷酸和堿基。

(4)制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時，鳥喋吟與胞喀咤之間用2個氫鍵連接物相連。(2022?浙江6月選考，13B)(X)

G、C之間形成3個氫鍵。

(5)DNA每條鏈的5,端是羥基末端。(2021?遼寧卷，4C)(X)

DNA每條鏈的5,端是磷酸基因末端，3,端是羥基(一0H)末端。

(6)與RNA分子相比，DNA分子特有的堿基是U。(2017?浙江4月選考，6改編)(X)

與RNA分子相比，DNA分子特有的堿基是T。

知識點3基因的本質(zhì)

1.基因本質(zhì)：基因通常是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,對于這些病毒而言，基

因就是有遺傳效應(yīng)的RNA片段。

2.DNA片段中的遺傳信息：遺傳信息縊藏在4種堿基的排列順序之中:堿基排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成

了DNA的多樣性,而堿基特定的排列順序，又構(gòu)成了每個DNA分子的特異性。

3.基因與DNA的關(guān)系：

(1)從數(shù)量上看，卷個DNA分子上有多個基因。

(2)從功能上看，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,能控制生物的性狀。

(3)基因的位置，染色體是基因的主要載體,每個染色體含有1(或2)個DNA分子，每個DNA分子含

有多個基因,基因在染色體上呈線性排列。(提醒：基因并非都在染色體上)

4.基因與染色體、DNA、脫氧核昔酸的關(guān)系

［染色體］

染色體是DNA的每條染色體上含有I個

主要領(lǐng)體或2個DNA分子

［DNA是主要的遺傳物質(zhì)

基因通常是有遺傳每個DNA分子含有許多個

效應(yīng)的DNA片段基因

型為在染色體上呈是決定生物性狀的

線性排列基本單位

基因的脫領(lǐng)核

每個茶因中含有成百上千

件酸排列順序

個脫利核甘酸

代裊遺傳侑息

［脫聚核甘敵|

【易錯提醒】

(1)有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,如人類免疫缺陷病毒(艾滋病病毒)流感病毒等。對這類病毒而言，基

因就是有遺傳效應(yīng)的RNA片段。

(2)并不是所有的DNA片段都是基因，基因必須是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。

(3)并不是所有的基因都位于染色體上，葉綠體和線粒體也是基因的載體。

?考向研析

考向1DNA分子的結(jié)構(gòu)及特點

例1.Marliere所領(lǐng)導的研究團隊在?種感染弧菌的病毒中發(fā)現(xiàn)部分堿基A可以被2-氨基腺哽吟（Z）取代，

這樣的DNA稱為Z-DNA。進一步研究發(fā)現(xiàn)堿基Z與T之間有3個氫鍵，Z-DNA的存在能幫助病毒更好地抵抗

細菌中某些蛋白質(zhì)的攻擊。下列相關(guān)敘述塔送的是（）

A.病毒DNA中堿基A被Z取代，屬于可遺傳變異中的基因突變

B.組成Z-DNA的化學元素有五種，其徹底水解可得到6種化合物

C.Z-DNA復(fù)制時也要遵循堿基互補配對原則且需要DNA聚合的的參與

D.Z與T之間有3個氫鍵增加了DNA的穩(wěn)定性，有助于病毒抵抗酶的降解

【答案】B

【解析】A、病毒DNA中堿基A被Z取代，是基因中堿基序列的改變，因而屬于可遺傳變異中的基因突變，

A正確；

B、組成Z-DNA的化學元素有五種，其徹底水解可得到7種化合物，包括磷酸、脫氧核糖和5種堿基，B錯

誤；

C、Z-DNA復(fù)制時也需要嚴格遵循堿基互補配對原則，且需要DNA聚合酶的參與，還需要脫氧核甘酸作為原

料，C正確；

D、題意顯示，Z-DNA的存在能幫助病毒更好地抵抗細菌中某些蛋白質(zhì)的攻擊，據(jù)此可知，Z與T之間有3

個氫鍵增加了DNA的穩(wěn)定性，同時由于堿基序列的改變，因而不宜被相應(yīng)的酶識別和切割，D正確。

【變式訓練1-變考法】2017年4月，中國“蛟龍”號載人潛水器在西北印度洋卡爾斯脊熱液區(qū)新發(fā)現(xiàn)27

處“海底黑煙囪”?！昂５缀跓焽琛笔侵负５赘缓蚧锏母咄臒嵋夯顒訁^(qū)，其熱液噴出時形似“黑煙”。

曾經(jīng)認為是生命禁區(qū)的地方卻發(fā)現(xiàn)了許多前所未見的奇異生物，包括?？⒑Ｐ?、管蟲、蠕蟲及類似硝化

細菌的硫化細菌、嗜熱古細菌等許多生物。下列說法錯誤的是（）

A.“海底黑煙囪”對于人類研究生命的起源有重要參考價值

B.“海底黑煙囪”處生存的生物（A+T）/（G+C）較陸地上多數(shù)生物要小

C.“海底黑煙囪”生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入是這里特殊的生產(chǎn)者固定的熱能

I）.“海底黑煙囪”的微生物體內(nèi)有可能分離出耐高溫的DNA聚合酶

【答案】C

【解析】A、“海底黑煙囪”的高溫、硫化物環(huán)境與早期地球環(huán)境類似，為人類研究生命起源提供了重要參

考價值，A正確；

B、“海底黑煙囪”生存的生物熱穩(wěn)定性較強，因此DNA中G-C堿基對比例較高（G-C間含3個氫鍵，結(jié)構(gòu)

更穩(wěn)定），使其（A+T）/（G+C）的比值較陸地上的多數(shù)生物小，B正確；

C、該生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入來自化能合成細菌（如硫細菌）所固定的化學能，C錯誤；

D、嗜熱古細菌適應(yīng)高溫環(huán)境，其DNA聚合酶需耐高溫特性，因此可能分離出耐高溫的DNA聚合酶，I）正確。

【變式訓練2?變載體】生活中，手機的人臉識別解鎖、購物時的刷臉支付等都運用了人臉識別技術(shù)，給我

們的生活帶來了極大的便利。下列說法錯誤的是（）

A.DNA的多樣性和特異性是人臉多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)，決定人臉識別技術(shù)的可行性

民人體中相關(guān)基因的堿基排列順序，決定了人臉特征的多樣性

C.面部特征都是相關(guān)基因通過控制酶的合成來實現(xiàn)的

D.人臉識別技術(shù)是通過識別人面部多個性狀實現(xiàn)的

【答案】C

【解析】A、DNA的多樣性決定了蛋白質(zhì)的多樣性，而DNA的特異性導致個體間性狀差異，因此是人臉多樣

性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)，A正確；

B、基因的堿基排列順序（遺傳信息）直接決定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，進而影響人臉特征，B正確；

C、基因控制性狀的途徑包括控制翳的合成（間接）和直接控制結(jié)構(gòu)蛋白。面部特征如骨骼形態(tài)可能由結(jié)構(gòu)

蛋白直接決定，而非均通過酶實現(xiàn)，C錯誤；

D、人臉識別需綜合多個性狀（多基因控制的特征），符合生物學原理，I）正確。

考向2DNA分子中堿基數(shù)量相關(guān)計算

例2.某同學利用相關(guān)材料制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，已知該模型包含6個堿基對，其中有4個腺嗦吟。下

列敘述錯誤的是（）

A.模型中腺喋吟與胞喀鴕之和等于6

B.制作模型時鳥嗦吟與胞嚏咤之間用3個氫犍連接

C.每條鏈中均有一個脫氧核糖上只連接一個磷酸基團

D.該同學可制作出4'種不同的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型

【答案】D

【解析】A、模型中總共有6對堿基，已知A=4,則T=4。剩余2對為C-G,故C=2。A+C=4+2=6,A正確；

B、DNA中C-G對通過3個氫鍵連接，A-T對通過2個氫鍵，B正確；

C、線狀DNA每條鏈的兩端各有?個脫氧核糖只連接?個磷酸基團（鏈內(nèi)部脫氧核糖連接兩個磷酸基團），

因此每條鏈有2個這樣的脫氧核糖，C正確；

D、題目限定A=4,即A-T對固定為4對，C-G對為2對?？赡艿呐帕蟹绞綖閺?個位置選4個放置A-T對,

剩余2個放置C-G對，且每個C-G對有兩種方向（C-G或G-C）,總數(shù)為15X4=60種，D錯誤。

【變式訓練1?變考法】如圖為DAA分子片段結(jié)構(gòu)示意圖。下列關(guān)于DNA分子的結(jié)構(gòu)與特點的敘述，正確的

是（）

A.1號鏈序列為3'-TCGA-5'

B.圖中④為胞啼咤脫氧核甘酸

C.⑨的形成需要DNA聚合酶催化

D.已知1號鏈中A+T占48%,則DNA分子中G占24%

【答案】A

【解析】A、DNA分子的兩條鏈是反向平行的，圖中2號鏈的序列是3'-TCGA-5',則1號鏈對應(yīng)的序列為

3'-TCGA-5',A正確；

B、圖中④不能表示胞啥咤脫氧核甘酸，②、③和下一個磷酸才能構(gòu)成胞喀咤脫氧核甘酸，B錯誤；

C、⑨表示氫鍵，其形成不需要酶的催化，C錯誤；

D、若1號鏈中A+T占48%,則整個DNA分子中A+T=48%,因此G+C=52%,又因為G=C,所以G占26%,D錯

誤。

【變式訓練2?變載體】如圖為某DNA分子的部分平面結(jié)構(gòu)圖，則卜列說法正確的是（）

A.⑤是氫鍵，除使用解旋酶外，還有其他方法使⑤斷裂

B.③是連接DNA單鏈上2個核糖核苜酸的磷酸二酯鍵

C.解旋后的DNA分子不具有規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)，并失去復(fù)制功能

D.DNA分子的一條鏈上，腺噂吟比胞喀噬多40斬兩者之和占DNA分子堿基總數(shù)的24%,貝J這個DNA分

子的另一條鏈上，胸腺喀咤占該鏈堿基數(shù)目的24%

【答案】A

【解析】A、⑤是氫鍵，解旋酶可變氫鍵斷裂，此外，高溫也能使氫鍵斷裂（如PCR技術(shù)中利用高溫使DNA

解旋），所以除使用解旋隨外，還有其他方法使⑤斷裂，A正確；

B、DNA分子的基本組成單位是脫氧核糖核甘酸，③是連接DNA直■鏈上2個脫氧核糖核甘酸的磷酸二酯鍵，

而不是核糖核甘酸，B錯誤；

C、解旋后的DNA分子不具有規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)，但DNA復(fù)制時需要先解旋，解旋后的DNA分子具備復(fù)制功

能，C錯誤；

D、設(shè)該DNA分子一條鏈中胞喘咤含量為x,因為腺口票嗆比胞嘴噓多40%,則腺噂吟含量為（1+40%）x=1.4xo

已知兩者之和占DNA分子堿基總數(shù)的24哈由于?條鏈上的堿基數(shù)是DNA分子總堿基數(shù)的?半，所以（x+1.4x）

/2=24%,即2.4x/2=24%,L2x=24%,解得x=20%,則這條鏈中腺喋吟含量為1.4X20%=28%.根據(jù)堿基互補

配對原則，另一條鏈上的胸腺嘴咤與該鏈的腺喋吟互補，所以另一條鏈上胸腺啼咤占該鏈堿基數(shù)目的28%

D錯誤。

?考點二DNA的復(fù)制及相關(guān)計算?

重?知識夯基

知識點1DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)

1.對DNA分子復(fù)制的猜測

（1）全保貿(mào)復(fù)制:新曳制出的分子直接形成，完全沒有舊的部分;

十

（2）半保安復(fù)制:形成的分子一半是新的，一半是舊的:

（3）彌散復(fù)制：新復(fù)制的分子中新舊都有，但分配是隨機組合的

2.實驗方法：同位素標記技術(shù)和離心技術(shù)。

3.實驗原理：含I5N的雙鏈DNA密度大，含“N的雙鏈DNA密度上，一條鏈含nN、一條鏈含的雙鏈

DNA密度居中。（提醒：，無放射性）

4.實驗假設(shè)：DNA以半保留的方式友制°

5.實驗預(yù)期：離心后應(yīng)出現(xiàn)3條DNA帶

(1)重帶(密度最大)：兩條犍都為標記的親代雙鏈DNA。

(2)中帶(密度居中)：一條健為14N標記、另一條鏈為標記的子代雙鏈DNA。

(3)輕帶(密度最小)：兩條鏈都為'N標記的子代雙鏈DNA。

6.實驗過程：

實驗步腺預(yù)期結(jié)果圖解分析

7.實驗結(jié)論：DNA的復(fù)制是以「保智的方刈進行的。

知識點2DNA復(fù)制

1.概念：以親代DNA為模板合成子代合A的過程。

2.發(fā)生時期：在真核生物中，這一過程是在細胞分裂旃的間期,隨著染色體的復(fù)制而完成的。

3.過程：

①需要細胞提供膻量

解J②需要解旋酶

親代DNA旋］

③^果：將D\A雙螺

旋的兩條鏈解開

'①模板：解開后的兩

條母鏈

合

成②原料：游離的4種

子

鏈脫氧核甘酸

③高：DNA聚合酶等

④配對原則：堿基互

,補配對原則

幣:新螺旋：每一條新鏈與其對

應(yīng)的模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)

4.場所：真核生物的核胞核、線粒體和葉綠體;原核生物的擬核和細胞質(zhì)。

5.特點：邊解旋邊復(fù)制、半保留及制。

6.方向：5T3

7.意義：DNA通過兔制，將遺傳信息從親代細胞傳遞給子代細胞,從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。

8.DNA分子精確復(fù)制的原因：

（1）DNA獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供精確的模板。

（2）堿基互補配對原則保證復(fù)制準確地進行。

9.DNA復(fù)制的拓展：

（l）DNA的復(fù)制需要引物：DNA聚合酶不能從頭合成DNA,而只能從已存在的DNA鏈的3,端延K,因此DNA

坦制需要引物（在細胞中是?段與模板DNA互補配對的短鏈世幽，PCR中的引物是DNA）。

（2）半不連續(xù)復(fù)制

①據(jù)圖可知，連續(xù)復(fù)制鏈（前導鏈）延伸方向與解旋方向皿1，不連續(xù)復(fù)制鏈（后隨鏈）延伸方向與解旋方向

相反。

②后隨鏈合成過程中，先合成的小片段的引物被切除，切除引物留下的空隙由后合成的相鄰片段繼續(xù)延長

來補充。各個片段由也連接能將其連成一條完整的DNA子鏈。

③切除引物后，子鏈會比母鏈短一截（如圖中連續(xù)復(fù)制鏈），這就是端粒DNA在每次細胞分裂后縮短的原因,

可.由端粒酶延長。

（3）雙向復(fù)制：絕大多數(shù)DNA采取雙向復(fù)制,少數(shù)DNA單向復(fù)制

【易錯提醒】

明辨DNA復(fù)制、“剪接”與“水解”中的E種酶

(1)DNA聚合酹：借助母鏤模板，依據(jù)堿基互補配對原則，將單個脫氧核苔酸連接到已有的鏈上。

(2)DNA連接酶：將多個復(fù)制起點所復(fù)制出的“DNA片段”“縫合”起來形成磷酸二酯鍵，即連接“片

(3)限制性內(nèi)切核酸酶：用于切斷DNA雙鏈中主鏈上的磷酸二酯鍵。

(4)DNA水解晦：用于將DNA分子水解為脫氧核甘酸。

【名師提醒】

教材隱性知識：(必修2P55"圖3-10”拓展)分析DNA復(fù)制過程。

(1)圖示中的解旋能和DNA聚合前各有什么作用？

解旋酶使氫鍵打開，DNA雙鏈解旋；DNA聚合酶催化形成磷酸二酯鍵，從而形成新的子鏈。

(2)蛙的紅細胞和哺乳動物成熟的紅細胞，是否都能進行圖示過程？

蛙的紅細胞進行無絲分裂，可進行DNA的復(fù)制；哺乳動物成熟的紅細胞無細胞核，也無各種細胞器,

不能進行DNA的復(fù)制。

知識點3“圖解法”分析DNA復(fù)制相關(guān)計算

DNA分子的發(fā)制方式為半保留更制，一個DNA分子更制〃次，則:

復(fù)制=3^----*更制

~手復(fù)制兩次

“次:=(2u-2)^

親代DNA子一代DNA子二代DNA

1.DNA分子數(shù):

①子代DNA分子數(shù)=1個。

②含有親代i)NA鏈的子代DNA分子數(shù)=2個。(提醒：僅含親代DNA鏈的DNA分子數(shù)為0)

③不含親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)=含一代個。

2.脫氧核甘酸鏈數(shù)：

①子代DNA分子中脫氧核甘酸鏈數(shù)=理條。

②親代脫氧核甘酸鏈數(shù)=2條。

③新合成的脫氧核甘酸鏈數(shù)=(2"|—2)條。

3.消耗的脫氧核甘酸數(shù)：

①若一親代DNA分子含有某種脫氧核甘酸勿個，則經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該脫氧核甘酸數(shù)為mX②一

n個。

②一個DNA分子復(fù)制〃次后，得至IJ的DNA分子數(shù)為2"個，復(fù)制(〃一1)次后得到的DNA分子數(shù)為個，

第.7次復(fù)制增加的DNA分子數(shù)為2"—2-=2"T個，需要消耗的該脫氧核苜酸數(shù)為m個。

【易錯提醒】

DNA復(fù)制相關(guān)計算的4個易錯點

(1)復(fù)制次數(shù)：注意“DNA復(fù)制了"次”和“第〃次復(fù)制”的區(qū)別，前者包括所有的復(fù)制，后者只包括

最后一次復(fù)制。

(2)堿基數(shù)目：注意堿基的數(shù)目單位是“對”還是“個”。

(3)復(fù)制模板：在DNA復(fù)制過程中，無論復(fù)制了幾次，含有親代脫氧核甘酸單鏈的DNA分子都只有兩個。

(4)關(guān)鍵詞語：看清是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”，“含”還是“只含”等關(guān)鍵詞。

【易錯辨析】

⑴甲基是DNA半保留復(fù)制的原料之一。(2024.黑吉遼卷，9B)(X)

DNA復(fù)制的原料是四種脫氧核苦酸。

(2)DNA復(fù)制時，脫氧核昔酸通過氫鍵連接成子鏈。(2024?河北卷，4A)(X)

通過磷酸二酯鍵連接成子鏈。

(3)DNA分子復(fù)制時，子鏈的合成過程不需要引物參與。(2021?遼寧卷，4B)(X)

子餞的合成過程需要引物“

(4)DNA聚合酶的作用是打開DNA雙鏈。(2021?遼寧卷，4D)(X)

解旋酶的作用是打開DNA雙鏈。

(5)煙草花葉病毒的RNA可通過自制將遺傳密碼傳遞給子代。(2020?浙江1月選考，21B)(X)

煙草花葉病毒的RNA可通過復(fù)制將遺傳信息傳遞給子代。

(6)果蠅體細胞中核DNA分子通過轉(zhuǎn)錄將遺傳信息傳遞給子代。(2020?浙江1月選考，21C)(X)

果蠅體細胞中核DNA分子通過復(fù)制將遺傳信息傳遞給子代。

?考向研析

考向1探究DNA復(fù)制的方式

例1.科學家將，5N標記的大腸桿菌置于含“NH.61的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，提取DNA進行離心處理，結(jié)果如圖所示,

己知力/力-DNA離心后為重帶，個/"2DNA離心后為中帶，“N/”N-DNA離心后為輕帶。據(jù)圖分析，出現(xiàn)圖中

結(jié)果的大腸桿菌在含'?NH.CI的培養(yǎng)基中培養(yǎng)了()

A.一代B.二代C.三代D.四代

【答案】B

【解析】DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，將壞標記的大腸桿菌置于以“N11C1的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，若培養(yǎng)一代,

則全為ISN/“N-DNA；若培養(yǎng)兩代,則一半為^/"N-DNA（中帶）,另一半為"N/'N-DNA（輕帶），B正確，

ACD錯誤。

故選B。

【變式訓練1?變載體】如圖為科學家設(shè)計的DMA合成的同位素示蹤實驗，利用大腸桿菌來探究DNA的復(fù)制

過程，下列說法正確的是（）

含15NH,CI的培養(yǎng)液

轉(zhuǎn)移到含“NH

的培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)

生長若干代細胞分裂一次細胞分裂兩次

試管①試管②

A.本實驗科學家探究DNA復(fù)制方式用到了假說-演繹法

B.從獲得試管①到試管③，細胞內(nèi)的染色體復(fù)制了兩次

C.用噬菌體代替大腸桿菌進行實驗，提取DNA更方便

D.試管③中含有“N的DNA占3/4

【答案】A

【解析】A、本實驗科學家探究DNA復(fù)制方式用到了假說-演繹法，分別假設(shè)其復(fù)制方式是全保留復(fù)制、半

保留復(fù)制、彌散復(fù)制等，隨后進行實驗驗證假設(shè)，A正確；

B、大腸桿菌細胞內(nèi)沒有染色體，B錯誤；

C、噬菌體是病毒，不能在培養(yǎng)液中繁殖，不能代替大腸桿菌進行實驗，C錯誤；

D、試管③中含有“N的DNA占100%,D錯誤。

【變式訓練2?變考法】科學工作者關(guān)于DNA復(fù)制方式曾提出過兩種假說：半保留復(fù)制和全保留復(fù)制，兩種

假說的復(fù)制過程如圖甲所示。1953年，美國生物學家梅塞爾森和斯塔爾以大腸桿菌為實驗材料，設(shè)計了一

個巧妙的實驗（圖乙）來驗證DNA的復(fù)制方式。下列敘述錯誤的是（）

含”N的大腸桿菌

II轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液中

^^DNA^F

(a)(b)

inhi提取DNA,離心立即取樣

輕存H......(b)繁殖一代后取樣

中帝-........

全保留復(fù)制半保留復(fù)制垂帶u.......(c)繁殖兩代后取樣

甲乙

A.該實驗用到的實驗技術(shù)是放射性同位素標記技術(shù)和密度梯度離心技術(shù)

B.DNA的復(fù)制是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程

C.圖乙中最早可根據(jù)(b)的離心結(jié)果確定DNA的復(fù)制方式不為全保留復(fù)制

I).親代大腸桿菌繁殖3代后，實驗結(jié)果輕帶和中帶中DNA數(shù)量之比為3：1

【答案】A

【解析】A、3不具有放射性，是穩(wěn)定同位素。由圖乙可知：將含陽的大腸桿菌轉(zhuǎn)入“N培養(yǎng)液中培養(yǎng)，在

不同時刻收集大腸桿菌并提取DNA,再將提取的DNA進行離心，記錄離心后試管中DNA的位置，這說明該實

驗用到的技術(shù)是同位素標記技術(shù)和密度梯度離心技術(shù)，A錯誤；

B、DNA的復(fù)制是指以親代DW為模板合成子代DNA的過程，B正確；

C、全保留復(fù)制是指DNA復(fù)制以DNA雙鏈為模板，子代DNA的雙鏈都是新合成的。若為全保留復(fù)制，則(b)

繁殖一代后取樣，理論上有1/2的DNA的兩條鏈都含摩、另有1/2的DNA的兩條鏈都含“N,離心后應(yīng)出現(xiàn)

輕、重兩條帶，而(b)的離心結(jié)果只出現(xiàn)?條中帶，因此圖乙中最早可根據(jù)b的離心結(jié)果確定DNA的復(fù)制

方式不為全保留復(fù)制，C正確；

I)、半保留復(fù)制是指新形成的每個DNA分子中都保留了原來DNA分子中的一條鏈。親代大腸桿菌的DNA的兩

條桂都含“N,繁殖3代后，共產(chǎn)生的2：'=8個DNA分了其中有2個DNA分子的1條鏈含有另1條鏈含

有“N,其余的6個DNA分子的2條鏈都含“N,所以實驗結(jié)果輕帶和中帶中DNA數(shù)量之比為3：1,D正確。

考向2DNA復(fù)制的過程

例2.下圖為某DNA復(fù)制部分圖解，DNA單鏈結(jié)合蛋白是一種與DNA單鏈區(qū)域結(jié)合的蛋白質(zhì)，rep蛋白具有解

旋功能。下列敘述錯誤的是()

A.正在合成的兩條子鏈從5'端一3'端的方向進行延伸

B.rep蛋白的作用是破壞A與G、C與T之間的氫鍵

C.據(jù)圖可知DNA分子的復(fù)制是一個邊解旋邊復(fù)制的過程

D.推測DNA單鏈結(jié)合蛋白可防止兩條互補母鏈再次結(jié)合

【答案】B

【解析】A、DNA子鏈延伸的方向是5'-3',A正確；

B、rep蛋白解開DNA的雙鏈，所以作用是破壞A與T、C與G之間的氫鍵，B錯誤；

C、從圖中可以看到，在rep蛋白解旋的同時，，子鏈也在進行合成，這表明DNA分子的復(fù)制是一個邊解旋邊

復(fù)制的過程，C正確：

D、DNA單鏈結(jié)合蛋白與DNA單鏈區(qū)域結(jié)合，可推測其能防止兩條互補單鏈再次結(jié)合，從而保iEDNA復(fù)制的

正常進行，D正確。

【變式訓練1-變載體】大腸桿速的局部DNA復(fù)制過程如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是（）

A.A酶能夠催化氫鍵和磷酸二酯鍵的形成

B.圖示過程發(fā)生在大腸桿菌的細胞核中

C.復(fù)制起始位點處的A-T堿基對含量豐富有利于B酶解旋

D.兩條子鏈延伸的方向與B酶移動的方向相同

【答案】C

【解析】A、由圖可知，AIW是DNA聚合酶，它的作用是催化磷酸二酯鍵的形成，將單個脫氧核苜酸連接到

正在合成的DNA子鏈上，而不催化氫鍵的形成，RNA聚合酶是用于轉(zhuǎn)錄過程的，A錯誤；

B、大腸桿菌是原核生物，沒有細胞核，其DNA復(fù)制發(fā)生在擬核區(qū)域，B錯誤；

C、因為A-T堿基對之間是2個氫健，G-C堿基對之間是3個氫鍵，所以復(fù)制起始位點處A-T堿基對含最豐

富，意味著氫鍵相對較少，有利于B酶（解旋酶）解旋，C正確；

D、由圖可知，兩條子鏈延伸的方向是相反的，血B酶（解旋酶）移動的方向只有--個，所以兩條廣鏈延伸

的方向與B酶移動的方向不完全相同，D錯誤。

【變式訓練2?變考法】某DNA半保留復(fù)制過程的部分示意圖如組所示，非復(fù)制區(qū)與復(fù)制區(qū)的相接區(qū)域會形

成7字形結(jié)構(gòu)，被稱為復(fù)制叉。下列敘述正確的是（）

模板鏈

滯后鏈

前導鏈

模板鏈

A.圖中前導鏈是由脫氧核苜酸通過氫鍵連接而成的

B.兩條新形成的子鏈彼此通過堿基互補配對形成新的DNA分子

C.圖中DNA經(jīng)過2次復(fù)制后，新合成的單鏈占總單鏈數(shù)的3/4

D.前導鏈、滯后鏈的復(fù)制過程中參與的酶不同，導致2條鏈的延伸方向不同

【答案】C

【解析】A、前導鏈、滯后鏈都是脫氧核苜酸通過磷酸二酯鍵連接形成，A錯誤；

B、DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制,新形成的子鏈和一條母鏈通過堿基互補配對形成新的DNA分子.B錯誤：

C、圖中DNA經(jīng)過2次復(fù)制后，形成4個DNA分子，共8條鏈，其中新合成的單鏈8-2=6條，所以占總單鏈

數(shù)的3/4,C正確;

D、前導鏈、滯后鏈的復(fù)制過程中都有DNA聚合酶的參與，同時兩條鏈的延伸方向都是從5'-3',D錯誤。

考向3DNA復(fù)制的相關(guān)計算

例3.某DNA分子含2000個堿基對，其中CK所占的比例為40%,該DNA分子的兩條鏈均含"N,現(xiàn)將其置于

含，5N的培養(yǎng)基中復(fù)制n代。下列敘述正確的是（）

A.該DNA分子中A+T/C+G的值為1.2

B.該DNA分子中一共含有1200個胸腺喀噬

C.若n為3,需消耗2800個鳥噂吟脫氧核苜酸

D.復(fù)制n代后子代DNA中含頤的有（2n-2）個

【答案】B

【解析】A、題意顯示,該DNA中C+G占40%,則A+T占60%。A-T/C+G=6O%/4O%=1.5,A錯誤;

B、該DNA中總堿基數(shù)為2000X2=4000,C+G=40%X4000=1600,故C=G=800°A+T=2400,A=T=1200,B正確;

C、G=800個,該DNA復(fù)制3代（比時新合成的DNA分子數(shù)目為2~1=7）需鳥喋吟數(shù)=7X800=5600,C錯誤；

D、由于培養(yǎng)液中提供的原料含有加因此，所有子代DNA均含聯(lián)（新鏈均為鏈），故該DNA復(fù)制n代

后子代DNA中含物的有（才）個，D錯誤。

【變式訓練1-變載體】含50個堿基對的DNA分子片段的兩條錢分別為a鏈和b鏈，其中a鏈中（T+A）/

（G+C）=2/3；將該DNA分子片段用以標記，然后在只含有“N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次，則下列有關(guān)說法

正確的是()

A.該DNA片段的b鏈中(G+C)/(T+A)的值為2/3

B.該DNA片段中含有腺噪吟脫氧核甘酸的數(shù)目為20個

C.子代DNA中含“N的DNA分子的比例為7/8

D.子代DNA中含,5N的DNA單鏈的比例為1/32

【答案】B

【解析】A、a鏈中(T+A)/(G+C)=2/3,根據(jù)互補配對原則，b鏈中(G+C)/(T+A)應(yīng)為a鏈中(G+C)/(T+A)

的倒數(shù)，即3/2,A錯誤;

B、3NA分子含50個堿基對(共100個堿基)oa鏈中(T+A)/(G-C)=2/3,設(shè)T+A=2x,G+C=3x,則2x+3x=50,

解得x=l(),故T+A=20。整個DNA分子中A+T總量為20X2=40,腺噪吟(A)數(shù)目為(A+T)/2=20,B正確；

C、所有子代DNA均含”N(因復(fù)制原料為"N),含“N的DNA比例為100%,C錯誤；

D、復(fù)制4次后共產(chǎn)生16個DNA分子，含的鏈僅2條(原親代鏈)，單鏈總數(shù)為32條，故含特N的單鏈

比例為2/32=1/16,D錯誤。

【變式訓練2?變考法】Ti質(zhì)粒是獨立存在于農(nóng)桿菌擬核DNA之外、能夠自主復(fù)制的雙鏈環(huán)狀DNA分子，

含有a個腺噪吟脫氧核甘酸，所占比例為b。下列敘述正確的是()

A.Ti質(zhì)粒含有a(3/2b-l)個氫鍵

B.大腸桿菌質(zhì)粒復(fù)制時，子鏈延伸方向為3'-5'

C.Ti質(zhì)粒第n次復(fù)制消耗(2"-1)a個腺噪吟脫氧核甘酸

D.Ti質(zhì)粒含有的四環(huán)素抗性基因含有n個堿基對，其脫氧核甘酸排序有4n種

【答案】A

【解析】A、Ti質(zhì)粒為雙鏈環(huán)狀DMA,腺喋吟(A)數(shù)目為a,占堿基總數(shù)的比例為b,故總堿基數(shù)為a/b。

根據(jù)堿基互補配對原則，A=T=a,C=G=(a/b-2a)/2。氫鍵數(shù)二A-T對(2個氫鍵/對)+C-G對(3個氫鍵

/對)，代入計算得總氫鍵數(shù)為a(3/2bT),A正確：

B、DNA聚合酶催化子鏈延伸方向為5'-3',B錯誤；

C、第n次復(fù)制需消耗腺嚓吟脫氧核甘酸數(shù)為aX2"\C錯誤；

D、四環(huán)素抗性基因的堿基序列是特定的，脫氧核甘酸排序唯一，D錯誤。

會重難點透析細胞分裂過程中染色體標記情況

1.有絲分裂中核DNA和染色體的標記情況分析

有絲分裂過程中DNA復(fù)制一次，細胞分裂一次，如圖為連續(xù)分裂兩次的過程圖（以一條染色體為例）。

第一次分裂第二次分裂

細胞復(fù)侑那絲粒?

染色體制出分裂「

|轉(zhuǎn)換］|

EEIP=I僦

注：“|"為親代DNA鏈；'T”為利用原料合成的子鏈。

由圖可以看出，第一次有絲分裂形成的兩個子細胞中所有核DNA分子均由一條親代DNA鏈和一條利用原

料合成的子鏈組成；第二次有絲分裂后最終形成的子細胞中含親代DNA鏈的染色體條數(shù)是0?2〃（以體細胞

染色體數(shù)為2〃為例）。

2.減數(shù)分裂中核DNA和染色體的標記情況分析

在減數(shù)分裂過程中，DNA復(fù)制一次，