第28講DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因的本質(zhì)

課標(biāo)內(nèi)容（1）概述多數(shù)生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在

RNA分子上。（2）概述DNA分子由四種脫氧核甘酸構(gòu)成，通常由兩條堿基互補

配對的反向平行長鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，堿基的排列順序編碼了遺傳信息。（3）概

述DNA分子通過半保留方式進行復(fù)制。（4）活動：制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。

考點一DNA的結(jié)構(gòu)及相關(guān)計算

I基礎(chǔ)?精細梳理夯實必備知識

1.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建

構(gòu)I建者|-沃森和克眄克

DNA以4種脫氧

-查玨夫提

構(gòu)核甘酸為單位組」

出DNA中

建

成長鏈DNAA=T.C=GDNAXX

過V里螺旋螺旋結(jié)

程富蘭克林拍攝的

結(jié)構(gòu)

DNA衍射圖譜呈」構(gòu)模型

“X”形

名師解讀

①一個雙鏈DNA分子具有2個游離的磷酸基團，而環(huán)狀DNA不存在。

②氫鍵的形成不需要酶，但斷裂需解旋酶或加熱處理；G-C堿基對比例越大，

DNA熱穩(wěn)定性越高。

③相鄰的堿基在DNA分子的一條單鏈中通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖

—”相連接，在DNA的雙鏈之間通過氫鍵相連接。

④不是所有的脫氧核糖都連接著兩個磷酸基團，兩條鏈各有一個3,端的脫氧核糖

連接著一個磷酸基團。

2.DNA的結(jié)構(gòu)

［元素組成)-c、H、O、N、P2'考"腰違而不

此位.笈是儀契)不是破—

酸

磷

工

含

一

小

基'A:腺噂吟

團

分M

T:胸腺喘呢

子

堿

一

基C:胞嘴咤

、G:巧噂吟

-脫脫核核酸(4種—含氮獻基不同)

磷酸與脫氧核糖

交替連接.排列

平在外側(cè),構(gòu)成基

面本骨架.堿基排

結(jié)列在內(nèi)側(cè)，通過

構(gòu)<

齒鍵形成堿基對.

堿基五補配對原

則是A與T配對.

GqC配用

-

空

間

結(jié)偵兩條脫算核伊酸長鏈按反向

構(gòu)平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)

一“Q/XD(/

3.DNA的結(jié)構(gòu)特點

(1)多樣性:具〃個堿基對的DNA可能有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對排列順序。并不是堿基配對方式

決定的

⑶穩(wěn)定性:如兩條主鏈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。

I考點速覽

(1)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)

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

(2)某同學(xué)制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，在制作脫氧核苜酸時，需在磷酸上連接脫

氧核糖和堿基。(2022?浙江6月選考，13A)(X)

提示在制作脫氧核音酸時，需在脫氧核糖上連接磷酸和堿基。

(3)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)

提示G、C之間形成3個氫鍵。

(4)DNA每條鏈的5端是羥基末端。(2021.遼寧卷，4C)(X)

提示DNA每條鏈的5,端是磷酸基團末端，3,端是羥基(一0H)末端。

⑸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j(X)

提示與RNA分子相比，DNA分子特有的堿基是T。

(6)生物體內(nèi)DNA分子中(A+T)/(G+C)的值越大，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高。

(2017?海南卷，24B)(X)

提示G+C含量越高，雙鏈DNA分子越穩(wěn)定。

-情境推理

根據(jù)下列DNA的兩模型思考回答：

⑴由圖1可知，每個DNA分子片段中，游離磷酸基團含有個。單族中

相鄰堿基通過________________連接?；パa鏈中相鄰堿基通過_______連接。

(2)圖2是圖1的簡化形式，其中①是________,②是________o解旋酶作用于

部位,限制性內(nèi)切核酸酶和DNA連接酶作用于部位。

提示(1)2—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—

氫鍵(2)磷酸二酯鍵氫鍵②①

典例?精心深研提升學(xué)科素養(yǎng)

考向結(jié)合DNA結(jié)構(gòu)及相關(guān)計算，考查科學(xué)思維的能力

1.(2022?廣東卷，12)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()

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.該質(zhì)粒分子中的攜帶的遺傳信息蘊藏在4種堿基排列方式之中

答案A

解析該質(zhì)粒分子中的堿基數(shù)、脫氧核甘酸數(shù)相同，由于是環(huán)狀DNA,一條鏈

上每兩個核甘酸之間會形成1個磷酸二酯鍵，故磷酸二酯鍵數(shù)與核甘酸數(shù)目相

同，A正確；該質(zhì)粒分子含腺嘿吟400X0.2=80（個），連續(xù)復(fù)制兩次，共需要游

離的腺喋吟脫氧核昔酸80X（22—1）=240（個），B錯誤；該雙鏈DNA分子中，一

條鏈上A：G：T：C=1：2：3：4,則根據(jù)堿基互補配對原則可推知，另一條鏈

上T：C：A：G=1：2：3：4,所以該DNA分子中四種含氮堿基的比例為

A：G：T：C=2：3：2：3,C錯誤；該質(zhì)粒分子中攜帶的遺傳信息蘊藏在4種

堿基排列順序之中，而不是排列方式之中，D錯誤。

跳出題海

DNA中堿基數(shù)量的計算規(guī)律

2鎮(zhèn)干

堿忌互補配對原則：在雙健DNA分子中,A=T（Af

Af）

/咤哎■儀不一文,于嗦吟儀、

推理1：雙便DNA分子中四種堿區(qū)，兩兩相等，兩兩互補.

即：A-TC-GA+C-T+G-50%

A4-G=T+C=50%（喋吟=啥咤）

已知任意一堿基比例，便可知其他三個堿基比例。

推理2：已若1鏈中之?=a,則2就中？=a

知DKA一

條鏈中的雙鏈中上二=a

堿基比例,C+G

可求另一若1雄中。^=b,則2佐中*

條鏈中的

堿基比例雙鏈中上空-=1

T+G

▼▼

推理3:雙鏈DNA分子

中，堿區(qū)A的比例為兩

條單彼相應(yīng)堿基比例

的平均值

考點二DNA的復(fù)制及基因的概念

基礎(chǔ)?精細梳理夯實必備知識

1.DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)

色國）-半保留復(fù)制

碰）-大腸桿菌

年珍）■同位素標(biāo)2法、密度梯度離心技術(shù)

子一代子二代

小…一小宛"半重半輕

全輕

00600半重半輕

從每一代DNA分子中取等量的DNA進行密

度梯度離心

l,

低M-

輕

-^w帶

"間

-Fr

t帶

-'!重?

高I-u

-I

"：即取出提取DNA一離心一全部重帶

繁，，代提取DNA一離心一全部中帶

繁L代提取DNA-尚心一.輕帶、：中帶

行）■證明DNA分子?復(fù)制的特點是半保留復(fù)制

2.DNA復(fù)制

⑴概念、時間、場所

0NA店*在宿主

DNA復(fù)制如胞內(nèi)

概念時間場所實質(zhì)

以親代DNA主要是細胞遺傳信

為模板合成細胞分裂前孩.線粒體息的復(fù)

子代DNA的的間期和葉綠體中制

過程也存在

（2）過程

檢治MA由卓健分別作為模①需要細胞提供能量

板同時迫行復(fù)利\拉

②需要解旋醐的作用

③結(jié)果:將DNA雙螺旋

的兩條鏈解開

①接梃:解開后的每二

條母鏈

▼

合②原料：游離的4種腹

成■核/酸

,

子

鏈③甑:DNA聚仆酶等

④原則：堿基互補配對

原則

⑤方向:5,端一3'端

.每條新鏈與其對

DNA聚合施幣:新螺旋：應(yīng)的模板鏈就繞

成雙螺旋結(jié)構(gòu)

(3)類型

生①圖中顯示DNA復(fù)制是從紅起點開始的.

物但多起點并非同時進行

解讀②圖中顯示DNA復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的

③真核生物的這種復(fù)制方式的意義在于提高

，復(fù)制速率

U細胞周期中每個起總二般只起始1次

圖示“復(fù)制泡”

尚未復(fù)制

迪通常為單起點、雙向復(fù)制

(4)結(jié)果一個DNA分子形成了兩個完全相同的DNA分子。

(5)DNA準(zhǔn)確復(fù)制

DNA具有獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu),為復(fù)制提供了精

-確的模板,通過堿基互補配對原則,保證「復(fù)制

能準(zhǔn)確地進行

意)DNA通過復(fù)制,將遺傳信息從親代細胞傳遞給

義了?代細胞，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性

3.染色體、DNA、基因和脫氧核甘酸的關(guān)系

錐條染色體上有

一個或兩個DNA

分子

每個DNA分子含

有汴多個基因

基因的脫氧核七

陵排列順序代表

遺伶信息

I考點速覽

(l)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)

提示子鏈的合成過程需要引物。

(2)DNA聚合酶的作用是打開DNA雙鏈。(2021?遼寧卷，4D)(X)

提示解旋晦的作用是打開DNA雙鏈。

⑶煙草花葉病毒的RNA可通過復(fù)制將遺傳密碼傳遞給子代。(202()?浙江1月選

考，21B)(X)

提示煙草花葉病毒的RNA可通過復(fù)制將遺傳信息傳遞給子代。

(4)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)

提示果蠅體細胞中核DNA分子通過復(fù)制將遺傳信息傳遞給子代。

⑸洋蔥根尖細胞中DNA聚合酶主要在G2期通過轉(zhuǎn)錄和翻譯合成。(2()2()?浙江1

月選考，21D)(X)

提示洋蔥根尖細胞中DNA聚合酶主要在Gi期通過轉(zhuǎn)錄和翻譯合成。

I情境推理

如圖是人類某染色體DNA的片段，含有基因A、基因b和無遺傳效應(yīng)的片段Mo

請思考:

AMb

IIIIII

⑴基因A和b的本質(zhì)區(qū)別是什么？

提示不同基因的本質(zhì)區(qū)別在于其脫氧核甘酸序列不同。

⑵決定mRNA上終止密碼子的堿基對是否位于M處？若M中插入若干個脫氧

核甘酸對是否可引發(fā)基因突變？

提示M為無遺傳效應(yīng)的非基因片段，故其無轉(zhuǎn)錄功能，當(dāng)然不存在決定mRNA

上終止密碼子的堿基灰，M中即使插入若干脫氧核普酸對也不會引發(fā)基因突變。

(3)A復(fù)制時b是否也復(fù)制？A轉(zhuǎn)錄時，b是否也轉(zhuǎn)錄？其轉(zhuǎn)錄的模板鏈一定相同

嗎？

提示DNA分子復(fù)制為全程復(fù)制，故A復(fù)制時b也復(fù)制，但基因表達卻為“選

擇性表達”，故A轉(zhuǎn)錄時，b未必轉(zhuǎn)錄，即使都轉(zhuǎn)錄，其模板鏈也未必相同。

I重點透析

1.圖解法分析DNA復(fù)制的相關(guān)計算

親代Ir>N標(biāo)汜

"N未標(biāo)汜

，r，N

復(fù)制1次@親代DNA

\標(biāo)記.原

'料未標(biāo)七

復(fù)制2次

/\

復(fù)制〃次|

一個親代DNA連續(xù)復(fù)制〃次后，則：

(1)子代DNA分子數(shù)：2〃個

①無論復(fù)制多少次，含"N的DNA分子始終是2個

②含,4N的DNA分子有2〃個，只含,4N的DNA分子有(2〃-2)個

(2)子代DNA分子總鏈數(shù)：2〃義2=2〃+】條

①無論復(fù)制多少次，含"N的鏈?zhǔn)冀K是2條

②含,4N的鏈數(shù)是(2〃+i—2)條

(3)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，則經(jīng)過〃次復(fù)制需要消耗游離的

該脫氧核甘酸數(shù)為mX(2〃-1)個

②若進行第〃次復(fù)制，則需消耗游離的該脫氧核苜酸數(shù)為m個

2.細胞分裂過程中的同位素標(biāo)記問題

(DDNA分子半保留復(fù)制圖像及解讀

5代I人/兩條深色鏈表示具“放射性”（供

I之歌給無放射性的原料）

著絲粒

每個子代DNA均含親

n第一次狂制代DNA鏈

第二次中期：每條染色

著絲粒

、舊鏈1體都帶“放射性”，但每

-新鏈｝條染色體都只有一條

in第二次

復(fù)制單體帶“放射性”

著絲粒僅分析］

其中一第二次后期因著絲粒

IV

色單體條染色分裂導(dǎo)致染色體數(shù)目

體若絲加倍，但每條染色體移

粒分裂向哪一極具“隨機性”

隨機移向兩極

⑵有絲分裂中子代DNA（染色體）標(biāo)記情況分析

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)生的子染色體只有

一半帶有標(biāo)記。過程如下圖（一般只研究一條染色體）

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

||復(fù)制一次.*.著絲粒分裂＜:

I條染色體I條染色體匕

上的雙桂的兩條姐妹兩條被標(biāo)記

DNA分子染色單體的染色體

轉(zhuǎn)至不含標(biāo)記同位素培養(yǎng)液中再培養(yǎng)一個細胞周期：

II

11復(fù)制一次I?絲粒分裂

I:I

I

只有1條DNA只有1條染兩條染色體

鏈被標(biāo)記的色單體被標(biāo)中只有一條

染色體記的染色體被標(biāo)H

（3）減數(shù)分裂中DNA（染色體）標(biāo)記情況分析

減數(shù)分裂沒有細胞周期，DNA只復(fù)制一次，結(jié)果產(chǎn)生的子染色體都帶有標(biāo)記。

過程如圖（減數(shù)分裂一般選取一對同源染色體為研究對象）

減數(shù)/

IIIt—IHffHI分裂

I冏需《

典例?精心深研提升學(xué)科素養(yǎng)

考向I結(jié)合DNA復(fù)制的過程分析，考查科學(xué)思維

1.（2022?海南卷，11）科學(xué)家曾提出DNA復(fù)制方式的三種假說：全保留復(fù)制、半

保留復(fù)制和分散復(fù)制（圖1）。對此假說，科學(xué)家以大腸桿菌為實驗材料，進行了

如下實驗（圖2）：

雙鏈DNA

全保留半保留分散

復(fù)制復(fù)制復(fù)制

圖I

大腸桿菌培養(yǎng)密度梯度離心

在含L,NHQ的培養(yǎng)八提取DNAH

液中生長若干代重帶

轉(zhuǎn)移到含“NHQI|

的培養(yǎng)液中n

細胞分裂一次］u

帶

提取DNA中

第一代T

離心U

細胞再分裂一次I輕帶

提取DNAM

第二代FT)中帶

圖2

下列有關(guān)敘述正確的是（）

A.第一代細菌DNA離心后，試管中出現(xiàn)1條中帶，說明DNA復(fù)制方式一定是

半保留復(fù)制

B.第二代細菌DNA離心后，試管中出現(xiàn)1條中帶和1條輕帶，說明DNA復(fù)制

方式一定是全保留復(fù)制

C.結(jié)合第一代和第二代細菌DNA的離心結(jié)果，說明DNA復(fù)制方式一定是分散

復(fù)制

D.若DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制，繼續(xù)培養(yǎng)至第三代，細菌DNA離心后試管

中會出現(xiàn)1條中帶和1條輕帶

答案D

解析第一代細菌DNA離心后，試管中出現(xiàn)1條中帶，則可以排除全保留復(fù)制,

但不能確定是半保留復(fù)制或分散復(fù)制，繼續(xù)做第二代DNA密度鑒定，若第二代

DNA可以分出一條中帶和一條輕帶，則可以排除分散復(fù)制，同時肯定是半保留

復(fù)制，A、B、C錯誤；若DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制，繼續(xù)培養(yǎng)至第三代，形

成的子代DNA只有兩條鏈均為l4N,或一條鏈含有"N、一條鏈含有l(wèi)5N兩種類

型，因此細菌DNA離心后試管中只會出現(xiàn)1條中帶和1條輕帶，D正確。

2.（2024?廣東惠州調(diào)研）如圖為某原核細胞DNA分子的復(fù)制方式模式圖，圖中

“一”表示復(fù)制方向。下列敘述錯誤的是（）

A.由圖可知，該DNA分子復(fù)制方式為多起點雙向復(fù)制

B.除圖示酶外，DNA分子復(fù)制還需DNA聚合酶等

C.DNA分子復(fù)制時，子鏈的延伸方向是相同的

D.解旋經(jīng)過含G-C堿基對較多的區(qū)域時，消耗的能量相對較多

答案A

解析圖中DNA只有一個復(fù)制起點，不能說明該DNA分子復(fù)制方式為多起點

雙向復(fù)制，A錯誤；圖示解旋酶能打開雙鏈間的氫鍵，使雙鏈DNA解旋，DNA

分子復(fù)制還需要DNA聚合酶等，B正確；DNA分子兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械模鴱?fù)

制的時候只能從5,端向3,端延伸，所以兩條子鏈合成方向相反，但子鏈的延伸方

向是相同的，C正確；G—C堿基對含有三個氫鍵，A—T堿基對含有兩個氫鍵,

故解旋經(jīng)過含G-C堿基對較多的區(qū)域時，消耗的能量相對較多，D正確。

考向2結(jié)合DNA復(fù)制過程中的有關(guān)計算，考查科學(xué)思維

3.（2024?河北邢臺調(diào)研）用,5N標(biāo)記含有100個堿基對的DNA分子（其中有腺嚓吟

60個），該DNA分子在含"N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次。下列有關(guān)判斷錯誤的

是（）

A.含有平的DNA分子有兩個

B.含有,4N的DNA分子占總數(shù)的7/8

C.第4次復(fù)制消耗胞啥哧脫氧核甘酸320個

D.復(fù)制共產(chǎn)生16個DNA分子

答案B

解析由于DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制，親代DNA分子的兩條鏈?zhǔn)冀K存在

于子代的兩個DNA分子中，因此含有l(wèi)5N的DNA分子有兩個，A正確；該DNA

分子是在含I4N的培養(yǎng)基中復(fù)制的，新形成的子鏈均含有,4N,故DNA分子都

含I,N,比例為1,B錯誤；根據(jù)堿基互補配對原則，DNA分子中腺喋吟有60

個，則胞喀唳有40個，第4次復(fù)制需消耗胞咯咤脫氧核昔酸24rx40=320（個）,

C正確；1個DNA分子經(jīng)過4次復(fù)制，共產(chǎn)生24=16（個）DNA分子，D正確。

4.（2024?廣東東莞調(diào)研）一個,5N標(biāo)記的、含1000個堿基對的DNA分子片段，其

中一條中T+A占30%,若將該DNA分子放在,4N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制3次，

相關(guān)敘述正確的是（）

A.該DNA分子的另一條鏈中T4-A占70%

B.該DNA分子中含有A的數(shù)目為400個

C.該DNA分子第3次復(fù)制時需要消耗2800個G

D.經(jīng)3次復(fù)制后，子代DNA分子中含,4N的比例為7/8

答案C

解析DNA分子片段的一條鏈中T+A占一條鏈的30%,根據(jù)堿基互補配對原

則，另一條鏈中T+A占另一條鏈的3（）%,A錯誤；根據(jù)堿基互補配對原則，該

DNA分子一條鏈中T+A占30%,則整個DNA分子中T+A占30%,所以DNA

分子中A=T=1000X2X30%4-2=300（^）,則鳥喋吟G=1000—300=700（個）,

第3次復(fù)制時需要消耗G=22X700=2800（個），B錯誤，C正確；經(jīng)3次復(fù)制后，

8個子代DNA中都含MN,故其比例為1,D錯誤。

考向3圍繞DNA半保留復(fù)制中標(biāo)記染色體去向的分析，考查科學(xué)思維

5.（2024?河北省級聯(lián)測）個含有2〃條染色體的生物體細胞，其染色體中DNA的

兩條鏈都被標(biāo)記，在不含標(biāo)記的原料中進行有絲分裂，下列敘述錯誤的是（）

A.第一次分裂的后期細胞中有4〃條帶標(biāo)記的染色體

B.第二次分裂的中期每個細胞中有2/7條帶標(biāo)記的染色單體

C.第二次分裂的后期每個細胞中有4〃條帶標(biāo)記的染色體

D.第二次分裂結(jié)束后有的子細胞中可能不帶有標(biāo)記

答案c

解析含有2〃條染色體的生物體細胞，其染色體中DNA的兩條鏈都被標(biāo)記，

在不含標(biāo)記的原料中進行有絲分裂，根據(jù)DNA的半保留復(fù)制原理可知，第一次

分裂后期的細胞中有4〃條染色體，且均帶標(biāo)記，A正確；第一次分裂結(jié)束后，

每條染色體的DNA分子中均為一條鏈帶標(biāo)記而另一條鏈不帶標(biāo)記,DNA復(fù)制后

兩條姐妹染色單體由一個著絲粒相連，因此第二次分裂中期每個細胞中有2〃條

帶標(biāo)記的染色單體，B正確；第二次分裂后期著絲粒分裂，姐妹染色單體分離，

形成的子染色體隨機移向細胞兩極，每個細胞中有2〃條帶標(biāo)記的染色體，C錯

誤；由于有絲分裂后期含有標(biāo)記的姐妹染色單體分離形成的子染色體隨機移向兩

極，故第二次分裂結(jié)束后有的子細胞中可能不帶有標(biāo)記，D正確。

6.（2024?江蘇海門期中）某果蠅精原細胞中8條染色體上的DNA已全部被15N標(biāo)

記，其中一對同源染色體上有基因A和a,現(xiàn)給此精原細胞提供含,4N的原料

讓其連續(xù)進行兩次分裂，產(chǎn)生四個子細胞，分裂過程中無基因突變和染色體變異

發(fā)生。下列有關(guān)敘述錯誤的有（）

A.若子細胞中均含4條染色體，則一定有一半子細胞含有a基因

B.若子細胞中均含8條染色體，則每個子細胞中均含1個A基因和1個a基因

C.若子細胞中的核DNA均含,5N,則每個子細胞均含8條染色體

D.若子細胞中一半的核DNA含15N,則每個子細胞均含8條染色體

答案C

解析若四個子細胞中均含4條染色體（染色體數(shù)目是體細胞的一半），則說明精

原細胞進行的減數(shù)分裂，等位基因會發(fā)生分離，形成4個精細胞兩兩相同，故有

一半子細胞含有a基因，A正確；若四個子細胞中均含8條染色體（染色體數(shù)目

與體細胞相同），則精原細胞進行的是有絲分裂，子細胞的基因型與體細胞相同，

則每個孑細胞中均只含有I個A基因和1個a基因，B正確；若四個孑細胞中的

核DNA均含I5N,說明DNA只復(fù)制一次，則精原細胞進行的是減數(shù)分裂，產(chǎn)生

的四個子細胞為精細胞，染色體數(shù)目是體細胞的一半，因此每個子細胞均含4

條染色體，C錯誤；若四個子細胞中有一半核DNA含I5N,說明DNA不止復(fù)制

一次，則細胞進行的是有絲分裂，所以每個子細胞均含8條染色體，D正確。

關(guān)鍵?真題必刷

1.（2022?遼寧卷，4）選用合適的實驗材料對生物科學(xué)研究至關(guān)重要。下表對教材

中相關(guān)研究的敘述，錯誤的是（）

選項實驗材料生物學(xué)研究

A小球藻卡爾文循環(huán)

B肺炎鏈球菌DNA半保留復(fù)制

C槍烏賊動作電位原理

DT2噬菌體DNA是遺傳物質(zhì)

答案B

解析小球藻含有葉綠體，能進行光合作用，所以可用小球藻研究卡爾文循環(huán)，

A正確；肺炎鏈球菌可用于格里菲思體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗和艾弗里體外轉(zhuǎn)化實驗，研究

生物的遺傳物質(zhì)；研究DNA半保留復(fù)制一般用大腸桿菌，B錯誤；科學(xué)家以槍

烏賊離體神經(jīng)纖維為實驗材料，研究動作電位原理，C正確；赫爾希與蔡斯通過

T2噬菌體侵染細菌的實驗，證明了DNA是遺傳物質(zhì)，D正確。

2.（2022.重慶卷，4）下列發(fā)現(xiàn)中，以DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型為理論基礎(chǔ)的是（）

A.遺傳因子控制性狀B.基因在染色體上

C.DNA是遺傳物質(zhì)D.DNA半保留復(fù)制

答案D

解析孟德爾利用假說一演繹法提出了生物的性狀是由遺傳因子控制的，總結(jié)出

了分離定律，A錯誤；薩頓根據(jù)基因與染色體的口行關(guān)系，得出結(jié)構(gòu)模型為理論

基礎(chǔ)，B錯誤；艾弗里、赫爾希和蔡斯等科學(xué)家，證明了DNA是遺傳物質(zhì)，并

未以DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型為理論基礎(chǔ)，C錯誤；沃森和克里克成功構(gòu)建DNA

雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，并進一步提出了DNA半保留復(fù)制的假說，DNA半保留復(fù)制

以DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型為理論基礎(chǔ)，D正確。

3.（2022?廣東卷，5）下列關(guān)于遺傳學(xué)史上重要探究活動的敘述，錯誤的是（）

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

解析孟德爾用統(tǒng)計學(xué)方法分析雜合子自交子代的表型及比例，發(fā)現(xiàn)了遺傳規(guī)

律，A正確；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；赫爾希和蔡斯分別用32P和35s標(biāo)記T2噬菌體的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；沃森和克里克用DNA衍

射圖譜推算出DNA呈雙螺旋結(jié)構(gòu)，D錯誤。

4.（2021.遼寧卷,4）下列有關(guān)細胞內(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

解析細胞內(nèi)DNA復(fù)制時，子鏈延伸方向為5,端一3,端，故游離的脫氧核甘酸

添加到3,端，A正確；子鏈的合成過程需要引物參與，B錯誤；DNA每條鏈的5,

端是磷酸基團末端，3,端是羥基末端，C錯誤；解旋酶的作用是打開DNA雙鏈，

D錯誤。

5.（2021?浙江6月選考，14）含有100個堿基對的一個DNA分子片段，其中一條

鏈的A+T占40%,它的互補鏈中G與T分別占22%和18%,如果連續(xù)復(fù)制2

次，則需游離的胞喀喔脫氧核糖核甘酸數(shù)量為（）

A.240個B.180個

C.114個D.90個

答案B

解析一條鏈的A+T占40%,則它的互補鏈中A+T也占40%,雙鏈中A+T

也占40%o雙鏈中G+C占60%,G=C,則DNA中C占30%,所以含有KX）

個堿基對的一個DNA中C=6（）（個）。連續(xù)復(fù)制2次，則需游離的胞嗑嗯脫氧核

糖核甘酸數(shù)量為（22-1）X60=180（個）。

6.（2021.北京卷，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

解析DNA分子的復(fù)制為半保留復(fù)制，復(fù)制時遵循A-T、G—C的配對原則，

子代DNA和親代DNA是相同的，即子代DNA中A約占32%,A正確；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；DNA遵循堿基互補配對原則，A=T、G=C,貝U(A+G)/(T+C)=1,C

正確；由于RNA為單鏈結(jié)構(gòu)，且RNA是以DNA的一條單鏈為模板轉(zhuǎn)錄而來，

故RNA中U不一定占32%,D錯誤。

限時強化練

(時間:30分鐘)

【對點強化】

考點一DNA的結(jié)構(gòu)及相關(guān)計算

1.(2024.江西南昌市摸底)現(xiàn)在通過人臉識別能為手機解鎖，通過刷臉與核對身份

證信息，無需取火車票就能進站上車，人臉識別技術(shù)的應(yīng)用使我們的生活更加便

利。下列說法錯誤的是()

A.人臉識別技術(shù)的前提是每個人都有獨特的面部特征，而這些都是由基因決定的

B.面部性狀都是相關(guān)基因通過控制酶的合成來控制的

C.每個人相關(guān)基因的堿基排列順序及多樣化的基因組合，決定了人臉特征的多樣

性

D.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)

答案B

解析基因決定蛋白質(zhì)的合成，人臉識別技術(shù)的前提是每個人都有獨特的面部特

征，而這些都是由基因決定的，人臉識別技術(shù)是通過識別人面部多個性狀實現(xiàn)的，

A正確；面部性狀有的是相關(guān)基因通過控制酶的合成來實現(xiàn)的，有的是相關(guān)基因

通過直接控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的，B錯誤；不同個體中相關(guān)基因的堿基排列

順序不同，指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)不同，蛋白質(zhì)的不同決定了不同個體臉部特征不同，

因此人體中相關(guān)基因的堿基排列順序及多樣化的基因組合決定了人臉特征的多

樣性，C正確；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

定了人臉識別技術(shù)的可行性，D正確。

2.（2024?甘肅天水市檢測）如圖為大腸桿菌的DNA片段模式圖，①②③④代表相

應(yīng)的物質(zhì)，下列敘述正確的是（）

a鏈B鏈

A.DNA是大腸桿菌的主要遺傳物質(zhì)

B.①②的交替排列是DNA多樣性的原因之一

C.若a鏈中③占該鏈堿基數(shù)的比例為a,則P鏈中④占p鏈堿基數(shù)的比例為（0.5

-a）

D.圖中編號所代表的物質(zhì)，在RNA中唯一不能找到的是②

答案D

解析大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNA,一種生物的遺傳物質(zhì)只有一種，沒有主次

之分，A錯誤；DNA分子中①（磷酸）和②（脫氧核糖）的交替排列是不變的，不屬

于DNA多樣性的原因，B錯誤；由于③與④互補配對，故a鏈中③的比例等于

0鏈中④的比例，C錯誤；與DNA相比，RNA中不含脫氧核糖和堿基T,圖中

③④之間有三個氫鍵，應(yīng)為G—C堿基對，題圖中編號所代表的物質(zhì)中沒有堿基

T,故圖中編號所代表的物質(zhì)，在RNA中唯一不能找到的是②（脫氧核糖），D正

確。

3.（2024?河北秦皇島市質(zhì)檢）在一個雙鏈DNA分子中，堿基總數(shù)為〃7,腺喋吟堿

基數(shù)為〃，G與C之間形成3個氫鍵，A與T之間形成2個氫鍵。則下列有關(guān)敘

述正確的是（）

①脫氧核甘酸數(shù)=磷酸數(shù)=堿基數(shù)=〃？

②堿基之間的氫鍵數(shù)為⑶〃一2〃）/2

③一條鏈中A+T的數(shù)量為n

?G的數(shù)量為m-n

A.①②③④B.②③④

C.③④D.①②③

答案D

解析每個脫氧核普酸分子含有一分子磷酸、一分子脫氧核糠和一分子堿基，所

以脫氧核昔酸數(shù)=磷酸數(shù)=堿基數(shù)=〃?，①正確；因為A和T之間有2個復(fù)鍵、

C和G之間有3個氫鍵，根據(jù)堿基互補配對原則，A=T=〃，則C=G=（m一2〃）/2,

所以堿基之間的氫鍵數(shù)為2〃+3（〃2—2〃）/2=（3加一2〃）/2,②正確；雙鏈DNA中,

A=T=n,則根據(jù)堿基互補配對原則，一條鏈中A+T的數(shù)量為小③正確；由

②中計算可知，G的數(shù)量=（加一2〃）/2,④錯誤。

4.（2024?黑龍江大慶市質(zhì)檢）如圖為生物體內(nèi)常見的兩種DNA結(jié)構(gòu)模式：A型屬

于左手螺旋，B型是沃森和克里克提出的右手螺旋。A型常見于高鹽或脫水情況

下；B型常見于生理鹽水以及92%相對濕度下。下列關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)的敘述，正

確的是（）

A-DNAB-DNA

A.與A型DNA相比，B型DNA更能抗逆

B.A型DNA中的喀咤與喋吟的比值與B型DNA不同

C.在一定條件下，A型DNA與B型DNA可能會相互轉(zhuǎn)變

D.A型DNA與B型DNA均由兩條同向的脫氧核甘酸鏈雙螺旋而成

答案C

解析通過題干信息可知，A型DNA更能抗逆，A錯誤；雙鏈DNA分子中嘿

吟與咯唳相等，比值都等于1,B錯誤；由題意可知，改變濕度和滲透壓可能會

出現(xiàn)A、B型DNA的相互轉(zhuǎn)變，C正確；A型與B型DNA均由兩條反向平行

的脫氧核苦酸鏈雙螺旋而成，D錯誤。

考點二DNA的復(fù)制及基因的概念

5.（2024?福建寧德高三聯(lián)考）基因通常是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，下列關(guān)丁基

因的說法，錯誤的是（）

A.基因的遺傳效應(yīng)是指基因能直接或間接影響蛋白質(zhì)的合成

B.基因的堿基排列順序的多樣性決定了基因的多樣性

C.基因位于染色體上，基因在染色體上呈線性排列

D.DNA的轉(zhuǎn)錄過程是以基因為單位進行的，實質(zhì)是基因的表達

答案c

解析基因絕大多數(shù)在染色體上，染色體是基因的主要載體，基因在染色體上呈

線性排列，C錯誤。

6.（2024.遼寧錦州一模）大多數(shù)真核生物的DNA在復(fù)制時會出現(xiàn)多個復(fù)制泡，每

個復(fù)制泡的兩端有2個復(fù)制又，復(fù)制義的延伸方向如圖所示。己知復(fù)制時DNA

聚合酶只能沿模板鏈的3，一5,方向移動，下列說法錯誤的是（）

復(fù)制泡3

A.圖中DNA的復(fù)制為雙向半保留復(fù)制

B.多起點復(fù)制加快了DNA的復(fù)制速度

C.復(fù)制泡3的DNA復(fù)制早于復(fù)制泡1

D.子鏈的延伸方向與復(fù)制叉的推進方向相同

答案D

解析由題圖中復(fù)制泡的走向可知，DNA復(fù)制時以每條鏈為模板，沿模板鏈的

3,一5,方向移動，圖中DNA的復(fù)制為多起點不連續(xù)雙向半保留復(fù)制，多起點復(fù)制

加快了DNA的復(fù)制速度，A、B正確；根據(jù)復(fù)制泡的大小可以看出，復(fù)制泡3

的DNA復(fù)制早于復(fù)制泡1,C正確；復(fù)制時DNA聚合酶只能沿模板鏈的3，一5,

方向移動，題中復(fù)制叉的推進方向是雙向的，子鏈的延伸方向與復(fù)制叉的推進方

向不一定相同，D錯誤。

7.（2024?山西呂梁模擬）如圖表示大腸桿菌質(zhì)粒DNA的復(fù)制過程，其中復(fù)制叉是

DNA復(fù)制時在DNA鏈上形成的Y型結(jié)構(gòu)。若該細菌的質(zhì)粒DNA含有的堿基數(shù)

目為〃胸腺喀陡數(shù)目為。，下列敘述錯誤的是（）

A.該DNA復(fù)制的特點為邊解旋邊復(fù)制、雙向復(fù)制

B.該過程需要解旋酶和DNA醐的參與，且兩種酶發(fā)揮作用時均消耗ATP

C.該DNA復(fù)制〃次，消耗鳥喋口令脫氧核甘酸的數(shù)目為（2〃-1）義（加/2—/

D.該DNA復(fù)制一次，共形成加個磷酸二幅鍵

答案B

解析據(jù)題圖分析，圖中有兩個復(fù)制叉，部分解旋后開始進行復(fù)制，體現(xiàn)該DNA

復(fù)制過程的特點是邊解旋邊復(fù)制、雙向復(fù)制，A正確；該過程需要解旋酶和DNA

聚合酶的參與，且兩種酶發(fā)揮作用時均消耗ATP,B錯誤；DNA分子中含有的

堿基數(shù)目為如含有T的數(shù)目為m則一個DNA分子中含有的堿基G數(shù)目是?！?/p>

—24/2,因此該DNA復(fù)制〃次共需要G的數(shù)目為（2〃-1）X（〃L20/2,C正確；

據(jù)題意可知，圖中DNA含有的堿基數(shù)為根，即含有的脫氧核甘酸數(shù)為〃7,因為

該DNA為環(huán)狀雙鏈分子，磷酸二酯鍵數(shù)等于脫氧核甘酸數(shù)，因此復(fù)制過程形成

2條環(huán)狀的DNA鏈，故形成的磷酸二酯鍵個數(shù)為〃?，D正確。

8.（2024?山東荷澤模擬）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)制過程中需要RNA引物，如圖表示DNA復(fù)制過程.下列相關(guān)分

析錯誤的是（）

A.DNA復(fù)制時存在A、U堿基配對現(xiàn)象

B.DNA復(fù)制是多種酶參與的物質(zhì)合成過程

C.兩條子鏈延伸的方向都是由5,端到3,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)制過程中需要RNA引物，所以在復(fù)制時存在A、U堿基配

對現(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)