第18課DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制和基因的本質(zhì)

A學(xué)業(yè)質(zhì)量水平要求＜

1.通過討論分析DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制，形成結(jié)構(gòu)與功能觀。（生命觀念）

2.通過構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，強(qiáng)化模型與建模.（科學(xué)思維）

3.通過DNA復(fù)制方式的探究，培養(yǎng)實驗設(shè)計及結(jié)果分析的能力.（科學(xué)探究）

4.通過構(gòu)建模型，了解現(xiàn)代遺傳學(xué)的研究方法，形成科學(xué)態(tài)度和方法。（社會責(zé)任）

0屬統(tǒng)=構(gòu)建必備知識培養(yǎng)關(guān)鍵能力

考點一DNA的結(jié)構(gòu)及堿基計算

「概念梳理

1.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立者及DNA的組成

⑴DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建者：沃森和克里克。

⑵圖解DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。

一條脫氧核甘酸鏈

磷

酸A：腺喋吟3，,5，-磷酸二酯鍵

基T:胸腺喀喔聚合成

團(tuán)G：鳥喋吟至三叫

C胞喀晚

脫氧核甘酸A、T間形成

形[MW2個氫鍵

外:基本骨架成C、G間形成

3個氫鍵

/內(nèi):堿基對

螺旋

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)DNA雙鏈平面結(jié)構(gòu)

①DNA由兩條脫氧核甘酸鏈組成，這兩條單鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu).

②外側(cè)：DNA中的脫氧核糖和璘酸交替連接構(gòu)成主鏈基本骨架.

③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(bǔ)配對遵循以下原則：A=T倆個

氫鍵）、CMG（三個氫鍵）。

2.DNA的結(jié)構(gòu)特點

⑴型掛性：若DNA含有〃個堿基對，則其可能有4"種堿基對排列順序。

⑵特異性：每個DNA分子都有其特定的堿基對排列順序。

⑶穩(wěn)定性：兩條單鏈磷酸與脫氧核糖交替排列的順序不變，堿基對配對方式不變等。

「概念辨析

1.雙鏈DNA中一條鏈上的磷酸和脫氧核糖是通過氫鍵連接的。（x）

2.分子大小相同，堿基含量相同的DNA所攜帶的遺傳信息一定相同。（x）

3.雙鏈DNA同時含有2個游離的磷酸基團(tuán)，其中噂吟堿基數(shù)等于嗑嗟堿基數(shù)。

(V)

4.DNA一條鏈上的相鄰堿基通過“一脫氧核糖一磷酸一脫氧核糖一”相連。

(V)

【教材細(xì)節(jié)命題】

(必修2P50正文拓展)RNA的基本骨架、細(xì)胞膜的基本骨架、細(xì)胞骨架分別是由核糖和磷酸

交替洋接構(gòu)成的核糖核昔酸鋅；磷脂雙分子層；由蛋白質(zhì)纖維組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu).

概念深研

1.DNA的結(jié)構(gòu)

(l)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)中各組分之間的關(guān)系。

「每個DNA片段中，有2個游離的磷酸基團(tuán)

①|(zhì)瞥卜脫氧核糖數(shù)=磷酸數(shù)=含氮堿基數(shù)

?A—T間有2個氫鍵，C—G間有3個氫鍵

.單鏈中相鄰堿基通過“一脫氧核糖一磷

位置酸一脫氧核糖一”連接

②關(guān)系

?互補(bǔ)鏈中相鄰堿基通過氫鍵相連

氫鍵：連接互補(bǔ)鏈中相鄰堿基的化

③|化學(xué)鍵中學(xué)鍵

化子斑「磷酸二酯鍵:連接單鏈中相鄰兩個

脫氧核甘酸的化學(xué)鍵

⑵利用數(shù)字“五、四、三、二、一”巧記DNA的結(jié)構(gòu)。

2.DNA分子中堿基數(shù)量的計算規(guī)律

雙鏈中互補(bǔ)的堿基數(shù)量相等:在DNA單鏈中，

嗑呢數(shù)不一定等

A=T(A1=T2,A2=Ti)

G=C(GI=C2,G2=CI)于嗯吟數(shù)

A+GA+C]A|+TiA2+T2A+T中值A(chǔ)i+GiT2+C2

==1===

T+^T+GG^C7G2+C2G+CT^C7~^+G^

DNA雙鏈中：喋吟之DNA雙鏈中：互補(bǔ)

和二嗑咤之和二總堿基的兩條鏈中不配對

數(shù)x50%,且不配對堿的堿基之和的比值

基之和的比值等于1互為倒數(shù)

⑴若已知A/單鏈=以，因為雙鏈堿基數(shù)是單鏈的2倍，所以A，雙鏈=眈/2。DNA單鏈中

某一堿基所占比例是其在雙鏈中所占比例的2倍。

⑵若已知A/雙鏈=c%,A,單鏈的比例無法確定，但可求出AJ單鏈的最大值為29，最小

值為0（當(dāng)一條單鏈中有A,另一條單鏈中無A時，可取最值）.

「案例導(dǎo)引

考向II考查DNA的結(jié)構(gòu)及特點

1.（2022?浙江6月選考）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.在制作脫氧核甘酸時，需在磷酸上連接脫氧核糖和堿基

B.制作模型時，鳥口票吟與胞嚓喔之間用2個氫鍵連接物相連

C.制成的模型中，腺喋吟與胞喀嗟之和等于鳥瞟吟和胸腺噂嗟之和

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)

C解析：在制作脫氧核甘酸時，需在脫氧核糖上連接磷酸和堿基，A錯誤；鳥瞟吟和胞嗑

碇之間由3個氫鍵連接，B錯誤；DNA的兩條鏈之間遵循堿基互補(bǔ)配對原則，即人=「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錯誤。

2.判斷下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的說法錯誤的是（）

A.①和②相間排列，構(gòu)成DNA分子的基本骨架

B,所有的DNA分子中都有游離的磷酸基團(tuán)

C.同一條鏈上堿基⑤⑥之間通過“一脫氧核糖一磷酸一脫氧核糖一”相連

D.圖中④不能表示胞嗑咤脫氧核甘酸

B解析：①磷酸基團(tuán)和②脫氧核糖交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成DNA分子的基本骨架，A

正確；細(xì)胞質(zhì)中環(huán)狀的DNA分子如質(zhì)粒，無游離的磷酸基團(tuán)，B錯誤；DNA分子一條鏈上

相鄰的兩個堿基通過“一脫氧核糖一磷酸一脫氧核糖一”相連，C正確；④中的①磷酸基團(tuán)

屬于另一個核甘酸，故圖中④不能表示胞喀嗟脫氧核甘酸，D正確.

【方法規(guī)律】DNA結(jié)構(gòu)的兩個熱點考向

⑴相鄰的堿基在DNA分子的一條單鏈中通過磷酸二酯鍵按“一脫氧核糖一磷酸一脫氧核糖

―”順序相連接，在DNA的雙鏈之間通過氫鍵相連接。

⑵不是所有的脫氧核糖都連接著兩個磷酸基團(tuán)，兩條鏈各有一個3，端的脫氧核糖連接著一

個磷酸基團(tuán)；DNA鏈的方向是從磷酸基團(tuán)到脫氧核糖，兩條鏈反向平行，故一個DNA中有

2個游離的璘酸基團(tuán)。

考向21考查DNA結(jié)構(gòu)的相關(guān)計算

3.(2021?北京卷)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+0=1

D.RNA中U約占32%

D解析：DNA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，則DNA復(fù)制后

A約占32%,A正確;酵母菌的DNA中堿基A約占32%,貝UA=T=32%,G=C=(l-2x32%)/2

=18%,B正確；DNA堿基之間遵循堿基互補(bǔ)配對原則，即人=T、G=C,貝IJ(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，

故RNA中U不一定占32%,D錯誤。

4.DNA分子的兩條鏈通過堿基對之間的氫鍵相互連接。其中A—T之間有2個氫鍵、C—G

之間有3個氫鍵。氫鍵數(shù)目越多，DNA分子越穩(wěn)定。下列相關(guān)敘述正確的是()

A.核甘酸數(shù)目相同的2個DNA分子，其氫鍵數(shù)目一定相同

B,某雙鏈DNA分子的一條鏈中A占30%,另一條鏈中A占28%,則該DNA分子中A—T

之間的氫鍵數(shù)目要多于C—G之間的氫鍵數(shù)目

C.長度相同的雙鏈DNA分子，由于(A+C)/(G+T)的值不同，它們的穩(wěn)定性也不同

D.親代DNA經(jīng)過準(zhǔn)確復(fù)制得到兩個子代DNA,則親子代DNA之間的(A+T)/(G+C)的值相

同，穩(wěn)定性也相同

D解析：A—T之間有2個氫鍵、C—G之間有3個氫鍵，因此核甘酸數(shù)目相同的2個DNA

分子，其氫鍵數(shù)目不一定相同，A錯誤；某雙鏈DNA分子的一條鏈中A占30%,則另一條

鏈中T占30%,另一條鏈中A占28%,則整個DNA分子中A+T的比例為30%+28%=58%,

C+G的比例為1-58%=42%,由于A—T之間有2個氫鍵、C—G之間有3個氫鍵，因此該

DNA分子中A—T之間的氫鍵數(shù)目(堿基對數(shù)x58%x2)要少于C—G之間的氫鍵數(shù)目(堿基對

數(shù)*42%*3),B錯誤；由于A=T,C=G,則A+C=G+T,不同的雙鏈DNA分子，(A+

C)/(G+T)比值相等，都等于1,C錯誤；親代DNA和經(jīng)過準(zhǔn)確復(fù)制得到的兩個子代DNA堿

基序列都相同，因此親子代DNA之間的(A+T)/(G+C)比值相同，穩(wěn)定性也相同，D正確。

【技法總結(jié)】解答有關(guān)堿基計算題的"三步曲”

搞清題中已知的和所求的堿基比例是占整

—個DNA堿基的比例，還是占DNA一條鏈

上堿基的比例

第二步_畫一個DNA模式圖，并在圖中標(biāo)出已知的

畫圖一和所求的堿基

與丞一根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則及其規(guī)律進(jìn)行計算

考點二DNA的復(fù)制

「概念梳理

1.DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)

⑴方式推測：DNA分子復(fù)制方式為半保留復(fù)制.

⑵實驗證據(jù)。

①實驗方法：同位素標(biāo)記技術(shù)和離心技術(shù).

②實驗原理。

含的雙鏈DNA密度大，含i4N的雙鏈DNA密度小，一條鏈含1粗、一條鏈含的雙鏈

DNA密度居中。

③實驗過程。

大腸桿菌在含有KNH4cl

的培養(yǎng)液中生長若干代,

使DNA雙鏈充分標(biāo)記

（a）立即

取出

提取DNA,進(jìn)行

密度梯度離心

輕帶

中

帶

重

帶

④過程分析。

I.立即取出，提取DNA-離心一全部重帶。

n.繁殖一代后取出，提取DNA-離心-全部中帶。

m,繁殖兩代后取出，提取DNA一離心一＞1/2輕帶、1/2中帶。

⑤實驗結(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

以親代DNA為模板合成子代DNA的過程

（1）DNA|時間細(xì)胞分裂前的間期（有絲分裂前的間期和

復(fù)制1減數(shù)分裂I前的間期）

匿見主要是細(xì)胞核

⑵過程O

'①需要細(xì)胞提供能量

解旋)②需要解旋酶的作用

③結(jié)果:解開兩條螺旋的雙鏈

j①模板:解開的每一條母鏈

DNA②原料:游離的四種脫氧核昔酸

聚合酶合成.

子鏈1,③酶:DNA聚合酶等

、④原則:堿基互補(bǔ)配對原則

子鏈)

重新螺旋:每條新鏈與其對應(yīng)的模板

鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)

⑶特點：邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制.

⑷準(zhǔn)確復(fù)制的原因和意義。

①DNA獨(dú)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(bǔ)配對,保證了復(fù)制能

準(zhǔn)確地進(jìn)行.

②DNA通過復(fù)制，將遺傳信息從親代細(xì)胞傳遞給了子代細(xì)胞，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

|染色體|

數(shù)量每條染色體上有一個

：染色體是DNA的位置或兩個DNA分子

：主要載體

D”|

一數(shù)量

嵬國通輾瀛程［本質(zhì)：每個DNA分子含有

；許多個基因

效應(yīng)的DNA片段I

|基因|

基因的脫氧核昔酸的

.既孩容酸釐的七_(dá)____排列順序代表遺傳信

的基本單位；?-----------1

-----------------|脫氧核甘酸|息

「概念辨析

1.蛋白質(zhì)和DNA在體內(nèi)合成時均需要模板、能量和酶。(V)

2.用3H標(biāo)記胸腺喀嗟后合成脫氧核甘酸，注入真核細(xì)胞，可用于研究DNA復(fù)制的場所。

(V)

3.DNA復(fù)制時，嚴(yán)格遵循堿基互補(bǔ)配對原則.(V)

4.DNA復(fù)制是邊解旋邊復(fù)制的。(V)

概念深研

1.圖解法分析DNA復(fù)制的相關(guān)計算

親代叼,N

/\

［代15N|I14N14N：|15N

/'\/'\

2代I；I!H；|

然li……「I

VV'

2〃

⑴將含有15N的DNA放在含有14N的培養(yǎng)液中連續(xù)復(fù)制n次，貝＞］：

含"N的DNA：2個

只含1‘N的DNA：0個

①子代DNA共有2"個｛

14

含N的DNA：2n個

只含14N的DNA：（2。-2）個

含3N的脫氧核甘酸鏈：2條

②脫氧核甘酸鏈共有條｛

14

含N的脫氧核甘酸鏈：（2"1一2）條

（2）DNA復(fù)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切個，經(jīng)過A次復(fù)制需要消耗該種脫氧核甘酸數(shù)為

m?（2fl-1）.

②第〃次復(fù)制需要消耗該種脫氧核甘酸數(shù)為m-個。

2.DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂中染色體標(biāo)記問題

⑴有絲分裂中染色體標(biāo)記情況。

①過程圖解（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）：

1條染色體上的1條染色體上的22條被標(biāo)記的

雙鏈DNA分子條姐妹染色單體染色體

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

只有1條單鏈被只有1條單鏈被

標(biāo)記的染色體上標(biāo)記的2條姐妹有1條被標(biāo)記

的DNA分子染色單體

②規(guī)律總結(jié)：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.

⑵減數(shù)分裂中染色體標(biāo)記情況分析。

①過程圖解：減數(shù)分裂一般選取一對同源染色體為研究對象，如下圖：

②規(guī)律總結(jié)：由于減數(shù)分裂沒有細(xì)胞周期，DNA只復(fù)制一次，因此產(chǎn)生的子染色體都帶有

標(biāo)記。

⑶利用模型分析子細(xì)胞中染色體標(biāo)記情況。

DNA被標(biāo)記第一次分裂后期vjy

第一次分裂形

第一次有絲分裂成的子細(xì)胞

DN/

第二次分裂后期

子細(xì)胞子細(xì)胞

第二次有絲分裂

一個細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，最后形成的4個子細(xì)胞有三種情況：第一種情況是4個

解讀細(xì)胞都是隨眇；第二種情況是2個細(xì)胞是隨心，1個細(xì)胞是（g我1個細(xì)胞是

（0）;第三種情況是2個細(xì)胞是陋疚另外2個細(xì)胞是較啜

3.基因與遺傳信息的關(guān)系

⑴基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，是針對遺傳物質(zhì)為DNA的生物來講的，對于少數(shù)RNA

病毒，基因則是有遺傳效應(yīng)的RNA片段，其遺傳信息則為核糖核甘酸的排列順序。

⑵基因是核酸分子的功能片段。基因控制生物性狀，是一個有機(jī)的化學(xué)實體，同時是控制生

物性狀的功能單位。但是基因與性狀的關(guān)系并不是一對一的，即我們常說的“一因一效”，

另外還有“一因多效”及“多因一效”。

⑶基因與染色體的關(guān)系：基因在染色體上呈線性排列。一條染色體上含有多個基因。

⑷有性別之分的生物，如果蠅體細(xì)胞中有8條染色體，其基因組需要測定的染色體為5條,

即3條常染色體和2條性染色體；無性別之分的生物，如水稻體細(xì)胞中有24條染色體，其

基因組需要測定的染色體則為12條。

「案例導(dǎo)引

考向1IDNA的復(fù)制過程

1.科學(xué)家在研究DNA分子的復(fù)制方式時，進(jìn)行了如圖所示的實驗（實驗①②中培養(yǎng)多代,

實驗③④中各培養(yǎng)一代）。下列敘述錯誤的是（）

標(biāo)記

4標(biāo)記DNA15NDNA

L細(xì)菌+4細(xì)菌+15N

廠培養(yǎng)基.的細(xì)菌+?N的細(xì)菌+14N

I培養(yǎng)基Q培養(yǎng)基

破碎提取破碎提取破碎提取破碎

DNA細(xì)菌DNA細(xì)菌DNA細(xì)菌DNA細(xì)菌

離心細(xì)胞離心細(xì)胞離心細(xì)胞離心細(xì)胞

A.若DNA復(fù)制為全保留復(fù)制，則結(jié)果C、D中應(yīng)均為一半重鏈DNA和一半輕鏈DNA

B.DNA復(fù)制過程中需要的原料、酶分別為脫氧核甘酸、解旋酶和DNA聚合酶

C.用15N標(biāo)記的DNA作為模板，讓其在含14N的培養(yǎng)基中復(fù)制三次，第三次復(fù)制后50%的

DNA分子一條鏈含15N一條鏈含14N,50%的分子只含14N

D.DNA復(fù)制過程中遵循堿基互補(bǔ)配對原則，但可能發(fā)生配對差錯

C解析:分析實驗③④可知，若DNA復(fù)制為全保留復(fù)制,則結(jié)果C中為一半14N/14N-DNA（親

代DNA）和一半*N/i5N-DNA（子代DNA）,結(jié)果D中為一半1N-DNA（親代DNA）和一半

1&N/14N-DNA（子代DNA）,A正確；DNA復(fù)制過程中需要的原料為脫氧核甘酸，酶為解旋酶

和DNA聚合酶，B正確；用可標(biāo)記的DNA作為模板，讓其在含玉的培養(yǎng)基中復(fù)制三次,

根據(jù)DNA的半保留復(fù)制特點，以一個親代DNA分子為例，第三次復(fù)制后得到8個DNA分

子，其中有2個15N/MN-DNA分子（占25%）,6個MNNN-DNA分子（占75%）,C錯誤；DNA

復(fù)制過程中遵循堿基互補(bǔ)配對原則，由于DNA復(fù)制時雙鏈解開，容易發(fā)生堿基配對差錯，

D正確-

A.酶1可使磷酸二酯鍵斷裂，酶2可催化磷酸二酯鍵的形成

B.a鏈和b鏈的方向相反，a鏈與c鏈的堿基序列互補(bǔ)配對

C.該圖表示DNA半保留復(fù)制過程，遺傳信息傳遞方向是DNA—RNA

D.c鏈和d鏈中G+C所占比例相等，該比例越大，DNA熱穩(wěn)定性越高

D解析：酶1是解旋酶，作用是使氫鍵斷裂，A錯誤；a鏈和c鏈均與b鏈的堿基互補(bǔ)配

對，因此a鏈與c鏈的堿基序列相同，B錯誤；DNA復(fù)制過程中遺傳信息的傳遞方向是

DNA-DNA,C錯誤；c鏈和d鏈中的堿基是互補(bǔ)配對的，因此c鏈和d鏈中G+C所占比

例相等，A與T之間以兩個氫鍵連接，G與C之間以三個氫鍵連接，故G+C所占比例越大,

DNA分子的熱穩(wěn)定性越高，D正確。

考向2IDNA復(fù)制的相關(guān)計算

3.（2021?海南卷）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.2

C.3D.4

B解析：根據(jù)題意可知，5-澳尿嗑碇可以與A配對，也可以與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,所以復(fù)制一次會得到G—BU,復(fù)制第2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。

4.某個被15N標(biāo)記的T2噬菌體（第一代）侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌后，共釋放出n個子代噬

菌體，整個過程中共消耗a個腺瞟吟。下列敘述正確的是（）

A.子代噬菌體中含15N的個體所占比例為1/（2〃T）

B,可用含15N的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)出第一代噬菌體

C.噬菌體DNA復(fù)制過程需要的模板、酶、ATP和原料都來自大腸桿菌

D.第一代噬菌體的DNA中含有a/S-1）個胸腺嗦咤

D解析：用15N標(biāo)記1個T2噬菌體的DNA,讓該T2噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌后，

釋放出的n個子代噬菌體中，有2個被15N標(biāo)記，因此子代噬菌體中含15N的個體所占的比

例為2/〃A錯誤；噬菌體為病毒，不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體，B錯誤；T2噬菌體侵染

大腸桿菌時，只將DNA注入大腸桿菌體內(nèi)，噬菌體DNA復(fù)制過程所需的模板為噬菌體的

DNA,所需的酶、ATP和原料都來自大腸桿菌，C錯誤；1個T2噬菌體侵染未被標(biāo)記的大

腸桿菌后，其釋放〃個子代噬菌體，消耗a個腺嗯吟，則每個DNA分子中腺瞟吟的個數(shù)為

勿（〃-1）,由于噬菌體的遺傳物質(zhì)為DNA,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，一個雙鏈DNA分子中的

腺瞟吟數(shù)目與胸腺嚓咤數(shù)目相等，故第一代噬菌體的DNA中含有a/（〃-1）個胸腺嗑咤，D正

確.

【易錯提醒】DNA復(fù)制解題時的四點“警示”

⑴“DNA復(fù)制了A次”和“第〃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〃

次的復(fù)制。

⑵看清堿基的單位是“對”還是“個”。

⑶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。

⑷看清試題中問的是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”，是“含”還是“只含”等關(guān)鍵詞，以

免掉進(jìn)陷阱.

考向31基因與染色體的關(guān)系

5.下圖為果蠅X染色體的部分基因，下列對此X染色體的敘述，錯誤的是（）

f分叉剛毛

m小翅

1菱形眼

w白眼

A.基因在染色體上呈線性排列i

B.1、w、f和m為非等位基因

C.說明了各基因在染色體上的絕對位置

D.雄性X染色體上的基因來自其雌性親本

C解析：基因位于染色體上，且呈線性排列，A正確；等位基因是位于同源染色體上同一

位置上控制相對性狀的基因，而1、w、f和m在同一條染色體的不同位置，為非等位基因，

B正確；題圖說明了基因在染色體上的相對位置，C錯誤；雄性果蠅的X染色體來自其雌性

親本，因此雄性X染色體上的基因來自其雌性親本，D正確。

Q息纏之凝練學(xué)科素養(yǎng)探析高考命題

【命題動態(tài)】利用論文或?qū)W科經(jīng)典研究文獻(xiàn)中的情境考查DNA的結(jié)構(gòu)、DNA的半保留復(fù)

制實驗的過程及分析；結(jié)合有絲分裂、減數(shù)分裂的過程，利用同位素標(biāo)記技術(shù)考查DNA的

復(fù)制與細(xì)胞分裂相關(guān)知識的綜合考查是高考命題的熱點.該部分內(nèi)容可以選擇題、非選擇題

形式出現(xiàn)，難度中檔。

「對技高考真題」

1.（2022?海南卷）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(jìn)行了如下實驗（圖2）。

||

雙鏈DNA

IIOiniHH；

全保留復(fù)制半保留復(fù)制分散復(fù)制

圖1

大腸桿菌培養(yǎng)密度梯度離心

在含的培養(yǎng)

KNH1cl提取DNA

液中生長若干代L離心~"

轉(zhuǎn)移到含1，NH1cl的培養(yǎng)液中I

細(xì)胞分裂一次|□

第一代2國詈%中帶

細(xì)胞再分裂一次i口

$一件n提取DNA+輕帶

第一代屋離心?中帶

圖2

下列有關(guān)敘述正確的是（）

A.第一代細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)菌DNA離心后試管中會出現(xiàn)1

條中帶和1條輕帶

［思維培養(yǎng)］

信

息選項A,第一代細(xì)菌DNA離心出選項D,假設(shè)為半

獲現(xiàn)1條中帶；選項B,第二代細(xì)菌-保留復(fù)制，判斷第

取DNA離心出現(xiàn)1條中帶和1條輕帶三代的離心結(jié)果

知第一代的結(jié)果可排除全保第三代，形成的

識留復(fù)制，但不能確定其他DNA只有兩條鏈

調(diào)兩種復(fù)制方式，結(jié)合第二均為“N,或一條

用代的情況，可排除分散復(fù)鏈為"N、另一條

制，確定是半保留復(fù)制鏈為兩種類型

D解析：第一代細(xì)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

能肯定是半保留復(fù)制或分散復(fù)制，繼續(xù)做子二代DNA密度鑒定，若子二代可以分出1條中

帶和1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兩條鏈均為"N,或一條鏈含有

14N一條鏈含有15N兩種類型，因此細(xì)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.（2021?廣東卷）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的提出是二十世紀(jì)自然科學(xué)的偉大成就之一。下列

研究成果中，為該模型構(gòu)建提供主要依據(jù)的是（）

①赫爾希和蔡斯證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗

②富蘭克林等拍攝的DNA分子X射線衍射圖譜

③查哥夫發(fā)現(xiàn)的DNA中瞟吟含量與嗑碇含量相等

④沃森和克里克提出的DNA半保留復(fù)制機(jī)制

A.①②B.②③

C.③④D.①④

B解析：赫爾希和蔡斯通過噬菌體侵染大腸桿菌的實驗，證明了DNA是遺傳物質(zhì)，與構(gòu)

建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型無關(guān)，①不符合題意；沃森和克里克根據(jù)富蘭克林等拍攝的DNA分

子X射線衍射圖譜，推算出DNA呈螺旋結(jié)構(gòu)，②符合題意；查哥夫發(fā)現(xiàn)的DNA中嗯吟含

量與嗑嗟含量相等，沃森和克里克據(jù)此推出堿基的配對方式，③符合題意；沃森和克里克提

出的DNA半保留復(fù)制機(jī)制，是在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型之后提出的，④不符合題意。

「情境試題預(yù)測」

1.（生活、學(xué)習(xí)和實踐情境）圖1是某DNA片段測序結(jié)構(gòu)圖，其堿基序列為TCGCTATTCC。

圖2是另一DNA片段的堿基序列，則圖2所示的另一DNA片段的堿基序列應(yīng)該是（）

A.CCAGTGCGCCB.TGCGTATTGG

C.TCGCTATTCCD.GGACTCGCGG

D解析：圖1是某DNA片段測序結(jié)構(gòu)圖，其堿基序歹I］為TCGCTATTCC,說明從左邊數(shù)，

第一列的堿基是A,第二列的堿基是G,第三列的堿基是C,第四列的堿基是「因此，圖

2所示的另一DNA片段的堿基序列為GGACTCGCGG.

1415

2.（科學(xué)實驗和探究情境）研究人員將1個含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）。下列說法正確的是（）

密度低

條帶1條帶1=i:

條帶2-^>^2'〃〃〃/^/〃〃〃〃〃〃〃〃〃/777^

01/87/8

DNA單鏈的含量

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DNA雙螺旋的實質(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

14

D解析：由于N單鏈：】5N單鏈=1：7,說明DNA復(fù)制了3次，因此可推知該細(xì)菌繁殖

一次的時間大約為24+3=8（h）,A錯誤；由于DNA經(jīng)過熱變性后解開了雙螺旋變成單鏈，

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，無法判斷DNA的復(fù)制方式，B

錯誤；解開DNA雙螺旋的實質(zhì)是破壞核甘酸之間的氫鍵，C錯誤；經(jīng)上述分析可知，DNA

復(fù)制3次，有2個DNA分子含有15N和不，為中帶，有6個DNA分子只含15N,為重帶,

所以直接將子代DNA進(jìn)行密度梯度離心也可以得到兩條條帶，D正確。

課時質(zhì)量評價（十八）

（建議用時：40分鐘）

一、選擇題：每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求。

1.（2021?遼寧卷）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

A解析：子鏈延伸時由5,端向3,端延伸合成，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,端是璘酸基團(tuán)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。

2.(2023?福建福州期中)DNA分子的穩(wěn)定性與堿基對之間的氫鍵數(shù)目有關(guān)。下列關(guān)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(dāng)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(fù)制得到的DNA分子，后一比值等于1

D解析：在雙鏈DNA中A=T,C=G,故(A+C)/(G+T)為恒值LA錯誤。A和T之間含

2個氫鍵，C和G之間含3個氫鍵，故(A+T)/(G+C)中，(G+C)數(shù)目越多，氫鍵數(shù)越多，雙

鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高，B錯誤。(A+T)/(G+C)與(A+C)/(G+T)兩個比值相等，這個DNA

分子可能是雙鏈，也可能是單鏈，C錯誤.經(jīng)半保留復(fù)制得到的DNA分子是雙鏈DNA,(A

+C)/(G+T)=1,D正確。

3.研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制的最初原料是dNTP(脫氧核甘三磷酸，包括dATP、dGTP、

dCTP和dTTP),dNTP除了作為DNA復(fù)制的原料之外，還可以作為DNA復(fù)制過程中部分能

量的來源。下列關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)和復(fù)制的敘述錯誤的是()

A.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為堿基通過氫鍵連接形成堿基對排在內(nèi)側(cè)

B,雙鏈DNA每條鏈上相鄰堿基之間都含有兩個脫氧核糖和一個磷酸

C.在DNA復(fù)制過程中所需要的能量并不是都由腺普三磷酸直接提供

D.DNA復(fù)制過程中所需的核糖核甘酸分別含有A、G、C、T四種堿基

D解析：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為堿基通過氫鍵連接形成堿基對排在內(nèi)側(cè)，磷酸和脫氧核

糖交替排列在外側(cè)，A正確；雙鏈DNA每條鏈上相鄰堿基之間都含有兩個脫氧核糖和一個

磷酸，B正確；在DNA復(fù)制過程中所需要的能量并不是都由腺首三磷酸直接提供，也可以

從其他途徑獲得，比如磷酸肌酸也可以供能，C正確；DNA復(fù)制過程中所需的脫氧核甘酸

分別含有A、G、C、T四種堿基，D錯誤。

4.DNA的熔點(圖)是指將DNA加熱變性使DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)解旋至一半時的溫度，其影

響機(jī)制如圖所示。下列相關(guān)敘述錯誤的是()

100

580

+60

~40

20

0

60708090100110

TJ℃

A.Tm值大小與G+C的百分含量和鹽溶液濃度有關(guān)

B.以高鹽溶液為介質(zhì)的DNA的q值范圍較大

C.G+C的百分含量一定時，低鹽溶液的幾值較低

D.一定鹽濃度下，G+C的百分含量越高，DNA分子的熱穩(wěn)定性越強(qiáng)

B解析：60℃后，DNA分子的圖值和C+G含量呈正相關(guān)，且低鹽溶液比高鹽溶液相同

的G+C值所需溫度更低，A正確；高鹽溶液中隨G+C比值的變化黑變化較為集中，低鹽

溶液中，變化幅度較大，B錯誤；根據(jù)圖示，G+C的百分含量一定時，低鹽溶液的7；值

較低，C正確；一定鹽濃度下，G+C比例越高，，越高，DNA分子的熱穩(wěn)定性就越強(qiáng)，D

正確。

5.（2022?山東淄博一模）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)制叉，復(fù)制叉的延伸方向如圖所示。已知復(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（）

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(jìn)方向相同

D解析：由題圖復(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，A正確；多起點復(fù)制加快了

DNA的復(fù)制速度，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；DNA聚合酶只能沿模板鏈的3,一5,方向移動，兩條子鏈的延伸方向相反，其

中一條子鏈與復(fù)制叉的推進(jìn)方向相反，D錯誤。

6.將分生區(qū)細(xì)胞培養(yǎng)在含放射性標(biāo)記胸腺喀咤的培養(yǎng)基中，短時間后更換到無放射性的培

養(yǎng)基中再培養(yǎng)一段時間。測定分裂期細(xì)胞中帶放射性DNA的細(xì)胞的百分率，結(jié)果如下圖所

示。下列分析錯誤的是（）

更換培養(yǎng)基后時間/h

A.10~20h曲線下降，與被標(biāo)記的細(xì)胞逐漸完成分裂有關(guān)

B.20h后曲線再次開始上升，是因為被標(biāo)記的細(xì)胞進(jìn)入第二輪分裂的分裂期

C.每一個被標(biāo)記的細(xì)胞分裂