第23課時DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因的本質(zhì)

1.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(bǔ)配對的反

課標(biāo)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。

要求2.概述DNA分子通過半保留方式進(jìn)行復(fù)制。

3活.動：制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。

2024?浙江6月選考，9；2024?湖北卷,7；2023?河北卷，

1.DNA的結(jié)構(gòu)

6；2023?海南卷，13；2022?重慶卷,4；2022?河北卷，8；

與基因的本質(zhì)

考情2022?廣東卷，12；2022?浙江6月選考，13

分析2024?河北卷，4；2024?黑吉遼卷，9；2023?遼寧卷，18；

2.DNA的復(fù)制

2023?浙江6月選考，16；2023?山東卷,5；2022?海南卷，

過程及計算

11

命題點一DNA的結(jié)構(gòu)與基因的本質(zhì)

I主干知識?復(fù)盤再研必備知識

1.DNA結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建的主要探索成果

［認(rèn)知覺醒I連線

①科學(xué)界較艮認(rèn)識a.堿基數(shù)嫡關(guān)系是A=T.G=C

b.根據(jù)X射線衍射圖譜推算出

②威爾金斯和富蘭DNA吳螺旋結(jié)構(gòu)

克林

c.DNA是以4種脫鈍核件酸為

單位連接而成的長鏈

③杳哥夫

d.構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型

④沃保和克里克c.獲得DNA的X射線衍射圖譜

2.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)

［認(rèn)知覺醒I某DNA片段的結(jié)構(gòu)如下圖所示。請判斷下列敘述的正誤:

(l)DNA是由兩條長鏈反向平行盤旋成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。(V)

(2)核糖與磷酸交替連接，構(gòu)成DNA的基本骨架。(X)

(3)①為胞喀噬，堿基對之間通過④氫鍵相連。(J)

(4)該雙鏈DNA片段中，含有2個游離的磷酸基團(tuán)。(J)

(5)④的形成需要DNA聚合酶的催化。(X)

(6)②的形成只能發(fā)生在細(xì)胞核。(X)

(7)與RNA分子相比，DNA分子特有的堿基是U。(X)

思維升華DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的要點

叵亙卜兩條長鏈按反向平行方式世旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)

叵亙卜脫氧核糖與磷酸交替連接，構(gòu)成基本骨架

［內(nèi)昨破底對間通過氫鍵連接

［堿基互補(bǔ)配對,A=T,GC

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,端；另一端

有一個羥基(一OH),稱作3,端；DNA的兩條單鏈走向相反。

3.堿基排列順序編碼了遺傳信息

［認(rèn)知覺醒］DNA分子具有穩(wěn)定性、多樣性和特異性三大特性，下列相關(guān)敘述

錯誤的是________o

①不同DNA分子中磷酸基團(tuán)與脫氧核糖的連接方式不同

②不同DNA分子兩條鏈間堿基互補(bǔ)配對的方式相同

③某DNA分子中含有〃個堿基對，理論上其堿基排列方式最多有4〃種

④正常人胰島B細(xì)胞的核DNA與肝細(xì)胞的核DNA的種類是相同的

⑤兩種生物的親緣關(guān)系越近，它們細(xì)胞內(nèi)DNA的核甘酸序列也越相近

⑥某雙鏈DNA分子一條鏈中A+T占48%,則該DNA分子中G占26%

提示①

思維升華染色體、DNA、基因和脫氧核甘酸的關(guān)系

每含染色體上有

一個或兩個DNA

分子

每個DNA分子含

有許多個基因

基因的脫軌核普

酸排列順序代表

〔遺傳信息

1_考點速覽.

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)

提示雙鏈DNA中GC堿基對占比越高，DNA熱變性溫度越高。

⑵沃森和克里克用DNA衍射圖譜得出堿基配對方式。(2()22?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)。

(3)某同學(xué)制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，在制作脫氧核甘酸時，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。

(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)

提示G、C之間形成3個氫鍵，用3個氫鍵連接物相連。

(5)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(tuán)末端，3,端是羥基(一OH)末端。

關(guān)鍵能力,提升深研典型例題

題型1DNA分子的結(jié)構(gòu)與特點(結(jié)構(gòu)與功能觀)

[例1](2024?浙江6月選考,9)下列關(guān)于雙鏈DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是()

A.磷酸與脫氧核糖交替連接構(gòu)成了DNA的基本骨架

B.雙鏈DNA中T占比越高，DNA熱變性溫度越高

C.兩條鏈之間的氫鍵形成由DNA聚合酶催化

D.若一條鏈的G+C占47%,則另一條鏈的A+T也占47%

答案A

鏈堿基數(shù)的比例為28%,即Ai=28%,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，A=(AI+A2>^2,

則另一條鏈中A2=26%,B正確。

[例4](不定項)(2025?山東泰安模擬)某雙鏈(a鏈和p鏈)DNA分子中鳥喋吟與胞喀

咤的數(shù)量之和占全部堿基總數(shù)的56%,a鏈中腺嘿吟占28%。下列關(guān)于該DNA

分子的敘述，錯誤的是()

A.P鏈中腺噪吟與胸腺喀咤的數(shù)量之和占該鏈堿基總數(shù)的44%

B.a鏈中(G+C)/(A+T)=11/14,0鏈中(G+C)/(A+T)=14/11

C.a鏈中胸腺喀咤所占的比例是16%,占雙鏈DNA分子的8%

D.(A+T)/(G+C)的值可體現(xiàn)不同生物DNA分子的特異性

答案B

解析DNA分子中G與C的數(shù)量之和占全部堿基總數(shù)的56%,則A與T的數(shù)量

之和占全部堿基總數(shù)的44%,互補(bǔ)堿基之和所占比例在仟意一條鏈及整個DNA

分子中都相等，因此0鏈中A與T的數(shù)量之和也占該鏈堿基總數(shù)的44%,A正確；

互補(bǔ)堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相等，因此a鏈和B

鏈中(G+C)/(A+T)相等，都是56%/44%=14/11,B錯誤；a鏈中胸腺喀咤所占的

比例是1-56%—28%=16%,占雙鏈DNA分子的比例是16%*=8%,C正確；

不同生物的DNA分子中互補(bǔ)堿基之和的比值一般不同，即(A+T)/(C+G)的值體

現(xiàn)了不同生物DNA分子的特異性，D正確。

?認(rèn)知生成?跳出題海，

DNA分子中堿基數(shù)量的計算規(guī)律

2鏈不A

堿基互補(bǔ)配對原則：在雙錢

DNA中,A=T(A產(chǎn)丁2，人尸「)

*

推理1:雙鏈DNA中四種堿基，兩兩和等，兩兩互補(bǔ)。

即:A=TC=GA+C=T+G=5()%A+G=T+C=50%(嗥

吟=嘴噴)

已知任意一堿基比例，便可知其他三個堿基比例

▼

邦理2:巳若1處中盤gl=a,則2犍中學(xué)圻=a

知DNA一

條鏈中的雙鏈中學(xué)I=a

C+G

堿基比例,

可求另一若1地中第2=b，則2蛙中罌=1

11+G［T+GD

條鏈中的22

堿基比例雙鏈中A￡=I

T+G

推理3:雙鏈DNA分

子中，堿基A的比例

為兩條單鏈相應(yīng)堿基

比例的平均值

命題點二DNA通過復(fù)制傳遞遺傳信息

主干知識?復(fù)盤再研必備知識

1.DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)

［認(rèn)知覺醒］科學(xué)家曾提出DNA復(fù)制方式的三種假說：分散復(fù)制、半保留復(fù)制

和全保留復(fù)制，如圖1所示。某興趣小組為探究大腸桿菌DNA的復(fù)制方式，進(jìn)

行了如下實驗：①在只含ON的培養(yǎng)液中培養(yǎng)大腸桿菌若干代，提取DNA并離

心，結(jié)果如圖2中甲所示；②將大腸桿菌轉(zhuǎn)移至只含的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，讓其

繁殖四代；③提取每代大腸桿菌的DNA并離心。圖2中的乙、丙和丁是某學(xué)生

繪制的預(yù)期結(jié)果圖?；卮鹣铝袉栴}：

圖1圖2

(1)該實驗小組探究大腸桿菌DNA的復(fù)制方式時，所用科學(xué)實驗方法有哪些？選

擇大腸桿菌作為實驗材料的優(yōu)點是什么？（答出1點即可）

⑵進(jìn)行步驟①的主要目的是什么？

⑶若大腸桿菌的DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制，則不會出現(xiàn)圖2中乙?丁所示的

哪一種結(jié)果？若大腸桿菌的DNA復(fù)制方式是分散復(fù)制，則會出現(xiàn)圖2中乙?丁

所示的哪一種結(jié)果？若大腸桿菌的DNA復(fù)制方式是全保留復(fù)制，請在圖2的戊

中繪制出預(yù)期子一代的實驗結(jié)果。

提示（1）同位素標(biāo)記法、密度梯度離心法。繁殖快；無染色體結(jié)構(gòu)、DNA含量

目

少。（2）使大腸桿菌的DNA幾乎都被"N標(biāo)記。（3）乙。丙。

思維升華圖解法分析DNA復(fù)制的相關(guān)計算

親代<SNI1,5NI,SN標(biāo)記

、P*N表標(biāo)記

復(fù)制】次,SN|p*N個/N笆親代DNA

/\/\標(biāo)記，原

?：：：：：：?料未標(biāo)記

復(fù)制2次

/\\

復(fù)刎〃次

規(guī)律：1個親代DNA（雙鏈均被“N標(biāo)記）在不含卜川的環(huán)境中連續(xù)增殖〃代，則:

回子代DNA分子總數(shù)為2"個

②無論復(fù)制多少次，含“N的DNA分子始終

是2個

③含“N的DNA分子有2"個,只含"N的DNA

分子有（2"-2）個

@子代DNA分子總鏈數(shù)2"2=2田（條）

②無論發(fā)制多少次，含的能始終是2條

⑥含"N的性數(shù)是（2"-2）條

叵若親代DNA分子含有某種脫氧核糖核苔

酸m個，則經(jīng)過〃次復(fù)制需要消耗游離的該

脫氧核糖核苦酸數(shù)為mx（2"-l）個

&若進(jìn)行第〃次復(fù)制，則需汨耗游離的該脫

氧核糖核苔酸數(shù)為,“X2—個

2.DNA復(fù)制的定義、時間、場所、過程、特點與意義

［認(rèn)知覺醒］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。下圖表示DNA復(fù)制的過程，請分析回答問題：

(1)上述過程主要發(fā)生在人體細(xì)胞的(填細(xì)胞結(jié)構(gòu)的名稱)中，發(fā)生的時間

主要是在細(xì)胞分裂的期。

⑵解旋時，需要①酶的催化，鍵斷裂，DNA雙鏈解開。

(3)合成DNA子鏈時，游離的脫氧核甘酸在②___________的催化卜，逋過形成

的相連，DNA子鏈延伸的方向為o

(4)每一條新合成的子鏈與其對應(yīng)的模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)了DNA復(fù)制

具有的特點。這樣一個DNA分子就形成了兩個完全相同的子代

DNA分子。

(5)DNA能夠準(zhǔn)確復(fù)制的原因是什么？

提示(1)細(xì)胞核間(2)解旋氫(3)DNA聚合酶磷酸二酯鍵5，一3，⑷

半保留復(fù)制

(5)①DNA獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板；②通過堿基互補(bǔ)配對，

保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。

通常DNA分子復(fù)制從一個復(fù)制起點開始，有單向復(fù)制和雙向復(fù)制，如圖所示。

放射性越高的3H一胸腺喘噬脫氧核糖核苗(3H-脫氧胸背)，在放射自顯影技術(shù)的

圖像上，感光還原的銀顆粒密度越高。

復(fù)制起點復(fù)制上起點

--1---—

---D，

單向復(fù)制雙向復(fù)制

⑴請利用放射性自顯影技術(shù)、低放射性一%—脫氧胸昔和高放射性3H一脫氧胸昔,

設(shè)計實驗以確定大腸桿菌DNA復(fù)制的方向。

⑵預(yù)測實驗結(jié)果并得出結(jié)論。

提示(1)復(fù)制開始時，首先用含低放射性3H—脫氧胸昔培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，、

段時間后轉(zhuǎn)移到含有高放射性3H—脫氧胸甘的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)，用放射自顯影

技術(shù)觀察復(fù)制起點和復(fù)制起點兩側(cè)銀顆粒密度情況(2)若復(fù)制起點處銀顆粒密

度低，復(fù)制起點的一側(cè)銀顆粒密度高，則DNA分子復(fù)制為單向復(fù)制；若復(fù)制起

點處銀顆粒密度低，復(fù)制起點的兩側(cè)銀顆粒密度高，則DNA分子復(fù)制為雙向復(fù)

制

思維升華染色體DNA復(fù)制與擬核DNA復(fù)制的過程

染

色

體

D

N①圖中顯示DNA復(fù)制是從多個起點開始的.

但多起點并非同時進(jìn)行

I>J解讀②圖中顯示DNA復(fù)制是邊解放邊雙向發(fā)制的

③真核生物的這種允制方式的意義在于提高

了發(fā)制速率

④一個細(xì)胞周期中每個起點一般只起始1次

“復(fù)制池”

擬圖示

核尚未復(fù)制

D

N

A解讀

通常為單起點、雙向復(fù)制

?考點速覽

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

提示DNA復(fù)制的原料是四種脫氧核普酸。

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

提示DNA復(fù)制時，脫氧核甘酸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)

提示子鏈的合成過程需要引物參與。

(4)DNA聚合酶的作用是打開DNA雙鏈。(2021?遼寧卷，4D)(X)

提示解旋酶的作用是打開DNA雙年.

（5）煙草花葉病毒的RNA可通過復(fù)制將遺傳密碼傳遞給子代。（2020?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。

⑹果蠅體細(xì)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(xì)胞中核DNA分子通過復(fù)制將遺傳信息傳遞給子代。

關(guān)鍵能力,提升深研典型例題

題型1DNA復(fù)制的過程與特點（科學(xué)思維）

[例1]（2025?廣東清遠(yuǎn)調(diào)研）如圖為真核細(xì)胞DNA復(fù)制過程的模式圖。一個被l5N

標(biāo)記的雙鏈DNA分子含有1000個堿基對，其中胞喀咤有300個，讓其在含l4N

的脫氧核甘酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，共進(jìn)行3次復(fù)制。下列相關(guān)敘述錯誤的是（）

復(fù)制起點

DNA復(fù)制過程模式圖

A.復(fù)制時兩條子鏈的延伸方向都是從3'端一5'端

B.該過程中需要解旋酶和DNA聚合酶

C.產(chǎn)生的含,5N的DNA分子占全部DNA分子的1/4

D.該DNA分子含有腺噪吟脫氧核甘酸700個

答案A

解析復(fù)制時兩條子鏈的延伸方向都是從5,端一3,端，A錯誤；該復(fù)制過程中需

要解旋酶和DNA聚合酶，B正確；子代DNA中，含有的DNA有2個，經(jīng)

過3次復(fù)制子代DNA分子有8個，故子代DNA中含有,5N標(biāo)記的DNA占全部

DNA分子的比例為2/8=1/4,C正確；一個DNA分子含有1000個堿基對，即2

000個脫氧核甘酸,其中胞脫唳有300個,則該D、A分孑中腺嘿吟脫氧核甘酸=

（2000-300X2）4-2=700（個），D正確。

?認(rèn)知生成?跳出題海，

比較與DNA有關(guān)的4種酶

--------需借助母蛙作為模板，依據(jù)堿基互補(bǔ)配

一對原則,將單個脫氧核糖核甘酸連接到

聚合酶J已有的就上

，將多個復(fù)制起點所發(fā)制出的“DNA片段”

”“抬一“縫合”起來，即形成磷酸二酯鍵連接

用于切斷DNA雙鏈.中特定的兩個核芬酸

［限制.卜之間的磷酸二酯鍵

?

（DNA酶上用于將DNA分子水解為脫氧核糖核苔酸

［例2］（不定項）（2025?山東煙臺質(zhì)檢）大腸桿菌是人和許多動物腸道中很重要的一

種細(xì)菌，周身具鞭毛，能運動（擬核DNA呈環(huán)狀，共含有6個堿基，其中有〃個

胸腺嚓咤）放在含32P標(biāo)記的胸腺喀陡脫氧核甘酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間，檢測

到如圖I、II兩種類型的DNA（虛線表示含有放射性的脫氧核甘酸鏈），下列敘述

正確的是（）

A.大腸桿菌的擬核DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，擬核上的基因遵循孟德爾遺傳定律

B.大腸桿菌復(fù)制一次后產(chǎn)生的兩個子代DNA中有4個游離的璘酸基團(tuán)

C.第四次復(fù)制產(chǎn)物有I、II兩種類型，比例為1:7

D.復(fù)制n次需要胞嗑嚏的數(shù)目是（2“一1）（〃/2一〃）

答案CD

解析大腸桿菌的擬核DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，基因的分離定律適用于真核生

物的細(xì)胞核基因，大腸桿菌是原核生物,其擬核上的基因不遵循孟德爾遺傳定律，

A錯誤；大腸桿菌的DNA呈環(huán)狀，沒有游離的磷酸基團(tuán)，B錯誤；DNA復(fù)制為

半保留復(fù)制，形成的子代DNA含有一條親代鏈和一條新形成的子代鏈，所以DNA

第四次復(fù)制產(chǎn)生的16個子代DNA分子中，2個為I類型，14個為II類型，即第

四次復(fù)制產(chǎn)生的I、H兩種類型的比例為1：7,C正確；由題可知：T=a,總堿

基數(shù)=m,故C=〃?/2-〃，復(fù)制〃次，需要的C=（m/2-a）（2〃一l）個,D正確。

題型2DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)（科學(xué)探究）

［例3］（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l）o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

/?\

全m保留半保留分散

復(fù)制復(fù)制夏制

圖1

大腸桿菌培養(yǎng)密度梯度離心

在含gNH,CI的培養(yǎng)八提取口必

液中生長若干代

轉(zhuǎn)移到含“NH,CIj

的培養(yǎng)液中n

U

細(xì)胞分裂一?次?

第.代提取中

DNA一

離心二

「

細(xì)胞再分裂一次I7輕

提取DNA

中

土

第二代FT)

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

答案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，

但不能確定是半保留復(fù)制還是分散復(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有兩條年均含有,4N或一條錯含有,4N.一條鏈含有,5N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。

［例4］（不定項）（2025?山東日照檢測）研究人員將1個含,4N-DNA的大腸桿菌轉(zhuǎn)移

到以,5NH4C1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DNAo

將DNA解開雙螺旋，變成單鏈；然后進(jìn)行離心，試管中出現(xiàn)兩種條帶（如圖）。下

列說法錯誤的是（）

密度假尸

條帶1

條帶1=條帶2

條帶2二

密度高u01/?7/8

DNA單鏈的含量

A.若直接將子代大腸桿菌的DNA離心也能得到兩條條帶

B.由結(jié)果可推知大腸桿菌分裂一次所需的時間大約為4h

C.DNA分子中的堿基數(shù)、磷酸數(shù)和脫氧核糖數(shù)相等

D.如圖的條帶數(shù)目和位置可以確定DNA的復(fù)制方式

答案BD

解析由于,4N單鏈：,5N單鏈=1:7且最初應(yīng)該有兩條含有,4N的單鏈，推出

DNA分子有8個，復(fù)制了3次。1個含UN—DNA的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到以"NH4cl

為唯一氮源的培養(yǎng)液中,DNA復(fù)制3次，最終得到有2個DNA的鏈?zhǔn)?5N-,4N,

離心后在中帶；有6個DNA的鏈都是I5N的，離心后在重帶，共兩條條帶，A

正確；一共培養(yǎng)了24h,DNA復(fù)制了3次，說明大腸桿菌分裂一次所需的時間大

約為8h,B錯誤；DNA分子的基本組成單位是脫氧核甘酸，一分子的脫氧核昔

酸是由一分子堿基、一分子磷酸和一分子脫氧核糖組成的，所以DNA分子中的

堿基數(shù)、磷酸數(shù)和脫氧核糖數(shù)相等，C正確；將DNA解開雙螺旋，變成單鏈，

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，但無法判斷DNA的復(fù)制

方式，D錯誤。

■關(guān)鍵?真題必刷

1.（2023.山東卷，5）將一雙鏈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的夕端指向解旋方向，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?，F(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(bǔ)配對原則，下列說法錯誤的是（）

①

②

①

②

①

②

A.據(jù)圖分析，①和②延伸時均存在暫?，F(xiàn)象

B.4J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

解析據(jù)圖分析，圖甲時新合成的單鏈①比②短，圖乙時新合成的單鏈①比②長，

且延伸進(jìn)行時2條鏈延伸速率相等，因此可以說明①和②延伸時均存在暫?，F(xiàn)象,

A正確；甲時①中A、T之和與②中A、T之和可能相等，B正確；①和②兩條

鏈中堿基是互補(bǔ)的，丙為復(fù)制結(jié)束時的圖像，新合成的單鏈①與②等長，丙時①

中A、T之和與②中A、T之和一定相等，C正確；①的5,端指向解旋方向，則

②鏈的T端指向解旋方向，其模板鏈5,端指向解旋方向，D錯誤。

2.（2023?河北卷，6）關(guān)于基因、DNA、染色體和染色體組的敘述，正確的是（）

A.等位基因均成對排布在同源染色體上

B.雙螺旋DNA中互補(bǔ)配對的堿基所對應(yīng)的核甘酸方向相反

C.染色體的組蛋白被修飾造成的結(jié)構(gòu)變化不影響基因表達(dá)

D.一個物種的染色體組數(shù)與其等位基因數(shù)一定相同

答案B

解析細(xì)胞內(nèi)決定相對性狀的等位基因絕大部分戌對地排布在同源染色體上，但

在具有異型性染色體的個體細(xì)胞內(nèi)，位于性染色體上的等位基因并非完全成對排

布，A錯誤；雙螺旋DNA是由兩條單鏈按反向平行方式盤旋構(gòu)成的，且兩條鏈

上的堿基遵循堿基互補(bǔ)配對原則。因此，組成DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中互補(bǔ)配對的堿

基所對應(yīng)的核甘酸方向也必然相反，B正確；在生物表觀遺傳中，除了DNA甲

基化，構(gòu)成染色體的組蛋白發(fā)生甲基化、乙酰化等修飾也會影響基因的表達(dá)，C

錯誤；一個物種的染色體組數(shù)不一定與其等位基因數(shù)相同，例如二倍體生物有兩

個染色體組，但人體控制ABO血型的等位基因有三個，D錯誤。

3.（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(jìn)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(xì)菌的實驗，證明了DNA是遺傳物質(zhì)，D正確。

4.（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)外殼，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呈螺旋結(jié)構(gòu)，D錯誤。

5.（2022.廣東卷，12認(rèn)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(bǔ)配對

D.自連環(huán)化后兩條單鏈方向相同

答案C

解析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，

不能決定線性DNA分子兩端能夠相連，A、B錯誤；據(jù)圖可知，單鏈序列的堿基

能夠互補(bǔ)配對，決定線性DNA分子兩端能夠相連，C正確；DNA的兩條鏈?zhǔn)欠?/p>

向平行的，因此自連環(huán)化后兩條單鏈方向相反，D錯誤。

限時練23DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因的本質(zhì)

（時間：30分鐘）

一、選擇題

1.（2025?河南鄲城一高調(diào)研）下列有關(guān)基因和染色體的敘述，錯誤的是（）

A.真核細(xì)胞的遺傳信息儲存在脫氧核甘酸的排列順序中

B.基因具有多樣性的原因是不同基因含有的堿基種類不同

C.人體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)小于所有DNA分子的堿基總數(shù)

D.一條染色體上有1或2個DNA分子，每個DNA分子有多個基因

答案B

解析真核細(xì)胞的遺傳物質(zhì)是DNA,其遺傳信息儲存在脫氧核音酸的排列順序中,

A正確；基因具有多樣性的原因是不同基因的堿基排列順序不同，B錯誤；DNA

上有具有遺傳效應(yīng)的基因，也有不具有遺傳效應(yīng)的片段，因此人體內(nèi)所有基因的

堿基總數(shù)小于所有DNA分子的堿基總數(shù),C正確;一條染色體上有1或2個DNA

分子，每個DNA分子有多個基因，基因在染色體上呈線性排列，D正確。

2.（2025?山東日照模擬預(yù)測）科學(xué)家曾在一種病毒中發(fā)現(xiàn)部分堿基A可以被2—氨

基腺喋吟（Z）取代，這樣的DNA被稱為Z-DNA。進(jìn)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(xì)菌中某些蛋白質(zhì)的攻擊。

下列相關(guān)敘述錯誤的是（）

A.組成Z-DNA的化學(xué)元素有五種，徹底水解后可得到7種化合物

B.與正常DNA相比，Z-DNA中嗓吟堿基的比例較大，結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定

C.病毒DNA中堿基A被Z取代，屬于可遺傳變異中的基因突變

D.Z-DNA復(fù)制時也需遵循堿基互補(bǔ)配對原則且需DNA聚合酶參與

答案B

解析Z-DNA的組成中部分堿基A被2—氨基腺喋吟（Z）替換，因此組成Z-

DNA的化學(xué)元素有五種，為C、H、0、N、P,徹底水解后可得到7種產(chǎn)物，包

括脫氧核糖、磷酸和五種堿基，A正確；堿基Z與堿基T之間有三個氫鍵，因此，

與沒有發(fā)生替換的同種DNA比較，Z—DNA分子結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，但Z—DNA的形

成是由于堿基A被Z替換所致，因而該DNA中的嘿吟堿基和咯咤堿基依然相等，

B錯誤；病毒DNA中堿基A被Z取代，相當(dāng)于堿基序列發(fā)生改變，屬于可遺傳

變異中的基因突變，C正確；Z-DNA也具有雙鏈結(jié)構(gòu)，其復(fù)制時也需遵循堿基

互補(bǔ)配對原則且需DNA聚合酶參與，D正確。

3.（2025.遼寧丹東一模）沃森和克里克發(fā)現(xiàn)了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，開啟了分子生物學(xué)

時代，DNA條形碼（DNABarcode）技術(shù)就是一種利用一個或者多個特定的片段

DNA進(jìn)行物種鑒定的分子生物學(xué)技術(shù)。下圖中展示的中藥材DNA條形碼就是中

藥材的基因身份證。下列敘述錯誤的是（）

t

i

n

A.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)運用了建構(gòu)模型法

B.中藥材遺傳信息的“條形碼”源于DNA分子中脫氧核甘酸的排列順序

C.不同種類中藥材細(xì)胞的DNA分子不同，不同DNA分子水解產(chǎn)物種類不同

D.利用DNA條形碼可以鑒定物種及物種間親緣關(guān)系

答案C

解析DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)運用了建構(gòu)模型法，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)為物理模型,

A正確；中藥材的遺傳物質(zhì)是DNA,遺傳信息就儲存在脫氧核昔酸的排列順序中,

B正確；不同種類的中藥材細(xì)胞中的DNA分子不同，但不同的DNA分子徹底水

解的產(chǎn)物是相同的，都是磷酸基團(tuán)、脫氧核糖和4種含氮堿基，C錯誤；由于DNA

分子具有特異性，因此利用DNA條形碼可以鑒定物種及物種間親緣關(guān)系，D正

確。

4.（2025?山東日照二模）DNA復(fù)制時，一條子鏈的合成是連續(xù)的，稱為前導(dǎo)鏈：另

一條子鏈的合成是不連續(xù)的（先合成一些小片段，最后連成一條完整的長鏈），稱

為后隨鏈。復(fù)制過程中，由于DNA聚合酶不能發(fā)動新鏈的合成，只能催化已有

鏈的延長，因此DNA合成是由RNA引物引發(fā)的，如下圖所示。下列敘述錯誤的

是（）

A.前導(dǎo)鏈合成方向與復(fù)制又移動方向一致，后隨鏈的合成方向與之相反

B.前導(dǎo)鏈合成所需的噂吟堿基數(shù)目等于后隨鏈合成所需的喋吟堿基數(shù)目

C.圖中所示的“空白”區(qū)域可能由DNA聚合酶催化合成的新鏈來填補(bǔ)

D.圖中引物的合成方向為5，-3，，該過程需要在RNA聚合酣作用下進(jìn)行

答案B

解析前導(dǎo)鏈和后隨鏈?zhǔn)腔パa(bǔ)的，前導(dǎo)鏈合成所需的喋吟堿基數(shù)目等于后隨鏈合

成所需的喀唉堿基數(shù)目，B錯誤；空白區(qū)域是去除RNA引物后形成的，可能由

DNA聚合酶催化合成的新鏈來填補(bǔ)，C正確；圖中的引物是RNA,引物的合成

方向為5，-31該過程需要在RNA聚合酶作用下進(jìn)行，D正確。

5.（2025?山東日照一模）下圖為某真核細(xì)胞DNA復(fù)制的電鏡照片，其中泡狀結(jié)構(gòu)為

復(fù)制泡，是DNA正在復(fù)制的部分。據(jù)圖分析正確的是（）

A.復(fù)制泡中子鏈①的a、b端分別為其5,端和3,端

B.DNA聚合酶可以催化核糖核昔酸連接到子鏈上

C.復(fù)制泡中的每條子鏈都是部分連續(xù)合成、部分不連續(xù)合成的

D.圖示體現(xiàn)了DNA復(fù)制具有邊解旋邊復(fù)制、單起點雙向復(fù)制的特點

答案C

解析DNA分子復(fù)制時子鏈?zhǔn)菑?,端向3,端延伸的，故圖中復(fù)制泡a端為子鏈的

3,端，b端為5,端，A錯誤；DNA分子復(fù)制時，DMA聚合酶催化單個脫氧核甘酸

連接到子鏈上，B錯誤；DNA分子復(fù)制時是多起點雙向進(jìn)行的，子鏈從5,端向3,

端延伸，據(jù)圖可知，圖示復(fù)制泡中的兩條子鏈都是部分連續(xù)合成、部分不連續(xù)合

成的，C正確，D錯誤。

6.（2025?山東日照模擬預(yù)測）某果蠅精原細(xì)胞中8條染色體上的DNA已全部被,5N

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(xì)胞提供含,4N的原料

讓其連續(xù)進(jìn)行兩次分裂，產(chǎn)生四個子細(xì)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)敘述錯誤的是（）

A.若子細(xì)胞中均含4條染色體，則一定有一半子紐胞含有a基因

B.若子細(xì)胞中均含8條染色體，則每個子細(xì)胞中均含1個A基因和1個a基因

C.若子細(xì)胞中的核DNA均含,5N,則每個子細(xì)胞為含8條染色體

D.若子細(xì)胞中一半的核DNA含,5N.則每個子細(xì)抱均含8條染色體

答案C

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

原細(xì)胞進(jìn)行的是減數(shù)分裂，等位基因會發(fā)生分離，形成4個精細(xì)胞兩兩相同，故

有一半子細(xì)胞含有a基因，A正確；若四個子細(xì)胞中均含8條染色體（染色體數(shù)目

與體細(xì)胞相同），則精原細(xì)胞進(jìn)行的是有絲分裂，子細(xì)胞的基因型與體細(xì)胞相同，

則每個子細(xì)胞中均只含有1個A基因和1個a基因，B正確；若四個子細(xì)胞中的

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

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

染色體，C錯誤；若四個子細(xì)胞中有一半核DNA含"N,說明DNA不止復(fù)制一

次，則細(xì)胞進(jìn)行的是有絲分裂，所以每個子細(xì)胞均含8條染色體，D正確。

7.（不定項）（2024.山東荷澤一模）下圖為環(huán)狀DNA分子的復(fù)制方式，被稱為滾環(huán)復(fù)

制。其過程是先打開其中一條單鏈a的一個磷酸二酯鍵，游離出一個3，一OH和

一個夕一磷酸基末端，隨后，在DNA聚合酶催化下，以b鏈為模板，從a鏈的3,

-OH末端加入與b鏈互補(bǔ)的脫氧核甘酸，使鏈不斷延長，新合成的子鏈隨b鏈

的滾動而延伸。與此同時，以伸展的a鏈為模板，合成新的子鏈。最后合成兩個

子代雙鏈分子。下列說法正確的是（）

A.DNA甲需要DNA水解酶斷裂磷酸二酯鍵打開缺口

B.滾環(huán)復(fù)制中，b鏈滾動方向為逆時針

C.每條子鏈的合成都需要合成引物

D.DNA乙和DNA丙中新合成鏈的堿基序列相同

答案B

解析DNA甲需要特異的酶斷裂磷酸二酯鍵打開缺口，DNA水解酶會將DNA

水解，A錯誤；以環(huán)狀b鏈為模板，從a鏈的3，一0H末端加入與b鏈互補(bǔ)的脫

氧核甘酸，使鏈不斷延長，通過逆時針滾動而合成新的子鏈，B正確；由于DNA

復(fù)制過程中子鏈的延伸在3，一OH端，結(jié)合圖示可知，浪外復(fù)制在3，一OH端開始

以切開的該鏈為引物向前延伸，不需要合成引物，C錯誤；DNA乙（以b鏈為模

板）和DNA丙（以a鏈為模板）中新合成鏈的堿基序列互補(bǔ)，D錯誤。

二、非選擇題

8.（2025?重慶模擬）紫外可見分光光度計常用于核酸的分離和鑒定。為研究DNA的

復(fù)制，現(xiàn)進(jìn)行以下實驗：

大腸桿菌在條件適宜時約20分鐘繁殖一代。研究人員先培養(yǎng)大腸桿菌，然后提取

DNA,經(jīng)離心后，再測定溶液的紫外可見光吸收光譜，吸收光譜的峰值位置對應(yīng)

離心管中DNA的主要分布位置。實驗步驟如下：

a.將大腸桿菌在"NHaCl（氮源）的培養(yǎng)液中培養(yǎng)足夠長時間。

b.提取大腸桿菌的DNA,測定吸收光譜（圖la處所示，峰值出現(xiàn)在P處）。

c.將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到WNH4CK氮源）的培養(yǎng)液中培養(yǎng)。

d.在培養(yǎng)到6、13、20分鐘時，分別取樣，提取DNA,并測定吸收光譜，結(jié)果如

圖1b?d處所示。

才離心管

a

圖1

f

親代DNA

-

1

j