2024年人教版高考生物一輪復習：DNA的結(jié)構(gòu)與復制

復習材料

第30課時DNA的結(jié)構(gòu)與復制

1.概述DNA分子是由4種脫氧核甘酸構(gòu)成的，通常由兩條堿基互補配對的反向

課標要求平行長鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)，堿基的排列順序編碼了遺傳信息。2.概述DNA分

子通過半保留方式進行復制。

2022?重慶-T42022?河北-T82022?浙江6月選

1.DNA結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建

考-T”2021?廣東-T5

2023?海南-T132022?廣東-T122021?北京-T4

2.DNA結(jié)構(gòu)、特點與計算

2020?浙江7月選考-T3

考情分析

2023?山東-T52022?海南-T112021?山東-T5

3.DNA復制過程及計算2021?浙江6月選考-T142021?海南?T6

2021?遼寧―T4

4.DNA復制與細胞分裂2021?浙江6月選考-T222019?浙江4月選考-T25

考點一DNA分子的結(jié)構(gòu)與基因本質(zhì)

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

2.DNA的結(jié)構(gòu)

3.DNA結(jié)構(gòu)特點

多樣性若DNA含有n個堿基對，則其可能有4"種堿基排列順序

特異性每個DNA分子都有特定的堿基排列順序

穩(wěn)定性兩條主鏈上磷酸與脫氧核糖交替排列的順序不變，堿基配對方式不變等

回納總結(jié)1DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的熱考點

4.DNA中的堿基數(shù)量的計算規(guī)律

設DNA一條鏈為1鏈，互補鏈為2鏈。根據(jù)堿基互補配對原則可知，AI=T2,A2=「，GI=

C2，G2=C]O

⑴AI+A

尸n+T2；G1+G2=C1+C2O

1

即：雙鏈中A=1,G=C，A+G=T+C=A+C=T+G=3A+G+T+C)°

規(guī)律一：雙鏈DNA中喋吟堿基總數(shù)等于喀咤堿基總數(shù)，任意兩個不互補堿基之和為堿基總

數(shù)的一半。

復習材料

(2)Ai+T1=A2+T2；GI+CI=G2+C2,

AI+TIA2+T2A+TCI+GIC2+GC+G

----=-----=---(N為相應的堿基總數(shù)),2

NiN2NNIN2N

規(guī)律二：互補堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相等，簡記為“補則

等

Ai+CiA2+C2

(3)---------與------的關系是互為倒數(shù)。

Ti+GiT2+G2

規(guī)律三：非互補堿基之和的比值在兩條互補鏈中互為倒數(shù)，簡記為“不補則倒”。

A]A2A1

(4)若——a,——b,則-=—(a+6)。

MNiN2

規(guī)律四：某種堿基在雙鏈中所占的比例等于它在每一條單鏈中所占比例和的一半。

5.基因本質(zhì)

基因通常是具有遺傳效應的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的RNA片段。

【拓展延伸慎、原核細胞基因的結(jié)構(gòu)

6.基因與染色體、DNA、脫氧核甘酸的關系

【判斷正誤】

(1)沃森和克里克用DNA衍射圖譜得出堿基配對方式(X)

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

(2)某同學制作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(X)

提示在制作脫氧核昔酸時，需在脫氧核糖上連接磷酸和堿基。

(3)DNA分子中每個脫氧核糖上均連接著一個磷酸和一個堿基(X)

提示DNA的每條脫氧核甘酸鏈除了3,端的脫氧核糖外，其余的脫氧核糖都是連接著兩個磷

酸。

(4)某雙鏈DNA分子中一條鏈上A：T=1：2,則該DNA分子中A：T=2:l(X)

提示該DNA分子為雙鏈，其中A與T互補配對，即A=T,則該DNA分子中A:T=1：1。

(5)人體內(nèi)控制「一珠蛋白合成的基因由1700個堿基對組成，其堿基對可能的排列方式有4"。。

種(X)

提示人體內(nèi)控制B—珠蛋白合成的基因由1700個堿基對組成，其堿基對的排列順序是特定的。

(6)DNA分子的堿基對總數(shù)與所含有的基因的堿基對總數(shù)相等(X)

提示基因通常是有遺傳效應的DNA片段，所以DNA分子的堿基對總數(shù)大于所含有的基因的

堿基對總數(shù)。

考向一DNA的結(jié)構(gòu)分析

1.(2022?廣東，12譏噬菌體的線性雙鏈DNA兩端各有一段單鏈序列。這種噬菌體在侵染大

復習材料

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0

A.單鏈序列脫氧核昔酸數(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

解析單鏈序列脫氧核苜酸數(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不符合題意；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符合題意；DNA的兩條鏈是反向的，因此自連環(huán)化后

兩條單鏈方向相反，D不符合題意。

2.(2024?連云港高三期末)如圖是某學生在“制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”活動中制作的一個

模型，①②③④分別代表四種不同的堿基模型(①③代表喋吟堿基，②④代表喀咤堿基)。下

列敘述正確的是()

A.該模型可代表一個雙鏈脫氧核糖核酸分子

B.該模型表明每個脫氧核糖都與一個磷酸相連

C.①②③④位于DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的外側(cè)

D.若要將此鏈和其互補鏈連接，則需要10個連接物代表氫鍵

答案D

解析該模型只有一條單鏈，不可代表一個雙鏈脫氧核糖核酸分子，A錯誤；該模型中有三個

脫氧核糖都與兩個磷酸相連，有一個脫氧核糖與一個磷酸相連，B錯誤；①②③④是堿基，

位于DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)，磷酸和脫氧核糖交替連接，排列在外側(cè)，C錯誤；若要將此

鏈和其互補鏈連接，其中的A-T之間有2個氫鍵，C-G之間有3個氫鍵，圖中A—T堿基

對有2個，C—G堿基對有2個，則需要2X2+2X3=10(個)連接物代表氫鍵，D正確。

考向二DNA結(jié)構(gòu)的相關計算

3.(2023?承德高三聯(lián)考)下列有關雙鏈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,則另一條鏈中的堿基A所占比例也一定

為a

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

解析若DNA分子一條鏈中的堿基A所占比例為a,據(jù)此無法計算出另一條鏈的堿基A所占

比例，A錯誤；如果一條鏈上(A+T)：(G+C)=m,根據(jù)堿基互補配對原則，則另一條鏈上

該比值也為m,B正確；如果一條鏈上的A：T：G：C=2：2：3：3,則另一條鏈上該比值

復習材料

為2：2：3：3,C錯誤；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50X2

=100(個)，最多含有氫鍵的數(shù)量為50X3=150(個)，D錯誤。

4.如圖表示不同DNA分子中各種堿基的比例關系，下列說法正確的是()

A.若甲表示不同DNA分子一條單鏈中堿基G的比例變化，則乙可表示其互補鏈中C的比

例變化

B.若甲表示不同DNA分子一條單鏈中嘿吟堿基的比例，則乙可以表示其互補鏈中喋吟堿基

的比例

C.若甲表示不同DNA分子一條單鏈中A+T的比例，則乙可以表示其互補鏈中A+T的比

例

D.若甲表示不同DNA分子一條單鏈中(A+G)/(T+C),則乙可以表示其互補鏈中(A+G)/(T

+C)

答案B

解析DNA分子兩條鏈中的G與C互補，二者含量相同，若甲表示不同DNA分子一條單鏈

中堿基

G的比例變化，則甲也可表示其互補鏈中C的比例變化，A錯誤；DNA分子單鏈中，喋吟

比例+喀噫比例=1,若甲表示不同DNA分子一條單鏈中喋吟堿基的比例，則乙可以表示其

互補鏈中噤吟堿基的比例，B正確；DNA分子中，一條鏈中的A+T與另一條鏈中的T+A

相等，若甲表示不同DNA分子一條單鏈中A+T的比例，則甲也可表示其互補鏈中A+T的

比例，C錯誤；非互補堿基之和的比值在兩條互補鏈中互為倒數(shù)，若甲表示不同DNA分子

一條單鏈中(A+G)/(T+C),則乙可以表示其互補鏈中(T+C)/(A+G),D錯誤。

【歸納提升E步解決DNA分子中有關堿基比例的計算

第一步：搞清題中已知的和所求的堿基比例是占整個DNA分子堿基的比例，還是占DNA分

子一條鏈上堿基的比例。

第二步：畫一個DNA分子模式圖，并在圖中標出已知的和所求的堿基。

第三步：根據(jù)堿基互補配對原則及其規(guī)律進行計算。

考點二DNA的復制

1.對DNA復制方式的推測

(1)假說一：全保留復制

在復制過程中新的DNA分子單鏈結(jié)合在一起，形成一條新的DNA雙鏈，而親本DNA雙鏈

仍然被保留在一起。

(2)假說二：半保留復制

①提出者：美國生物學家沃森和英國物理學家克里克。

復習材料

②內(nèi)容：DNA復制時，DNA雙螺旋解開，互補的堿基之間的氫鍵斷裂，解開的兩條單鏈作

為復制的模板,游離的脫氧核昔酸依據(jù)堿基互補配對原則,通過形成氫鍵結(jié)合到作為模板的

單鏈上。

③特點：新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈。

(3)假說三：彌散型復制

在復制過程中親本DNA雙鏈被切割成小片段，分散在新合成的兩條DNA雙鏈中。

2.DNA半保留復制的實驗

(1)實驗者：美國生物學家梅塞爾森和斯塔爾。

⑵研究方法：假說一演繹法。

(3)實驗材料：大腸桿菌。

(4)實驗技術：同位素標記技術和離心技術。

⑸實驗背景：KN和*N是氮元素的兩種穩(wěn)定同位素，這兩種同位素相對原子質(zhì)量不同，含

15N的DNA比含MN的DNA的密度大,因此，利用離心技術可以在試管中分離開含有不同

氮元素的DNA。

(6)實驗過程

(7)實驗預期(演繹推理)

①圖示分析：若親代DNA分子完全被15N標記，請分別按照半保留復制、全保留復制和彌

散型復制的假說,分析繪制15N標記的親代DNA分子在含有MN的環(huán)境中連續(xù)復制所得子一

代和子二代的DNA分子中的UN和14N的分布狀態(tài)，實線表示15N標記，虛線部分表示14N

記。

②請依據(jù)上述分析，預測離心后DNA在離心管中分布的位置。

提示如圖所示

(8)實驗結(jié)果

①立即取出，提取DNA-離心叱全部重帶。

②繁殖一代后取出，提取DNAf離心一全部中帶。

③繁殖兩代后取出，提取DNA-離心1/2輕帶、1/2中帶。

(9)實驗結(jié)論：DNA的復制是以半保留的方式進行的。

3.DNA的復制

(1)概念、時間、場所

⑵過程

(3)結(jié)果：一個DNA分子形成了兩個完全相同的DNA分子。

“、蛀占［邊解旋邊復制

(4)將點［半保留復制

(5)DNA準確復制的原因

復習材料

DNA具有獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu),為復制提供精確的模板，通過堿基互補配對,保證了復制能準

確地進行。

（6）DNA復制的意義：DNA通過復制，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。

4.“圖解法”分析DNA復制相關計算

（1）將含有15N的DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)液中連續(xù)復制"次，貝h

（含&N的DNA分子：2個

小n仆C2A什c”人只含MN的DNA分子：0個

①子代DNA/、2Ij含MN的DNA分子：2'個

I只含14N的DNA分子：（2"—2）個

妙…淤牯什攵J含15N的脫氧核昔酸鏈：2條

②脫虱核甘酸鏈共2條［含中的脫氧核甘酸鏈：（2"+「2）條

（2）DNA分子復制過程中消耗的脫氧核昔酸數(shù)

①若親代DNA分子含有某種脫氧核昔酸m個，經(jīng)過n次復制需要消耗該種脫氧核甘酸數(shù)為

n

m.（2—1）o

②第n次復制需要消耗該種脫氧核甘酸數(shù)為1n-2-。

【熱圖解讀慎核生物和原核生物的DNA復制

真核DNA分子復制是從多個起點開始的，但多起點并非同時進行；而原核生物的DNA是環(huán)

狀雙鏈且只有一個復制起點，但其復制速度很快，彌補只有一個復制位點的不足。

5.細胞分裂中標記染色體去向的分析

（1）有絲分裂中染色體的標記情況

用-N標記細胞的DNA分子，然后將其放到含UN的培養(yǎng)液中進行兩次有絲分裂，情況如圖

所示（以一對同源染色體為例）：

第一次有絲第一次有絲第二次有絲第二次有絲

（注:體細胞染色體為2〃條）

分裂中期分裂后期分裂中期分裂后期

15N標記的染色體數(shù)2rl4〃2n2n

15N標記的染色單體數(shù)4n02n0

1個細胞經(jīng)兩次有絲分裂產(chǎn)生的4個子細胞已口有2或3或4個細胞含有15N麻記的染色體；

每個子細胞含15N標記的染色體為0?2〃條。

（2）減數(shù)分裂中染色體的標記情況

用-N標記細胞的DNA分子，然后將其放到含UN的培養(yǎng)液中進行正常減數(shù)分裂，情況如圖

所示（以一對同源染色體為例）：

由圖可以看出，子細胞中的所有染色體都含

（3）先進行一次有絲分裂再進行一次減數(shù)分裂細胞中染色體的標記情況

用15N標記細胞的DNA分子，然后將其放到含"N的培養(yǎng)液中進行一次有絲分裂，再繼續(xù)在

含14N的培養(yǎng)液中進行正常減數(shù)分裂，情況如圖所示（以一對同源染色體為例）：

復習材料

若該生物的正常體細胞的核DNA為2〃,則經(jīng)上述過程形成的子細胞中含15N標記DNA的個

數(shù)為。?n個。

【判斷正誤】

(1)在DNA復制方式的探究實驗中，若通過對第一代DNA解旋獲得的DNA單鏈進行離心，

其結(jié)果也可確定DNA復制的方式是全保留復制還是半保留復制(X)

提示因為兩種復制方式得到的第一代DNA分子解旋后再離心所得的條帶一樣，無法區(qū)分其

復制方式。

(2)DNA中氫鍵全部斷裂后，以兩條母鏈為模板各合成一條子鏈(X)

提示DNA復制是一個邊解旋邊復制的過程，而非完全解開后再復制。

(3)生物體內(nèi)的DNA常與蛋白質(zhì)結(jié)合，以DNA—蛋白質(zhì)復合物的形式存在。若復合物中的某

蛋白質(zhì)參與DNA復制，則該蛋白質(zhì)一定是DNA聚合酶(義)

提示該蛋白質(zhì)也有可能是解旋酶。

(4)蛙的紅細胞和哺乳動物成熟的紅細胞中都可以發(fā)生DNA復制過程(X)

提示蛙的紅細胞進行無絲分裂，可進行DNA分子的復制；哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞

核，也無各種細胞器，不能進行DNA分子的復制。

(5)DNA雙鏈被32P標記后，復制n次，子代DNA中有標記的占1/2"(X)

提示子代DNA中有標記的只有2個，占1/2"T。

(6)一個含有m個腺喋吟的DNA分子經(jīng)過n次復制，共需要消耗腺喋吟脫氧核甘酸2?->Xm

個(X)

提示n次復制共需要消耗腺喋吟脫氧核甘酸(2〃一1)又加個。

據(jù)圖分析DNA復制過程：

(1)圖示中的解旋酶和DNA聚合酶各有什么作用？

提示解旋酶使氫鍵打開，將DNA雙螺旋的兩條鏈解開；DNA聚合酶催化形成磷酸二酯鍵，

將單個游離的脫氧核甘酸加到DNA鏈上，從而形成新的子鏈。

(2)據(jù)圖思考：DNA聚合酶不能從頭合成DNA,而只能從3'一端以5'一端一3'一端方向

催化延伸聚合子代DNA鏈(因此DNA復制需要引物，為DNA聚合酶提供3，一端)，但是

DNA的兩條鏈是反向平行的，那么DNA的兩條鏈是如何同時作為模板合成其互補鏈的呢？

DNA復制還需要什么酶？

提示DNA復制過程中，當以a鏈為模板時,DNA聚合酶可以沿5'—端一3'一端方向連續(xù)合

成新的互補鏈(稱為前導鏈)；以b鏈為模板時,DNA聚合酶也是沿5'一端一3’一端方向合成

新鏈片段，但是與前導鏈的合成方向相反，最終合成的互補鏈(稱為后隨鏈)實際上是由許多

沿5'—端一3'一端方向合成的DNA片段連接起來的。DNA復制還需要解旋酶等的參與。

(3)通常DNA分子復制從一個復制起始點開始，有單向復制和雙向復制，如圖所示。放射性

越高的3H—胸腺喀咤脫氧核糖核昔(3H—脫氧胸普)，在放射自顯影技術的圖像上，感光還原

復習材料

的銀顆粒密度越高。

①請利用放射性自顯影技術、低放射性3H—脫氧胸背和高放射性3H—脫氧胸背，設計實驗

以確定大腸桿菌DNA復制的方向。

提示復制開始時，首先用含低放射性3H—脫氧胸昔培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，一段時間后轉(zhuǎn)移到

含有高放射性3H—脫氧胸背的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)，用放射自顯影技術觀察復制起點和復制起

點兩側(cè)銀顆粒密度情況。

②預測實驗結(jié)果并得出結(jié)論。

提示若復制起點處銀顆粒密度低，復制起點的一側(cè)銀顆粒密度高，則DNA分子復制為單向

復制；若復制起點處銀顆粒密度低，復制起點的兩側(cè)銀顆粒密度高，則DNA分子復制為雙

向復制。

(4)將發(fā)生癌變的小腸上皮細胞用含3H標記的胸腺嚏咤脫氧核昔酸的培養(yǎng)液培養(yǎng)，一段時間

后再移至普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)，不同間隔時間取樣，檢測到被標記的癌細胞比例減少，解釋出

現(xiàn)上述結(jié)果的原因。

提示依據(jù)DNA半保留復制的特點，移到普通培養(yǎng)液中的被標記的癌細胞，隨著細胞增殖次

數(shù)的增加，不被標記的癌細胞開始出現(xiàn)并不斷增多，故被標記的癌細胞比例減少。

(5)不進行細胞分裂的細胞中，還會發(fā)生DNA的復制嗎？

提示會發(fā)生DNA的復制。葉綠體和線粒體之中也含有DNA,它們自我復制增殖時會進行

DNA的自我復制，但細胞此時不一定處于分裂狀態(tài)。

考向三DNA復制過程及實驗證據(jù)辨析

5.單分子熒光測序技術原理如圖所示。某種脫氧核糖核昔三磷酸(dNTP,N可代表堿基A、

G、C、T)提供一個相應的脫氧核昔酸連接到DNA子鏈上的同時，會產(chǎn)生一分子的焦磷酸

(PPi),一分子的PPi可以通過一系列反應使熒光素發(fā)出一次熒光，通過檢測熒光的有無可推

測模板鏈上相應位點的堿基種類。下列說法錯誤的是()

A.測序過程中dNTP可以為反應提供能量

B.單分子熒光測序需要在DNA復制過程中進行

C.測序時需要在反應體系中同時加入4種dNTP

D.利用該技術測序時可能會連續(xù)多次出現(xiàn)熒光現(xiàn)象

答案C

解析測序過程中的能量來自dNTP水解釋放的能量，A正確；單分子熒光測序時dNTP提供

一個脫氧核甘酸作為DNA復制的原料，B正確；每一輪測序中只加入1種dNTP,C錯誤;

在連續(xù)的位置可能出現(xiàn)相同堿基，則會連續(xù)多次出現(xiàn)熒光現(xiàn)象，D正確。

6.(2022?海南，11)科學家曾提出DNA復制方式的三種假說：全保留復制、半保留復制和分

散復制(圖1)。對此假說，科學家以大腸桿菌為實驗材料，進行了如下實驗(圖2)。

下列有關敘述正確的是()

復習材料

A.第一代細菌DNA離心后，試管中出現(xiàn)1條中帶，說明DNA復制方式一定是半保留復制

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復制方式一定是

全保留復制

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

D.若DNA復制方式是半保留復制，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制，但不能肯定

是半保留復制或分散復制，繼續(xù)做子二代DNA密度鑒定，若子二代可以分出一條中帶和一

條輕帶，則可以排除分散復制，同時肯定是半保留復制，A、B、C錯誤；若DNA復制方式

是半保留復制，繼續(xù)培養(yǎng)至第三代，形成的子代DNA有兩條鏈均為MN,或一條鏈為MN、

一條鏈為15N兩種類型，因此細菌DNA離心后試管中會出現(xiàn)1條中帶和1條輕帶，D正確。

考向四DNA復制過程的有關計算

7.如圖為某DNA分子片段，假設該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)復制2次，下列敘述正確的是（）

A.復制時作用于③處的酶為DNA聚合酶

B.DNA分子復制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甘酸

D.子代中含15N的DNA分子占1/2

答案B

解析復制時作用于③（氫鍵）處的酶為解旋酶而不是DNA聚合酶，A錯誤；由題干信息可知,

G+C=l—34%=66%,則G=C=3300（個），則復制2次需要游離的胞喀唳脫氧核甘酸為

3300X（22-1）=9900（個），B正確；DNA分子的基本單位是脫氧核昔酸，所以④處指的是腺

喋吟脫氧核甘酸，C錯誤；圖示DNA分子只有一條鏈含15N,根據(jù)DNA的半保留復制特點,

連續(xù)復制2次后，形成的4個DNA分子，只有1個DNA分子含有15N,因此子代中含

的DNA分子占1/4,D錯誤。

8.（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)復制2次，則需游離的胞嚏咤

脫氧核糖核甘酸數(shù)量為0

A.240個B.180個C.114個D.90個

答案B

解析分析題意可知，該DNA片段含有100個堿基對，即每條鏈含有100個堿基，其中一條

鏈（設為1鏈）的A+T占40%,即Ai+「=40（個），則3+Gi=60（個）；互補鏈（設為2鏈）中

G與T分別占22%和18%,即G2=22,T2=18,可知CI=22,則GI=60-22=38=C2,故

復習材料

該DNA片段中C=22+38=60（個）。已知DNA復制了2次，則DNA分子的個數(shù)為2?=

4（個），4個DNA分子中共有胞喀咤脫氧核糖核昔酸的數(shù)量為4X60=240（個），原DNA片段

中有60個胞喀咤脫氧核糖核苔酸，則需要游離的胞喀噫脫氧核糖核甘酸數(shù)量為240—60=

180（個），B符合題意。

考向五DNA復制與細胞分裂的關系

9.（2019?浙江4月選考，25）在含有BrdU的培養(yǎng)液中進行DNA復制時，BrdU會取代胸背摻

入到新合成的鏈中，形成BrdU標記鏈。當用某種熒光染料對復制后的染色體進行染色，發(fā)

現(xiàn)含半標記DNA（一條鏈被標記）的染色單體發(fā)出明亮熒光，含全標記DNA（兩條鏈均被標記）

的染色單體熒光被抑制（無明亮熒光）。若將一個細胞置于含BrdU的培養(yǎng)液中，培養(yǎng)到第三個

細胞周期的中期進行染色并觀察（以一條模板DNA觀察）。下列推測錯誤的是（）

A.1/2的染色體熒光被抑制

B.1/4的染色單體發(fā)出明亮熒光

C.全部DNA分子被BrdU標記

D.3/4的DNA單鏈被BrdU標記

答案D

解析第一個細胞周期結(jié)束，每條染色體DNA都是一條鏈為舊鏈，一條鏈為新鏈，發(fā)熒光；

第二個細胞周期結(jié)束時，有一半染色體的DNA兩條鏈都是新鏈，熒光被抑制（記作甲類型）,

有一半染色體DNA一條鏈是舊鏈、一條鏈是新鏈，發(fā)熒光（記作乙類型）；這樣的染色體再次

進入下一個細胞周期，在中期時，甲類型的染色體上有一條染色單體發(fā)熒光，一條應該被抑

制；乙類型的染色體上兩條染色單體都是熒光被抑制，所以有一半的染色體熒光被抑制，A

正確；染色單體發(fā)出明亮熒光比例為l/2Xl/2=l/4,B正確；所有DNA分子都含有新合成

的DNA鏈，所以全部DNA分子被BrdU標記，C正確；親本單鏈占的比例為1/8,所以新合

成單鏈被BrdU標記比例為1—1/8=7/8,D錯誤。

10.將某雄性動物細胞的全部DNA分子的兩條鏈經(jīng)32P標記（染色體數(shù)為2〃）后，置于不含32P

的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。經(jīng)過連續(xù)兩次細胞分裂后產(chǎn)生4個子細胞，檢測子細胞中的放射性情況。

下列推斷正確的是0

A.若進行有絲分裂，則含32P染色體的子細胞比例一定為1/2

B.若進行減數(shù)分裂，則含32P染色體的子細胞比例一定為1

C.若子細胞中的染色體都含32P,則一定進行有絲分裂

D.若子細胞中的染色體不都含32P,則一定進行減數(shù)分裂

答案B

解析若子細胞中的染色體都含32P,說明DNA只復制一次，則一定進行減數(shù)分裂，C錯誤;

若子細胞中的染色體不都含32p,則一定進行的是有絲分裂，D錯誤。

1.DNA只含有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種堿基（脫

復習材料

氧核七酸）的排列順序千變?nèi)f化。

2.DNA復制的特點是邊解旋邊復制、半保留復制。DNA精確復制的原因：DNA雙螺旋結(jié)

構(gòu)提供了復制的模板，堿基互補配對原則保證了復制的精確進行。

3.一個DNA連續(xù)復制”次后，DNA分子總數(shù)為第"代的DNA分子中，含原DNA母

鏈的有2個，占I—。若某DNA分子中含堿基T為a,則連續(xù)復制〃次，所需游離的胸腺

喀口定脫氧核昔酸數(shù)為aX（2"-1）；第n次復制時所需游離的胸腺喀咤脫氧核/酸數(shù)為aX2”一

I。

4.果蠅DNA形成多個復制泡的原因：果蠅的DNA有多個復制起點，可從不同起點開始DNA

的復制，由此加快了DNA復制的速率，為細胞分裂做好準備。

5.某哺乳動物體細胞中的DNA分子展開長2m左右，預測復制完成至少需要8h,而實際上

只需約6h。據(jù)圖分析，最可能的原因是DNA復制是多個起點、雙向復制。

6.研究表明，在DNA分子加熱解鏈時，DNA分子中G+C的比例越高，解鏈需要的溫度越

高，原因是DNA分子中G+C的比例越高，氫鍵數(shù)越多，DNA分子結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。

7.將一個帶有某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進行標記，并使其侵染大腸桿菌，在不

含有32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體（n個）

并釋放，則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n,原因是一個含32P標記的噬菌體雙鏈DNA

分子經(jīng)半保留復制后，標記的兩條單鏈分配到2個噬菌體的雙鏈DNA分子中，因此得到的n

個噬菌體中，只有2個帶標記。

8.用一段由放射性同位素標記的DNA片段可以確定基因在染色體上的位置。某研究人員使

用放射性同位素32P標記的脫氧腺昔三磷酸（dATP,dA—Pa?Pp?P?）等材料制備了DNA片段

甲（單鏈），對W基因在染色體上的位置進行了研究，實驗流程的示意圖如下，貝心

⑴該研究人員在制備32P標記的DNA片段甲時，所用dATP的a位磷酸基團中的磷必須是

32P,原因是dATP分子中的兩個特殊的化學鍵斷裂后形成的dA—P是組成DNA的基本單位

之一，所以a位磷酸基團中的磷是32P,才能使DNA具有32P的放射性。

（2）該研究人員以細胞為材料制備了染色體樣品，在混合操作之前去除了樣品中的RNA分子,

去除RNA分子的目的是防止RNA分子與DNA分子堿基互補配對結(jié)合，從而影響DNA與

染色體對應位點的DNA結(jié)合。

課時精練

1.（2021?廣東，5）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的提出是二十世紀自然科學的偉大成就之一。下列研

究成果中，為該模型構(gòu)建提供主要依據(jù)的是0

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

復習材料

③查哥夫發(fā)現(xiàn)的DNA中喋吟含量與喀咤含量相等

④沃森和克里克提出的DNA半保留復制機制

A.①②B.②③C.③④D.①④

答案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；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分子呈螺旋結(jié)構(gòu)；查哥夫發(fā)現(xiàn)的DNA中喋吟含量與喀唆含量相等，沃森和克里克

據(jù)此推出堿基的配對方式;DNA半保留復制機制是在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型建立之后提出的。

2.某同學利用塑料片、曲別針、扭扭棒、牙簽、橡皮泥、鐵絲等材料制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)

模型，以加深對DNA結(jié)構(gòu)特點的認識和理解。下列操作或分析錯誤的是()

A.一條鏈上相鄰的兩個堿基通過“脫氧核糖一磷酸一脫氧核糖”連接在一起

B.制成的模型上下粗細相同，是因為A—T堿基對與G—C堿基對的形狀和直徑相同

C.在構(gòu)建的不同長度DNA分子中，堿基G和C的數(shù)量越多化學結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定

D.觀察所構(gòu)建模型中只連接一個五碳糖的磷酸基團位置，可看出DNA兩條鏈方向相反

答案C

解析一條鏈上相鄰的兩個堿基通過“脫氧核糖一磷酸一脫氧核糖”連接在一起，A正確；

A—T堿基對與G—C堿基對具有相同的形狀和直徑，制成的模型上下粗細相同，B正確；在

構(gòu)建的相同長度DNA分子中，堿基G和C的數(shù)量越多，形成的氫鍵越多，化學結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，

C錯誤；DNA的兩條鏈反向平行，具有方向性，具有游離磷酸基團的一端為該脫氧核苜酸鏈

的5'-端，所以當觀察所構(gòu)建模型中只連接一個五碳糖的磷酸基團位置，可看出DNA兩條

鏈方向相反，D正確。

3.(2024?江蘇鹽城中學高三模擬)某雙鏈DNA分子中，一條單鏈中(A+T)/(C+G)=a,且(A+

C)占該鏈的比例為b,則其互補鏈中(A+T)/(C+G)的值及(A+C)占該互補鏈的比例分別是0

A.a,bB.1/a,b

C.l/a,l-bD.a,l-b

答案D

解析某雙鏈DNA分子中，一條單鏈(設為1鏈)，一條互補鏈(設為2鏈)。已知1鏈中(Ai+「)/(C

+Gi)=a,根據(jù)堿基互補配對原則，Ai=T2,G=G2,「=A2,GI=C2,故2鏈中(AZ+T?)/?2

+G2)=(Ti+Ai)/(Gi+CD=a。已知1鏈中(Ai+G)占1鏈的比例為b,由于Ti=Az,Gi=

C2,故2鏈中(A2+C2)占2鏈的比例等于1鏈中(Ti+GD占1鏈的比例，為l—b,D符合題

意。

4.某DNA部分片段結(jié)構(gòu)如圖所示，下列敘述正確的是()

A.③為磷酸二酯鍵，③的形成需要RNA聚合酶催化

B.①代表氫鍵，①的形成與斷裂需要ATP提供能量

復習材料

C.片段中堿基②與五碳糖構(gòu)成的脫氧核昔與ATP中的腺首相同

D.若該DNA一條鏈中堿基A與T之和占48%,則整個DNA中堿基C占26%

答案D

解析③為磷酸二酯鍵，③的形成需要DNA聚合酶催化，A錯誤；①代表氫鍵，氫鍵的形成

不需要消耗能量，B錯誤；構(gòu)成脫氧核苜酸的五碳糖是脫氧核糖，而構(gòu)成腺首的五碳糖是核

糖，C錯誤；由于DNA分子中堿基互補配對，A=T、G=C,所以若該DNA一條鏈中堿基A

與T之和占48%,則整個DNA分子中堿基A與T之和占48%,G和C之和占1一48%=

52%,所以整個DNA中堿基C占26%,D正確。

5.（2023?焦作高三聯(lián)考）DNA的復制方式有三種假說：全保留復制、半保留復制、彌散復制（子

代DNA的每條鏈都由親本鏈的片段與新合成的片段隨機拼接而成）?？蒲行〗M同學以細菌為

材料，進行了如下兩組實驗探究DNA的復制方式。下列敘述錯誤的是0

實驗一：將"N細菌置于15N培養(yǎng)基中培養(yǎng)一代并離心。

實驗二：將-N細菌置于MN培養(yǎng)基中連續(xù)培養(yǎng)兩代并離心。

A.若實驗一離心結(jié)果為重帶和輕帶，則DNA的復制方式為全保留復制

B.若實驗一離心結(jié)果為中帶，可確定DNA的復制方式是半保留復制

C.若實驗二離心結(jié)果為中帶和輕帶，則DNA的復制方式不是全保留復制

D.若實驗二改為連續(xù)培養(yǎng)三代并離心，結(jié)果只出現(xiàn)一個條帶，則可能為彌散復制

答案B

解析若實驗一離心結(jié)果為重帶（兩條鏈均為用）和輕帶（兩條鏈均為14N）,則DNA的復制方式

為全保留復制，A正確；若實驗一離心結(jié)果為中帶（一條鏈為15N,一條鏈為MN或者兩條鏈

上均含有15N和14N）,可確定DNA的復制方式是半保留復制或彌散復制，B錯誤；若實驗二

離心結(jié)果為中帶和輕帶，則DNA的復制方式不可能為全保留復制，若為全保留復制，則一

定有重帶，C正確；若DNA復制方式為彌散復制，無論復制幾次，離心后的條帶只有一條

密度帶。若實驗二改為連續(xù)培養(yǎng)三代并離心，結(jié)果只出現(xiàn)一個條帶，則可能為彌散復制，D

正確。

1415

6.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雙螺旋解開，變成單鏈；然后進行密度梯度離心,

試管中出現(xiàn)兩種條帶（如圖）。下列說法正確的是（）

A.由結(jié)果可推知，該大腸桿菌的細胞周期大約為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進行密度梯度離心也能得到兩條條帶

答案D

解析據(jù)圖分析可知，由于14N單鏈：15N單鏈=1：7,說明DNA復制了3次，可推知該大腸

復習材料

桿菌的細胞周期大約為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單鏈的標記情況，無法判斷DNA的復制方式，B

錯誤；解開DNA雙螺旋的實質(zhì)是破壞堿基對之間的氫鍵，C錯誤；DNA復制3次，由于DNA

的半保留復制，有2個DNA鏈是15N/WN,離心后在中帶；有6個DNA鏈都是15N/15N,離

心后在重帶，即直接將子代DNA進行密度梯度離心也能得到兩條條帶，D正確。

7.(2024?三明高三聯(lián)考)左氧氟沙星的作用機制是通過特異性抑制細菌DNA旋轉(zhuǎn)酶的活性，

阻止細菌DNA的復制而導致細菌死亡。迄今為止，只在原核生物中發(fā)現(xiàn)了DNA旋轉(zhuǎn)酶。下

列相關敘述正確的是()

A.左氧氟沙星可抑制DNA聚合酶從而抑制人體細胞的DNA復制，故毒副作用很大

B.DNA復制時以每條單鏈為模板，DNA聚合酶沿模板鏈的5，一端向3，一端方向移動

C.沃森和克里克通過實驗證明了DNA的半保留復制

D.一個DNA在體外復制n次所得的DNA分子中，含有親代母鏈的DNA分子占1/2"-1

答案D

解析由題意可知，左氧氟沙星特異性地抑制細菌DNA旋轉(zhuǎn)酶的活性，而迄今為止只在原核

生物中發(fā)現(xiàn)了DNA旋轉(zhuǎn)酶，所以左氧氟沙星不會抑制DNA聚合酶的活性從而抑制人體細胞

的DNA復制，A錯誤；DNA復制時以每條單鏈為模板，DNA聚合酶只能沿模板鏈的3,一端

-5'一端方向移動，子鏈延伸方向是5'—端f3'—端，B錯誤；梅塞爾森和斯塔爾通過

實驗證明了DNA的半保留復制，C錯誤；一個DNA復制〃次后形成2〃個DNA分子，其中

含有親代母鏈的DNA分子有2個，占1/2"T,D正確。

8.中國南瓜曲葉病毒的遺傳物質(zhì)是單鏈環(huán)狀DNA分子，如圖為該病毒DNA的復制過程。

下列相關敘述錯誤的是()

A.中國南瓜曲葉病毒的遺傳物質(zhì)中喋吟數(shù)與喀咤數(shù)不一定相等

B.過程①②產(chǎn)生復制型DNA需要DNA聚合酶、DNA連接酶等參與

C.過程③滾動復制需要RNA聚合酶催化形成的引物引導子鏈延伸

D.滾動復制的結(jié)果是產(chǎn)生一個雙鏈DNA和一個單鏈DNA

答案C

解析過程③滾動復制不需要引物，C錯誤。

9.(2024?南昌高三模擬)哺乳動物的線粒體DNA是雙鏈閉合環(huán)狀分子，外環(huán)為H鏈，內(nèi)環(huán)為

L鏈，如圖所示。下列敘述正確的是0

A.線粒體DNA分子中含有兩個游離的磷酸基團

B.子鏈中新形成的磷酸二酯鍵數(shù)目和脫氧核甘酸數(shù)目相同

C.子鏈1的延伸方向是3'一端一5'—端，需要DNA聚合酶的催化

D.若該線粒體DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復制3次，含15N的DNA有6個

答案B

復習材料

解析線粒體DNA分子為環(huán)狀DNA,其中不含游離的磷酸基團，A錯誤；由于形成的DNA

分子是環(huán)狀的，因此子鏈中新形成的磷酸二酯鍵數(shù)目和脫氧核甘酸數(shù)目相同，B正確；圖示

表明，子鏈1的延伸方向是5'一端一3'一端，子鏈合成過程需要DNA聚合酶的催化，C

錯誤；若該線粒體DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復制3次，由于DNA進行半保留復制，故每

個DNA分子都含有新合成的子鏈，新合成的子鏈中均含有XN,即含15N的DNA有23=

8（個），D錯誤。

10.羥胺可使胞喀咤轉(zhuǎn)化為羥化胞喀咤從而與腺喋吟配對。一個精原細胞在進行DNA復制

時，一個DNA分子中有兩個胞嚓咤發(fā)生了羥化。下列敘述正確的是（）

A.該細胞進行兩次有絲分裂后，有一個或兩個子細胞中含有羥化胞嚓咤

B.該細胞產(chǎn)生的初級精母細胞中四條姐妹染色單體含有羥化胞喀咤

C.可以通過光學顯微鏡檢測突變位點的位置

D.胞喀咤發(fā)生羥化的DNA分子中，喋吟與喀咤的含量不相等

答案A

解析一個DNA分子中有兩個胞喀噫發(fā)生羥化，若這兩個發(fā)生羥化的胞喀咤位于DNA分子的

一條鏈上，則進行兩次有絲分裂后，只有一個子細胞中含有羥化胞喀咤；若這兩個發(fā)生羥化

的胞喀噫位于DNA分子的兩條鏈上，則進行兩次有絲分裂后，有兩個子細胞中含有羥化胞

喀噫，A正確；一個精原細胞形成的初級精母細胞中可能有一條或兩條姐妹染色單體含有羥

化胞喀噫，但不可能有四條姐妹染色單體含有羥化胞喀唳，B錯誤；基因突變在光學顯微鏡

下觀察不到，C錯誤；由于羥化胞喀喧依然是與喋吟配對，因此胞喀噫發(fā)生羥化的DNA分

子中嚓吟與喀咤的含量仍相等，D錯誤。

11.（2024?鎮(zhèn)江高三模擬）某果蠅精原細胞中8條染色體上的DNA已全部被15N標記，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14N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。下列敘述正確的是0

A.若四個子細胞中均含4條染色體，則一定有一半子細胞含有a基因

B.若四個子細胞中均含8條染色體，則每個子細胞中均含2個A基因

C.若四個子細胞中的核DNA均含15N,則每個子細胞均含8條染色體

D.若四個子細胞中有一半核DNA含15N,則每個子細胞均含4條染色體

答案A

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），則細胞進行的是減數(shù)分

裂，等位基因會發(fā)生分離，形成的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，則每個子細胞中均只含有1個A基因和1個a基因，B錯誤；

若四個子細胞中的核DNA均含UN,則DNA只復制一次，細胞進行的是減數(shù)分裂，四個子

細胞為精細胞，染色體數(shù)目是體細胞的一半，因此四個子細胞中均含4條染色體，C錯誤；

復習材料

若四個子細胞中有一半核DNA含