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第 2 课时 DNA 的结构与复制
课标要求 1.概述DNA分子是由4种脱氧核苷酸构成的，通常由两条碱基互补配对的反向
平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息。2.概述DNA分子通过半保留
方式进行复制。
考点一 DNA 分子的结构
1．DNA双螺旋结构模型的构建
(1)构建者：沃森和克里克。
(2)构建过程
2．DNA的结构3．DNA结构特点
多样性 若DNA含有n个碱基对，则其可能有4n种碱基排列顺序
特异性 每个DNA分子都有特定的碱基排列顺序
稳定性 两条主链上磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变，碱基配对方式不变等
源于必修2 P 图3－8：DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作
50
5 ′ －端 ，另一端有一个羟基(—OH)，称作 3 ′ －端 ，两条单链走向相反，一条单链是从
5′－端到3′－端的，另一条单链是从3′－端到5′－端的。
归纳总结 DNA双螺旋结构的热考点4．DNA中的碱基数量的计算规律
设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知，A ＝T ，A ＝T ，G
1 2 2 1 1
＝C ，G＝C 。
2 2 1
(1)A ＋A＝T ＋ T ；G＋G＝C ＋ C 。
1 2 1 2 1 2 1 2
即：双链中A＝T，G＝C，A＋G＝ T ＋ C ＝ A ＋ C ＝ T ＋ G ＝(A＋G＋T＋C)。
规律一：双链DNA中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总
数的一半。
(2)A ＋T＝A ＋ T ；G＋C ＝G ＋ C 。
1 1 2 2 1 1 2 2
＝＝(N为相应的碱基总数)，＝＝。
规律二：互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个 DNA分子中都相等，简记为“补则
等”。
(3)与的关系是互为倒数。
规律三：非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，简记为“不补则倒”。
(4)若＝a，＝b，则＝(a＋b)。
规律四：某种碱基在双链中所占的比例等于它在每一条单链中所占比例和的一半。
根据DNA分子结构图像分析回答下列问题：(1)图中④能表示胞嘧啶脱氧核苷酸吗？
提示 不能。①磷酸基团属于胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
(2)解旋酶作用于图中哪个部位？限制性内切核酸酶和DNA连接酶作用于图中哪个部位？
提示 解旋酶作用于⑨，限制性内切核酸酶和DNA连接酶作用于⑩。
(3)DNA初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么？
提示 DNA初步水解的产物是4种脱氧核苷酸；彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和 4种
含氮碱基。
(4)“A＋T与G＋C的比值一定相等吗？”由此可概括出什么结论？此值的大小体现了什么
呢？
提示 不一定。不同DNA分子中的互补碱基之和的比值不一定相同。体现DNA分子的特
异性。
1．20世纪50年代初，查哥夫对多种生物DNA做了碱基定量分析，发现(A＋T)/(C＋G)的值
如下表。结合所学知识，你认为能得出的结论是( )
DNA来源 大肠杆菌 小麦 鼠 猪肝 猪胸腺 猪脾
(A＋T)/ (C＋G) 1.01 1.21 1.21 1.43 1.43 1.43
A.小麦和鼠的DNA所携带的遗传信息相同
B．猪的DNA结构比大肠杆菌DNA结构更稳定一些
C．同一生物不同组织的DNA碱基组成相同
D．小麦DNA中(A＋T)数量是鼠DNA中(C＋G)数量的1.21倍
答案 C
解析 DNA分子中碱基的排列顺序代表遗传信息，由题表可知，小麦和鼠的(A＋T)/(C＋G)
的值相同，但是碱基的排列顺序不一定相同，A错误；由于碱基A与T之间有2个氢键，而
G与C之间有3个氢键，DNA分子中(G＋C)之和所占比例越大，DNA分子结构越稳定，(A
＋T)/(C＋G)值越大，(G＋C)占整个DNA分子的比值越小，大肠杆菌的DNA分子结构更稳
定，B错误；同一生物不同组织的遗传物质相同，所以同一生物不同组织的 DNA碱基组成
相同，C正确；小麦和鼠的(A＋T)/(C＋G)的值相同，但是碱基的总数不一定相同，故小麦
DNA中(A＋T)与鼠DNA中(C＋G)在数量上无法比较，D错误。
2．(2023·河北唐山高三检测)某DNA部分片段结构如图所示，下列叙述正确的是( )A．③为磷酸二酯键，③的形成需要RNA聚合酶催化
B．①代表氢键，①的形成与断裂需要ATP提供能量
C．片段中碱基②与五碳糖构成的脱氧核苷与ATP中的腺苷相同
D．若该DNA一条链中碱基A与T之和占48%，则整个DNA中碱基C占26%
答案 D
解析 ③为磷酸二酯键，③的形成需要DNA聚合酶催化，A错误；①代表氢键，氢键的形
成不需要消耗能量，B错误；构成脱氧核苷酸的五碳糖是脱氧核糖，而构成腺苷的五碳糖是
核糖，C错误；由于DNA分子中碱基互补配对，A＝T，G＝C，所以若该DNA一条链中碱
基A与T之和占48%，则整个DNA分子中碱基A与T之和占48%，G和C之和占1－48%
＝52%，所以DNA中碱基C占26%，D正确。
考点二 DNA 的复制
1．DNA半保留复制的实验证据
(1)实验者：美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔。
(2)研究方法：假说—演绎法。
(3)实验材料：大肠杆菌。
(4)实验技术：同位素标记技术和离心技术。
(5)实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条
链含15N的双链DNA密度居中。
(6)实验假设： DNA 以半保留的方式复制 。
(7)实验过程及分析
Ⅰ.实验过程Ⅱ.实验分析
a．立即取出：提取DNA→离心→全部重带。
b．细胞分裂一次(即细菌繁殖一代)取出：提取DNA→离心→全部中带。
c．细胞再分裂一次(即细菌繁殖两代)取出：提取DNA→离心→轻带、中带。
(8)实验结论： DNA 的复制是以半保留的方式进行的 。
2．DNA的复制
(1)概念、时间、场所
(2)过程(3)结果：一个DNA分子形成了两个完全相同的DNA分子。
(4)特点
(5)DNA准确复制的原因
DNA具有独特的双螺旋结构，为复制提供精确的模板，碱基互补配对原则，保证了复制能
准确地进行。
(6)DNA复制的意义：DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了
遗传信息的连续性。
3．“图解法”分析DNA复制相关计算
(1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养液中连续复制n次，则：
①子代DNA共2n个
②脱氧核苷酸链共2n＋1条
(2)DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数
①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为
m ·(2 n － 1) 。
②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为 m ·2 n － 1 。4．“四步法”解决细胞分裂中染色体标记问题
在解决这类问题时，先画出细胞分裂中染色体行为变化，再画 DNA，再补全染色体，染色
体中只要有一条脱氧核苷酸单链被标记，则认为该染色体含有放射性标记。
画出含一条染色体的细胞图，下方画出该条染色体上的 1个DNA
第一步
分子，用竖实线表示含同位素标记
画出复制一次、分裂一次的子细胞染色体图，下方画出染色体上的
第二步
DNA链，未被标记的新链用竖曲线表示
第三步 再画出第二次复制(分裂)后的细胞的染色体组成和DNA链的情况
若继续推测后期情况，可想象着丝粒分裂，染色单体分开，并进而
第四步
推测子细胞染色体的情况
(1)有丝分裂中染色体标记情况
复制一次(母链标记，培养液不含标记同位素)：
过程图解
转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期：
若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色
规律总结
体只有一半带有标记
(2)减数分裂中染色体标记情况分析
减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象，如下图(母链标
记，培养液不含标记同位素)：
过程图解
由于减数分裂没有细胞周期，DNA只复制一次，因此产生的子染
规律总结
色体都带有标记
据图分析DNA复制过程：(1)图示中的解旋酶和DNA聚合酶各有什么作用？
提示 前者使氢键打开，将DNA双螺旋的两条链解开；后者催化形成磷酸二酯键，从而形
成新的子链。
(2)蛙的红细胞和哺乳动物成熟的红细胞，是否都能进行图示过程？
提示 蛙的红细胞进行无丝分裂，可进行DNA分子的复制；哺乳动物成熟的红细胞已丧失
细胞核，也无各种细胞器，不能进行DNA分子的复制。
(3)通常DNA分子复制从一个复制起始点开始，有单向复制和双向复制，如图所示。放射性
越高的3H－胸腺嘧啶脱氧核糖核苷(3H－脱氧胸苷)，在放射自显影技术的图像上，感光还原
的银颗粒密度越高。
①请利用放射性自显影技术、低放射性3H－脱氧胸苷和高放射性3H－脱氧胸苷，设计实验
以确定大肠杆菌DNA复制的方向。
提示 复制开始时，首先用含低放射性3H－脱氧胸苷培养基培养大肠杆菌，一段时间后转
移到含有高放射性3H－脱氧胸苷的培养基中继续培养，用放射自显影技术观察复制起点和
复制起点两侧银颗粒密度情况。
②预测实验结果并得出结论。
提示 若复制起点处银颗粒密度低，复制起点的一侧银颗粒密度高，则 DNA分子复制为单
向复制；若复制起点处银颗粒密度低，复制起点的两侧银颗粒密度高，则 DNA分子复制为
双向复制。
3．研究人员将1个含14N－DNA的大肠杆菌转移到以15NH Cl为唯一氮源的培养液中，培养
4
24 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA解开双螺旋，变成单链；然后进行密度梯度离心，
试管中出现两种条带(如图)。下列说法正确的是( )A．由结果可推知该大肠杆菌的细胞周期大约为6 h
B．根据条带的数目和位置可以确定DNA的复制方式
C．解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的磷酸二酯键
D．若直接将子代DNA进行密度梯度离心也能得到两条条带
答案 D
解析 据图分析可知，由于14N单链∶15N单链＝1∶7，说明DNA复制了3次，可推知该细
菌的细胞周期大约为24/3＝8(h)，A错误；由于DNA经过热变性后解开了双螺旋，变成单
链，所以根据条带的数目和位置只能判断DNA单链的标记情况，但无法判断DNA的复制
方式，B错误；解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的氢键，C错误；DNA复制3次，
有2个DNA链是15N/14N，在中带；有6个DNA链都是15N，在重带，即直接将子代DNA
进行密度梯度离心也能得到两条条带，D正确。
4．如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有5 000对碱基，A＋T占碱基总数的
34%。若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制2次，下列叙述正确的是( )
A．复制时作用于③处的酶为DNA聚合酶
B．DNA分子复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9 900个
C．④处指的是腺嘌呤核糖核苷酸
D．子代中含15N的DNA分子占1/2
答案 B
解析 复制时作用于③处的酶为解旋酶而不是DNA聚合酶，A错误；由题干信息可知，G
＋C＝1－34%＝66%，则G＝C＝3 300个，则复制 2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为 3
300×
(22－1)＝9 900(个)，B正确；DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，所以④处指的是腺嘌呤
脱氧核苷酸，C错误；DNA分子只有一条链含15N，其复制是半保留复制，连续复制2次后，
形成的4个DNA分子，只有一个DNA分子含有15N，因此子代中含15N的DNA分子占
1/4，D错误。1．(2022·广东，12)λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大
肠杆菌后其DNA会自连环化(如图)，该线性分子两端能够相连的主要原因是( )
A．单链序列脱氧核苷酸数量相等
B．分子骨架同为脱氧核糖与磷酸
C．单链序列的碱基能够互补配对
D．自连环化后两条单链方向相同
答案 C
解析 单链序列脱氧核苷酸数量相等、分子骨架同为脱氧核糖与磷酸交替连接，不能决定线
性DNA分子两端能够相连，A、B错误；据图可知，单链序列的碱基能够互补配对，决定
该线性DNA分子两端能够相连，C正确；DNA的两条链是反向的，因此自连环化后两条单
链方向相反，D错误。
2．(2022·浙江6月选考，13)某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了足够的相关材料。
下列叙述正确的是( )
A．在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基
B．制作模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连
C．制成的模型中，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和
D．制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧
答案 C
解析 在制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基，A错误；鸟嘌呤和胞嘧啶之
间由3个氢键连接，B错误；DNA的两条链之间遵循碱基互补配对原则，即A＝T、C＝
G，故在制作的模型中A＋C＝G＋T，C正确；DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列
在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧，D错误。
3．(2021·北京，4)酵母菌的DNA中碱基A约占32%，关于酵母菌核酸的叙述错误的是(
)
A．DNA复制后A约占32%
B．DNA中C约占18%
C．DNA中(A＋G)/(T＋C)＝1
D．RNA中U约占32%
答案 D
解析 DNA分子为半保留复制，复制时遵循A－T、G－C的配对原则，则DNA复制后的A
约占 32%，A正确；酵母菌的 DNA中碱基 A约占 32%，则 A＝T＝32%，G＝C＝(1－
2×32%)/2＝18%，B正确；DNA遵循碱基互补配对原则，A＝T、G＝C，则(A＋G)/(T＋C)
＝1，C正确；由于RNA为单链结构，且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来，故RNA中U不一定占32%，D错误。
4．(2021·山东，5)利用农杆菌转化法，将含有基因修饰系统的T－DNA插入到水稻细胞M
的某条染色体上，在该修饰系统的作用下，一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为
U，脱氨基过程在细胞M中只发生一次。将细胞M培育成植株N。下列说法错误的是( )
A．N的每一个细胞中都含有T－DNA
B．N自交，子一代中含T－DNA的植株占3/4
C．M经n(n≥1)次有丝分裂后，脱氨基位点为A－U的细胞占1/2n
D．M经3次有丝分裂后，含T－DNA且脱氨基位点为A－T的细胞占1/2
答案 D
解析 如果M经3次有丝分裂后，形成子细胞有8个，由于M细胞DNA分子单链上的一个
C脱去氨基变为U，是G和U配对，所以复制三次后，有4个细胞脱氨基位点为C－G,3个
细胞脱氨基位点为A－T，1个细胞脱氨基位点为U－A，因此含T－DNA且脱氨基位点为A
－T的细胞占3/8，D错误。
5．(2021·浙江6月选考，22)在DNA复制时，5-溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)可作为原料，与腺
嘌呤配对，掺入新合成的子链。用Giemsa染料对复制后的染色体进行染色，DNA分子的双
链都含有BrdU的染色单体呈浅蓝色，只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝色。现将植
物根尖放在含有BrdU的培养液中培养，取根尖用Giemsa染料染色后，观察分生区细胞分
裂中期染色体的着色情况。下列推测错误的是( )
A．第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色
B．第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体着色都不同
C．第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体均为1/4
D．根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后，还能观察到深蓝色的染色单体
答案 C
解析 第二个细胞周期结束后，不同细胞中含有的带有双链都含有BrdU的染色体和只有一
条链含有BrdU的染色体的数目是不确定的，故第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同
的染色体比例不能确定，C错误。
6．(2021·辽宁，4)下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是( )
A．子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′－端
B．子链的合成过程不需要引物参与
C．DNA每条链的5′－端是羟基末端
D．DNA聚合酶的作用是打开DNA双链
答案 A
解析 子链延伸时由5′－端→3′－端合成，故游离的脱氧核苷酸添加到3′－端，A正确；
子链的合成过程需要引物参与，B错误；DNA每条链的5′－端是磷酸基团末端，3′－端
是羟基末端，C错误；解旋酶的作用是打开DNA双链，D错误。1．判断关于DNA分子结构的叙述
(1)DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基( × )
(2)DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基( × )
(3)维持基因结构稳定的键主要是磷酸二酯键和氢键( √ )
(4)某DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数，该DNA分子一定是双链DNA( × )
(5)某双链DNA分子中一条链上A∶T＝1∶2，则该DNA分子中A∶T＝2∶1( × )
2．判断关于DNA分子复制的叙述
(1)单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链( × )
(2)一个含有m个腺嘌呤的DNA分子经过n次复制，共需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸2n－1×m
个( × )
(3)果蝇一个精原细胞中的一个核DNA分子用15N标记，在正常情况下，其减数分裂形成的
精子中，含有15N的精子数占1/4( × )
(4)用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，注入真核细胞，可用于研究DNA复制的场所
( √ )
(5)DNA复制与染色体复制是分别独立进行的( × )
3．填空默写
(1)DNA只有4种脱氧核苷酸，能够储存足够量遗传信息的原因是 构成 DNA 的 4 种脱氧核苷
酸的数目成千上万，脱氧核苷酸的排列顺序千差万别。
(2)DNA复制的特点是边解旋边复制、半保留复制。DNA精确复制的原因： DNA 双螺旋结
构提供了复制的模板，碱基互补配对原则保证了复制的精确进行。
(3)与DNA复制有关的碱基计算
①一个DNA连续复制n次后，DNA分子总数为 2 n 。
②第n代的DNA分子中，含原DNA母链的有2个，占 1/2 n － 1 。
③若某DNA分子中含碱基T为a，则连续复制n次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为
a × (2 n － 1) ；第n次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为 a × 2 n － 1 。
(4)果蝇DNA形成多个复制泡的原因是 果蝇的 DNA 有多个复制起点，可从不同起点开始
DNA 的复制，由此加快了 DNA 复制的速率，为细胞分裂做好准备 。
课时精练
一、选择题
1．(2023·河北邢台高三质检)沃森和克里克根据 DNA分子晶体衍射图谱，解析出经典的
DNA双螺旋类型(B－DNA)，后续人们又解析了两种不同的DNA双螺旋类型(A－DNA和Z
－DNA)，它们的螺旋直径如表所示。下列叙述错误的是( )项目 A－DNA B－DNA Z－DNA
螺旋直径(nm) 2.55 2.37 1.84
A.Z－DNA双螺旋类型结构更为紧凑而有利于其完成复制
B．不同的双螺旋类型中，基因的转录活跃程度不同
C．三种双螺旋类型DNA双链都遵循碱基互补配对原则
D．推测在生物体内DNA双螺旋类型也是多种多样的
答案 A
解析 DNA复制过程中需要将DNA解旋，而Z－DNA双螺旋类型结构更为紧凑，解旋更
困难，从而不利于其完成复制，A错误；不同螺旋结构的直径不同，转录活跃程度不同，B
正确；DNA复制过程中无论什么类型的DNA双螺旋结构，都遵循碱基互补配对原则，C正
确；DNA可按其螺旋直径划分不同种类，则可导致生物体内DNA双螺旋类型多种多样，D
正确。
2.如图表示有关DNA分子中的部分关系，下列判断正确的是( )
A．若x、y分别表示DNA两条互补链中(A＋G)/(T＋C)的值，则符合甲曲线变化
B．若x、y分别表示DNA两条互补链中(G＋T)/(A＋C)的值，则符合甲曲线变化
C．若x、y分别表示DNA两条互补链中(A＋T)/(G＋C)的值，则符合乙曲线变化
D．若x、y分别表示DNA一条链和整个DNA中嘌呤/嘧啶的值，则符合乙曲线变化
答案 C
解析 DNA两条互补链中(A＋G)/(T＋C)的值是互为倒数的关系，此情况不符合甲曲线变化，
A错误；DNA两条互补链中(G＋T)/(A＋C)的值互为倒数，此情况不符合甲曲线变化，B错
误；根据碱基互补配对原则，DNA两条互补链中(A＋T)/(G＋C)的值是相等的，此情况符合
乙曲线变化，C正确；由于DNA中A＝T、G＝C，A＋G＝T＋C，嘌呤数＝嘧啶数，整个
DNA中两者的比值始终等于1，但DNA一条链中嘌呤/嘧啶的值不确定，D错误。
3．(2023·甘肃兰州高三调研)叶绿体DNA分子上有两个复制起点，同时在起点处解旋并复
制，其过程如下图。下列相关叙述正确的是( )
A．脱氧核苷酸链的合成不需要RNA引物B．新合成的两条脱氧核苷酸链的序列相同
C．两起点解旋后均以两条链为模板合成子链
D．子链合成后需DNA连接酶催化连接成环状
答案 D
解析 DNA复制需要引物，故脱氧核苷酸链的合成需要引物，A错误；新合成的两条脱氧
核苷酸链的序列互补，方向相反，B错误；由题图可知，两起点解旋后均以一条链为模板合
成子链，C错误；DNA连接酶能连接两个DNA片段之间的磷酸二酯键，故子链合成后需
DNA连接酶催化连接形成环状，D正确。
4．(2023·江苏苏北七市高三调研)端粒是真核生物线性染色体末端的一段复合结构，端粒
DNA会随细胞分裂而缩短(如图)，直到细胞不能再分裂。下列相关叙述错误的是( )
A．组成端粒的主要成分是DNA和蛋白质
B．子链5′－端引物水解后不能补齐，导致端粒DNA缩短
C．染色体复制后，每条染色体的4个端粒都缩短
D．可通过修复缩短的端粒DNA，延长细胞寿命
答案 C
解析 端粒是真核生物线性染色体末端的一段复合结构，染色体主要是由DNA和蛋白质组
成的，所以组成端粒的主要成分是 DNA和蛋白质，A正确；DNA的合成需要引物，但是
DNA合成完成后要把引物切除，而子链中切除引物后不能补齐，导致端粒DNA缩短，B正
确；由图可知，染色体复制以后，只是新合成的端粒DNA缩短而并非所有的端粒都缩短，
C错误；由于端粒DNA不断缩短，最后导致细胞停止分裂，因此可以通过修复缩短的端粒
DNA，使细胞恢复分裂的能力，延长细胞的寿命，D正确。
5．某果蝇的基因型为AaBb，将其DNA的两条链均被32P标记的精原细胞放在普通培养基
中培养。该精原细胞形成了4个有三种基因型(AB、aB、ab)的精子。下列相关叙述正确的
是( )
A．该精原细胞发生了同源染色体非姐妹染色单体间的互换导致三种基因型精子的产生
B．处于减数分裂Ⅱ前期的细胞中DNA数/染色体数＝2
C．产生的三种基因型的配子中的DNA都有一条链被32P标记
D．在减数分裂Ⅰ后期，移向细胞两极的染色体形态大小都相同
答案 C
解析 若发生同源染色体非姐妹染色单体间的互换，一个基因型为AaBb的精原细胞将产生
四种精子，题意中该精原细胞形成了4个有三种基因型(AB、aB、ab)的精子，应为精原细胞发生了基因突变，A错误；处于减数分裂Ⅱ前期的细胞中每条染色体上含有两个DNA，
所以核DNA数/染色体数＝2，细胞中DNA除含有核DNA外还含有质DNA，B错误；该精
原细胞经过了一次DNA复制，所以产生的三种基因型的配子中的DNA都有一条链被32P标
记，C正确；雄性果蝇的X和Y染色体是一对异型的性染色体，减数分裂Ⅰ后期，同源染
色体移向细胞两极，所以初级精母细胞在减数分裂Ⅰ后期，移向细胞两极的染色体形态大小
不完全相同，D错误。
6．(2023·江苏扬州高三学情调研)取某XY型性别决定的动物(2n＝8)的一个未用3H标记的精
原细胞，在含3H标记脱氧核苷酸的培养基中完成一个细胞周期后，将所得子细胞全部转移
至普通培养基中完成减数分裂(不考虑染色体片段互换、实验误差和质DNA)。下列有关叙
述错误的是( )
A．一个初级精母细胞中含3H的染色体共有8条
B．一个次级精母细胞可能有2条不含3H的Y染色体
C．一个精细胞中可能有1条不含3H的Y染色体
D．该过程形成的8个精细胞中可能都含3H
答案 B
解析 减数分裂Ⅰ时XY染色体会发生分离，分裂形成的一个次级精母细胞中可能有0或1
条或2条Y染色体，则一个次级精母细胞可能有0条或1条不含3H的Y染色体，B错误，C
正确；减数分裂Ⅱ时姐妹染色单体随机分别移向细胞两极，所以两个子细胞形成的8个精细
胞中可能都含3H，D正确。
7.科学家发现了单链DNA的一种四螺旋结构，一般存在于人体快速分裂的活细胞(如癌细胞)
中。形成该结构的DNA单链中富含G，每4个G之间通过氢键等形成一个正方形的“G－4
平面”，继而形成立体的“G－四联体螺旋结构”(如图)。下列叙述正确的是( )
A．每个“G－四联体螺旋结构”中含有两个游离的磷酸基团
B．该结构中富含G－C碱基对
C．该结构中(A＋G)/(T＋C)的值与双链DNA中不一定相等
D．该“G－四联体螺旋结构”可以抑制癌细胞的分裂
答案 C
解析 每个“G－四联体螺旋结构”是一条单链形成的，该结构中含有1个游离的磷酸基团，
A错误；“G－四联体螺旋结构”是由单链DNA形成的一种四螺旋结构，该结构中富含
G，而不是富含G－C碱基对，B错误；双链DNA中(A＋G)/(T＋C)的值始终等于1，而该单链结构中(A＋G)/(T＋C)的值不一定等于1，因此该结构中(A＋G)/(T＋C)的值与双链DNA中
不一定相等，C正确；根据题意可知，此“G－四联体螺旋结构”一般存在于人体快速分裂
的活细胞(如癌细胞)中，因此该结构不能抑制癌细胞的分裂，可能促进癌细胞的分裂，D错
误。
8．(2023·湖南长沙高三学情调研)转座子是一段可移动的DNA序列，这段DNA序列可以从
原位上单独复制或断裂下来，插入另一位点。转座子可在真核细胞染色体内部和染色体间转
移，在细菌的拟核DNA、质粒或噬菌体之间自行移动。有的转座子中含有抗生素抗性基因，
可以很快地传播到其他细菌细胞。下列推测不合理的是( )
A．转座子不能独立进行DNA复制
B．转座子可造成染色体变异或基因重组
C．转座子可用于基因工程的研究
D．细菌的抗药性可来自转座子或者自身的基因突变
答案 A
解析 根据题干信息可知，转座子可以独立进行 DNA复制，A不合理；根据题干信息“转
座子可在真核细胞染色体内部和染色体间转移”，说明转座子可造成真核生物染色体变异或
基因重组，B合理；根据题干信息可知，转座子可用于基因工程的研究，C合理；根据题干
信息“有的转座子中含有抗生素抗性基因，可以很快地传播到其他细菌细胞”，说明细菌的
抗药性可来自转座子或者自身的基因突变，D合理。
9．DNA聚合酶不能从头合成DNA，只能从3′端延伸DNA链，因此在复制过程中需要
RNA引物，如图表示DNA复制过程。下列相关分析不正确的是( )
A．DNA复制时存在A、U碱基配对现象
B．DNA复制是多种酶参与的物质合成过程
C．两条子链延伸的方向都是由5′－端到3′－端
D．DNA聚合酶与DNA连接酶的底物相同
答案 D
解析 由于DNA复制过程中需要RNA引物，所以在复制时存在A、U碱基配对现象，A正
确；DNA复制是解旋酶、DNA聚合酶等多种酶参与的物质合成过程，B正确；DNA分子的
2条链是反向平行的，子链是依据碱基互补配对原则，在DNA聚合酶作用下合成的，其合
成方向是从子链5′－端向3′－端延伸，C正确；DNA聚合酶与DNA连接酶的底物不同，
前者作用于单个脱氧核苷酸，而后者作用于DNA片段，D错误。10．将某雄性动物细胞的全部DNA分子的两条链经32P标记(染色体数为2n)后，置于不含
32P的培养基中培养。经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞，检测子细胞中的情况。下
列推断正确的是( )
A．若进行有丝分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1/2
B．若进行减数分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1
C．若子细胞中的染色体都含32P，则一定进行有丝分裂
D．若子细胞中的染色体不都含32P，则一定进行减数分裂
答案 B
解析 若子细胞中的染色体都含32P，说明DNA只复制一次，则一定进行减数分裂，C错误；
若子细胞中的染色体不都含32P，则一定进行的是有丝分裂，D错误。
二、非选择题
11．下图所示为一段DNA空间结构和平面结构的示意图，请据图回答问题：
(1)从图甲中可以看出DNA分子具有规则的________结构，从图乙中可以看出DNA是由
________条平行且走向________的长链组成的。在真核细胞中，DNA 的主要载体是
______________。
(2)图乙中1代表的键为________。与图乙中碱基2相配对的碱基是________(填中文名称)；
由3、4、5组成的结构名称为__________________________________________。
(3)不同生物的双链DNA分子中嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数的比值______(填“相同”或
“不同”)。
(4)若在一单链中＝n，则在另一条互补链中其比例为________，在整个DNA分子中其比例
为________。
答案 (1)双螺旋 两 相反 染色体 (2)氢键 鸟嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 (3)相同
(4)n n
解析 (4)一条单链上＝n，根据碱基互补配对原则，与该链互补的另一条链上＝n，整个
DNA分子中＝＝＝n。
12．(2023·江苏苏北四市高三期末)真核细胞内染色体外环状DNA(eccDNA)是游离于染色体
基因组外的DNA，DNA的损伤可能会导致eccDNA的形成。下图中途径1、2分别表示真
核细胞中DNA复制的两种情况，a、b、a′和b′表示子链的两端，①～④表示生理过程。
请据图回答相关问题：(1)途径1中酶2为______________，途径2中④过程需要____________酶的作用。
(2)途径2中a、b、a′和b′中为5′－端的是_________________________________。
(3)观察过程①③可推测DNA复制采用了______________等方式，极大地提升了复制速率。
eccDNA能自我复制的原因是____________________________________________________。
(4)下列可能属于eccDNA形成原因的有___________________________________________。
A．DNA发生双链断裂
B．染色体片段丢失
C．染色体断裂后重新连接
D．DNA中碱基互补配对
(5)eccDNA在肿瘤细胞中普遍存在，肿瘤细胞分裂时，因eccDNA无________(填结构)，而
无法与____________连接，导致不能平均分配到子细胞中。由此可见，eccDNA的遗传
__________(填“遵循”或“不遵循”)孟德尔遗传规律。
答案 (1)DNA聚合酶 DNA连接 (2)a和a′ (3)双向、多起点 eccDNA上有复制起点
(复制原点) (4)ABC (5)着丝粒 纺锤丝 不遵循
解析 (1)途径1为线性DNA复制过程，该过程中的酶1为解旋酶，酶2为DNA聚合酶，途
径2为环状DNA形成和复制的过程，④为损伤DNA由线性形成环状DNA过程，即该过程
需要DNA连接酶的作用。(2)DNA复制过程中子链的延伸方向是由5′→3′延伸的过程，
根据复制方向可知，途径2中a、a′为5′－端。(3)观察过程①③可推测，DNA复制为半
保留复制，结合图示可知，DNA复制过程中表现出双向复制和多起点复制的特点，该特点
极大地提升了复制速率。eccDNA上有复制起点，因而eccDNA能自我复制。(4)根据题意可
知，DNA的损伤可能会导致eccDNA的形成，而DNA发生双链断裂、染色体片段丢失、染
色体断裂等都是DNA损伤的表现，而DNA碱基互补配对不会导致环状DNA的形成，因此，
A、B、C符合题意。(5)eccDNA在肿瘤细胞中普遍存在，肿瘤细胞分裂时，因eccDNA无
着丝粒，因此无法与纺锤丝连接，只能随机分配到子细胞中。由于eccDNA不能均等分配到
子细胞中，因此，eccDNA的遗传不遵循孟德尔遗传规律。
13．(2023·河北秦皇岛高三期末)科学家为了探究DNA复制方式，先用含有15NH Cl的原料
4
来培养大肠杆菌若干代作为亲本，再将亲本大肠杆菌转移到含14NH Cl原料中培养，收集不
4
同时期的大肠杆菌并提取DNA，再将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。请分析回答下列问题：
(1)用含有15NH Cl的原料来培养大肠杆菌若干代作为亲本，培养若干代的目的是__________
4
_______________________________________________________________________________
。
(2)有科学家认为DNA的复制是全保留复制，复制形成的两条子链结合在一起，两条模板链
重新结合在一起。若是全保留复制，则实验结果是子一代的DNA位置是_______________。
(3)科学家进行实验，得到的实验结果是子一代的DNA位置全在中带，子二代的DNA位置
一 半 在 中 带 一 半 在 轻 带 。 这 个 结 果 否 定 了 全 保 留 复 制 ， 你 对 此 的 解 释 是
____________________
________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
。
(4)有人认为，将子一代的DNA分子用解旋酶处理后再离心，就能直接判断DNA的复制方
式，如果为轻带，为重带，则一定为半保留复制。你认为这种说法是否正确，并说出你的理
由 。
______________________________________________________________________________。
答案 (1)保证用于实验的大肠杆菌的 DNA上都含有15N (2)一半在重带，一半在轻带
(3)DNA的复制是半保留复制，子一代DNA为15N/14N－DNA，子二代DNA一半为15N/14N－
DNA，一半为14N/14N－DNA (4)不正确，因为无论是全保留复制还是半保留复制，子一代
用解旋酶处理后都有一半的单链含15N，一半的单链含14N，离心后都是重带，轻带
