文档内容
检测案21 DNA的结构、复制及基因通常是有遗传效应的DNA片段
[基础巩固练]
考点一 DNA分子的结构、特性及基因的本质
1．[2024·广东惠州调研]沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构模型具有划时代的意义，
称为遗传学发展史上最重要的里程碑之一。下列属于DNA双螺旋结构模型意义的是( )
①证明了DNA可以作为转录的模板 ②为阐明DNA的复制奠定基础 ③确定DNA
和蛋白质是染色体的主要组成成分 ④发现DNA如何储存遗传信息
A．①② B．①③
C．②④ D．③④
2．[2024·福建泉州模拟]利用DNA指纹技术进行亲子鉴定具有极高的准确率，下列不
能作为该项技术的科学依据的是( )
A．基因在染色体上呈线性排列
B．不同DNA分子具有特定的碱基排列顺序
C．同一个体不同体细胞中的核DNA是相同的
D．子代的染色体一半来自父方，一半来自母方
3．[2024·山东邹城模拟]如图为某DNA分子片段示意图，下列有关叙述错误的是(
)
A．图中①②③是构成DNA分子的基本单位
B．DNA复制时，④的形成不需要DNA聚合酶
C．①和②交替排列构成DNA分子的基本骨架
D．DNA分子中碱基对⑨越多，其热稳定性越低
4．[2024·河北保定校联考]基因通常是有遗传效应的DNA片段。下列不能作为支持该
论点的论据是( )
A．DNA由核苷酸组成，其结构具有多样性和特异性
B．大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，在DNA分子上分布了大约4.4×103个基因
C．部分病毒的遗传物质是RNA，细胞生物和一些病毒的遗传物质是DNA
D．导入了外源生长激素基因的转基因鲤鱼的生长速率比野生鲤鱼的快
考点二 DNA分子的复制及实验探究
5．[2024·南阳一中高三月考]如图表示DNA复制的过程，结合图示判断，下列有关叙
述错误的是( )A．DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，解开双链
B．DNA分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链的方向相反
C．从图示可知，DNA分子具有多起点复制的特点，缩短了复制所需的时间
D．DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接到已有的DNA片段上
6．大多数真核生物的DNA在复制时会出现多个复制泡，每个复制泡的两端有2个复
制叉，复制叉的延伸方向如图所示。已知复制时DNA聚合酶只能沿模板链的3′→5′方向移
动，下列说法错误的是( )
A．图中DNA的复制为双向半保留复制
B．多起点复制加快了DNA的复制速度
C．复制泡3的DNA复制早于复制泡1
D．子链的延伸方向与复制叉的推进方向相同
7．(不定项)将某一细胞中的一条染色体用14C充分标记，其同源染色体用32P充分标记，
置于不含放射性的培养液中培养，经过连续两次细胞分裂(不考虑互换)，下列说法中不正
确的是( )
A．若进行减数分裂，则四个细胞中均含有14C和32P
B．若进行有丝分裂，某一细胞中含14C的染色体可能是含32P染色体的两倍
C．若进行有丝分裂，则四个细胞中可能三个有放射性，一个没有放射性
D．若进行减数分裂，则四个细胞中可能两个有放射性，两个没有放射性
[提能强化练]
8．[2024·黑龙江大庆实验中学校考]DNA复制时存在以下现象：①至少一半新合成的
DNA先以短链形式出现，之后连接；②T4噬菌体在DNA连接酶缺失的大肠杆菌中培养，
导致新生短链积累；③DNA修复时会产生短链，缺失修复能力的生物体DNA短链占新合
成的一半。下列叙述正确的是( )
A．现象①②表明发生在两条模板链上的DNA复制均为不连续复制
B．现象②表明DNA新链的合成需要DNA连接酶催化形成氢键
C．现象③在现象①②基础上进一步表明DNA复制时存在不连续复制
D．T4噬菌体在大肠杆菌中合成新的DNA时，不需要能量的供应
9．羟胺可使胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶，导致 DNA复制时发生错配(如图)。若一
个DNA片段的两个胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶，下列相关叙述正确的是( )A．DNA复制一般发生在细胞分裂前期
B．该片段复制后的子代DNA分子上的碱基序列都发生改变
C．这种变化为基因突变，一定会引起编码的蛋白质结构改变
D．该片段复制后的子代DNA分子中G—C碱基对与总碱基对的比值下降
10．(不定项)高危型HPV(一种病毒)的持续感染是引起宫颈癌的最主要因素之一。某人
宫颈分泌物的高危型HPV DNA检测报告如下表所示。下列说法完全正确的是( )
检测项目 检测方法 检测比值 正常比值
高危型HPV
分子杂交法 0.19 1.00
DNA检测
A.HPV的遗传物质主要是DNA
B．分子杂交法可能涉及碱基互补配对原则
C．被检测者未感染高危型HPV
D．若检测比值等于1，则可判断被检测者是宫颈癌患者
11．[2024·长沙一中调研](不定项)DNA分为B型和Z型，B型为右手双螺旋结构，而
ZDNA为左手双螺旋且DNA骨架的走向呈锯齿状。从DNA分子螺旋轴的方向看，双螺旋
表面有两个宽度不同的沟槽。由于ZDNA结构不稳定及超螺旋化，使得许多蛋白质分子赖
以结合的元件缩入沟槽。下列相关叙述正确的是( )
A．B型和Z型DNA都由2条反向的核苷酸链双螺旋而成
B．ZDNA的脱氧核糖与碱基交替连接排列在外侧，构成基本骨架
C．缩入沟槽的蛋白质可能会影响染色质结构及DNA的复制和转录
D．与ZDNA相比，BDNA的高稳定性取决于碱基间的配对方式
12．(不定项)如图是在电子显微镜下拍摄的某生物细胞 DNA复制过程中的图像。下列
有关叙述正确的是( )
A．此图反映出的DNA复制模式，可作为DNA双向复制的证据
B．此过程遵循碱基互补配对原则，任一条链中A＝T，G＝C
C．若将该DNA彻底水解，产物是脱氧核苷酸和四种碱基
D．若该DNA分子的一条链中(A＋T)/(G＋C)＝a，则互补链中该比值也为a
[大题冲关练]
13．[2024·南阳一中高三月考]荧光原位杂交可用荧光标记的特异DNA片段为探针，与
染色体上对应的DNA片段结合，从而将特定的基因在染色体上定位。请回答下列问题：(1)DNA 荧光探针的制备过程如图 1 所示，DNA 酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的
________键从而产生切口，随后在DNA聚合酶Ⅰ作用下，以荧光标记的________为原料，
合成荧光标记的DNA探针。
(2)图2表示探针与待测基因结合的原理。先将探针与染色体共同煮沸，使 DNA双链
中________键断裂，形成单链。随后在降温复性过程中，探针的碱基按照______________
原则，与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子。图中两条姐妹染色单体中最多
可有________条荧光标记的DNA片段。
(3)A、B、C分别代表不同来源的一个染色体组，已知AA和BB中各有一对同源染色
体可被荧光探针标记。若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交，则其F 有丝分裂中期的细
1
胞中可观察到________个荧光点；在减数分裂Ⅰ形成的两个子细胞中分别可观察到
________个荧光点。
14．双链DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成的。早在 1966年，日本科学家
冈崎提出DNA半不连续复制假说：DNA复制形成互补子链时，一条子链是连续形成的，
另一条子链不连续即先形成短链片段(如图1)。为验证这一假说，冈崎进行了如下实验：让
T4噬菌体在20 ℃时侵染大肠杆菌70 min后，将同位素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆
菌的培养基中，在2 s、7 s、15 s、30 s、60 s、120 s后，分离T4噬菌体DNA并通过加热
使DNA分子变性、全部解螺旋，再进行密度梯度离心，以DNA单链片段分布位置确定片
段大小(分子越小离试管口距离越近)，并检测相应位置DNA单链片段的放射性，结果如图
2。请分析回答：
(1)若1个双链DNA片段中有1 000个碱基对，其中胸腺嘧啶有350个，该DNA连续
复制四次，在第四次复制时需要消耗________个胞嘧啶脱氧核苷酸。(2)以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，最终在噬菌体 DNA中检测到
放 射 性 ， 其 原 因 是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)DNA解旋在细胞中需要解旋酶的催化，在体外通过加热也能实现。解旋酶不能为反
应提供能量，但能______________。研究表明，在DNA分子加热解链时，DNA分子中G
＋ C 的 比 例 越 高 ， 需 要 解 链 温 度 越 高 的 原 因 是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4) 图 2 中 ， 与 60 s 结 果 相 比 ， 120 s 结 果 中 短 链 片 段 减 少 的 原 因 是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
该实验结果为冈崎假说提供的有力证据是
________________________________________________________________________。1．解析：沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型的意义：不仅从结构上解释了DNA
如何储存遗传信息，还为阐明DNA的复制奠定了基础，②④正确。
答案：C
2．解析：无论是否有亲子关系，真核生物的核基因在染色体上都呈线性排列，不能作
为亲子鉴定的依据，A符合题意；DNA分子具有特异性，具有特定的碱基排列顺序，可以
作为亲子鉴定的依据，B不符合题意；同一个体的不同体细胞都来自受精卵的有丝分裂，
核DNA几乎都相同，C不符合题意；子代个体具备父母双方的核遗传物质，一半来自父方
一半来自母方，可以作为亲子鉴定的依据，D不符合题意。
答案：A
3．解析：图中①与②③不是同一个脱氧核苷酸的组成部分，所以①②③不能构成一个
DNA的基本单位，A错误；DNA复制时，④的形成不需要DNA聚合酶的催化，B正确；
①和②交替连接，排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架，C正确；DNA分子中碱基对
⑨(A—T)越多，氢键的相对含量越少，其热稳定性越低，D正确。
答案：A
4．答案：A
5．解析：DNA复制过程的第一步是解旋，需要用解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，
使两条链解开，A正确；由图可知，DNA分子的复制具有双向复制的特点，且生成的两条
子链的方向相反，B正确；图中DNA复制只有一个起点，故不能说明DNA分子具有多起
点复制的特点，C错误；DNA分子复制时，需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接到已
有的DNA片段上，D正确。
答案：C
6．解析：由图可知，DNA的复制为双向复制，且DNA复制方式为半保留复制，A正
确；由图可知，DNA的复制为多起点复制，加快了DNA的复制速度，B正确；复制泡3
大于复制泡2和复制泡1，因此复制泡3的DNA复制早于复制泡2和复制泡1，C正确；复
制时DNA聚合酶只能沿模板链的3′→5′方向移动，而图中复制叉的推进方向是双向的，因
此子链的延伸方向与复制叉的推进方向不一定相同，D错误。
答案：D
7．解析：根据题干信息分析，该细胞可能是进行了两次有丝分裂或一次减数分裂。
DNA的复制具有半保留复制的特点，减数分裂过程中，复制后的一条染色体上的两条姐妹
染色单体都具有放射性，因此经过减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ，产生的每个子细胞染色体数
目减半，四个子细胞中都有放射性，其中两个细胞中均含有14C，两个细胞中均含有32P，
A、D错误；由于只有一对同源染色体分别被标记，且原料没有被标记，因此两种放射性
之间不可能一方是另一方的两倍，B错误；经过第一次有丝分裂产生的子细胞中两条染色
体分别含有14C和32P，但是都是一条链含有放射性，另一条链没有放射性，第二次有丝分
裂DNA复制后每条染色体上的两条姐妹染色单体中的一条含有放射性，另一条没有，则
产生的四个子细胞中可能两个含有放射性、两个不含有放射性，可能四个都含有放射性，
也可能三个有放射性，一个没有放射性，C正确。
答案：ABD
8．解析：①至少有一半新合成的DNA首先以短片段形式出现，之后连接在一起，
②T4噬菌体在DNA连接酶缺失的大肠杆菌中培养，导致新生短链积累，说明 DNA复制
存在连续复制和不连续复制，A错误；②T4噬菌体在DNA连接酶缺失的大肠杆菌中培养，
导致新生短链积累，表明DNA新链合成需DNA连接酶催化形成磷酸二酯键，将DNA短
链连接，B错误；③不管是连续复制还是不连续复制都会因为DNA修复产生短片段，现象
③进一步表明DNA复制时存在不连续复制，C正确；T4噬菌体的遗传物质是DNA，在大肠杆菌中合成新的DNA时(即DNA复制)，需要能量的供应，D错误。
答案：C
9．解析：DNA复制一般发生在分裂间期，A错误；若转变为羟化胞嘧啶的两个胞嘧
啶分子位于DNA片段的同一条链上，则根据DNA半保留复制可知，该片段复制后的子代
DNA分子中，有一半子代DNA分子上的碱基序列会发生改变，B错误；胞嘧啶分子转变
为羟化胞嘧啶，形成的子代DNA碱基发生改变，若发生在基因内部，则属于基因突变，
由于密码子的简并性等原因，基因突变不一定会引起编码的蛋白质结构改变，C错误；由
图可知，胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶后与腺嘌呤配对，而不是与鸟嘌呤配对，因此该片
段复制后的子代DNA分子中G—C碱基对与总碱基对的比值下降，D正确。
答案：D
10．解析：由题意可知，HPV含有DNA，其遗传物质是DNA，A错误；DNA分子杂
交技术的原理是碱基互补配对原则，B正确；由表格数据可知，被检测者高危型HPV DNA
检测比值远远低于正常值，因此被检测者未感染高危型 HPV，C正确；若检测比值等于
1，则可判断被检测者感染了高危型HPV，但不一定是宫颈癌患者，D错误。
答案：BC
11．解析：BDNA和ZDNA都由反向的2条脱氧核苷酸链经双螺旋而成，A正确；Z-
DNA和BDNA的基本骨架都是磷酸脱氧核糖交替连接排列在外侧，B错误；缩入沟槽的蛋
白质可能会影响染色质结构，进而影响 DNA的复制和转录，C正确；相比ZDNA结构的
不稳定，BDNA的稳定性与氢键数、链长等有关，与碱基间的配对方式无关，D错误。
答案：AC
12．解析：此图反映出的DNA复制模式，可作为DNA双向复制的证据；在一条链中
A与T、G与C不一定相等；DNA彻底水解是指将脱氧核苷酸也水解，产物是脱氧核糖、
磷酸和四种碱基；DNA分子的一条链中两互补碱基之和的比值，与另一条互补链中该比值
相等。
答案：AD
13．解析：(1)根据题意和图示分析可知：DNA酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的磷酸二酯
键从而产生切口，形成一段一段的DNA分子片段。在DNA聚合酶Ⅰ的作用下，以荧光标
记的四种脱氧核苷酸为原料，合成荧光标记的 DNA探针。(2)DNA分子是双链结构，通过
氢键连接。将探针与染色体共同煮沸，使 DNA双链中氢键断裂，形成单链，随后在降温
复性的过程中，探针的碱基按照A－T、C－G的碱基互补配对原则，与染色体上的特定基
因序列形成较稳定的杂交分子，图中两条姐妹染色单体中含有2个DNA分子共有4条链，
所以最多可有4条荧光标记的DNA片段。(3)由于AA和BB中各有一对同源染色体可被荧
光探针标记，若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交，则其F 有丝分裂中期的细胞(AABC)
1
中可观察到6个荧光点，在减数分裂Ⅰ形成的两个子细胞中可分别观察到含 A的2个荧光
点和含AB的4个荧光点。
答案：(1)磷酸二酯 脱氧核苷酸 (2)氢 碱基互补配对 4
(3)6 2和4
14．解析：(1)DNA片段中有1 000个碱基对，依据碱基互补配对原则可推知，在该
DNA片段中A＝T＝350个，C＝G＝650个。该DNA连续复制四次，在第四次复制时需要
消耗的胞嘧啶脱氧核苷酸数为24－1×650＝5 200(个)。(2)以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠
杆菌的培养基中，因3H标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料，
所以最终在噬菌体DNA中能检测到放射性。(3)解旋酶能降低反应所需要的活化能。在每
个DNA分子中，碱基对A与T之间有2个氢键，C与G之间有3个氢键，故DNA分子中
G＋C的比例越高，含有的氢键数越多，DNA分子结构越稳定，因此在DNA分子加热解链时，DNA分子中G＋C的比例越高，需要解链温度也越高。(4)分子越小离试管口距离越近。
图2显示，与60 s结果相比，120 s结果中有放射性的单链距离试管口较远，说明短链片段
减少，其原因是短链片段连接形成长片段。在图示的实验时间内，细胞中均能检测到较多
的短链片段，为冈崎假说提供了实验证据。
答案：(1)5 200 (2)标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料，
所以在噬菌体DNA中能检测到放射性 (3)降低反应所需要的活化能 DNA分子中G＋C
的比例越高，氢键数越多，DNA结构越稳定 (4)短链片段连接形成长片段 在实验时间内，
细胞中均能检测到较多的短链片段
