文档内容
第 17 讲 DNA 的结构、复制及基因的本质
内容要求——明考向 近年考情——知规律
（1）概述DNA分子的结构及主要特点； 2021·广东卷（5）、2021·河北卷（16）、
（2）概述DNA分子通过半保留方式进 2021·全国甲卷（30）、2020·全国卷Ⅲ
行复制；（3）概述基因的概念。 （1 ）
考点一 DNA的结构及相关计算
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\考点自主梳理.tif" \*
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1.DNA双螺旋结构模型构建者：沃森和克里克。
2.DNA的结构层次
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\L427.tif" \*
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提醒 一个双链DNA分子具有2个游离的磷酸基团，而环状DNA不存在。
巧记 利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子的结构
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\L429.TIF" \*MERGEFORMATINET
3.DNA的双螺旋结构内容
并非所有的DNA均具“双链”
（1）DNA由两条脱氧核苷酸链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
（2）外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接构成主链基本骨架。
其形成不需要酶，而断裂需解旋酶或加热处理
（3）内侧：两条链上碱基通过氢键连接成碱基对。碱基互补配对遵循以下原则：
A===T（两个氢键）、 G ≡ C （三个氢键）。
G—C碱基对所占比例越大，DNA热稳定性越高
4.DNA的结构特点
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F672.TIF" \*
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INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\重点疑难突破.tif" \*
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DNA中碱基数量的计算规律
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\+2A.tif" \*MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\+2B.tif" \*
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INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\命题规律探究.tif" \*
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考向1 DNA双螺旋结构模型的构建和DNA的结构特点
1（. 2021·广东卷，5）DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就
之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是（ ）
①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验 ②富兰克林等拍摄的DNA分子
X射线衍射图谱 ③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等 ④沃森和
克里克提出的DNA半保留复制机制
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
答案 B
解析 赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了DNA是遗传物质，
与构建DNA双螺旋结构模型无关，①不符合题意；沃森和克里克根据富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱，推算出DNA分子呈螺旋结构，②符合题意；查
哥夫发现的DNA中腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量，鸟嘌呤（G）的量
总是等于胞嘧啶（C）的量，为沃森和克里克构建正确的碱基配对方式提供了依据，
③符合题意；沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制未能为DNA双螺旋结构
模型的构建提供依据，④不符合题意。故选B。
2（. 2022·山东邹城期中）如图为某DNA分子片段示意图，下列有关叙述错误的是（
）
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F673.TIF" \*
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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
答案 A
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。
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\题后反思.TIF" \*
MERGEFORMATINET （1）DNA初步水解产物是4种脱氧核苷酸，
彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。
（2）相邻的碱基在DNA分子的一条单链中通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”
相连接，在DNA的双链之间通过“氢键”相连接。
（3）除双链DNA末端的两个脱氧核糖外，其余每个脱氧核糖都连接着2个磷酸。
每个双链DNA片段中，游离的磷酸基团有2个。
（4）对于原核细胞来说，拟核中的DNA分子或者质粒DNA均是裸露的，没有与蛋
白质一起构成染色体。考向2 借助DNA结构的相关计算，考查科学思维能力
3.（2022·河北唐山期末）下列关于双链DNA的叙述，错误的是（ ）
A.一条链中A和T的数量相等，则互补链中A和T的数量也相等
B.一条链中G为C的2倍，则互补链中G为C的1/2
C.一条链中C∶T＝1∶2，则互补链中G∶A＝2∶1
D.一条链中A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则互补链中A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3
答案 C
解析 根据碱基互补配对原则，双链DNA中，一条链中的A和T分别与互补链中
的T和A配对，一条链中的G和C分别与互补链中的C和G配对，故一条链中A
和T的数量相等，则互补链中A和T的数量也相等，一条链中G为C的2倍，则互
补链中G为C的1/2，A、B正确；一条链中C∶T＝1∶2，则互补链中G∶A＝
1∶2，C错误；双链DNA分子中，一条链中A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则互补链
中A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3，D正确。
4.（2022·黑龙江三中调研）在一个DNA分子中，腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占全部碱
基的42%，若其中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的24%，胸腺嘧啶占30%，则在
其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占（ ）
A.12%和34% B.21%和24%
C.34%和12% D.58%和30%
答案 C
解析 因为A＋T占全部碱基总数的42%，所以G＋C占全部碱基总数的58%；因
为两种互补碱基之和在 DNA分子中与在单链上的含量相等，所以在两条链中 A
＋T、G＋C均分别占42%、58%；设链1上C 占24%，则链1上G 占34%，其互补
1 1
链2上C 占34%；设链1上T 占30%，则链1上A 占12%，其互补链2上T 占
2 1 1 2
12%，故选C。
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\题后反思.TIF" \*
MERGEFORMATINET 三步解决DNA分子中有关碱基比例的计算
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MERGEFORMATINET考点二 DNA的复制及基因的概念
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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：同位素标记技术和密度梯度离心法。
（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。
沃森和克里克提出的。
（6）实验假设： DNA 以半保留的方式复制 。
（7）实验过程与结果：
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（8）实验结论：DNA的复制是以半保留方式进行的。
2.DNA复制的过程
（1）概念、时间、场所
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\B83.tif" \*
MERGEFORMATINET（2）过程
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（3）特点：边解旋边复制（过程上）、半保留复制（结果上）。每个DNA分子都保留
原DNA的一条链
（4）准确复制的原因和意义
①DNA具有独特的 双螺 旋 结构，为复制提供精确的模板，通过碱基互补配对原则
保证了复制能准确进行。
②DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传给了子代细胞，保持了遗传信息的连
续性。
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巧记DNA复制的“二、二、三、四”
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3.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
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提醒 ①对于RNA病毒来说，基因是有遗传效应的RNA片段。②基因可以是一
段DNA，但一段DNA不一定是基因。
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\易错辨析.TIF" \*
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（1）解旋酶破坏碱基对间的氢键，DNA聚合酶催化形成磷酸二酯键（√）
（2）DNA分子复制时，解旋酶与DNA聚合酶不能同时发挥作用 （×）
（3）DNA中氢键全部断裂后，以两条母链为模板各合成一条子链（×）
（4）DNA分子上有基因，基因都在染色体上（×）
（5）DNA分子的多样性指的是碱基排列顺序千变万化（√）
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1.图解法分析DNA复制的相关计算
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一个亲代DNA连续复制n次后，则：
（1）子代DNA分子数：2n个
①无论复制多少次，含 15N的DNA分子始终是2个做题时看准是“含”还是“只含”
②含14N的DNA分子有2n个，只含 14N的DNA分子有（2n－2）个
做题时看准是“DNA分子数”还是“链数”（2）子代DNA分子总链数：2n×2＝2n
＋1条
①无论复制多少次，含15N的链始终是2条
②含14N的链数是（2n＋1－2）条
（3）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，则经过n次复制需要消耗游离的
该脱氧核苷酸数为m×（2n－1）个
②若进行第n次复制，则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m×2n－1个
2.细胞分裂过程中的同位素标记问题
（1）DNA分子半保留复制图像及解读
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（2）进行有丝分裂的细胞在细胞增殖过程中核DNA和染色体的标记情况分析
细胞DNA复制一次细胞分裂一次，如图为连续分裂两次的过程图（以一条染色体
为例）。
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\1S249.tif" \*MERGEFORMATINET
由图可以看出，第一次有丝分裂形成的两个子细胞中所有核DNA分子均由一条
亲代DNA链和一条子链组成；第二次有丝分裂后最终形成的子细胞中含亲代
DNA链的染色体条数是0～2n（以体细胞染色体数为2n为例）。
（3）进行减数分裂的细胞在分裂过程中核DNA和染色体的标记情况分析
在进行减数分裂之前，DNA复制一次，减数分裂过程中细胞连续分裂两次。如图
是一次减数分裂的结果（以一对同源染色体为例）。
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\1S250.tif" \*
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由图可以看出，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂两次，但DNA只复制一次，所
以四个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条利用原料合成的
子链组成。
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\命题规律探究.tif" \*
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考向1 围绕DNA复制过程与特点，考查科学思维能力
1.（2022·青海西宁五校期末联考）下列关于细胞核中DNA复制的叙述，错误的是
（ ）
A.DNA复制发生在细胞分裂前的间期
B.DNA复制的方式为半保留复制
C.DNA复制过程需要核糖核苷酸、酶和ATP等
D.DNA复制过程中，解旋和复制是同时进行的答案 C
解析 对于细胞核中的DNA而言，DNA分子复制发生在有丝分裂前的间期和减
数分裂前的间期，A正确；DNA分子的复制方式为半保留复制，B正确；DNA分子
的复制过程需要能量、酶、4种游离的脱氧核苷酸等，C错误；DNA分子复制是一
个边解旋边复制的过程，D正确。
2.（2022·武汉市调研）如图为真核生物染色体上DNA复制过程示意图，有关叙述
错误的是（ ）
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A.图中DNA复制是从多个起点同时开始的
B.图中DNA复制是边解旋边双向复制的
C.真核生物DNA复制过程中解旋酶作用于氢键
D.真核生物的这种复制方式提高了复制速率
答案 A
解析 分析题图可知，图中的三个复制起点复制的DNA片段的长度不同，圈比较
大的表示复制开始的时间较早，因此DNA复制的起始时间不同，A错误；题图中
DNA的复制过程是边解旋边双向复制的，B正确；DNA的复制首先要在解旋酶的
作用下使双链间的氢键断裂，C正确；真核生物的DNA复制具有多个起点，这种
复制方式加速了复制过程，提高了复制速率，D正确。
考向2 结合DNA复制的相关计算，考查科学思维能力
3（. 2021·浙江6月选考，14）含有100个碱基对的一个DNA分子片段，其中一条链
的A＋T占40%，它的互补链中G与T分别占22%和18%，如果连续复制2次，则
需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为（ ）
A.240个 B.180个
C.114个 D.90个
答案 B
解析 一条链的A＋T占40%，则它的互补链中A＋T也占40%，双链中A＋T也
占40%。双链中G＋C占60%，G＝C，则DNA中C占30%，所以含有100个碱基
对的一个DNA中C＝60个。连续复制2次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为（22－1）×60＝180个。
4（. 2021·山东滕州期中）1958年，科学家运用同位素标记技术设计了DNA复制的
实验，实验的培养条件与方法：（1）在含15N的培养基中培养若干代，使DNA均被
15N标记，离心结果如图中的甲；（2）转至14N的培养基培养，每20分钟繁殖一代；
（3）取出每代大肠杆菌的DNA样本，离心。图中的乙、丙、丁是某学生画的结果示
意图。下列有关推论，正确的是（ ）
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A.出现丁的结果需要60分钟
B.乙是转入14N培养基中繁殖一代的结果
C.转入培养基中繁殖三代后含有14N的DNA占3/4
D.丙结果出现后，将此时的DNA热变性后离心分析可得出半保留复制的结论
答案 D
解析 根据DNA半保留复制特点，转入14N培养基中繁殖两代后所得DNA分子
中，有一半DNA分子只含14N，另一半DNA分子是一条链含有15N，一条链含有
14N，离心后出现中带和轻带，即丁图所示结果，即出现丁的结果至少要复制两次，
而大肠杆菌每20分钟繁殖一代，因此至少需要40分钟，A错误；根据DNA半保
留复制特点，转入14N培养基中繁殖一代后所得DNA分子都是一条链含有15N，另
一条链含有14N，离心后只出现中带，即丙图所示结果，B错误；因实验中DNA复
制的原料均含14N，故转入培养基中繁殖三代后，所有的DNA都含有14N，C错误；
丙是转入14N培养基中繁殖一代的结果，DNA分子都是一条链含有15N，另一条链
含有14N，因此将此时的DNA热变性后离心分析可得出半保留复制的结论，D正
确。
考向3 结合DNA复制与细胞分裂，考查科学思维能力
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 DNA复制是半保留复制，第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都
是有一条DNA链含有BrdU，因此都呈深蓝色，A正确；第二个细胞周期，每个着
丝粒上2个染色单体，其中一个染色单体上 DNA一条链含有BrdU，染色后呈深
蓝色，另一个染色单体上DNA两条链都含有BrdU，染色后呈浅蓝色，B正确；第
二次分裂后期，染色体被纺锤丝牵引着移向细胞两极，形成的子细胞内的染色体
深蓝色和浅蓝色的数目不确定，故第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的
染色体不一定为1/4，C错误；根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后，DNA由于
半保留复制，后代总有一条链含有BrdU的DNA，所以还能观察到深蓝色的染色
单体，D正确。
重温真题 经典再现
1.经典重组 判断正误
（1）细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等（2020·全国卷
Ⅲ，1C）（ ）
（2）细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和（2017·海南卷，
23C）（ ）
（3）双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的（2014·全国卷Ⅱ，
5C）（ ）
（4）DNA有氢键，RNA没有氢键（2013·全国卷Ⅱ，1A）（ ）
提示 （1）√ （2）× （3）× （4）×
2（. 2019·天津卷，1）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（ ）
A.DNA复制的场所
B.mRNA与核糖体的结合
C.分泌蛋白的运输
D.细胞膜脂质的流动
答案 A
解析 脱氧核苷酸是合成DNA的原料，用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，
然后注入真核细胞，可用于研究DNA复制的场所，A符合题意。3（. 2018·全国卷Ⅰ，2）生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA—蛋白质复合物
的形式存在。下列相关叙述错误的是（ ）
A.真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物
B.真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有
C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶
D.若复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶
答案 B
解析 真核细胞染色体和染色质主要由DNA和蛋白质组成，因此都存在DNA—
蛋白质复合物，A正确；原核细胞的拟核含一个裸露的环状DNA分子，该DNA的
复制及转录都需要酶催化，故拟核中存在由DNA和酶构成的DNA—蛋白质复合
物，B错误；DNA复制需要DNA聚合酶的催化作用，DNA聚合酶的化学本质是蛋
白质，故复合物中参与DNA复制的蛋白质可能是DNA聚合酶，C正确；如果复合
物中正在进行RNA的合成，则复合物中必须含有RNA聚合酶，因为RNA中核糖
核苷酸之间的连接需要RNA聚合酶的催化，D正确。
4.（2021·全国甲卷，30）用一段由放射性同位素标记的DNA片段可以确定基因在
染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位素 32P 标记的脱氧腺苷三磷酸
（dATP，dA－P ～P ～P ）等材料制备了DNA片段甲（单链），对W基因在染色体
α β γ
上的位置进行了研究，实验流程的示意图如下。
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\21s36.tif" \*
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回答下列问题：
（1）该研究人员在制备32P标记的DNA片段甲时，所用dATP的α位磷酸基团中的
磷必须是32P，原因是_____________________________________________。
（2）该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品，在混合操作之前去除了样品中
的RNA分子，去除RNA分子的目的是________________________________
_________________________________。
（3）为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合，需要通
过某种处理使样品中的染色体DNA 。
（4）该研究人员在完成上述实验的基础上，又对动物细胞内某基因的mRNA进行
了 检 测 ， 在 实 验 过 程 中 用 某 种 酶 去 除 了 样 品 中 的 DNA ， 这 种 酶 是______________________________________________________。
答案 （1）dATP分子中的两个特殊的化学键断裂后形成的dA－P是组成DNA的
基本单位之一，所以α位磷酸基团中的磷是32P，才能使DNA具有32P的放射性
（2）防止RNA分子与DNA分子碱基互补配对结合，从而影响DNA与染色体对应
位点的DNA结合 （3）解旋 （4）DNA酶（DNA水解酶）
解析 （1）因为dATP分子中的两个特殊化学键断裂后形成的dA－P（腺嘌呤脱氧
核糖核苷酸）是组成DNA的基本单位之一，所以只有α位磷酸基团中的磷是32P，
才能使DNA合成原料具有放射性，最终使合成的DNA具有32P的放射性。（2）由
题意可知，本实验的目的是用一段由放射性同位素标记的DNA片段确定W基因
在染色体上的位置，在混合操作之前应去除样品中的RNA分子，若不去除RNA
分子，则RNA分子会与DNA分子碱基互补配对结合，从而影响DNA与染色体对
应位点的DNA结合，导致无法确定基因在染色体上的位置。（3）DNA要先解开双
链，片段甲才能通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合，因此，需要通
过某种处理使样品中的染色体DNA解旋。（4）因为酶具有专一性，故应用DNA酶
（或DNA水解酶）去除样品中的DNA。
课后·分层训练
（时间：35分钟）
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\基础练.tif" \*
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考点一 DNA的结构及相关计算
1.（2022·百校联盟质检）下列关于DNA双螺旋结构的叙述，正确的是（ ）
A.DNA分子中的碱基之间都只能通过氢键连接
B.在DNA分子中，A＋T的量一定等于C＋G的量
C.DNA分子中脱氧核糖只与一个磷酸基团相连
D.DNA双螺旋结构模型中两条链的碱基数相等
答案 D
解析 DNA分子中两条链之间的碱基可以通过氢键连接形成碱基对，一条链上的
相邻碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，A错误；在DNA分子中，
A和T的量相等，C和G的量相等，但A＋T的量不一定等于C＋G的量，B错误；
DNA分子中一条链上的脱氧核糖一般可连接两个磷酸基团，只有链一端位置的脱
氧核糖只连接一个磷酸基团，C错误；制作DNA双螺旋结构模型时遵循碱基互补
配对原则，两条链的碱基数应相等，D正确。2（. 2022·广东珠海联考）下图为DNA片段1经过诱变处理后获得DNA片段2，而
后DNA片段2经过复制得到DNA片段3的示意图（除图中变异位点外不考虑其
他位点的变异）。下列叙述正确的是（ ）
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\B91.TIF" \*
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A.在DNA片段3中同一条链上相邻碱基A与T通过两个氢键连接
B.理论上DNA片段3的结构比DNA片段1的结构更稳定
C.DNA片段2至少需要经过3次复制才能获得DNA片段3
D.DNA片段2复制n次后，可获得2n－1个DNA片段1
答案 D
解析 DNA中同一条脱氧核苷酸链上相邻碱基A与T通过“—脱氧核糖—磷酸—脱
氧核糖—”进行连接。理论上DNA片段3中氢键数目比DNA片段1少，故其结构
不如DNA片段1稳定。DNA片段2经过2次复制即可获得DNA片段3。DNA片
段2复制n次后，获得的DNA片段1所占的比例为1/2，即2n－1个。
3.（2022·河南名校联考）下列关于DNA的结构及复制的叙述，错误的是（ ）
A.DNA的一条脱氧核苷酸链中嘌呤数目和嘧啶数目之比等于1
B.DNA分子中两种碱基对的数量比值会影响DNA的热稳定性
C.某环状DNA分子含300个腺嘌呤，则完成第二次复制时需要600个腺嘌呤脱氧
核苷酸
D.DNA的复制有精确的模板并遵循碱基互补配对原则，但也可能会改变其中的遗
传信息
答案 A
解析 因双链DNA中腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量；鸟嘌呤的量总是等于
胞嘧啶的量，故嘌呤数目和嘧啶数目之比等于1，但DNA的一条脱氧核苷酸链中
嘌呤数目和嘧啶数目之比不一定等于1，A错误；DNA分子中含G—C碱基对的比
例越大，其热稳定性越高，B正确；含300个腺嘌呤的某环状DNA分子，完成第二
次复制时需要300×2＝600（个）腺嘌呤脱氧核苷酸，C正确；DNA的复制有精确
的模板并遵循碱基互补配对原则，但某些情况下会发生突变等，遗传信息也会发
生改变，D正确。
4（. 2022·河南郑州模拟）某研究小组用如图所示的6种卡片、脱氧核糖和磷酸之间
的连接物、脱氧核糖和碱基之间的连接物、碱基对之间（代表氢键）的连接物若干，成功搭建了一个完整的DNA模型，模型中有4个T和6个G。下列有关说法正确
的是（ ）
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F678.TIF" \*
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A.碱基对之间（代表氢键）的连接物有24个
B.代表胞嘧啶的卡片有4个
C.脱氧核糖和磷酸之间的连接物有38个
D.理论上能搭建出410种不同的DNA模型
答案 C
解析 DNA中A与T配对，它们之间有2个氢键，G与C配对，它们之间有3个
氢键，则碱基对之间（代表氢键）的连接物有4×2＋6×3＝26（个），A错误；由于
DNA中G＝C，模型中有6个G，因此代表胞嘧啶（C）的卡片有6个，B错误；该
DNA片段中，脱氧核苷酸数＝脱氧核糖数＝磷酸数＝碱基数＝20，除每条链3′一
端的脱氧核糖需要 1个该连接物外，其他的脱氧核糖需要 2个该连接物，故该
DNA片段需要的脱氧核糖和磷酸之间的连接物有20×2－2＝38（个），C正确；该
DNA片段在各种碱基比例不确定的情况下，碱基排列方式共有4n＝410种（n为碱
基对数），而该DNA碱基比例已确定，因此理论上能搭建出的DNA模型种类数少
于410种，D错误。
考点二 DNA的复制及基因的概念
5.（2022·华师一附中调研）如图为某原核细胞DNA分子的复制方式模式图，图中
“→”表示复制方向。下列叙述错误的是（ ）
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F679.TIF" \*
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A.由图可知，该DNA分子复制为多起点双向复制
B.除图示酶外，DNA分子复制还需DNA聚合酶等
C.DNA分子复制时，子链的延伸方向是相同的
D.解旋经过含G—C碱基对较多的区域时，消耗的能量相对较多
答案 A解析 由题图可知，该DNA分子复制为单起点双向复制，A错误；图示解旋酶能
打开双链间的氢键，使DNA双链解旋，还需要DNA聚合酶等将单个脱氧核苷酸
连接成完整的子链，B正确；DNA分子的两条链是反向平行的，而复制的时候只能
从子链的5′端向3′端延伸，所以两条子链合成方向相反，但延伸方向是相同的，C
正确；G—C碱基对含有三个氢键，A—T碱基对含有两个氢键，故解旋经过含G—
C碱基对较多的区域时，消耗的能量相对较多，D正确。
6.（2022·广东湛江调研）如图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有碱基5
000对，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（ ）
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F680.TIF" \*
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A.复制时作用于③处的酶为DNA聚合酶
B.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 图中③处为氢键，DNA复制时，打开氢键需要解旋酶的作用，A错误；据题
干信息，DNA分子中（A＋T）占碱基总数的34%，则（C＋G）占66%，其中C占
33%，整个DNA分子中有5 000对碱基，则整个DNA分子中有3 300个C，DNA
复制2次需要的胞嘧啶脱氧核苷酸数为3×3 300＝9 900（个），B正确；图中的④
表示腺嘌呤脱氧核苷酸，C错误；图中亲代DNA分子中只有一条链含15N，因此复
制2次产生4个DNA分子，含有15N的DNA分子只有1个，占1/4，D错误。
7.（2022·北京东城区模拟）某研究小组进行“探究DNA复制方式”的实验，结果
如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH Cl或15NH Cl，a、b、c表示离心
4 4
管编号，条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的位置分布。下列叙述错误的
是（ ）
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F681.TIF" \*MERGEFORMATINET
A.本实验所用的技术包括同位素标记技术和密度梯度离心技术
B.大肠杆菌在15NH Cl培养液中培养多代后可得到a管所示结果
4
C.c管的结果表明该管中大肠杆菌的DNA包括14N/15N及15N/15N
D.本实验结果可证明DNA分子的复制方式为半保留复制
答案 C
解析 图示分析：a管中条带为重带（15N/15N），b管中条带为中带（14N/15N），c管中
条带为轻带（14 N/14N）和中带（14N/15N）。由题干信息“培养大肠杆菌的唯一氮源是
14NH Cl或15NH Cl”“DNA离心后在离心管中的位置分布”可知，本实验所用技
4 4
术包括同位素标记技术和密度梯度离心技术， A正确；大肠杆菌在15N标记的培
养液中培养多代后，根据DNA半保留复制的特点，绝大部分条带为15N/15N，即重
带， B正确；c管中的条带包括一条中带和一条轻带，即 DNA包括14N/15N和
14N/14N，C错误；据图可知，整个实验中的DNA经离心后，出现15N/15N、14N/15N和
14N/14N三种条带，可证明DNA的复制方式为半保留复制，D正确。
8（. 2022·湖南长郡中学联考）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（ ）
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\X88.tif" \*
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A.DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链间的氢键，使两条链解开
B.DNA的复制具有双向进行的特点，生成的两条子链方向相反
C.DNA的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段
D.DNA复制形成的两条子链都是连续合成的
答案 D
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；由题图可知，DNA的复制具有双向进行的特点，生成的两
条子链方向相反，B正确；DNA的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段，C正确；由题图可知，DNA复制合成两条子链时，前导链的合成是连续
的，后随链的合成是不连续的，D错误。
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\提升练.TIF" \*
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9.（2020·北京等级模考，6）大肠杆菌拟核DNA是环状DNA分子。将无放射性标
记的大肠杆菌，置于含3H标记的dTTP的培养液中培养，使新合成的DNA链中的
脱氧胸苷均被3H标记。在第二次复制未完成时将DNA复制阻断，结果如图所示。
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\20KT19.TIF" \*
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下列对此实验的理解错误的是（ ）
A.DNA复制过程中，双链会局部解旋
B.Ⅰ所示的DNA链被3H标记
C.双链DNA复制仅以一条链作为模板
D.DNA复制方式是半保留复制
答案 C
解析 分析第二次复制的图形可知，DNA复制过程中双链会局部解旋，A正确；
图中Ⅰ所示的DNA链是在含3H标记的dTTP的培养液中合成的，故Ⅰ所示的
DNA链被3H标记，B正确；分析第二次复制的图形，可以看出DNA复制时两条链
都可作为模板，C错误；从第一次复制及第二次复制的图形分析可知，DNA复制的
方式为半保留复制，D正确。
10.（2022·宁夏石嘴山三中考）一个用15N标记的DNA分子片段中含有50个碱基
对，其中一条链中T＋A占40%。若将该DNA分子放在含14N的培养基中连续复
制3次，下列相关叙述正确的是（ ）
A.该DNA分子的另一条链中T＋A占60%
B.该DNA分子中含有碱基A的数目为40个
C.该DNA分子第3次复制时需要消耗120个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸
D.经3次复制后，子代DNA分子中含14N的DNA单链占全部DNA单链的比例为
1/8答案 C
解析 在双链DNA分子中，一条链中A＋T或C＋G所占比例与另一条链中A＋
T或C＋G所占比例相等，故该DNA分子的另一条链中T＋A也占40%，A错误；
整个 DNA 分子中 A＝T，因此该 DNA 分子中含有的碱基 A 数目为
50×2×40%×1/2＝20（个），B错误；该DNA分子中所含碱基G的数目为（50×2
－20×2）×1/2＝30（个），故第3次复制时，需要消耗游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸的
数目为30×23－1＝120（个），C正确；经过3次复制后，子代DNA分子中含有14N
的DNA单链占全部DNA单链的比例为（8×2－2）/（8×2）＝7/8，D错误。
11（. 2022·河南九师联盟联考）人类免疫缺陷病毒（HIV）是RNA病毒，该病毒在T
细胞内增殖的过程如图所示，其中①～⑤表示相应生理过程。回答下列问题：
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F682.TIF" \*
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（1）①过程需要逆转录酶催化，逆转录酶来自 （填“HIV”或“T细胞”），
在逆转录过程中，逆转录酶的作用是 。
（2）过程③④均为转录，但不是从同一条链上的相同起点开始的，判断依据是
。
（3）若过程②合成的DNA分子含有5 000个碱基对，其中一条链中A＋T占40%。
将1个该DNA分子的两条链用32P进行标记，将其放在不含32P的培养基中培养
一段时间，并连续复制3次，发现含有32P的DNA分子所占比例为1/4，原因是
_______________________________________________________。
第3次复制时需消耗 个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸。
答案 （1）HIV 以RNA为模板催化脱氧核苷酸合成DNA （2）过程③和过程④
形成的是不同的RNA（合理即可） （3）一个含有32P标记的双链DNA分子经半
保留复制后，含32P标记的2条单链分配到2个双链DNA分子中。因此在连续复
制3次得到的8个DNA分子中有且只有2个带有32P标记 12 000
解析 （1）宿主细胞无控制逆转录酶合成的基因，逆转录酶来自病毒。（2）一个
DNA分子可转录出不同的RNA，说明不同转录过程的起点不同。（3）DNA复制为
半保留复制，复制后，含32P标记的2条DNA链分布在2个DNA分子中，复制3
次，含32P标记的DNA占比为2/8＝1/4。A＋T＝40%，C、G各占30%，第3次复制
合成4个DNA分子，需消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸＝4×5 000×2×30%＝12 000（个）。
