文档内容
第 17 讲 DNA 的结构、复制及基因的本质
考纲、考情——知考向 核心素养——提考能
1.DNA分子结构的主要特
最新 点(Ⅱ) 生命 结构与功能观——分析DNA分
考纲 2.DNA分子的复制(Ⅱ) 观念 子结构特点及DNA功能
3.基因的概念(Ⅱ)
科学 构建 DNA 分子双螺旋结构模
2016·全国卷Ⅱ(2)、
思维 型，阐明其半保留复制过程
全国卷 2016·全国卷Ⅰ(29)、
实验设计与实验结果分析：验
考情 2014·全国卷Ⅱ(5)、 科学
证DNA分子通过半保留方式进
2013·全国卷Ⅱ(5) 探究
行复制
考点一 DNA分子的结构及相关计算
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图解DNA分子结构
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生物 人教版 全国ⅡⅢ\\2S384.tif" \* MERGEFORMATINET■ 助学巧记
1.巧记DNA分子结构的“五·四·三·二·一”
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2.DNA分子的特性
教材高考
1.高考重组 判断正误
(1)细胞核中的DNA复制和转录都以DNA为模板(2018·海南卷，13D)( )
(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的X光衍射实验证明了DNA是遗传物质(2013·全国卷Ⅱ，5C)( )
提示 (1)√
(2)× DNA分子除含基因片段外，还有许多无遗传效应的片段。
(3)× DNA一条链上磷酸和脱氧核糖通过磷酸二酯键相连。
(4)× DNA的X光衍射图谱实验为DNA双螺旋结构模型建构提供了重要依据。
2.教材·拓展·拾遗
(1)(教材必修2 P48“旁栏思考题”)沃森和克里克在构建DNA模型的过程中利用
了他人的哪些经验和成果？
提示 ①英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的DNA的X射线衍射图谱；
②美国生物化学家鲍森揭示生物大分子结构的方法(1950年)，即按照X射线衍射
分析的实验数据建立模型的方法；
③奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果：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)的量这一碱基之间的数量关系。
(2)(教材必修2 P58科学·技术·社会)如果获得DNA指纹图谱？该技术有哪些应用？
提示 ①应用DNA指纹技术，首先需要用合适的酶将待检测的样品DNA切成片
段，然后用电泳的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列步骤，最后形成
DNA指纹图；
②由于每个人的DNA指纹图是独一无二的，所以我们可以根据分析指纹图的吻
合程度来帮助确认身份。因而此技术被广泛应用于刑侦领域、亲子鉴定、遗骸鉴定
等。
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围绕DNA分子的结构及特点考查结构与功能观
1.(2019·广东惠州检测)如图是某DNA片段的结构示意图，下列叙述正确的是(
)
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生物 人教版 全国ⅡⅢ\\2S385.tif" \* MERGEFORMATINETA.DNA复制时，解旋酶先将①全部切割，再进行复制
B.DNA分子中A＋T含量高时稳定性较高
C.磷酸与脱氧核糖交替排列构成DNA分子的基本骨架
D.a链、b链方向相同，a链与b链的碱基互补配对
解析 DNA复制时边解旋边复制，A错误；碱基A和T之间有两个氢键，碱基G
和C之间有三个氢键，因此G＋C含量高的DNA分子的相对稳定性较高，B错误；
磷酸与脱氧核糖交替排列构成DNA分子的基本骨架，C正确；DNA分子的两条链
方向相反，a链与b链的碱基互补配对，D错误。
答案 C
(1)DNA分子中A与T间可形成2个氢键，G与C间可形成3个氢键——故G≡C
对占比例越高的DNA分子其稳定性越高。
(2)并非所有的DNA分子均具“双链”，有的DNA分子为单链。
(3)原核细胞及真核细胞细胞器中的DNA分子为“双链环状”。
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DNA分子结构相关计算
2.(2014·山东理综，5)某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据
测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子
中碱基数目比值的关系图，下列正确的是( )
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答案 C
3.(2019·河北石家庄模拟)在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数
为n，G与C之间形成3个氢键，A与T之间形成2个氢键。则下列有关叙述正确
的是( )
①脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基数＝m ②碱基之间的氢键数为(3m－2n)/2 ③
一条链中A＋T的数量为n ④G的数量为m－n
A.①②③④ B.②③④
C.③④ D.①②③
解析 每个脱氧核苷酸分子含有一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子碱基，所
以脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基数＝m，①正确；因为A和T之间有2个氢键、C
和G之间有3个氢键，根据碱基互补配对原则，A＝T＝n，则C＝G＝(m－2n)/2，所
以碱基之间的氢键数为2n＋3(m－2n)/2＝(3m/2)－n，②正确；双链DNA中，A＝T
＝n，则根据碱基互补配对原则，一条链中A＋T的数量为n，③正确；由②中计算
可知：G的数量＝(m－2n)/2，④错误。
答案 D
“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律
(1)在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即A＋G＝T＋C。
(2)“互补碱基之和”的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即若在一
条链中＝m，在互补链及整个DNA分子中＝m。——此比值在不同DNA分子中具
特异性。
(3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA一条链中(或)＝a，则在其互补链中该比值为，而在整个DNA分子中该
比值为1，——此比值在不同双链DNA分子中无特异性(具共性)。 考点二
DNA分子的复制及基因的本质
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1.DNA分子的复制
(1)过程归纳
■ 助学巧记
DNA复制之“二、二、三、四”
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(2)实验探究
①实验方法：同位素示踪法和离心技术
②实验结果：
INCLUDEPICTURE "E:\\共享 文件\\2020版 创新设计 高考总复习 学生用书
生物 人教版 全国ⅡⅢ\\2S387.tif" \* MERGEFORMATINET③实验结论： DNA 的复制是以半保留方式进行的 。
2.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
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1.同源染色体上的DNA分子之间除哪项外均可能不同？请说明理由。
①碱基对的排列顺序 ②磷酸二酯键的数目
③脱氧核苷酸的种类 ④的比值
提示 ③ 同源染色体上的DNA分子可能是相同的，也可能是不同的，如X、Y
染色体，所以构成DNA的脱氧核苷酸数目就可能不同，连接两个脱氧核苷酸之间
的磷酸二酯键的数目也就可能不同，碱基对的排列顺序不同；DNA分子中A＝T、
C＝G，但(A＋T)/(C＋G)在不同的DNA分子中可能不同，而构成所有DNA的脱
氧核苷酸均只有4种。
2.如图是人类某染色体DNA的片段，含有基因A、基因b和无遗传效应的片段M。
请思考：
(1)基因A和b的本质区别是什么？
(2)决定mRNA上终止密码子的碱基对是否位于 M处？若M中插入若干个脱氧
核苷酸对是否可引发基因突变？为什么？(3)A复制时b是否也复制？A转录时，b是否也转录？其转录的模板链一定相同
吗？
提示 (1)不同基因的本质区别在于其脱氧核苷酸序列不同。
(2)M为无遗传效应的非基因片段，故其无转录功能，当然不存在决定mRNA上终
止密码的碱基对，M中即使插入若干脱氧核苷酸对也不会引发基因突变。
(3)DNA分子复制为全程复制，故A复制时b也复制，但基因表达却为“选择性表
达”，故A转录时，b未必转录，即使都转录，其模板链也未必相同。
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结合DNA分子的复制及相关计算考查科学思维能力
1.[2016·全国卷Ⅰ，29(3)]将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，
并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌
体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比
例为2/n，原因是________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案 一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单
链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2
个带有标记
2.在氮源为 14N 和 15N 的培养基上生长的大肠杆菌，其 DNA 分子分别为 14N—
DNA(相对分子质量为a)和15N—DNA(相对分子质量为b)。将亲代大肠杆菌转移
到含14N的培养基上，连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用离心方法分离得到的结果如图所
示。下列对此实验的叙述正确的是( )
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生物 人教版 全国ⅡⅢ\\2S390.tif" \* MERGEFORMATINETA.Ⅰ代细菌DNA分子中两条链都是14N
B.Ⅱ代细菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的
C.预计Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为
D.上述实验Ⅰ代→Ⅱ代的结果能证明DNA复制方式为半保留复制
解析 Ⅰ代细菌DNA分子中一条链是14N，另一条链是15N，A错误；Ⅱ代细菌含
15N的DNA分子有2个，占全部(4个)DNA分子的，B错误；由于1个含有14N的
DNA分子的相对分子质量为a，则每条链的相对分子质量为；1个含有15N的DNA
分子的相对分子质量为b，则每条链的相对分子质量为。将亲代大肠杆菌转移到含
14N的培养基上，连续繁殖三代，得到共8个DNA分子，这8个DNA分子共16条
链，只有2条是含15N的，14条是含14N的，因此总相对分子质量为×2＋×14＝b
＋7a，所以每个DNA分子的平均相对分子质量为，C正确；实验Ⅰ代→Ⅱ代的结
果不能证明DNA复制方式为半保留复制，D错误。
答案 C
DNA分子复制中有关计算
假设1个DNA分子复制n次(设该DNA分子中含某种脱氧核苷酸m个)
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点悟：“DNA复制”相关题目的4点“注意”
(1)注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，但
后者只包括第n次的复制。
(2)注意碱基的单位是“对”还是“个”。(3)切记在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA
分子都只有两个。
(4)看清试题中问的是“DNA分子数”还是“链数”，是“含”还是“只含”等关
键词，以免掉进陷阱。
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围绕基因的本质考查结构与功能观
3.(2014·海南卷，21)下列是某同学关于真核生物基因的叙述：
①携带遗传信息 ②能转运氨基酸 ③能与核糖体结合
④能转录产生RNA ⑤每相邻三个碱基组成一个反密码子 ⑥可能发生碱基对
的增添、缺失、替换
其中正确的是( )
A.①③⑤ B.①④⑥
C.②③⑥ D.②④⑤
解析 基因是具有遗传效应的DNA片段，携带遗传信息，并能够将遗传信息通过
转录传递到RNA，通过翻译表现为蛋白质特定的氨基酸序列和空间结构，基因中
可能发生碱基对的增添、缺失或替换，即基因突变，故选B。
答案 B
4.(2019·南昌调研)下列关于基因、染色体、性状之间的关系的叙述中，正确的是(
)
A.性状与基因之间都存在一一对应的关系
B.真核生物的基因都位于染色体上，呈线性排列
C.每条染色体上有许多个DNA分子，每个DNA分子上有许多基因，每个基因中
有许多脱氧核苷酸
D.染色体结构变异可能会使基因的数目或排列顺序发生改变
解析 性状与基因之间并不都存在一一对应的线性关系，有的性状受多个基因控
制，有的基因同时控制多个性状，A错误；真核生物的基因主要位于细胞核中的染
色体上，也有部分基因位于线粒体、叶绿体中的DNA上，B错误；每条染色体含有
一个或2个DNA分子，C错误；染色体结构变异可能会使基因的数目或排列顺序
发生改变，D正确。
答案 D
澄清易混易错·强化科学思维[易错易混]
易错点1 误认为DNA分子中“嘌呤一定等于嘧啶”
点拨 DNA分子一般为“双螺旋结构”，双链DNA中嘌呤等于嘧啶，但其一条链
中嘌呤不一定等于嘧啶，单链DNA分子中嘌呤也不一定等于嘧啶。
易错点2 错将真核生物的“染色体”等同于“遗传物质”或错将“DNA”等同
于“基因”
点拨 真核生物的遗传物质是“DNA”，遗传物质的结构和功能单位是“基因”
——它是DNA分子中“有遗传效应”的片段，每个DNA分子有许多这样的片段
染色体则是DNA的“主要载体”——它主要由DNA和蛋白质组成(注：除染色
体外，少数DNA还可存在于线粒体、叶绿体中)。其关系归纳如下：
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易错点3 混淆DNA复制、“剪切”与“水解”中的四种酶
点拨 (1)DNA聚合酶：需借助母链模板，依据碱基互补配对原则，利用细胞中游
离的4种脱氧核苷酸为原料，合成与母链互补的一段子链；
(2)DNA连接酶：将多个复制起点所复制出的“DNA片段”“缝合”起来形成磷
酸二酯键，即连接“片段”；
(3)限制性内切酶：用于切断DNA双链中主链上的“3′，5′磷酸二酯键”；
(4)DNA水解酶：用于将DNA分子水解为脱氧核苷酸。
易错点4 误认为DNA复制只能从头开始
点拨 如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图。
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(1)图中显示DNA分子复制是从多个起点开始的，但多起点并非同时进行；
(2)图中显示DNA分子复制是边解旋边双向复制的；
(3)真核生物的这种复制方式的意义在于提高了复制速率；
(4)一个细胞周期中每个起点一般只起始1次。[深度纠错]
1.经过对某生物体内的核酸成分的化学分析得知，该生物体内的核酸中，嘌呤占
58%，嘧啶占42%，由此可以判断( )
A.此生物体内的核酸一定是DNA
B.该生物一定不含DNA而只含RNA
C.若此生物只含DNA，则一定是单链的
D.若此生物含DNA，则一定是双链的
解析 因该生物核酸中嘌呤数和嘧啶数不等，故可能是只含有RNA，或同时含有
DNA和RNA，或只含单链DNA。
答案 C
2.关于下面概念图的相关叙述，错误的是( )
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A.D有四种，E在H上呈线性排列
B.E通过控制G的合成来控制性状
C.所有E的总和构成F且E在F上的排列顺序代表遗传信息
D.E是具有遗传效应的F片段
解析 根据含氮碱基不同，D脱氧核苷酸分为四种，E基因在H染色体上呈线性
排列，A正确；E基因通过控制G蛋白质的合成来控制性状，B正确；除E外，F中
还有无遗传效应的片段，遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，DNA上的非
基因片段不包含遗传信息，C错误；E基因是具有遗传效应的DNA片段，D正确。
答案 C
3.真核细胞中DNA复制如下图所示，下列表述错误的是( )
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生物 人教版 全国ⅡⅢ\\L10.tif" \* MERGEFORMATINETA.多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成
B.每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代
C.复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化
D.DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则
解析 DNA复制过程中氢键的破坏需要解旋酶的催化，但氢键的形成不需要酶的
催化，C错误。
答案 C
随堂·真题&预测
1.(2016·全国卷Ⅱ，2)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双
链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错
误的是( )
A.随后细胞中的DNA复制发生障碍
B.随后细胞中的RNA转录发生障碍
C.该物质可将细胞周期阻断在分裂中期
D.可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用
解析 某物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能打开，说
明该物质会阻碍DNA分子的解旋，因而会阻碍DNA分子的复制、转录和抑制细
胞增殖，A、B、D三项均正确；因DNA分子的复制发生在间期，所以该物质可将细
胞周期阻断在分裂间期，C错误。
答案 C
2.(2018·海南卷，15)现有DNA分子的两条单链均只含有14N (表示为14N14N)的大
肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代，再转到含有14N的培养
基中繁殖一代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是( )
A.有15N14N和14N14N两种，其比例为1∶3
B.有15N15N和14N14N两种，其比例为1∶1
C.有15N15N和14N14N两种，其比例为3∶1
D.有15N14N和14N14N两种，其比例为3∶1
解析 大肠杆菌14N14N在含有15N的培养基中繁殖，其中子一代大肠杆菌的DNA
分子共2个，均为1条链含14N、1条链含15N，子二代大肠杆菌的DNA分子共4个，
其中2个DNA分子为1条链含14N、1条链含15N，另外2个DNA分子为2条链均
含15N；再转到含有14N的培养基中繁殖一代，子三代大肠杆菌的DNA分子共8个
其中2个DNA分子为2条链均含14N，其余6个DNA分子为1条链含14N、1条链含15N，所以15N14N和14N14N两种分子的比例为3∶1。
答案 D
3.(2017·海南卷，23)下列关于真核生物遗传物质和性状的叙述，正确的是( )
A.细胞中染色体的数目始终等于DNA的数目
B.有丝分裂有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定
C.细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和
D.生物体中，一个基因决定一种性状，一种性状由一个基因决定
解析 真核细胞的细胞核中，染色体复制之前，染色体数等于DNA数，复制后，染
色体∶DNA＝1∶2，如果再加上细胞质中的DNA，染色体始终小于DNA数目，A
错误；细胞中的DNA中，只有具遗传效应的片段才是基因，DNA中还有很多非基
因序列，C错误；生物体中，基因与性状之间并不是单纯的一对一关系，D错误。
答案 B
4.(2020·高考预测)研究发现rep蛋白可以将DNA双链解旋，结合蛋白可以和解旋
的DNA单链结合，并随着子链的延伸而与DNA单链分离。下列叙述正确的是(
)
A.rep蛋白能使A与C、T与G之间的氢键断裂
B.低温处理DNA分子也可以使DNA双链解旋
C.DNA复制具有边解旋边复制和半保留复制的特点
D.结合蛋白与DNA单链结合不利于DNA新链的形成
解析 因为rep蛋白可以将DNA双链解旋，则rep蛋白应为解旋酶，能破坏氢键，
DNA双链碱基之间互补配对原则是A与 T配对，C与G配对，即rep蛋白可破坏
A与T、C与G之间形成的氢键，A错误；高温处理DNA分子能使DNA双链解旋，
B错误；DNA复制的特点是边解旋边复制、半保留复制，C正确；DNA结合蛋白缠
绕在DNA单链上，可防止单链之间重新螺旋化，对DNA新链的形成有利，D错误。
答案 C
(时间：35分钟)
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1.(2019·山东潍坊模拟)下列关于DNA的叙述，正确的是( )
A.DNA的基本骨架由C、H、O、N、P等元素组成B.连接磷酸与五碳糖的化学键可在解旋酶的作用下断裂
C.DNA的片段都有遗传效应，可控制生物的性状
D.DNA的复制和转录都能在细胞质中进行
解析 DNA基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替排列构成，有C、H、O、P元素无N元
素，A错误；连接磷酸与五碳糖的磷酸二酯键，应在限制性内切酶作用下断开，B
错误；DNA分子中有遗传效应的片段也有无遗传效应的片段。
答案 D
2.下列关于基因的叙述中，正确的是( )
A.等位基因位于一对姐妹染色单体的相同位置上
B.萨顿采用“假说—演绎法”提出基因在染色体上的假说
C.果蝇的X染色体上不具备与Y染色体所对应的基因
D.基因的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中
解析 等位基因通常位于一对同源染色体的相同位置上，位于一对姐妹染色单体
的相同位置上的通常是相同基因，A错误；萨顿使用“类比推理法”提出基因在
染色体上的假说，摩尔根等人采用“假说—演绎法”证明基因在染色体上，B错
误；果蝇的X染色体与Y染色体存在同源区段，故X染色体上具备与Y染色体所
对应的基因，C错误；基因是有遗传效应的DNA片段，其遗传信息蕴藏在4种碱
基的排列顺序之中，D正确。
答案 D
3.研究人员将含14N－DNA的大肠杆菌转移到15NH Cl培养液中，培养24 h后提取
4
子代大肠杆菌的DNA。将DNA热变性处理，即解开双螺旋，变成单链；然后进行
密度梯度离心，管中出现的两种条带分别对应下图中的两个峰，则大肠杆菌的细
胞周期为( )
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A.4 h B.6 h
C.8 h D.12 h解析 将含14N－DNA的大肠杆菌转移到15NH Cl培养液中，培养24 h后提取子
4
代大肠杆菌的DNA，DNA变性离心后，得到14N－DNA占1/8，15N－DNA占7/8，
则子代DNA共8条，繁殖了3代，细胞周期为24/3＝8(h)，C正确。
答案 C
4.下图为某同学在学习DNA的结构后画的含有两个碱基对的DNA片段(“”代
表磷酸基团)，下列为几位同学对此图的评价，其中正确的是( )
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A.甲说：“物质组成和结构上没有错误”
B.乙说：“只有一处错误，就是U应改为T”
C.丙说：“有三处错误，其中核糖需改为脱氧核糖”
D.丁说：“如果说他画的是RNA双链则该图是正确的”
解析 图中的核糖应改为脱氧核糖；DNA分子中没有U，应将U改为T；磷酸与磷
酸之间无化学键，而且磷酸应连接在两个五碳糖之间。
答案 C
5.用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个。该DNA分子
在含14N的培养基中连续复制4次，其结果可能是( )
A.含有14N的DNA分子占100%
B.复制过程中需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸640个
C.含15N的链占1/8
D.子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是2∶3
解析 在含14N的培养基中连续复制4次，得到24＝16个DNA分子，32条链，其
中含14N的DNA分子占100%，含15N的链有2条，占1/16，A正确，C错误；根据
已知条件，每个DNA分子中腺嘌呤脱氧核苷酸数为＝40，则复制过程中需消耗的
腺嘌呤脱氧核苷酸数为40×(24－1)＝600(个)，B错误；每个DNA分子中嘌呤和嘧
啶互补相等，两者之比是1∶1，D错误。
答案 A
6.某双链DNA分子有100个碱基对，其中有腺嘌呤35个，下列叙述正确的是(
)A.该DNA分子蕴含的遗传信息种类最多有4100种
B.该DNA分子在第4次复制时消耗520个胞嘧啶脱氧核苷酸
C.每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基
D.DNA分子每一条链中相邻的碱基通过氢键相连
解析 该DNA分子蕴含的遗传信息种类少于4100种，A错误；该DNA分子含有
100个碱基对，腺嘌呤有35个，则胸腺嘧啶有35个，胞嘧啶＝鸟嘌呤＝65个，与
第3次复制相比，第4次复制后增加的DNA分子数是16－8＝8，所以第4次复制
时需要的胞嘧啶脱氧核苷酸为8×65＝520(个)，B正确；DNA分子中多数的脱氧
核糖与两个磷酸基团相连，C错误；DNA分子中，一条链上的相邻碱基由“—脱氧
核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，D错误。
答案 B
7.生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光，这是因为该种海蜇DNA分子
上有一段长度为5 170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，
转入了海蜇的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像海蜇一
样发光。这个材料说明：( )
①基因是DNA分子上的片段 ②基因在染色体上 ③基因控制特定的遗传性状
④基因控制性状的途径有两条
⑤转基因技术可以定向地改造生物的遗传性状
A.①②③ B.②③④
C.①④⑤ D.①③⑤
解析 海蜇DNA分子上一段长度为5 170个碱基对的片段为绿色荧光蛋白基因，
说明基因是DNA分子上的片段，①正确；题干材料未涉及染色体，不能说明基因
在染色体上，②错误；绿色荧光蛋白基因控制发光，说明基因控制特定的遗传性状，
③正确；题中信息不能体现基因控制性状的途径，④错误；转入了海蜇绿色荧光蛋
白基因的转基因鼠也能发光，说明转基因技术可以定向改造生物的遗传性状，⑤
正确。
答案 D
8.如图甲是DNA分子局部组成示意图，图乙表示DNA分子复制的过程。请回答
有关DNA分子的相关问题：
INCLUDEPICTURE "E:\\共享 文件\\2020版 创新设计 高考总复习 学生用书
生物 人教版 全国ⅡⅢ\\5S427.tif" \* MERGEFORMATINET(1)沃森和克里克构建了如图甲的 DNA 双螺旋结构模型，该模型用
________________解释 DNA 分子的多样性。从主链上看，两条单链的方向
________，从碱基关系看，两条单链________。
(2)若已知DNA一条单链的碱基组成是 ATGCCAT，则与它互补的另一条链的碱
基组成为________；若DNA分子的2条链分别为m链和n链，若m链中的(A＋
G)/(T＋C)＝0.8时，在n链中，这种比例是________。
(3)图乙的DNA复制过程中除了需要模板和酶外，还需要____________________
等条件；由图乙可知延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制是________
(4)DNA 分子的 ____________________为复制提供了精确的模板，通过
____________________保证了复制能够准确地进行。
答案 (1)碱基对排列顺序的多样性 反向平行 互补
(2)TACGGTA 1.25
(3)原料、能量 边解旋边复制
(4)独特的双螺旋结构 碱基互补配对原则
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生 物 人 教 版 全 国 Ⅱ Ⅲ \\ 提 升 练 .tif" \* MERGEFORMATINET
9.(2019·陕西教学质量检测)BrdU(5溴尿嘧啶)与胸腺嘧啶脱氧核苷酸结构类似，可
与碱基A配对。当染色体上的DNA两条脱氧核苷酸链均含有BrdU时，经姬姆萨
染料染色显浅色，其余均显深色。现有果蝇某体细胞1个，置于含BrdU的培养液
中连续分裂2次，得到4个子细胞。若对这些细胞的染色体进行上述染色，则可能
出现的现象是( )
①1个细胞染色体均为深色，3个细胞染色体均为浅色
②1个细胞染色体均为浅色，3个细胞染色体均为深色
③4个细胞染色体均为4条深色、4条浅色
④1个细胞染色体均为深色，1个细胞染色体均为浅色，2个细胞染色体4条深色、
4条浅色A.①② B.③④
C.①②④ D.①③④
解析 果蝇的体细胞中有8条染色体，经过一次有丝分裂后，所产生的2个子细胞
中所有的染色体中DNA的两条链中1条链不含有BrdU、另1条链含有BrdU，在
第二次有丝分裂时，染色体复制后所形成的每条染色体上的2个DNA中，1个1
条链不含BrdU，1条链含BrdU(深色)，另1个DNA的两条链均含有BrdU(浅色)，
在有丝分裂的后期，一条染色体上的两条姐妹染色单体分离时，可以是 2个细胞
中均为4条深色和4条浅色的染色体同时移向细胞的一极，这样经第2次有丝分
裂所形成的4个细胞中染色体均为4条深色、4条浅色，符合③；也可以是1个细
胞中的8条深色的染色体移向细胞的一极，8条浅色的染色体移向细胞的另一极，
这样所形成的2个子细胞中1个染色体均为深色、1个染色体均为浅色，另1个细
胞的4条深色和4条浅色的染色体同时移向细胞的一极，这样所形成的2个子细
胞中染色体均为4条深色、4条浅色，符合④，B符合题意。
答案 B
10.(2019·山西实验中学考试)某种病理性近视(相关基因为H、h)与基因HLA有关，
若该基因位于常染色体且含有3 000个碱基，其中胸腺嘧啶900个，下列说法错误
的是( )
A.女性携带者进行正常减数分裂，H和H基因分离发生在减数第二次分裂
B.HLA基因复制两次则需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸1 200个
C.HLA基因利用标记的核苷酸复制n次，则不含放射性的DNA分子为0
D.该病在男性和女性群体中的发病率相同
解析 女性携带者基因型为Hh，正常情况下，减数分裂过程中H和H基因位于姐
妹染色单体上，其分离发生在减数第二次分裂，A正确；该基因中，A＝T、C＝G，
故 HLA 基因含有 A＝T＝900(个)，其复制两次，需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸
900×(22－1)＝2 700(个)，B错误；利用标记的核苷酸复制n次，所有子代DNA均
含标记的核苷酸，不含放射性的DNA分子为0，C正确；基因位于常染色体的疾病
在男性和女性群体中的发病率相同，D正确。
答案 B
11.将正常生长的玉米根尖分生区细胞放在含 3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培
养液中，待其完成一个细胞周期后，再转入不含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的
培养液中培养，让其再完成一个细胞周期。此时获得的子细胞内DNA分子不可能
为(只考虑其中一对同源染色体上的DNA分子) ( )INCLUDEPICTURE "E:\\共享 文件\\2020版 创新设计 高考总复习 学生用书
生物 人教版 全国ⅡⅢ\\2S396.tif" \* MERGEFORMATINET
A.② B.①②
C.③ D.③④
解析 将正常生长的玉米根尖分生区细胞，先在含3H标记的培养液中培养一个细
胞周期后，根据DNA半保留复制的特点，细胞中每个DNA分子均为一条链含
3H，另一条链不含3H；然后再转入不含3H标记的培养液中培养一个细胞周期，由
于在有丝分裂后期，着丝点分裂后，姐妹染色单体分离，并随机移向细胞两极，故
得到的子细胞有两种组合，具体过程如图所示(图中第二次有丝分裂以第一次有丝
分裂产生的1个子细胞为例)：
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生物 人教版 全国ⅡⅢ\\2S397.tif" \* MERGEFORMATINET
由题干图、解析图可知，两次有丝分裂产生的子细胞类型包括题干图中的①③④，
不可能出现②。
答案 A
12.(2019·郑州质检)某基因含有3 000个碱基，腺嘌呤占35%。若该基因用15N同位
素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制 3次。将全部复制产物进行密度梯度
离心，得到如图甲结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到如
图乙结果。下列有关分析正确的是( )
A.X层全部是仅含14N的基因B.W层中含15N标记胞嘧啶6 300个
C.X层中含有的氢键数是Y层的1/3
D.W层与Z层的核苷酸数之比为1∶4
解析 DNA复制为半保留复制，一个DNA在含15N的培养液中复制3次，产生的
8个DNA分子全部都被15N标记，其中6个DNA分子的两条链都被15N标记，2个
DNA分子的一条链被15N标记。图甲中离心的是DNA分子，X层中存在的是一条
链被15N标记的DNA，A错误；W层含有的是被15N标记的DNA单链，共14条，
相当于 7 个 DNA 分子，因此含有的 15N 标记胞嘧啶个数为 3 000×15%×7＝3
150，B错误；Y层中含有的是都被15N标记的DNA，有6个，而X层是含有一条链
被15N标记的DNA，为2个，因此X层氢键数是Y层的1/3，C正确；W层有14条
DNA单链，Z层有2条DNA单链，则W层与Z层的核苷酸数之比为7∶1，D错误
答案 C
13.(科学探究)DNA半不连续复制假说认为：DNA复制形成互补子链时，一条子链
是连续形成的，另一条子链则是先形成短链片段(如图1)。图2是验证该假说的密
度梯度离心结果，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。请分析回答：
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生物 人教版 全国ⅡⅢ\\Z28.tif" \* MERGEFORMATINET
(1)将3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，最终在噬菌体的DNA中
检测到放射性，其原因是标记的脱氧核苷酸被________吸收，为噬菌体DNA复制
提供原料。若1个双链DNA片段中有1 000个碱基对，其中胸腺嘧啶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)细胞中DNA解旋需要解旋酶的催化，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________反应所需的活化能。研究表明，在DNA分子加热解
旋时，DNA分子中G＋C所占的比例越高，需要的温度也越高，其原因是DNA分
子中________所占的比例越高，氢键越多，DNA结构越稳定。(3)图 2 中，与 60 秒结果相比，120 秒结果中短链片段减少的原因是
______________。
该实验结果为上述假说提供的有力证据是在实验时间内_____________________。
答案 (1)大肠杆菌 5 200
(2)降低 G＋C
(3)短链片段已连接形成长片段 细胞中均能检测到较多的短链片段
