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专题五 遗传的分子基础
课时 15 DNA 分子的结构、复制与基因的本质
1．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。
2．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5′→3′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。
3．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．下列有关染色体、DNA、基因的叙述，正确的是（ ）
A．人类基因组计划研究的是人体24条染色体上的基因序列
B．转录的模板是DNA的一条完整单链，DNA复制的模板是DNA的两条链
C．吡罗红和醋酸洋红液均可将DNA染色
D．一条染色体上有一个或两个DNA，一个DNA上有许多基因
【答案】D
【解析】人类基因组计划研究的是人体24条染色体上（22条常染色体+XY染色体）
的DNA序列，A错误；转录的模板是基因的一条完整单链，DNA复制的模板是DNA
的两条链，B错误；醋酸洋红液可将染色体染成深色，甲基绿可将DNA染成绿色，呲
罗红使RNA呈现红色，C错误；染色体未复制时一条染色体上有一个DNA，染色体
复制后、姐妹染色单体未分离前一条染色体上有两个DNA，一个DNA上有许多基因，
D正确。
5．基因是具有遗传效应的 DNA 片段，是遗传信息的最小功能单位。下列有关基因的
叙述错误的是（ ）
A．人类基因组计划对人类疾病的诊治和预防有重要意义
B．染色体是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列
C．基因中的遗传信息均通过密码子反映到蛋白质的分子结构上
D．一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定
的
【答案】C
【解析】人类基因组计划可以清楚的认识人类基因的组成、结构、功能极其相互关系，
对于人类疾病的诊制和预防具有重要的意义，A正确；染色体主要由DNA和蛋白质组
成，基因通常是有遗传效应的DNA片段，因此染色体是基因的主要载体，一条染色体
上含有多个基因，基因在染色体上呈线性排列，B正确；基因中含有调控序列，调控
序列中的遗传信息不转录到mRNA上，因此基因中的遗传信息不会都通过密码子反映
到蛋白质的分子结构上，C错误；基因通常是有遗传效应的DNA片段，一个基因含有
许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的，D正确。
6．一个用15N标记的DNA分子含120个碱基对，其中腺嘌呤有50个。在不含15N的
培养基中经过n次复制后，不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为
7∶1，复制过程共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸m个，则n、m分别是( )A．3、490 B．3、560 C．4、1 050 D．4、1 120
【答案】C
【解析】一个用15N标记的DNA分子，在不含15N的培养基中经过n次复制后，含有15
N的DNA有2个，不含15N的DNA有2n-2个，又因为不含15N的DNA分子总数与含
15N的DNA分子总数之比为7：1，所以解得n=4，即DNA复制了4次；由于DNA分
子含120个碱基对，其中腺嘌呤50个，根据碱基互补配对原则（A=T，G=C），可知
胞嘧啶的个数是120-50=70个，复制4次，复制过程需要的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
m=70×（24-1）=1050个，ABD错误、C正确。
7．DNA复制时会发生碱基错配，细胞内的错配修复系统可以识别出正确的模板链，
切除掉不正确的部分。图为DNA复制示意图，错配修复系统“识别”和“切除”的分
别是（ ）
A．Ⅰ ② B．Ⅱ ① C．Ⅲ ② D．Ⅳ ①
【答案】A
【解析】根据题意可知细胞内的错配修复系统可以识别出正确的模板链，切掉不正确
的部分，结合图示可知I与IV链是模板链，所以细胞内的错配修复系统“识别”的模
板链为I与IV链，根据碱基互补配对原则可知II链上②部位出现了错配，所以细胞内
的错配修复系统可“切除”不正确的②部分，进行修复。
8．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】根据分析，第一个细胞周期的每条染色体的染色单体都只有一条链含有
BrdU，故呈深蓝色，A正确；第二个细胞周期的每条染色体复制之后，每条染色体上
的两条染色单体均为一条单体双链都含有 BrdU呈浅蓝色，一条单体只有一条链含有
BrdU呈深蓝色，故着色都不同，B正确；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； 根尖
分生区细胞可以持续进行有丝分裂，所以不管经过多少个细胞周期，依旧可以观察到
一条链含有BrdU的染色单体，成深蓝色，D正确。
9．某DNA分子中腺嘌呤占碱基总数的20%，其中的鸟嘌呤全部被7-乙基化，复制时
7-乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶配对而与胸腺嘧啶配对。该DNA分子正常复制产生两个
DNA分子，其中一个DNA分子中胸腺嘧啶占碱基总数的35%，另一个DNA分子中鸟
嘌呤（不包括7-乙基鸟嘌呤）占其所在单链的比例是（ ）
A．15% B．30% C．45% D．60%
【答案】B
【解析】由题意可知，原DNA分子中A=T=20%，则C=G=（1-20%×2）÷2=30%，正
常复制得到的DNA分子T也占20%，由于复制时7-乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶配对而与胸
腺嘧啶配对，复制得来的一个DNA分子中胸腺嘧啶占碱基总数的35%，推知该DNA
分子新增T为35%-20%=15%=7-乙基鸟嘌呤，即合成该DNA分子的模板链中鸟嘌呤占
碱基总数的15%，则另一条模板链中胞嘧啶也占碱基总数的15%，则正常复制产生的
另一个DNA分子中鸟嘌呤（不包括7-乙基鸟嘌呤）占其所在单链的比例是15%×
2=30%。
10．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—
Pα~Pβ~Pγ）等材料制备了含有32P标记的 DNA片段M（两条链均被标记）。下列叙
述错误的是（ ）
A．dATP去掉两个磷酸基团后是构成DNA的基本组成单位之一
B．制备DNA片段M时，所用dATP的γ位磷酸基团中的磷必须是32P
C．DNA片段M放入不含标记的环境中复制n代后﹐含32P的脱氧核苷酸链占总链数
的1/2n
D．制备DNA片段M过程中，dATP既提供了原料又提供了能量
【答案】B
【解析】dATP去掉两个磷酸基团后是腺嘌呤脱氧核苷酸，是构成DNA的基本组成单
位之一，A正确；制备DNA片段M时，需要dATP脱掉β磷和γ磷，故制备DNA片段M时，所用dATP的γ位磷酸基团中的磷可以不用32P，B错误；双链都含32P的
DNA分子在不含标记的环境中复制n代后，子代DNA分子中含32P的脱氧核苷酸链占
总链数的比为2/（2n×2）＝1/2n，C正确；dATP中含有特殊化学键，可以提供能量，
断裂两个特殊化学键后是腺嘌呤脱氧核苷酸，故制备DNA片段M过程中，dATP既提
供了原料又提供了能量，D正确。
11．目的基因两条链均被32P标记后导入动物精原细胞，并整合到染色体DNA中，选
择含有两个目的基因的精原细胞在不含放射性的培养基中培养，经过两次连续分裂得
到4个子细胞。对子细胞放射性进行检测，若不考虑变异，下列判断正确的是
（ ）
A．单个子细胞中被放射性标记的染色体条数最少有2条，最多有4条
B．若子细胞中有3个细胞具有放射性标记，则精原细胞进行的一定是减数分裂
C．若进行两次有丝分裂，只有两个子细胞有放射性，则两个基因位于一条染色体上
D．若进行减数分裂，有两个子细胞有放射性且每个细胞中放射性染色体条数为两条，
则两个基因位于非同源染色体上
【答案】D
【解析】2个目的基因可能插入到同一条染色体上，若该精原细胞进行减数分裂，由
于同源染色体分离，可能出现2个子细胞中不含32P，2个含有32P的情况，故单个子细
胞中被放射性标记的染色体条数最少为0条，A错误；若两个S基因插入到两条染色
体中，DNA进行半保留复制，若该精原细胞进行两次连续的有丝分裂，第一次分裂产
生的子细胞中标记的染色体所含有的DNA均为一条链被标记，进行第二次分裂时，中
期时一条染色体中一个DNA被标记，一个DNA未被标记，着丝粒分开后，姐妹染色
单体分开，随即移向细胞两极，产生的四个子细胞中可能有2、3、4个细胞带有32P，
BC错误；若该精原细胞进行减数分裂，DNA复制一次，若标记的染色体减数第一次
分裂时进入细胞的同一极，即两个基因位于非同源染色体上可进入同一个子细胞中，
产生的四个子细胞中有2个细胞带有32P，D正确。
12．科学家在探究DNA的复制方式是全保留还是半保留实验中，利用了密度梯度离心
技术。将亲代大肠杆菌（DNA两条链均被15N标记）置于氮源为14NH C1的普通培养
4
基中，连续繁殖两代，提取子二代DNA进行密度梯度离心，记录离心后试管中DNA
分子的位置。下列叙述错误的是（ ）
A．正式实验前需要进行预实验，以确定大肠杆菌在特定条件下的分裂时长B．子二代DNA分子分布的实际位置比理论位置偏低，原因可能是细胞中原来的15N
标记的脱氧核苷酸加入新合成的子链中
C．若处理提取的DNA分子，将其解螺旋为单链，再密度梯度离心，也可以达到实验
目的
D．若将子二代大肠杆菌转移到氮源为15NH C1的培养基中再培养一代，半保留复制得
4
到的子代中DNA分子组成类型为15N14N的比例为3／4
【答案】C
【解析】因为需要使亲代大肠杆菌繁殖两代后，再提取DNA用密度梯度离心法分离，
所以需要进行预实验来确定大肠杆菌在特定条件下的分裂时长，A正确；如果DNA进
行半保留复制，子二代DNA分子的分布有两条DNA带，一条带是中带，即一条链被
15N标记，另一条链含14N的子代双链DNA（15N/14N-DNA）；另一条带是轻带，即两
条链都含I4N的子代双链DNA（14N/14N-DNA）。如果DNA进行全保留复制，子二代
DNA分子的分布有两条DNA带，一条带是重带，即两条链都被15N标记的子代双链
DNA（15N/15N-DNA），另一条带是轻带（14N/14N-DNA）。无论是全保留复制还是半
保留复制， 子二代DNA分子的分布都有轻带，其实际位置比理论位置偏低，原因可
能是细胞中原来的少部分的N标记的脱氧核苷酸加入新合成的子链中，B正确；若将
提取的DNA的双链解螺旋为单链后再离心， 无法判断子代DNA的两条链的来源，
不能判断DNA的复制方式。因为无论是全保留复制还是半保留复制，子二代DNA分
子的脱氧核苷酸链的类型及比例均相同：含N的脱氧核苷酸链均占1/4，含14N的脱氧
核苷酸链均占3/4，C错误；若将子二代大肠杆菌转移到氮源为15NH Cl的培养基中再
4
培养一代，若为半保留复制， 假设亲代大肠杆菌DNA分子为n个，得到8n个子代
DNA分子。其中有2n个DNA分子（15N/15N-DNA）的两条链都被15N标记，有6n个
DNA分子（15N/14N-DNA） 的两条链中只有一条链被15N标记，即此时得到的子代
DNA分子中有3/4的DNA的两条链中仅有一条链被15N标记，D正确；
