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专题18 DNA 分子的结构、复制及基因的本质
考点一 DNA 分子的结构及相关计算
1．DNA 分子的元素组成： 。DNA 的基本骨架是 ，DNA 的空间结
构是由 条脱氧核苷酸链组成，这两条链按 的方式盘旋成 结构。
两条链上的碱基通过氢键连接成 。碱基互补配对遵循以下原则：
。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做 原则。
2．DNA 分子的多样性：不同的DNA 分子中具有碱基对数目不同，排列顺序多种多样。若某
DNA 分子中有n 个碱基对，则排列顺序有 种。特异性：每种DNA 分子都有区别于其他
DNA 的特定的 ，代表了特定的遗传信息。
1.DNA 分子的双螺旋结构
考点分布
重点难点
备考指南
1.DNA 分子的结构
2.DNA 分子的特性
3.基因的本质
4.DNA 和染色体的关系
5.DNA 分子的复制
1.DNA 分子结构的主要特点
2.基因的概念
3.DNA 分子的复制
理解并掌握DNA 分子的结构和特性。
掌握基因的本质。
明确DNA 和染色体的关系
掌握DNA 分子的复制过程和相关计算。
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2.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。
(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
分子的一条链中＝a，则在其互补链中＝，而在整个DNA 分子中＝1。
DNA 双螺旋结构的热考点
三步解决DNA 分子中有关碱基比例的计算
第一步：搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA 分子碱基的比例，还是占DNA 分
子一条链上碱基的比例。
第二步：画一个DNA 分子模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基。
第三步：根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。
有关“DNA 结构”的易错点
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（1）DNA 中两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，A—T 含两个氢键，G—C 含三个氢键。
（2）DNA 中并不是所有的脱氧核糖都连着两个磷酸基团，两条链各有一个3′端的脱氧核
糖连着一个磷酸基团。
（3）双链DNA 中A 与T 分子数相等，G 与C 分子数相等，但A＋T 的量不一定等于G＋C 的
量。
（4）DNA 中当（A＋G）/（T＋C）＝（A＋C）/（G＋T）时 ，可能是双链DNA，也可能是单
链DNA。
（5）并非所有的DNA 分子均具“双链”，有的DNA 分子为单链。
（6）DNA 的特异性是由碱基对的排列顺序决定的，而不是由配对方式决定的，配对方式只
有四种：A—T、C—G、T—A、G—C。
（7）并非所有DNA 片段都是基因，基因是有遗传效应的DNA 片段，不是连续分布在DNA 上
的，而是由碱基序列将不同的基因分割开的。
典例1.下列关于DNA 分子结构的叙述，正确的是( )
A．每个核糖上均连接着1 个磷酸和1 个碱基
B．每个DNA 分子中碱基数＝磷酸数＝核糖数
C．T2噬菌体的遗传物质水解产生4 种脱氧核苷酸
D．在DNA 双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数
典例2.已知某DNA 分子中，G 与C 之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链中的T 与C 分
别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中，T 和C 分别占该链碱基总数的(
)
A．32.9%,17.1%
B．31.3%,18.7%
C．18.7%,31.3%
D．17.1%,32.9%
考点二 DNA 分子的复制及基因的概念
1．DNA 分子的复制
(1)DNA 分子复制方式为 。
(2)实验假设： 的方式复制。
实验方法： 技术和 技术。
实验原理：含15N 的双链DNA 大，含14N 的双链DNA 小，一条链含14N、一条链含
15N 的双链DNA 密度居中。
实验预期：离心后应出现3 条DNA 带。重带(密度最大)：两条链都为15N 标记的亲代双链
DNA；中带(密度居中)：一条链为14N 标记，另一条链为 ；轻带
(密度最小)：两条链都为14N 标记的子代双链DNA。
实验过程
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过程分析
立即取出，提取DNA→离心→ 。繁殖一代后取出，提取DNA→离心→
。繁殖两代后取出，提取DNA→离心→轻带、中带。
实验结论： 。
(3)复制过程
①概念：以 为模板合成 的过程。
②时间：细胞有丝分裂的 期和减数第一次分裂前的 期。
③过程：解旋→合成子链→子链延伸→亲子链复旋。
④特点： 。
⑤方式：半保留复制。
⑥结果：形成 。
⑦精确复制：独特的 提供模板， 原则。
⑧意义：DNA 分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续
性。
1．基因与DNA 的关系
2.有关“DNA 复制”的6 个易错点
（1）细胞生物中凡存在DNA 分子的场所均可进行DNA 分子的复制，其场所除细胞核外，还
包括叶绿体、线粒体、原核细胞的拟核及质粒。
（2）DNA 中氢键可由解旋酶催化断裂，同时需要ATP 供能，也可加热断裂（体外）；而氢
键是自动形成的，不需要酶和能量。
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（3）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。
（4）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。
（5）DNA 复制计算时看清试题中所给出的碱基的单位是“对”还是“个”；所问的是
“DNA 分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”。
（6）在真核生物中，DNA 复制一般是多起点复制；在原核生物中，DNA 复制一般是一个起
点。无论是真核生物还是原核生物，DNA 复制大多数都是双向进行的。
1.真核生物DNA 复制的特点
(1)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)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。
2.DNA 分子复制中相关计算的规律
（1）DNA 分子复制为半保留复制，若将一个被15N 标记的DNA 转移到含14N 的培养基中培养
（复制）若干代，其结果分析如下：
①子代DNA 共2n个
（2）DNA 分子复制过程中消耗的某种脱氧核苷酸数
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·（2n－1）。
②第n 次复制需要该种脱氧核苷酸数为m·2n－1。
典例1.真核细胞中某生理过程如图所示，下列叙述错误的是( )
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A．a 链和b 链的方向相反，a 链与c 链的碱基序列相同
B．酶1 可使磷酸二酯键断裂，酶2 可催化磷酸二酯键的形成
C．该图表示DNA 半保留复制过程，遗传信息传递方向是DNA→DNA
D．植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生该过程
典例2.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.(2020·浙江7 月选考)某DNA 片段的结构如图所示。下列叙述正确的是( )
A．①表示胞嘧啶
B．②表示腺嘌呤
C．③表示葡萄糖
D．④表示氢键
2.（2022·河北·统考高考真题）关于遗传物质DNA 的经典实验，叙述错误的是（ ）
A．摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上
B．孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”化学本质相同
C．肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体浸染细菌实验均采用了能区分DNA 和蛋白质的技术
D．双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA 分子具有稳定的直径
3.（2022·浙江·高考真题）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
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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
4.（2022·广东·高考真题）下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述，错误的是（
）
A．孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律
B．摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上
C．赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA 是遗传物质
D．沃森和克里克用DNA 衍射图谱得出碱基配对方式
5.（2021·北京·统考高考真题）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%
6.（2021·广东·统考高考真题）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
7.（2023·山东·高考真题）将一个双链DNA 分子的一端固定于载玻片上，置于含有荧光
标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3 个时间点的图像，
①和②表示新合成的单链，①的5'端指向解旋方向，丙为复制结束时的图像。该DNA 复制
过程中可观察到单链延伸暂停现象，但延伸进行时2 条链延伸速率相等。已知复制过程中
严格遵守碱基互补配对原则，下列说法错误的是（ ）
A．据图分析，①和②延伸时均存在暂停现象
B．甲时①中A、T 之和与②中A、T 之和可能相等
C．丙时①中A、T 之和与②中A、T 之和一定相等
D．②延伸方向为5'端至3'端，其模板链3'端指向解旋方向
8.（2021·山东·统考高考真题）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
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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
9.（2021·浙江·统考高考真题）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
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