文档文本内容
第20 讲 DNA 分子的结构、复制与基因的本质（专项训练）
模拟·基础演练.......................................................................................................1
考点一 DNA 分子的结构和基因的本质..................................................................................1
考点二 DNA 的复制和相关计算..............................................................................................3
考点三 细胞分裂中染色体（DNA 复制）标记问题..............................................................7
综合训练........................................................................................................................................9
重难·创新演练......................................................................................................11
真题·实战演练.......................................................................................................20
模拟·基础演练
考查重点：DNA 分子的结构和基因的本质、DNA 的复制和相关计算、细胞分裂中染色体（DNA 复制） 标
记问题。
考点一 DNA 分子的结构和基因的本质
1．【线性双链 DNA 分子结构识图碱基骨架辨析】（2026·辽宁·三模）某线性双链DNA 片段的结构如下
图所示，下列相关叙述正确的是（ ）
A．①表示胞嘧啶，②表示胸腺嘧啶，均含N 元素
B．该DNA 分子的每个③连接2 个磷酸基团
C．④表示氢键，其断裂和形成均需要酶的催化
D．图示DNA 片段中嘌呤与嘧啶碱基的比例相同
【答案】D
【分析】考查双链 DNA 碱基配对、脱氧核糖结构、氢键形成特点，双链 DNA 嘌呤总数等于嘧啶总数。
【详解】A、根据碱基互补配对原则，A（腺嘌呤）与T（胸腺嘧啶）配对，G（鸟嘌呤）与C（胞嘧啶）
配对，因此①为胸腺嘧啶、②为胞嘧啶，A 错误；
B、③是脱氧核糖，线性双链DNA 的每条链5'端的脱氧核糖仅连接1 个磷酸基团，只有链中间的脱氧核糖
连接2 个磷酸基团，B 错误；
C、④是氢键，氢键断裂可通过解旋酶或高温实现，氢键形成不需要酶催化，C 错误；
D、双链DNA 分子中遵循碱基互补配对原则，嘌呤碱基总数（A+G）等于嘧啶碱基总数（T+C），因此二
者的比例相同，D 正确。
故选 D。
2．【DNA 双螺旋结构发现科学史实验史实判断】（2026·北京丰台·一模）1953 年DNA 双螺旋结构的发
现具有里程碑式的意义，下列叙述错误的是（ ）
A．实验和数据是演绎理论的基础，重大科学突破需多人多学科协作
B．富兰克林根据拍摄的DNA 衍射图谱推算出DNA 结构的众多参数
C．查哥夫计算出碱基含量：腺嘌呤=胞嘧啶，鸟嘌呤=胸腺嘧啶
D．沃森和克里克尝试搭建过很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型、
【答案】C
【分析】梳理 DNA 双螺旋结构发现科学史，区分查哥夫碱基配对规律，梳理多位科学家协作研究历程。
【详解】A、DNA 双螺旋结构的发现融合了物理学、生物化学等多学科的实验数据，依赖沃森、克里克、
富兰克林、查哥夫等多位科学家的研究成果协作，说明实验和数据是演绎理论的基础，重大科学突破需多
人多学科协作，A 正确；
B、富兰克林拍摄的DNA X 射线衍射图谱是推算DNA 结构的核心依据，可据此得到DNA 螺旋直径、螺距
等众多结构参数，B 正确；
C、查哥夫提出的碱基含量规则为腺嘌呤（A）数量等于胸腺嘧啶（T）数量，鸟嘌呤（G）数量等于胞嘧
啶（C）数量，C 错误；
D、沃森和克里克构建DNA 结构模型的过程中，曾先后尝试搭建多种不同的双螺旋、三螺旋结构模型，经
过多次调整才最终得到正确的双螺旋结构模型，D 正确。
故选 C
3．【DNA 碱基比例计算、热稳定性与多样性分析】（2026·陕西咸阳·二模）研究人员比较了来自深海热
泉古细菌（生活在高温环境）和人类细胞核内的DNA 分子。下列说法错误的是（ ）
A．人类DNA 分子中若一条链的（A+G）/（T+C）=0.5，则互补链中该比值为2
B．古细菌较人类更耐高温，与其DNA 中G-C 碱基对的比例显著高于人类有关
C．古细菌DNA 中储存的遗传信息量小于人类是由其DNA 碱基种类少、序列简单所致
D．若两者DNA 分子中（A+T）/（G+C）的比值不同，则可体现DNA 分子的多样性
【答案】C
【分析】DNA 碱基比例互为倒数，GC 氢键多耐热，DNA 多样性由碱基排列顺序决定，生物碱基种类均
为四种。
【详解】A、根据碱基互补配对原则，DNA 一条链的A 与互补链T 配对，G 与互补链C 配对，因此一条链
的(A+G)/(T+C)与互补链的该比值互为倒数，若一条链比值为0.5，则互补链比值为2，A 正确；
B、G-C 碱基对之间有3 个氢键，A-T 碱基对之间有2 个氢键，氢键数量越多DNA 热稳定性越高，古细菌
生活在高温环境，其DNA 中G-C 碱基对比例更高，更耐高温，B 正确；
C、古细菌和人类的DNA 碱基种类均为A、T、G、C 四种，碱基种类相同，古细菌储存的遗传信息量小是
因为DNA 中碱基的数量更少、排列顺序复杂程度更低，C 错误；
D、DNA 分子的多样性体现在碱基排列顺序、碱基比例的差异等方面，两种生物DNA 的(A+T)/(G+C)比值
不同，体现了DNA 分子的多样性，D 正确。
故选 C。
4．【基因本质概念正误判断计数】下列关于基因的本质的说法，错误的有几项（ ）
①所有生物的基因都是有遗传效应的 DNA 片段 ②有遗传效应的 DNA 片段是基因③分子大小相同、碱
基含量相同的基因所携带的遗传信息一定相同 ④真核细胞中的基因都以染色体为载体
A．一项
B．两项
C．三项
D．四项
【答案】C
【分析】辨析基因本质概念，RNA 病毒基因为 RNA 片段、细胞质基因无染色体载体、碱基顺序不同遗
传信息不同，共三处错误。
【详解】①②基因是有遗传效应的遗传物质片段。大多数生物的遗传物质是 DNA，基因是这些生物的有
遗传效应的DNA 片段。有些病毒的遗传物质是 RNA，如新冠病毒、禽流感病毒等，基因是有遗传效应的
RNA 片段，①错误，②正确；
③遗传信息蕴藏在遗传物质如DNA 的4 种碱基的排列顺序中，分子大小和碱基含量相同的基因，其碱基排
列顺序可能不同，遗传信息也可能不同，③错误；
④真核细胞的细胞核基因是有遗传效应的染色体DNA 片段，以染色体为载体。细胞质基因不以染色体为
载体，④错误。
故选 C。
考点二 DNA 的复制和相关计算
5．【DNA 半保留 / 全保留复制离心条带曲线分析】（2026·广西南宁·三模）科学家曾提出如下DNA 复
制方式的假说（如图1）。现将DNA 双链均被❑
15N标记的大肠杆菌（约20 分钟分裂一次）放入含有
14NH4Cl 的培养基中培养，一定时间后提取DNA 离心，测定紫外光吸收光谱如图2 甲所示；若DNA 复制
为①全保留复制、②半保留复制，则培养40 分钟所测定结果可能分别对应图2 乙曲线（ ）
A．①e、g；②e、f
B．①e、g；②f
C．①f、g；②f、g
D．①f、g；②g
【答案】A
【分析】结合 ¹⁵ N/¹⁴N 同位素离心条带，区分全保留、半保留两种复制方式，计算复制两次后条带分布。
【详解】¹⁵ N 密度大于¹⁴ N，离心后密度越大的DNA 越靠近离心管底部，因此位置对应为：轻带（双链
¹⁴ N，¹⁴ N/¹⁴N）最靠上，对应e，中带（杂合链，¹⁵ N/¹⁴N）：中间位置，对应f，重带（双链¹⁵ N，¹⁵ N/
¹⁵N）：最靠下，对应g 大肠杆菌20 分钟分裂一次，因此培养40 分钟，DNA 共复制2 次，共得到4 个子
代DNA 分子。
①全保留复制：亲代的双链¹⁵ N 始终保留，新合成的DNA 全部由¹⁴ N 构成。复制2 次后，4 个DNA 中：1
个为亲代¹⁵ N/¹⁵N（重带g），3 个为新合成¹⁴ N/¹⁴N（轻带e），因此会出现e、g 两个峰值。
②半保留复制：每个子代DNA 各保留一条亲代链。复制2 次后，4 个DNA 中：2 个为¹⁵ N/¹⁴N（中带f），
2 个为¹⁴ N/¹⁴N（轻带e），因此会出现e、f 两个峰值。
综上，结果为①e、g；②e、f，A 符合题意。
故选 A。
6．【DNA 复制场所、子链方向碱基数量计算】（2026·浙江·二模）造血干细胞中某DNA 片段经过程X
形成两个DNA 片段，如图所示。已知a 链的G 和C 总和为1200，占a 链碱基总数的40%。
下列叙述正确的是（ ）
A．细胞中可进行过程X 的场所仅细胞核
B．过程X 需解旋酶、RNA 聚合酶参与
C．c、d 两条子链的合成方向均为5’→3’
D．c、d 两条子链的A、T 碱基数均为900
【答案】C
【分析】DNA 复制场所含细胞核、线粒体，子链统一 5'→3' 延伸，通过单链 GC 占比计算 A+T 总数量。
【详解】A、造血干细胞是真核细胞，DNA 复制的场所有细胞核和线粒体，并非只有细胞核，A 错误；
B、DNA 复制需要解旋酶、DNA 聚合酶的参与，RNA 聚合酶是转录过程所需要的酶，不参与DNA 的复制，
B 错误；
C、DNA 聚合酶只能将脱氧核苷酸添加到子链的3'端，因此所有子链的合成方向均为5’→3’，C 正确；
D、a 链总碱基数为1200÷40%=3000，a 链中A+T 占比为1-40%=60%，即a 链A+T 总数为
3000×60%=1800，根据碱基互补配对原则，子链c 的A+T 总数等于a 链A+T 总数，即1800，同理子链d 的
A+T 总数也为1800，D 错误。
故选 C。
7．【RNA 引物介导 DNA 复制酶与碱基配对辨析】（2025·四川内江·一模）细胞内DNA 复制时，DNA
聚合酶不能从头合成子链，先需要一段RNA 引物与DNA 母链结合，再以引物的一端为起点催化子链延伸
（如图）。子链合成后，RNA 引物被切除形成缺口，随后在
“
”
DNA 聚合酶的作用下将这些缺口填补，
“
”
并连接相邻DNA 片段。下列叙述错误的是（）
A．DNA 聚合酶以RNA 引物的3'端为起点催化子链合成
B．上述过程中存在A-T、A-U、G-C 的碱基配对方式
C．填补缺口的原料是细胞内
“
”
4 种游离的脱氧核苷酸
D．一条子链中嘧啶数与嘌呤数的比值与另一条子链相同
【答案】D
【分析】DNA 复制依赖 RNA 引物，存在 A-U、A-T 配对，互补子链嘌呤嘧啶比值互为倒数。
【详解】A、DNA 聚合酶的催化特点是从引物的3'端开始延伸子链（因为DNA 合成方向是5'→3'），而
RNA 引物与DNA 母链结合后，DNA 聚合酶以引物的3'端为起点催化子链合成，A 正确；
B、RNA 引物与DNA 母链结合时，存在A-U（RNA 与DNA 配对），DNA 子链合成时，存在A-T、G-C
（DNA 与DNA 配对），B 正确；
C、缺口是RNA 引物被切除后形成的，填补缺口是合成DNA 片段，因此原料是4 种游离的脱氧核苷酸
（DNA 的基本单位），C 正确；
D、根据碱基互补配对原则，一条子链中，嘧啶数（C+T）与嘌呤数（A+G）的比值，和它的互补链（另
一条子链）的比值是倒数关系，D 错误。
故选D。
8．【DNA 模型组件碱基数量配对计算】（2026·陕西西安·模拟预测）某生物小组在制作
“
DNA 双螺旋结
构模型时，准备了
”
12 个代表腺嘌呤（A）和18 个代表胞嘧啶（C）的组件。若要把以上组件都用完，还
需要准备代表胸腺嘧啶（T）和鸟嘌呤（G）的组件个数分别为（ ）
A．12、18
B．18、12
C．12、30
D．30、18
【答案】A
【分析】双链DNA 分子中A 与T 配对，C 与G 配对，A=T，C=G，故在制作的模型中A+C=G+T。
【详解】双链DNA 分子中A 与T 配对，C 与G 配对，A=T，C=G，故若要把以上组件都用完，还需要准
备代表胸腺嘧啶（T）和鸟嘌呤（G）的组件个数分别为12、18，A 正确。
故选A。
9．【环状双链 DNA 双向复制、冈崎片段 DNA 连接酶判断】（2026·河南南阳·三模）如图为两种环状双
链DNA 分子复制过程示意图，①~⑥表示子链，①④⑥链的合成早于②③⑤链，箭头表示子链延伸方向，·
表示复制原点。下列叙述正确的是（ ）
A．图示的DNA 复制均具有双向性，复制起点两侧的子链延伸方向相反
B．DNA 聚合酶只能在子链5'端添加脱氧核苷酸，①④链延伸方向为5'→3'
C．若子链②中含有碱基A，则对应mRNA 上的碱基为T，体现碱基互补配对原则
D．子链②③⑤的合成均需要DNA 连接酶，原因是三者的DNA 链均为不连续合成
【答案】D
【分析】环状 DNA 双向 / 单向复制区分，后随链分段合成产生冈崎片段，必须依靠 DNA 连接酶拼接。
【详解】A、据图可知，左图中DNA 复制是双向复制，右图中DNA 复制为单向复制，A 错误；
B、DNA 聚合酶只能在子链3'端添加脱氧核苷酸，所有子链延伸方向均为5'→3'，B 错误；
C、若子链②中含有碱基A，则对应模板链上碱基为T，体现碱基互补配对原则，由于无法确定转录模板链，
因此对应mRNA 链上碱基为A 或U，C 错误；
D、题干明确说明①④⑥链合成早于②③⑤链，DNA 复制时，合成早的①④⑥是连续合成的前导链，不需要
DNA 连接酶；而②③⑤是不连续合成的后随链，先合成多个冈崎片段，需要DNA 连接酶将片段连接，D
正确。
故选 D。
考点三 细胞分裂中染色体（DNA 复制）标记问题
10．【精原细胞 15N 标记 DNA 连续分裂同位素概率计算】（2026·全国·模拟预测）某精原细胞
（2n=8） 的核 DNA 双链均用15N 标记后置于含14N 的培养基中培养，经过连续两次细胞分裂后（只考
虑分裂方式），得到 4 个子细胞。下列相关说法错误的是（ ）
A．若进行有丝分裂，则含15N 染色体的子细胞的个数至少是 2 个
B．若细胞分裂过程中发生了基因的自由组合，产生的子细胞不可直接参与受精作用
C．若第二次分裂后期细胞中含14N 的 DNA 分子数为 8 个，则该精原细胞进行的是有丝分裂
D．若形成的所有子细胞中每条染色体都含15N，则该精原细胞进行的是减数分裂
【答案】C
【分析】精原细胞连续两次分裂，对比有丝、减数分裂 DNA 半保留标记规律，判断后期 DNA 同位素分
布。
【详解】A、若进行有丝分裂，第一次分裂后子细胞中每条染色体均含15N/14N 杂合DNA；第二次分裂后期
着丝粒分裂后，姐妹染色单体随机分配，含15N 的染色体全部移向同一极，最少可分配至2 个子细胞中，
A 正确；
B、基因自由组合发生在减数第一次分裂后期，此时产生的子细胞为次级精母细胞，需经减数第二次分裂
形成精细胞，再经变形形成精子方可参与受精作用，不可直接参与受精，B 正确；
C、第二次分裂有丝分裂后期含16 条染色体，其中8 条为15N/14N，8 条为14N/14N，所以16 条染色体都含
14N，而减数分裂只复制一次，减数第一次分裂同源染色体分离后每个子细胞染色体均为15N/14N 杂合
DNA，着丝粒分裂后也为8 条15N/14N，都含有14N，故DNA 分子数为 8 个的是减数分裂，C 错误；
D、若所有子细胞每条染色体均含15N，说明DNA 只复制一次、分裂两次，只能为减数分裂，有丝分裂第
一次分裂后子细胞染色体均为15N/14N 杂合DNA，则第二次分裂后可能出现部分染色体全含14N，D 正确。
故选 C。
11．【环状双链 DNA 复制原料、同位素复制计算】迄今为止，许多真核生物物种中都能发现染色体外的
DNA 颗粒，包括酵母菌、果蝇、线虫、甚至是人。如图为染色体外环状DNA 的结构示意图，假设该环状
DNA 中碱基T 有M 个，占总碱基数的比例为q。下列关于环状DNA 分子的叙述，正确的是（ ）
A．环状DNA 一般比线性DNA 结合更紧密更稳定，但不能储存遗传信息
B．环状DNA 中碱基数与磷酸二酯键数相等，每条链上嘌呤碱基所占比例为1/2
C．若该DNA 分子连续复制n 次，则需要鸟嘌呤的数目为(2
n-1)×M (1-2q)/2q个
D．若该DNA 用3H 标记，将其置于不含标记的培养液中连续复制3 次，子代DNA 有1/2 被标记
【答案】C
【分析】DNA 分子的复制时间：有丝分裂和减数分裂间期；条件：模板（DNA 的双链）、能量（ATP 水
解提供）、酶（解旋酶和DNA 聚合酶等）、原料（游离的脱氧核苷酸）；过程：边解旋边复制；结果：
一条DNA 复制出两条DNA；特点：半保留复制。
【详解】A、图中的环状DNA 一般比线性DNA 结合更紧密更稳定，也能储存遗传信息，A 错误；
B、环状DNA 分子无游离的磷酸，磷酸都参与形成磷酸二酯键，碱基数等于磷酸二酯键数，但每条链上的
嘌呤比例不确定，故不一定为1/2，B 错误；
C、由胸腺嘧啶的数量和占总碱基数的比例可知：该DNA 分子的总碱基数为M/q，因任意两个不互补的
“
碱基数之和占总碱基数的一半，故该
”
DNA 分子中鸟嘌呤的数量=M/2q-M=M(1/2q-1）个；DNA 分子复制n
次，新增DNA 分子的数量=2n-1 个，故该DNA 分子复制n 次需消耗的鸟嘌呤脱氧核苷酸数
=(2n-1)×M(1/2q-1)=(2n-1)×M(1-2q)/2q 个，C 正确；
D、DNA 为半保留复制，若该DNA 用3H 标记，将其置于不含标记的培养液中连续复制3 次，产生8 个
DNA 分子，有两个DNA 被标记，子代有标记的占总数的1/4，D 错误。
故选C。
12．【DNA 复制叉、引物、子链 5'-3' 方向综合判断】（2026·辽宁抚顺·模拟预测）由 Meselson-Stahl 实
验证实：每个子代 DNA 分子包含一条母链和一条新合成的链，确保遗传信息精确传递；复制从起始点
(原核生物为单个复制起点，真核生物为多个)向两个方向进行，形成复制叉(如图)。另外，DNA 复制需要
解旋酶、DNA 聚合酶、引物酶、DNA 连接酶等多种酶的催化。下列叙述正确的是（ ）
A．不同生物的 DNA 复制速率基本相同
B．引物的合成需要以 DNA 单链为模板
C．a~d 中，a 和c 是5'端、b 和d 是3'端
D．该DNA 复制形成的两条子链中 A+C 的含量相等
【答案】B
【分析】DNA 复制引物为 RNA，以 DNA 单链为模板合成，子链反向平行，互补链 A+C 含量不相等。
【详解】A、原核生物的 DNA 复制时为单个复制起点 ，而真核生物的 DNA 复制为多个复制起点，由
此可见，不同生物的 DNA 复制速率可能存在较大差异，A 错误；
B、据图可知，该引物是 RNA，其合成需要以 DNA 单链为模板，B 正确；
C、由于 DNA 子链的延伸方向是5'端→3'端，另外，DNA 的两条链反向平行 ，所以a~d 中，a 和 c 是
3'端、b 和 d 是 5'端，C 错误；
D、该DNA 复制形成的两条子链为互补链，A+C 的含量不一定相等，D 错误。
故选 B。
综合训练
13．【DNA 双螺旋结构、复制计算以及减数和有丝分裂同位素标记综合填空】（2026·全国·模拟预测）下
图是DNA 双螺旋结构模型的建构过程图解，请据图探讨相关问题：
(1)图2 中催化磷酸二酯键形成的酶是________。
(2)图4 一条链中相邻两个碱基连接的结构是________。减数分裂中，每个DNA 复制后形成的两个子代
DNA 互相分离的时期是________。
(3)图5 形成的 DNA 区段中腺嘌呤有a 个，占该区段全部碱基的比例为b，若该 DNA 复制，其n 次，则
需提供游离的胞嘧啶的个数为________。
(4)将某雄性哺乳动物细胞（染色体数为20）一对同源染色体上的全部DNA 分子用32P 标记后，置于不含
32P 的培养基中培养，若让该细胞只完成一次完整的减数分裂过程，则含有32P 的子细胞数为________个；
若让该细胞完成两次连续的有丝分裂过程，则含有32P 的子细胞数为________个。
(5)DNA 作为遗传物质，除了稳定的双螺旋结构，还应具备的那些特点有：________。（至少答两点）
【答案】(1) DNA 聚合酶
(2) 脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖 减数分裂
后期
Ⅱ
(3) (a/b)(1/2－b)(2ⁿ－1)
(4) 4/四 2、3 或4
(5) 存大量的遗传信息（碱基排列顺序多样）；能精确复制；能指导蛋白质合成（控制性状）；结构相对
稳定
【分析】
综合 DNA 结构、复制原料计算、减数与有丝分裂同位素标记规律，完整考查 DNA 作为遗传物质的全部
核心特征。
【详解】（1）图2 中催化磷酸二酯键形成的酶是DNA 聚合酶。
（2）图4 一条链中相邻两个碱基连接的结构是脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖。减数分裂中，每个DNA 复制后
形成的两个子代DNA 位于姐妹染色单体上，姐妹染色单体互相分离的时期是减数分裂
后期。
Ⅱ
（3）在含有4 种碱基的DNA 区段中腺嘌呤有a 个，占该区段全部碱基的比例为b，因此该DNA 片段中碱
基数目为a/b。由于双链DNA 分子中任意两个不互补的碱基之和占总碱基的50%，即A(腺嘌呤)+C（胞嘧
啶）=50%=a/2b，因此C=a/2b-a=(a/b)(1/2－b)，复制n 次，则需提供游离的胞嘧啶的个数为(a/b)(1/2－b)(2ⁿ
－1)。
（4）将某雄性哺乳动物细胞一对同源染色体上的全部DNA 分子用32P 标记后，置于不含32P 的培养基中培
养，由于DNA 分子的半保留复制，在减数分裂间期，DNA 进行复制，复制后每个DNA 分子一条链含
32P，一条链不含32P。在减数分裂过程中，同源染色体分离，分别进入不同的子细胞，经过一次完整的减
数分裂，形成的4 个子细胞中每个子细胞都含有标记的DNA，所以含有32P 的子细胞数为4 个。细胞完成
一次有丝分裂后，每个细胞中染色体上的DNA 分子有一条链含32P，一条链不含32P。当细胞进行第二次有
丝分裂时，DNA 又进行一次半保留复制，中期时每条染色体含有两条染色单体，其中一条单体上的DNA
分子一条链含32P，一条链不含32P，另一条单体上的DNA 分子两条链都不含32P，后期时姐妹染色单体分
开成为染色体，随机移向细胞两极（每个细胞分裂形成的2 个子细胞至少有1 个具有32P），所以经过两次
有丝分裂后，含有32P 的子细胞数可能为2 个、3 个或4 个。
（5）DNA 分子作为细胞生物的遗传物质应具备的特点有能够准确地自我复制；具有储存大量遗传信息的
能力；结构比较稳定；能指导蛋白质的合成，从而控制生物性状和新陈代谢过程等。
重难·创新演练
设题创新：跳出常规双链 DNA，引入 G - 四联体、线粒体 D 环复制、噬菌体环状中间体等特殊 DNA
空间与复制模式 (T2/T4/T6); 依托 ¹⁵ N/³²P 同位素标记，结合外源插入基因、双标记染色体，区分有丝、
减数分裂子代标记分布，设置多层逻辑推导 (T3/T5/T11); 整合 CRISPR 基因编辑、环境 eDNA 野外物
种监测等前沿分子生物技术创设全新情境 (T7/T9); 围绕真核多起点双向复制、前导 / 后随冈崎片段，细
化 DNA 聚合酶、解旋酶作用细节与复制抑制剂效应 (T8/T10); 覆盖原核、真核、线粒体、病毒多类载体
下 DNA - 蛋白复合物辨析，打通不同细胞体系共性特征 (T1); 搭配综合计算大题，串联碱基比例、复制
原料、基因突变类型、基因控性状多层次基础考点 (T12)。
学科融合：分子结构融合：DNA 双螺旋、特殊四链 G - 四联体、环状 D 环复制等多样核酸空间结构综
合考查 (T2/T6);细胞遗传融合：同位素标记结合有丝、减数分裂，定量推演子代核酸标记分配
(T3/T5/T11);
生物技术融合：CRISPR 基因编辑、环境 eDNA 宏分子测序、梯度离心同位素示踪现代分子实验
(T7/T9);微生物病毒融合：T2 噬菌体线性 - 环状中间体特殊复制通路 (T4);生态分子融合：水体 eDNA
技术将分子核酸检测与群落物种丰富度调查结合 (T9)。
1．【复合物辨析·DNA 与各类蛋白形成复合物原核真核病毒综合判断】（2026·浙江温州·模拟预测）生物
体中的DNA 常与蛋白质结合形式DNA-蛋白质复合物。下列叙述错误的是（ ）
A．真核细胞中的DNA-蛋白质复合物主要是染色质
B．原核细胞的拟核中不存在DNA-蛋白质复合物
C．DNA-蛋白质复合物中的蛋白质可能是RNA 聚合酶
D．病毒颗粒也可能是核酸和蛋白质组成的DNA-蛋白质复合物
【答案】B
【分析】本题区分原核、真核、病毒内 DNA - 蛋白质复合物，原核转录复制时 DNA 会结合聚合酶形成
复合物。
【详解】A、真核细胞的染色质主要由DNA 和组蛋白结合构成，是细胞内DNA-蛋白质复合物的主要存在
形式，A 正确；
B、原核细胞拟核的DNA 进行复制、转录时，会分别与DNA 聚合酶、RNA 聚合酶（本质为蛋白质）结合，
形成DNA-蛋白质复合物，因此拟核中存在该类复合物，B 错误；
C、转录过程中RNA 聚合酶会结合在DNA 的启动子区域启动转录，此时二者结合形成DNA-蛋白质复合
物，因此复合物中的蛋白质可能是RNA 聚合酶，C 正确；
D、DNA 病毒由DNA 和蛋白质外壳构成，因此这类病毒颗粒属于DNA-蛋白质复合物，D 正确。
故选 B。
2．【特殊DNA 结构·G-四联体四链DNA 结构特征与癌症靶向治疗】（2026·甘肃嘉峪关·模拟预测）科学
家在人体快速分裂的活细胞中(如癌细胞)发现了DNA 的四螺旋结构，形成该结构的DNA 单链中富含G，
每4 个G 之间通过氢键等作用力形成一个正方形的“G－4 平面，继而形成立体的
”
“G－四联体”(如图)，G－
四联体存在于调控基因，特别是癌症基因所在的DNA 区域内。下列叙述中，正确的是（ ）
A．该结构由两条反向平行的脱氧核苷酸链形成
B．用DNA 酶可打开该结构中的氢键
C．该结构中(A＋G)/(T＋C)的值等于1
D．该结构位置的发现可能为癌症靶向治疗提供新的治疗方向
【答案】D
【分析】本题分析单链 G - 四联体特殊 DNA 结构，区分 DNA 酶和解旋酶作用，结合癌症相关基因分
析应用价值。
【详解】A、由题干信息和图中实线可知，该结构由一条脱氧核苷酸链形成，A 错误；
B、DNA 酶的作用是水解DNA 的磷酸二酯键，使DNA 降解，打开氢键的是解旋酶，B 错误；
C、双链DNA 中（A+ G）/（T+C）的值等于1，而该结构为单链，（A+ G）/（T+C）的值不一定等于1，
C 错误；
D、由题干信息可知，该结构存在于癌细胞等快速分裂的细胞，且G-四联体存在于癌症基因所在的DNA
区域内，因此该结构位置的发现可为癌症靶向治疗提供新的研究方向，D 正确。
故选 D。
3．【半保留复制·同位素梯度离心、冈崎片段双向复制综合计算】（2026·广西玉林·三模）研究者将1 个
含
14N/14N-DNA 的大肠杆菌转移到以
15NH4Cl 为唯一氮源的培养液中，培养1h 后，提取子代大肠杆菌的
DNA，将DNA 双链解开再进行密度梯度离心，试管中出现两种条带，如图1 所示。DNA 复制时两条子链
的延伸方向相反，其中一条子链称为前导链，该链连续延伸；另一条称为后随链，该链逐段延伸，这些片
段称为冈崎片段，如图2 所示。下列叙述正确的是（ ）
A．大肠杆菌某段DNA 分子的一个单链中相邻的碱基通过氢键相连
B．根据图1 所示信息可知该种大肠杆菌的繁殖周期大约为20min
C．图2 中DNA 边解旋边复制的特点与PCR 时相同
D．用
3H 标记的大肠杆菌培养T2噬菌体，最终只在子代噬菌体的DNA 中检测到放射性
【答案】B
【分析】本题结合同位素离心条带计算复制次数，对比细胞内 DNA 复制与 PCR 解旋方式差异，分析同
位素标记分布。
【详解】A、DNA 分子单链中相邻的碱基通过脱氧核糖
“
-磷酸-脱氧核糖连接，氢键是
”
DNA 双链之间互补
配对碱基的连接方式，A 错误；
B、初始1 个
14N/14N-DNA 共含2 条
14N 单链，由图1 可知
14N 单链占总单链的1/8，可推知总单链数为16，
总DNA 分子数为8，即DNA 复制了3 次，培养总时长为60min，因此大肠杆菌繁殖周期约为20min，B 正
确；
C、细胞内DNA 复制是边解旋边复制，PCR 技术的过程为高温变性（DNA 完全解旋）、低温复性、适温
延伸，二者特点不同，C 错误；
D、
3H 既可以标记DNA 也可以标记蛋白质，噬菌体增殖时以大肠杆菌内被
3H 标记的原料合成自身的DNA
和蛋白质外壳，因此子代噬菌体的DNA 和蛋白质中都能检测到放射性，D 错误。
故选 B。
4．【噬菌体环状复制·T2 线性DNA 环化中间体复制酶功能分析】（2026·安徽合肥·二模）T2 噬菌体的线
性DNA 进入宿主后，通过末端序列的碱基互补配对首尾连接，形成暂时的环状中间体作为复制模板（复
制方式与线性DNA 相似）。如图表示T2 噬菌体DNA 复制的大致流程。下列叙述错误的是（ ）
A．酶A 催化磷酸二酯键的形成，酶B 催化磷酸二酯键的断裂
B．在T2 噬菌体的线性DNA 中，b 链的5′端存在5′-GATCC-3′
C．环状中间体的复制具有半保留复制、2 条子链均连续复制等特点
D．乳酸菌不能为T2 噬菌体线性DNA 的复制提供原料和能量等
【答案】C
【分析】本题围绕 T2 噬菌体 DNA 环化中间体复制展开，区分 DNA 连接酶与限制酶功能，复制时同时
存在连续、不连续子链。
【详解】A、酶A 催化线性DNA 连接成环状，需要形成磷酸二酯键，酶B 催化环状DNA 切割为线性子代
DNA，需要断裂磷酸二酯键，A 正确；
B、亲代噬菌体DNA 的a 链5'端是5'-GGATC-3'，根据碱基互补配对，b 链的5'端应存在互补序列5'-
GATCC-3'（与a 链3'端的-CTAG-配对），B 正确；
C、DNA 复制时，一条链是连续复制的（前导链），另一条链是不连续复制的（后随链），不存在2 条子
链均连续复制的情况，C 错误；
D、T2 噬菌体的宿主是大肠杆菌，不能侵染乳酸菌，乳酸菌无法为其DNA 复制提供原料和能量，D 正确。
故选 C。
5．【标记分裂推演·外源标记基因插入染色体有丝减数标记分布判断】（2026·山东·模拟预测）将两条单
链均被
32P 标记的基因A 导入不含
32P 标记的某动物精原细胞中，且基因A 的插入位置如图所示。将该精原
细胞置于不含
32P 的培养液中培养，得到4 个子细胞，检测子细胞中的标记情况。若不考虑同源染色体的
非姐妹染色单体间的互换和染色体变异，则下列叙述错误的是（ ）
A．可能出现2 个子细胞中含
32P，2 个不含
32P 的情况
B．若3 个子细胞中含
32P，则该精原细胞一定进行了有丝分裂
C．若4 个子细胞中均含
32P，则该精原细胞一定进行了减数分裂
D．若基因A 只有一条单链被
32P 标记，则4 个子细胞最多有2 个带标记
【答案】C
【分析】本题以外源标记基因插入染色体为背景，结合 DNA 半保留复制，分别推导有丝分裂、减数分裂
后子细胞标记分布情况。
【详解】AB、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1 号、2 号染色体所含有的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；若该精原细胞进行减数分裂，DNA 复制一次，若1 号、2 号染色
体减数分裂
时进入细胞的同一极，产生的四个子细胞中有
Ⅰ
2 个细胞带有
32P，若1 号、2 号染色体减数分
裂
时进入不同的子细胞，
Ⅰ
4 个细胞均带有
32P，AB 正确；
C、若4 个子细胞中均含
32P，则该精原细胞可能进行了有丝分裂或减数分裂，C 错误；
D、若基因A 只有一条单链被
32P 标记，DNA 复制后仅产生2 个含
32P 的DNA 分子，无论分裂方式如何，
最多分配到2 个子细胞中，因此4 个子细胞最多有2 个带标记，D 正确。
故选 C。
6．【特殊复制模式·线粒体叶绿体D 环轻重链不对称复制机制】（2026·湖南·三模）线粒体、叶绿体和某
些病毒的DNA 复制方式为D 环复制，过程如下：环状DNA 内环链密度更大，称为重链或H 链；外环链密
度较小，称为轻链或L 链。重链和轻链的复制原点所在位置不同，重链的复制原点称为OH，轻链的复制
原点称为OL，RNA 聚合酶在开口处合成一段引物，其复制过程如图所示，其中小球代表单链结合蛋白。
下列叙述错误的是（ ）
A．H 链为模板复制时脱氧核苷酸连接至引物的3'端，L 链为模板复制时连接至引物的5'端
B．H 链和L 链为模板复制的产物是单链DNA，但可分别与H 链和L 链互补为双链
C．某个环状DNA 连续复制N 次，最终形成2N条H 链，共需要2N+1-2 个引物
D．单链结合蛋白与解旋的单链DNA 结合可防止H 链和L 链重新盘绕螺旋
【答案】A
【分析】本题讲解线粒体 D 环不对称复制，所有子链均沿 5'→3' 延伸，单链结合蛋白维持解旋单链稳定。
【详解】A、DNA 复制过程中，子链的延伸方向均为5'→3'，即H 链和L 链为模板复制时脱氧核苷酸均连
接至引物的3'端，A 错误；
B、D 环复制中两条链复制不同步，分别以H 链、L 链为模板合成的新产物最初是单链DNA，新单链可分
别与互补的母链（L 链、H 链）配对形成双链DNA，B 正确；
C、线粒体中1 个DNA 分子连续复制N 次，最终形成2N个DNA，共有DNA 单链2×2N条，其中H 链占
1/2，即2N条，共需2×2N-2=2N+1-2 个引物，C 正确；
D、单链结合蛋白的作用是结合解旋后的单链DNA，维持单链状态，防止H 链和L 链重新盘绕形成双螺旋，
保证复制进行，D 正确。
故选 A。
7．【基因编辑·CRISPR-Cas9 向导RNA 定点切割编辑原理辨析】（2026·云南玉溪·模拟预测）CRISPR-
Cas9 基因编辑技术机理如图所示，利用Cas9 蛋白（一种核酸内切酶）在向导RNA（sgRNA）的引导下，
切割特定DNA 序列，以实现基因的定点编辑敲除、单碱基编辑和基因片段的精准替换。下列叙述正确的
是（ ）
A．该基因编辑技术能够实现定点插入、删除或替换部分碱基对
B．向导RNA 具有能与目标DNA 发生碱基互补配对的方式是A-U、U-A、G-C、C-G
C．Cas9 蛋白的功能与限制酶类似，能作用于脱氧核糖和碱基之间的化学键
D．对不同目标DNA 进行编辑时，使用Cas9 蛋白和相同的向导RNA 进行基因编辑
【答案】A
【分析】本题解析 CRISPR-Cas9 基因编辑原理，向导 RNA 与 DNA 配对碱基类型，限制酶作用位点，
不同靶点需专属向导 RNA。
【详解】A、题干明确说明该技术可实现基因的定点敲除、单碱基编辑和基因片段精准替换，即能够实现
定点插入、删除或替换部分碱基对，A 正确；
B、向导RNA 与目标DNA 互补配对时，DNA 含碱基T 不含U，配对方式为A-T、U-A、G-C、C-G，不存
在A-U 的配对形式，B 错误；
C、Cas9 蛋白是核酸内切酶，功能和限制酶类似，作用的是脱氧核糖和磷酸之间的磷酸二酯键，C 错误；
D、向导RNA 需要与目标DNA 的特定序列互补配对实现识别，编辑不同目标DNA 时，需要使用不同的向
导RNA，Cas9 蛋白可通用，D 错误。
故选 A。
8．【双向多起点复制·真核DNA 复制叉移动方向、抑制剂作用分析】（2026·浙江·模拟预测）图为真核细
胞DNA 双向复制的局部示意图，起始点指的是DNA 序列中启动复制的特定位置，而发生复制的位点为复
制叉。下列叙述错误的是（ ）
A．DNA 上存在多个起始点，可缩短整体复制时间
B．DNA 复制时，DNA 聚合酶沿模板链的3′端向5′端移动
C．复制叉处进行着DNA 解旋、子链合成和两条母链重新螺旋
D．若加入DNA 合成抑制剂，两侧复制叉可能无法继续向前移动
【答案】C
【分析】本题分析真核多起点双向复制，DNA 聚合酶移动方向，复制叉仅完成解旋与子链合成，两条母
链不会重新螺旋。
【详解】A、真核细胞的DNA 上存在多个复制起始点，可同时启动复制，提高复制效率，缩短整体DNA
复制的时间，A 正确；
B、DNA 复制时，子链的合成方向为5'→3'，由于DNA 双链反向平行，因此DNA 聚合酶沿模板链的
3'→5'方向移动，B 正确；
C、复制叉处进行DNA 解旋和子链合成的过程，且DNA 为半保留复制，合成的子链会与对应的模板母链
螺旋形成新的DNA 双链，两条母链不会重新螺旋，且双螺旋的形成不在复制叉区域，C 错误；
D、复制叉向前移动需要伴随子链的合成，若加入DNA 合成抑制剂，子链合成被阻断，两侧复制叉可能无
法继续向前移动，D 正确。
故选 C。
9．【生态分子技术·水域环境eDNA 测序监测鱼类物种丰富度】（2026·广西河池·二模）环境DNA
（eDNA）技术是指从环境中提取DNA 片段（水生动物细胞DNA），经扩增后进行DNA 测序，常用于测
定某一水域中鱼类的物种丰富度。下列叙述正确的是（ ）
A．不同种类的鱼的所有DNA 序列完全不同
B．与传统捕捞法相比，该方法更易检出稀有物种
C．eDNA 的基本骨架由磷酸、脱氧核糖与碱基构成
D．扩增的序列不能太长，否则可能会高估物种丰富度
【答案】B
【分析】本题围绕环境 DNA（eDNA）监测物种，对比传统捕捞法优势，DNA 骨架组成、扩增片段长短
对物种统计的影响。
【详解】A、不同种类的鱼属于不同物种，但存在同源的保守DNA 序列，比如控制呼吸相关酶合成的基因
序列相似度较高，A 错误；
B、传统捕捞法对种群数量极低的稀有物种捕获概率很低，而eDNA 技术只需提取水域中稀有物种脱落的
少量DNA 即可完成检测，因此更易检出稀有物种，B 正确；
C、DNA 的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接构成，碱基排列在双螺旋结构内侧，不属于基本骨架的组
成，C 错误；
D、环境中的eDNA 多为降解后的短片段，若扩增的序列太长，很多物种的eDNA 无法被成功扩增，会导
致检测到的物种数少于实际值，低估物种丰富度，D 错误。
故选 B。
10．（不定项）【复制链辨析·前导链后随链多起点复制多选易错点判断】（2026·湖南岳阳·三模）真核生
物DNA 的复制从多个起点开始进行，DNA 复制时子链从5′端到3′端延伸，合成的两条链分别称为前导链
和后随链，复制过程如图所示。
下列叙述错误的是（ ）
A．从多个起点开始复制以避免DNA 复制时出现差错
B．DNA 聚合酶催化游离脱氧核苷酸连接到子链的3′端
C．解旋酶作用于DNA 双链的脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键
D．DNA 复制过程中前导链连续合成，后随链不连续合成
【答案】AC
【分析】本题辨析多起点复制的作用、解旋酶作用底物，前导链连续合成、后随链分段合成是 DNA 复制
固有特征。
【详解】A、真核生物DNA 多起点复制的意义是提高DNA 复制效率，缩短长链DNA 的复制时间，A 错误；
B、DNA 复制时子链的延伸方向是5′端到3′端，因此DNA 聚合酶催化游离脱氧核苷酸连接到子链的3′端，
B 正确；
C、解旋酶的作用是断裂DNA 双链碱基对之间的氢键，使双链解开，C 错误；
D、结合图示和DNA 复制的特点可知，前导链顺着解旋方向连续合成，后随链先合成多个不连续的片段，
再经DNA 连接酶连接形成完整子链，属于不连续合成，D 正确。
故选 AC。
11．（不定项）【多轮分裂标记·双染色体32P 标记有丝减数多组合标记分布推导】（2026·辽宁沈阳·模拟
预测）将某精原细胞的1 号和2 号染色体各一条用
32P 标记后，再将该精原细胞置于不含
32P 的培养液中培
养，得到4 个子细胞，检测子细胞中的标记情况。该精原细胞可能进行了：
两次有丝分裂；
有丝分裂
①
②
和减数分裂
；
减数分裂
和减数分裂
；若不考虑染色体互换和变异，则下列叙述错误的是（ ）
Ⅰ
③
Ⅰ
Ⅱ
A．若只有2 个子细胞含
32P，则一定为①
B．若3 个子细胞含
32P，则一定为①
C．若4 个子细胞中均含
32P，则一定为③
D．
都不会出现只有一个子细胞含
①②③
32P 的结果
【答案】ABC
【分析】本题以两条染色体带 ³² P 标记为条件，分别分析两次有丝分裂、先有丝后减数、纯减数分裂三种
分裂方式的标记细胞数量。
【详解】初始共2 条双链均被
32P 标记的染色体，DNA 半保留复制后，最终带标记的DNA 分配规律如下：
两次有丝分裂：第一次有丝分裂后，
①
2 个子细胞都含标记；第二次有丝分裂时，每个子细胞最少产生1
个含标记的子细胞，因此总含标记子细胞数为1+1=2、1+2=3、2+2=4，不可能出现仅1 个含标记。
先有丝分裂再减数分裂
：有丝分裂后得到的
②
Ⅰ
2 个子细胞都含标记；再进行减数分裂
，每个子细胞最
Ⅰ
少产生1 个含标记的子细胞，因此总含标记子细胞数为1+1=2、1+2=3、2+2=4，不可能出现仅1 个含标记。
直接减数分裂：复制后每个标记染色体的两个染色单体都带标记，若
③
2 个标记染色体进入同一个次级精
母细胞，该次级分裂产生的2 个子细胞都含标记，另一个次级无标记，总共有2 个含标记；若2 个标记进
入不同次级，每个次级分裂都产生2 个含标记，总共有4 个含标记，不可能出现仅1 个含标记。
故选 ABC。
12．【DNA 基础计算·双螺旋结构碱基比例、复制原料、基因突变综合大题】（2024·河南郑州·模拟预测）
如图是一段DNA 空间结构和平面结构的示意图，据图回答下列问题：
(1)从图甲中可以看出DNA 具有规则的_____________________结构，由两条_______________的脱氧核苷
酸链构成。从图乙中可以看出DNA 的基本骨架是由_____________________________构成的。
(2)图乙中1 代表的是_________________，由4、5、6 组成的7 的名称为______________________。
(3)若图甲中某段DNA 一条链的序列是5′—CAGTAAG—3′，那么它的互补链的序列是5′—____________—
3′。
(4)若该双链DNA 分子中C 占27%，其中一条链中的A 占该单链的18%，则另一条链中的A 占该单链碱基
总数的比例为_______。若该DNA 分子的一条链中(A+C)/(T+G)=2，那么在它的互补链中(A+C)/
(T+G)=_____________，在整个DNA 中(A+C)/(T+G)=___________。
(5)一个双链均被
15N 标记的DNA 分子，利用含
14N 的4 种脱氧核苷酸为原料连续复制4 次，只含
14N 的
DNA 分子占总数的__________，若该DNA 分子共有200 个碱基对，其中胞嘧啶为140 个，则第四次复制
时，消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸为__________个。
(6)豌豆粒形呈现皱粒的分子机制是由于编码淀粉分支酶的基因中间插入一段较大的DNA 片段所致，则该
变异类型是____________________。据该实例分析，说明基因可通过____________________________来控
制生物体的性状。
【答案】(1) 双螺旋 反向平行 脱氧核糖与磷酸交替连接，（排列在外侧）
(2) 胞嘧啶 胸腺嘧啶脱氧（核糖）核苷酸
(3) CTTACTG
(4) 28% 1/2 1
(5) 7/8 480
(6) 基因突变 控制酶的合成来控制代谢过程
【分析】DNA 分子的基本组成单位是脱氧核苷酸，脱氧核苷酸由磷酸二酯键连接形成脱氧核苷酸链，
DNA 分子一般由2 条反向平行的脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构，磷酸和脱氧核糖交替连接排列在
外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧，由氢键连接形成碱基对，两条链上的碱基遵循A 与T 配对、G 与
C 配对的碱基互补配对原则。
【详解】（1）据图甲分析可知，DNA 具有规则的双螺旋结构，由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成；由
图乙可知，脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在外侧，构成DNA 的基本骨架，碱基排列在内侧。
（2）图乙中1 代表的是能与碱基G 互补配对的碱基C（胞嘧啶），与A 互补配对的碱基是T，因此由4、
5、6 组成的7 的名称为胸腺嘧啶脱氧（核糖）核苷酸。
（3）若图甲中某段DNA 一条链的序列是5′-CAGTAAG-3′，由于DNA 的两条链反向平行，根据碱基互补
配对原则可知，它的互补链的序列是5′-CTTACTG-3′；
（4）若该双链DNA 分子中C 占27%，双链DNA 中A = T，C = G，A + C = 50%，所以该DNA 中A = 23%
= T，A + T = 46%，每条链中的A + T = 46%，其中一条链中的A 占该单链的18%，那么该条链中的T =
28%，该条链中的T 等于互补链中的A 的数目，所以另一条链中的A 占该单链碱基总数的比例为28%；
若该DNA 分子的一条链中(A + C)/(T + G) = 2，根据碱基互补配对的原则，那么在它的互补链中(A + C)/(T
+ G) = 1/2，在整个DNA 中A = T，C = G，所以上述比例为1。
（5）根据DNA 半保留复制的特点，一个双链均被
15N 标记的DNA 分子，利用含
14N 的4 种脱氧核苷酸为
原料连续复制4 次，24=16，共获得16 个DNA，只含
14N 的DNA 分子占总数的有14 个，占总数的
14/16=7/8，若该DNA 分子共有200 个碱基对，其中胞嘧啶为140 个，则鸟嘌呤也是140 个，腺嘌呤=胸腺
嘧啶共有（200×2-140×2）/2=60 个，第四次复制时，消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸为前面连续复制了3 次得8
个DNA 再进行一次复制，即消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸数为8×60=480。
（6）豌豆粒形呈现皱粒的分子机制是由于编码淀粉分支酶的基因中间插入一段较大的DNA 片段所致，故
该种变异为基因突变。据该实例分析，说明基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程控制酶的合成来控制
代谢过程。
真题·实战演练
高频考点：DNA 分子结构与脱氧核苷酸链延伸方向；DNA 半保留复制梅塞尔森 - 斯塔尔经典实
验；高温耐受 DNA 复制体系（耐高温 DNA 聚合酶）；诱变剂引发碱基替换突变机制；同位素标
记追踪 DNA 复制（³² P/³H/¹⁵N）；DNA 数据储存、PCR 与限制性酶切分析；DNA 复制标记示
踪类实验设计。
1．（2026·河南·高考真题）某细菌在高温环境下依然能够进行DNA 的复制。下列叙述正确的是（ ）
A．该菌体内DNA 复制时，不需要解旋酶的参与
B．该菌DNA 复制时，母链从5'端到3'端被阅读
C．该菌DNA 聚合酶在高温下仍能保持活性，催化子链的延伸
D．该菌DNA 复制系统耐高温特性与氢键有关，与二硫键无关
【答案】C
【分析】本题围绕高温细菌 DNA 复制展开，辨析解旋酶作用、母链读取方向、耐高温 DNA 聚合酶与蛋
白质二硫键稳定作用。
【详解】A、DNA 复制的必需步骤是解开双螺旋，该过程需要解旋酶参与，该细菌仅酶具备耐高温特性，
DNA 复制仍需解旋酶，A 错误；
B、DNA 复制时，DNA 聚合酶沿母链的3'端向5'端移动，即母链从3'端到5'端被阅读，子链从5'端到3'端
合成，B 错误；
C、该细菌可在高温环境下完成DNA 复制，说明其参与DNA 复制的DNA 聚合酶在高温下仍有活性，可催
化子链的延伸过程，C 正确；
D、该菌复制系统耐高温，既和DNA 中氢键含量高（G-C 碱基对多）有关，也和相关酶（蛋白质）的稳定
结构有关，二硫键可维持蛋白质空间结构的稳定性，因此该特性与二硫键有关，D 错误。
故选 C。
2．（2026·广东·高考真题）紫外线辐射能使DNA 分子形成异常化学键（如图）。该异常化学键发生在（
）
A．碱基
B．磷酸
C．脱氧核糖
D．核糖
【答案】A
【分析】本题结合紫外线诱导 DNA 异常化学键图示，区分磷酸、脱氧核糖、碱基结构，判断异常键形成
位置。
【详解】DNA 分子的一条链由磷酸（圆形结构）和脱氧核糖（五边形结构）交替连接，一条链中的碱基
（方形结构）不会连在一起，而图中异常化学键连接两个方形结构，因此该异常化学键发生在碱基之间，
A 正确，BCD 错误。
故选 A。
3．（2026·山东·高考真题）以4 种脱氧核苷酸（dATP、dCTP、dGTP 和32P 标记的dTTP）为原料，以一段
单链DNA 为模板进行PCR，获得大量双链DNA。酶W 可切断DNA 中5´碳与磷酸基团之间的化学键。用
酶W 对上述PCR 产物充分酶切后获得3´-核苷酸，如图所示。所有带32P 的3´-核苷酸中，碱基均为胞嘧啶。
若用32P 标记某种脱氧核苷酸，以相同单链DNA 为模板进行PCR，产物经充分酶切后，带32P 的3´-核苷酸
的碱基均为腺嘌呤，则被标记的脱氧核苷酸为（ ）
A．dATP
B．dGTP
C．dCTP 或dGTP
D．dATP 或dCTP
【答案】B
【分析】本题结合限制性内切酶酶切 PCR 产物、³² P 标记脱氧核苷酸，根据 3’- 核苷酸放射性碱基规律
反向推导标记原料。
【详解】酶W 可切断DNA 中5´碳与磷酸基团之间的化学键，酶切后获得的3´-核苷酸的磷酸基团是下一个
脱氧核苷酸的磷酸基团，32P 标记的dTTP，酶切后，带32P 的3´-核苷酸的碱基均为胞嘧啶，则一条链中碱
基T 和C 交替连接，另一条链中A 和G 交替连接，要使产物经充分酶切后，带32P 的3´-核苷酸的碱基均为
腺嘌呤，则被标记的脱氧核苷酸为dGTP，B 正确。
故选 B。
4．（2026·安徽·高考真题）诱变剂亚硝酸可使DNA 上的碱基A 和C 脱去氨基分别成为次黄嘌呤（H）和
尿嘧啶（U），复制时，碱基配对发生改变，引起碱基对替换（图a、b）。羟胺也是一种诱变剂，能使碱
基C 中的氨基发生修饰，进而诱发碱基对替换（图c）。下列叙述正确的是（ ）
A．两种诱变剂通过改变碱基的结构，均能诱发两种形式的碱基对替换
B．亚硝酸和羟胺引起碱基对替换突变，至少需要经过三轮DNA 复制
C．羟胺能够引起DNA 序列改变，说明该序列中一定有G—C 碱基对
D．由亚硝酸诱发A—T 到G—C 的突变，不能由亚硝酸再诱变回到A—T
【答案】C
【分析】本题对比亚硝酸、羟胺两种诱变剂的碱基修饰机制，分析碱基替换类型、复制次数及突变可逆性。
【详解】A、亚硝酸可诱发A—T→G—C 和G—C→A—T 两种碱基对替换；但羟胺仅能诱发G—C→A—T
这一种碱基对替换，并非两种，A 错误；
B、由图可知，诱变后仅一条DNA 链的碱基发生改变，经过2 次DNA 复制即可得到完成替换的突变碱基
对，B 错误；
C、羟胺的作用对象是G—C 碱基对中的C，通过修饰C 诱发碱基对替换；若羟胺成功引起DNA 序列改变，
说明序列中一定存在G—C 碱基对，C 正确；
D、亚硝酸诱发A—T→G—C 后，即图a 过程，新产生G—C 中的C 可以被亚硝酸脱去氨基变为U，按照
图b 的过程，可再次诱变变回A—T，D 错误。
故选 C。
5．（2025·贵州·高考真题）下图为核酸的部分结构及遗传信息传递过程的示意图。下列叙述正确的是（
）
A．图中箭头所指碳原子上连接的基团是-OH
B．甲链中相邻两个五碳糖通过磷酸二酯键连接
C．若图中序列编码一个氨基酸，则其密码子为UAC
D．遗传信息可从甲链流向乙链，但不能从乙链流向甲链
【答案】B
【分析】本题结合核酸局部结构图，辨析五碳糖碳原子基团、磷酸二酯键连接方式、密码子读取方向与逆
转录遗传信息流向。
【详解】A、图中含有尿嘧啶和胸腺嘧啶，应该代表的是转录（或逆转录）过程，图中箭头所指碳原子为
脱氧核糖的2 号碳原子，其上连接的基团是-H，A 错误；
B、甲链中相邻两个五碳糖通过磷酸二酯键连接，即核酸中连接两个核苷酸的是磷酸二酯键，B 正确；
C、若图中序列编码一个氨基酸，即图示过程为转录过程，则其密码子为5’-CAU-3’，因为密码子读取的方
向是5’→3’，C 错误；
D、遗传信息通过转录过程从甲链流向乙链，还可通过逆转录过程从乙链流向甲链，D 错误。
故选B。
6．（2025·湖北·高考真题）大数据时代，全球每天产生海量数据，预计2040 年需一百万吨硅基芯片才能
储存全球一年产生的数据。为解决这一难题，科学家尝试运用DNA 来储存数据。我国科学家已经将汉代
拓片、熊猫照片等文化数据写入DNA，实现数据长期保存。下列叙述中，DNA 可以作为存储介质的优点
不包括（ ）
A．DNA 具有可复制性，有利于数据的传播
B．可通过DNA 转录和翻译传递相应数据信息
C．DNA 长链中碱基排列的多样化，为大量数据的存储提供可能
D．DNA 作为存储介质体积小，为数据携带和保存节约了大量空间
【答案】B
【分析】DNA 独特的双螺旋结构构成了DNA 分子的稳定性；DNA 分子由于碱基对的数量不同，碱基对的
排列顺序千变万化，因而构成了DNA 分子的多样性；不同的每个DNA 分子的碱基对都有特定的排列顺序，
特定的遗传信息，从而使DNA 分子具有特异性。遗传信息就储存在DNA 分子碱基对（脱氧核苷酸）的排
列顺序中。
【详解】A、DNA 通过半保留复制可快速扩增数据，便于传播，A 不符合题意；
B、DNA 储存数据时，信息读取依赖测序技术而非转录翻译（后者为生物体内表达遗传信息的过程），与
数据存储无关，B 符合题意；
C、DNA 碱基对排列顺序的多样性使其可编码海量信息，是存储优势，C 不符合题意；
D、DNA 分子结构紧凑，单位体积存储密度极高，节省空间，D 不符合题意；
故选B。
7．（2025·北京·高考真题）1958 年，Meselson 和Stahl 通过15N 标记DNA 的实验，证明了DNA 的半保留
复制。关于这一经典实验的叙述正确的是（ ）
A．因为15N 有放射性，所以能够区分DNA 的母链和子链
B．得到的DNA 带的位置有三个，证明了DNA 的半保留复制
C．将DNA 变成单链后再进行离心也能得到相同的实验结果
D．选择大肠杆菌作为实验材料是因为它有环状质粒DNA
【答案】B
【分析】DNA 复制是以亲代DNA 分子为模板合成子代DNA 分子的过程。DNA 复制条件：模板（DNA 的
双链）、能量（ATP 水解提供）、酶（解旋酶和聚合酶等）、原料（游离的脱氧核苷酸）；DNA 复制过程：
边解旋边复制；DNA 复制特点：半保留复制。
【详解】A 、15N 没有放射性，它与14N 只是氮元素的不同同位素，质量不同，可通过密度梯度离心技术区
分含不同氮元素的DNA，进而区分DNA 的母链和子链，A 错误；
B、在15N 标记 DNA 的实验中，得到的 DNA 带的位置有轻带（两条链都含14N）、中带（一条链含
14N，一条链含15N）、重带（两条链都含15N）三个。根据不同代 DNA 在离心后出现的这些带的位置和
比例，证明了 DNA 的半保留复制，B 正确；
C、若将DNA 解链为单链后离心，无论是全保留还是半保留复制，都是只有两条条带，不能证明DNA 的
半保留复制，C 错误；
D、选择大肠杆菌作为实验材料是因为大肠杆菌繁殖快，容易培养，能在短时间内获得大量的子代，便于
观察实验结果，而不是因为它有环状质粒DNA，D 错误。
故选B。
8．（2024·浙江·高考真题）某二倍体动物（2n=4）精原细胞DNA 中的P 均为32P，精原细胞在不含32P 的
培养液中培养，其中1 个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后，产生甲~丁4 个细胞。这些细胞
的染色体和染色单体情况如下图所示。
不考虑染色体变异的情况下，下列叙述正确的是（ ）
A．该精原细胞经历了2 次DNA 复制和2 次着丝粒分裂
B．4 个细胞均处于减数第二次分裂前期，且均含有一个染色体组
C．形成细胞乙的过程发生了同源染色体的配对和交叉互换
D．4 个细胞完成分裂形成8 个细胞，可能有4 个细胞不含32P
【答案】C
【分析】DNA 中的P 均为32P 的精原细胞在不含32P 的培养液中培养，进行一次有丝分裂后，产生的每个细
胞的每条DNA 都有一条链含有32P，继续在不含32P 的培养液中培养进行减数分裂，完成复制后，8 条染色
单体中有4 条含有32P，减数第一次分裂完成后，理论上，每个细胞中有2 条染色体，四条染色单体，其中
有2 条单体含有32P。
【详解】A、图中的细胞是一个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后产生的，据图所示，这些
细胞含有染色单体，说明着丝粒没有分裂，因此该精原细胞2 次DNA 复制，1 次着丝粒分裂，A 错误；
B、题干叙述明确表示减数第一次分裂已经完成，因此只可能处于减数第二次分裂前期或中期，且均含有
一个染色体组，B 错误；
C、精原细胞进行一次有丝分裂后，产生的子细胞每个DNA 上有一条链含有32P，减数分裂完成复制后，
每条染色体上有1 个单体含有32P，另一个单体不含32P，减数第一次分裂结束，每个细胞中应该含有2 条
染色体，四个染色单体，其中有两个单体含有放射性，但乙细胞含有3 个染色单体含有放射性，原因是形
成乙的过程中发生了同源染色体的配对和交叉互换，C 正确；
D、甲、丙、丁完成减数第二次分裂至少产生3 个含32P 的细胞，乙细胞有3 个单体含有32P，完成减数第二
次分裂产生的2 个细胞都含有32P，因此4 个细胞完成分裂形成8 个细胞，至多有3 个细胞不含32P，D 错误。
故选C。
9．（2024·浙江·高考真题）大肠杆菌在含有³ H-脱氧核苷培养液中培养，³ H-脱氧核苷掺入到新合成的
DNA 链中，经特殊方法显色，可观察到双链都掺入³ H-脱氧核苷的 DNA 区段显深色，仅单链掺入的显浅
色，未掺入的不显色。掺入培养中，大肠杆菌拟核 DNA 第2 次复制时，局部示意图如图。DNA 双链区
段
、
、
对应的显色情况可能是（
①
②
③
）
A．深色、浅色、浅色
B．浅色、浅色、深色
C．浅色、深色、深色
D．深色、浅色、深色
【答案】B
【分析】本题依托 ³ H 同位素显色实验，利用 DNA 半保留复制特点，推导第二次复制不同 DNA 区段
深浅显色类型。
【分析】DNA 的复制方式为半保留复制，子代DNA 分子其中的一条链来自亲代DNA ，另一条链是新合
成的，这种方式称半保留复制。半保留复制的意义：遗传稳定性的分子机制。
【详解】大肠杆菌在含有³ H-脱氧核苷培养液中培养，DNA 的复制方式为半保留复制，大肠杆菌拟核
DNA 第1 次复制后产生的子代DNA 的两条链一条被³ H 标记，另一条未被标记，大肠杆菌拟核 DNA 第
2 次复制时，以两条链中一条被³ H 标记，另一条未被标记的DNA 分子为模板，DNA 双链区段
为浅色
①
，
中
②③
DNA 两条模板链中一条有掺入3 H-脱氧核苷，另一条无，而新合成的子链都掺入3 H-脱氧核苷。故
双链都掺入3 H-脱氧核苷的 DN 双链区段，显深色；仅单链掺入的 DNA 双链区段，显浅色。ACD 错误，
B 正确。
故选B。
10．（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，
和
表示新合成的单链，
的
①
②
①
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，
和
延伸时均存在暂停现象
①
②
B．甲时
中
①
A、T 之和与
中
②
A、T 之和可能相等
C．丙时
中
①
A、T 之和与
中
②
A、T 之和一定相等
D．
延伸方向为
②
5'端至3'端，其模板链3'端指向解旋方向
【答案】D
【分析】1、DNA 的双螺旋结构：
(1) DNA 分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。
(2) DNA 分子中的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。
(3)两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。
2、 DNA 分子复制的特点：半保留复制；边解旋边复制，两条子链的合成方向是相反的。
【详解】A、据图分析，图甲时新合成的单链
比
短，图乙时
比
长，因此可以说明
和
延伸时均存
①
②
①
②
①
②
在暂停现象，A 正确；
B、
和
两条链中碱基是互补的，图甲时新合成的单链
比
短，但
中多出的部分可能不含有
①
②
①
②
②
A、T，
因此
中
①
A、T 之和与
中
②
A、T 之和可能相等，B 正确；
C、
和
两条链中碱基是互补的，丙为复制结束时的图像，新合成的单链
与
等长，图丙时
中
①
②
①
②
①
A、T
之和与
中
②
A、T 之和一定相等，C 正确；
D、
和
两条单链由一个双链
①
②
DNA 分子复制而来，其中一条母链合成子链时
的
①
5'端指向解旋方向，那
么另一条母链合成子链时
延伸方向为
②
5'端至3'端，其模板链5'端指向解旋方向，D 错误；
故选D。
11．（2022·海南·高考真题）科学家曾提出DNA 复制方式的三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复
制（图1）。对此假说，科学家以大肠杆菌为实验材料，进行了如下实验（图2）：
下列有关叙述正确的是（ ）
A．第一代细菌DNA 离心后，试管中出现1 条中带，说明DNA 复制方式一定是半保留复制
B．第二代细菌DNA 离心后，试管中出现1 条中带和1 条轻带，说明DNA 复制方式一定是全保留复
制
C．结合第一代和第二代细菌DNA 的离心结果，说明DNA 复制方式一定是分散复制
D．若DNA 复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，细菌DNA 离心后试管中会出现1 条中带和1
条轻带
【答案】D
【分析】DNA 的复制是半保留复制，即以亲代DNA 分子的每条链为模板，合成相应的子链，子链与对应
的母链形成新的DNA 分子，这样一个DNA 分子经复制形成两个子代DNA 分子，且每个子代DNA 分子都
含有一条母链。将DNA 被15N 标记的大肠杆菌移到14N 培养基中培养，因合成DNA 的原料中含14N，所以
新合成的DNA 链均含14N。根据半保留复制的特点，第一代的DNA 分子应一条链含15N，一条链含14N。
【详解】ABC、第一代细菌DNA 离心后，试管中出现1 条中带，则可以排除全保留复制，但不能肯定是
半保留复制或分散复制，继续做子代ⅡDNA 密度鉴定，若子代
可以分出一条中密度带和一条轻密度带
Ⅱ
，
则可以排除分散复制，同时肯定是半保留复制，ABC 错误；
D、若DNA 复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，形成的子代DNA 只有两条链均为14N，或一条链
含有14N 一条链含有15N 两种类型，因此细菌DNA 离心后试管中只会出现1 条中带和1 条轻带，D 正确。
故选D。
12．（2023·北京·高考真题）变胖过程中，胰岛B 细胞会增加。增加的B 细胞可能源于自身分裂（途径
I），也可能来自胰岛中干细胞的增殖、分化（途径
）。科学家采用胸腺嘧啶类似物标记的方法，研究了
Ⅱ
L 基因缺失导致肥胖的模型小鼠IK 中新增B 细胞的来源。
(1)EdU 和BrdU 都是胸腺嘧啶类似物，能很快进入细胞并掺入正在复制的DNA 中，掺入DNA 的EdU 和
BrdU 均能与___________互补配对，并可以被分别检测。未掺入的EdU 和BrdU 短时间内即被降解。
(2)将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中，各孔同时加入EdU，随后每隔一定时间向一
组培养孔加入BrdU，再培养十几分钟后收集该组孔内全部细胞，检测双标记细胞占EdU 标记细胞的百分
比（如图）。图中反映DNA 复制所需时长的是从___________点到___________点。
(3)为研究变胖过程中B 细胞的增殖，需使用一批同时变胖的小鼠。为此，本实验使用诱导型基因敲除小鼠，
即饲喂诱导物后小鼠的L 基因才会被敲除，形成小鼠IK。科学家利用以下实验材料制备小鼠IK：
纯合小鼠
①
Lx：小鼠L 基因两侧已插入特异DNA 序列（x），但L 的功能正常；②Ce 酶基因：源自噬菌
体，其编码的酶进入细胞核后作用于x，导致两个x 间的DNA 片段丢失；③Er 基因：编码的Er 蛋白位于
细胞质，与Er 蛋白相连的物质的定位由Er 蛋白决定；
口服药
④
T：小分子化合物，可诱导Er 蛋白进入细
胞核。请完善制备小鼠IK 的技术路线：______________________→连接到表达载体转入小鼠
→
Lx→筛选
目标小鼠→____________→获得小鼠IK。
(4)各种细胞DNA 复制所需时间基本相同，但途径I 的细胞周期时长（t1）是途径
细胞周期时长（
Ⅱ
t2）的
三倍以上。据此，科学家先用EdU 饲喂小鼠IK，t2时间后换用BrdU 饲喂，再过t2时间后检测B 细胞被标
记的情况。研究表明，变胖过程中增加的B 细胞大多数来源于自身分裂，与之相应的检测结果应是
_________________________。
【答案】(1) A/腺嘌呤
(2) Q R
(3) 将Ce 酶基因和Er 基因连接 饲喂口服药T
(4) 大多数B 细胞没有被BrdU 标记
【分析】DNA 分子的复制时间：有丝分裂和减数分裂间期；条件：模板（DNA 的双链）、能量（ATP 水
解提供）、酶（解旋酶和DNA 聚合酶等）、原料（游离的脱氧核苷酸）；过程：边解旋边复制；结果：
一条DNA 复制出两条DNA；特点：半保留复制。
【详解】（1）分析题意可知，EdU 和BrdU 都是胸腺嘧啶（T）类似物，根据碱基互补配对的原则可知，
掺入DNA 的EdU 和BrdU 均能与A（腺嘌呤）互补配对，并可以被分别检测。
（2）DNA 分子复制时会发生模板链与子链的碱基互补配对，据题可知，将处于细胞周期不同阶段的细胞
混合培养于多孔培养板中，各孔同时加入EdU，则EdU 会与A 结合，导致子链出现放射性，随后每隔一定
时间向一组培养孔加入BrdU，则BrdU 也会与A 结合，使放射性增强，最终实现双标记，随复制完成达到
峰值，故结合题图可知，图中反映DNA 复制所需时长的是从Q 点到R 点。
（3）分析题意，要制备IK 小鼠，需要用诱导型基因敲除小鼠，而饲喂诱导物后小鼠的L 基因才会被敲除，
结合所给实验材料及药物可知，制备小鼠IK 的技术路线为：将Ce 酶基因和Er 基因连接（Ce 酶可作用于
x，导致两个x 间的DNA 片段丢失）连接到表达载体转入小鼠
→
→
Lx→筛选目标小鼠饲喂口服药
→
T（诱
导Er 蛋白进入细胞核）获得小鼠
→
IK。
（4）据题可知，变胖过程中增加的B 细胞可能源于自身分裂（途径I），也可能来自胰岛中干细胞的增殖、
分化（途径
），由于但途径
Ⅱ
I 的细胞周期时长（t1）是途径
细胞周期时长（
Ⅱ
t2）的三倍以上，若先用
EdU 饲喂小鼠IK，各种细胞DNA 复制所需时间基本相同，t2时间已经经过一个细胞周期，所有的细胞应
都含有EdU 标记，实验假设是变胖过程中增加的B 细胞大多数来源于自身分裂，即来源于途径I，该过程
已经复制的B 细胞直接分裂，不会再有DNA 复制过程，故t2时间后用BrdU 饲喂则不起作用，即大多数B
细胞没有被BrdU 标记。
