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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；
（2）概述DNA 分子通过半保留方式进
行复制；（3）概述基因的概念。
2021·广东卷（5）、2021·河北卷（16）、
2021·全国甲卷（30）、2020·全国卷Ⅲ
（1 ）
考点一 DNA 的结构及相关计算
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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
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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" \*
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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" \*
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INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\+2B.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
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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" \*
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（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
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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C1占24%，则链1 上G1占34%，其互补
链2 上C2占34%；设链1 上T1占30%，则链1 上A1占12%，其互补链2 上T2占
12%，故选C。
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\题后反思.TIF" \*
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三步解决DNA 分子中有关碱基比例的计算
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F674.TIF" \*
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考点二 DNA 的复制及基因的概念
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 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：
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\L435.TIF" \*
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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
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（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
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F676.TIF" \*
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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。
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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：
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（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" \*
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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。
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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
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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
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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（ ）
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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，
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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－Pα～Pβ～Pγ）等材料制备了DNA 片段甲（单链），对W 基因在染色体
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
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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
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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
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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
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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14NH4Cl 或15NH4Cl，a、b、c 表示离心
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" \*
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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15NH4Cl 培养液中培养多代后可得到a 管所示结果
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
14NH4Cl 或15NH4Cl”“DNA 离心后在离心管中的位置分布”可知，本实验所用技
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
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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
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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
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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）。
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