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第26 课时 DNA 的结构、复制和基因的本质
考点一 DNA 分子的结构与基因的本质
1．DNA 双螺旋结构模型的构建
(1)构建者：沃森和克里克。
(2)构建过程
2．DNA 的结构
3．DNA 的结构特点
多样性
若DNA 含有n 个碱基对，则其可能有4n种碱基排列顺序
特异性
每个DNA 分子都有特定的碱基排列顺序
稳定性
两条主链上磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变，碱基配对方式不变等
教材隐性知识 源于必修2 P51探究·实践：DNA 只有4 种脱氧核苷酸，能够储存足够量遗传
信息的原因是构成
DNA
的
4 种脱氧核苷酸的数目成千上万，脱氧核苷酸的排列顺序千差万
别。
归纳总结 DNA 双螺旋结构的热考点
4．DNA 中碱基数量的计算规律
5．基因的本质
基因通常是有遗传效应的
DNA
片段
。有些病毒的遗传物质是RNA，对于这些病毒而言，基
因就是有遗传效应的
RNA
片段
。
6．基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系
拓展延伸 真、原核细胞基因的结构
(1)沃森和克里克用DNA 衍射图谱得出碱基配对方式(2022·广东，5)( × )
提示 沃森和克里克以DNA 衍射图谱为基础推算出DNA 呈螺旋结构。
(2)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(2022·河北，8)( √ )
考向一 DNA 的结构分析
1．(2021·山东，4)我国考古学家利用现代人的DNA 序列设计并合成了一种类似磁铁的“引
子”，成功将极其微量的古人类DNA 从提取自土壤沉积物中的多种生物的DNA 中识别并
分离出来，用于研究人类起源及进化。下列叙述正确的是( )
A．“引子”的彻底水解产物有两种
B．设计“引子”的DNA 序列信息只能来自核DNA
C．设计“引子”前不需要知道古人类的DNA 序列
D．土壤沉积物中的古人类双链DNA 可直接与“引子”结合从而被识别
答案 C
解析 根据分析“引子”是一段DNA 序列，彻底水解产物有磷酸、脱氧核糖和四种含氮碱
基，共6 种产物，A 错误；由于线粒体中也含有DNA，因此设计“引子”的 DNA 序列信
息还可以来自线粒体DNA，B 错误；根据题干信息“利用现代人的 DNA 序列设计并合成
了引子”，说明设计“引子”前不需要知道古人类的 DNA 序列，C 正确；土壤沉积物中的
古人类双链 DNA 需要经过提取，且在体外经过加热解旋后，才能与“引子”结合，而不
能直接与引子结合，D 错误。
2．(2022·广东，12)λ 噬菌体的线性双链DNA 两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大
肠杆菌后其DNA 会自连环化(如图)，该线性分子两端能够相连的主要原因是( )
A．单链序列脱氧核苷酸数量相等
B．分子骨架同为脱氧核糖与磷酸
C．单链序列的碱基能够互补配对
D．自连环化后两条单链方向相同
答案 C
解析 单链序列脱氧核苷酸数量相等、分子骨架同为脱氧核糖与磷酸交替连接，不能决定线
性DNA 分子两端能够相连，A、B 不符合题意；据图可知，单链序列的碱基能够互补配对，
决定该线性DNA 分子两端能够相连，C 符合题意；DNA 的两条链是反向的，因此自连环化
后两条单链方向相反，D 不符合题意。
3．(2024·浙江6 月选考，9)下列关于双链DNA 分子结构的叙述，正确的是( )
A．磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA 的基本骨架
B．双链DNA 中T 占比越高，DNA 热变性温度越高
C．两条链之间的氢键形成由DNA 聚合酶催化
D．若一条链的G＋C 占47%，则另一条链的A＋T 也占47%
答案 A
解析 在DNA 分子中，磷酸与脱氧核糖通过磷酸二酯键交替连接，形成了DNA 双螺旋结
构的外侧骨架，A 正确；G－C 碱基对含有三个氢键，A－T 碱基对含有两个氢键，DNA 中
G－C 含量越高，稳定性越强，DNA 的热变性温度越高，故T 占比越高，DNA 热变性温度
越低，B 错误；DNA 分子中两条链之间的氢键是在DNA 复制或转录过程中自然形成的，不
需要酶的催化，C 错误；互补的碱基在DNA 单链上所占的比例相等，若一条链的G＋C 占
47%，则另一条链的G＋C 也占47%，A＋T 占1－47%＝53%，D 错误。
考点二 DNA 的复制
1．DNA 半保留复制的实验证据(假说—演绎法)
2．DNA 的复制
(1)概念、时间、场所
(2)过程(特点：边解旋边复制；半保留复制)
(3)结果：一个DNA 分子形成了两个完全相同的DNA 分子。
(4)DNA 准确复制
3．“图解法”分析DNA 复制的相关计算
(1)将DNA 被15N 标记的大肠杆菌放在含有14N 的培养液中繁殖n 代，则：
①子代DNA 共2 n 个
②脱氧核苷酸链共2 n ＋ 1 条
(2)DNA 分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数
①若亲代的DNA 分子中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 ·(2
n －
1)
。
②第n 次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为 m ·2
n － 1 。
DNA 复制的拓展
1．DNA 的复制需要引物：DNA 聚合酶不能从头合成DNA，而只能从已存在的DNA 链的
3′端延长，因此DNA 复制需要引物(在细胞中是一段与模板DNA 互补配对的短链RNA，
PCR 中的引物是DNA)。
2．半不连续复制
(1)据图可知，连续复制链(前导链)延伸方向与解旋方向相同，不连续复制链(后随链)延伸方
向与解旋方向相反。
(2)后随链合成过程中，先合成的小片段的引物被切除，切除引物留下的空隙由后合成的相
邻片段继续延长来补充。各个片段由DNA
连接
酶将其连成一条完整的DNA 子链。
(3)切除引物后，子链会比母链短一截(如图中连续复制链)，这就是端粒DNA 在每次细胞分
裂后缩短的原因，可由端粒酶延长。
3．双向复制：绝大多数DNA 采取双向复制，少数DNA 单向复制
4．真核生物染色体DNA 的复制特点
5．几种环状DNA 的复制：θ 复制、D 环复制、滚环复制。
(1) θ 复制：如大肠杆菌DNA 复制，特点是单起点双向复制。
(2)D 环复制：如线粒体或叶绿体DNA 复制，特点是两条链复制不同步(填“同步”或“不同
步”)。
(3)滚环复制：如某些噬菌体单链DNA、环状质粒的复制。
考向二 DNA 复制过程
4．(2025·广东，7)Solexa 测序是一种将PCR 与荧光检测相结合的高通量测序技术。为了确
保该PCR 过程中，DNA 聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后，DNA 链不继续
延伸，应保护底物中脱氧核糖结构上的( )
A．1′-碱基
B．2′-氢
C．3′-羟基
D．5′-磷酸基团
答案 C
解析 DNA 聚合酶催化游离脱氧核苷酸加到已有的DNA 片段3′端的羟基上，形成磷酸二
酯键，如果保护底物中脱氧核糖结构上的3′-羟基，使其无法参与反应，那么DNA 聚合酶
就不能继续催化下一个脱氧核苷酸的加入，DNA 链也就不再继续延伸，C 符合题意。
5．(2023·山东，5)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，下列叙述错误的是( )
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
答案 D
解析 据图分析可知，甲时新合成的单链①比②短，乙时①比②长，因此可以说明①和②延
伸时均存在暂停现象，A 正确；①和②两条链中碱基是互补的，甲时新合成的单链①比②短，
但②中多出的部分可能不含有A、T，因此①中A、T 之和与②中A、T 之和可能相等，B 正
确；丙时，①②等长且互补，A、T 之和相等，C 正确；①和②两条单链由一个双链DNA 分
子复制而来，其中一条母链合成子链①时，①的5′端指向解旋方向，则另一条母链合成子
链②时，②的延伸方向为5′端至3′端，其模板链5′端指向解旋方向，D 错误。
一、基础排查
1．判断下列关于DNA 分子结构的叙述
(1)威尔金斯和富兰克林根据DNA 衍射图谱的数据，推算出DNA 呈螺旋结构( × )
提示 沃森和克里克以威尔金斯和富兰克林提供的DNA 衍射图谱推算出DNA 分子呈螺旋
结构。
(2)查哥夫发现腺嘌呤的量等于胸腺嘧啶的量，鸟嘌呤的量等于胞嘧啶的量( √ )
(3)沃森和克里克最先提出了DNA 的双螺旋结构模型并最终确定双链DNA 分子中，磷酸和
五碳糖交替连接排列在外侧，构成DNA 的基本骨架( √ )
(4)DNA 分子中磷酸基团总数与四种碱基的总和相等( √ )
(5)DNA 分子一条链上的(A＋T)/(G＋C)越大，热稳定性越强( × )
提示 DNA 中G＋C 越多越稳定，因为G、C 之间有三个氢键，所以(A＋T)/(G＋C)越小，
热稳定性越强。
(6)DNA 一条链上相邻的碱基以氢键连接( × )
提示 DNA 一条链上相邻的碱基通过“—脱氧核糖—磷酸基团—脱氧核糖—”相连。
(7)DNA 分子是由两条核糖核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构的( × )
提示 DNA 分子是由两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构的。
(8)不同双链DNA 分子中(A＋G)与(T＋C)的比值相同( √ )
(9)某DNA 分子中胞嘧啶占25%，则每条单链上的胞嘧啶占25～50%( × )
提示 如果DNA 分子中胞嘧啶占25%，胞嘧啶分布在两条DNA 单链上，因此每条单链上
胞嘧啶占0～50%。
(10)在DNA 分子中，A＋T 占碱基总数的M%，那么每条链中的A＋T 占该链碱基总数的
M%( √ )
(11)若某环状DNA 片段含有2 000 个碱基，则该DNA 同时含有2 个游离的磷酸基团( × )
提示 环状DNA 没有游离的磷酸基团。
(12)DNA 分子中特有双螺旋结构代表了遗传信息( × )
提示 DNA 分子中碱基的排列顺序代表了遗传信息。
(13)DNA 分子具有多样性的主要原因是碱基配对方式的不同( × )
提示 DNA 分子具有多样性的原因是碱基的排列顺序千变万化。
2．判断下列关于DNA 复制的叙述
(1)细胞中DNA 复制开始时，DNA 双螺旋的解开需要解旋酶的参与，子链延伸时游离的脱
氧核苷酸添加到3′端( √ )
(2)DNA 复制时将两条链完全解旋后作为模板合成子链( × )
提示 DNA 复制为边解旋边复制。
(3)两条子链合成过程所需引物的数量不同但两条子链的延伸方向与复制叉的推进方向相同(
× )
提示 DNA 复制时，其中一条链的复制是连续的，只需要一个引物，另一条链的复制是不
连续的，形成多个子链DNA 片段，所以需要多个引物，因此两条子链合成过程所需引物的
数量不同，而复制叉的移动方向与其中一条子链延伸的方向相同。
(4)DNA 复制时可形成多个复制泡，有利于提高复制效率( √ )
(5)在细胞分裂前的分裂间期，可发生DNA 的复制，DNA 复制均在细胞核中( × )
提示 DNA 复制主要在细胞核内进行，对于真核生物来说，也可在线粒体和叶绿体中进行。
(6)脱氧核苷酸在DNA 酶的作用下连接合成新的子链( × )
提示 DNA 酶的作用是促进DNA 水解成脱氧核苷酸，促进单个脱氧核苷酸连接合成新的子
链的酶是DNA 聚合酶。
(7)DNA 的复制有精确的模板，通常严格遵守碱基互补配对原则( √ )
(8)DNA 的复制过程中可能会发生差错，这种差错一定能改变生物的性状( × )
提示 DNA 的复制过程中可能会发生差错，导致基因突变，但不一定改变生物的性状。
(9)含有m 个腺嘌呤的DNA 分子，第n 次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸数为m×(2n－1)个( ×
)
提示 第n 次复制是针对n－1 次来说的，其需要腺嘌呤脱氧核苷酸数为2n×m－2n－1×m＝
m×2n－1(个)。
二、要语必背
1．(必修2 P48)在对DNA 结构的探索中，于1953 年摘取桂冠的是美国生物学家沃森和英国
物理学家克里克，DNA 双螺旋结构的揭示是划时代的伟大发现。
2．(必修2 P48)DNA 是以4 种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4 种脱氧核苷酸分别含
有 A、T、G、C 4 种碱基。
3．(必修2 P50)DNA 双螺旋结构的主要特点如下。(1)DNA 是由两条单链组成的，这两条链
按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。(2)DNA 中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，
构成基本骨架；碱基排列在内侧。(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配
对具有一定的规律：A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对；G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。
碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。
4．(必修2 P55)DNA 的复制是以半保留的方式进行的。
5．(必修2 P55)DNA 的复制是指以亲代DNA 为模板合成子代DNA 的过程：在真核生物中，
这一过程是在细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的。
6．(必修2 P56)DNA 复制是一个边解旋边复制的过程，需要模板、原料、能量和酶等基本条
件；DNA 独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制
能够准确地进行。
7．(必修2 P59)遗传信息蕴藏在4 种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成
了DNA 的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA 分子的特异性；DNA 的多
样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
8．(必修2 P59)DNA 上分布着许多个基因，基因通常是有遗传效应的DNA 片段。
9．(必修2 P59)有些病毒的遗传物质是RNA，如人类免疫缺陷病毒(艾滋病病毒)、流感病毒
等；对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA 片段。
课时精练
[分值：100 分]
[1～4 题，每题5 分；5～14 题，每题6 分。共80 分]
一、选择题
1．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；沃森和克里克提出的DNA 半保留复制机制，是
在DNA 双螺旋结构模型之后提出的，④不符合题意。
2．(2025·湖北八市联考)某生物兴趣小组准备制作一个由100 个脱氧核苷酸构成的环状双链
DNA 结构模型，其中含胞嘧啶36 个。该模型中所用材料的数量错误的是( )
A．代表磷酸基团的硬纸片100 个
B．代表氢键的牙签136 个
C．代表脱氧核苷酸间连接键的订书钉98 个
D．代表腺嘌呤的塑料片14 个
答案 C
解析 已知该DNA 为环状结构，由100 个脱氧核苷酸构成，每个脱氧核苷酸由一分子磷酸、
一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，因此代表磷酸基团的硬纸片应有100 个，A 正确；
C＝G＝36，A＝T＝14，C 和G 之间有3 个键，A 和T 之间有2 个氢键，因此氢键总数为
36×3＋14×2＝136(个)，即代表氢键的牙签有136 个，B、D 正确；DNA 为环状结构，脱
氧核苷酸间连接键的数量为100 个，而不是98 个，C 错误。
3．(2024·河北，5)某病毒具有蛋白质外壳，其遗传物质的碱基含量如表所示，下列叙述正确
的是( )
碱基种类
A
C
G
T
U
含量/%
31.2
20.8
28.0
0
20.0
A.该病毒复制合成的互补链中G＋C 含量为51.2%
B．病毒的遗传物质可能会引起宿主DNA 变异
C．病毒增殖需要的蛋白质在自身核糖体合成
D．病毒基因的遗传符合分离定律
答案 B
解析 该病毒不含碱基T，且互补碱基含量不同，为单链RNA 病毒，复制合成的互补链中
G＋C 含量与该病毒自身C＋G 含量一致，为20.8%＋28.0%＝48.8%，A 错误；RNA 病毒的
遗传物质可以通过逆转录产生DNA，整合到宿主DNA 中，导致宿主DNA 变异，B 正确；
病毒没有细胞结构，没有核糖体，C 错误；分离定律的适用条件是进行有性生殖的真核生物
的细胞核基因的遗传，病毒基因的遗传不符合分离定律，D 错误。
4．(2025·河南百师联盟联考)DNA 折纸术借助DNA 分子的独特性质与碱基互补配对规则，
把一条长的DNA 单链(脚手架链)特定区域折叠，并用短链(订书钉链)固定，形成预期结构，
如图中的发夹结构。下列叙述错误的是( )
A．图中发夹结构的形成过程涉及磷酸二酯键的断裂与重新形成
B．在发夹结构的双链互补区域中，a 链和b 链的(G＋C)含量相等
C．改变订书钉链的碱基序列，可能得到不同形状的DNA 折纸结构
D．高温可能破坏该发夹结构，因为高温会使碱基对之间的氢键断裂
答案 A
解析 DNA 折纸术过程中，主要是通过碱基互补配对形成氢键来构建结构，并没有磷酸二
酯键的断裂与重新形成，A 错误；根据碱基互补配对原则，DNA 双链中G 与C 配对、C 与
G 配对，因此发夹结构的双链互补区域中，a 链和b 链的(G＋C)含量相等，B 正确；改变订
书钉链的碱基序列，则订书钉链与脚手架链的互补区域改变，则DNA 折纸结构的形状可能
改变，C 正确。
5．(2025·北京，5)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
解析 15N 是稳定同位素，不具有放射性，它与14N 的相对原子质量不同，可利用离心技术
区分含不同氮元素的DNA，进而区分DNA 的母链和子链，A 错误；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；若将DNA 变成单链后离心，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；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。
6．(2022·海南，11)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
解析 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
定是半保留复制还是分散复制，继续做子二代DNA 密度鉴定，若子二代可以分出一条中带
和一条轻带，则可以排除分散复制，同时肯定是半保留复制，A、B、C 错误；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 有两条链均为14N 或者一条链为
14N、一条链为15N 两种类型，因此细菌DNA 离心后试管中会出现1 条中带和1 条轻带，D
正确。
7．条锈菌病毒PsV5 是我国新发现的一种单链RNA 病毒，该病毒寄生在小麦条锈菌(专性寄
生真菌)中。对PsV5 的研究为更好地认识和防治小麦条锈病提供了新思路。下列叙述正确的
是( )
A．条锈菌病毒PsV5 和小麦条锈菌的遗传物质元素组成相同
B．条锈菌病毒PsV5 的基因通常是具有遗传效应的DNA 片段
C．感染PsV5 病毒的小麦条锈菌会将病毒RNA 遗传给子代
D．PsV5 病毒和小麦条锈菌都营寄生生活，都没有独立代谢能力
答案 A
解析 条锈菌病毒PsV5 是我国新发现的一种单链RNA 病毒，其遗传物质是RNA，小麦条
锈菌的遗传物质是DNA，但DNA 和RNA 的元素组成相同，A 正确，B 错误；病毒在寄主
亲子代个体之间可以传染，但感染PsV5 病毒的小麦条锈菌不会以遗传的方式将病毒RNA
传给子代，C 错误；PsV5 病毒和小麦条锈菌都营寄生生活，但小麦条锈菌具有独立代谢能
力，D 错误。
8．(2021·辽宁，4)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 子链延伸时由5′端→3′端合成，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。
9．用一定方法可确定大肠杆菌DNA 复制起点在基因图谱上的位置。在一个增长的群体中，
几乎所有的DNA 都在复制，离复制起点越近的基因出现频率越高，越远的基因出现频率越
低。图1 为大肠杆菌基因图谱，图2 为部分基因出现的频率。下列叙述正确的是( )
A．大肠杆菌DNA 的复制起点位于ilv 基因附近
B．大肠杆菌DNA 有多个复制起点
C．大肠杆菌DNA 复制的方向为顺时针
D．DNA 双链解旋后，DNA 聚合酶结合在复制起点上，子链开始延伸
答案 A
解析 ilv 基因出现频率最高，推测ilv 基因距离复制起点最近，A 正确；由图2 可知，只有
ilv 基因出现的频率最高，即只有一个复制起点在其附近，B 错误；由图2 可知，以最低点
为中轴线，两侧曲线对应的各基因出现的概率基本相等，可知大肠杆菌DNA 的复制方向是
双向的，C 错误；DNA 的复制是边解旋边复制的，并不是双链解旋后再开始子链的延伸，D
错误。
10．许多抗肿瘤药物通过干扰DNA 的合成及其功能抑制肿瘤细胞增殖，例如羟基脲能阻止
脱氧核苷酸的合成、放线菌素D 能抑制DNA 的模板功能、阿糖胞苷能抑制DNA 聚合酶的
活性。下列叙述错误的是( )
A．羟基脲处理后，肿瘤细胞中 DNA 复制和转录过程都出现原料匮乏
B．放线菌素 D 处理后，肿瘤细胞中DNA 复制和转录过程都受到抑制
C．阿糖胞苷处理后，肿瘤细胞DNA 复制过程中，子链无法正常延伸
D．将药物精准导入肿瘤细胞的技术可以减弱它们对正常细胞的副作用
答案 A
解析 由题意可知，羟基脲能够阻止脱氧核苷酸的合成，从而影响肿瘤细胞中DNA 复制过
程，而转录过程需要的原料是核糖核苷酸，不会受到影响，A 错误；由题意可知，放线菌素
D 能够抑制DNA 的模板功能，由于DNA 复制和转录都要以DNA 为模板，因此会抑制DNA
复制和转录，B 正确；阿糖胞苷通过抑制DNA 聚合酶活性来影响DNA 复制过程，DNA 聚
合酶活性受抑制后，会使肿瘤细胞DNA 复制过程中子链无法正常延伸，C 正确；将三种药
物精准导入肿瘤细胞可以抑制肿瘤细胞的增殖，同时可以减弱它们对正常细胞的不利影响，
D 正确。
11．部分双链DNA 的一条链上碱基序列为ATCTAGCGAT(命名为 M), 由于 DNA 复制过
程中出错，使得M 变为了 ATCTCGCGAT(命名为N)，其他部分及其互补链均未发生变化。
下列叙述错误的是( )
A．复制前该DNA 片段含有的氢键数为24，以N 为模板复制出的DNA 片段热稳定性增强
B．碱基改变之前，该DNA 片段复制3 次，共需要消耗腺嘌呤42 个
C．出错后的DNA 片段经过n 次复制，突变位点为C—G 的DNA 占1/2
D．以N 为模板复制出的DNA 片段中C 所占比例为30%，且该片段中嘧啶的比例增加
答案 D
解析 突变前该DNA 片段的双链碱基序列是ATCTAGCGAT//TAGATCGCTA，含有24 个氢
键，突变后以N 为模板复制出的DNA 片段的双链碱基序列为ATCTCGCGAT//
TAGAGCGCTA，氢键数量变为25，所以热稳定性增强，A 正确；该DNA 片段含有6 个
A，复制3 次一共形成8 个DNA，所以需要消耗42 个A，B 正确；出错后的DNA 片段一条
链是N(发生了变化)，另一条链并未发生变化，所以复制n 次，出错的DNA 和未出错的
DNA 各占一半，C 正确；以N 为模板复制出的DNA 片段，C 的比例为5÷20×100%＝
25%，且双链DNA 片段中嘌呤数量和嘧啶数量一定相等，D 错误。
12．(2025·巴中二模)某双链DNA 分子含有3 000 个碱基对，其中一条链上A＋T 的比例为
40%。将该DNA 分子放在含32P 的培养基中连续复制3 次，下列叙述错误的是( )
A．该DNA 分子中A＋T 的比例为40%，则G＋C 的比例为60%，其中G 的数量为1 800 个
B．复制3 次后，含有32P 的DNA 分子占全部DNA 分子的7/8，含有31P 的DNA 分子占全部
DNA 分子的1/8
C．复制过程中，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为原DNA 分子中A 数量的7 倍，即8
400 个
D．该DNA 分子的另一条链上A＋T 的比例也为40%，两条链中A＋T 的比例相等，是因为
碱基互补配对原则
答案 B
解析 由于碱基互补配对原则，双链DNA 互补链的A＋T 比例相等，因此整个DNA 分子中
A＋T 占40%，则G＋C 占60%。总碱基数为3 000×2＝6 000，G＋C 数目为6 000×60%＝3
600，G 数目为3 600÷2＝1 800，A、D 正确。DNA 复制为半保留复制，初始DNA 两条链含
31P，复制3 次后得到8 个DNA 分子，其中2 个DNA 中含31P 和32P(各含一条母链)，其余6
个DNA 全为32P。因此，含32P 的DNA 占8/8＝1(即100%)，含31P 的占2/8＝1/4，B 错误。
原DNA 中A＋T＝40%，总A 数目为(3 000×2×40%)÷2＝1 200，复制3 次需新合成7 个
DNA，所需A 为1 200×7＝8 400，C 正确。
13．(2025·四川眉山中学模拟)真核生物线粒体基质内的DNA 是双链闭合环状分子，外环为
H 链，内环为L 链。其复制的大体过程为：先以L 链为模板，合成一段RNA 引物，然后在
DNA 聚合酶的作用下合成新的H 链片段；当H 链合成2/3 时，新的L 链以类似于新的H 链
的合成方式开始合成，示意图如下。下列关于线粒体DNA 的叙述，错误的是( )
A．DNA 内外环的复制是不同步的，但子链都是从5′端向3′端延伸
B．线粒体DNA 分子不复制时双链平行，所以并非双螺旋结构
C．DNA 复制时可能还需要RNA 聚合酶和DNA 连接酶
D．该DNA 分子连续复制2 次共需要6 个RNA 引物
答案 B
解析 DNA 聚合酶从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸，故子链的延伸方向都是从5′端向
3′端，A 正确；线粒体DNA 分子不复制时双链反向平行，符合双螺旋结构，B 错误；由题
意可知，DNA 的复制需要先以L 链为模板，合成一段RNA 引物，RNA 的合成需要RNA 聚
合酶催化，图中多起点复制，复制好的链需要DNA 连接酶连接，所以DNA 复制可能需要
RNA 聚合酶和DNA 连接酶，C 正确；由题意和题图可知，该DNA 分子连续复制n 次，最
终形成2n个环状DNA 分子，共2n＋1条单链，由于DNA 复制是半保留复制，需新合成(2n＋1
－2)条单链，共需要(2n＋1－2)个引物，故连续复制2 次需要22＋1－2＝6(个)引物，D 正确。
14．(2025·安徽部分学校调研)科学家设计了脉冲标记—追踪实验研究DNA 复制的动态过程。
在脉冲标记实验中，利用T4 噬菌体侵染大肠杆菌，并分别进行不同时间的脉冲标记(dT 指
脱氧胸腺嘧啶)，分离提取DNA 后进行检测，结果表明新合成的DNA 片段大小均为1 000～
2 000 个核苷酸。在脉冲追踪实验中，研究了这些小片段在复制过程中的发展，发现带标记
的DNA 不再是短片段，而是更大的片段，实验如图。下列叙述正确的是( )
A．该实验目的是证明T4 噬菌体的DNA 半保留复制
B．超离心是为了将相对分子质量不同的DNA 与蛋白质分离
C．脉冲标记的目的是用放射性3H 标记在特定时段内合成的DNA
D．脉冲追踪后更大的片段是游离的脱氧核苷酸继续连接形成的
答案 C
解析 脉冲标记的目的是短时间内标记新合成的DNA 片段，在脉冲标记后继续进行追踪实
验，观察这些短片段在复制过程中的变化，故该实验目的是证明T4 噬菌体的DNA 是半不
连续复制的，不能证明DNA 是半保留复制，A 错误；超离心可分离相对分子质量不同的T4
噬菌体新合成的DNA 子链，B 错误；dT 指脱氧胸腺嘧啶，脉冲标记中使用了3H－dT，其
具有放射性，所以目的是用放射性3H 标记在特定时段内合成的DNA，C 正确；脉冲追踪后
更大的片段是小片段连接而成的，D 错误。
二、非选择题
15．(20 分)图甲为某链状DNA 分子片段的结构图；图乙为 DNA 复制过程模式图。引发体
是一类多酶复合物，位于复制叉的前端，主要成分为引物酶以及DNA 解旋酶等。单链结合
蛋白(SSB)可结合于解旋酶解开的单链区，待复制的各项条件具备后，SSB 脱离单链区，子
链开始合成。回答下列问题：
(1)图甲所示DNA 的基本骨架由____________________(填名称)交替排列构成。该 DNA 分
子具有________个游离的磷酸基团。
(2)图乙中参与DNA 复制过程的酶有______________________________________________等，
其中参与形成磷酸二酯键的酶有______________________________________。若图甲中
DNA 分子共含有X 个碱基，该DNA 分子以含有32P 标记的脱氧核苷酸为原料复制2 次，则
获得的所有DNA 分子的平均相对分子质量比原来增加__________。
(3)图乙中SSB 结合于解旋酶解开的单链区，可以防止核酸酶将解开的单链降解，也可以防
止_________________，从而保证解旋后的DNA 处于单链状态。DNA 复制时，后随链的合
成________________(填“不需要引物”“需要一种引物”或“需要多种引物”)。
(4)(6 分)某小组为验证图乙 DNA 复制的方式为半保留复制，进行了如下操作：将普通大肠
杆菌转移到含3H 的培养基上繁殖一代，再将子代大肠杆菌的DNA 处理成单链，然后进行
离心处理。他们的实验结果________(填“能”或“不能”)证明 DNA 的复制方式是半保留
复制而不是全保留复制，理由是____________________________________________________。
答案 (1)脱氧核糖和磷酸 2 (2)解旋酶、DNA 连接酶和DNA 聚合酶(DNA 聚合酶Ⅰ、
DNA 聚合酶Ⅲ) DNA 连接酶和DNA 聚合酶(DNA 聚合酶Ⅰ、DNA 聚合酶Ⅲ) 3X/4 (3)
解旋的单链 DNA 重新配对形成双链 需要多种引物 (4)不能 处理成单链后，无论是半
保留复制还是全保留复制，含有标记和不含有标记的单链均各占一半
解析 (2)分析图乙可知，在DNA 复制时参与的酶有解旋酶、DNA 连接酶和DNA 聚合酶等。
其中DNA 连接酶和DNA 聚合酶参与形成磷酸二酯键。若图甲中 DNA 分子共含有 X 个碱
基，那么就含有X 个磷酸基团，P 的相对原子质量是31，该DNA 分子在含有32P 标记的培
养液中复制2 次，形成的4 个DNA 中，相当于新增加了3 个DNA 含32P，因此获得的DNA
分子的平均相对分子质量比原来增加3X/4。(3)DNA 复制时，后随链的合成是分段进行的，
因此需要多种引物。(4)子代大肠杆菌的DNA 处理成单链后，含有标记和不含有标记的单链
均各占一半，因此他们的实验结果不能证明 DNA 的复制方式是半保留复制而不是全保留
复制。
