第六单元 第17讲 DNA的结构、复制与基因的本质（word教参）-【勤径学升】2025年高考生物一轮总复习（不定项版）

第17讲　DNA的结构、复制与基因的本质 1.概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA 分子上。 2.概述DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息。 3.概述DNA分子通过半保留方式进行复制。 [对应学生用书P168] 考点1 DNA的结构及相关计算 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 学科网（北京）股份有限公司 3.DNA分子的结构特点 基础诊断 （1）DNA分子一条链上的相邻碱基通过“磷酸—脱氧核糖—磷酸”相连 （　×　） 学科网（北京）股份有限公司 （2）DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基 （　×　） （3）双链DNA分子同时含有2个游离的磷酸基团，其中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数 （　√　） （4）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 （　×　） （5）某双链DNA分子中一条链上A∶T＝1∶2，则该DNA分子中A∶T＝2∶1 （　×　） （6）DNA分子中（A＋T）/（C＋G）的值越大，该分子结构稳定性越低 （　√　） （7）人体内控制β－珠蛋白合成的基因由1 700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41 700种 （　×　） 教材拓展 1.（必修2 P50“图3－8”拓展）DNA分子的结构具有稳定性的原因是什么？ 提示：外侧的脱氧核糖和磷酸交替排列的方式稳定不变，内侧碱基配对方式稳定不变。 2.（必修2 P50“图3－8”拓展）DNA初步水解的产物和彻底水解的产物分别是什么？ 提示：初步水解的产物是4种脱氧核苷酸，彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。 1.DNA的双螺旋结构中各组分之间的关系 （1） 学科网（北京）股份有限公司 （2） （3） （4） 2．DNA中的碱基数量的计算规律 (1) 学科网（北京）股份有限公司 (2) →→ 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）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 （　　） 学科网（北京）股份有限公司 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 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DNA半保留复制机制是在DNA双螺旋结构模型的构建之后，④不符合题意。 答案　B 2.（2023·日照模拟）如图为含有4种碱基的DNA分子结构示意图，对该图描述正确的是 （　　） A.③有可能是碱基A B.②和③相间排列，构成DNA分子的基本骨架 C.与②相比，①③中特有的元素分别是P和N D.与⑤有关的碱基对一定是G—C 学科网（北京）股份有限公司 解析　分析题图，可以确定①是磷酸、②是脱氧核糖、③是含氮碱基，它们组成了④脱氧核苷酸。DNA分子含有A、T、G、C四种碱基，且A与T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键，因此与⑤有关的碱基对一定是A—T，与③⑥有关的碱基对一定是G—C，但无法确定③⑤⑥具体是哪一种碱基，A、D错误；DNA分子的基本骨架是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成的，应为图中的①和②，B错误；②的组成元素为C、H、O，与②相比，①③中特有的元素分别为P和N，C正确。 答案　C 考向2　DNA结构的相关计算 3.（2023·河北唐山期末）（不定项）下列关于双链DNA的叙述，正确的是 （　　） 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 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。 答案　ABD 4.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% 学科网（北京）股份有限公司 解析　互补的碱基之和的比例在DNA的任何一条链中及整个DNA分子中都相等，由G与C之和占全部碱基总数的35.8%，T和C分别占一条链碱基总数的32.9%和17.1%，可知A占这条链碱基总数的1－35.8%－32.9%＝31.3%，G占这条链碱基总数的35.8%－17.1%＝18.7%，根据碱基互补配对原则，它的互补链中T、C的比例分别为31.3%、18.7%。 答案　B DNA分子中有关碱基比例的计算 考点2 DNA的复制及基因的概念 1．DNA半保留复制的实验证据 学科网（北京）股份有限公司 2.DNA复制的过程 （1）概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 （2）发生时期：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。 （3）过程 学科网（北京）股份有限公司 （4）场所：真核生物在细胞核、线粒体和叶绿体；原核生物在拟核和细胞质。 （5）结果：一个DNA分子形成了两个完全相同的DNA分子。 （6）特点 （7）意义：DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。 3.基因与DNA （1）遗传信息：遗传信息是指基因中的脱氧核苷酸的排列顺序。不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序不同，含有的遗传信息不同。 （2）DNA的特性 ①多样性：具有n个碱基对的DNA具有4n种碱基对排列顺序。 ②特异性：每种DNA分子都有其特定的碱基排列顺序。 ③稳定性：两条主链中磷酸与脱氧核糖交替连接的顺序不变，碱基配对方式不变等。 （3）基因通常是有遗传效应的DNA片段。 学科网（北京）股份有限公司 基础诊断 （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 （√） 教材拓展 1.（必修2 P55“图3—10”拓展）DNA复制过程若发生在细胞核内，形成的两个子DNA上对应片段中基因是否相同？两个子DNA将于何时分开？ 提示：复制产生的两个子DNA分子在无基因突变等特殊变异情况下应完全相同；两个子DNA分子于有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂时，随两条姐妹染色单体的分离而分开，分别进入两个子细胞中。 2.蛙的红细胞和哺乳动物成熟的红细胞，是否都能进行DNA的复制过程？ 提示：蛙的红细胞进行无丝分裂，可进行DNA分子的复制；哺乳动物成熟的红细胞已丧失细胞核，也无各种细胞器，不能进行DNA分子的复制。 1.DNA分子的复制类型 （1）如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图。 学科网（北京）股份有限公司 ①图中显示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图中显示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； ④一个细胞周期中每个起点一般只起始1次。 （2）原核生物DNA复制通常为单起点，双向复制。 2.DNA分子复制过程中相关计算的规律 若将双链被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养，复制n（n≥1）次，其结果如下： （1）DNA分子数分析： 子代DNA分子数 2n 含15N的DNA分子数 2 含14N的DNA分子数 2n 只含14N的DNA分子数 2n－2 （2）脱氧核苷酸链数分析： 子代DNA中脱氧核苷酸链数 2n＋1 含15N的脱氧核苷酸链数 2 学科网（北京）股份有限公司 含14N的脱氧核苷酸链数 2n＋1－2 （3）消耗的脱氧核苷酸数： ①若一亲代DNA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）－m×（2n－1－1）]＝m×2n－1个。 考向1　DNA半保留复制的实验证据分析 1.（2023·福建厦门双十中学高三模拟）14N和15N是N元素的两种稳定同位素，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。为探究DNA复制的方式，科学家先用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，繁殖若干代得到的大肠杆菌，其DNA几乎都被15N标记；再将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中培养。收集不同时期的大肠杆菌，提取DNA并进行离心处理，离心后试管中DNA的位置如图所示。下列推测不合理的是 （　　） A.子代DNA的两条链可能都含有15N B.1号带中的DNA的氮元素都是14N C.实验结果证明DNA复制方式为半保留复制 D.3号带的DNA为亲代大肠杆菌的DNA 学科网（北京）股份有限公司 解析　由于DNA分子的复制方式为半保留复制，培养液中含有14NH4Cl，所以子代DNA的两条链不可能都含有15N，A错误；1号带中的DNA的氮元素都是14N，相对质量最轻，离心后分布在试管上端，B正确；3号带分布在试管的下端，说明DNA分子的两条链都是15N，为亲代大肠杆菌的DNA，D正确。 答案　A 2.如图表示利用大肠杆菌探究DNA复制方式的实验，下列叙述正确的是 （　　） A.可用噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验 B.可用（NH4SO4、（NH4SO4分别代替15NH4Cl、14NH4Cl进行上述实验 C.试管③中b带的DNA的两条链均含有14N D.仅比较试管②和③的结果不能证明DNA复制为半保留复制 解析　噬菌体是病毒，不能用普通培养基培养，因此不能用噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验，A错误；S不是DNA的特征元素，因此不能用含有标记S的化合物代替15NH4Cl、14NH4Cl进行上述实验，B错误；试管③中a带的DNA的两条链均含有14N，而b带的DNA的一条链含有14N、一条链含有15N，C错误；需综合比较试管①②③的结果才能证明DNA复制为半保留复制，D正确。 答案　D 考向2　DNA复制的过程和特点 3．(不定项)关于DNA分子复制机制，科学家用荧光染料给Rep(DNA解旋酶中作为引擎的那部分结构，驱动复制叉的移动)加上了绿色荧光蛋白从而获知被标记的分子相对于DNA分子的运动轨迹，结果如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) 学科网（北京）股份有限公司 A．DNA分子的一条单链中，具有一个游离的磷酸基团的一端被称为3′­端 B．Rep可以破坏DNA双链之间的氢键 C．DNA结合蛋白可能具有防止DNA单链重新形成双链的作用 D．根据材料推断Rep驱动复制叉移动需要水解ATP提供能量 解析　DNA分子的一条单链中，具有一个游离的磷酸基团的一端被称为5′­端，A错误；由题干可知，Rep是DNA解旋酶中作为引擎的那部分结构，能驱动复制叉的移动，使得双链打开，故Rep可以破坏DNA双链之间的氢键，B正确；DNA结合蛋白缠绕在DNA单链上，可防止DNA单链重新形成双链，C正确；DNA复制需要ATP提供能量，Rep驱动复制叉移动也需要水解ATP提供能量，D正确。 答案　BCD 4.（2023·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 （　　） 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 学科网（北京）股份有限公司 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。 答案　A 考向3　DNA复制过程中的有关计算 5．用15N标记含有100个碱基对的DNA分子(其中有腺嘌呤60个)，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。下列有关判断错误的是(　　) A．含有15N的DNA分子有两个 B．含有14N的DNA分子占总数的7/8 C．第4次复制消耗胞嘧啶脱氧核苷酸320个 D．复制共产生16个DNA分子 解析　由于DNA分子的复制是半保留复制，亲代DNA分子的两条链始终存在于子代的两个DNA分子中，因此含有15N的DNA分子有两个，A正确；该DNA分子是在含14N的培养基中复制的，新形成的子链均含有14N，故DNA分子都含14N，比例为100%，B错误；根据碱基互补配对原则，该DNA分子中腺嘌呤有60个，则胞嘧啶有40个，第4次复制需消耗胞嘧啶脱氧核苷酸24－1×40＝320(个)，C正确；1个DNA分子经过4次复制，共产生24＝16(个)DNA分子，D正确。 答案　B 6.（2021·山东卷）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 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 学科网（北京）股份有限公司 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 解析　N是由细胞M形成的，在形成过程中没有DNA的丢失，由于T－DNA插入到水稻细胞M的某条染色体上，所以细胞M含有T－DNA，因此N的每一个细胞中都含有 T－DNA，A正确；N植株的一条染色体中含有T－DNA，可以记为＋，因此N植株的基因型记为＋－，如果自交，则子代中相关的基因型为＋＋∶＋－∶－－＝1∶2∶1，有3/4的植株含T－DNA，B正确；M中只有1个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U，所以复制n次后，产生的子细胞有2n个，但脱氨基位点为 A－U的细胞只有1个，所以这种细胞的比例为1/2n，C正确；如果M经3次有丝分裂后，形成的子细胞有8个，由于细胞M DNA分子单链上的一个 C 脱去氨基变为U，所以是G和U配对，所以复制3次后，有4个细胞脱氨基位点为C－G，3个细胞脱氨基位点为A－T，1个细胞脱氨基位点为U－A，因此含T－DNA且脱氨基位点为 A－T的细胞占3/8，D错误。 答案　D 考向4　基因的概念及基因与DNA的关系 7．(2023·泉州模拟)基因通常是有遗传效应的DNA片段，眼色基因(红眼基因R、白眼基因r)位于果蝇的X染色体上，下列叙述正确的是(　　) A．雌雄果蝇细胞内的基因都是随染色体的复制而复制的 B．同一DNA分子上不可能同时含有两个控制眼色的基因 C．果蝇正常的卵原细胞有丝分裂时红眼基因最多有4个 D．摩尔根等人通过荧光标记技术确定了基因在染色体上的具体位置 解析　果蝇属于真核生物，其基因主要位于染色体上，但细胞质中也有分布，细胞质中的基因不位于染色体上，故果蝇细胞内的基因不都是随染色体的复制而复制的，A错误；一个DNA分子上有多个基因，同一DNA分子上可能同时含有两个控制眼色的基因，如朱红眼和深红眼，B错误；雌果蝇的基因型可能为XRXR，则该个体在有丝分裂前的间期复制后可能含有四个XR基因，即红眼基因最多有4个，C正确；通过荧光标记技术确定基因在染色体上的具体位置是利用了现代分子生物技术，而不是摩尔根等人，D错误。 答案　C 学科网（北京）股份有限公司 8.在人类的基因组中，编码蛋白质的基因序列只占人类基因组全长的2%，其余98%的序列都是非编码序列。研究表明，这些非编码序列也具有重要功能，如内含子序列，基因与基因之间的间隔区序列，都能转录为非编码RNA。它们虽然不能被翻译为蛋白质，但是发挥着重要的生理和生化功能。有科学家建议将这些转录生成此类非编码RNA的DNA片段称为RNA基因。下列有关说法正确的是 （　　） A.RNA基因的基本单位是核糖核苷酸 B.tRNA是由DNA的非编码序列转录形成的 C.生物遗传信息的多样性仅由基因的编码区决定 D.人体细胞内的DNA是主要的遗传物质 解析　RNA基因的本质为DNA片段，基本单位是脱氧核糖核苷酸，A错误；tRNA是由DNA转录而来，但是不编码蛋白质，属于题干中由非编码序列转录形成的，B正确；生物遗传信息的多样性由DNA上的脱氧核苷酸的排列顺序决定，包括编码区和非编码区，C错误；人体细胞内的核酸包括DNA和RNA，其中DNA是遗传物质，D错误。 答案　B [对应学生用书P173] DNA复制与细胞分裂中染色体的标记问题 1．有丝分裂中染色体的标记情况分析 (1)过程图解(选取一对同源染色体)： 学科网（北京）股份有限公司 (2)标记情况分析 ①前提：有丝分裂过程中姐妹染色单体分离，形成的染色体随机移向细胞的两极，因此存在多种组合方式。假设有一个细胞，含有2n条染色体 学科网（北京）股份有限公司 ，DNA母链都被同位素标记，之后形成的子链不含有同位素标记。 ②一次分裂：第一次有丝分裂后，每一个细胞的每一条染色体都含有标记。 ③两次分裂：进行两次有丝分裂后，形成的所有染色体中会有一半被标记，但因染色体的分配存在多种可能，故结果如下： 被标记细胞数 2或3或4 细胞中被标记染色体数 0～2n(可以是之间的任一整数，包括0和2n) 2.减数分裂中染色体的标记情况分析 （1）过程图解（选取一对同源染色体）： ①字母含义：A与a是一对同源染色体，A1与A2是A复制之后形成的姐妹染色单体，中间通过着丝粒相连；a1和a2同理。 ②图形含义：一个圆角矩形代表一个细胞，里面的矩形代表染色体或染色单体，染色体或染色单体中的实线代表母链（原有链），虚线代表子链（新合成链）。 （2）标记情况分析： 学科网（北京）股份有限公司 假设有一个细胞，DNA母链都被同位素标记，之后形成的子链不含有同位素标记，因为减数分裂中DNA只复制一次，所以产生的子细胞中每条染色体都有同位素标记。 1.（2021·浙江6月选考）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 题干 信息 信息1 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 信息2 现将植物根尖放在含有BrdU的培养液中培养 素养 指引 生命 观念 DNA的半保留复制方式，细胞分裂过程中染色体的变化规律 科学 思维 根据DNA的半保留复制特点，第一次有丝分裂结束后，细胞中的DNA全部为一条链含有BrdU，一条链不含BrdU；第二次有丝分裂结束，子代所有DNA中有一半DNA的两条链均含BrdU，有一半DNA只有一条链含有BrdU；第三次有丝分裂中期，有1/2的染色体两条染色单体中的DNA双链均含BrdU，有1/2的染色体一条染色单体中的DNA一条链含BrdU，另一条染色单体中DNA双链均含BrdU。 学科网（北京）股份有限公司 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。 答案　C 1．(2023·河北省级联测)一个含有2n条染色体的生物体细胞，其染色体中DNA的两条链都被标记，在不含标记的原料中进行有丝分裂，下列叙述不正确的是(　　) A．第一次分裂的后期细胞中有4n条带标记的染色体 B．第二次分裂的中期每个细胞中有2n条带标记的染色单体 C．第二次分裂的后期每个细胞中有4n条带标记的染色体 D．第二次分裂结束后有的子细胞中可能不带有标记 解析　含有2n条染色体的生物体细胞，其染色体中DNA的两条链都被标记，在不含标记的原料中进行有丝分裂，根据DNA的半保留复制原理可知，第一次分裂后期的细胞中有4n条染色体，且均带标记，A正确；第一次分裂结束后，每条染色体的DNA分子中均为一条链带标记而另一条链不带标记，DNA复制后两条姐妹染色单体由一个着丝粒相连，因此第二次分裂中期每个细胞中有2n条带标记的染色单体，B正确；第二次分裂后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分离形成子染色体随机移向细胞两极，每个细胞中至多有2n条带标记的染色体，C错误；由于有丝分裂后期含有标记的姐妹染色单体分离形成的子染色体随机移向两极，故第二次分裂结束后有的子细胞中可能不带有标记，D正确。 答案　C 学科网（北京）股份有限公司 2.将全部DNA分子双链经32P标记的雄性动物细胞（染色体数2n＝20）置于不含32P的培养液中培养，经过连续减数分裂后产生4个子细胞。下列有关推断正确的是 （　　） A.减数分裂Ⅰ后期，1个细胞中被32P标记的染色体为40条 B.减数分裂Ⅱ后期，1个细胞中被32P标记的染色体为40条 C.4个子细胞中含32P染色体的子细胞比例为1/2 D.4个子细胞中含32P染色体的子细胞比例一定为1 解析　减数分裂Ⅰ后期只有20条染色体，1个细胞中被32P标记的染色体为20条，A错误；减数分裂Ⅱ后期，同源染色体已分离，着丝粒分裂，所以1个细胞中被32P标记的染色体为20条，B错误；减数分裂，DNA只复制一次，细胞经过连续两次分裂后产生4个子细胞，含32P染色体的子细胞比例一定为1，C错误、D正确。 答案　D 3.（2023·绍兴模拟）现将含有两对同源染色体且核DNA都已用32P标记的一个细胞， 放在不含32P的培养基中培养，若该细胞连续进行4次有丝分裂，则含32P的子细胞数量最少和最多分别是（不考虑交叉互换） （　　） A.2，16 B.2，8 C.4，8 D.4，16 解析　复制前两对同源染色体含DNA分子4个，脱氧核苷酸链为8条，所以含有32P标记的脱氧核苷酸链为8条，最多进入8个子细胞中，最少可进入到2个子细胞中，B正确。 答案　B 4.用3H标记蚕豆根尖分生区细胞的DNA分子双链，再将这些细胞转入含秋水仙素但不含3H的普通培养基中培养。若秋水仙素对细胞连续发挥作用，则下列相关叙述不正确的是 （　　） A.通过检测DNA链上3H标记出现的情况，不可推测DNA的复制方式 学科网（北京）股份有限公司 B.细胞中DNA第二次复制完成后，每个细胞都带有3H标记 C.秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝粒的正常分裂 D.通过对细胞中不含染色单体的染色体计数，即可推测DNA复制的次数 解析　通过检测DNA链上3H标记出现的情况，可推测DNA的复制方式是半保留复制，A错误；细胞中DNA第二次复制完成后，每条染色体中都有一条染色单体中的DNA带有3H标记，所以每个细胞都带有3H标记，B正确；秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝粒的正常分裂，所以能使细胞内染色体数加倍，C正确；1个DNA分子复制n次，形成的DNA分子数是2n，不含染色单体时一条染色体上含有一个DNA分子，因此可以通过对细胞中不含染色单体的染色体计数，可推测DNA复制的次数，D正确。 答案　A [对应学生用书P174] 1.经典重组　判断正误 （1）（2020·全国Ⅲ卷，1C）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 （　　） （2）（2017·海南卷，23C）细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和 （　　） （3）（2014·全国Ⅱ卷，5C）双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的 （　　） （4）（2013·全国Ⅱ卷，1A）DNA有氢键，RNA没有氢键 （　　） 提示：（1）√　（2）×　（3）×　（4）× 2．(2023·山东卷)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(　　) 学科网（北京）股份有限公司 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 解析　由于延伸进行时2条链延伸速率相等，对比甲和乙可知，②链延伸存在暂停现象，再对比乙和丙可知，①链延伸也存在暂停现象，A正确；①和②两条链中碱基是互补的，图甲时新合成的单链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；①和②两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①与②等长，图丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等，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时①的5′端指向解旋方向，那么另一条母链合成子链时②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。 答案　D 3．(2022·海南高考)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)： 学科网（北京）股份有限公司 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 解析　第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，说明DNA复制方式一定不是全保留复制，可能为半保留复制或分散复制，A错误；若DNA复制方式为全保留复制，则第二代细菌DNA离心后，4个子代DNA分子中，1个为15N15N，3个为14N14N，会在试管中出现1条重带和1条轻带，与题图信息不符，B错误；结合第一代和第二代的离心结果，说明DNA复制方式是半保留复制，C错误；若DNA复制方式为半保留复制，继续培养至第三代，得到的8个子代DNA分子中，2个为15N14N，6个为14N14N，细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带，D正确。 答案　D 4．(2021·辽宁卷)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 学科网（北京）股份有限公司 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 解析　细胞内DNA复制时，子链延伸方向为5′→3′，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。 答案　A 5．(2021·全国甲卷)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，实验流程如图。 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________。 学科网（北京）股份有限公司 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。 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) 学科网（北京）股份有限公司 $$