第20讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质（专项训练）（北京专用）2026年高考生物一轮复习讲练测

第20讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质 目录 01 课标达标练 【题型一】DNA的结构和复制 【题型二】基因是有遗传效应的DNA片段 02 能力突破练（新情境+新考法+新角度） 03 高考溯源练（含2025高考真题） 题型一 DNA的结构和复制 1．科学家在构建了DNA分子结构后，提出了DNA分子通过半保留方式复制的假说，但也有人认为DNA复制方式可能为全保留复制，其机理如图1所示。为探究DNA复制方式，科学家欲利用大肠杆菌进行如图2所示的探究实验。下列有关分析正确的是（    ） A．若DNA复制方式为全保留复制，则试管③离心后会出现重带和轻带，两条带含有的DNA一样多 B．若DNA复制方式为半保留复制，则试管②和试管③离心后均会出现两条带 C．若DNA复制方式为半保留复制，则大肠杆菌在14NH4Cl培养液分裂n次后，中带的DNA占总数的（2n-2）/2n D．分裂一次后的试管②中的细胞，DNA离心全处于中带，能排除DNA复制方式为全保留复制的可能性 【答案】D 【分析】DNA分子的复制： （1）时间：有丝分裂和减数分裂间期； （2）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）； （3）过程：边解旋边复制； （4）结果：一条DNA复制出两条DNA； （5）方式：半保留复制。 【详解】A、若DNA复制方式为全保留复制，DNA复制两次后，重带占比为1/4，轻带占比为3/4，A错误； B、若DNA复制方式为半保留复制，则试管②离心后出现一条带，试管③离心后会出现两条带，B错误； C、若DNA复制方式为半保留复制，则大肠杆菌在14NH4Cl培养液分裂n次后，总DNA数为2n，中带DNA分子数2个，故中带的DNA占总数的2/2n=1/2n-1，C错误； D、若为全保留复制，分裂一次后，会出现两种带，一条重带，一条轻带；若分裂一次后的试管②中的细胞，DNA离心全处于中带，能排除DNA复制方式为全保留复制的可能性，D正确。 故选D。 2．大肠杆菌拟核主要由环状双链DNA分子等组成，其DNA复制过程是单起点双向复制，如下图。下列有关大肠杆菌DNA复制的叙述正确的是（    ） A．单起点双向复制使其DNA复制不具有边解旋边复制的特点 B．复制起点处富含A—T碱基对，易于解旋酶识别并解开双链 C．碱基互补配对原则是保证DNA能准确复制的唯一条件 D．双向复制时子链的合成方向相反，一条为5'→3'，另一条为3'→5' 【答案】B 【分析】DNA的复制条件：1、模板：亲代DNA的两条母链；2、原料：四种脱氧核苷酸为；3、能量：（ATP）；4、一系列的酶。缺少其中任何一种条件DNA复制都无法进行。 DNA的复制过程：1、解旋：首先DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程称为解旋；2、合成子链：然后以解开的每段链（母链）为模板，以周围环境中的脱氧核苷酸为原料，在有关酶的作用下，按照碱基互补配对原则合成与母链互补的子链。3、形成子代DNA分子：延伸子链，母链和相应子链盘绕成双螺旋结构。 【详解】A、单起点双向复制过程中DNA复制也是边解旋边复制，A错误； B、AT碱基对具有2个氢键，CG 碱基对有3个氢键， “富含 AT”序列更易于DNA 双链的分离，B正确； C、虽然碱基互补配对原则在DNA复制中起着至关重要的作用，但它并不是唯一条件，还有影响DNA准确复制的其他重要因素，C错误； D、子链合成的方向都是5'→3'，D错误。 故选B。 3．（2025·北京·模拟预测）某科学家分析了多种生物DNA的碱基组成，一部分实验数据如表所示。相关叙述错误的是（    ） 来源 A/G T/C A/T G/C 嘌呤/嘧啶 人 1.56 1.75 1.00 1.00 1.0 鲱鱼 1.43 1.43 1.02 1.02 1.02 小麦 1.22 1.18 1.00 0.97 0.99 结核分枝杆菌 0.4 0.4 1.09 1.08 1.1 A．该结果支持生物由共同祖先进化而来 B．该结果不能支持DNA能进行半保留复制 C．该结果支持DNA排列顺序具有多样性 D．该结果不能支持DNA具有双链双螺旋结构 【答案】D 【分析】DNA两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律，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，叫做碱基互补配对原则。 【详解】A、表中四种生物DNA中A/T、G/C比例都接近1，说明地球上所有生物都是由原始的共同祖先进化而来，A正确； B、表中的碱基组成和碱基之间的比值不能支持DNA能进行半保留复制，B正确； C、不同生物的A、T之和与G、C之和的比值不一致，说明不 同生物的DNA碱基比例组成不同，表明了DNA的多样性，C正确； D、表中四种生物DNA中A/T、G/C比例都接近1，支持DNA为双链结构，D错误。 故选D。 4．（2025·北京丰台·二模）如图为果蝇DNA的电镜照片，图中箭头所指结构叫复制泡，是DNA上正在复制的部分。关于复制泡的推测不合理的是（　　） A．证明DNA复制过程是边解旋边复制 B．证明DNA复制方式为半保留复制 C．复制泡越大说明复制起始时间越早 D．多个复制泡能提高DNA复制效率 【答案】B 【分析】图为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分，果蝇DNA形成多个复制泡，而且复制泡大小不同，可能的原因是DNA分子的复制为多起点复制。 【详解】A、由图可知，图中DNA部分解旋的同时正在进行复制，说明DNA复制是边解旋边复制，A正确； B、图示不能判断DNA的复制方式，可以通过同位素标记法来证明DNA的复制方式，B错误； C、复制泡越大，说明复制开始的时间越早，复制进行的时间越长，C正确； D、多个复制泡同时进行复制，可以提高复制的效率，能够在短时间内完成DNA的复制，D正确。 故选B。 5．（2025·北京朝阳·二模）科研人员为研究DNA复制方式；将DNA被15N标记的大肠杆菌作为第0代．转移到含14NH4Cl的培养液中，在不同时刻收集细菌，提取DNA，离心观察DNA在试管中的位置（如图）。图中甲最可能来自（　　） A．第0.5代 B．第1.0代 C．第2.0代 D．第2.5代 【答案】B 【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】将DNA被15N（重）标记的大肠杆菌作为第0代．转移到含14NH4Cl（轻）的培养液中，在不同时刻收集细菌，提取DNA，根据半保留复制规律，最初全部是¹⁵N“重”链的细菌，转入“轻”氮环境后，经历一次完整复制（即第1.0代）时，所有新合成的DNA双链均是一条旧（重）链和一条新（轻）链，因而只出现一条介于“重”与“轻”之间的“中间型”DNA带（图中甲即为该中间型带），若是第0.5代则会同时存在“重”带和“中间型”带，而第2.0代及以后则会出现“中间型”带和“轻”带两条带。故图中甲最可能来自第1.0代。 故选B。 6．（2018·北京·二模）某果蝇精原细胞中8条染色体上的DNA已全部被15N标记，其中一对同源染色体上有基因A和a，现给此精原细胞提供含14N的原料让其连续进行两次分裂，产生四个子细胞，分裂过程中无基因突变和染色体畸变发生。下列叙述中正确的是（    ） A．若四个子细胞中均含8条染色体，则每个子细胞中均含2个A基因 B．若四个子细胞中均含4条染色体，则一定有一半子细胞含有a基因 C．若四个子细胞中的核DNA均含15N，则每个子细胞均含8条染色体 D．若四个子细胞中有一半核DNA含15N，则每个子细胞均含4条染色体 【答案】B 【分析】1、细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止所经历的全过程。只有能连续进行有丝分裂的细胞才具有细胞周期。 2、减数第一次分裂时，因为同源染色体分离，非同源染色体自由组合，所以一个初级精母细胞能产生2种基因型不同的次级精母细胞；减数第二次分裂类似于有丝分裂，因此每个次级精母细胞产生2个基因型相同的精细胞。由此可见，一个精原细胞减数分裂形成4个精子，但只有两种基因型。 3、DNA复制为半保留复制。 【详解】A、若四个子细胞中均含8条染色体（染色体数目与体细胞相同），则细胞进行的是有丝分裂，子细胞的基因型与体细胞相同，则每个子细胞中均只含有1个A基因和1个a基因，A错误； B、若四个子细胞中均含4条染色体（染色体数目是体细胞的一半），则细胞进行的减数分裂，等位基因会发生分离，形成4个精细胞两两相同，故有一半子细胞含有a基因，B正确； C、若四个子细胞中的核DNA均含15N，则DNA只复制一次，细胞进行的是减数分裂，四个子细胞为精细胞，染色体数目是体细胞的一半，因此四个子细胞中均含4条染色体，C错误； D、若四个子细胞中有一半核DNA含15N，说明DNA不止复制一次，则细胞进行的是有丝分裂，所以每个子细胞均含8条染色体，D错误。 故选B。 7．（24-25高三上·北京·期中）正常情况下， DNA分子在细胞内复制时， 双螺旋解开后会产生一段单链区， DNA结合蛋白（SSB）能很快地与单链结合，防止解旋的单链重新配对， 使DNA呈伸展状态，且SSB在复制过程中可以重复利用。下列与SSB功能相关的推测合理的是（    ） A．SSB与单链的结合将不利于DNA 复制 B．SSB与DNA单链既可结合也可以分开 C．SSB是一种解开DNA双螺旋的解旋酶 D．SSB与单链结合遵循碱基互补配对原则 【答案】B 【分析】DNA分子复制的过程： ①解旋：在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。 ②合成子链：以解开的每一条母链为模板，以游离的四种脱氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的子链。 ③形成子代DNA：每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构。从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。 【详解】A、分析题意， DNA 结合蛋白（SSB）能很快地与单链结合，防止解旋的单链重新配对， 使DNA呈伸展状态，由此可知，SSB与单链的结合将利于DNA复制，A错误； B、分析题意， DNA 结合蛋白（SSB）能很快地与单链结合，防止解旋的单链重新配对， 使DNA呈伸展状态，且SSB 在复制过程中可以重复利用，由此可知，SSB 与DNA 单链既可结合也可以分开，B正确； C、根据题干中“双螺旋解开后会产生一段单链区，DNA结合蛋白(SSB)能很快地与单链结合”，说明SSB不是一种解开DNA双螺旋的解旋酶，C错误； D、根据题干信息可知，SSB是一种DNA结合蛋白，故与单链的结合不遵循碱基互补配对原则，D错误。 故选B。 8．下图为DNA分子部分片段示意图，下列有关叙述正确的是（　　） A．甲链中脱氧核糖均与两个磷酸基团相连 B．乙链的碱基序列依次为5'-TGCA-3' C．甲链中碱基C和碱基G通过氢键相连 D．若该分子中GC含量高，则稳定性较强 【答案】D 【分析】DNA分子的结构：DNA由C、H、O、N、P五种元素组成，DNA是双螺旋结构，两条反向平行脱氧核苷酸链，外侧磷酸和脱氧核糖交替连结，内侧碱基对(氢键)碱基互补配对原则。其中两条链之间的脱氧核苷酸数目相等，两条链之间的碱基、脱氧核糖和磷酸数目也对应相等。DNA分子彻底水解时得到的产物是脱氧核苷酸的基本组分，即脱氧核糖、磷酸和含氮碱基。 【详解】A、DNA分子的每一条链的5'端的脱氧核糖只与1个磷酸基团相连接，A错误； B、甲链的碱基序列为5'-ACGT-3'，则乙链的碱基序列为3'-TGCA-5'，B错误； C、甲链中碱基C和碱基G通过通过脱氧核糖－磷酸－脱氧核糖相连，不是氢键，C错误； D、由于C-G之间有3个氢键，A-T之间有2个氢键，因此若该分子中GC含量高，则热稳定性较好，D正确。 故选D。 9．将蚕豆根尖置于含放射性³H标记胸腺嘧啶的培养液中，培养一个细胞周期的时间。取出根尖，移至不含放射性物质的培养液中，继续培养两个细胞周期的时间。在第一个、第二个和第三个细胞周期取样，检测中期细胞染色体上的放射性分布。下列判断正确的是（    ） A．第一个细胞周期中的染色体均如甲所示 B．第二个细胞周期中的染色体有乙、丙两种情况 C．第三个细胞周期中每个细胞内均有 1/4 的染色体如丙所示 D．乙、丙在第二和第三个细胞周期中均出现，但所占比例不同 【答案】A 【分析】分析题图：A染色体的两条姐妹染色单体均含有放射性；B染色体的两条姐妹染色单体中只有一条含有放射性；C染色体的两条姐妹染色单体均不含放射性。 【详解】A、DNA分子的复制方式为半保留复制，将蚕豆根尖置于含放射性3H标记胸腺嘧啶的培养液中，培养一个细胞周期的时间，则第一个细胞周期的放射性检测结果是每条染色体含有两条染色单体，其两条单体都含有放射性，如图甲所示，A正确； B、第二个细胞周期的中期，每一个染色体都含有两个DNA分子，共4条单链，一个DNA分子的一条链含有放射性，另3条链没有放射性，染色体均如乙所示，B错误； C、第三个细胞周期的放射性检测结果是有一半染色体不含放射性，另一半染色体的姐妹染色单体中，有一条单体含有放射性，另一条单体不含放射性，因此第三个细胞周期中1/2的染色体如丙所示，1/2的染色体如乙所示，C错误； D、结合ABC选项可知，图丙所示染色体仅出现在第三个细胞周期，D错误。 故选A。 10．关于DNA合成原料的来源，科学家曾提出三种假说：①细胞内自主合成②从培养基中摄取③二者都有。为验证三种假说，设计如下实验：将大肠杆菌在含15N标记的脱氧核苷酸培养基中培养一代，然后对提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。图甲、乙、丙表示DNA在离心管中的可能位置。下列叙述正确的是（    ） A．大肠杆菌的拟核DNA含有两个游离的磷酸基团 B．离心后离心管不同位置的DNA放射性强度不同 C．若支持观点①，则实验结果应为图丙所示结果 D．若支持观点②，则实验结果应为图乙所示结果 【答案】C 【分析】DNA在复制的时候，在DNA解旋酶的作用下，双链首先解开，形成了复制叉，而复制叉的形成则是由多种蛋白质和酶参与的较复杂的复制过程。特点：全保留复制模型中，DNA分子解旋形成两条模板链，模板链复制形成子链，然后两条模扳链DNA彼此结合，恢复原状，新合成的两条子链彼此互补结合形成一条新的双链DNA分子。半保留复制模型中，DNA分子解旋形成两条模板链，模板链复制形成子链，然后两条模板链分别与新合成的子链组成子代DNA分子。最终，科学家证明DNA复制的方式为半保留复制。 【详解】A、大肠杆菌的拟核DNA为环状DNA，不含游离的磷酸基团，A错误； B、15N没有放射性，B错误； CD、将大肠杆菌在15N标记的脱氧核苷酸培养基中培养一代的时间，然后利用密度梯度离心分离提取的DNA，若合成DNA的原料是细胞内自主合成，则合成的DNA没有15N标记，离心后DNA均为14N，位于顶部，对应图丙；若合成DNA的原料是从培养基中摄取，则得到的子代DNA分子一条链是15N，一条链是14N，离心后位于中部，对应图甲，C正确，D错误。 故选C。 题型二 基因是有遗传效应的DNA片段 11．（2025·北京·模拟预测）糖原、胰岛素、胰岛素基因的共性包括（    ） A．均含有C、H、O、N B．合成均需模板和酶 C．均属于生物大分子 D．具有相同的空间结构 【答案】C 【分析】蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N等，基本组成单位是氨基酸，氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链，肽链盘曲折叠形成具有一定的空间结构的蛋白质，因此蛋白质是由氨基酸聚合形成的生物大分子。 【详解】A、糖原只含C、H、O，不含N；胰岛素和胰岛素基因含C、H、O、N，A错误； B、糖原合成需要酶，但不需要模板；胰岛素合成需要模板和酶；胰岛素基因合成需要模板和酶。因此，并非三者均需模板，B错误； C、糖原属于多糖类生物大分子，胰岛素属于蛋白质类生物大分子，胰岛素基因属于核酸类生物大分子，C正确； D、糖原为分支链状结构，胰岛素为球状蛋白质结构，胰岛素基因为双螺旋结构，三者空间结构不同，D错误。 故选C。 12．（2024·北京东城·一模）西北牡丹在白色花瓣基部呈现色斑，极具观赏价值。研究发现，紫色色斑内会积累花色素苷。PrF3H基因控制花色素苷合成途径中关键酶的合成。如图，分别提取花瓣紫色和白色部位的DNA，经不同处理后PCR扩增PrF3H基因的启动子区域，电泳检测扩增产物。分析实验结果可以得出的结论是（　　） A．花瓣紫色与白色部位PrF3H基因的碱基序列存在差异 B．白色部位PrF3H基因启动子甲基化程度高于紫色部位 C．PrF3H基因启动子甲基化程度高有利于花色素苷合成 D．启动子甲基化可调控基因表达说明性状并非由基因控制 【答案】B 【分析】生物的性状由基因决定，还受环境条件的影响，是生物的基因和环境共同作用的结果，即表现型=基因型+环境条件。 【详解】A、紫色部位和白色部位PrF3H的碱基序列相同，只是甲基化程度不同，A错误； B、根据电泳结构白色部位加入McrBC后没有出现电泳条带，而McrBC只能切割DNA的甲基化区域，说明白色区域的启动子甲基化程度高，B正确； C、白色部位PrF3H基因启动子甲基化程度高，而色色素表达少，因此可以推测PrF3H基因启动子甲基化程度高不利于花色素苷合成，C错误； D、启动子甲基化属于表观遗传，说明生物性状是由基因决定的，D错误。 故选B。 13．（2023·北京房山·一模）GUS基因作为一种报告基因，编码β-葡萄糖苷酸酶，该酶可催化特定底物水解，产生蓝色化合物，借此用来观察转基因植物中外源基因的表达情况，鉴定转基因植株。下列说法错误的是（    ） A．GUS基因是有遗传效应的DNA片段，由多个核糖核苷酸构成 B．GUS基因编码β-葡萄糖苷酸酶合成的过程包括转录和翻译 C．应将GUS基因和外源基因融合后导入受体细胞以观察表达情况 D．蓝色的深浅可表示外源基因表达量的多少 【答案】A 【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程，其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程主要在细胞核中进行，需要解旋酶和RNA聚合酶参与；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程发生在核糖体上，需要以氨基酸为原料，还需要酶、能量和tRNA等。 【详解】A、GUS基因是有遗传效应的DNA片段，DNA的基本单位是脱氧核苷酸，A错误； B、β-葡萄糖苷酸酶的本质是蛋白质，GUS基因编码β-葡萄糖苷酸酶合成的过程包括转录（以基因的一条链为模板合成RNA）和翻译（以mRNA为模板合成蛋白质），B正确； C、GUS基因作为一种报告基因，能够在适宜条件下产生蓝色物质，故GUS基因和外源基因融合后导入受体细胞，可通过蓝色的产生情况观察表达情况，C正确； D、GUS基因可编码β-葡萄糖苷酸酶，β-葡萄糖苷酸酶可催化特定底物水解，产生蓝色化合物，将GUS基因和外源基因融合后导入受体细胞，理论上蓝色的深浅可表示外源基因表达量的多少，D正确。 故选A。 14．（2023·北京延庆·一模）一种名为粗糙脉孢菌的真菌细胞中精氨酸的合成途径如下图所示，其中精氨酸是细胞生活的必需物质，而鸟氨酸等中间代谢产物都不是必需物质。下列有关叙述错误的是（　　） A．基因在染色体上呈线性排列，是有遗传效应的DNA片段 B．酶4缺陷型脉孢菌必须在培养基中添加精氨酸才能生长 C．若在缺少精氨酸的培养基上不能生长，则一定是基因4发生了突变 D．基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状 【答案】C 【分析】基因控制生物性状的方式：基因通过控制蛋白质的分子结构来直接影响性状；基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物性状。 【详解】A、对于细胞生物而言，基因是有遗传效应的DNA片段，基因在染色体上呈线性排列，A正确； B、据图可知，若缺乏酶4，则精氨酸琥珀酸无法转变为精氨酸，故酶4缺陷型脉孢菌必须在培养基中添加精氨酸才能生长，B正确； C、若在缺少精氨酸的培养基上不能生长，则可能是精氨酸之前的前体物质合成出现问题，可能是基因1、 2、 3或4发生突变所致，C错误； D、据图可知，图中的性状与酶的合成有关，说明基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，D正确。 故选C。 15．（16-17高三上·北京大兴·期末）下图是果蝇染色体上白眼基因示意图，下列叙述正确的是 A．S基因中有5种碱基、8种核苷酸 B．S基因在表达时，两条链均做模板 C．S基因在果蝇的细胞核内，遵循遗传定律 D．复制过程中解旋酶作用于a点所示的结构 【答案】C 【分析】基因是具有遗传效应的DNA片段，含有成百上千个脱氧核苷酸，DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这四种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基。 【详解】A、基因是具有遗传效应的DNA片段，S基因中有4种碱基、4种核苷酸，A错误； B、S基因在表达时，只以其中一条DNA链做模板进行转录，B错误； C、S基因存在于染色体上，染色体位于细胞核中，所以S基因在果蝇的细胞核内，遵循遗传定律，C正确； D、复制过程中解旋酶作用于氢键，而a点所示的结构为磷酸二酯键，D错误。 故选C。 16．某研究小组首次在玉米中鉴定到“智慧株型”基因lacl。研究进一步证实，基因lacl控制的“上紧下松”株型具有更高的密植增产潜力，能进一步提升密植群体产量。下列有关基因lacl的叙述，正确的是（　　） A．基因lacl是由两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成的结构 B．基因lacl中每条链的两个相邻碱基之间是通过氢键连接 C．基因lacl进行复制时需要 RNA聚合酶催化子链的形成 D．基因lacl的遗传信息蕴藏在4种核苷酸的排列顺序之中 【答案】D 【分析】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。 【详解】A、基因lacl是由两条脱氧核糖核苷酸链反向平行盘旋成的结构，A错误； B、基因lacl中每条链的两个相邻碱基之间是通过脱氧核糖-磷酸基团-脱氧核糖连接，B错误； C、基因lacl进行复制时需要 DNA聚合酶催化子链的形成，C错误； D、核苷酸的排列顺序表示遗传信息；基因lacl的遗传信息蕴藏在4种核苷酸的排列顺序之中，D正确。 故选D。 17．果蝇Ⅰ号染色体和Ⅲ号染色体上部分基因决定眼睛、身体的颜色及眼睛的形状等。某果蝇两条染色体上部分基因的分布情况如下图1所示。DNA分子杂交技术的原理是当两种生物的DNA单链具有互补的碱基序列时，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区;在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链（杂交环），如图2所示。下列相关叙述错误的是（　　）      A．四对等位基因的遗传不遵循自由组合定律 B．图示基因都是具有遗传效应的DNA片段 C．该果蝇可形成基因组成为Prwni的配子 D．利用DNA分子杂交技术比较不同种生物DNA分子的差异，杂交环越多，说明差异越小，亲缘关系越近 【答案】D 【分析】基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 【详解】A、自由组合定律适用于非同源染色体上的非等位基因，图示四对等位基因之间存在连锁现象，故不遵循自由组合定律，A正确； B、基因通常是有遗传效应的DNA片段，图示生物是果蝇，其遗传物质是DNA，则图示基因都是具有遗传效应的DNA片段，B正确； C、图示III号染色体上有Pr和i基因，I号染色体上有基因w和n，减数分裂时I号和III号染色可自由组合，若是图示的两条染色体组合在一起，则该果蝇可形成基因组成为Prwni的配子，C正确； D、结合图示可知，杂交环的对应的是DNA单链没有互补碱基序列的部位，因此杂交环越多，说明两物种DNA序列差异越大，亲缘关系越远，D错误。 故选D。 18．下列关于基因和染色体关系的叙述，正确的是（    ） A．真核生物的基因都位于染色体上 B．同源染色体相同位置上的基因控制不同性状 C．性染色体上基因的遗传总与性别相关联，都与性别决定有关 D．在配子形成和受精过程中，基因和染色体都有一定的独立性和完整性 【答案】D 【分析】1、基因的概念：基因是具有遗传效应的DNA片段，是决定生物性状的基本单位。 2、基因和染色体的关系：基因在染色体上，并且在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体。 【详解】A、真核生物的核基因都位于染色体上，而质基因位于线粒体等细胞器内，A错误； B、同源染色体相同位置上的基因控制同一性状，B错误； C、性染色体上基因的遗传总与性别相关联，但这些基因不一定都与性别决定有关，如红绿色盲基因，C错误； D、基因和染色体是平行关系，在配子形成和受精过程中，基因和染色体都有一定的独立性和完整性，D正确。 故选D。 19．染色体的行为会影响基因传递和性状表现。下列叙述正确的是（　　） A．性状改变都是由染色体上的基因突变导致的 B．基因是DNA片段，染色体是基因的唯一载体 C．基因重组是由控制不同性状的基因自由组合导致的 D．位于性染色体上的基因，在遗传上总和性别相关联 【答案】D 【分析】1、基因突变：DNA分子中发生碱基的 替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫作 基因突变。 2、伴性遗传：控制生物性状的基因位于性染色体上，在向后代传递的过程中总是与性别相关联的现象。 【详解】A、性状改变不都是由染色体上的基因突变导致的，性状改变也可能是由染色体上的基因重组或染色体变异导致的，或细胞质基因突变导致，A错误； B、基因是核酸片段，可以是DNA片段，可以是RNA片段；染色体不是基因的唯一载体，B错误； C、基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合，基因重组包括同源染色体的非姐妹染色单体互换和非同源染色体上的非等位基因自由组合，C错误； D、决定性状的基因位于性染色 体上，在遗传上总是和性别相关联，这种现象叫作伴性遗 传，D正确。 故选D。 20．锦鲤浮肿病毒(CEV)是一种危害鲤科鱼类的DNA病毒，其含有的热休克蛋白70(HSP70)可以帮助某些蛋白质完成折叠。下列叙述正确的是（    ） A．CEV的遗传信息储存在核糖核苷酸的排列顺序中 B．推测HSP70能改变蛋白质中氨基酸的排列顺序 C．HSP70能在宿主细胞中的内质网或高尔基体发挥作用 D．用含³²P或³⁵S的培养基培养CEV，可分别探究DNA和蛋白质的功能 【答案】C 【分析】蛋白质变性是指天然蛋白质因受物理、化学因素的影响，使蛋白质分子的构象发生了异常变化，从而导致生物活性的丧失以及物理、化学性质的异常变化。蛋白质变性不涉及蛋白质一级结构的改变，即由氨基酸构成的肽链并不发生改变。 【详解】A、CEV是DNA病毒，遗传信息储存在脱氧核苷酸的排列顺序中，A错误； B、HSP70可以帮助某些蛋白质完成折叠，可推测HSP70能改变蛋白质的空间结构，但不改变氨基酸排列顺序，B错误； C、内质网和高尔基体参与蛋白质的加工，因此可知HSP70能在宿主细胞中的内质网或高尔基体发挥作用，C正确； D、病毒没有细胞结构，不能独立完成生命活动，因此不能用培养基培养病毒，D错误。 故选C。 1．在体外培养条件下，小鼠（2n=40）的精原细胞可以增殖为精原细胞，也可以进行减数分裂产生精细胞（如下图所示）。已知在含有3H-脱氧核苷培养液中培养细胞，3H-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3H-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。一个精原细胞在含有3H-脱氧核苷培养液中培养，形成了8个精细胞，下列叙述正确的是（　　） A．精原细胞Ⅰ分裂中期浅色DNA和不显色DNA数量之比等于1：1 B．精原细胞Ⅱ分裂过程中每个四分体中深色DNA和浅色DNA数量之比等于1：1 C．每个精原细胞Ⅱ中浅色DNA和不显色DNA数量之比等于1：1 D．减数分裂形成的8个精细胞中有4个精细胞DNA显深色，4个精细胞DNA显浅色 【答案】B 【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】A、一个精原细胞在含有3H-脱氧核苷的培养液中培养形成了8个精细胞，意味着精原细胞在培养液中进行了一次有丝分裂，有丝分裂产生的精原细胞又进行了减数分裂。精原细胞I进行有丝分裂时，DNA复制一次，每条染色体的两个DNA分子都由一条母链和一条被3H标记的子链组成，每个DNA分子都显浅色，A错误； B、精原细胞Ⅱ的每个DNA都由一条母链和一条被3H标记的子链组成，复制后每条染色体上的两个姐妹染色单体的DNA，一个由一条母链和一条被3H标记的子链组成（染色显浅色），一个由两条被3H标记的DNA组成（染色显深色），每个四分体的4个DNA分子都有两个DNA分子显深色、两个DNA分子显浅色，B正确； C、由于有丝分裂后期染色体平均分配到两个子细胞，精原细胞Ⅱ每个DNA都显浅色，C错误； D、每个精原细胞Ⅱ经减数分裂I产生的每个次级精母细胞，其中期的染色体都含有一个染色显深色的染色单体和一个染色显浅色的染色单体，减数分裂Ⅱ的后期，显深色染色单体和显浅色染色单体移向哪一极是随机的，因此，每个精细胞都有可能含有显深色的DNA和显浅色的DNA，D错误。 故选B。 2．若一果蝇精原细胞中8条染色体上的全部DNA已被15N标记，其中一对同源染色体上有基因A和a，现给此精原细胞提供含14N的原料让其连续分裂两次，产生4个子细胞（不考虑突变和交叉互换）。下列叙述正确的是（    ） A．若4个子细胞均含8条染色体，则每个子细胞中均含被15N标记的核DNA B．若4个子细胞均含4条染色体，则每个子细胞中各有一半核DNA含15N C．若4个子细胞均含8条染色体，则每个子细胞中均含2个A基因 D．若4个子细胞均含4条染色体，则有一半子细胞含有a基因 【答案】D 【分析】减数分裂是进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。减数分裂的结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。 【详解】A、已知果蝇体细胞中含有8条染色体，若4个子细胞均含8条染色体，说明进行了连续的两次有丝分裂，根据DNA的半保留复制，第一次有丝分裂产生的2个子细胞中的每个核DNA都含有15N，而第二次有丝分裂产生的子细胞中可能有0~8个核DNA含有15N，A错误； B、若4个子细胞均含4条染色体，说明其进行的是减数分裂，核DNA复制一次而细胞连续分裂两次，则每个子细胞中所有的核DNA均含15N，B错误； C、若4个子细胞均含8条染色体，说明进行了连续的两次有丝分裂，形成的每个子细胞中应该只有一个A基因，C错误； D、若4个子细胞均含4条染色体，说明其进行的是减数分裂，等位基因A与a在减数第一次分裂时分离，因此产生的子细胞中有一半子细胞含有a基因，D正确。 故选D。 3．同源重组是减数分裂的核心事件（过程如图）。同源重组起始于程序性DNA双链断裂（DSB），断裂部位会形成单链末端（图Ⅱ），两单链末端入侵同源染色体同源区并以同源区为模板延伸子链并连接断口（图Ⅲ、图IV），最终形成图V所示结构。V中DNA每个阴影位置都有①和②两个剪接位点，若两位置中都在②剪切，两DNA分开后重新连接断口得到的DNA如图甲；若两位置中左侧在②处剪切，右侧在①处 剪切，则得到的DNA如图乙。下列说法错误的是（　　） A．同源重组发生于减数分裂I的前期 B．入侵的单链末端相当于子链合成的引物 C．同源重组有利于增加物种的多样性 D．甲、乙所示DNA中 DSB区域两侧均发生了基因的重新组合 【答案】D 【分析】基因编辑，就是对目标基因进行编辑（定向改造），实现特定DNA片段的加入、删除，特定DNA碱基的缺失、替换等，以改变目的基因或调控元件的序列、表达量或功能。基本原理是通过序列特异性的DNA结合结构域和非特异性的DNA修饰结构域组合而成的序列特异性核酸内切酶，识别染色体上的DNA靶位点，进行切割并产生DNA双链断裂，诱导DNA的损伤修复，从而实现对指定基因组的定向编辑。 【详解】A、由题可知，同源重组的过程中，同源染色体已经发生联会，即发生在减数分裂I的前期，A正确； B、据图可知，入侵的单链末端相当于子链合成的引物，沿着模板链可继续连接脱氧核苷酸形成子链DNA，B正确； C、根据图示可知，同源重组形成的图乙中两条染色体交换的片段较多，可能导致生物体发生变异，进而形成新物种，因此可能会增加物种多样性，C正确； D、据图可知，形成的甲中DNA中DSB区域两侧并不是都重新组合，D错误。 故选D。 4．20世纪60年代，日本科学家冈崎提出了DNA的半不连续复制模型，即DNA复制时一条子链是连续合成的，而另外一条子链是先合成短的DNA片段（称为冈崎片段），再连接形成较长DNA分子（过程如图1）。并通过如下实验进行验证：让T4噬菌体在20℃时侵染大肠杆菌70min后，将3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，在15s、30s、60s、120s时，分离T4噬菌体DNA并通过加热使DNA全部解旋，再进行密度梯度离心，根据DNA单链片段分布位置确定片段大小，发现DNA单链片段越小，离试管口距离越近。检测相应位置DNA单链片段的放射性强度，结果如图2所示，下列相关叙述错误的是（　　） A．图1过程中所需的酶有解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等 B．图1可以作为细胞衰老假说中端粒学说的有力证据 C．图2对应实验中不能将大肠杆菌替换成肺炎链球菌 D．由图2所示结果可推知，150s放射性强度峰值对应的离管口距离应小于2 【答案】D 【分析】DNA的复制方式为半保留复制，以两条解旋后的单链为模板，按碱基互补配对原则合成新的子链。 【详解】A、由图1可知，需要延伸DNA小片段，也需要连接DNA小片段，故解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等均需要，A正确； B、从复制结果来看，新合成的子链DNA在末端比母链短了一截，符合端粒学说内容，B正确； C、T4噬菌体专一性寄生在大肠杆菌，故不能将大肠杆菌替换成肺炎链球菌，C正确； D、由图1可知，随着复制进程的推进，DNA小片段会逐渐连接成DNA大片段，150s时大片段的比例应该比120s更高，结合“DNA单链片段越小，离试管口距离越近”的题干信息，可推知放射性强度峰值对应的离管口距离应大于2，D错误。 故选D。 5．DNA复制过程中，当DNA聚合酶遇到损伤而使复制停顿时，若暂时忽略损伤位点继续合成DNA，称为跨损伤合成。如图为某细菌体内暂时忽略胸腺嘧啶二聚体（T—T）的跨损伤合成过程，下列关于该过程及结果的推测，合理的是（    ） （注：胸腺嘧啶二聚体是紫外线等因素导致DNA单链上相邻胸腺嘧啶之间结合而形成的） A．该细菌DNA聚合酶V可以修复胸腺嘧啶二聚体 B．只要出现图示损伤，就会导致DNA复制停滞 C．人体细胞内若能够以胸腺嘧啶二聚体为模板合成“AA”序列，推测人因紫外线照射发生基因突变的概率高于该细菌 D．若不对该胸腺嘧啶二聚体（不考虑其他位点改变）进行修复，则该细菌将有1/2的子代携带突变序列 【答案】D 【分析】DNA分子复制的过程：①解旋：在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。②合成子链：以解开的每一条母链为模板， 以游离的四种脱氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的子链。③形成子代DNA：每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构。从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。 【详解】A、图中DNA聚合酶Ⅲ遇到模板上的胸腺嘧啶二聚体时将暂时脱离，转而由DNA聚合酶Ⅴ完成跨损伤合成，以胸腺嘧啶二聚体为模板合成了GA，导致突变，但DNA聚合酶Ⅴ并未修复胸腺嘧啶二聚体，A错误； B、若DNA聚合酶Ⅴ不取代DNA聚合酶Ⅲ，将导致DNA复制停滞，若DNA聚合酶V取代DNA聚合酶Ⅲ，则会完成跨损伤合成，DNA复制不会停滞，B错误； C、人体细胞内若能够以胸腺嘧啶二聚体为模板合成“AA”序列，未因胸腺嘧啶二聚体而导致DNA复制错误，推测人因紫外线照射发生基因突变的概率低于该细菌，C错误； D、若不对胸腺嘧啶二聚体进行修复，则子代所有携带胸腺嘧啶二聚体或以胸腺嘧啶二聚体为模板合成GA序列的个体都将携带突变序列，而以胸腺嘧啶二聚体互补链为模板合成的子代DNA将不携带突变序列，因此，该细菌将有1/2的子代不携带突变序列，有1/2的子代携带突变序列，D正确。 故选D。 6．用 DNA 测序仪检测某DNA 片段的一条核苷酸链的碱基序列， 具体序列（5'-TGCGTATTGG）如图1所示，图2为另一条脱氧核苷酸链的碱基序列测序示意图。下列分析错误的是（　　） A．图1中DNA片段复制3次，需要35个腺嘌呤脱氧核苷三磷酸 B．图2所示单链的碱基序列为5'-CCAGTGCGCC C．与图2相比，图1 所示的 DNA 片段耐高温的能力较弱 D．图1、图2所示单链中的相邻碱基之间通过氢键相连 【答案】D 【分析】碱基对C—G之间有3个氢键，碱基对A—T之间有2个氢键，DNA分子中氢键越多结构越稳定，所C—G比例越高，DNA耐高温能力越强。 【详解】A、图1所示DNA片段中有5个腺嘌呤脱氧核苷酸，其复制3次需要腺嘌呤脱氧核苷酸数目为5×（23-1）=35个，A正确； B、根据图1脱氧核苷酸链的碱基排列顺序可知，图中碱基序列应从上向下读，且由左至右的顺序依次是ACGT，所以图2所示单链为5'—CCAGTGCGCC，其互补链的碱基序列为5'—GGCGCACTGG，B正确； C、图1所示DNA片段中碱基对C—G有5个，图2所示DNA片段中碱基对C—G有8个，所以图2所示的DNA片段耐高温能力更强，C正确； D、图1、图2所示单链中的相邻碱基之间不是通过氢键相连，双链中的互补配对的碱基之间才是通过氢键相连，D错误。 故选D。 7．科学家在人体癌细胞中发现了DNA的四螺旋结构，将其命名为G-四链体，进一步研究发现，G-四链体有多种不同变型。形成于端粒DNA单链3突出端的G-四链体的结构如图所示，该突出端存在多个TTAGGG重复序列，每4个G之间通过氢键等形成一个G-4平面，继而形成立体的G-四链体。下列叙述正确的是（    ） A．DNA聚合酶可催化图示G-四链体中氢键的形成 B．某G-4平面中的G与和该平面相邻的G-4平面的G之间都通过氢键连接 C．3'突出端至少要有4个TTAGGG重复序列才能形成图示G-四链体 D．图示G-四链体是由4条包含TTAGGG碱基序列的单链形成的 【答案】C 【分析】DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。碱基之间通过氢键连接，A与 T之间形成两个氢键，G与C 之间形成三个氢键。DNA聚合酶的作用是催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键，而不是氢键。 【详解】A、DNA聚合酶催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键，而不是氢键，A错误； B、某G-4平面中的G与和该平面相邻的G-4平面的G之间并非都通过氢键连接，而是磷酸二酯键，B错误； C、每4个G之间通过氢键等形成一个G-4平面，形成图示G -四链体至少需要4个G，而每个TTAGGG重复序列中有多个 G，所以3突出端至少要有4个TTAGGG重复序列才能形成图示G -四链体，C正确； D、图示G -四链体是由1条包含多个 TTAGGG 重复序列的单链形成的，D错误。 故选C。 8．研究人员对某动物（2n=4）精原细胞甲和乙的核DNA双链全部用³²P标记，并在含31P但不含32P的培养液中培养，每个精原细胞都产生了4个子细胞（进行两次有丝分裂或一次完整的减数分裂）。测定分裂产生的子细胞染色体总数和32P标记的染色体数情况，测定结果如表所示（不考虑变异和细胞异常分裂）。下列叙述正确的是（    ） 精原细胞 子细胞（染色体总数，32P标记的染色体数） 细胞1 细胞2 细胞3 细胞4 甲 （4，2） （4，2） （4，0） x 乙 （2，2） （2，2） （2，2） Y A．精原细胞甲进行的是有丝分裂，X应为（4，0） B．精原细胞甲进行的是有丝分裂，X应为（4，2） C．精原细胞乙进行的是减数分裂，Y应为（2，2） D．精原细胞乙进行的是减数分裂，Y应为（2，0） 【答案】C 【分析】有丝分裂过程中，亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中。减数分裂则是染色体复制一次，细胞连续分裂两次，产生的子细胞染色体数目减半。 【详解】AB、精原细胞甲进行的是有丝分裂，第一次有丝分裂结束后，每个子细胞中的染色体的一个DNA分子的一条链都含有32P，染色体总数为4。第二次有丝分裂后期，姐妹染色单体分开，随机移向两极。一个子细胞中染色体总数为4，如果标记的染色体数为2，另一个子细胞中染色体总数为4，标记的染色体数为2；如果标记的染色体数为4，另一个子细胞中染色体总数为4，标记的染色体数为0，所以X应为（4，4），AB错误； CD、精原细胞乙进行的是减数分裂，减数第一次分裂结束后，子细胞中染色体总数为2，标记的染色体数为2。减数第二次分裂结束后，4个子细胞中染色体总数为2，每条染色体的DNA分的一条链都被标记，所以Y为（2，2），C正确，D错误。 故选C。 9．（19-20高三上·北京海淀·阶段练习）营养缺陷型大肠杆菌需在基本培养基中添加某些物质才能生长。 A 菌株为甲硫氨酸（met-）和生物素（bio-）缺陷型突变体，B 菌株为苏氨酸（thr-）、亮氨酸（leu-）、硫胺素（thi-）缺陷型突变体。用A、B 两种菌株进行 4组实验，培养条件和结果如下图所示。 （1）培养基为细菌生长提供水、无机盐、 。乙组培养基出现菌落的频率为 10-7， 大肠杆菌单个基因发生突变的几率约为10-7，科学家判断乙组出现菌落不是基因突变 的结果，其理由是 。推测基本培养基出现菌落是由于基因的转移和重组，丁 组实验结果说明这种基因的转移需要两种菌株细胞 。 （2）科学家用某种药物处理A 或 B 菌株使其停止分裂（但不致死）， 混合并培养，过程及 结果如下。    Ⅰ：处理过的 B菌株+未处理的 A菌株→基本培养基上无菌落 Ⅱ：处理过的A 菌株+未处理的 B菌株→基本培养基上有菌落 结果说明两菌株 DNA 转移的方向是 。          a．A→B   b．A←B  c．AB   d．不确定 （3）进一步研究发现某些菌株拟核上有一段DNA序列（F 因子），其上有复制原点（oriT）。 细菌混合后，F 因子的一条链由供体菌逐步转移至受体菌，在受体菌中复制后整合到拟核 DNA 上，发生基因重组。留在供体菌中的 F 因子单链通过自我复制恢复双链。若无 F 因子则不能发生 DNA 转移。 ①由此推测上述（2）中实验 I 基本培养基无菌落的原因是 。 ②上述 DNA 转移和复制过程可用下图 表示。 （4）A 菌株（met-、bio-）对链霉素敏感，B 菌株（thr-、leu-、thi-）具有链霉素抗性。将 A、 B 菌株混合，在不同时间点搅拌混合菌液，以中断DNA 转移。之后将各时间点中断转移的菌液接种在含如下物质的基本培养基上选择培养，分别记录出现菌落的短混合时间。 培养基 所含物质 最短混合时间 1 链霉素+亮氨酸（leu））+硫胺素（thi） 9min 2 链霉素+苏氨酸（thr）+硫胺素（thi） 11 min 3 链霉素+苏氨酸（thr） +亮氨酸（leu） 18 min ①培养基中均加入链霉素的目的是 。1号培养基出现菌落的原因是 。 ②在选择培养基上出现菌落所需的短混合时间反映了相关基因与oriT 间的距离。在下图中 oriT右侧画出 A 菌株 thr+ 、leu+ 、thi+基因在拟核上的位置。 【答案】 碳源和氮源 若是基因突变，则出现菌落的频率应为10-14或10-21 直接接触 a B菌株无F因子 b 淘汰A菌株或筛选出B菌株 thr+基因已经转移到受体菌（B菌株） 【分析】分析题干信息和题图：A 菌株为甲硫氨酸（met-）和生物素（bio-）缺陷型突变体，B 菌株为苏氨酸（thr-）、亮氨酸（leu-）、硫胺素（thi-）缺陷型突变体。将A菌株、B菌菌株单独培养的甲和丙都没有菌落产生，将两者混合培养的乙则有菌落产生，而将两者放在U型两侧培养的丁也没有菌产生。 【详解】（1）培养基为细菌生长提供水、无机盐、碳源和氮源。乙组培养基出现菌落的频率为 10-7， 大肠杆菌单个基因发生突变的几率约为10-7，科学家判断乙组出现菌落不是基因突变的结果，其理由是若为基因突变的结果，则出现菌落的频率应为10-14或10-21。推测基本培养基出现菌落是由于基因的转移和重组，丁组实验结果说明这种基因的转移需要两种菌株细胞直接接触才行。 （2）根据题干信息：用某种药物处理A 或 B 菌株使其停止分裂（但不致死）， 混合并培养：处理过的 B菌株+未处理的 A菌株→基本培养基上无菌落，说明DNA不能发生由B→A的转移；处理过的A 菌株+未处理的 B菌株→基本培养基上有菌落，说明DNA可发生A→B的转移。故选a。 （3）①根据题意分析推测上述（2）中实验 I 基本培养基无菌落的原因是B菌株无F因子。 ②根据题干信息“F 因子的一条链由供体菌逐步转移至受体菌，在受体菌中复制后整合到拟核 DNA 上，发生基因重组”分析，上述 DNA 转移和复制过程可用下图b表示。 （4）①根据题干“A 菌株对链霉素敏感，B 菌株具有链霉素抗性”，培养基中均加入链霉素的目的是淘汰A菌株或筛选B菌株。1号培养基中缺少thr但出现了菌落，说明A菌株中的thr+基因已经转移到受体菌（B菌株）中。 ②在选择培养基上出现菌落所需的短混合时间反映了相关基因与oriT 间的距离，根据表格数据判断三个基因在图中oriT右侧的位置如图： 【点睛】解题关键是对题干信息的读取：A菌株为两个基因发生突变的缺陷型突变体，B菌株为三个基因发生突变的缺陷型突变体。大肠杆菌单个基因发生突变的几率约为10-7，将A菌株和B菌株混合培养的乙中有菌落产生，如果是A菌株发生基因突变的结果，则出现菌落的频率应为10-7×10-7=10-14，如果是B菌株发生基因突变的结果，则出现菌落的频率应为10-21。 10．（2020·北京朝阳·一模）科学家以T4噬菌体和大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心法进行了DNA复制方式具体过程的探索实验。 （1）从结构上看（图1），DNA两条链的方向 。DNA的半保留复制过程是边 边复制。DNA复制时，催化脱氧核苷酸添加到DNA子链上的酶是 。该酶只能使新合成的DNA链从5′向3′方向延伸，依据该酶催化DNA子链延伸的方向推断，图1中的DNA复制模型 （填写“是”或“不是”）完全正确。 （2）为探索DNA复制的具体过程，科学家做了如下实验。20℃条件下，用T4噬菌体侵染大肠杆菌，进入T4噬菌体DNA活跃复制期时，在培养基中添加含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷，培养不同时间后，阻断DNA复制，将DNA变性处理为单链后，离心分离不同长度的T4噬菌体的DNA片段，检测离心管不同位置的放射性强度，结果如下图所示（DNA片段越短，与离心管顶部距离越近）。 ①根据上述实验结果推测，DNA复制时子链合成的过程及依据 。 ②若抑制DNA连接酶的功能，再重复上述实验，则可能的实验结果是 。 （3）请根据以上信息，补充下图，表示可能的DNA复制过程。 【答案】 相反 解旋 DNA聚合酶 不是 ①存在先合成较短的 DNA 片段，之后较短的 DNA 片段连接成 DNA 长链的过程（+子链延伸方向均为 5’至 3’）；依据是时间较短时（30 秒内），与离心管顶部距离较近的位置放射性较强（或短片段 DNA 数量较多）；随着时间推移，与离心管顶部距离较远的位置放射性较强（或长片段 DNA 数量较多） ②随着时间推移，据离心管顶部距离较近的区域放射性一直较强/短片段DNA 的数量一直较多（合理即得分） （画出任意一个即可） 【分析】DNA分子复制的特点是边解旋边复制和半保留复制；DNA聚合酶可使单个的脱氧核苷酸连接到正在合成的DNA单链上。 【详解】（1）分析图1可知，DNA的两条模板链分别是5′→3′和3′→5′，故两条链方向相反；DNA的半保留复制过程是边解旋边复制；DNA复制时，DNA聚合酶可催化脱氧核苷酸添加到DNA子链上；因该酶只能使新合成的DNA链从5′向3′方向延伸，据图分析可知，子链有一条延伸方向是从3′→5′，故图1中的DNA复制模型不是完全正确。 （2）①据题干信息可知“DNA片段越短，与离心管顶部距离越近”，结合题图可知：时间较短时（30 秒内），与离心管顶部距离较近的位置放射性较强（或短片段 DNA 数量较多），随着时间推移，与离心管顶部距离较远的位置放射性较强（或长片段 DNA 数量较多），故可推测DNA复制时子链合成的过程是存在先合成较短的 DNA 片段，之后较短的 DNA 片段连接成 DNA 长链的过程（+子链延伸方向均为 5’至 3’）。 ②因DNA连接酶能连接不同的DNA片段，故若抑制DNA连接酶的功能，再重复以上实验，因DNA片段无法连接，故随着时间推移，据离心管顶部距离较近的区域放射性一直较强/短片段DNA 的数量一直较多。 （3）DNA分子复制的过程是半保留复制，且子链延伸方向为从5′向3′，故可绘制DNA复制图如下： 【点睛】解答此题可以DNA分子复制的特点为基础，结合题干给予的信息分析作答。 1．（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。 2．（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。 3．（2024·广西·高考真题）研究发现真核生物基因组DNA普遍存在5-甲基胞嘧啶和N6-甲基腺嘌呤，分别被称为DNA的第5、6个碱基。关于这两个碱基的说法，正确的是（　　） A．均含有N元素 B．均含有脱氧核糖 C．都排列在DNA骨架的外侧 D．都不参与碱基互补配对 【答案】A 【分析】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；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；DNA中的遗传信息就储存在碱基对的排列顺序之中。 【详解】A、真核生物基因组DNA普遍存在5-甲基胞嘧啶和N6-甲基腺嘌呤，分别被称为DNA的第5、6个碱基，故DNA的第5、6个碱基均含有N元素，A正确； B、DNA存在5-甲基胞嘧啶和N6-甲基腺嘌呤，两者不含脱氧核糖，B错误； C、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，C错误； D、DNA双链存在A-T、G-C配对关系，5-甲基胞嘧啶和N6-甲基腺嘌呤参与碱基互补配对，D错误。 故选A。 4．（2024·浙江·高考真题）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 【分析】DNA分子结构的主要特点：DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构；DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则（A-T、C-G） 【详解】A、DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，A正确； B、双链DNA中GC碱基对占比越高，DNA热变性温度越高，B错误； C、DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键，C错误； D、在双链DNA分子中，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。 故选A。 5．（2024·河北·高考真题）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 【分析】据表可知，该病毒遗传物质中含有U，不含T，即该病毒为RNA病毒。病毒必需寄生在活细胞内才能完成正常的生命活动。 【详解】A、由表可知，该病毒为RNA病毒，根据碱基互补配对原则可知，该病毒复制合成的互补链中G＋C含量与原RNA含量一致，为48.8％，A错误； B、逆转录病毒经逆转录得到的DNA可能整合到宿主细胞的DNA上，引起宿主DNA变异，B正确； C、病毒增殖需要的蛋白质在宿主细胞的核糖体上合成，C错误； D、必需是进行有性生殖的真核生物的细胞核基因遗传才遵循基因的分离定律，病毒基因的遗传不符合分离定律，D错误。 故选B。 6．（2024·河北·高考真题）下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是（    ） A．DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链 B．复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋 C．复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开 D．DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端 【答案】D 【分析】DNA分子复制的方式是半保留复制，且合成两条子链的方向是相反的；DNA在复制过程中，边解旋边进行半保留复制。由图可知，DNA解旋酶能使双链DNA解开，且需要消耗ATP； 【详解】A、DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误； B、复制时，解旋酶使得DNA双链从复制起点开始，以双向进行的方式解旋，这并不是从5′端到3′端的单向解旋，B错误； C、转录时不需要解旋酶，RNA聚合酶即可完成解旋，C错误； D、DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端，D正确； 故选D。 7．（2024·湖北·高考真题）模拟实验是根据相似性原理，用模型来替代研究对象的实验。比如“性状分离比的模拟实验”（实验一）中用小桶甲和乙分别代表植物的雌雄生殖器官，用不同颜色的彩球代表D、d雌雄配子；“建立减数分裂中染色体变化的模型”模拟实验（实验二）中可用橡皮泥制作染色体模型，细绳代表纺锤丝；DNA分子的重组模拟实验（实验三）中可利用剪刀、订书钉和写有DNA序列的纸条等模拟DNA分子重组的过程。下列实验中模拟正确的是（    ） A．实验一中可用绿豆和黄豆代替不同颜色的彩球分别模拟D和d配子 B．实验二中牵拉细绳使橡皮泥分开，可模拟纺锤丝牵引使着丝粒分裂 C．实验三中用订书钉将两个纸条片段连接，可模拟核苷酸之间形成磷酸二酯键 D．向实验一桶内添加代表另一对等位基因的彩球可模拟两对等位基因的自由组合 【答案】C 【分析】用甲乙两个小桶分别代表雌雄生殖器官，甲乙两小桶内的彩球分别代表雌雄配子，用不同彩球的随机结合，模拟生物在生殖过程中，雌雄配子的随机组合。 【详解】A、实验一中小球的大小、质地应该相同，使抓摸时手感一样，以避免人为误差，而绿豆和黄豆的大小、手感不同，A错误； B、实验二中牵拉细绳使橡皮泥分开，可模拟纺锤丝牵引姐妹染色单体分离形成染色体，而着丝粒的分裂不是纺锤丝牵引的，是酶在起作用，B错误； C、DNA连接酶是连接两个DNA片段，形成磷酸二酯键，实验三中用订书钉将两个纸条片段连接，可模拟核苷酸之间形成磷酸二酯键，C正确； D、在实验一中增加一小桶丙，小桶内添加代表另一对等位基因的彩球，甲与丙中各取一小球组合可模拟雌雄配子的自由组合，D错误。 故选C。 8．（2024·北京·高考真题）摩尔根和他的学生们绘出了第一幅基因位置图谱，示意图如图，相关叙述正确的是（    ） 果蝇X染色体上一些基因的示意图 A．所示基因控制的性状均表现为伴性遗传 B．所示基因在Y染色体上都有对应的基因 C．所示基因在遗传时均不遵循孟德尔定律 D．四个与眼色表型相关基因互为等位基因 【答案】A 【分析】该图是摩尔根和学生绘出的第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置的图。由图示可知，控制果蝇图示性状的基因在该染色体上呈线性排列，果蝇的短硬毛和棒眼基因位于同一条染色体上。 【详解】A、 图为X染色体上一些基因的示意图，性染色体上基因控制的性状总是与性别相关联，图所示基因控制的性状均表现为伴性遗传，A正确； B、X染色体和Y染色体存在非同源区段，所以Y染色体上不一定含有与 所示基因对应的基因，B错误； C、在性染色体上的基因（位于细胞核内）仍然遵循孟德尔遗传规律，因此，图所示基因在遗传时遵循孟德尔分离定律，C错误； D、等位基因是指位于一对同源染色体相 同位置上，控制同一性状不同表现类型的基因，图中四个与眼色表型相关基因位于同一条染色 体上，其基因不是等位基因，D错误。 故选A。 9．（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。 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，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 【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①比②短，图乙时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； B、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； C、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； D、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； 故选D。 11．（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Ⅱ）。科学家采用胸腺嘧啶类似物标记的方法，研究了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： ①纯合小鼠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；④口服药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Ⅱ细胞周期时长（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Ⅱ），由于但途径I的细胞周期时长（t1）是途径Ⅱ细胞周期时长（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。 12．（2025·全国卷·高考真题）为在大肠杆菌中表达酶X，某同学将编码酶X的基因（目的基因）插入质粒P0，构建重组质粒Px，并转入大肠杆菌。该同学设计引物用PCR方法验证重组质粒构建成功（引物1~4结合位置如图所示，→表示引物5＇→3＇方向）。回答下列问题： (1)PCR是根据DNA复制原理在体外扩增DNA的技术。在细胞中DNA复制时解开双链的酶是 ，而PCR过程中解开双链的方法是 。 (2)PCR过程中，因参与合成反应、不断消耗而浓度下降的组分有 。 (3)该同学进行PCR实验时，所用模板与引物见下表。实验中①和④的作用是： ；②无扩增产物，原因是 ；③、⑤和⑥有扩增产物，扩增出的DNA产物分别是 。 管号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 模板 无 P0 Px 无 P0 Px 引物对 引物1和引物2 引物3和引物4 (4)设计实验验证大肠杆菌表达的酶X有活性，简要写出实验思路和预期结果 。 【答案】(1) 解旋酶 高温变性 (2)引物、脱氧核苷三磷酸 (3) 作为对照（或答:鉴定反应体系是否有模板污染） P0不含与引物1和引物2互补的碱基序列 目的基因、质粒片段、含目的基因和部分质粒序列的片段 (4)提取酶X，催化相应底物（反应物）的反应，检测是否有产物生成。有产物生成，则证明酶X有活性 【分析】PCR（聚合酶链式反应）技术扩增基因的原理是DNA 半保留复制 。 在适宜的温度、引物、DNA 聚合酶、脱氧核苷酸等条件下，以目的基因的两条链为模板，按照碱基互补配对原则（A - T、G - C 配对），通过变性（高温使 DNA 双链解开）、退火（低温使引物与模板结合）、延伸（中温下 DNA 聚合酶催化脱氧核苷酸连接到引物上延伸成新链 ）三个步骤循环往复，实现目的基因的大量扩增，每一轮循环后 DNA 分子数量呈指数增长 。 【详解】（1）在细胞中，DNA 复制时解开双链的酶是解旋酶。而在 PCR 过程中，是通过高温变性（加热至 90 - 95℃）的方法使 DNA 双链解开。 （2）PCR 过程中，参与合成反应且不断消耗的组分有引物和 dNTP（脱氧核苷三磷酸）。引物用于引导 DNA 聚合酶合成新的 DNA 链，dNTP 脱去两分子磷酸，产生dAMP，进而为合成新的 DNA 链提供原料。 （3）实验中①和④的作用是作为对照。①无模板且引物对与③④相同，④无模板且引物对与⑤⑥相同，可对比说明模板对扩增的影响。②之所以无扩增产物，是因为P0不含与引物1和引物2互补的碱基序列，无法扩增出子链DNA序列。③以Px为模板，引物1和引物2扩增出的是含目的基因的 DNA 片段；⑤以P0为模板，引物3和引物4扩增出的是质粒P0上一段 DNA 片段；⑥以Px为模板，引物3和引物4扩增出的是含目的基因和部分质粒序列的 DNA 片段。 （4）实验思路：将大肠杆菌培养后，提取酶X，设置一组含有酶X的反应体系和一组不含酶X的反应体系（作为对照），在适宜条件下，加入酶X的底物，检测底物的消耗情况或产物的生成情况。 预期结果：含有酶X的反应体系中底物减少或有产物生成，而不含酶X的反应体系中底物无明显变化或无产物生成。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第20讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质 目录 01 课标达标练 【题型一】DNA的结构和复制 【题型二】基因是有遗传效应的DNA片段 02 能力突破练（新情境+新考法+新角度） 03 高考溯源练（含2025高考真题） 题型一 DNA的结构和复制 1．科学家在构建了DNA分子结构后，提出了DNA分子通过半保留方式复制的假说，但也有人认为DNA复制方式可能为全保留复制，其机理如图1所示。为探究DNA复制方式，科学家欲利用大肠杆菌进行如图2所示的探究实验。下列有关分析正确的是（    ） A．若DNA复制方式为全保留复制，则试管③离心后会出现重带和轻带，两条带含有的DNA一样多 B．若DNA复制方式为半保留复制，则试管②和试管③离心后均会出现两条带 C．若DNA复制方式为半保留复制，则大肠杆菌在14NH4Cl培养液分裂n次后，中带的DNA占总数的（2n-2）/2n D．分裂一次后的试管②中的细胞，DNA离心全处于中带，能排除DNA复制方式为全保留复制的可能性 2．大肠杆菌拟核主要由环状双链DNA分子等组成，其DNA复制过程是单起点双向复制，如下图。下列有关大肠杆菌DNA复制的叙述正确的是（    ） A．单起点双向复制使其DNA复制不具有边解旋边复制的特点 B．复制起点处富含A—T碱基对，易于解旋酶识别并解开双链 C．碱基互补配对原则是保证DNA能准确复制的唯一条件 D．双向复制时子链的合成方向相反，一条为5'→3'，另一条为3'→5' 3．（2025·北京·模拟预测）某科学家分析了多种生物DNA的碱基组成，一部分实验数据如表所示。相关叙述错误的是（    ） 来源 A/G T/C A/T G/C 嘌呤/嘧啶 人 1.56 1.75 1.00 1.00 1.0 鲱鱼 1.43 1.43 1.02 1.02 1.02 小麦 1.22 1.18 1.00 0.97 0.99 结核分枝杆菌 0.4 0.4 1.09 1.08 1.1 A．该结果支持生物由共同祖先进化而来 B．该结果不能支持DNA能进行半保留复制 C．该结果支持DNA排列顺序具有多样性 D．该结果不能支持DNA具有双链双螺旋结构 4．（2025·北京丰台·二模）如图为果蝇DNA的电镜照片，图中箭头所指结构叫复制泡，是DNA上正在复制的部分。关于复制泡的推测不合理的是（　　） A．证明DNA复制过程是边解旋边复制 B．证明DNA复制方式为半保留复制 C．复制泡越大说明复制起始时间越早 D．多个复制泡能提高DNA复制效率 5．（2025·北京朝阳·二模）科研人员为研究DNA复制方式；将DNA被15N标记的大肠杆菌作为第0代．转移到含14NH4Cl的培养液中，在不同时刻收集细菌，提取DNA，离心观察DNA在试管中的位置（如图）。图中甲最可能来自（　　） A．第0.5代 B．第1.0代 C．第2.0代 D．第2.5代 6．（2018·北京·二模）某果蝇精原细胞中8条染色体上的DNA已全部被15N标记，其中一对同源染色体上有基因A和a，现给此精原细胞提供含14N的原料让其连续进行两次分裂，产生四个子细胞，分裂过程中无基因突变和染色体畸变发生。下列叙述中正确的是（    ） A．若四个子细胞中均含8条染色体，则每个子细胞中均含2个A基因 B．若四个子细胞中均含4条染色体，则一定有一半子细胞含有a基因 C．若四个子细胞中的核DNA均含15N，则每个子细胞均含8条染色体 D．若四个子细胞中有一半核DNA含15N，则每个子细胞均含4条染色体 7．（24-25高三上·北京·期中）正常情况下， DNA分子在细胞内复制时， 双螺旋解开后会产生一段单链区， DNA结合蛋白（SSB）能很快地与单链结合，防止解旋的单链重新配对， 使DNA呈伸展状态，且SSB在复制过程中可以重复利用。下列与SSB功能相关的推测合理的是（    ） A．SSB与单链的结合将不利于DNA 复制 B．SSB与DNA单链既可结合也可以分开 C．SSB是一种解开DNA双螺旋的解旋酶 D．SSB与单链结合遵循碱基互补配对原则 8．下图为DNA分子部分片段示意图，下列有关叙述正确的是（　　） A．甲链中脱氧核糖均与两个磷酸基团相连 B．乙链的碱基序列依次为5'-TGCA-3' C．甲链中碱基C和碱基G通过氢键相连 D．若该分子中GC含量高，则稳定性较强 9．将蚕豆根尖置于含放射性³H标记胸腺嘧啶的培养液中，培养一个细胞周期的时间。取出根尖，移至不含放射性物质的培养液中，继续培养两个细胞周期的时间。在第一个、第二个和第三个细胞周期取样，检测中期细胞染色体上的放射性分布。下列判断正确的是（    ） A．第一个细胞周期中的染色体均如甲所示 B．第二个细胞周期中的染色体有乙、丙两种情况 C．第三个细胞周期中每个细胞内均有 1/4 的染色体如丙所示 D．乙、丙在第二和第三个细胞周期中均出现，但所占比例不同 10．关于DNA合成原料的来源，科学家曾提出三种假说：①细胞内自主合成②从培养基中摄取③二者都有。为验证三种假说，设计如下实验：将大肠杆菌在含15N标记的脱氧核苷酸培养基中培养一代，然后对提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。图甲、乙、丙表示DNA在离心管中的可能位置。下列叙述正确的是（    ） A．大肠杆菌的拟核DNA含有两个游离的磷酸基团 B．离心后离心管不同位置的DNA放射性强度不同 C．若支持观点①，则实验结果应为图丙所示结果 D．若支持观点②，则实验结果应为图乙所示结果 题型二 基因是有遗传效应的DNA片段 11．（2025·北京·模拟预测）糖原、胰岛素、胰岛素基因的共性包括（    ） A．均含有C、H、O、N B．合成均需模板和酶 C．均属于生物大分子 D．具有相同的空间结构 12．（2024·北京东城·一模）西北牡丹在白色花瓣基部呈现色斑，极具观赏价值。研究发现，紫色色斑内会积累花色素苷。PrF3H基因控制花色素苷合成途径中关键酶的合成。如图，分别提取花瓣紫色和白色部位的DNA，经不同处理后PCR扩增PrF3H基因的启动子区域，电泳检测扩增产物。分析实验结果可以得出的结论是（　　） A．花瓣紫色与白色部位PrF3H基因的碱基序列存在差异 B．白色部位PrF3H基因启动子甲基化程度高于紫色部位 C．PrF3H基因启动子甲基化程度高有利于花色素苷合成 D．启动子甲基化可调控基因表达说明性状并非由基因控制 13．（2023·北京房山·一模）GUS基因作为一种报告基因，编码β-葡萄糖苷酸酶，该酶可催化特定底物水解，产生蓝色化合物，借此用来观察转基因植物中外源基因的表达情况，鉴定转基因植株。下列说法错误的是（    ） A．GUS基因是有遗传效应的DNA片段，由多个核糖核苷酸构成 B．GUS基因编码β-葡萄糖苷酸酶合成的过程包括转录和翻译 C．应将GUS基因和外源基因融合后导入受体细胞以观察表达情况 D．蓝色的深浅可表示外源基因表达量的多少 14．（2023·北京延庆·一模）一种名为粗糙脉孢菌的真菌细胞中精氨酸的合成途径如下图所示，其中精氨酸是细胞生活的必需物质，而鸟氨酸等中间代谢产物都不是必需物质。下列有关叙述错误的是（　　） A．基因在染色体上呈线性排列，是有遗传效应的DNA片段 B．酶4缺陷型脉孢菌必须在培养基中添加精氨酸才能生长 C．若在缺少精氨酸的培养基上不能生长，则一定是基因4发生了突变 D．基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状 15．（16-17高三上·北京大兴·期末）下图是果蝇染色体上白眼基因示意图，下列叙述正确的是 A．S基因中有5种碱基、8种核苷酸 B．S基因在表达时，两条链均做模板 C．S基因在果蝇的细胞核内，遵循遗传定律 D．复制过程中解旋酶作用于a点所示的结构 16．某研究小组首次在玉米中鉴定到“智慧株型”基因lacl。研究进一步证实，基因lacl控制的“上紧下松”株型具有更高的密植增产潜力，能进一步提升密植群体产量。下列有关基因lacl的叙述，正确的是（　　） A．基因lacl是由两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成的结构 B．基因lacl中每条链的两个相邻碱基之间是通过氢键连接 C．基因lacl进行复制时需要 RNA聚合酶催化子链的形成 D．基因lacl的遗传信息蕴藏在4种核苷酸的排列顺序之中 17．果蝇Ⅰ号染色体和Ⅲ号染色体上部分基因决定眼睛、身体的颜色及眼睛的形状等。某果蝇两条染色体上部分基因的分布情况如下图1所示。DNA分子杂交技术的原理是当两种生物的DNA单链具有互补的碱基序列时，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区;在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链（杂交环），如图2所示。下列相关叙述错误的是（　　）      A．四对等位基因的遗传不遵循自由组合定律 B．图示基因都是具有遗传效应的DNA片段 C．该果蝇可形成基因组成为Prwni的配子 D．利用DNA分子杂交技术比较不同种生物DNA分子的差异，杂交环越多，说明差异越小，亲缘关系越近 18．下列关于基因和染色体关系的叙述，正确的是（    ） A．真核生物的基因都位于染色体上 B．同源染色体相同位置上的基因控制不同性状 C．性染色体上基因的遗传总与性别相关联，都与性别决定有关 D．在配子形成和受精过程中，基因和染色体都有一定的独立性和完整性 19．染色体的行为会影响基因传递和性状表现。下列叙述正确的是（　　） A．性状改变都是由染色体上的基因突变导致的 B．基因是DNA片段，染色体是基因的唯一载体 C．基因重组是由控制不同性状的基因自由组合导致的 D．位于性染色体上的基因，在遗传上总和性别相关联 20．锦鲤浮肿病毒(CEV)是一种危害鲤科鱼类的DNA病毒，其含有的热休克蛋白70(HSP70)可以帮助某些蛋白质完成折叠。下列叙述正确的是（    ） A．CEV的遗传信息储存在核糖核苷酸的排列顺序中 B．推测HSP70能改变蛋白质中氨基酸的排列顺序 C．HSP70能在宿主细胞中的内质网或高尔基体发挥作用 D．用含³²P或³⁵S的培养基培养CEV，可分别探究DNA和蛋白质的功能 1．在体外培养条件下，小鼠（2n=40）的精原细胞可以增殖为精原细胞，也可以进行减数分裂产生精细胞（如下图所示）。已知在含有3H-脱氧核苷培养液中培养细胞，3H-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3H-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。一个精原细胞在含有3H-脱氧核苷培养液中培养，形成了8个精细胞，下列叙述正确的是（　　） A．精原细胞Ⅰ分裂中期浅色DNA和不显色DNA数量之比等于1：1 B．精原细胞Ⅱ分裂过程中每个四分体中深色DNA和浅色DNA数量之比等于1：1 C．每个精原细胞Ⅱ中浅色DNA和不显色DNA数量之比等于1：1 D．减数分裂形成的8个精细胞中有4个精细胞DNA显深色，4个精细胞DNA显浅色 2．若一果蝇精原细胞中8条染色体上的全部DNA已被15N标记，其中一对同源染色体上有基因A和a，现给此精原细胞提供含14N的原料让其连续分裂两次，产生4个子细胞（不考虑突变和交叉互换）。下列叙述正确的是（    ） A．若4个子细胞均含8条染色体，则每个子细胞中均含被15N标记的核DNA B．若4个子细胞均含4条染色体，则每个子细胞中各有一半核DNA含15N C．若4个子细胞均含8条染色体，则每个子细胞中均含2个A基因 D．若4个子细胞均含4条染色体，则有一半子细胞含有a基因 3．同源重组是减数分裂的核心事件（过程如图）。同源重组起始于程序性DNA双链断裂（DSB），断裂部位会形成单链末端（图Ⅱ），两单链末端入侵同源染色体同源区并以同源区为模板延伸子链并连接断口（图Ⅲ、图IV），最终形成图V所示结构。V中DNA每个阴影位置都有①和②两个剪接位点，若两位置中都在②剪切，两DNA分开后重新连接断口得到的DNA如图甲；若两位置中左侧在②处剪切，右侧在①处 剪切，则得到的DNA如图乙。下列说法错误的是（　　） A．同源重组发生于减数分裂I的前期 B．入侵的单链末端相当于子链合成的引物 C．同源重组有利于增加物种的多样性 D．甲、乙所示DNA中 DSB区域两侧均发生了基因的重新组合 4．20世纪60年代，日本科学家冈崎提出了DNA的半不连续复制模型，即DNA复制时一条子链是连续合成的，而另外一条子链是先合成短的DNA片段（称为冈崎片段），再连接形成较长DNA分子（过程如图1）。并通过如下实验进行验证：让T4噬菌体在20℃时侵染大肠杆菌70min后，将3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，在15s、30s、60s、120s时，分离T4噬菌体DNA并通过加热使DNA全部解旋，再进行密度梯度离心，根据DNA单链片段分布位置确定片段大小，发现DNA单链片段越小，离试管口距离越近。检测相应位置DNA单链片段的放射性强度，结果如图2所示，下列相关叙述错误的是（　　） A．图1过程中所需的酶有解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等 B．图1可以作为细胞衰老假说中端粒学说的有力证据 C．图2对应实验中不能将大肠杆菌替换成肺炎链球菌 D．由图2所示结果可推知，150s放射性强度峰值对应的离管口距离应小于2 5．DNA复制过程中，当DNA聚合酶遇到损伤而使复制停顿时，若暂时忽略损伤位点继续合成DNA，称为跨损伤合成。如图为某细菌体内暂时忽略胸腺嘧啶二聚体（T—T）的跨损伤合成过程，下列关于该过程及结果的推测，合理的是（    ） （注：胸腺嘧啶二聚体是紫外线等因素导致DNA单链上相邻胸腺嘧啶之间结合而形成的） A．该细菌DNA聚合酶V可以修复胸腺嘧啶二聚体 B．只要出现图示损伤，就会导致DNA复制停滞 C．人体细胞内若能够以胸腺嘧啶二聚体为模板合成“AA”序列，推测人因紫外线照射发生基因突变的概率高于该细菌 D．若不对该胸腺嘧啶二聚体（不考虑其他位点改变）进行修复，则该细菌将有1/2的子代携带突变序列 6．用 DNA 测序仪检测某DNA 片段的一条核苷酸链的碱基序列， 具体序列（5'-TGCGTATTGG）如图1所示，图2为另一条脱氧核苷酸链的碱基序列测序示意图。下列分析错误的是（　　） A．图1中DNA片段复制3次，需要35个腺嘌呤脱氧核苷三磷酸 B．图2所示单链的碱基序列为5'-CCAGTGCGCC C．与图2相比，图1 所示的 DNA 片段耐高温的能力较弱 D．图1、图2所示单链中的相邻碱基之间通过氢键相连 7．科学家在人体癌细胞中发现了DNA的四螺旋结构，将其命名为G-四链体，进一步研究发现，G-四链体有多种不同变型。形成于端粒DNA单链3突出端的G-四链体的结构如图所示，该突出端存在多个TTAGGG重复序列，每4个G之间通过氢键等形成一个G-4平面，继而形成立体的G-四链体。下列叙述正确的是（    ） A．DNA聚合酶可催化图示G-四链体中氢键的形成 B．某G-4平面中的G与和该平面相邻的G-4平面的G之间都通过氢键连接 C．3'突出端至少要有4个TTAGGG重复序列才能形成图示G-四链体 D．图示G-四链体是由4条包含TTAGGG碱基序列的单链形成的 8．研究人员对某动物（2n=4）精原细胞甲和乙的核DNA双链全部用³²P标记，并在含31P但不含32P的培养液中培养，每个精原细胞都产生了4个子细胞（进行两次有丝分裂或一次完整的减数分裂）。测定分裂产生的子细胞染色体总数和32P标记的染色体数情况，测定结果如表所示（不考虑变异和细胞异常分裂）。下列叙述正确的是（    ） 精原细胞 子细胞（染色体总数，32P标记的染色体数） 细胞1 细胞2 细胞3 细胞4 甲 （4，2） （4，2） （4，0） x 乙 （2，2） （2，2） （2，2） Y A．精原细胞甲进行的是有丝分裂，X应为（4，0） B．精原细胞甲进行的是有丝分裂，X应为（4，2） C．精原细胞乙进行的是减数分裂，Y应为（2，2） D．精原细胞乙进行的是减数分裂，Y应为（2，0） 9．（19-20高三上·北京海淀·阶段练习）营养缺陷型大肠杆菌需在基本培养基中添加某些物质才能生长。 A 菌株为甲硫氨酸（met-）和生物素（bio-）缺陷型突变体，B 菌株为苏氨酸（thr-）、亮氨酸（leu-）、硫胺素（thi-）缺陷型突变体。用A、B 两种菌株进行 4组实验，培养条件和结果如下图所示。 （1）培养基为细菌生长提供水、无机盐、 。乙组培养基出现菌落的频率为 10-7， 大肠杆菌单个基因发生突变的几率约为10-7，科学家判断乙组出现菌落不是基因突变 的结果，其理由是 。推测基本培养基出现菌落是由于基因的转移和重组，丁 组实验结果说明这种基因的转移需要两种菌株细胞 。 （2）科学家用某种药物处理A 或 B 菌株使其停止分裂（但不致死）， 混合并培养，过程及 结果如下。    Ⅰ：处理过的 B菌株+未处理的 A菌株→基本培养基上无菌落 Ⅱ：处理过的A 菌株+未处理的 B菌株→基本培养基上有菌落 结果说明两菌株 DNA 转移的方向是 。          a．A→B   b．A←B  c．AB   d．不确定 （3）进一步研究发现某些菌株拟核上有一段DNA序列（F 因子），其上有复制原点（oriT）。 细菌混合后，F 因子的一条链由供体菌逐步转移至受体菌，在受体菌中复制后整合到拟核 DNA 上，发生基因重组。留在供体菌中的 F 因子单链通过自我复制恢复双链。若无 F 因子则不能发生 DNA 转移。 ①由此推测上述（2）中实验 I 基本培养基无菌落的原因是 。 ②上述 DNA 转移和复制过程可用下图 表示。 （4）A 菌株（met-、bio-）对链霉素敏感，B 菌株（thr-、leu-、thi-）具有链霉素抗性。将 A、 B 菌株混合，在不同时间点搅拌混合菌液，以中断DNA 转移。之后将各时间点中断转移的菌液接种在含如下物质的基本培养基上选择培养，分别记录出现菌落的短混合时间。 培养基 所含物质 最短混合时间 1 链霉素+亮氨酸（leu））+硫胺素（thi） 9min 2 链霉素+苏氨酸（thr）+硫胺素（thi） 11 min 3 链霉素+苏氨酸（thr） +亮氨酸（leu） 18 min ①培养基中均加入链霉素的目的是 。1号培养基出现菌落的原因是 。 ②在选择培养基上出现菌落所需的短混合时间反映了相关基因与oriT 间的距离。在下图中 oriT右侧画出 A 菌株 thr+ 、leu+ 、thi+基因在拟核上的位置。 10．（2020·北京朝阳·一模）科学家以T4噬菌体和大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心法进行了DNA复制方式具体过程的探索实验。 （1）从结构上看（图1），DNA两条链的方向 。DNA的半保留复制过程是边 边复制。DNA复制时，催化脱氧核苷酸添加到DNA子链上的酶是 。该酶只能使新合成的DNA链从5′向3′方向延伸，依据该酶催化DNA子链延伸的方向推断，图1中的DNA复制模型 （填写“是”或“不是”）完全正确。 （2）为探索DNA复制的具体过程，科学家做了如下实验。20℃条件下，用T4噬菌体侵染大肠杆菌，进入T4噬菌体DNA活跃复制期时，在培养基中添加含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷，培养不同时间后，阻断DNA复制，将DNA变性处理为单链后，离心分离不同长度的T4噬菌体的DNA片段，检测离心管不同位置的放射性强度，结果如下图所示（DNA片段越短，与离心管顶部距离越近）。 ①根据上述实验结果推测，DNA复制时子链合成的过程及依据 。 ②若抑制DNA连接酶的功能，再重复上述实验，则可能的实验结果是 。 （3）请根据以上信息，补充下图，表示可能的DNA复制过程。 1．（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 2．（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 3．（2024·广西·高考真题）研究发现真核生物基因组DNA普遍存在5-甲基胞嘧啶和N6-甲基腺嘌呤，分别被称为DNA的第5、6个碱基。关于这两个碱基的说法，正确的是（　　） A．均含有N元素 B．均含有脱氧核糖 C．都排列在DNA骨架的外侧 D．都不参与碱基互补配对 4．（2024·浙江·高考真题）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% 5．（2024·河北·高考真题）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 6．（2024·河北·高考真题）下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是（    ） A．DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链 B．复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋 C．复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开 D．DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端 7．（2024·湖北·高考真题）模拟实验是根据相似性原理，用模型来替代研究对象的实验。比如“性状分离比的模拟实验”（实验一）中用小桶甲和乙分别代表植物的雌雄生殖器官，用不同颜色的彩球代表D、d雌雄配子；“建立减数分裂中染色体变化的模型”模拟实验（实验二）中可用橡皮泥制作染色体模型，细绳代表纺锤丝；DNA分子的重组模拟实验（实验三）中可利用剪刀、订书钉和写有DNA序列的纸条等模拟DNA分子重组的过程。下列实验中模拟正确的是（    ） A．实验一中可用绿豆和黄豆代替不同颜色的彩球分别模拟D和d配子 B．实验二中牵拉细绳使橡皮泥分开，可模拟纺锤丝牵引使着丝粒分裂 C．实验三中用订书钉将两个纸条片段连接，可模拟核苷酸之间形成磷酸二酯键 D．向实验一桶内添加代表另一对等位基因的彩球可模拟两对等位基因的自由组合 8．（2024·北京·高考真题）摩尔根和他的学生们绘出了第一幅基因位置图谱，示意图如图，相关叙述正确的是（    ） 果蝇X染色体上一些基因的示意图 A．所示基因控制的性状均表现为伴性遗传 B．所示基因在Y染色体上都有对应的基因 C．所示基因在遗传时均不遵循孟德尔定律 D．四个与眼色表型相关基因互为等位基因 9．（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 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，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 11．（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Ⅱ）。科学家采用胸腺嘧啶类似物标记的方法，研究了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： ①纯合小鼠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；④口服药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Ⅱ细胞周期时长（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 。 12．（2025·全国卷·高考真题）为在大肠杆菌中表达酶X，某同学将编码酶X的基因（目的基因）插入质粒P0，构建重组质粒Px，并转入大肠杆菌。该同学设计引物用PCR方法验证重组质粒构建成功（引物1~4结合位置如图所示，→表示引物5＇→3＇方向）。回答下列问题： (1)PCR是根据DNA复制原理在体外扩增DNA的技术。在细胞中DNA复制时解开双链的酶是 ，而PCR过程中解开双链的方法是 。 (2)PCR过程中，因参与合成反应、不断消耗而浓度下降的组分有 。 (3)该同学进行PCR实验时，所用模板与引物见下表。实验中①和④的作用是： ；②无扩增产物，原因是 ；③、⑤和⑥有扩增产物，扩增出的DNA产物分别是 。 管号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 模板 无 P0 Px 无 P0 Px 引物对 引物1和引物2 引物3和引物4 (4)设计实验验证大肠杆菌表达的酶X有活性，简要写出实验思路和预期结果 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$