2026届高三生物一轮复习导学案DNA的结构、复制及基因的本质

DNA的结构、复制及基因的本质 一　DNA的结构与基因的本质 1.DNA结构模型构建的主要探索成果 [认知觉醒]　连线 2.DNA双螺旋结构 [认知觉醒]　某DNA片段的结构如下图所示。请判断下列叙述的正误： (1)DNA是由两条长链反向平行盘旋成的双螺旋结构。(√) (2)核糖与磷酸交替连接，构成DNA的基本骨架。(×) (3)①为胞嘧啶，碱基对之间通过④氢键相连。(√) (4)该双链DNA片段中，含有2个游离的磷酸基团。(√) (5)④的形成需要DNA聚合酶的催化。(×) (6)②的形成只能发生在细胞核。(×) (7)与RNA分子相比，DNA分子特有的碱基是U。(×) 思维升华　DNA双螺旋结构模型的要点 DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作5′端；另一端有一个羟基(—OH)，称作3′端；DNA的两条单链走向相反。 3.碱基排列顺序编码了遗传信息 [认知觉醒]　DNA分子具有稳定性、多样性和特异性三大特性，下列相关叙述错误的是________。 ①不同DNA分子中磷酸基团与脱氧核糖的连接方式不同 ②不同DNA分子两条链间碱基互补配对的方式相同 ③某DNA分子中含有n个碱基对，理论上其碱基排列方式最多有4n种 ④正常人胰岛B细胞的核DNA与肝细胞的核DNA的种类是相同的 ⑤两种生物的亲缘关系越近，它们细胞内DNA的核苷酸序列也越相近 ⑥某双链DNA分子一条链中A＋T占48%，则该DNA分子中G占26% 提示　① 思维升华　染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系 (1)双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高。(2024·浙江6月选考，9B)(×) 提示　双链DNA中GC碱基对占比越高，DNA热变性温度越高。 (2)沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式。(2022·广东卷，5D)(×) 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。 (3)某同学制作DNA双螺旋结构模型，在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基。(2022·浙江6月选考，13A)(×) 提示　在制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基。 (4)制作DNA双螺旋结构模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连。(2022·浙江6月选考，13B)(×) 提示　G、C之间形成3个氢键，用3个氢键连接物相连。 (5)DNA每条链的5′端是羟基末端。(2021·辽宁卷，4C)(×) 提示　DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是羟基(—OH)末端。 题型1　DNA分子的结构与特点(结构与功能观) [例1] (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　DNA的外侧是由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是由碱基通过氢键连接形成的碱基对，A正确；双链DNA中GC碱基对占比越高，DNA热变性温度越高，B错误；DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键，C错误；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。 [例2] (2025·武汉市模拟)某真核生物DNA片段的结构示意图如图，下列叙述错误的是(　　) A.图中①可以用解旋酶或RNA聚合酶断裂，也可加热断裂 B.图中G占的比例越高，DNA的热稳定性越强 C.细胞周期末期时染色体变为染色质，图中DNA双螺旋解开 D.此DNA中可能包含多个基因，且这些基因转录的模板链可能不同 答案　C 解析　有丝分裂末期染色体变为染色质的过程中，没有涉及DNA双螺旋解开。 题型2　DNA分子相关计算(科学思维) [例3] (2025·河南郑州调研)从某生物组织中提取双链DNA进行分析，其四种碱基数的比例是鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)之和占全部碱基数的46%，又知DNA的一条链(H链)中含腺嘌呤(A)28%，与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该单链碱基数的比例(　　) A.24% B.26% C.14% D.11% 答案　B 解析　已知DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%，即C＋G＝46%，则C＝G＝23%、A＝T＝50%－23%＝27%，又已知一条链中腺嘌呤占该链碱基数的比例为28%，即A1＝28%，根据碱基互补配对原则，A＝(A1＋A2)÷2，则另一条链中A2＝26%，B正确。 [例4] (不定项)(2025·山东泰安模拟)某双链(α链和β链)DNA分子中鸟嘌呤与胞嘧啶的数量之和占全部碱基总数的56%，α链中腺嘌呤占28%。下列关于该DNA分子的叙述，错误的是(　　) A.β链中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量之和占该链碱基总数的44% B.α链中(G＋C)/(A＋T)＝11/14，β链中(G＋C)/(A＋T)＝14/11 C.α链中胸腺嘧啶所占的比例是16%，占双链DNA分子的8% D.(A＋T)/(G＋C)的值可体现不同生物DNA分子的特异性 答案　B 解析　DNA分子中G与C的数量之和占全部碱基总数的56%，则A与T的数量之和占全部碱基总数的44%，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等，因此β链中A与T的数量之和也占该链碱基总数的44%，A正确；互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等，因此α链和β链中(G＋C)/(A＋T)相等，都是56%/44%＝14/11，B错误；α链中胸腺嘧啶所占的比例是1－56%－28%＝16%，占双链DNA分子的比例是16%÷2＝8%，C正确；不同生物的DNA分子中互补碱基之和的比值一般不同，即(A＋T)/(C＋G)的值体现了不同生物DNA分子的特异性，D正确。 DNA分子中碱基数量的计算规律 　　　 二　DNA通过复制传递遗传信息 1.DNA半保留复制的实验证据 [认知觉醒]　科学家曾提出DNA复制方式的三种假说：分散复制、半保留复制和全保留复制，如图1所示。某兴趣小组为探究大肠杆菌DNA的复制方式，进行了如下实验：①在只含15N的培养液中培养大肠杆菌若干代，提取DNA并离心，结果如图2中甲所示；②将大肠杆菌转移至只含14N的培养液中培养，让其繁殖四代；③提取每代大肠杆菌的DNA并离心。图2中的乙、丙和丁是某学生绘制的预期结果图。回答下列问题： (1)该实验小组探究大肠杆菌DNA的复制方式时，所用科学实验方法有哪些？选择大肠杆菌作为实验材料的优点是什么？(答出1点即可) (2)进行步骤①的主要目的是什么？ (3)若大肠杆菌的DNA复制方式是半保留复制，则不会出现图2中乙～丁所示的哪一种结果？若大肠杆菌的DNA复制方式是分散复制，则会出现图2中乙～丁所示的哪一种结果？若大肠杆菌的DNA复制方式是全保留复制，请在图2的戊中绘制出预期子一代的实验结果。 提示　(1)同位素标记法、密度梯度离心法。繁殖快；无染色体结构、DNA含量少。　(2)使大肠杆菌的DNA几乎都被15N标记。　(3)乙。丙。。 思维升华　图解法分析DNA复制的相关计算 规律：1个亲代DNA(双链均被15N标记)在不含15N的环境中连续增殖n代，则： 2.DNA复制的定义、时间、场所、过程、特点与意义 [认知觉醒]　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。下图表示DNA复制的过程，请分析回答问题： (1)上述过程主要发生在人体细胞的________(填细胞结构的名称)中，发生的时间主要是在细胞分裂的________期。 (2)解旋时，需要①________酶的催化，________键断裂，DNA双链解开。 (3)合成DNA子链时，游离的脱氧核苷酸在②____________的催化下，通过形成的__________相连，DNA子链延伸的方向为____________________________。 (4)每一条新合成的子链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构，体现了DNA复制具有____________的特点。这样一个DNA分子就形成了两个完全相同的子代DNA分子。 (5)DNA能够准确复制的原因是什么？ 提示　(1)细胞核　间　(2)解旋　氢　(3)DNA聚合酶　磷酸二酯键　5′→3′　(4)半保留复制 (5)①DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；②通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。 通常DNA分子复制从一个复制起点开始，有单向复制和双向复制，如图所示。放射性越高的3H－胸腺嘧啶脱氧核糖核苷(3H－脱氧胸苷)，在放射自显影技术的图像上，感光还原的银颗粒密度越高。 (1)请利用放射性自显影技术、低放射性3H－脱氧胸苷和高放射性3H－脱氧胸苷，设计实验以确定大肠杆菌DNA复制的方向。___________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (2)预测实验结果并得出结论。_______________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 提示　(1)复制开始时，首先用含低放射性3H－脱氧胸苷培养基培养大肠杆菌，一段时间后转移到含有高放射性3H－脱氧胸苷的培养基中继续培养，用放射自显影技术观察复制起点和复制起点两侧银颗粒密度情况　(2)若复制起点处银颗粒密度低，复制起点的一侧银颗粒密度高，则DNA分子复制为单向复制；若复制起点处银颗粒密度低，复制起点的两侧银颗粒密度高，则DNA分子复制为双向复制 思维升华　染色体DNA复制与拟核DNA复制的过程 (1)甲基是DNA半保留复制的原料之一。(2024·黑吉辽卷，9B)(×) 提示　DNA复制的原料是四种脱氧核苷酸。 (2)DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链。(2024·河北卷，4A)(×) 提示　DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链。 (3)DNA分子复制时，子链的合成过程不需要引物参与。(2021·辽宁卷，4B)(×) 提示　子链的合成过程需要引物参与。 (4)DNA聚合酶的作用是打开DNA双链。(2021·辽宁卷，4D)(×) 提示　解旋酶的作用是打开DNA双链。 (5)烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传密码传递给子代。(2020·浙江1月选考，21B)(×) 提示　烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传信息传递给子代。 (6)果蝇体细胞中核DNA分子通过转录将遗传信息传递给子代。(2020·浙江1月选考，21C)(×) 提示　果蝇体细胞中核DNA分子通过复制将遗传信息传递给子代。 题型1　DNA复制的过程与特点(科学思维) [例1] (2025·广东清远调研)如图为真核细胞DNA复制过程的模式图。一个被15N标记的双链DNA分子含有1 000个碱基对，其中胞嘧啶有300个，让其在含14N的脱氧核苷酸的培养基中培养，共进行3次复制。下列相关叙述错误的是(　　) A.复制时两条子链的延伸方向都是从3′端→5′端 B.该过程中需要解旋酶和DNA聚合酶 C.产生的含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/4 D.该DNA分子含有腺嘌呤脱氧核苷酸700个 答案　A 解析　复制时两条子链的延伸方向都是从5′端→3′端，A错误；该复制过程中需要解旋酶和DNA聚合酶，B正确；子代DNA中，含有15N的DNA有2个，经过3次复制子代DNA分子有8个，故子代DNA中含有15N标记的DNA占全部DNA分子的比例为2/8＝1/4，C正确；一个DNA分子含有1 000个碱基对，即2 000个脱氧核苷酸，其中胞嘧啶有300个，则该DNA分子中腺嘌呤脱氧核苷酸＝(2 000－300×2)÷2＝700(个)，D正确。 比较与DNA有关的4种酶 　　　 [例2] (不定项)(2025·山东烟台质检)大肠杆菌是人和许多动物肠道中很重要的一种细菌，周身具鞭毛，能运动(拟核DNA呈环状，共含有m个碱基，其中有a个胸腺嘧啶)放在含32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间，检测到如图Ⅰ、Ⅱ两种类型的DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)，下列叙述正确的是(　　) A.大肠杆菌的拟核DNA复制为半保留复制，拟核上的基因遵循孟德尔遗传定律 B.大肠杆菌复制一次后产生的两个子代DNA中有4个游离的磷酸基团 C.第四次复制产物有Ⅰ、Ⅱ两种类型，比例为1∶7 D.复制n次需要胞嘧啶的数目是(2n－1)(m/2－a) 答案　CD 解析　大肠杆菌的拟核DNA复制为半保留复制，基因的分离定律适用于真核生物的细胞核基因，大肠杆菌是原核生物，其拟核上的基因不遵循孟德尔遗传定律，A错误；大肠杆菌的DNA呈环状，没有游离的磷酸基团，B错误；DNA复制为半保留复制，形成的子代DNA含有一条亲代链和一条新形成的子代链，所以DNA第四次复制产生的16个子代DNA分子中，2个为Ⅰ类型，14个为Ⅱ类型，即第四次复制产生的Ⅰ、Ⅱ两种类型的比例为1∶7，C正确；由题可知：T＝a，总碱基数＝m，故C＝m/2－a，复制n次，需要的C＝(m/2－a)(2n－1)个，D正确。 题型2　DNA半保留复制的实验证据(科学探究) [例3] (2022·海南卷，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)： 图1 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，但不能确定是半保留复制还是分散复制，继续做第二代DNA密度鉴定，若第二代DNA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有两条链均含有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。 [例4] (不定项)(2025·山东日照检测)研究人员将1个含14N－DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA解开双螺旋，变成单链；然后进行离心，试管中出现两种条带(如图)。下列说法错误的是(　　) A.若直接将子代大肠杆菌的DNA离心也能得到两条条带 B.由结果可推知大肠杆菌分裂一次所需的时间大约为4 h C.DNA分子中的碱基数、磷酸数和脱氧核糖数相等 D.如图的条带数目和位置可以确定DNA的复制方式 答案　BD 解析　由于14N单链∶15N单链＝1∶7且最初应该有两条含有14N的单链，推出DNA分子有8个，复制了3次。1个含14N－DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，DNA复制3次，最终得到有2个DNA的链是15N－14N，离心后在中带；有6个DNA的链都是15N的，离心后在重带，共两条条带，A正确；一共培养了24 h，DNA复制了3次，说明大肠杆菌分裂一次所需的时间大约为8 h，B错误；DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸，一分子的脱氧核苷酸是由一分子碱基、一分子磷酸和一分子脱氧核糖组成的，所以DNA分子中的碱基数、磷酸数和脱氧核糖数相等，C正确；将DNA解开双螺旋，变成单链，根据条带的数目和位置只能判断DNA单链的标记情况，但无法判断DNA的复制方式，D错误。 1.(2023·山东卷，5)将一双链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 解析　据图分析，图甲时新合成的单链①比②短，图乙时新合成的单链①比②长，且延伸进行时2条链延伸速率相等，因此可以说明①和②延伸时均存在暂停现象，A正确；甲时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，丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等，C正确；①的5′端指向解旋方向，则②链的3′端指向解旋方向，其模板链5′端指向解旋方向，D错误。 2.(2023·河北卷，6)关于基因、DNA、染色体和染色体组的叙述，正确的是(　　) A.等位基因均成对排布在同源染色体上 B.双螺旋DNA中互补配对的碱基所对应的核苷酸方向相反 C.染色体的组蛋白被修饰造成的结构变化不影响基因表达 D.一个物种的染色体组数与其等位基因数一定相同 答案　B 解析　细胞内决定相对性状的等位基因绝大部分成对地排布在同源染色体上，但在具有异型性染色体的个体细胞内，位于性染色体上的等位基因并非完全成对排布，A错误；双螺旋DNA是由两条单链按反向平行方式盘旋构成的，且两条链上的碱基遵循碱基互补配对原则。因此，组成DNA双螺旋结构中互补配对的碱基所对应的核苷酸方向也必然相反，B正确；在生物表观遗传中，除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达，C错误；一个物种的染色体组数不一定与其等位基因数相同，例如二倍体生物有两个染色体组，但人体控制ABO血型的等位基因有三个，D错误。 3.(2022·辽宁卷，4)选用合适的实验材料对生物科学研究至关重要。下表对教材中相关研究的叙述，错误的是(　　) 选项 实验材料 生物学研究 A 小球藻 卡尔文循环 B 肺炎链球菌 DNA半保留复制 C 枪乌贼 动作电位原理 D T2噬菌体 DNA是遗传物质 答案　B 解析　小球藻含有叶绿体，能进行光合作用，所以可用小球藻研究卡尔文循环，A正确；肺炎链球菌可用于格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，研究生物的遗传物质，研究DNA半保留复制一般用大肠杆菌，B错误；科学家以枪乌贼离体神经纤维为实验材料，研究动作电位原理，C正确；赫尔希与蔡斯通过T2噬菌体侵染细菌的实验，证明了DNA是遗传物质，D正确。 4.(2022·广东卷，5)下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述，错误的是(　　) A.孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律 B.摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上 C.赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质 D.沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式 答案　D 解析　孟德尔用统计学方法分析杂合子自交子代的表型及比例，发现了遗传规律，A正确；摩尔根等基于果蝇眼色与性别的关联，证明了基因在染色体上，B正确；赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记T2噬菌体的DNA和蛋白质外壳，通过对比两组实验结果，证明了DNA是遗传物质，C正确；沃森和克里克用DNA衍射图谱推算出DNA呈螺旋结构，D错误。 5.(2022·广东卷，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错误；据图可知，单链序列的碱基能够互补配对，决定线性DNA分子两端能够相连，C正确；DNA的两条链是反向平行的，因此自连环化后两条单链方向相反，D错误。 限时练23　DNA的结构、复制及基因的本质 (时间：30分钟) 一、选择题 1.(2025·河南郸城一高调研)下列有关基因和染色体的叙述，错误的是(　　) A.真核细胞的遗传信息储存在脱氧核苷酸的排列顺序中 B.基因具有多样性的原因是不同基因含有的碱基种类不同 C.人体内所有基因的碱基总数小于所有DNA分子的碱基总数 D.一条染色体上有1或2个DNA分子，每个DNA分子有多个基因 答案　B 解析　真核细胞的遗传物质是DNA，其遗传信息储存在脱氧核苷酸的排列顺序中，A正确；基因具有多样性的原因是不同基因的碱基排列顺序不同，B错误；DNA上有具有遗传效应的基因，也有不具有遗传效应的片段，因此人体内所有基因的碱基总数小于所有DNA分子的碱基总数，C正确；一条染色体上有1或2个DNA分子，每个DNA分子有多个基因，基因在染色体上呈线性排列，D正确。 2.(2025·山东日照模拟预测)科学家曾在一种病毒中发现部分碱基A可以被2－氨基腺嘌呤(Z)取代，这样的DNA被称为Z－DNA。进一步研究发现碱基Z与T之间有3个氢键，Z－DNA的存在能帮助病毒更好地抵抗细菌中某些蛋白质的攻击。下列相关叙述错误的是(　　) A.组成Z－DNA的化学元素有五种，彻底水解后可得到7种化合物 B.与正常DNA相比，Z－DNA中嘌呤碱基的比例较大，结构较稳定 C.病毒DNA中碱基A被Z取代，属于可遗传变异中的基因突变 D.Z－DNA复制时也需遵循碱基互补配对原则且需DNA聚合酶参与 答案　B 解析　Z－DNA的组成中部分碱基A被2－氨基腺嘌呤(Z)替换，因此组成Z－DNA的化学元素有五种，为C、H、O、N、P，彻底水解后可得到7种产物，包括脱氧核糖、磷酸和五种碱基，A正确；碱基Z与碱基T之间有三个氢键，因此，与没有发生替换的同种DNA比较，Z－DNA分子结构更稳定，但Z－DNA的形成是由于碱基A被Z替换所致，因而该DNA中的嘌呤碱基和嘧啶碱基依然相等，B错误；病毒DNA中碱基A被Z取代，相当于碱基序列发生改变，属于可遗传变异中的基因突变，C正确；Z－DNA也具有双链结构，其复制时也需遵循碱基互补配对原则且需DNA聚合酶参与，D正确。 3.(2025·辽宁丹东一模)沃森和克里克发现了DNA双螺旋结构，开启了分子生物学时代，DNA条形码(DNA Barcode)技术就是一种利用一个或者多个特定的片段DNA进行物种鉴定的分子生物学技术。下图中展示的中药材DNA条形码就是中药材的基因身份证。下列叙述错误的是(　　) A.DNA双螺旋结构的发现运用了建构模型法 B.中药材遗传信息的“条形码”源于DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序 C.不同种类中药材细胞的DNA分子不同，不同DNA分子水解产物种类不同 D.利用DNA条形码可以鉴定物种及物种间亲缘关系 答案　C 解析　DNA双螺旋结构的发现运用了建构模型法，DNA双螺旋结构为物理模型，A正确；中药材的遗传物质是DNA，遗传信息就储存在脱氧核苷酸的排列顺序中，B正确；不同种类的中药材细胞中的DNA分子不同，但不同的DNA分子彻底水解的产物是相同的，都是磷酸基团、脱氧核糖和4种含氮碱基，C错误；由于DNA分子具有特异性，因此利用DNA条形码可以鉴定物种及物种间亲缘关系，D正确。 4.(2025·山东日照二模)DNA复制时，一条子链的合成是连续的，称为前导链；另一条子链的合成是不连续的(先合成一些小片段，最后连成一条完整的长链)，称为后随链。复制过程中，由于DNA聚合酶不能发动新链的合成，只能催化已有链的延长，因此DNA合成是由RNA引物引发的，如下图所示。下列叙述错误的是(　　) A.前导链合成方向与复制叉移动方向一致，后随链的合成方向与之相反 B.前导链合成所需的嘌呤碱基数目等于后随链合成所需的嘌呤碱基数目 C.图中所示的“空白”区域可能由DNA聚合酶催化合成的新链来填补 D.图中引物的合成方向为5′→3′，该过程需要在RNA聚合酶作用下进行 答案　B 解析　前导链和后随链是互补的，前导链合成所需的嘌呤碱基数目等于后随链合成所需的嘧啶碱基数目，B错误；空白区域是去除RNA引物后形成的，可能由DNA聚合酶催化合成的新链来填补，C正确；图中的引物是RNA，引物的合成方向为5′→3′，该过程需要在RNA聚合酶作用下进行，D正确。 5.(2025·山东日照一模)下图为某真核细胞DNA复制的电镜照片，其中泡状结构为复制泡，是DNA正在复制的部分。据图分析正确的是(　　) A.复制泡中子链①的a、b端分别为其5′端和3′端 B.DNA聚合酶可以催化核糖核苷酸连接到子链上 C.复制泡中的每条子链都是部分连续合成、部分不连续合成的 D.图示体现了DNA复制具有边解旋边复制、单起点双向复制的特点 答案　C 解析　DNA分子复制时子链是从5′端向3′端延伸的，故图中复制泡a端为子链的3′端，b端为5′端，A错误；DNA分子复制时，DNA聚合酶催化单个脱氧核苷酸连接到子链上，B错误；DNA分子复制时是多起点双向进行的，子链从5′端向3′端延伸，据图可知，图示复制泡中的两条子链都是部分连续合成、部分不连续合成的，C正确，D错误。 6.(2025·山东日照模拟预测)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变异发生。下列有关叙述错误的是(　　) A.若子细胞中均含4条染色体，则一定有一半子细胞含有a基因 B.若子细胞中均含8条染色体，则每个子细胞中均含1个A基因和1个a基因 C.若子细胞中的核DNA均含15N，则每个子细胞均含8条染色体 D.若子细胞中一半的核DNA含15N，则每个子细胞均含8条染色体 答案　C 解析　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)，则说明精原细胞进行的是减数分裂，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，A正确；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)，则精原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，B正确；若四个子细胞中的核DNA均含15N，说明DNA只复制一次，则精原细胞进行的是减数分裂，产生的四个子细胞为精细胞，染色体数目是体细胞的一半，因此每个子细胞均含4条染色体，C错误；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正确。 7.(不定项)(2024·山东菏泽一模)下图为环状DNA分子的复制方式，被称为滚环复制。其过程是先打开其中一条单链a的一个磷酸二酯键，游离出一个3′－OH和一个5′－磷酸基末端，随后，在DNA聚合酶催化下，以b链为模板，从a链的3′－OH末端加入与b链互补的脱氧核苷酸，使链不断延长，新合成的子链随b链的滚动而延伸。与此同时，以伸展的a链为模板，合成新的子链。最后合成两个子代双链分子。下列说法正确的是(　　) A.DNA甲需要DNA水解酶断裂磷酸二酯键打开缺口 B.滚环复制中，b链滚动方向为逆时针 C.每条子链的合成都需要合成引物 D.DNA乙和DNA丙中新合成链的碱基序列相同 答案　B 解析　DNA甲需要特异的酶断裂磷酸二酯键打开缺口，DNA水解酶会将DNA水解，A错误；以环状b链为模板，从a链的3′－OH末端加入与b链互补的脱氧核苷酸，使链不断延长，通过逆时针滚动而合成新的子链，B正确；由于DNA复制过程中子链的延伸在3′－OH端，结合图示可知，滚环复制在3′－OH端开始以切开的该链为引物向前延伸，不需要合成引物，C错误；DNA乙(以b链为模板)和DNA丙(以a链为模板)中新合成链的碱基序列互补，D错误。 二、非选择题 8.(2025·重庆模拟)紫外可见分光光度计常用于核酸的分离和鉴定。为研究DNA的复制，现进行以下实验： 大肠杆菌在条件适宜时约20分钟繁殖一代。研究人员先培养大肠杆菌，然后提取DNA，经离心后，再测定溶液的紫外可见光吸收光谱，吸收光谱的峰值位置对应离心管中DNA的主要分布位置。实验步骤如下： a.将大肠杆菌在15NH4Cl(氮源)的培养液中培养足够长时间。 b.提取大肠杆菌的DNA，测定吸收光谱(图1a处所示，峰值出现在P处)。 c.将大肠杆菌转移到14NH4Cl(氮源)的培养液中培养。 d.在培养到6、13、20分钟时，分别取样，提取DNA，并测定吸收光谱，结果如图1b～d处所示。 (1)关于大肠杆菌DNA复制的方式，有三种假设：全保留复制、半保留复制和分散复制。其原理如图2所示。据此判断，现有的实验结果可以否定哪种假设？________。 (2)若分散复制这一假设成立，请绘制出大肠杆菌在14NH4Cl的培养液中培养到40分钟时的吸收光谱图e。 (要求反映出峰值的位置与P和Q的关系)。 (3)后期实验证明DNA复制方式为半保留复制。根据图1，吸收图谱只有一个峰值，且峰值的位置由P点逐渐上移到Q点，原因可能是：_________________ ___________________________________________________________________。 (4)虽然同为XY型性别决定生物，但性染色体组成为XXY的果蝇发育为雌性，XO为雄性；性染色体组成为XXY的人类则发育为男性，XO为女性，可见果蝇以________________决定性别，而人类以________________决定性别。 (5)研究发现小鼠Y染色体非同源区上的睾丸形成基因(T基因)决定睾丸的形成。某些情况下，含T基因的染色体片段会转接到X染色体上，含T基因的受精卵发育为雄性，不含T基因的发育为雌性，含2个Y染色体的受精卵不发育，那么性染色体数量正常的雄鼠基因型可能为___________________________________。 一个基因型为XYT的受精卵中的T基因丢失，发育成能产生可育雌配子的雌鼠，该鼠与一只体细胞中性染色体数量正常但基因型未知的雄鼠杂交得F1，F1随机交配得F2，则F2雌雄比例最小为________。 答案　(1)全保留复制 (2) (3)DNA复制以两条链各自作为模板，逐渐合成子链　(4)X染色体的数目　Y染色体的有无　(5)XYT、XTY或XXT　3∶4 解析　(1)关于大肠杆菌DNA复制的原理如图2所示。据此判断，不可能是全保留复制，如果是全保留复制，应该有2个波峰。(2)若分散复制这一假设成立，每一次复制形成的子代DNA的密度是一样的，只有一个波峰，40分钟复制2次，得到的DNA密度比复制1次小，T位于Q的上方，吸收光谱图为： (3)后期实验证明DNA复制方式为半保留复制，则DNA复制以两条链各自作为模板，逐渐合成子链。所以图1吸收图谱只有一个峰值，且峰值的位置由P点逐渐上移到Q点。(4)性染色体组成为XXY的果蝇发育为雌性，XO为雄性，说明有两个X染色体为雌性，一个X染色体为雄性，可见果蝇以X染色体的数目决定性别；性染色体组成为XXY的人类则发育为男性，XO为女性，说明有Y染色体为男性，无Y染色体为女性，可见人类以Y染色体的有无决定性别。(5)某些情况下，含T基因的染色体片段会转接到X染色体上，含T基因的受精卵发育为雄性，不含T基因的发育为雌性，含2个Y染色体的受精卵不发育，那么性染色体数量正常的雄鼠基因型可能为XYT、XTY或XXT。基因型为XYT的受精卵中的T基因丢失，发育成能产生可育雌配子的雌鼠，该雌鼠基因型为XY，该鼠与一只体细胞中性染色体数量正常但基因型未知的雄鼠杂交得F1，F1随机交配得F2，雄鼠基因型可能为XYT、XTY或XXT，选择XYT与XY交配，得F2雌雄比例为4∶3；选择XTY与XY交配，得F2雌雄比例为3∶4；选择XXT与XY交配，得F2雌雄比例为7∶8，故F2雌雄比例最小为3∶4。 学科网（北京）股份有限公司 $