第28讲 DNA的结构、复制及基因的本质-【创新教程】2027年高考生物总复习大一轮讲义

参考答案 3.C「噬菌体侵染细菌时，会将自身的核酸注入细菌内， 2.(1)间期细胞核(2)解旋脱氧核苷酸DNA聚合 而蛋白质外壳留在外面，这是噬菌体侵染细菌的特，点， 酶碱基互补配对(3)多个复制速率单(4)完 A正确；细菌有核糖体，蛋白N0是在细菌细胞内合成 全相同(5)双螺旋 碱基互补配对遗传信息遗传 的蛋白质，所以在细菌的核糖体中合成，B正确：在转录 信息 过程中，以DNA的一条链为模板合成mRNA,进而指导 3.一个或两个有遗传效应的DNA片段许多个基因 蛋白质的合成，而不是双链DNA的两条链都作为模板 脱氧核苷酸排列顺序 指导蛋白No合成，C错误：因为最终合成的是含多个 教考衔接 串联重复肽段的蛋白Neo,说明串联重复DNA中单个 1.×2.×3. 重复单元转录产生的mRNA无终止密码子，若有终止密 素养培优 码子就会提前终止翻译，不能形成含多个串联重复肽段 1.第一代只出现一条居中的DNA条带，这个结果排除了 的蛋白，D正确。] 全保留复制的方式。 第28讲DNA的结构、复制及基因的本质 2.量子物理学奠基人薛定谔认为遗传是遗传信息的复制、 研析考点·层级突破 传递与表达，遗传物质是一种信息分子。 考点1必备知识复盘教材夯实 3.(1)同位素标记法、密度梯度离心法 1.沃森和克里克脱氧核苷酸TG (2)半保留复制 2.C、H、O、N、P.脱氧核苷酸磷酸脱氧核糖碱基 (3)分散复制 A与T配对G与C配对 关键能力提升 3.(1)多样(2)特异(3)稳定 1.A[rep蛋白具有解旋功能，破坏的是A与T、G与C 教考衔接 之间的氢键；从题图中可看出有了DNA结合蛋白后，碱 2.×3.×4.× 基之间不能再形成氢键，可以防止DNA单链重新形成 素养培优 双链；DNA连接酶可以将随从链之间的缺口通过磷酸二 1.当时科学界已经发现的证据有：①英国科学家威尔金斯 酯键连接，从而形成完整的单链。】 和富兰克林提供的DNA的X射线衍射图谱：②奥地利 2.D[T2噬菌体是病毒，不能用普通培养基培养，不能用 著名生物化学家查哥夫的研究成果。 T2噬菌体代替大肠杆菌进行题述实验，A错误；DNA分子 2.(1)DNA虽然只含有4种脱氧核苷酸，但是碱基的排列 中不含S元素，不能用(NH,)2SO、(NH,),S),分别代 顺序却是千变万化的。碱基排列顺序的千变万化，使 替5NH,Cl、14NHCl进行题述实验，B错误；试管③中a带 DNA储存了大量的遗传信息。 的DNA的两条链均含有14N,而b带的DNA的一条链 (2)①靠DNA碱基对之间的氢键维系两条链的偶联： 含有N,另一条链含有5N,C错误；需综合比较试管① ②在DNA双螺旋结构中，由于碱基对平面之间相互靠 ②③的结果才能证明DNA的半保留复制，D正确。 近，形成了与碱基对平面垂直方向的相互作用力。 3.(1)dATP脱去B、Y位上的两个磷酸基团后，则为腺嘌呤 3.(1)脱氧核苷酸 1：1:1(2)脱氧核苷酸磷酸、脱氧 脱氧核苷酸，是合成DNA的原料之一 (2)防止RNA 核糖和含氮碱基(3)解旋酶限性内切核酸酶DNA 分子与染色体DNA的W基因发生片段杂交(3)解旋 连接酶(4)2n一3n3n一m (4)DNA酶 关键能力提升 真题考法·素养演练 1.C[单链序列脱氧核苷酸数量相等、分子骨架同为脱氧 真题研析 核糖与磷酸交替连接，不能决定该线性DNA分子两端 [例]A[DNA的外侧是由脱氧核糖和磷酸交替连接构 能够相连，A、B错误：据题图可知，单链序列的碱基能够 成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基 互补配对，决定该线性DNA分子两端能够相连，C正 对，A正确；双链DNA中G一C碱基对占比越高，DNA 确：DNA的两条链是反向的，因此自连环化后两条单链 热变性温度越高，B错误；DNA聚合酶催化形成的是磷 方向相反，D错误。] 酸二酯键，C错误；互补的碱基在单链上所占的比例相 2.B[通过DNA分子双螺旋结构构建过程可知：首先将 等，若一条链的G十C占47%，则另一条链的G+C也占 脱氧核糖、磷酸、碱基连接起来，形成脱氧核苷酸；其次 47%,A+T占1一47%=53%，D错误。 将单个脱氧核糖核苷酸连接起来形成1条多核苷酸链， 真题品悟 然后再将两条脱氧核苷酸链连接起来，最后两条脱氧核 1.C LDNA的元素组成都是C、H、O、N、P,A不符合题 苷酸链形成双螺旋结构，即③②①④，B正确，A、C、D 意；DNA分子的核苷酸种类只有4种，B不符合题意：每 错误。 种DNA的碱基序列不同，“尼安德特人”与现代人的 3.A[已知双链DNA分子中，腺嘌吟与胸腺嘧啶之和占 DNA碱基序列有相似部分，证明“尼安德特人”与现代人 全部碱基的54%，即A十T=54%,则A=T=27%,C= 是近亲，C符合题意；DNA的空间结构都是规则的双螺 G=50%一27%一23%。又已知一条链上的胞嘧啶占该 旋结构，D不符合题意。] 链碱基总数的22%、胸腺嘧啶占28%，即C1=22%,T1 2.B[图中含有尿嘧啶和胸腺嘧啶，应该代表的是转录 =28%,根据碱基互补配对原则，C=(C十C,)÷2,所以 (或逆转录)过程，图中箭头所指碳原子为脱氧核糖的2 C,=24%,同理T2=26%。] 号碳原子，其上连接的基团是一H,A错误；甲链中相邻 4.B[若DNA分子一条链中的碱基A所占比例为a,据 两个五碳糖通过磷酸二酯键连接，即核酸中连接两个核 此无法计算出另一条链的碱基C所占比例，A错误：如果 苷酸的是磷酸二酯键，B正确；若图中序列编码一个氨基 一条链上的A:T:G:C=2:2:3:3,则另一条链上该 酸，即图示过程为转录过程，则其密码子为5'一CAU一3'， 比值为2：2：3：3，C错误；由50个碱基对组成的DNA 因为密码子读取的方向是5端·3端，C错误；遗传信息 分子片段中至少含有氢键的数量为50×2=100（个），最 通过转录过程从甲链流向乙链，还可通过逆转录过程从 多含有氢键的数量为50×3=150（个），D错误。] 乙链流向甲链，D错误。] 5.ABC「DNA的基本单位是由四种脱氧核苷酸组成， 3.B[N没有放射性，它与“V只是氨元素的不同同位 A正确；由题图可知DNA的四螺旋结构是由DNA单链 素，质量不同，可通过密度梯度离心技术区分含不同氨 螺旋而成，用DNA解旋酶可以打开该结构的氢键，B正 元素的DNA,进而区分DNA的母链和子链，A错误； 确；DNA分子中“G一四联体螺旋结构”是一条单链形成 在N标记DNA的实验中，得到的DNA带的位置有轻 的，该结构中含有1个游离的磷酸基团，C正确：DNA双 带（两条链都含1N)、中带（一条链含14N,一条链含15N)、 螺旋中A=T,C=G,所以(A十G)/(T十C)的值始终等 重带（两条链都含iN)三个；根据不同代DNA在离心后 于1，而该结构只有一条DNA单链，所以其中(A十G)/ 出现的这些带的位置和比例，证明了DNA的半保留复 (T十C)的值不一定相等，D错误。 制，B正确；若将DNA解链为单链后离心，无论是全保 考点2必备知识复盘教材夯实 留还是半保留复制，都是只有两条条带，不能证明DNA 1.半保留同位素标记全部重带 1/2轻带、12中带 的半保留复制，C错误；选择大肠杆菌作为实验材料是因 半保留复制 ·497· 高考总复习生物学 为大肠杆菌繁殖快，容易培养，能在短时间内获得大量 一条BrdU链（深蓝色）；第二次复制后，原链继续保留， 的子代，便于观察实验结果，而不是因为它有环状质粒 新链均为BrdU链，此时一半DNA为深蓝色，一半为浅 DNA,D错误。 蓝色：第三次复制时，所有DNA均为BrdU链，故深蓝色 4.B[题图中的噬菌体DNA上，D基因起始区至终止区 染色单体仅占14，A错误；第二次分裂中期时，所有染 除了含有152个氨基酸的编码序列，还包含终止密码子 色体的DNA均为一条原链十一条BrdU链（深蓝）或两 的编码序列，故D基因的碱基数为152×3十3=459 条BrdU链（浅蓝），色差染色体数为2n;第三次分裂时， (个)，A错误；据题图可知，E基因编码第2个和第3个 部分DNA为两条BrdU链（浅蓝），无色差，色差染色体 氨基酸的碱基序列为5'一GTACGC一3'，根据互补DNA 数少于2，B错误；第m次DNA复制需消耗游离胞嘧啶 与原DNA反向平行及威基互补配对原则可知，其互补 脱氧核苷酸为a·2(每次复制需前一次DNA总量)， DNA序列是5'-GCGTAC一3'，B正确；DNA复制的原 而非a·2”,C错误：若第二次分裂中期（减数分裂Ⅱ）细 料是4种脱氧核糖核苷酸，C错误；D基因和E基因编码 胞无色差染色体，说明姐妹染色单体DNA均为BrdU 区重叠但密码子的读取起，点不一致，所以编码的氨基酸 链，该细胞为次级精母细胞，分裂后子细胞染色体数为 序列不相同，D错误。] n,D正确。] 素养微专题10 第29讲 基因的表达 深研真题确定考向 研析考点·层级突破 1.B[大肠杆菌在含有3H一脱氧核苷培养液中培养， DNA的复制方式为半保留复制，大肠杆菌拟核DNA第 考点1必备知识复盘教材夯实 1.(1)核糖核苷酸蛋白质氨基酸密码子核糖体 1次复制后产生的子代DNA的两条链一条被H标记， 遗传物质 另一条未被标记，大肠杆菌拟核DNA第2次复制时，以 2.DNA的一条链细胞核叶绿体、线粒体游离的4种 两条链中一条被3H标记，另一条未被标记的DNA分子 核糖核苷酸RNA模板链上 为模板，DNA双链区段①为浅色，②③中DNA两条模 3.(1)mRNA(3)tRNA mRNA tRNA终止密码子 板链中一条有掺入3H一脱氧核苷，另一条无，而新合成 脱离 的子链都掺入3H一脱氧核苷。故双链都掺入3H一脱 教考衔接 氧核苷的DN双链区段，显深色；仅单链糁入的DNA双 1.×2.×3.× 链区段，显浅色。ACD错误，B正确。 素养培优 2.C[第一个分裂周期中，由于DNA分子是半保留复制， 1.tRNA和rRNA参与蛋白质的合成过程，但是这两种 因此形成的每条染色单体均为一条链含有BrdU,一条 RNA本身不会翻译为蛋白质。 链不含有，均呈深蓝色，A正确：第二个分裂周期中，以 2.可以从增强密码容错性的角度来解释，当密码子中有一 含有BrdU为模板复制的染色单体两条链均含有BrdU, 个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变 呈浅蓝色；以不含有BdU为模板复制的染色单体一条 其对应的氨基酸：也可以从密码子使用频率来考虑，当 链含有BrdU,一条链不含有，呈深蓝色，因此每条染色 某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一 体的两条染色单体着色都不同，B正确：第二个分裂周期 种氨基酸可以保证翻译的速度。 结束后，两条链均含有BrdU和一条链含有BrdU,一条 3.(1)少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。 链不含有的染色单体各占一半，再经过DNA复制后，以 (2)翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰，甲硫氨酸 不含有BdU的一条链为模板复制的染色单体为深蓝 在此过程中往往会被剪切掉。 色，其余均为浅蓝色，C错误；根尖分生区的细胞可以进 关键能力提升 行有丝分裂，所以不管经过多少个细胞周期，依旧可以 1.B[题图1细胞没有以核膜为界限的细胞核，属于原核 观察到含有BrdU的深蓝色染色单体，D正确。] 细胞，可以边转录边翻译，A正确；图1细胞是原核细 演练提升即时突破 胞，没有线粒体，B错误：真核生物细胞核DNA中的遗 1.D[分离细胞器使用差速离心法，而DNA离心采用密度梯 传信息通过转录传递到mRNA中，mRNA必须通过核孔 度离心法，两者原理不同，A正确；若I代DNA离心后出 到细胞质中的核糖体上才能作为翻译的模板，C正确；图 现1条重带(15N-15N)和1条轻带(4N-14N),说明母 示表示遗传信息的转录和翻译过程，遗传信息的流动方 链完全保留，支持全保留复制，B正确；Ⅱ代DNA离心 向为DNA-mRNA蛋白质，D正确。] 后若出现轻带(4N一4N),可能是半保留复制（中带和轻 2.ABC「从题图中可以看出，R蛋白可以和乙烯结合，也 带)或全保留复制（重带和轻带），仅凭轻带无法确定复 可以和酶结合，R蛋白分布于内质网膜上，是乙烯的受 制方式，C正确；若Ⅱ代出现中密度带(N一1“N),说明 体，同时调节酶T的活性，A正确；在有乙烯的存在下，E DNA复制时母链与新链结合，支持半保留复制，而非全 蛋白被剪切后的产物可进入细胞核影响基因的表达，有 保留复制，D错误。 乙烯生理反应，B正确：从题图中可以看出，无乙烯与R 2.B[据图可知，甲、乙、丙三个细胞中的染色体数目：染 蛋白结合时，酶T有活性，使E蛋白磷酸化，C正确；无 色单体数目均为1：2，且甲细胞的染色体数目均为乙 乙烯条件下，酶T与R蛋白结合，使得E蛋白磷酸化，出 丙细胞的2倍，这说明甲细胞正处于第2次有丝分裂的 现无乙烯生理反应，酶T活性丧失的纯合突变体不会出 前期或中期，乙、丙细胞正处于减数分裂Ⅱ的前期或中 现无乙烯生理反应，D错误。] 期，所以该精原细胞总共经历了2次DNA复制（有丝分 3.B[RNA聚合酶能识别DNA模板上特定的位，点即启 裂间期1次，后续有丝分裂或减数分裂前的间期1次)和 动子，并与之结合，催化RNA的合成，A正确：肝素与 1次着丝粒分裂（第一次有丝分裂后期），A正确：甲、乙 RNA聚合酶结合后能改变RNA聚合酶的空间结构，但 丙三个细胞中的染色体数目：染色单体数目均为1：2， 不会使之失去活性，B错误：自变量为是否加入蛋白S, 且甲细胞的染色体数目均为乙、丙细胞的2倍，这说明甲 故对照组应加入不含蛋白S的缓冲液，由于肝素能与 细胞正处于第2次有丝分裂的前期或中期，若处于有丝 RNA聚合酶结合，使RNA聚合酶不能与启动子结合， 分裂前期，则着丝粒并不位于赤道板上，B错误：丙细胞 所以加入肝素后mRNA的合成受到抑制，因而没有新的 的含2P的染色体数为4条，染色单体数目为8条，但其 RNA合成，C正确；根据两曲线的比较可知，加入蛋白 中含P的染色单体数目有5条，这说明其中一对同源 S的实验组产物中放射性明显增多，说明蛋白S能解除 染色体的非姐妹染色单体发生了互换，其发生的时期是 肝素对转录的抑制作用，D正确。] 联会形成四分体时，C正确：丙细胞分裂产生的子细胞均 4,AD[因为肽键数=氨基酸数一肽链数，则该蛋白质的 含32P,若甲、乙细胞在分裂后期，不含2P的子染色体全 肽键数为m十n一2个，A错误；该蛋白质中有m十n个氨 部移到细胞的一极，则其分裂产生的4个子细胞中，2个 基酸，则合成蛋白质的mRNA中至少含有的密码子为 含P,2个不含2P,D正确。] (m十n)个，B正确；DNA(或基因)中碱基数：mRNA上 3.D[第三次有丝分裂中期时，每个DNA分子已复制三 碱基数：氨基酸个数=63：1，蛋白质中有m十n个氨 次。第一次复制后DNA均为一条原链（不含BrdU)和 基酸，则蛋白质基因中至少有碱基数是6(m十n),C正 ·498·第五单元遗传的物质基础 第28讲DNA的结构、复制及基因的本质 构建体系>素养建模 网络构建素养呈现 知识体系—定内容 核心素养一定能力 生命 通过掌握DNA分子的结构和功能，理解生 元素组成 条件 基本单位 药D网 复 原料、模板、酶、能量 观念 命的延续和发展 制 通过DNA分子中的碱基数量和DNA复制 空间结构 特点 半保留复制 科学 的计算规律，培养归纳与概括逻辑分析和计 :结构特点 ! 基因 边解旋边复制 思维 算能力 有遗传效应的DNA片段 贼基排列顺序代表遗传信息 科学 通过对DNA复制方式的探究，培养实验设 探究 计及结果分析的能力 研析考点>层级突破 透析考点素养培育 考点1DNA的结构及相关计算 [必备知识·复盘] (3) 性：如两条主链磷酸与脱氧核糖 教材夯实 交替连接的顺序不变，碱基配对方式不 1.DNA双螺旋结构模型的构建 变等。 构建者 教考衔接 DNA以4种 查哥夫提 1.科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲， 构 为单位组 出DNA中 建 成长链 DNA A=,C= DNA双 依据的是DNA的碱基序列。 呈螺旋 富兰克林拍摄的 螺旋结 结构 (2024·北京卷，2C)( )》 程 DNA衍射图谱呈 构模型 “X”形 2.若双链DNA一条链的G+C=47%,则 2.DNA的结构 条链中A+T=47%。 元素组成 2'号碳连”-H”而不 (2024·浙江6月选考，9D)( ) 此位置是0（氧）不是碳 是“-0H 磷酸 3.制作DNA双螺旋结构模型时，鸟嘌呤与胞 A:腺嘌呤 小分子 基团 ①脱氧核糖 T:胸腺嘧啶 嘧啶之间用2个氢键连接物相连。() 54 C:胞嘧啶 32 基 、G:鸟嘌岭 4.沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基 (4种 -含氮诚基不同) 配对方式。 () 体 游离的磷 G、C间个数健 素养培优 氢键 交替连接，排列 1.(必修2P4“思考·讨论”)沃森和克里克在 Q5 在外侧，构成基 平 本骨架， 排 构建模型的过程中，利用了哪些他人的经验 面结构 列在内侧，通过 氢键形成碱基对 和成果？ :AH 碱基互补配对原 则是 A、T间2个氦键 U 两条脱氧核苷酸长链按反向 平行方式盘旋成双螺旋结构 2.(必修2P1“探究·实践”) 3.DNA的结构特点 (1)DNA只含有4种脱氧核苷酸，它为什么 (1) 性：具n个碱基对的DNA可能 能够储存足够量的遗传信息？ 有4”种碱基对排列顺序。 2) 性：每种DNA分子都有其特定 的碱基对排列顺序。 159 高考总复习生物学 (2)DNA是如何维系它的遗传稳定性的？ 2.图为一个DNA分子片段的结构示意图，搭 建一个DNA分子模型正确的顺序是 3.(情景探究)根据DNA分子结构图回答下 列问题。 ①多核苷酸双链 ②1条多核苷酸链 3 ③脱氧核苷酸 ④双螺旋结构 35磷酸AT☐习 A.①②④③ B.③②①④ 二酯键 ® 氢键 C.③④②① D.④①②③ ◆GCO 螺旋化 P ◆[提升点2]通过DNA分子结构的相关计 3= 算考查科学思维能力和计算能力 P 3.在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和 (1)基本单位： 占全部碱基总数的54%。若其中一条链的胞 ①由磷酸、脱氧核糖、含氨碱基组成，三者之 嘧啶占该链碱基总数的22%，胸腺嘧啶占 间的数量关系为 28%,则另一条链上，胞嘧啶、胸腺嘧啶分别占 ②每个DNA片段中，含2个游离的磷酸 该链碱基总数的 ( 基团。 A.24%、26% B.22%、28% (2)水解产物：DNA的初步水解产物是 C.27%、23% D.20%、30% ,彻底水解产物是 4.下列有关双链DNA分子的叙述，正确的是 0 () (3)DNA分子中存在的化学键（分子间引力） A.若DNA分子一条链中的碱基A所占比例 ①氢键：碱基对之间的引力，可用 为a,则另一条链的碱基C所占比例为 断裂，也可加热断裂。 12-a ②磷酸二酯键：磷酸和脱氧核糖之间的化学 B.如果一条链上(A十T)：(G+C)=m,则 键，用 处理可切割，用 另一条链上该比值也为m 处理可连接」 C.如果一条链上的A:T:G:C=2:2: (4)碱基对数与氢键数的关系 3:3,则另一条链上该比值为3：3：2：2 ①若碱基对数为n,则氢键数为 D.由50个碱基对组成的DNA分子片段中 ②若n个碱基对中，A有m个，则氢键数为 至少含有氢键的数量为150个 5.（不定项)科学家在 OG(鸟嘌呤) 一DNA单链 [关键能力·提升] 人体快速分裂的细 …氢键 胞中发现了DNA ◆[提升点1]通过DNA分子结构考查理解 的四螺旋结构，形成 能力和获取信息的能力 该结构的DNA单 1.(2022·广东高考)入噬菌体的线性双链 链中富含G,每4个G之间通过氢键等形成 DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体 一个正方形的“G4平面”，继而形成立体的 在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化（如 “G四联体螺旋结构”（如图）。下列叙述正 图)，该线性分子两端能够相连的主要原 确的是 因是 A.组成该结构的基本单位为脱氧核糖核 ( TCCACCCGCCCG 苷酸 B.用DNA解旋酶可以打开该结构中的 氢键 A.单链序列脱氧核苷酸数量相等 C.每个G四联体螺旋结构中含有一个游离 B.分子骨架同为脱氧核糖与磷酸 的磷酸基团 C.单链序列的碱基能够互补配对 D.该结构中(A十G)/(T+C)的值与双链 D.自连环化后两条单链方向相同 DNA中相等 160 第五单元遗传的物质基础 考点2 DNA的复制及基因的本质 [必备知识·复盘] (3)类型 教材夯实的 复制起点 图示 1.DNA半保留复制的实验证据 (假说 复制 真核生物 ①图中显示DNA复制是从 起点开始的 材料大肠杆菌 但多起点并非同时进行 解读②图中显示DNA复制是边解旋边双向复制的 方法 法、密度梯度离心技术 ③真核生物的这种复制方式的意义在于提高 亲代 子一代 子二代 ④一个细胞周期中每个起点一般只起始1次 全N(重链 ,00N00半重半轻 0000g<000000 重0000C15N(重链) 图示 复制泡 1N(轻链) 15N(重链) 004a<0a/金轻 尚未复制 00000半重半轻 生 解读 通常为起点、双向复制 实验 过程 从每一代DNA分子中取等量的DNA进行密 度梯度离心 (4)结果 一个DNA分子形成了两个 的 -轻带） DNA 中间带 带 DNA分子。 重带 (5)DNA准确复制 立即取出 提取DNA→离心一 DNA具有独特的 结构，为复制提供了精 过程 分析 繁殖二代提取DNA一离心一全部中带 确的模板，通过 原则，保证了复制 取出 能准确地进行 繁殖两代提取DNA→离心一 取出 DNA通过复制，将 从亲代细胞传递给 子代细胞，从而保持了 的连续性 结论)-证明DNA分子复制的特点是 2.DNA复制 3.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系 (1)概念、时间、场所 也可能是有遗传效应 的RNA片段 (染色体 DNA病毒在宿主 DNA复制 染色体是DNA的主 位徵 数量 每条染色体上有 细胞内 DNA 要载体 分子 DNA 概念 时间 场所 实质 基因通常是 本质↑数量 每个DNA分子含 以亲代DNA 细胞分裂前 主要是 遗传信 有 为模板合成 5 ,线粒体 息的复 装因在染色体上里线 基因 子代DNA的 和叶绿体中 制 性排列 基因的 过程 也存在 脱氧核苷酸是基因 代表 的基本单位 (2)过程 遗传信息 脱氧 两条DNA的单链分别作为模 核苷酸 ①需要细胞提供能量 板同时进行复制 解 ②需要酶的作用 ③结果：将DNA双螺旋 亲代 教考衔接 的两条链解开 DNA DNA ①模板：解开后的每 1.DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成 聚合酶 条母链 ②原料：游离的4种 子链 (2024·河北卷，4A)() 合 2.DNA分子两条链之间的氢键是由DNA聚 母锁 ③酶： 等 链 在 ④原则： 合酶催化形成的。 原则 ⑤方向：5'端→3'端 (2024·浙江6月选考，9C)( 每条新链与其对 DNA聚合酶重新螺旋： 应的模板链盘绕 3.DNA分子复制是边解旋边双向复制的。 成双螺旋结构 161· 高考总复习生物学 素养培优 [关键能力·提升] 1.（必修2P“旁栏思考”)第一代只出现一条 ◆[提升点1]通过DNA复制过程考查信息 居中的DNA条带，这个结果排除了哪种复 提取能力、理解能力 制方式？ 1.如图所示为某DNA复制过程的部分图解， 其中rep蛋白具有解旋的功能。下列相关 叙述错误的是 2.（必修2P“相关信息”)如何理解遗传物质 DNA结合蛋白 5 rep蛋白 是信息分子？ 随从链 复制叉移动方向 领头链 3.(情景探究)科学家推测DNA复制可能有 A.rep蛋白可破坏A与C、T与G之间形成的 如图1所示的三种方式。为确定其复制方 氢键 B.DNA结合蛋白可能具有防止DNA单链 式，1958年，Meslson和Stahl进行如下实 重新形成双链的作用 验：在氮源为4N的培养基中培养大肠杆菌 C.DNA复制具有边解旋边复制和半保留 若干代（对照），在氨源为5N的培养基中培 复制的特点 养大肠杆菌若干代（亲代），将亲代大肠杆菌 D.随从链之间的缺口需要DNA连接酶将 转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代 其补齐 (子代I和子代Ⅱ)，各组提取DNA后离心 ◆[提升点2]通过探究DNA复制的方式考 查科学探究能力 得到如图2所示的结果。请回答下列问题。 2.如图表示利用大肠杆菌探究DNA复制方 当初推测DNA可能有三种复制方式图解 式的实验，下列叙述正确的是 全保留复制 在含NH,C1 的培养液 半保留复制 1-M 中生长若 转移到含NHLC的培养 魅续培养 千代 液中细胞分裂1次 细胞分裂1次 分散复制 提取DNA 提取DNA 密度梯度离 密度梯度离 亲代DNA 子代DNA a带 代表用5N标记 试管① 试管②日 代表用N标记 试管@日b带 图1 A.可用T2噬菌体代替大肠杆菌进行上述 实验 对照 亲代子代I 子代Ⅱ 轻 B.可用(NH4)23SO、(NH,),3SO4分别代 重U 替5NH,Cl、14NH,C1进行上述实验 全轻 全重 全中轻、中 各50% C.试管③中b带的DNA的两条链均含 轻带DNA:两条链均标记为N 有14N 重带DNA:两条链均标记为15N 中带DNA:一条链为15N,另一条链为N 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 图2 3.用一段由放射性同位素标记的DNA片段 (1)本实验过程采用的方法有哪些？ 可以确定基因在染色体上的位置。某研究 (2)图2实验结果表明DNA分子复制的方 人员使用放射性同位素32P标记的脱氧腺苷 式是哪种类型？ 三磷酸(dATP,dA一P。~Pa~Py,)等材料 (3)若将复制后DNA加热解旋后进行离 制备了DNA片段甲（单链），对W基因在染 心，图1三种推测复制方式中，哪种复制方 色体上的位置进行了研究，实验流程的示意 图如下。 式与其他两种实验结果有较大差异？ 染色体样 品制备 混合 漂洗 放射性 检测 DNA片段 甲制备 162 第五单元遗传的物质基础 回答下列问题。 (3)为了使片段甲能够通过碱基互补配对与 (1)该研究人员在制备32P标记的DNA片 染色体样品中的W基因结合，需要通过某 段甲时，所用dATP的&位磷酸基团中的磷必 须是2P,原因是 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， (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 又对动物细胞内某基因的mRNA进行了检 RNA分子，去除RNA分子的目的是 测，在实验过程中用某种酶去除了样品中的 DNA,这种酶是 真题考法>素养演练 感悟高考素养提升 汇真题研析]—浸润素养 C.若图中序列编码一个氨基酸，则其密码 子为UAC 例门(2024·浙江6月选考)下列关于双链 D.遗传信息可从甲链流向乙链，但不能从 DNA分子结构的叙述，正确的是 乙链流向甲链 A.磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA 考向2]DNA的复制 的基本骨架 3.(2025·北京卷)1958年，Meselson和Stahl B.双链DNA中T占比越高，DNA热变性 通过5N标记DNA的实验，证明了DNA的 温度越高 半保留复制。关于这一经典实验的叙述正 C.两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化 确的是 D.若一条链的G十C占47%，则另一条链 A.因为5N有放射性，所以能够区分DNA 的A+T也占47% 的母链和子链 [关键信息点] B.得到的DNA带的位置有三个，证明了 ① 双链DNA的分子结构 DNA的半保留复制 DNA的基本骨架是磷酸一脱氧核糖 C.将DNA变成单链后再进行离心也能得 ② 长链 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 [真题品悟 厚积素养 环状质粒DNA [考向3]基因的本质 [考向1]DNA的结构 4.(2023·海南高考)噬菌体ΦX174的遗传物 1.(2024·北京高考)科学家证明“尼安德特人” 质为单链环状DNA分子，部分序列如图。 是现代人的近亲，依据的是DNA的( E基因起始 A.元素组成 B.核苷酸种类 E法因终止瓷餐酸 C.碱基序列 D.空间结构 SATCCTTIATCCTACGCIGCAAGCACTGATCTAAFG3 2.(2025·贵州卷)下图为核酸的部分结构及 Met 别 遗传信息传递过程的示意图。下列叙述正 D基因起始 D基因终止 确的是 ) 下列有关叙述正确的是 ( ) A.D基因包含456个碱基，编码152个氨 基酸 A B.E基因中编码第2个和第3个氨基酸的 碱基序列，其互补DNA序列是5'一 GCGTAC-3' C.噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA 聚合酶和4种核糖核苷酸 D.E基因和D基因的编码区序列存在部分 重叠，且重叠序列编码的氨基酸序列 A.图中箭头所指碳原子上连接的基团是 相同 -OH C温鉴提西 B.甲链中相邻两个五碳糖通过磷酸二酯键 学习至此，请完成配套训练 1 时冲关28 连接 163 高考总复习生物学 素养微专题10 DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题 [深研真题 确定考向] [归纳概括提炼核心] 1.(2024·浙江1月卷)大肠杆菌在含有3H 解答DNA复制与细胞分裂中染色体的标记 脱氧核苷培养液中培养，3H一脱氧核苷掺 问题的关键是构建细胞分裂过程模型图，并清 入到新合成的DNA链中，经特殊方法显 楚染色体与DNA的关系。具体如下： 色，可观察到双链都掺入3H一脱氧核苷的 DNA DNA区段显深色，仅单链掺入的显浅色，未 复制 掺入的不显色。掺入培养中，大肠杆菌拟核 染色体 复制 第一次 同位素标记 分裂 复制 DNA第2次复制时，局部示意图如图。 未标记 DNA DNA双链区段①、②、③对应的显色情况可 能是 1.有丝分裂中子染色体标记情况分析 (1)过程图解（选取1对同源染色体）。 进行一次有丝分裂（母链被同位素标记，培 养液中不含标记同位素)： A.深色、浅色、浅色 B.浅色、浅色、深色 着丝粒分裂 C.浅色、深色、深色 D.深色、浅色、深色 复制一次 2.(2021·浙江6月卷)在DNA制时，5-溴尿 着丝粒分裂 嘧啶脱氧核苷(BrdU)可作为原料，与腺嘌 1对同源染色 1对同源染色 4条被同位 呤配对，掺人新合成的子链。用Giemsa染 体上的双链 体上的4条姐 素标记的染 DNA分子 妹染色单体 色体 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， 转至不含标记同位素的培养液中再培养一 只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝 个细胞周期： 色。现将植物根尖放在含有BrdU的培养 着丝粒分裂 液中培养，取根尖用Giemsa染料染色后， 着丝粒分裂 观察分生区细胞分裂中期染色体的着色情 复制一次 况。下列推测错误的是 () 着丝粒分裂 A.第一个细胞周期的每条染色体的两条染 着丝粒分裂 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 每条染色体中只 4条染色体中的每条 8条染色体 有1条DNA链被 染色体都只有1条姐 中只有4条 标记 妹染色单体被标记 被标记 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 (2)规律总结：若只进行一次有丝分裂，产生的 不同的染色体均为14 子染色体都带有标记同位素；若进行两次 D.根尖分生区细胞经过若干个细胞周期 有丝分裂，产生的子染色体只有一半带有 后，还能观察到深蓝色的染色单体 标记同位素。 ·164 第五单元遗传的物质基础 2.减数分裂中子染色体标记情况分析 18 ☑染色体数日 (1)过程图解：减数分裂一般选取一对同源 614 口染色单体数目 口含”2P染色体数目 四含2P染色单体数目 染色体为研究对象，如图所示。 减数分 裂Ⅱ 42 减数分 天 数分 裂Ⅱ A.该精原细胞已经历了2次DNA复制和 1次着丝粒分裂 (2)规律总结：进行减数分裂的细胞DNA只 B.甲细胞的纺锤丝牵引着染色体运动且着 复制一次，因此产生的子染色体都带有标 丝粒在赤道板上 记同位素。 C.形成丙细胞的过程发生了四分体的非姐 [演练提升 即时突破 妹染色单体互换 1.某科研小组为探究“DNA复制的方式是半保 D.分裂结束后，3个细胞最多可形成2个不 留复制还是全保留复制”，用N标记大肠杆菌 含32P的子细胞 的DNA(初始均为5N一15NDNA),再将其 3.将某动物（体细胞中染色体数为2）分裂旺 转移到含4N的培养基中培养，不同时刻 (I代、Ⅱ代)收集大肠杆菌，提取DNA进 盛的精巢组织置于含有BrdU(结构与胸腺 行离心。下列叙述错误的是 () 嘧啶脱氧核苷酸类似，可与碱基A配对)的 A.分离细胞器与该实验中DNA离心的方 培养液中培养，在不同分裂时期取出细胞， 法不同 用Giemsa染料染色（已知DNA分子两条 B.若I代DNA离心后出现1条重密度带 单链均含BrdU呈浅蓝色，不含或一条单链 和1条轻密度带，则支持全保留复制 含BrdU时呈深蓝色)。若一条染色体的两 C.根据Ⅱ代DNA离心后是否出现轻密度 条染色单体颜色有差异，称为色差染色体。 带无法准确判断DNA复制的方式 下列说法正确的是 D.若Ⅱ代DNA离心后出现中密度带，则支 A.对处于第三次有丝分裂中期的细胞进行 持全保留复制 染色观察，在所有的染色单体中，深蓝色 2.研究人员将DNA均被32P标记的果蝇(2n 占34 =8)的精原细胞置于不含32P的培养液中培 B.在第二次分裂中期的细胞中和第三次分裂 养，结果发现其中一个精原细胞经历一次有 中期的细胞中出现的色差染色体数均为2 丝分裂后形成两个细胞，这两个细胞中的一 C.若亲代DNA分子含胞嘧啶a个，第m次复 个再次经历一次有丝分裂，另一个进入减数 制共需消耗游离胞嘧啶脱氧核苷酸a·2 分裂，此两细胞分裂过程中产生了甲、乙、丙 三个细胞，这些细胞的染色体和染色单体情 D.若观察到某个第二次分裂中期的细胞没 况如图所示。在不考虑其他变异的情况下， 有色差染色体，则该细胞分裂产生的子 下列叙述错误的是 ( 细胞染色体数为n ·165