2027届高中生物一轮复习讲义 第24讲　DNA的结构、复制及基因的本质

该高中生物学高考复习讲义围绕DNA的结构、复制及基因的本质核心考点，按结构特点、复制机制、基因本质的逻辑层次梳理知识，通过考点梳理、易错提醒、方法指导、真题训练及分层练习，帮助学生构建知识网络，突破碱基计算、半保留复制等难点，体现复习的系统性和针对性。 讲义突出科学思维与探究实践素养培养，如用图解法总结DNA碱基计算规律，结合Meselson-Stahl实验分析半保留复制，设置分层限时练。创新拓展真原核基因结构等内容，助力学生高效突破考点，提升应考能力，为教师把控复习节奏提供有力支持。

第24讲　DNA的结构、复制及基因的本质 考点一　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(连线) 2.图解DNA双螺旋结构 提醒　DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5′端，另一端有一个羟基(—OH)，称作3′端，两条单链走向相反，一条单链是从5′端到3′端的，另一条单链是从3′端到5′端的。 3.DNA的结构特点 4.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系 [创新拓展]　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。 (2)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。 (3)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。 (4)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。 (5)与RNA分子相比，DNA分子特有的碱基是U。(2017·浙江4月选考，6改编)(×) 提示　与RNA分子相比，DNA分子特有的碱基是T。 考向1　DNA分子的结构及特点[科学思维] 1.(2024·广西卷，4)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 解析　题述两个碱基中均含有N元素，A正确；碱基不含脱氧核糖，B错误；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；DNA两条链上的碱基通过氢键进行碱基互补配对，D错误。 2.(2021·广东卷，5)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；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；查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等，沃森和克里克据此推出碱基的配对方式；DNA半保留复制机制是在DNA双螺旋结构模型建立之后提出的，故选B。 考向2　DNA分子中碱基数量相关计算[科学思维] 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　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；互补的碱基在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。 4.(2026·广东惠州调研)在一个DNA分子中，腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占全部碱基的42%，若其中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的24%，胸腺嘧啶占30%，则在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占(　　) A.12%和34% B.21%和24% C.34%和12% D.58%和30% 答案　C 解析　因为A＋T占全部碱基总数的42%，所以G＋C占全部碱基总数的58%；因为两种互补碱基之和在DNA分子中与在单链上所占比例相等，所以在两条链中A＋T、G＋C均分别占42%、58%；设链1上C1占24%，则链1上G1占34%，其互补链2上C2占34%；设链1上T1占30%，则链1上A1占12%，其互补链2上T2占12%，故选C。 DNA中碱基数量的计算规律 考点二　DNA的复制 1.对DNA复制方式的探究 2.DNA复制 (1)概念、时间、场所 (2)过程 (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复制相关计算 (1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养液中连续复制n次，则： (2)DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数 ①若亲代DNA分子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·(2n－1)。 ②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·2n－1。 [创新拓展] 1.半不连续复制与冈崎片段 (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)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互补配对的短单链RNA，PCR中的引物是短单链DNA)。 2.双向复制：绝大多数DNA采取双向复制，少数DNA采取单向复制 3.真核生物染色体DNA的复制特点 ①图中显示DNA复制是从多个起点开始的，但多个起点并非同时进行。 ②图中显示DNA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。　　　 4.环状DNA的复制方式分为滚环式复制，D环复制和θ型复制，如下图所示的θ型复制：单起点双向复制。 (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。 (3)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。 (4)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。 考向1　DNA复制的过程[科学思维] 1.(2024·河北卷，4)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 解析　DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误；复制开始时，在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开，这个过程叫作解旋，由于DNA双链反向平行，故其中一条链由5′端向3′端解旋，另一条链则相反，B错误；在转录过程中，不需要解旋酶参与，C错误。 2.(2025·北京卷，5)1958年，Meselson和Stah1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属于稳定同位素，不具有放射性，A错误；亲代大肠杆菌离心后出现一条DNA带(15N/15N－DNA)，位置靠近试管的底部；转移培养后第一代细菌的DNA离心后，试管中也只有一条DNA带(15N/14N－DNA)，位置居中；第二代细菌的DNA离心后，试管中出现两条带，一条带位置居中(15N/14N－DNA)，另一条带的位置更靠上(14N/14N－DNA)，因此得到的DNA带的位置有三个，证明了DNA的半保留复制，B正确；将DNA变成单链后再进行离心，只能得到15N－DNA和14N－DNA两条带，与实验结果不同，C错误；大肠杆菌易培养、繁殖快，因此选择大肠杆菌作为实验材料，D错误。 考向2　DNA复制过程中的有关计算[科学思维] 3.(2021·浙江6月选考，14)含有100个碱基对的一个DNA分子片段，其中一条链的A＋T占40%，它的互补链中G与T分别占22%和18%，如果连续复制2次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为(　　) A.240个 B.180个 C.114个 D.90个 答案　B 解析　一条链的A＋T占40%，则它的互补链中A＋T也占40%，双链中A＋T也占40%，推出双链中G＋C占60%，G＝C，则DNA中C占30%，所以含有100个碱基对的一个DNA中C＝60(个)。连续复制2次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为(22－1)×60＝180(个)。 4.(2026·河北邢台调研)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 答案　B 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1，B错误；根据碱基互补配对原则，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。 5.(2026·江西南昌模拟)哺乳动物的线粒体DNA是双链闭合环状分子，外环为 H链，内环为L链，如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.线粒体DNA分子中含有两个游离的磷酸基团 B.子链中新形成的磷酸二酯键数目和脱氧核苷酸数目相同 C.子链1的延伸方向是 3′端→5′端，需要 DNA聚合酶的催化 D.若该线粒体 DNA放在含15N的培养液中复制3次，含15N的 DNA有 6个 答案　B 解析　线粒体DNA分子为环状DNA，其中不含游离的磷酸基团，A错误；由于形成的DNA分子是环状的，因此子链中新形成的磷酸二酯键数目和脱氧核苷酸数目相同，B正确；图示表明，子链1的延伸方向是 5′端→3′端，子链合成过程需要 DNA 聚合酶的催化，C错误；若该线粒体DNA放在含15N的培养液中复制 3 次，由于DNA进行半保留复制，故每个DNA分子都含有新合成的子链，新合成的子链中均含有15N，即含15N的DNA有23＝8(个)，D错误。 限时练24　DNA的结构、复制及基因的本质 (时间：30分钟　分值：50分) 【对点强化】 考点一　DNA的结构与基因的本质 1.(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，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。 2.(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的两条链是反向的，因此自连环化后两条单链方向相反，D错误。 3.(2026·河南驻马店质检)细菌的质粒DNA分子具有三种不同构型：①完整的环形结构(cccDNA)；②只有一条链保持完整的环形结构，而另一条链出现一至数个缺口(ocDNA)；③发生双链断裂而形成线性分子(LDNA)。下列叙述正确的是(　　) A.cccDNA中有一至数个游离的羟基或磷酸基团 B.cccDNA中A—T碱基对占比越多，其结构越稳定 C.ocDNA复制时不需要引物和DNA连接酶的参与 D.LDNA进行半保留复制且该过程不需要线粒体供能 答案　D 解析　cccDNA为完整的环形结构，其中没有游离的羟基或磷酸基团，A错误；cccDNA中G—C碱基对占比越多，其结构越稳定，B错误；ocDNA复制时，需要引物和DNA连接酶的参与，C错误；DNA的复制方式是半保留复制，细菌是原核生物，没有线粒体，所以细菌质粒DNA(包括LDNA)的复制过程不需要线粒体供能，D正确。 4.(2026·安徽安庆模拟)肽核酸(PNA)是通过计算机建模并最终人工合成的核酸类似物，其以多肽骨架取代核酸主链(如图)，可以通过碱基互补配对识别并专一性结合DNA或RNA序列，形成稳定的双螺旋结构。经修饰的PNA应用于许多高科技领域，如利用PNA特异性侵入和撬开双链DNA分子并与之稳定结合，进而纠正与疾病相关的突变基因，实现非酶促基因编辑，该方法脱靶效应较低。下列相关叙述正确的是(　　) A.合成PNA主链骨架所需要的嘌呤类碱基包括腺嘌呤、鸟嘌呤 B.突变基因的碱基数可能不变，但遗传信息及氢键数一定改变 C.PNA介导的基因编辑脱靶效应低依赖于PNA与突变基因碱基间的牢固结合 D.PNA能撬开双链DNA分子间的氢键，作用类似于RNA聚合酶和DNA聚合酶 答案　C 解析　根据题意可知，肽核酸(PNA)以多肽骨架取代核酸主链(五碳糖和磷酸交替排列构成基本骨架)，因此PNA主链骨架是由多肽构成的，不包含碱基部分，A错误；基因突变包括基因中碱基的增添、缺失和替换，若是发生碱基的替换，基因的碱基数量不变，碱基替换时如由G替换为C，则基因中氢键的数量也不变，B错误；结合题意可知，经修饰的PNA可应用于许多高科技领域，如利用PNA特异性侵入和撬开双链DNA分子并与之稳定结合，进而纠正与疾病相关的突变基因，实现非酶促基因编辑，故PNA介导的基因编辑脱靶效应低依赖于PNA与突变基因碱基间的牢固结合，C正确；RNA聚合酶具有解旋的作用，可使DNA两条链间碱基对之间的氢键断裂，但DNA聚合酶不能使碱基对之间的氢键断裂，故PNA的作用与DNA聚合酶不同，D错误。 考点二　DNA的复制 5.(2021·北京卷，4)酵母菌的DNA中碱基A约占32%，关于酵母菌核酸的叙述，错误的是(　　) A.DNA复制后A约占32% B.DNA中C约占18% C.DNA中(A＋G)/(T＋C)＝1 D.RNA中U约占32% 答案　D 解析　DNA分子的复制方式为半保留复制，复制时遵循A—T、G—C的配对原则，则DNA复制后的A约占32%，A正确；酵母菌的DNA中碱基A约占32%，则A＝T＝32%，G＝C＝(1－2×32%)÷2＝18%，B正确；DNA遵循碱基互补配对原则，A＝T、G＝C，则(A＋G)/(T＋C)＝1，C正确；由于RNA为单链结构，且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来，故RNA中U不一定约占32%，D错误。 6.(2026·甘肃诊断)两条链均只含14N的一个亲代DNA分子，有200个碱基T，在含15N标记的脱氧核苷酸培养基中复制1次得到两个子代DNA分子。下列叙述错误的是(　　) A.两个子代DNA分子均只有1条链含15N B.亲代DNA分子复制1次需200个碱基A C.子代DNA分子中存在碱基对T—U D.DNA独特的双螺旋结构为复制提供了精确模板 答案　C 解析　DNA分子进行半保留复制，两个子代DNA分子中均只有一条链是新合成的，含15N，A正确；由题意可知，亲代DNA分子中含有200个碱基T，则A＝T＝200(个)，亲代DNA分子复制1次，得到两个子代DNA分子，即新增1个DNA分子，故需要200个碱基A，B正确；DNA分子中无碱基U，C错误；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，D正确。 7.(2026·河南安阳一中质检)某DNA分子片段中共含有3 000个碱基，其中腺嘌呤占35%。该DNA分子片段以15N标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到图甲所示结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到图乙所示结果。下列有关分析错误的是(　　) A.X层与Y层中DNA相对分子质量之比小于1∶3 B.Y层中含15N标记的鸟嘌呤有2 700个 C.第二次复制结束时，含14N的DNA分子占1/4 D.W层与Z层的核苷酸数之比是7∶1 答案　C 解析　对该DNA复制3次的结果分析如图(表示未标记的脱氧核苷酸链，表示15N标记的脱氧核苷酸链)： 由此可知，图甲X层为2个14N/15N－DNA，Y层为6个15N/15N－DNA，故X层与Y层中DNA相对分子质量之比小于1∶3，A正确；该DNA分子片段中含有3 000个碱基，腺嘌呤占35%，则A＝T＝1 050个，G＝C＝450个，且Y层的6个DNA分子只含15N，因此，Y层中含15N标记的鸟嘌呤共有450×6＝2 700(个)，B正确；第二次复制结束，得到的4个DNA分子中2个含有14N，因此含14N的DNA分子占1/2，C错误；图乙Z层为2条含14N的脱氧核苷酸链，W层为14条含15N标记的脱氧核苷酸链，W层与Z层的脱氧核苷酸数之比为7∶1，D正确。 8.(2026·广东湛江调研)亚硝胺是一种DNA诱变剂，能使鸟嘌呤发生甲基化，甲基化的产物会与胸腺嘧啶发生错配。将洋葱根尖细胞用亚硝胺处理，发现一个核DNA分子单链上的一个G发生甲基化(假设甲基化的碱基不会去甲基化)。下列说法正确的是(　　) A.DNA双链中G和C的含量越高，则稳定性越强 B.甲基是DNA半保留复制的原料之一 C.DNA复制需要多种酶的参与，这些酶可为化学反应提供活化能 D.经3次有丝分裂，由G—C碱基对突变为A—T碱基对的细胞占1/8 答案　A 解析　根据DNA结构中的数量关系分析，A—T之间有两个氢键，G—C之间有三个氢键，DNA双链中G和C的含量越高，则稳定性越强，A正确；根据DNA复制的条件分析，DNA复制所需原料是游离的4种脱氧核苷酸，甲基不是DNA半保留复制的原料，B错误；DNA复制需要解旋酶、DNA聚合酶等，酶可降低化学反应的活化能，不能为化学反应提供能量，C错误；鸟嘌呤甲基化的产物会与胸腺嘧啶发生错配，经3次有丝分裂，一个DNA分子形成的DNA分子数为23＝8(个)，得到的8个细胞中由G—C突变为A—T的细胞有3个，占3/8，D错误。 【综合提升】 9.(2026·辽宁锦州检测)科学家发现在某些DNA单链中富含G，每4个G之间通过氢键等连接形成一个正方形的“G4平面”，让DNA有了非比寻常的结构——“G－四链体”，如图。当DNA处于双螺旋结构时，“G－四链体”并不会产生，只有在DNA双链结构暂时被“解开”而暴露出单链DNA时，才有机会形成“G－四链体”。下列有关叙述错误的是(　　) A.“G－四链体”含有C、H、O、N、P五种元素 B.与肝细胞相比，肝癌细胞可能更容易形成“G－四链体” C.“G－四链体”可能在DNA复制和转录过程中形成 D.“G－四链体”中(A＋G)/(T＋C)的值与双链DNA中的相等 答案　D 解析　“G－四链体”是由DNA单链中富含G的区域，每4个G通过氢键等连接形成的结构，每个脱氧核苷酸都含有C、H、O、N、P五种元素，A正确；与肝细胞相比，肝癌细胞分裂旺盛，DNA复制频繁，每次复制均需将DNA双链解旋成单链，更容易形成“G－四链体”，B正确；DNA复制和转录时，DNA双螺旋解开，可能会形成“G－四链体”，C正确；DNA双螺旋结构中数量上A＝T、C＝G，所以(A＋G)/(T＋C)的值始终等于1，而“G－四链体”中只涉及一条DNA链的部分区域，所以“G－四链体”中(A＋G)/(T＋C)的值不一定与双链DNA中的相等，D错误。 10.(2026·江苏海安质检)M13噬菌体是一种寄生于大肠杆菌的丝状噬菌体，其DNA为含有6 407个核苷酸的单链环状DNA。M13噬菌体增殖的部分过程如图所示，其中SSB是单链DNA结合蛋白。下列相关叙述正确的是(　　) A.M13噬菌体的遗传物质复制过程中不需要先合成RNA引物来引导子链延伸 B.SSB的作用是防止解开的两条单链重新形成双链，利于DNA复制 C.过程⑥得到的单链环状DNA是过程②～⑤中新合成的DNA D.过程②～⑥需要断裂2个磷酸二酯键，合成6 407个磷酸二酯键 答案　B 解析　M13噬菌体DNA是一种单链环状DNA，进入大肠杆菌后先合成为复制型双链环状DNA，再进行滚环复制，即在M13噬菌体的双链环状DNA分子一条链上切一个切口，产生游离的3′端羟基作为延伸起点，最后在宿主细胞DNA聚合酶的催化下，以另一条单链为模板不断地合成新的子链。①过程需要先合成RNA引物来引导子链延伸，③过程不需要，A错误；SSB是单链DNA结合蛋白，由图可知，SSB的作用是防止解开的两条单链重新形成双链，利于DNA复制，B正确；据题图可知，过程⑥得到的单链环状DNA是原来的DNA，过程②～⑤中新合成的子链DNA存在于复制型DNA中，C错误；该DNA为含有6 407个核苷酸的单链环状DNA，由图可知，过程②～⑥需要断裂2个磷酸二酯键，一共合成6 409个磷酸二酯键，D错误。 11.(2026·黑龙江龙东地区联考)研究者将1个含14N/14N－DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养1.5 h后，提取子代大肠杆菌的DNA，将DNA双链解开再进行密度梯度离心，试管中出现两种条带，如图1所示。DNA复制时两条子链的延伸方向相反，其中一条子链称为前导链，该链连续延伸；另一条称为后随链，该链逐段延伸，这些片段称为冈崎片段，如图2所示。将某植物的分生区细胞(2n＝18)在含放射性标记的胸腺嘧啶的培养基中培养足够长的时间，然后转移到无放射性培养基中再培养一段时间，测定分裂期细胞中带放射性DNA的细胞的百分率，结果如图3所示。 (1)根据图1所示信息，可知该种大肠杆菌的细胞周期大约为________ h，判断的理由是____________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (2)图2中，________(填“甲链”或“乙链”)为后随链，该链的合成过程中，除需要解旋酶之外，还需要________________________(至少答出一种)等酶，其合成的方向与复制叉延伸的方向________(填“相同”或“相反”)，依据是 __________________________________________________________________。 (3)图3中，更换培养基后1个细胞连续进行两次有丝分裂形成的4个子细胞中，________个细胞带有放射性。更换培养基后处于第二次有丝分裂的细胞中，含有放射性的染色体有________条。根据图中信息可知，更换培养基________小时后开始有细胞进入第二次有丝分裂的分裂期。 答案　(1)0.5　1个含14N/14N－DNA的大肠杆菌在以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养1.5 h后，14N的DNA单链数和15N的DNA单链数分别是2条、14条，共形成了8个DNA分子，说明DNA分子共复制了3次，即细胞分裂了3次，故大肠杆菌的细胞周期约为0.5 h　(2)甲链　RNA聚合酶、DNA连接酶　相反　后随链的合成方向是从右到左(沿甲链的5′到3′)，复制叉延伸的方向是从左到右(沿甲链的3′到5′)　(3)2、3或4　18　20 解析　(1)依据题图1信息可知，1个含14N/14N－DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养1.5 h后，提取子代大肠杆菌的DNA，将DNA双链解开再进行密度梯度离心，得到条带1(14N的DNA单链)∶条带2(15N的DNA单链)＝1∶7，而母链14N链只有两条，可知DNA单链共有16条，即共有8个DNA分子，说明DNA分子共复制了3次，大肠杆菌的细胞周期约为1.5÷3＝0.5(h)。(2)依据题干信息，DNA复制时，后随链是逐段延伸的，这些片段称为冈崎片段，所以据题图可知，甲链为后随链，在该链的合成过程中，染色体复制时需要合成一小段RNA作为引物，因此需要RNA聚合酶的参与，后随链合成时会先形成多个DNA单链的片段(冈崎片段)，之后需要DNA连接酶连接，故该链的合成过程中，除需要解旋酶之外，还需要RNA聚合酶和DNA连接酶等酶的参与。由题图2可知，后随链的合成方向是从右到左(沿甲链的5′到3′)，复制叉延伸的方向是从左到右(沿甲链的3′到5′)，因此后随链合成的方向与复制叉延伸的方向相反。(3)依据题干信息，将某植物的分生区细胞(2n＝18)在含放射性标记的胸腺嘧啶的培养基中培养足够长的时间，说明亲代细胞均含有放射性，然后转移到无放射性培养基中再培养，1个细胞连续进行两次有丝分裂形成4个子细胞。DNA的复制是半保留复制，在第一次分裂完成后18条染色体上的DNA分子均为1条链含放射性，一条链不含放射性，再进行第二次有丝分裂，由于DNA的半保留复制，刚进入第二次分裂期的细胞中，含放射性的染色体仍为18条，但是处于第二次分裂期的前期、中期的细胞中，每条染色体上的4条DNA单链中只有1条被标记，即每条染色体中只有1条染色单体被标记，在有丝分裂后期，被标记的DNA和未被标记的DNA随机分配到细胞的一极，故更换培养基后1个细胞连续进行两次有丝分裂形成的4个子细胞中，可能有2个、3个或4个细胞带有放射性。据题图3可知，20～25 h，曲线再次出现上升，细胞进入第二轮分裂期，因此更换培养基20小时后开始有细胞进入第二次有丝分裂的分裂期。 学科网（北京）股份有限公司 $