第20讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质（专项训练）（5年考情+3大核心速记+3大题型专攻）（专项训练）（北京专用）2027年高考生物一轮复习讲练测

**基本信息** 以北京考情为导向，通过考情定向、核心速记、分层专练构建“结构-复制-基因本质”递进式知识体系，融合科学思维与探究实践，实现靶向突破。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |考情定向|5年北京真题统计|考情分析与备考策略|考频与考点关联，明确复习重点| |核心速记|3大核心知识|知识体系构建与易混概念辨析|从结构特点到复制机制再到基因本质的逻辑链条| |分层专练|基础题30+情境题14+压轴题11|题型分类与解题步骤（如碱基计算规律、半保留复制实验分析）|基础巩固→重难突破→真题拔高的能力梯度|

第20讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质 第一部分 五年考情·精准定向 北京考情概览 北京热点情境 北京备考策略 第二部分 三大核心·主干速记 一图串联·核心梳理·易错辨析 核心知识01 DNA分子的结构 核心知识02 DNA的复制 核心知识03 基因的本质 第三部分 分层专练·靶向攻关 题型专攻·基础题（北京视野，单选，3大题型） 两年重难·情境题（北京模拟，单选、非选择题） 五年真题·压轴题（北京视野，单选、非选择题，含2026年高考真题） 第一部分 五年考情·精准定向 考情概览 新课标要求 考题统计 1.沃森和克里克是怎样揭示DNA的双螺旋结构的？这一研究过程给我们哪些启示？ 2.DNA的双螺旋结构有哪些主要特点？ 3.怎样证明DNA是半保留复制的？ 4.DNA的复制过程是怎样的？ 5.DNA的半保留复制对遗传信息的稳定传递有什么意义？ 6.基因是什么？ 7.DNA是如何携带遗传信息的？ 8.如何理解DNA的多样性和特异性？ 2025年北京卷，DNA分子复制过程 2024年北京卷，DNA分子的结构；基因的结构与功能 2023年北京卷，DNA分子的复制过程及意义 2021年北京卷，DNA分子中碱基的计算 1．考查频次：近5年北京高考基本每年都有该专题的考查，是高频考点。该专题主要聚焦在DNA分子的结构与计算，DNA复制过程、意义方向的考查。同时，该部分知识点还喜欢与基因的表达部分一起出题。 2．考查要点：考查内容聚焦三大板块：一是DNA分子的结构与功能；二是DNA分子的复制过程及意义；三是基因的本质。 热点情境 情境1：北大生科院高宁团队，解析PCNA-FEN1-RNaseH2复合物冷冻电镜结构，阐明真核滞后链 RNA 引物切除完整机制，填补 DNA 复制后期结构空白。 对应知识点：DNA分子的复制过程。 情境2：清华大学生命学院联合中科院生物物理所（北京），开发 LiveFISH 技术，实时观测活细胞 DNA 复制、基因位点染色质动态。 对应知识点：DNA 分子结构、基因序列、染色质空间结构。 备考策略 1. 搭建完整的知识体系，夯实基础。 （1）DNA 分子结构 ①分层梳理结构层级脱氧核苷酸→脱氧核苷酸链→双螺旋 DNA→核小体→染色质→染色体区分：脱氧核糖、核糖；磷酸二酯键、氢键；A-T2 个氢键、G-C3 个氢键。 ②碱基互补配对规律专项突破 （2） DNA 的复制： ①时期：细胞分裂 S 期； ②场所：细胞核、线粒体、叶绿体（北京特色考点） ③条件：模板、原料、酶（解旋酶、DNA 聚合酶、DNA 连接酶、RNaseH2/FEN1）、能量 ④三大特点：半保留复制、边解旋边复制、双向复制 ⑤两条链差异：前导链连续合成；滞后链→冈崎片段→RNA 引物切除→连接酶封口 （3） 基因的本质 三组易混概念对比（北京选择题区分度拉满） ①基因 / DNA / 脱氧核苷酸 / 染色体 四者包含关系 ②基因突变（碱基序列改变）vs DNA 甲基化（表观修饰，序列不变） ③核基因 vs 叶绿体 / 线粒体质体基因（半自主复制） 2. 对接北京本地热点情境，专项大题训练 （1）读材料：圈出北京研究机构、核心技术（冷冻电镜、EdU 标记、LiveFISH、DNA 甲基化存储）； （2）剥离新信息：区分 “教材原有知识点” 和 “科研新发现”，设问 90% 依托课本； （3）定位考点：判断属于 DNA 结构 / 复制 / 基因本质哪一块； （4）规范表述：用课本专业术语作答，拒绝口语化。 第二部分 两大核心·主干速记 内容速览：DNA分子的结构、DNA的复制、基因的本质。 一图串联 核心梳理 核心知识1 DNA分子的结构 考点1:DNA分子的结构 1.结构特点 （1）由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。 （2）外侧:脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架； （3）内侧:碱基通过氢键连接成碱基对。 （4）碱基互补配对原则：A=T G≡C 2..DNA分子结构特点 (1)稳定性：空间结构相对稳定。 ①两条主链上磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变，排列在外侧构成基本骨架； ②两条链间的碱基互补配对方式稳定不变，总是A与T、G与C配对。碱基对及其侧链基团对维持DNA分子的空间结构的稳定有着重要的作用。 (2)多样性：碱基多种多样的排列顺序 若DNA含有n个碱基对，则其可能有4n种碱基排列顺序 (3)特异性：每个DNA分子都有特定的碱基排列顺序，代表了特定的遗传信息。 【注意】 (1)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，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。 (2)DNA只有4种脱氧核苷酸，能够储存足够量遗传信息的原因是构成DNA的4种脱氧核苷酸的数目成千上万，脱氧核苷酸的排列顺序千差万别。 （3）数量关系 a.一个磷酸可与1或2个脱氧核糖相连 b.每个DNA分子片段中，有2个游离的磷酸基团 c.脱氧核糖数=磷酸数=含氮碱基数 d.A一T间有2个氢键，G—C间有3个氢键 注意：DNA分子中氢键越多，越稳定。 （4）位置关系 a.单链中相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接 b.互补链中相邻碱基通过氢键相连 （5）连接方式 a.氢键：连接互补链中的互补配对的碱基 b.磷酸二酯键:连接单链中相邻的两个脱氧核苷酸 （6）酶的作用位点 a.解旋酶：打开氢键，使DNA双链解开 b.DNA酶：打开磷酸二酯键，水解DNA c.限制酶：识别双链DNA分子中的某种特定核苷酸序列，并使 每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开 d.DNA聚合酶：形成磷酸二酯键，使子链延伸 e.DNA连接酶：形成磷酸二酯键,连接DNA片段 3. DNA的变性与复性 （1）DNA的变性：碱基对的氢键断裂，双链变成单链。 （2）DNA的复性：变性DNA 在适当条件下，使两条彼此分开的链恢复到双螺旋结构。热变性DNA一般经缓慢冷却后即可复性，此过程称之为" 退火"(annealing）。 考点2:DNA中碱基数量的计算规律点 设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。 1.规律1：双链DNA中，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，即A+G=C+T。 2.规律2：双链DNA中，任意两种不互补的碱基之和占总碱基的50%，如A+G=C+T=A+C=G+T=总碱基的50%。 3.规律3：双链DNA中，一条链中互补碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和，如A1+T1=A2+T2。 4.规律4：互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即若在一条链中（A+T）/（G+C）=m，则在互补链及整个DNA分子都有（A+T）/（G+C）=m。 5.规律5：非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA一条链中（A+G）/（T+C）=a，则在其互补链中（A+G）/（T+C）=1/a，而在整个DNA分子中（A+G）/（T+C）=1。 核心知识2 DNA的复制 考点1：DNA半保留复制的实验证据 1.两种DNA复制假说 在早期的研究中，科学家们提出DNA复制的模型，包括半保留复制和全保留复制。 （1）半保留复制是由沃森和克里克提出的遗传物质自我复制的假说，他们认为新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。 （2）全保留复制是指DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。 2.DNA半保留复制方式的实验证据 （1）实验材料和方法：以大肠杆菌为材料，运用同位素标记法、密度梯度离心法。 （2）科学方法：假说一演绎法。 （3）演绎推理 （4）实验过程：让大肠杆菌在15NH4Cl的培养若干代，再放置在14NH4Cl培养。 （5）实验原理：只含15N的DNA密度大，只含14N的DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。 ①重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA。 ②中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA。 ③轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。 （6）实验结果：离心后应出现三条DNA带。 （5） 实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。 考点2：DNA复制的过程 1.概念：以亲代DNA分子为模版合成子代DNA分子的过程。 2.DNA复制场所 （1）真核细胞：主要在细胞核中，但在线粒体、叶绿体也有DNA的复制； （2）原核细胞：主要在拟核中，在质粒处也有DNA的复制。 3.发生时期(真核生物) 细胞分裂前的间期(有丝分裂前的间期、减数分裂前的间期)，随着染色体的复制而完成。 4. 过程 （1）模版：解开的每一条母链； （2）原料：四种脱氧核苷酸； （3）酶：解旋酶和DNA聚合酶； （4）原则：碱基互补配对原则 （5）方向：沿着子链的5’端→3’端； 5.特点：边解旋，边复制；半保留复制。 6.精确复制的原因 （1）DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板； （2）碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行。 7.复制的意义：将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。 【拓展】DNA的半不连续复制和多起点复制 1.半不连续复制 （1）在复制起点处，两条链解开形成复制泡，DNA向两侧复制形成两个复制叉。解开的两条母链都可以作为模板链。 （2）DNA聚合酶只能催化子链沿5′→3′方向延伸。因此以3'→5'的链为模板链时，DNA聚合酶可以沿5′→3’的方向合成互补的新链，这条新链称为前导链。 （3）当以5′→3'的链为模板时则不能连续合成新链，这条新链称为滞后链。DNA聚合酶先合成冈崎片段。DNA连接酶负责把这些冈崎片段的缺口补平，使冈崎片段连成完整的DNA链。 （4）这种前导链的连续复制和滞后链的不连续复制在生物细胞中是普遍存在的，称为DNA的半不连续复制。 2.DNA复制的起点和方向 （1）原核生物：单起点双向复制 （2）真核生物：多起点双向复制 在复制速率相同的前提下，图中DNA是从其最右边开始复制的，这种复制方式提高了DNA复制的效率。 考点3：DNA复制相关计算 1.DNA分子数 （1） 子代DNA分子数：2n个。 （2） 含亲代母链的DNA分子数：2个。 （3） 只含亲代母链的DNA分子数：0个。 （4） 不含亲代母链的DNA分子数：2n-2个。 （5） 含亲代母链的DNA分子数与子代DNA分子数之比为：2/ 2n 2.脱氧核苷酸链数 亲代DNA分子经 n 次复制后，则 （1）子代DNA分子中脱氧核苷酸链数：2n+1条 （2）亲代脱氧核苷酸链数：2条。 （3）新合成的脱氧核苷酸链数：2n+1-2条 3.消耗的脱氧核苷酸数 若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则 （1）则经过n次复制共需要消耗该脱氧核苷酸个数为：m(2n-1)。 （2）第n次复制需要消耗该脱氧核苷酸个数为：m × 2n-1。 【易错提醒】DNA的半不连续复制和多起点复制 （1）“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别：前者包括所有的复制，后者只包括最后一次复制。“复制n次”是一共消耗多少脱氧核苷酸；“第n次复制”是单纯这一次复制消耗多少脱氧核苷酸。 （2）在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。 （3）看清碱基的数目单位是“对”还是“个”,“DNA分子数”还是“链数”,“含”还是“只含”等关键词。 4.有丝分裂过程中染色体和DNA的变化 （1）DNA复制后DNA分子存在位置与去向 ①2个子DNA位置：当1个DNA分子复制后形成2个新DNA分子后，这2个子DNA位于两条姐妹染色单体上，且由着丝粒连在一起，如图所示： ②子DNA去向：在有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期，当着丝粒分裂时，两条姐妹染色单体分开，分别移向细胞两极，此时子DNA随染色单体分开而分开。 （2）过程图解：用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行两次有丝分裂，情况如图所示： ①第一次有丝分裂形成的两个细胞中所有的DNA分子都呈“杂合状态”，即15N/14N－DNA； ②第二次有丝分裂形成的子细胞有多种可能性，可能子细胞的所有染色体都含15N，也可能子细胞的所有染色体都不含15N。即子细胞含有15N的染色体为0～2n条(体细胞染色体为2n条)。 ③规律总结:若只复制一次，产生的子染色体都带有标记，若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。 5.DNA复制与减数分裂中染色体标记情况分析 若进行减数分裂，则细胞只在减数第一次分裂前的间期进行了一次DNA分子的复制，染色体中DNA的标记情况如图所示(DNA被15N标记的细胞在不含标记的培养液中培养，以一对同源染色体为例): 由图可以看出，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂两次，但DNA只在减数第一次分裂前的间期复制一次，所以4个子细胞中所有DNA分子均呈杂合状态，即“15N/14N-DNA”。 核心知识3 基因的本质 考点1：基因的本质 1.遗传信息 （1）DNA病毒、细胞的遗传信息：DNA分子中(碱基对)脱氧核苷酸的排列顺序。 （2）RNA病毒的遗传信息: RNA分子中(碱基)核糖核苷酸的排列顺序。 2.基因通常是有遗传效应的核酸片段。                                                        （1）DNA病毒、细胞的基因：有遗传效应的DNA片段。                                （2）RNA病毒的基因：有遗传效应的RNA片段。 【易错提醒】 （1）不是所有的DNA片段都是基因，必须是有遗传效应的DNA片段才是基因。 （2）不是所有的基因都位于染色体上，叶绿体、线粒体和拟核区也有基因。 （3）基因不全是有遗传效应的DNA片段，对于遗传物质是RNA的生物而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。 3.基因、DNA、染色体之间的关系 考点2：原核细胞和真核细胞基因的结构 1.原核细胞基因结构示意图 （1）非编码区：不能转录为mRNA,不能编码蛋白质。 （2）编码区：能转录为相应的mRNA,进而指导蛋白质的合成，即能够编码蛋白质。原核细胞基因的编码区是连续的，转录出的mRNA不需要剪切。 （3）启动子、RNA聚合酶、终止子 ①启动子：位于基因首端的一段能与RNA聚合酶结合并能起始mRNA合成的序列。没有启动子，基因就不能转录。 ②RNA聚合酶：能够识别启动子上的结合位点并与其结合的一种蛋白质。 ③终止子：位于基因尾端的一段特殊的DNA片段，它能阻碍RNA聚合酶的移动，并使其从DNA模板链上脱离下来，使转录终止。 2.真核细胞基因结构示意图 与原核细胞基因结构不同，真核细胞基因的编码区是间隔的、不连续的，其中编码氨基酸的序列称为外显子，不编码氨基酸的序列称为内含子。最初转录出来的mRNA(被称为mRNA前体)通过剪切将内含子对应部分去除，只留下外显子对应部分。 第三部分 分层专练·靶向攻关 题型专攻·基础题（北京视野，单选，3大题型） 考查重点：DNA的结构、DNA复制、基因的本质 题型一：DNA的结构 1．（2026·北京·三模）某科学家分析了多种生物DNA的碱基组成，一部分实验数据如下表所示。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 1.57 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 1.01 1.02 1.01 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具有双链结构 【答案】D 【详解】A、不同生物的DNA碱基组成均符合A/T、G/C、嘌呤/嘧啶接近1的共同规律，说明DNA结构在不同生物中具有统一性，可支持生物由共同祖先进化而来，A正确； B、表格仅呈现了DNA的静态碱基比例，未涉及DNA复制过程的相关证据，因此不能支持DNA半保留复制，B正确； C、不同生物的A/G、T/C比值差异明显，说明不同生物DNA的碱基含量和排列顺序存在差异，支持DNA排列顺序具有多样性，C正确； D、双链DNA遵循碱基互补配对原则，即A=T、G=C，因此A/T、G/C、嘌呤/嘧啶的比值均接近1，可以支持DNA具有双链结构，D错误。 2．（2026·北京房山·一模）DNA双螺旋结构的发现运用了多种科学方法。下列方法中，在DNA结构模型建立与验证中未直接使用的是（    ） A．同位素标记法——追踪DNA分子的复制方式 B．归纳法——从X射线衍射图谱总结DNA的结构 C．假说-演绎法——提出碱基互补配对假说并以实验数据验证 D．模型建构法——通过物理模型验证碱基的空间排列 【答案】A 【详解】A、同位素标记法追踪DNA分子的复制方式，是后续科学家验证DNA半保留复制特点时使用的方法，并未直接参与DNA双螺旋结构模型的建立与验证过程，A符合题意； B、科学家对DNA的X射线衍射图谱结果进行归纳分析，总结得出DNA为螺旋结构，该过程使用了归纳法，B不符合题意； C、沃森和克里克先提出碱基互补配对的假说，再结合查哥夫发现的“DNA中A含量等于T、G含量等于C”的实验数据验证假说，用到了假说-演绎法，C不符合题意； D、沃森和克里克通过搭建DNA物理模型，不断调整碱基、磷酸等组分的空间排列，最终得到合理的双螺旋结构，用到了模型建构法，D不符合题意。 3．（25-26高三上·北京东城·期末）水熊虫在极端环境下会大量合成海藻糖保护细胞结构，并通过损伤抑制蛋白(Dsup)保护DNA．关于海藻糖、Dsup及DNA的叙述，不正确的是（　　） A．三者都含C、H、O、N、P等元素 B．组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸 C．Dsup的合成需通过氨基酸间的脱水缩合 D．Dsup和DNA都是由单体构成的多聚体 【答案】A 【详解】A、海藻糖属于糖类，元素组成为C、H、O，不含N、P；DNA的元素组成为C、H、O、N、P；Dsup是蛋白质，主要含C、H、O、N，可能含少量S但不含P。三者并非都含C、H、O、N、P，A错误； B、DNA是脱氧核糖核酸，其基本单位为脱氧核苷酸，B正确； C、Dsup为蛋白质，其合成需核糖体参与，通过氨基酸的脱水缩合形成肽键，C正确； D、Dsup（蛋白质）的单体是氨基酸，DNA的单体是脱氧核苷酸，二者均属于生物大分子多聚体，D正确。 故选A。 4．（25-26高三上·北京朝阳·期中）埋藏万年的古DNA中，胞嘧啶易脱氨基变为尿嘧啶。关于发生脱氨基的古DNA，下列叙述合理的是（    ） A．基本骨架由排列在内侧的碱基对构成 B．脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键被破坏 C．嘌呤与嘧啶的比值并未发生改变 D．与其PCR产物的碱基对类型一致 【答案】C 【详解】A、DNA的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接构成，排列在外侧，而非内侧的碱基对，A错误； B、胞嘧啶脱氨基仅改变碱基结构（C→U），未破坏脱氧核苷酸间的磷酸二酯键，B错误； C、原C-G对中，C（嘧啶）脱氨基变为U（嘧啶），互补链仍为G（嘌呤）。复制后形成U-A（嘧啶-嘌呤）和G-C（嘌呤-嘧啶），嘌呤与嘧啶总数仍相等，比值未改变，C正确； D、PCR过程中，U会被当作T，其互补链生成A，而原互补链G生成C，产物碱基对为T-A和C-G，与原DNA（U-G错配）类型不一致，D错误。 故选C。 5．（24-25高三上·北京·阶段检测）下图为核苷酸链结构图，下列表述不正确的是（　　） A．能构成一个完整核苷酸的是图中的a和b B．图中与每个五碳糖直接相连的碱基有1个 C．各核苷酸之间是通过化学键③连接起来的 D．若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的是T，多出的是U 【答案】A 【分析】核苷酸是核酸的基本组成单位，一分子核苷酸由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成。 【详解】A、构成完整核苷酸的是a不是b，A错误； B、五碳糖分别与磷酸和碱基连接形成核苷酸，与每个五碳糖直接相连的碱基有1个，B正确； C、相邻核苷酸之间通过磷酸二酯键相连，即图中的③相连，C正确； D、图中含有碱基U，是RNA分子片段，DNA与之相比，特有的碱基是T，D正确。 故选A。 6．（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。 7．（23-24高三上·北京东城·期末）酵母菌DNA分子中碱基A约占32%，以下关于酵母菌DNA复制的说法正确的是（　　） A．DNA复制过程需消耗能量 B．DNA解旋将断开磷酸二酯键 C．核糖核苷酸作为复制的原料 D．子代DNA分子中G约占32% 【答案】A 【分析】酵母菌为真核生物，细胞中含有DNA和RNA两种核酸；其中DNA分子为双链结构，A=T，G=C。 【详解】A、DNA复制的方式为半保留复制，需要模板、原料、能量和酶，A正确； B、DNA解旋将断开氢键，B错误； C、脱氧核苷酸作为DNA复制的原料，C错误； D、酵母菌的DNA中碱基A约占32%，则A=T=32%，G=C=（1-2×32%）÷2=18%，则子代的DNA分子中G约占18%，D错误。 故选A。 8．（2026·北京丰台·一模）1953年DNA双螺旋结构的发现具有里程碑式的意义，下列叙述错误的是（　　） A．实验和数据是演绎理论的基础，重大科学突破需多人多学科协作 B．富兰克林根据拍摄的DNA衍射图谱推算出DNA结构的众多参数 C．查哥夫计算出碱基含量：腺嘌呤=胞嘧啶，鸟嘌呤=胸腺嘧啶 D．沃森和克里克尝试搭建过很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型 【答案】C 【详解】A、DNA双螺旋结构的发现融合了物理学、生物化学等多学科的实验数据，依赖沃森、克里克、富兰克林、查哥夫等多位科学家的研究成果协作，说明实验和数据是演绎理论的基础，重大科学突破需多人多学科协作，A正确； B、富兰克林拍摄的DNA X射线衍射图谱是推算DNA结构的核心依据，可据此得到DNA螺旋直径、螺距等众多结构参数，B正确； C、查哥夫提出的碱基含量规则为腺嘌呤（A）数量等于胸腺嘧啶（T）数量，鸟嘌呤（G）数量等于胞嘧啶（C）数量，C错误； D、沃森和克里克构建DNA结构模型的过程中，曾先后尝试搭建多种不同的双螺旋、三螺旋结构模型，经过多次调整才最终得到正确的双螺旋结构模型，D正确。 9．（2025·北京东城·一模）ecDNA是细胞染色体DNA之外的双链环状DNA分子，其上的基因转录非常活跃。下列关于ecDNA的说法错误的是（　　） A．两条链具有反向平行的关系 B．每个脱氧核糖与2个磷酸基团相连 C．嘌呤和嘧啶碱基的数目相同 D．不存在与RNA聚合酶结合的启动子 【答案】D 【分析】1、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，其中A-T之间有2个氢键，C-G之间有3个氢键）。 2、转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以DNA分子的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下消耗能量，合成RNA。 【详解】A、ecDNA是双链环状DNA分子，两条链是反向平行的关系，A正确； B、ecDNA是双链环状DNA分子，所以每个脱氧核糖与2个磷酸基团相连，B正确； C、ecDNA分子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即嘌呤和嘧啶配对，所以嘌呤和嘧啶碱基的数目相同，C正确； D、ecDNA上的基因转录非常活跃，启动子的作用是驱动基因转录出mRNA，是RNA聚合酶识别和结合的部位，所以ecDNA上存在与RNA聚合酶结合的启动子，D错误。 故选D。 10．图为DNA分子部分片段的示意图，下列有关叙述正确的是（　　） A．①为3’端，⑥为5’端 B．解旋酶作用于④，DNA聚合酶作用于⑤ C．该分子复制时，⑩与尿嘧啶配对 D．若该分子中G-C碱基对比例高，则热稳定性较高 【答案】D 【分析】据图分析，其中①是磷酸，②是脱氧核糖，③是腺嘌呤，④是磷酸二酯键，⑤表示氢键，⑥表示磷酸，⑦是腺嘌呤，⑧是胞嘧啶，⑨是鸟嘌呤，⑩是胸腺嘧啶。 【详解】A、DNA的每条链都具有两个末端，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，故①、⑥均为5’端，A错误； B、解旋酶作用于⑤氢键，DNA聚合酶作用于④磷酸二酯键， B错误； C、DNA分子复制时，⑩胸腺嘧啶与腺嘌呤配对，C错误； D、C和G之间有3个氢键，A与T之间有2个氢键，因此G-C碱基对比例高的DNA分子结构更稳定，D正确。 故选D。 题型二：DNA复制 11．（2026·北京·三模）近期，科学家在某种细菌中发现了一种特殊的酶Drt3b。研究发现，Drt3b的活性中心利用其自身蛋白质上两个特定氨基酸的侧链，形成一个精确的“分子模具”，指导合成了一条由碱基AC简单重复构成的单链DNA。该DNA产物用于抵御病毒入侵，但不编码蛋白质。下列关于该发现的叙述，不合理的是（    ） A．Drt3b指导合成DNA时，催化形成了磷酸二酯键 B．Drt3b合成该DNA的过程，遵循碱基互补配对原则 C．该发现未否定DNA→RNA→蛋白质的遗传信息传递路径 D．改变Drt3b中这两个氨基酸的种类可能使其无法合成DNA 【答案】B 【详解】A、合成DNA的本质是脱氧核苷酸的聚合过程，相邻脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，因此Drt3b催化DNA合成时会形成磷酸二酯键，A正确； B、碱基互补配对原则是指核酸合成过程中，新链与核酸模板链之间按照碱基配对规律结合，本题中Drt3b利用自身氨基酸侧链作为“分子模具”合成DNA，不存在核酸模板，因此该过程不遵循碱基互补配对原则，B错误； C、DNA→RNA→蛋白质是遗传信息传递的一般路径，题干中特殊DNA不编码蛋白质属于特殊情况，并未否定原有的普遍遗传信息传递路径，C正确； D、由题干可知，Drt3b依靠两个特定氨基酸的侧链形成精确的“分子模具”指导DNA合成，若改变这两个氨基酸的种类，其侧链结构改变会导致模具结构异常，可能使其无法合成DNA，D正确。 12．（2026·北京朝阳·二模）为研究药物对癌细胞增殖的抑制效果，最适合使用放射性同位素标记的物质是（    ） A．腺嘌呤 B．胞嘧啶 C．鸟嘌呤 D．胸腺嘧啶 【答案】D 【详解】腺嘌呤、胞嘧啶和鸟嘌呤是DNA和RNA共有的碱基，标记后会同时参与DNA和RNA的合成，无法特异性反映DNA复制即细胞增殖的情况，胸腺嘧啶是DNA特有的碱基，RNA中不存在该碱基，标记后仅会参与DNA的合成，可准确检测癌细胞的DNA复制水平，反映增殖情况，D正确。 13．（2026·北京·三模）将真核细胞培养在含有3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷的培养液中，可用于研究（    ） A．DNA复制的场所 B．mRNA与核糖体的结合 C．分泌蛋白的运输 D．细胞膜脂质的流动 【答案】A 【详解】A、DNA复制需要以胸腺嘧啶脱氧核苷为原料之一，带标记的该物质会参与DNA复制过程，因此可通过检测放射性出现的位置判断DNA复制的场所，A符合题意； B、mRNA属于核糖核酸，组成单位是核糖核苷酸，不含胸腺嘧啶，mRNA与核糖体结合的过程不涉及DNA合成，不会利用标记的胸腺嘧啶脱氧核苷，B不符合题意； C、分泌蛋白的运输属于蛋白质的加工、转运过程，与DNA合成无关，不会用到标记的胸腺嘧啶脱氧核苷，C不符合题意； D、细胞膜脂质的流动与物质跨膜运输有关，无需脱氧核苷酸，D不符合题意。 14．（2026·北京丰台·二模）下列关于研究方法或技术的叙述，错误的是（    ） A．孟德尔揭示分离定律，运用了假说-演绎法 B．施莱登和施旺建立细胞学说，运用了完全归纳法 C．赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验，运用了放射性同位素标记技术 D．DNA半保留复制的实验中，利用离心法分离不同密度的DNA 【答案】B 【详解】A、孟德尔研究遗传分离定律时，依次经过观察现象提出问题、作出假说、演绎推理、测交实验验证、得出结论的流程，运用了假说-演绎法，A正确； B、施莱登和施旺仅观察了部分动植物的细胞结构，并未对所有生物进行研究，建立细胞学说运用的是不完全归纳法，B错误； C、赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，分别用放射性同位素35S标记噬菌体蛋白质、32P标记噬菌体DNA，运用了放射性同位素标记技术区分两种物质，探究遗传物质的本质，C正确； D、DNA半保留复制的实验中，利用15N对DNA进行标记后，通过密度梯度离心法可将不同密度的DNA（重带、中带、轻带）分离，验证DNA的半保留复制特点，D正确。 15．（2026·北京顺义·二模）下图是果蝇早期胚胎中正在复制的 DNA，图中箭头所指的泡状结构是 DNA 上正在复制的部分。据图推测合理的是（    ） A．每条 DNA 分子的复制始于一个固定起点 B．该复制特点大大缩短了 DNA 复制的时间 C．①②③④结构中最先开始复制的是③ D．泡状结构的 DNA 均处于碱基暴露的解旋状态 【答案】B 【详解】A、由图可知同一条DNA分子上存在多个复制泡，说明DNA复制有多个起点，并非始于一个固定起点，A错误； B、同一条DNA分子上多个复制起点同时启动复制，可同步完成多个区段的复制，大大缩短了DNA复制的总时间，B正确； C、复制泡越大说明复制启动时间越早，图中③的复制泡最小，是最晚开始复制的，C错误； D、DNA复制是边解旋边复制的过程，泡状结构中已完成复制的区域会重新形成双螺旋结构，并非所有DNA都处于碱基暴露的解旋状态，D错误。 16．（2026·北京石景山·一模）研究者将1个含的大肠杆菌转移到含的培养液中，低温下培养24h。提取子代大肠杆菌的DNA，解开DNA双螺旋变成单链，然后进行密度梯度离心，试管中出现2条条带，见下图。下列叙述不正确的是（　　） A．由结果推测该大肠杆菌的增殖周期大约为8h B．根据条带的数目和位置无法确定DNA的复制方式 C．解开DNA双螺旋的实质是破坏配对碱基之间的氢键 D．将子代DNA进行密度梯度离心可得到相同位置的2条条带 【答案】D 【详解】A、初始1个含14N/14N-DNA的大肠杆菌，在15N培养液中复制n次后，总DNA单链数为2n+1条，其中14N单链始终为2条，15N单链为2n+1−2条；由图可知14N单链占比为1/8，则得n=3，说明24h内完成3次复制，因此增殖周期约为24÷3=8h，A正确； B、本实验是将DNA解旋为单链后离心，仅能得到14N单链和15N单链的两条条带，无法区分DNA的复制方式是半保留复制、全保留复制还是弥散复制，即根据条带的数目和位置无法确定DNA的复制方式，B正确； C、DNA双螺旋的维系依赖配对碱基之间的氢键，解开双螺旋的实质就是破坏这些氢键，使两条链分离，C正确； D、若不解旋直接对子代双链DNA进行密度梯度离心，子代DNA有14N/15N（中带）和15N/15N（重带）两种类型，会出现2条位置不同的条带，与解旋后单链离心得到的条带位置不同，D错误。 17．（25-26高三上·河南周口·期中）如图为某细菌拟核 DNA 复制的示意图，DNA 在复制原点（只有一个）解开成单链状态，两条单链分别作为模板，各自合成其互补链。复制过程中需先在引物酶的作用下合成引物（一小段 RNA）。下列相关叙述正确的是（　　） A．引物酶可能是一种特殊的 RNA 聚合酶 B．前导链和滞后链结合形成一个子代 DNA 分子 C．两个子代 DNA 分子会随着丝粒的断裂而分离 D．两条链上 DNA 聚合酶移动方向都与复制叉前进方向相同 【答案】A 【详解】A、已知引物是一小段RNA，而RNA聚合酶能催化RNA的合成。引物酶的作用是合成引物（RNA），所以引物酶可能是一种特殊的RNA聚合酶，A正确； B、DNA复制为半保留复制，每个子代DNA分子是由一条母链和一条新合成的子链组成。前导链和滞后链分别是两条母链指导合成的子链，它们不会结合形成一个子代DNA分子，B错误； C、细菌是原核生物，没有染色体，也就不存在着丝粒。两个子代DNA分子是随着细胞的分裂（如二分裂）而分离的，C错误； D、DNA聚合酶只能从引物的3’端开始延伸DNA链，所以前导链上DNA聚合酶移动方向与复制叉前进方向相同；但滞后链是不连续复制的，其DNA聚合酶移动方向与复制叉前进方向相反，D错误。 故选A。 18．（25-26高三上·北京海淀·期中）DNA的复制类型有两种，如下图。起始点是DNA序列中启动复制的位置，发生复制的位点称为复制叉。下列叙述正确的是（　　） A．两种复制类型所需的原料和酶不同 B．新DNA的合成是在复制叉处启动 C．每条新链都与作为模板的亲代链互补 D．类型二得到的DNA数目为类型一的二倍 【答案】C 【详解】A、DNA复制类型的不同主要体现在复制起始点的数量以及复制的方向等方面，而两种复制类型所需的原料均为四种脱氧核苷酸，所需的酶均包括解旋酶、DNA聚合酶等，即所需的原料和酶是相同的，A错误； B、从图中可以看出，新DNA的合成是从复制起点开始，随着复制叉的移动进行延伸的，而不是在复制叉处启动，B错误； C、在DNA复制过程中，遵循碱基互补配对原则，即A（腺嘌呤）与T（胸腺嘧啶）配对，G（鸟嘌呤）与C（胞嘧啶）配对，所以每条新链都与作为模板的亲代链互补，C正确； D、由图可知，两种复制方式均为一个复制起始点，只是一个单向复制，一个双向复制，但最终两种类型都得到两个DNA分子，得到的DNA数目相同，D错误。 故选C。 19．（25-26高三上·北京平谷·阶段检测）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，则相关叙述不正确的是（　　） A．秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点的正常分裂 B．通过对细胞中不含单体时的染色体计数，可推测DNA复制的次数 C．通过检测DNA链上3H标记出现的情况，可推测DNA的复制方式 D．细胞中DNA第二次复制完成时，每条染色体的单体均带有3H标记 【答案】D 【详解】A、秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点的正常分裂，从而导致细胞中染色体数目加倍，A正确； B、1个DNA复制n次后的数目为2n个，所以通过对细胞中不含单体时的染色体计数，可推测DNA复制的次数，B正确； C、通过检测DNA链上3H标记出现的情况，新形成的DNA分子一条链带有放射性，另一条没有放射性，可推测DNA的复制方式是半保留复制，C正确； D、第二次复制时，原始³H标记的DNA链仅保留在部分子链中。第二次复制完成后，每条染色体的两个姐妹染色单体中，仅1条染色单体含³H标记，D错误。 故选D。 20．（2025·北京海淀·二模）为探究DNA的复制方式，梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料进行实验，结果如下图。关于该实验的叙述，错误的是（　　） A．利用含有15NH4Cl的培养液获得第0代大肠杆菌 B．第1代离心结果不支持DNA的复制方式为全保留复制 C．第2代大肠杆菌的DNA中，15N/14N-DNA占1/2 D．本实验采用差速离心技术 【答案】D 【分析】梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料进行实验，运用同位素标记技术和密度梯度离心技术证明DNA复制方式为半保留复制。 【详解】A、第0代需在15NH4Cl培养基中培养多代，使 DNA 双链均被15NH4Cl标记（重DNA），作为实验起始材料，A正确； B、实际实验中，第1代离心结果仅出现中带（DNA），支持半保留复制，排除全保留复制，B正确； C、第1代 DNA均为15N/14N（中带）。第2代复制后，每个15N/14N产生：1个15N/14N-DNA和1个14N/14N-DNA。因此，第2代DNA中15N/14N-DNA 占50%（中带），14N/14N-DNA占50%（轻带）。离心结果显示中带和轻带各占一半，C正确； D、梅塞尔森和斯塔尔实验通过密度梯度离心而非差速离心，证明DNA的半保留复制，D错误。 故选D。 题型三：基因本质 21．（24-25高三上·北京昌平·期末）重叠基因是指共有同一段DNA序列的两个或多个基因。下图是某噬菌体DNA的单链片段，相关叙述正确的是（   ） A．基因D和基因E转录的mRNA 中起始密码子相同 B．基因D和基因E表达的蛋白质中氨基酸序列相同 C．重叠基因使得有限的DNA序列能够编码多种蛋白质 D．基因D和基因E表达的蛋白质具有相同的生物学功能 【答案】C 【分析】题图分析，基因D的60位是基因E的起始位，即基因D与基因E之间共有一段DNA序列，基因D与基因E为重叠基因。 【详解】A、由题图可知，基因D的起始密码子是UAG，基因E的起始密码子是UAC，A错误； B、题图中基因E和基因D的重复序列较多，但不同基因的起始位置不同，重叠部分的碱基序列最终转录成的mRNA密码子不一样，所以指导合成的蛋白质中氨基酸序列也不相同，因此二者编码的蛋白质的氨基酸序列应该不同，B错误； C、由图示可知，基因D与基因E有重叠的DNA序列，使得生物体能利用有限的DNA序列编码出多种蛋白质，C正确； D、基因D和基因E尽管有重叠序列，但二者是不同的基因，因而表达的蛋白质应该不具有相同的生物学功能，D错误； 故选C。 22．下列物质或结构的层次关系由大到小的是（    ） A．染色体 → DNA → 基因 → 脱氧核苷酸 B．染色体 → DNA → 脱氧核苷酸 → 基因 C．染色体 → 脱氧核苷酸 → DNA → 基因 D．基因 → 染色体 → 脱氧核苷酸 → DNA 【答案】A 【分析】染色体主要由DNA和蛋白质组成；基因是有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位。每条染色体含有多个基因，基因在染色体上呈线性排列；每个基因中含有成百上千个脱氧核苷酸。 【详解】 染色体主要由DNA和蛋白质组成，基因是有遗传效应的DNA片段，DNA和基因的基本组成单位均为脱氧核苷酸。所以，由小到大的结构层次是：染色体 → DNA → 基因 → 脱氧核苷酸，A正确。 故选A。 23．生长在太平洋的一种水母能发出绿色荧光，这是因为该种水母DNA上有一段长度为5000多个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了水母的绿色荧光蛋白基因的转基因动物，在紫外线照射下，也能像水母一样发光。该资料不能表明（　　） A．基因是具有遗传效应的DNA片段 B．基因也可以是具有遗传效应的RNA片段 C．基因可以控制蛋白质的合成来控制生物体的性状 D．基因是控制生物体性状的结构单位和功能单位 【答案】B 【详解】A、题干明确指出绿色荧光蛋白基因是水母DNA上的碱基对片段，且将该基因转入其他动物后，动物也能出现发光性状，说明基因是具有遗传效应的DNA片段，A不符合题意； B、题干所有信息均围绕DNA上的基因展开，未涉及RNA作为遗传物质或基因的相关内容，无法表明基因可以是具有遗传效应的RNA片段，B符合题意； C、绿色荧光蛋白基因可指导合成绿色荧光蛋白，最终使生物表现出发光的性状，说明基因可以通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状，C不符合题意； D、转入单个绿色荧光蛋白基因后，动物就获得了发光的性状，说明基因是控制生物体性状的结构单位和功能单位，D不符合题意。 24．（25-26高三下·云南昆明·阶段检测）科学家发现任何两个物种的DNA都是不一样的。DNA具有多样性的主要原因是（    ） A．DNA中的碱基多种多样 B．DNA的空间结构千变万化 C．DNA碱基互补配对方式各不相同 D．DNA碱基对有很多种不同的排列顺序 【答案】D 【详解】A、组成DNA的碱基只有腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）4种，所有生物的DNA碱基种类相同，不是DNA具有多样性的原因，A错误； B、双链DNA的空间结构都是规则的双螺旋结构，不存在千变万化的特点，B错误； C、所有DNA的碱基互补配对方式均为A与T配对、G与C配对，配对方式是固定的，C错误； D、DNA中碱基对的排列顺序千变万化，即DNA碱基对有很多种不同的排列顺序是DNA分子具有多样性的主要原因，D正确。 25．某种微生物中既存在DNA与组蛋白结合形成染色质，还存在质粒等环状DNA，且能进行有氧呼吸。下列叙述正确的是（　　） A．因其存在环状DNA和质粒，可判断其为原核生物 B．因其存在染色质，可判断其为真核生物 C．因其能进行有氧呼吸，可判断其为真核生物 D．该生物可能是真核生物，基因结构中一般不存在终止子 【答案】B 【详解】A、真核生物也可存在环状DNA（如线粒体、叶绿体中的DNA），部分真核生物（如酵母菌）还存在质粒，因此不能仅依据环状DNA和质粒判断为原核生物，A错误； B、染色质是真核生物细胞核的特有结构，由DNA和组蛋白结合形成，原核生物无染色质，因此存在染色质可判断其为真核生物，B正确； C、部分原核生物（如醋酸菌、硝化细菌）虽无线粒体，但含有有氧呼吸相关酶，也可进行有氧呼吸，因此不能依据有氧呼吸判断为真核生物，C错误； D、该生物存在染色质，一定为真核生物，且真核生物的基因结构非编码区存在终止子（转录终止的信号序列），D错误。 26．脑源性神经营养因子（BDNF）能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育。如图为BDNF基因的表达及调控过程。下列叙述错误的是（　　） A．BDNF基因是具有遗传效应的DNA片段 B．过程①②涉及的碱基互补配对方式相同 C．miRNA合成时需RNA聚合酶将DNA双链解开 D．miRNA和BDNF基因的mRNA结合抑制其翻译 【答案】B 【详解】A、BDNF基因能够表达，进而控制相应的性状，是具有遗传效应的DNA片段，A正确； B、过程①②分别为转录和翻译过程，前者的碱基互补配对发生在DNA和RNA之间，后者的配对方式发生在RNA之间，二者涉及的碱基互补配对方式不完全相同，B错误； C、miRNA也是由相关基因控制合成的，需要RNA聚合酶的参与，该过程中RNA聚合酶可将DNA双链解开，进而驱动转录过程，C正确； D、miRNA与BDNF转录的mRNA发生部分碱基配对，进而抑制了mRNA的翻译过程，D正确。 27．科学家探索利用DNA分子替代传统硅基芯片储存数据，将数据写入DNA分子，该项技术借助DNA分子结构实现了数据储存。下列叙述错误的是（    ） A．DNA分子的双螺旋结构可实现数据的稳定保存 B．磷酸和核糖交替连接形成了DNA分子的基本骨架 C．DNA分子能储存数据是因为碱基排列顺序千变万化 D．DNA分子的一条单链上有两个末端，磷酸基团位于5'端 【答案】B 【详解】A、DNA的双螺旋结构具有较强的稳定性，可保障储存的数据不易被破坏，能实现数据的稳定保存，A正确，不符合题意； B、DNA分子的基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接构成的，核糖是RNA的组成成分，不是DNA的组成成分，B错误，符合题意； C、DNA分子中碱基的排列顺序千变万化，可携带大量的遗传信息，这是DNA能用于储存数据的基础，C正确，不符合题意； D、DNA分子的单链具有两个末端，其中游离磷酸基团所在的一端为5'端，游离羟基所在的一端为3'端，D正确，不符合题意。 故选B。 28．马的毛色有栗色和白色两种，分别由基因B和b控制；豌豆植株的高度有高茎和矮茎两种，分别由基因D和d控制。下列有关说法正确的是（　　） A．基因B与D控制动植物不同的性状，是因为组成它们的碱基种类有差异 B．基因b与d控制动植物不同的性状，是因为它们的碱基互补配对方式不同 C．基因B与b控制一对相对性状，它们的本质区别是碱基的排列顺序差异 D．基因D或d它们都是DNA中的片段，它们的碱基排列顺序是千变万化的 【答案】C 【详解】A、基因B与D控制不同性状，但所有基因均由相同的四种脱氧核苷酸（含碱基A、T、C、G）组成，碱基种类无差异，其差异在于碱基排列顺序不同，A错误； B、基因b与d的碱基互补配对方式均为A-T、C-G（遵循DNA双链配对原则），性状差异由基因的碱基序列决定，B错误； C、基因B与b是控制同一相对性状（毛色）的等位基因，本质区别在于脱氧核苷酸的排列顺序（碱基序列）不同，C正确； D、基因D或d是DNA中的特定片段，其碱基排列顺序具有特异性（决定特定遗传信息），D错误。 故选C。 29．将水母的绿色荧光蛋白（GFP）基因与结核分枝杆菌的M基因拼接，形成融合基因，并转入山羊的受精卵中，培育出能在乳腺中表达融合基因的转基因山羊。下列叙述错误的是（　　） A．组成GFP基因与M基因的单体相同 B．GFP基因与M基因中的值相等 C．转基因山羊细胞中基因的数量远多于染色体的数量 D．转基因山羊中基因进行复制时子链的延伸方向均为 【答案】B 【详解】A、GFP基因与M基因均为DNA片段，其基本组成单位均为脱氧核苷酸（含脱氧核糖、磷酸和含氮碱基），单体种类相同，A正确； B、GFP基因源自水母（真核生物），M基因源自结核分枝杆菌（原核生物），不同物种DNA的碱基比例（A+T)/(C+G)存在差异，二者比值不一定相等，B错误； C、山羊体细胞含多条染色体，每条染色体含一个DNA分子，每个DNA分子上有多个基因。转入融合基因后，基因总数仍远多于染色体数量（如人类约2万个基因分布于46条染色体），C正确； D、DNA复制时，DNA聚合酶催化子链仅能从5'端向3'端延伸，该方向具有普遍性，转基因山羊中所有基因复制均遵循此规律，D正确。 故选B。 30．研究发现，可利用放射性同位素标记的DNA片段确定基因在染色体上的位置。研究人员以32P标记的脱氧腺苷三磷酸（dATP，dA—Pα~Pβ~Pγ）等为材料，制备了DNA片段甲（单链），并用片段甲对W基因在染色体上的位置进行了研究。下列叙述错误的是（    ） A．对细胞生物来说，基因是有遗传效应的DNA片段 B．需要用32P对dATP中的α位磷酸基团进行标记 C．片段甲的长度越短，对W基因的定位就越准确 D．上述定位基因的过程利用了碱基互补配对的原理 【答案】C 【详解】A、对细胞生物来说，DNA是遗传物质，基因则是有遗传效应的DNA片段，A正确； B、脱氧腺苷三磷酸(dATP，dA—Pα~Pβ~Pγ)脱去β和γ位的磷酸基团后可以作为DNA合成的原料，所以需要用32P对dATP中的α位磷酸基团进行标记，B正确； C、片段甲的长度越短，特异性越低，W基因的定位就越不准确，C错误； D、上述定位基因的过程利用DNA分子杂交的原理，利用的是碱基互补配对原理，D正确。 故选C。 两年重难·情境题（主要北京模拟，单选、非选择题） 设题创新:G－四联体，考察DNA分子的结构(T1);酶Drt3b，考查DNA分子的复制（T2）;水蛭素，考查DNA分子的结构(T4);T7-OR，考查DNA分子的复制(T16) 1．科学家在人体快速分裂的活细胞中(如癌细胞)发现了DNA的四螺旋结构，形成该结构的DNA单链中富含G，每4个G之间通过氢键等作用力形成一个正方形的“G－4平面”，继而形成立体的“G－四联体”(如图)，G－四联体存在于调控基因，特别是癌症基因所在的DNA区域内。下列叙述中，正确的是（　　） A．该结构由两条反向平行的脱氧核苷酸链形成 B．用DNA酶可打开该结构中的氢键 C．该结构中(A＋G)/(T＋C)的值等于1 D．该结构位置的发现可能为癌症靶向治疗提供新的治疗方向 【答案】D 【详解】A、由题干信息和图中实线可知，该结构由一条脱氧核苷酸链形成，A错误； B、DNA酶的作用是水解DNA的磷酸二酯键，使DNA降解，打开氢键的是解旋酶，B错误； C、双链DNA中（A+ G）/（T+C）的值等于1，而该结构为单链，（A+ G）/（T+C）的值不一定等于1，C错误； D、由题干信息可知，该结构存在于癌细胞等快速分裂的细胞，且G-四联体存在于癌症基因所在的DNA区域内，因此该结构位置的发现可为癌症靶向治疗提供新的研究方向，D正确。 2．（2026·北京·三模）近期，科学家在某种细菌中发现了一种特殊的酶Drt3b。研究发现，Drt3b的活性中心利用其自身蛋白质上两个特定氨基酸的侧链，形成一个精确的“分子模具”，指导合成了一条由碱基AC简单重复构成的单链DNA。该DNA产物用于抵御病毒入侵，但不编码蛋白质。下列关于该发现的叙述，不合理的是（    ） A．Drt3b指导合成DNA时，催化形成了磷酸二酯键 B．Drt3b合成该DNA的过程，遵循碱基互补配对原则 C．该发现未否定DNA→RNA→蛋白质的遗传信息传递路径 D．改变Drt3b中这两个氨基酸的种类可能使其无法合成DNA 【答案】B 【详解】A、合成DNA的本质是脱氧核苷酸的聚合过程，相邻脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，因此Drt3b催化DNA合成时会形成磷酸二酯键，A正确； B、碱基互补配对原则是指核酸合成过程中，新链与核酸模板链之间按照碱基配对规律结合，本题中Drt3b利用自身氨基酸侧链作为“分子模具”合成DNA，不存在核酸模板，因此该过程不遵循碱基互补配对原则，B错误； C、DNA→RNA→蛋白质是遗传信息传递的一般路径，题干中特殊DNA不编码蛋白质属于特殊情况，并未否定原有的普遍遗传信息传递路径，C正确； D、由题干可知，Drt3b依靠两个特定氨基酸的侧链形成精确的“分子模具”指导DNA合成，若改变这两个氨基酸的种类，其侧链结构改变会导致模具结构异常，可能使其无法合成DNA，D正确。 3．染色体脆性位点是指在有丝分裂过程中染色体易断裂、缺失和重排的特异性区域。研究发现肺癌细胞在有丝分裂期（M期），染色体脆性位点的DNA会发生复制，以弥补染色体断裂缺失的位点。下列叙述错误的是（    ） A．DNA复制时，新链的延伸方向均与解旋酶的移动方向相同 B．脆性位点的断裂、缺失和重排可能会引起染色体变异 C．DNA的复制不仅仅发生在分裂前的间期 D．脆性位点的断裂、缺失和重排可能会导致抑癌基因损伤或缺失 【答案】A 【详解】A、DNA分子的两条模板链反向平行，DNA聚合酶只能催化新链从5'到3'方向延伸，因此一条子链的延伸方向与解旋酶移动方向相同，另一条滞后链的延伸方向与解旋酶移动方向相反，A错误； B、染色体结构变异包括染色体片段的缺失、重复、易位、倒位，脆性位点的断裂、缺失和重排属于染色体结构的改变，会引起染色体变异，B正确； C、通常情况下核DNA复制发生在分裂前的间期，但题干明确说明肺癌细胞有丝分裂M期也会发生脆性位点的DNA复制，C正确； D、抑癌基因是位于染色体上的有遗传效应的DNA片段，若脆性位点的断裂、缺失和重排发生在抑癌基因所在区域，就可能导致抑癌基因损伤或缺失，D正确。 4．水蛭素是从水蛭的唾液腺中提取分离出来的多肽，具有显著的抗凝和抗血小板聚集等作用，可用于预防和治疗血栓。研究发现，通过将水蛭素的第47位天冬酰胺替换为赖氨酸，可以显著提高其抗凝血活性。下列关于该改造过程的叙述，正确的是（　　） A．改造的核心步骤是根据水蛭素的预期功能，设计结构，再推测氨基酸序列 B．改造水蛭素时，可直接对水蛭素的氨基酸进行替换，无需改造其编码基因 C．改造后的水蛭素与天然水蛭素相比，基因中嘌呤和嘧啶碱基比例发生改变 D．改造后的水蛭素氨基酸序列改变，但其蛋白质的空间结构不会发生改变 【答案】A 【详解】A、蛋白质工程的基本操作思路为从预期蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，再推测应有的氨基酸序列，最终改造对应的编码基因，A正确； B、蛋白质由基因编码表达，直接对氨基酸进行替换无法实现可遗传、规模化的生产，蛋白质工程的操作对象是编码蛋白质的基因，必须改造水蛭素的编码基因，B错误； C、双链DNA遵循碱基互补配对原则，嘌呤碱基总数始终等于嘧啶碱基总数，即使改变基因的碱基序列，嘌呤和嘧啶的比例也不会发生改变，C错误； D、氨基酸序列改变会导致蛋白质空间结构改变，且改造后水蛭素抗凝血功能增强，根据结构与功能相适应的特点，其空间结构也发生了变化，D错误。 5．（2026·湖南岳阳·三模）酵母丙氨酸转移核糖核酸（酵母tRNAAla）是酵母细胞内能携带丙氨酸并将其转移到核糖体以参与蛋白质合成的一类核糖核酸。酵母tRNAAla由11种且76个核苷酸构成。我国科学家采用化学合成与酶促连接相结合的方法，首先合成小的寡聚核苷酸片段，然后合成两个半分子，再将这两个半分子经“退火”处理，使其按一定原则重组成二级结构后，在相关酶的作用下，就形成了完整的酵母tRNAAla分子。我国于1981年世界首次完成了酵母tRNAAla的人工合成。下列有关描述错误的是（　　） A．合成酵母tRNAAla的前提条件是测定出它的全部核苷酸序列信息 B．酵母tRNAAla中含有A、U、G、C四种碱基和7种其他碱基 C．两个半分子经“退火”处理之后，按照碱基互补配对原则形成了含有一定氢键的二级结构 D．由两个半分子形成的二级结构，在DNA连接酶和RNA连接酶的作用下就形成了完整的酵母tRNAAla分子 【答案】D 【详解】A、人工合成特定核酸分子需要严格按照其天然的核苷酸序列拼接，因此测定全部核苷酸序列是其合成的前提，A正确； B、RNA的常规核苷酸组成对应A、U、G、C4种碱基，题干明确该tRNA由11种核苷酸构成，核苷酸的种类由碱基决定，因此还有7种其它碱基，B正确； C、“退火”是让互补的核酸单链按照碱基互补配对原则结合，配对的碱基之间形成氢键，进而形成稳定的二级结构，C正确； D、酶具有专一性，DNA连接酶只能催化两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，无法催化RNA片段的连接，因此合成RNA分子不需要DNA连接酶，D错误。 6．线粒体、叶绿体和某些病毒的DNA复制方式为D环复制，过程如下：环状DNA内环链密度更大，称为重链或H链；外环链密度较小，称为轻链或L链。重链和轻链的复制原点所在位置不同，重链的复制原点称为OH，轻链的复制原点称为OL，RNA聚合酶在开口处合成一段引物，其复制过程如图所示，其中小球代表单链结合蛋白。下列叙述错误的是（　　） A．H链为模板复制时脱氧核苷酸连接至引物的3'端，L链为模板复制时连接至引物的5'端 B．H链和L链为模板复制的产物是单链DNA，但可分别与H链和L链互补为双链 C．某个环状DNA连续复制N次，最终形成2N条H链，共需要2N+1-2个引物 D．单链结合蛋白与解旋的单链DNA结合可防止H链和L链重新盘绕螺旋 【答案】A 【详解】A、DNA复制过程中，子链的延伸方向均为5'→3'，即H链和L链为模板复制时脱氧核苷酸均连接至引物的3'端，A错误； B、D环复制中两条链复制不同步，分别以H链、L链为模板合成的新产物最初是单链DNA，新单链可分别与互补的母链（L链、H链）配对形成双链DNA，B正确； C、线粒体中1个DNA分子连续复制N次，最终形成2N个DNA，共有DNA单链2×2N条，其中H链占1/2，即2N条，共需2×2N-2=2N+1-2个引物，C正确； D、单链结合蛋白的作用是结合解旋后的单链DNA，维持单链状态，防止H链和L链重新盘绕形成双螺旋，保证复制进行，D正确。 7．随着测序技术的飞速发展，基因数据库的规模呈指数级增长，其核心作用在于存储、整合、共享全球的生物遗传数据，已成为全球关键战略资源。下列叙述正确的是（　　） A．脱氧核苷酸分子可携带特定的遗传信息，并控制生物的性状 B．脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，共同构成DNA分子的基本骨架 C．患者的个人基因信息可上传至公共数据库共享，不存在隐私泄露的风险 D．抑癌基因抑制细胞凋亡，可从数据库中获取相应序列用于癌症的基因诊断 【答案】B 【详解】A、遗传信息是指DNA中脱氧核苷酸的排列顺序，单个脱氧核苷酸分子无法携带特定遗传信息，控制生物性状的是有遗传效应的DNA片段（基因），A错误； B、DNA分子的结构中，脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架，碱基排列在内侧，B正确； C、个人基因信息属于个人隐私，上传至公共数据库共享存在隐私泄露的风险，C错误； D、抑癌基因的作用是阻止细胞不正常的增殖，而非抑制细胞凋亡，可根据抑癌基因的正常序列和突变序列的差异用于癌症基因诊断，D错误。 8．研究发现，DNA中的串联重复序列ATCG在特定条件下会形成特殊的右手螺旋构象，重复序列因碱基堆积力差异，紧凑度增大，导致螺旋直径变小、高度降低，其他配对方式和结构等无差异。下列关于该结构的叙述，正确的是（　　） A．重复序列相邻碱基对间距小于非重复序列的相邻碱基对间距 B．重复序列形成的螺旋结构中两条链的碱基通过磷酸二酯键连接成碱基对 C．核糖的3′羟基与另一个核糖核苷酸的5′磷酸相连形成DNA的基本骨架 D．重复序列中若G-C碱基对占比较高，则螺旋结构稳定性低于普通DNA片段 【答案】A 【详解】A、重复序列因碱基堆积力差异，紧凑度增大，导致螺旋直径变小、高度降低，其他配对方式和结构等无差异，说明重复序列相邻碱基对间距小于非重复序列的相邻碱基对间距，A正确； B、DNA两条链的配对碱基之间通过氢键连接形成碱基对，磷酸二酯键是同一条单链上相邻脱氧核苷酸之间的连接键，B错误； C、DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸，其基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接构成，五碳糖为脱氧核糖而非核糖，C错误； D、G-C碱基对之间含3个氢键，A-T碱基对之间含2个氢键，G-C占比越高氢键数目越多，结构越稳定，且题干说明配对方式无差异，因此该重复序列稳定性高于普通DNA片段，D错误。 9．（2026·山东聊城·二模）原核生物和真核生物均存在单链DNA结合蛋白（SSB），SSB与DNA单链区域结合，能阻止DNA聚合和保护单链的部分不被核酸酶水解。下列相关叙述正确的是（    ） A．细胞中SSB与DNA单链结合的区域是不变的 B．核酸酶催化DNA分子相邻碱基之间的氢键断裂 C．真核细胞中SSB可在分裂前的间期发挥作用 D．原核细胞和真核细胞中SSB发挥作用时均需线粒体提供能量 【答案】C 【详解】A、SSB与DNA单链结合，在DNA复制或转录时，形成单链的区域是可变的，则SSB与DNA单链结合的区域也是可变的，A错误； B、核酸酶作用的化学键是磷酸二酯键，B错误； C、真核细胞中SSB参与DNA的复制，可在分裂前的间期发挥作用，C正确； D、原核细胞中只有一种细胞器—核糖体，无线粒体，D错误。 10．噬菌体的溶原化，是指温和噬菌体感染细菌后，不立即裂解宿主，而是将其DNA整合到细菌的DNA或游离为质粒，进入沉默、休眠的潜伏状态（称为原噬菌体），并随细菌分裂稳定传代。其过程如图所示。下列说法错误的是（　　） 吸附→注入线性DNA→形成环状DNA→表达阻遏蛋白维持休眠→随细菌复制传代→诱导后切离DNA→进入裂解细菌模式 A．形成环状DNA 依赖黏性末端互补配对和DNA连接酶修复 B．溶原化的原噬菌体由蛋白质和DNA构成 C．宿主DNA损伤可能是切离DNA的诱因 D．溶原化是温和噬菌体为抵御不良环境在长期进化中形成的适应策略，是自然选择的结果 【答案】B 【详解】A、温和噬菌体注入的线性DNA两端存在互补的黏性末端，先通过碱基互补配对结合，再由DNA连接酶催化形成磷酸二酯键完成修复，最终形成环状DNA，A正确； B、根据题干信息，原噬菌体是整合到宿主DNA上或游离为质粒的噬菌体DNA，噬菌体感染细菌时蛋白质外壳留在细菌外，因此原噬菌体仅含DNA，不含蛋白质，B错误； C、宿主DNA损伤会引发细菌的应激反应，破坏维持溶原状态的阻遏蛋白，诱导原噬菌体DNA切离，进入裂解周期，因此宿主DNA损伤可作为切离的诱因，C正确； D、溶原化状态下温和噬菌体可随细菌分裂稳定传代，避免不良环境下无法增殖被淘汰，是长期进化中自然选择形成的适应策略，D正确。 11．（2026·北京西城·一模）学习以下材料，回答（1）~（5）题。 基于T7-OR复制系统的基因持续超突变和加速进化 T7噬菌体侵染大肠杆菌后，会合成其特有的DNA聚合酶、解旋酶等，以适配自身DNA的特殊结构，来进行DNA复制。科研人员对T7噬菌体的复制系统进行改造，开发出新的复制系统（T7-OR），实现了目标基因在大肠杆菌细胞内的连续超突变和加速进化。 T7溶菌酶的核心功能是降解宿主菌细胞壁，帮助子代噬菌体从细菌中释放。T7溶菌酶还参与T7噬菌体DNA复制（图1）。科研人员将T7DNA聚合酶基因、T7溶菌酶基因改造后，与T7RNA聚合酶基因、T7复制原点等导入大肠杆菌中，获得具有T7-OR复制系统的菌株（R菌株）。T7-OR系统仅作用于携带T7复制原点的环形质粒，实现在正常培养条件下目标基因的持续超突变。 细菌产生的β-内酰胺酶能够水解β-内酰胺类抗生素，使其失去抑菌作用。这种酶是细菌耐药性的重要机制之一。科研人员将β-内酰胺酶基因导入R菌株，然后将此菌株接种到含有最低抑菌浓度的抗生素的平板上，以此作为进化起点。培养后挑取菌落，在不断提高的抗生素浓度下传代培养。该系统仅用一周时间，就使β-内酰胺酶的活性提升5000倍，且进化出的突变位点与临床耐药菌株中的突变高度一致。 (1)在复制原点附近，T7溶菌酶与T7RNA聚合酶结合后______过程被终止，已合成的RNA链被T7DNA聚合酶利用，以复制T7DNA。 (2)为实现目标基因在宿主菌内的持续超突变，在开发T7-OR复制系统时，对T7溶菌酶和T7DNA聚合酶的改造分别是______。 (3)获取用于β-内酰胺酶基因加速进化的R菌株时，下列组件应构建到图2中哪种结构上。 ①T7DNA聚合酶基因______； ②T7复制原点______； ③β-内酰胺酶基因______。 (4)关于β-内酰胺酶进化实验和T7-OR复制系统的叙述，正确的有______。 A．目标基因快速高频突变，依赖系统导致的高突变率和大肠杆菌快速繁殖能力 B．该系统使酶活性提升5000倍，说明可通过定向突变提升蛋白质功能 C．进化出的突变位点与临床耐药菌高度一致，体现实验室进化结果的实用性 (5)请说明T7-OR复制系统与传统诱变相比在基因加速进化方面的优势______。 【答案】(1)转录 (2)使T7溶菌酶降解细菌细胞壁功能缺失；降低T7 DNA聚合酶的保真性 (3) 质粒1 质粒2 质粒2 (4)AC (5)仅针对外源目标基因进行突变，不导致宿主菌自身基因突变，宿主菌成活率高，目标基因持续超突变，进化速度快 【详解】（1）T7RNA聚合酶催化以DNA为模板合成RNA的转录过程，T7溶菌酶结合后，正在进行的转录过程终止，已合成的RNA可作为DNA复制的引物。 （2）T7溶菌酶的核心功能是降解宿主菌细胞壁，帮助子代噬菌体从细菌中释放，为实现持续超突变，需要使T7溶菌酶降解细菌细胞壁功能缺失，改造T7DNA聚合酶降低其复制保真度，提升突变频率。 （3）T7-OR系统仅使携带T7复制原点的质粒发生超突变。T7DNA聚合酶基因是系统的组成元件，不需要突变，因此构建在已有其他系统元件的质粒1上；目标基因β-内酰胺酶需要发生超突变，因此与T7复制原点一同构建在质粒2上。 （4）A、该系统本身可产生高突变率，同时大肠杆菌繁殖速度快，能快速传代积累突变，实现目标基因快速高频突变，A正确； B、基因突变是不定向的，该过程是不定向突变后，通过抗生素筛选获得功能提升的突变体，并非定向突变，B错误； C、进化出的突变位点和临床耐药菌株高度一致，说明该实验结果可反映真实的进化规律，具备实用性，C正确。 （5）传统诱变是全基因组随机诱变，突变效率低、筛选难度大；该系统靶向目标基因突变，仅针对外源目标基因进行突变，不导致宿主菌自身基因突变，宿主菌成活率高，目标基因持续超突变，进化速度快。 12．（24-25高三上·北京·阶段检测）染色体断裂常见于肿瘤细胞中，而着丝粒是染色体断裂的高频位点。为了研究DNA复制与着丝粒断裂的关系，研究者进行了相关实验。 (1)DNA复制所需要的原料是_____。 (2)研究者用药物P处理培养中的人的上皮细胞24小时，使细胞周期同步化。之后，再用5-溴尿嘧啶脱氧核苷（BrdU，胸腺脱氧核苷类似物）处理30分钟，分析每个细胞的DNA含量和BrdU含量，结果见图1由图1可知，药物P的作用是使细胞停滞在_____。 (3)接着除去药物P，在不同时间检测每个细胞内着丝粒DNA序列（Cen）和其他DNA序列（Bulk）在每个复制起点后的子链延伸速度平均值，结果见图2. ①由图2可知，_____。 ②进一步研究显示，与其他序列相比，着丝粒DNA序列复制起点平均间距更小，结合图2分析其意义是______。 (4)B蛋白是着丝粒的重要成分，研究人员推测B蛋白能降低着丝粒DNA序列复制的延伸速度，从而减少着丝粒断裂，保持着丝粒的完整性。为证明该推测，研究人员制备B蛋白基因敲除的细胞（B-KO细胞）并进行了一系列实验。证明该推测必须获得的实验证据包括________。 A．B-KO细胞的着丝粒DNA序列复制的延伸速度高于野生型细胞 B．B-KO细胞的着丝粒DNA序列复制起点间距与野生型细胞无显著差异 C．B-KO细胞的其他DNA序列复制的延伸速度和起点间距与野生型细胞无显著差异 D．B-KO细胞的着丝粒断裂比例高于野生型细胞 E．DNA复制减速剂处理B-KO细胞，着丝粒DNA序列复制的延伸速度降低至正常 F．DNA复制减速剂处理B-KO细胞，着丝粒断裂率降低至正常 (5)在研究如何通过减少着丝粒断裂来治疗肿瘤前，还需要进行的研究是______。 【答案】(1)脱氧核苷酸 (2)DNA复制前 (3) 着丝粒序列子链延伸速度显著低于其他序列，且随时间的增幅也小于其他序列 减少整个着丝粒DNA序列的复制所需时间，使其与其他序列同时复制完成 (4)ADEF (5)着丝粒断裂是否能导致肿瘤或促进肿瘤的发展，减少着丝粒断裂对正常细胞的影响 【分析】DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程，复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件。DNA分子独特的双螺旋结构，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。 【详解】（1）DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，所以DNA复制所需的原料是四种脱氧核苷酸。 （2）细胞周期包括G1期、S期（DNA复制期）、G2期和M期。从图1看，药物P处理后，大部分细胞DNA含量处于较低水平，说明药物P使细胞停滞在DNA复制前的时期。 （3）①分析图2，在除去药物P后的不同时间里，着丝粒DNA序列（Cen）复制起点后的子链延伸速度平均值低于其他DNA序列（Bulk）复制起点后的子链延伸速度平均值，因此可得除去药物P后，着丝粒序列子链延伸速度显著低于其他序列，且随时间的增幅也小于其他序列。 ②尽管着丝粒DNA序列子链延伸速度慢，但由于复制起点平均间距更小，可减少整个着丝粒DNA序列的复制所需时间，使其与其他序列同时复制完成。 （4）A、若B-KO细胞（B蛋白基因敲除的细胞）的着丝粒DNA序列复制的延伸速度高于野生型细胞，结合推测中B蛋白能降低着丝粒DNA序列复制延伸速度，可说明B蛋白对其有抑制作用，该证据可证明推测，A正确； B、B-KO细胞的着丝粒DNA序列复制起点间距与野生型细胞无显著差异，这与B蛋白降低着丝粒DNA序列复制延伸速度的推测无关，不能作为证明该推测的证据，B错误； C、B-KO细胞的其他DNA序列复制的延伸速度和起点间距与野生型细胞无显著差异，说明B蛋白对其他DNA序列的复制无影响，这与B蛋白降低着丝粒DNA序列复制延伸速度的推测无关，不能作为证明该推测的证据，C错误； D、若B-KO细胞的着丝粒断裂比例高于野生型细胞，根据推测中B蛋白能减少着丝粒断裂，可说明B蛋白缺失会使着丝粒断裂增加，该证据可证明推测，D正确； E、DNA复制减速剂处理B-KO细胞，着丝粒DNA序列复制的延伸速度降低至正常，结合推测中B蛋白能降低延伸速度，说明恢复延伸速度后相关情况改变，可证明推测，E正确； F、DNA复制减速剂处理B-KO细胞，着丝粒断裂率降低至正常，依据推测中B蛋白能减少着丝粒断裂，说明处理后断裂率恢复正常，可证明推测，F正确。 故选ADEF。 （5）在研究如何通过减少着丝粒断裂来治疗肿瘤前，还需要进行的研究是着丝粒断裂是否能导致肿瘤或促进肿瘤的发展，减少着丝粒断裂对正常细胞的影响；确定减少着丝粒断裂对肿瘤细胞生长、增殖等的具体影响；寻找能特异性减少着丝粒断裂且对正常细胞影响较小的方法等。 13．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。 14．在细胞周期中，染色体的两条姐妹染色单体之间在相同的位置上可能发生部分交换（SCE）。为研究被动吸烟对小鼠骨髓细胞SCE率的影响，科研小组将小鼠置于密闭小室内，不同染毒时间对小鼠骨髓细胞SCE率的影响 组别 染毒时间/天 SCE 率/% 染毒组 9 6.89 18 7.77 27 8.29 对照组 9 5.87 18 5.92 27 5.87 （1）本实验的自变量是____________________，表中数据表明：____________________。 （2）为镜检小鼠骨髓细胞的SCE，需对染色体进行染色。实验前向小鼠注射BrdU，BrdU与胸腺嘧啶脱氧核苷酸（TdR）结构类似。细胞增殖时，BrdU可取代TdR掺入到新合成的DNA中。用Giemsa染料染色，双链都掺入BrdU的DNA分子所形成的姐妹染色单体着色较浅；而DNA分子中仅有一条链掺入BrdU或两条链都不掺入BrdU，所形成的姐妹染色单体着色深。两条姐妹染色单体有色差，才可观察到交换现象，如下图。 若要观察某个染色体的两条姐妹染色单体之间是否发生交换，通常选择______个细胞周期_______时期的细胞。 （3）通常SCE并不改变遗传物质的组成，原因是___________。但SCE是染色体发生___________而产生的，可能造成DNA的损伤，因此SCE率可作为检测诱变剂致畸变的指标。 （4）综上所述，请提出远离二手烟的理由______________________。 【答案】 染毒时间和是否染毒 染毒可导致小鼠骨髓细胞SCE率升高，且随着时间延长，SCE率增加 二 中期 两条姐妹染色单体是由一条染色体复制而来，DNA序列相同 断裂和重接 二手烟中的有害物质可能提高SCE率，造成DNA分子的损伤，从而引起细胞畸变 【详解】试题分析：本题考查细胞分裂、DAN复制，考查对细胞分裂过程中染色体、DNA的变化规律、DNA半保留复制的理解。解答此题，可根据DNA的半保留复制和BrdU取代TdR掺入到新合成的DNA后Giemsa染色结果分析连续的两次有丝分裂中期姐妹染色单体的染色情况。 （1）表中数据是实验组和对照组不同时间的SCE 率，则本实验的自变量是染毒时间和是否染毒，表中数据表明：染毒可导致小鼠骨髓细胞SCE率升高，且随着时间延长，SCE率增加。 （2）中期的染色体形态固定，数目清晰，适于观察染色体。根据DNA的半保留复制，向小鼠注射BrdU，第一次分裂DNA复制后，两条姐妹染色单体所含的DNA均有一条链含有BrdU，着色较深；第二次分裂DNA复制后，两条姐妹染色单体中，一条姐妹染色单体所含的DNA只有一条链含有BrdU，着色较浅；另一条姐妹染色单体所含的DNA两条链均含BrdU，着色较浅，所以观察某个染色体的两条姐妹染色单体之间是否发生交换，通常选择两个细胞周期中期的细胞进行对比观察。 （3）两条姐妹染色单体是由一条染色体复制而来，DNA的碱基序列相同，所以通常SCE并不改变遗传物质的组成。但SCE是染色体发生断裂和重接而产生的，可能造成DNA的损伤，因此SCE率可作为检测诱变剂致畸变的指标。 （4）二手烟中的有害物质可能提高SCE率，造成DNA分子的损伤，从而引起细胞畸变，因此应远离二手烟。 五年真题·压轴题（主要北京视野，单选、非选择题） 高频考点：DNA分子的结构、DNA的复制、基因的本质 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．（2024·北京·高考真题）科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲，依据的是DNA的（    ） A．元素组成 B．核苷酸种类 C．碱基序列 D．空间结构 【答案】C 【分析】DNA分子的多样性主要表现为构成DNA分子的四种脱氧核苷酸的排列顺序千变万化；特异性主要表现为每个DNA分子都有特定的碱基序列。 【详解】A、DNA的元素组成都是C、H、O、N、P，A不符合题意； B、DNA分子的核苷酸种类只有4种，B不符合题意； C、每种DNA的碱基序列不同，“尼安德特人”与现代人的DNA 碱基序列有相似部分，证明“尼安德特人”与现代人是近亲，C符合题意； D、DNA的空间结构都是规则的双螺旋结构，D不符合题意。 故选C。 3．（2021·北京·高考真题）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 【分析】酵母菌为真核生物，细胞中含有DNA和RNA两种核酸；其中DNA分子为双链结构，A=T，G=C，RNA分子为单链结构。据此分析作答。 【详解】A、DNA分子为半保留复制，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； B、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； C、DNA遵循碱基互补配对原则，A=T、G=C，则（A+G）/（T+C）=1，C正确； D、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不一定占32%，D错误。 故选D。 4．（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。 5．（2026·广东·高考真题）紫外线辐射能使DNA分子形成异常化学键（如图）。该异常化学键发生在（     ） A．碱基 B．磷酸 C．脱氧核糖 D．核糖 【答案】A 【详解】DNA分子的一条链由磷酸（圆形结构）和脱氧核糖（五边形结构）交替连接，一条链中的碱基（方形结构）不会连在一起，而图中异常化学键连接两个方形结构，因此该异常化学键发生在碱基之间，A正确，BCD错误。 6．（2026·河南·高考真题）某细菌在高温环境下依然能够进行DNA的复制。下列叙述正确的是（　　） A．该菌体内DNA复制时，不需要解旋酶的参与 B．该菌DNA复制时，母链从5'端到3'端被阅读 C．该菌DNA聚合酶在高温下仍能保持活性，催化子链的延伸 D．该菌DNA复制系统耐高温特性与氢键有关，与二硫键无关 【答案】C 【详解】A、DNA复制的必需步骤是解开双螺旋，该过程需要解旋酶参与，该细菌仅酶具备耐高温特性，DNA复制仍需解旋酶，A错误； B、DNA复制时，DNA聚合酶沿母链的3'端向5'端移动，即母链从3'端到5'端被阅读，子链从5'端到3'端合成，B错误； C、该细菌可在高温环境下完成DNA复制，说明其参与DNA复制的DNA聚合酶在高温下仍有活性，可催化子链的延伸过程，C正确； D、该菌复制系统耐高温，既和DNA中氢键含量高（G-C碱基对多）有关，也和相关酶（蛋白质）的稳定结构有关，二硫键可维持蛋白质空间结构的稳定性，因此该特性与二硫键有关，D错误。 7．（2026·山东·高考真题）以4种脱氧核苷酸（dATP、dCTP、dGTP和32P标记的dTTP）为原料，以一段单链DNA为模板进行PCR，获得大量双链DNA。酶W可切断DNA中5´碳与磷酸基团之间的化学键。用酶W对上述PCR产物充分酶切后获得3´-核苷酸，如图所示。所有带32P的3´-核苷酸中，碱基均为胞嘧啶。若用32P标记某种脱氧核苷酸，以相同单链DNA为模板进行PCR，产物经充分酶切后，带32P的3´-核苷酸的碱基均为腺嘌呤，则被标记的脱氧核苷酸为（　　） A．dATP B．dGTP C．dCTP或dGTP D．dATP或dCTP 【答案】B 【详解】酶W可切断DNA中5´碳与磷酸基团之间的化学键，酶切后获得的3´-核苷酸的磷酸基团是下一个脱氧核苷酸的磷酸基团，32P标记的dTTP，酶切后，带32P的3´-核苷酸的碱基均为胞嘧啶，则一条链中碱基T和C交替连接，另一条链中A和G交替连接，要使产物经充分酶切后，带32P的3´-核苷酸的碱基均为腺嘌呤，则被标记的脱氧核苷酸为dGTP，B正确。 8．（2026·安徽·高考真题）诱变剂亚硝酸可使DNA上的碱基A和C脱去氨基分别成为次黄嘌呤（H）和尿嘧啶（U），复制时，碱基配对发生改变，引起碱基对替换（图a、b）。羟胺也是一种诱变剂，能使碱基C中的氨基发生修饰，进而诱发碱基对替换（图c）。下列叙述正确的是（     ） A．两种诱变剂通过改变碱基的结构，均能诱发两种形式的碱基对替换 B．亚硝酸和羟胺引起碱基对替换突变，至少需要经过三轮DNA复制 C．羟胺能够引起DNA序列改变，说明该序列中一定有G—C碱基对 D．由亚硝酸诱发A—T到G—C的突变，不能由亚硝酸再诱变回到A—T 【答案】C 【详解】A、亚硝酸可诱发A—T→G—C和G—C→A—T两种碱基对替换；但羟胺仅能诱发G—C→A—T这一种碱基对替换，并非两种，A错误； B、由图可知，诱变后仅一条DNA链的碱基发生改变，经过2次DNA复制即可得到完成替换的突变碱基对，B错误； C、羟胺的作用对象是G—C碱基对中的C，通过修饰C诱发碱基对替换；若羟胺成功引起DNA序列改变，说明序列中一定存在G—C碱基对，C正确； D、亚硝酸诱发A—T→G—C后，即图a过程，新产生G—C中的C可以被亚硝酸脱去氨基变为U，按照图b的过程，可再次诱变变回A—T，D错误。 9．（2025·贵州·高考真题）下图为核酸的部分结构及遗传信息传递过程的示意图。下列叙述正确的是（　　） A．图中箭头所指碳原子上连接的基团是-OH B．甲链中相邻两个五碳糖通过磷酸二酯键连接 C．若图中序列编码一个氨基酸，则其密码子为UAC D．遗传信息可从甲链流向乙链，但不能从乙链流向甲链 【答案】B 【详解】A、图中含有尿嘧啶和胸腺嘧啶，应该代表的是转录（或逆转录）过程，图中箭头所指碳原子为脱氧核糖的2号碳原子，其上连接的基团是-H，A错误； B、甲链中相邻两个五碳糖通过磷酸二酯键连接，即核酸中连接两个核苷酸的是磷酸二酯键，B正确； C、若图中序列编码一个氨基酸，即图示过程为转录过程，则其密码子为5’-CAU-3’，因为密码子读取的方向是5’→3’，C错误； D、遗传信息通过转录过程从甲链流向乙链，还可通过逆转录过程从乙链流向甲链，D错误。 故选B。 10．（2025·广东·高考真题）Solexa测序是一种将PCR与荧光检测相结合的高通量测序技术。为了确保该PCR过程中，DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后，DNA链不继续延伸，应保护底物中脱氧核糖结构上的（    ） A．1'-碱基 B．2'-氢 C．3'-羟基 D．5'-磷酸基团 【答案】C 【分析】在DNA复制过程中，在DNA聚合酶的催化作用下，将一个个的脱氧核苷酸连接形成磷酸二酯键，使子链延伸，但是DNA聚合酶催化延伸子链方向只能从5′→3′。 【详解】已知DNA聚合酶催化延伸子链方向只能从5′→3′，原因是脱氧核苷酸的3'碳有羟基，可以结合下一个脱氧核苷酸的5′碳的磷酸基团，故为了DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后，DNA链不继续延伸，应保护底物中脱氧核糖结构上的3'-羟基，使其不能结合下一个脱氧核苷酸的5′碳的磷酸基团，C正确。 故选C。 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。 20 / 21 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 第一部分 五年考情·精准定向 北京考情概览 北京热点情境 北京备考策略 第二部分 三大核心·主干速记 一图串联·核心梳理·易错辨析 核心知识01 DNA分子的结构 核心知识02 DNA的复制 核心知识03 基因的本质 第三部分 分层专练·靶向攻关 题型专攻·基础题（北京视野，单选，3大题型） 两年重难·情境题（北京模拟，单选、非选择题） 五年真题·压轴题（北京视野，单选、非选择题，含2026年高考真题） 第一部分 五年考情·精准定向 考情概览 新课标要求 考题统计 1. 沃森和克里克是怎样揭示DNA的双螺旋结构的？这一研究过程给我们哪些启示？ 2. DNA的双螺旋结构有哪些主要特点？ 3. 怎样证明DNA是半保留复制的？ 4. DNA的复制过程是怎样的？ 5. DNA的半保留复制对遗传信息的稳定传递有什么意义？ 6. 基因是什么？ 7. DNA是如何携带遗传信息的？ 8. 如何理解DNA的多样性和特异性？ 2025年北京卷，DNA分子复制过程 2024年北京卷，DNA分子的结构；基因的结构与功能 2023年北京卷，DNA分子的复制过程及意义 2021年北京卷，DNA分子中碱基的计算 1．考查频次：近5年北京高考基本每年都有该专题的考查，是高频考点。该专题主要聚焦在DNA分子的结构与计算，DNA复制过程、意义方向的考查。同时，该部分知识点还喜欢与基因的表达部分一起出题。 2．考查要点：考查内容聚焦三大板块：一是DNA分子的结构与功能；二是DNA分子的复制过程及意义；三是基因的本质。 热点情境 情境1：北大生科院高宁团队，解析PCNA-FEN1-RNaseH2复合物冷冻电镜结构，阐明真核滞后链 RNA 引物切除完整机制，填补 DNA 复制后期结构空白。 对应知识点：DNA分子的复制过程。 情境2：清华大学生命学院联合中科院生物物理所（北京），开发 LiveFISH 技术，实时观测活细胞 DNA 复制、基因位点染色质动态。 对应知识点：DNA 分子结构、基因序列、染色质空间结构。 备考策略 1. 搭建完整的知识体系，夯实基础。 （1）DNA 分子结构 ①分层梳理结构层级脱氧核苷酸→脱氧核苷酸链→双螺旋 DNA→核小体→染色质→染色体区分：脱氧核糖、核糖；磷酸二酯键、氢键；A-T2 个氢键、G-C3 个氢键。 ②碱基互补配对规律专项突破 （2） DNA 的复制： ①时期：细胞分裂 S 期； ②场所：细胞核、线粒体、叶绿体（北京特色考点） ③条件：模板、原料、酶（解旋酶、DNA 聚合酶、DNA 连接酶、RNaseH2/FEN1）、能量 ④三大特点：半保留复制、边解旋边复制、双向复制 ⑤两条链差异：前导链连续合成；滞后链→冈崎片段→RNA 引物切除→连接酶封口 （3） 基因的本质 三组易混概念对比（北京选择题区分度拉满） ①基因 / DNA / 脱氧核苷酸 / 染色体 四者包含关系 ②基因突变（碱基序列改变）vs DNA 甲基化（表观修饰，序列不变） ③核基因 vs 叶绿体 / 线粒体质体基因（半自主复制） 2. 对接北京本地热点情境，专项大题训练 （1）读材料：圈出北京研究机构、核心技术（冷冻电镜、EdU 标记、LiveFISH、DNA 甲基化存储）； （2）剥离新信息：区分 “教材原有知识点” 和 “科研新发现”，设问 90% 依托课本； （3）定位考点：判断属于 DNA 结构 / 复制 / 基因本质哪一块； （4）规范表述：用课本专业术语作答，拒绝口语化。 第二部分 两大核心·主干速记 内容速览：DNA分子的结构、DNA的复制、基因的本质。 一图串联 核心梳理 核心知识1 DNA分子的结构 考点1:DNA分子的结构 1.结构特点 （1）由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。 （2）外侧:脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架； （3）内侧:碱基通过氢键连接成碱基对。 （4）碱基互补配对原则：A=T G≡C 2..DNA分子结构特点 (1)稳定性：空间结构相对稳定。 ①两条主链上磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变，排列在外侧构成基本骨架； ②两条链间的碱基互补配对方式稳定不变，总是A与T、G与C配对。碱基对及其侧链基团对维持DNA分子的空间结构的稳定有着重要的作用。 (2)多样性：碱基多种多样的排列顺序 若DNA含有n个碱基对，则其可能有4n种碱基排列顺序 (3)特异性：每个DNA分子都有特定的碱基排列顺序，代表了特定的遗传信息。 【注意】 (1)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，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。 (2)DNA只有4种脱氧核苷酸，能够储存足够量遗传信息的原因是构成DNA的4种脱氧核苷酸的数目成千上万，脱氧核苷酸的排列顺序千差万别。 （3）数量关系 a.一个磷酸可与1或2个脱氧核糖相连 b.每个DNA分子片段中，有2个游离的磷酸基团 c.脱氧核糖数=磷酸数=含氮碱基数 d.A一T间有2个氢键，G—C间有3个氢键 注意：DNA分子中氢键越多，越稳定。 （4）位置关系 a.单链中相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接 b.互补链中相邻碱基通过氢键相连 （5）连接方式 a.氢键：连接互补链中的互补配对的碱基 b.磷酸二酯键:连接单链中相邻的两个脱氧核苷酸 （6）酶的作用位点 a.解旋酶：打开氢键，使DNA双链解开 b.DNA酶：打开磷酸二酯键，水解DNA c.限制酶：识别双链DNA分子中的某种特定核苷酸序列，并使 每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开 d.DNA聚合酶：形成磷酸二酯键，使子链延伸 e.DNA连接酶：形成磷酸二酯键,连接DNA片段 3. DNA的变性与复性 （1）DNA的变性：碱基对的氢键断裂，双链变成单链。 （2）DNA的复性：变性DNA 在适当条件下，使两条彼此分开的链恢复到双螺旋结构。热变性DNA一般经缓慢冷却后即可复性，此过程称之为" 退火"(annealing）。 考点2:DNA中碱基数量的计算规律点 设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。 1.规律1：双链DNA中，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，即A+G=C+T。 2.规律2：双链DNA中，任意两种不互补的碱基之和占总碱基的50%，如A+G=C+T=A+C=G+T=总碱基的50%。 3.规律3：双链DNA中，一条链中互补碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和，如A1+T1=A2+T2。 4.规律4：互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即若在一条链中（A+T）/（G+C）=m，则在互补链及整个DNA分子都有（A+T）/（G+C）=m。 5.规律5：非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA一条链中（A+G）/（T+C）=a，则在其互补链中（A+G）/（T+C）=1/a，而在整个DNA分子中（A+G）/（T+C）=1。 核心知识2 DNA的复制 考点1：DNA半保留复制的实验证据 1.两种DNA复制假说 在早期的研究中，科学家们提出DNA复制的模型，包括半保留复制和全保留复制。 （1）半保留复制是由沃森和克里克提出的遗传物质自我复制的假说，他们认为新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。 （2）全保留复制是指DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。 2.DNA半保留复制方式的实验证据 （1）实验材料和方法：以大肠杆菌为材料，运用同位素标记法、密度梯度离心法。 （2）科学方法：假说一演绎法。 （3）演绎推理 （4）实验过程：让大肠杆菌在15NH4Cl的培养若干代，再放置在14NH4Cl培养。 （5）实验原理：只含15N的DNA密度大，只含14N的DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。 ①重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA。 ②中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA。 ③轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。 （6）实验结果：离心后应出现三条DNA带。 （5） 实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。 考点2：DNA复制的过程 1.概念：以亲代DNA分子为模版合成子代DNA分子的过程。 2.DNA复制场所 （1）真核细胞：主要在细胞核中，但在线粒体、叶绿体也有DNA的复制； （2）原核细胞：主要在拟核中，在质粒处也有DNA的复制。 3.发生时期(真核生物) 细胞分裂前的间期(有丝分裂前的间期、减数分裂前的间期)，随着染色体的复制而完成。 4. 过程 （1）模版：解开的每一条母链； （2）原料：四种脱氧核苷酸； （3）酶：解旋酶和DNA聚合酶； （4）原则：碱基互补配对原则 （5）方向：沿着子链的5’端→3’端； 5.特点：边解旋，边复制；半保留复制。 6.精确复制的原因 （1）DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板； （2）碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行。 7.复制的意义：将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。 【拓展】DNA的半不连续复制和多起点复制 1.半不连续复制 （1）在复制起点处，两条链解开形成复制泡，DNA向两侧复制形成两个复制叉。解开的两条母链都可以作为模板链。 （2）DNA聚合酶只能催化子链沿5′→3′方向延伸。因此以3'→5'的链为模板链时，DNA聚合酶可以沿5′→3’的方向合成互补的新链，这条新链称为前导链。 （3）当以5′→3'的链为模板时则不能连续合成新链，这条新链称为滞后链。DNA聚合酶先合成冈崎片段。DNA连接酶负责把这些冈崎片段的缺口补平，使冈崎片段连成完整的DNA链。 （4）这种前导链的连续复制和滞后链的不连续复制在生物细胞中是普遍存在的，称为DNA的半不连续复制。 2.DNA复制的起点和方向 （1）原核生物：单起点双向复制 （2）真核生物：多起点双向复制 在复制速率相同的前提下，图中DNA是从其最右边开始复制的，这种复制方式提高了DNA复制的效率。 考点3：DNA复制相关计算 1.DNA分子数 （1） 子代DNA分子数：2n个。 （2） 含亲代母链的DNA分子数：2个。 （3） 只含亲代母链的DNA分子数：0个。 （4） 不含亲代母链的DNA分子数：2n-2个。 （5） 含亲代母链的DNA分子数与子代DNA分子数之比为：2/ 2n 2.脱氧核苷酸链数 亲代DNA分子经 n 次复制后，则 （1）子代DNA分子中脱氧核苷酸链数：2n+1条 （2）亲代脱氧核苷酸链数：2条。 （3）新合成的脱氧核苷酸链数：2n+1-2条 3.消耗的脱氧核苷酸数 若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则 （1）则经过n次复制共需要消耗该脱氧核苷酸个数为：m(2n-1)。 （2）第n次复制需要消耗该脱氧核苷酸个数为：m × 2n-1。 【易错提醒】DNA的半不连续复制和多起点复制 （1）“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别：前者包括所有的复制，后者只包括最后一次复制。“复制n次”是一共消耗多少脱氧核苷酸；“第n次复制”是单纯这一次复制消耗多少脱氧核苷酸。 （2）在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。 （3）看清碱基的数目单位是“对”还是“个”,“DNA分子数”还是“链数”,“含”还是“只含”等关键词。 4.有丝分裂过程中染色体和DNA的变化 （1）DNA复制后DNA分子存在位置与去向 ①2个子DNA位置：当1个DNA分子复制后形成2个新DNA分子后，这2个子DNA位于两条姐妹染色单体上，且由着丝粒连在一起，如图所示： ②子DNA去向：在有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期，当着丝粒分裂时，两条姐妹染色单体分开，分别移向细胞两极，此时子DNA随染色单体分开而分开。 （2）过程图解：用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行两次有丝分裂，情况如图所示： ①第一次有丝分裂形成的两个细胞中所有的DNA分子都呈“杂合状态”，即15N/14N－DNA； ②第二次有丝分裂形成的子细胞有多种可能性，可能子细胞的所有染色体都含15N，也可能子细胞的所有染色体都不含15N。即子细胞含有15N的染色体为0～2n条(体细胞染色体为2n条)。 ③规律总结:若只复制一次，产生的子染色体都带有标记，若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。 5.DNA复制与减数分裂中染色体标记情况分析 若进行减数分裂，则细胞只在减数第一次分裂前的间期进行了一次DNA分子的复制，染色体中DNA的标记情况如图所示(DNA被15N标记的细胞在不含标记的培养液中培养，以一对同源染色体为例): 由图可以看出，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂两次，但DNA只在减数第一次分裂前的间期复制一次，所以4个子细胞中所有DNA分子均呈杂合状态，即“15N/14N-DNA”。 核心知识3 基因的本质 考点1：基因的本质 1.遗传信息 （1）DNA病毒、细胞的遗传信息：DNA分子中(碱基对)脱氧核苷酸的排列顺序。 （2）RNA病毒的遗传信息: RNA分子中(碱基)核糖核苷酸的排列顺序。 2.基因通常是有遗传效应的核酸片段。                                                        （1）DNA病毒、细胞的基因：有遗传效应的DNA片段。                                （2）RNA病毒的基因：有遗传效应的RNA片段。 【易错提醒】 （1）不是所有的DNA片段都是基因，必须是有遗传效应的DNA片段才是基因。 （2）不是所有的基因都位于染色体上，叶绿体、线粒体和拟核区也有基因。 （3）基因不全是有遗传效应的DNA片段，对于遗传物质是RNA的生物而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。 3.基因、DNA、染色体之间的关系 考点2：原核细胞和真核细胞基因的结构 1.原核细胞基因结构示意图 （1）非编码区：不能转录为mRNA,不能编码蛋白质。 （2）编码区：能转录为相应的mRNA,进而指导蛋白质的合成，即能够编码蛋白质。原核细胞基因的编码区是连续的，转录出的mRNA不需要剪切。 （3）启动子、RNA聚合酶、终止子 ①启动子：位于基因首端的一段能与RNA聚合酶结合并能起始mRNA合成的序列。没有启动子，基因就不能转录。 ②RNA聚合酶：能够识别启动子上的结合位点并与其结合的一种蛋白质。 ③终止子：位于基因尾端的一段特殊的DNA片段，它能阻碍RNA聚合酶的移动，并使其从DNA模板链上脱离下来，使转录终止。 2.真核细胞基因结构示意图 与原核细胞基因结构不同，真核细胞基因的编码区是间隔的、不连续的，其中编码氨基酸的序列称为外显子，不编码氨基酸的序列称为内含子。最初转录出来的mRNA(被称为mRNA前体)通过剪切将内含子对应部分去除，只留下外显子对应部分。 第三部分 分层专练·靶向攻关 题型专攻·基础题（北京视野，单选，3大题型） 考查重点：DNA的结构、DNA复制、基因的本质 题型一：DNA的结构 1．（2026·北京·三模）某科学家分析了多种生物DNA的碱基组成，一部分实验数据如下表所示。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 1.57 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 1.01 1.02 1.01 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具有双链结构 2．（2026·北京房山·一模）DNA双螺旋结构的发现运用了多种科学方法。下列方法中，在DNA结构模型建立与验证中未直接使用的是（    ） A．同位素标记法——追踪DNA分子的复制方式 B．归纳法——从X射线衍射图谱总结DNA的结构 C．假说-演绎法——提出碱基互补配对假说并以实验数据验证 D．模型建构法——通过物理模型验证碱基的空间排列 3．（25-26高三上·北京东城·期末）水熊虫在极端环境下会大量合成海藻糖保护细胞结构，并通过损伤抑制蛋白(Dsup)保护DNA．关于海藻糖、Dsup及DNA的叙述，不正确的是（　　） A．三者都含C、H、O、N、P等元素 B．组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸 C．Dsup的合成需通过氨基酸间的脱水缩合 D．Dsup和DNA都是由单体构成的多聚体 4．（25-26高三上·北京朝阳·期中）埋藏万年的古DNA中，胞嘧啶易脱氨基变为尿嘧啶。关于发生脱氨基的古DNA，下列叙述合理的是（    ） A．基本骨架由排列在内侧的碱基对构成 B．脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键被破坏 C．嘌呤与嘧啶的比值并未发生改变 D．与其PCR产物的碱基对类型一致 5．（24-25高三上·北京·阶段检测）下图为核苷酸链结构图，下列表述不正确的是（　　） A．能构成一个完整核苷酸的是图中的a和b B．图中与每个五碳糖直接相连的碱基有1个 C．各核苷酸之间是通过化学键③连接起来的 D．若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的是T，多出的是U 6．（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 7．（23-24高三上·北京东城·期末）酵母菌DNA分子中碱基A约占32%，以下关于酵母菌DNA复制的说法正确的是（　　） A．DNA复制过程需消耗能量 B．DNA解旋将断开磷酸二酯键 C．核糖核苷酸作为复制的原料 D．子代DNA分子中G约占32% 8．（2026·北京丰台·一模）1953年DNA双螺旋结构的发现具有里程碑式的意义，下列叙述错误的是（　　） A．实验和数据是演绎理论的基础，重大科学突破需多人多学科协作 B．富兰克林根据拍摄的DNA衍射图谱推算出DNA结构的众多参数 C．查哥夫计算出碱基含量：腺嘌呤=胞嘧啶，鸟嘌呤=胸腺嘧啶 D．沃森和克里克尝试搭建过很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型 9．（2025·北京东城·一模）ecDNA是细胞染色体DNA之外的双链环状DNA分子，其上的基因转录非常活跃。下列关于ecDNA的说法错误的是（　　） A．两条链具有反向平行的关系 B．每个脱氧核糖与2个磷酸基团相连 C．嘌呤和嘧啶碱基的数目相同 D．不存在与RNA聚合酶结合的启动子 10．图为DNA分子部分片段的示意图，下列有关叙述正确的是（　　） A．①为3’端，⑥为5’端 B．解旋酶作用于④，DNA聚合酶作用于⑤ C．该分子复制时，⑩与尿嘧啶配对 D．若该分子中G-C碱基对比例高，则热稳定性较高 题型二：DNA复制 11．（2026·北京·三模）近期，科学家在某种细菌中发现了一种特殊的酶Drt3b。研究发现，Drt3b的活性中心利用其自身蛋白质上两个特定氨基酸的侧链，形成一个精确的“分子模具”，指导合成了一条由碱基AC简单重复构成的单链DNA。该DNA产物用于抵御病毒入侵，但不编码蛋白质。下列关于该发现的叙述，不合理的是（    ） A．Drt3b指导合成DNA时，催化形成了磷酸二酯键 B．Drt3b合成该DNA的过程，遵循碱基互补配对原则 C．该发现未否定DNA→RNA→蛋白质的遗传信息传递路径 D．改变Drt3b中这两个氨基酸的种类可能使其无法合成DNA 12．（2026·北京朝阳·二模）为研究药物对癌细胞增殖的抑制效果，最适合使用放射性同位素标记的物质是（    ） A．腺嘌呤 B．胞嘧啶 C．鸟嘌呤 D．胸腺嘧啶 13．（2026·北京·三模）将真核细胞培养在含有3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷的培养液中，可用于研究（    ） A．DNA复制的场所 B．mRNA与核糖体的结合 C．分泌蛋白的运输 D．细胞膜脂质的流动 14．（2026·北京丰台·二模）下列关于研究方法或技术的叙述，错误的是（    ） A．孟德尔揭示分离定律，运用了假说-演绎法 B．施莱登和施旺建立细胞学说，运用了完全归纳法 C．赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验，运用了放射性同位素标记技术 D．DNA半保留复制的实验中，利用离心法分离不同密度的DNA 15．（2026·北京顺义·二模）下图是果蝇早期胚胎中正在复制的 DNA，图中箭头所指的泡状结构是 DNA 上正在复制的部分。据图推测合理的是（    ） A．每条 DNA 分子的复制始于一个固定起点 B．该复制特点大大缩短了 DNA 复制的时间 C．①②③④结构中最先开始复制的是③ D．泡状结构的 DNA 均处于碱基暴露的解旋状态 16．（2026·北京石景山·一模）研究者将1个含的大肠杆菌转移到含的培养液中，低温下培养24h。提取子代大肠杆菌的DNA，解开DNA双螺旋变成单链，然后进行密度梯度离心，试管中出现2条条带，见下图。下列叙述不正确的是（　　） A．由结果推测该大肠杆菌的增殖周期大约为8h B．根据条带的数目和位置无法确定DNA的复制方式 C．解开DNA双螺旋的实质是破坏配对碱基之间的氢键 D．将子代DNA进行密度梯度离心可得到相同位置的2条条带 17．（25-26高三上·河南周口·期中）如图为某细菌拟核 DNA 复制的示意图，DNA 在复制原点（只有一个）解开成单链状态，两条单链分别作为模板，各自合成其互补链。复制过程中需先在引物酶的作用下合成引物（一小段 RNA）。下列相关叙述正确的是（　　） A．引物酶可能是一种特殊的 RNA 聚合酶 B．前导链和滞后链结合形成一个子代 DNA 分子 C．两个子代 DNA 分子会随着丝粒的断裂而分离 D．两条链上 DNA 聚合酶移动方向都与复制叉前进方向相同 18．（25-26高三上·北京海淀·期中）DNA的复制类型有两种，如下图。起始点是DNA序列中启动复制的位置，发生复制的位点称为复制叉。下列叙述正确的是（　　） A．两种复制类型所需的原料和酶不同 B．新DNA的合成是在复制叉处启动 C．每条新链都与作为模板的亲代链互补 D．类型二得到的DNA数目为类型一的二倍 19．（25-26高三上·北京平谷·阶段检测）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，则相关叙述不正确的是（　　） A．秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点的正常分裂 B．通过对细胞中不含单体时的染色体计数，可推测DNA复制的次数 C．通过检测DNA链上3H标记出现的情况，可推测DNA的复制方式 D．细胞中DNA第二次复制完成时，每条染色体的单体均带有3H标记 20．（2025·北京海淀·二模）为探究DNA的复制方式，梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料进行实验，结果如下图。关于该实验的叙述，错误的是（　　） A．利用含有15NH4Cl的培养液获得第0代大肠杆菌 B．第1代离心结果不支持DNA的复制方式为全保留复制 C．第2代大肠杆菌的DNA中，15N/14N-DNA占1/2 D．本实验采用差速离心技术 题型三：基因本质 21．（24-25高三上·北京昌平·期末）重叠基因是指共有同一段DNA序列的两个或多个基因。下图是某噬菌体DNA的单链片段，相关叙述正确的是（   ） A．基因D和基因E转录的mRNA 中起始密码子相同 B．基因D和基因E表达的蛋白质中氨基酸序列相同 C．重叠基因使得有限的DNA序列能够编码多种蛋白质 D．基因D和基因E表达的蛋白质具有相同的生物学功能 22．下列物质或结构的层次关系由大到小的是（    ） A．染色体 → DNA → 基因 → 脱氧核苷酸 B．染色体 → DNA → 脱氧核苷酸 → 基因 C．染色体 → 脱氧核苷酸 → DNA → 基因 D．基因 → 染色体 → 脱氧核苷酸 → DNA 23．生长在太平洋的一种水母能发出绿色荧光，这是因为该种水母DNA上有一段长度为5000多个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了水母的绿色荧光蛋白基因的转基因动物，在紫外线照射下，也能像水母一样发光。该资料不能表明（　　） A．基因是具有遗传效应的DNA片段 B．基因也可以是具有遗传效应的RNA片段 C．基因可以控制蛋白质的合成来控制生物体的性状 D．基因是控制生物体性状的结构单位和功能单位 24．（25-26高三下·云南昆明·阶段检测）科学家发现任何两个物种的DNA都是不一样的。DNA具有多样性的主要原因是（    ） A．DNA中的碱基多种多样 B．DNA的空间结构千变万化 C．DNA碱基互补配对方式各不相同 D．DNA碱基对有很多种不同的排列顺序 25．某种微生物中既存在DNA与组蛋白结合形成染色质，还存在质粒等环状DNA，且能进行有氧呼吸。下列叙述正确的是（　　） A．因其存在环状DNA和质粒，可判断其为原核生物 B．因其存在染色质，可判断其为真核生物 C．因其能进行有氧呼吸，可判断其为真核生物 D．该生物可能是真核生物，基因结构中一般不存在终止子 26．脑源性神经营养因子（BDNF）能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育。如图为BDNF基因的表达及调控过程。下列叙述错误的是（　　） A．BDNF基因是具有遗传效应的DNA片段 B．过程①②涉及的碱基互补配对方式相同 C．miRNA合成时需RNA聚合酶将DNA双链解开 D．miRNA和BDNF基因的mRNA结合抑制其翻译 27．科学家探索利用DNA分子替代传统硅基芯片储存数据，将数据写入DNA分子，该项技术借助DNA分子结构实现了数据储存。下列叙述错误的是（    ） A．DNA分子的双螺旋结构可实现数据的稳定保存 B．磷酸和核糖交替连接形成了DNA分子的基本骨架 C．DNA分子能储存数据是因为碱基排列顺序千变万化 D．DNA分子的一条单链上有两个末端，磷酸基团位于5'端 28．马的毛色有栗色和白色两种，分别由基因B和b控制；豌豆植株的高度有高茎和矮茎两种，分别由基因D和d控制。下列有关说法正确的是（　　） A．基因B与D控制动植物不同的性状，是因为组成它们的碱基种类有差异 B．基因b与d控制动植物不同的性状，是因为它们的碱基互补配对方式不同 C．基因B与b控制一对相对性状，它们的本质区别是碱基的排列顺序差异 D．基因D或d它们都是DNA中的片段，它们的碱基排列顺序是千变万化的 29．将水母的绿色荧光蛋白（GFP）基因与结核分枝杆菌的M基因拼接，形成融合基因，并转入山羊的受精卵中，培育出能在乳腺中表达融合基因的转基因山羊。下列叙述错误的是（　　） A．组成GFP基因与M基因的单体相同 B．GFP基因与M基因中的值相等 C．转基因山羊细胞中基因的数量远多于染色体的数量 D．转基因山羊中基因进行复制时子链的延伸方向均为 30．研究发现，可利用放射性同位素标记的DNA片段确定基因在染色体上的位置。研究人员以32P标记的脱氧腺苷三磷酸（dATP，dA—Pα~Pβ~Pγ）等为材料，制备了DNA片段甲（单链），并用片段甲对W基因在染色体上的位置进行了研究。下列叙述错误的是（    ） A．对细胞生物来说，基因是有遗传效应的DNA片段 B．需要用32P对dATP中的α位磷酸基团进行标记 C．片段甲的长度越短，对W基因的定位就越准确 D．上述定位基因的过程利用了碱基互补配对的原理 两年重难·情境题（主要北京模拟，单选、非选择题） 设题创新:G－四联体，考察DNA分子的结构(T1);酶Drt3b，考查DNA分子的复制（T2）;水蛭素，考查DNA分子的结构(T4);T7-OR，考查DNA分子的复制(T16) 1．科学家在人体快速分裂的活细胞中(如癌细胞)发现了DNA的四螺旋结构，形成该结构的DNA单链中富含G，每4个G之间通过氢键等作用力形成一个正方形的“G－4平面”，继而形成立体的“G－四联体”(如图)，G－四联体存在于调控基因，特别是癌症基因所在的DNA区域内。下列叙述中，正确的是（　　） A．该结构由两条反向平行的脱氧核苷酸链形成 B．用DNA酶可打开该结构中的氢键 C．该结构中(A＋G)/(T＋C)的值等于1 D．该结构位置的发现可能为癌症靶向治疗提供新的治疗方向 2．（2026·北京·三模）近期，科学家在某种细菌中发现了一种特殊的酶Drt3b。研究发现，Drt3b的活性中心利用其自身蛋白质上两个特定氨基酸的侧链，形成一个精确的“分子模具”，指导合成了一条由碱基AC简单重复构成的单链DNA。该DNA产物用于抵御病毒入侵，但不编码蛋白质。下列关于该发现的叙述，不合理的是（    ） A．Drt3b指导合成DNA时，催化形成了磷酸二酯键 B．Drt3b合成该DNA的过程，遵循碱基互补配对原则 C．该发现未否定DNA→RNA→蛋白质的遗传信息传递路径 D．改变Drt3b中这两个氨基酸的种类可能使其无法合成DNA 3．染色体脆性位点是指在有丝分裂过程中染色体易断裂、缺失和重排的特异性区域。研究发现肺癌细胞在有丝分裂期（M期），染色体脆性位点的DNA会发生复制，以弥补染色体断裂缺失的位点。下列叙述错误的是（    ） A．DNA复制时，新链的延伸方向均与解旋酶的移动方向相同 B．脆性位点的断裂、缺失和重排可能会引起染色体变异 C．DNA的复制不仅仅发生在分裂前的间期 D．脆性位点的断裂、缺失和重排可能会导致抑癌基因损伤或缺失 4．水蛭素是从水蛭的唾液腺中提取分离出来的多肽，具有显著的抗凝和抗血小板聚集等作用，可用于预防和治疗血栓。研究发现，通过将水蛭素的第47位天冬酰胺替换为赖氨酸，可以显著提高其抗凝血活性。下列关于该改造过程的叙述，正确的是（　　） A．改造的核心步骤是根据水蛭素的预期功能，设计结构，再推测氨基酸序列 B．改造水蛭素时，可直接对水蛭素的氨基酸进行替换，无需改造其编码基因 C．改造后的水蛭素与天然水蛭素相比，基因中嘌呤和嘧啶碱基比例发生改变 D．改造后的水蛭素氨基酸序列改变，但其蛋白质的空间结构不会发生改变 5．（2026·湖南岳阳·三模）酵母丙氨酸转移核糖核酸（酵母tRNAAla）是酵母细胞内能携带丙氨酸并将其转移到核糖体以参与蛋白质合成的一类核糖核酸。酵母tRNAAla由11种且76个核苷酸构成。我国科学家采用化学合成与酶促连接相结合的方法，首先合成小的寡聚核苷酸片段，然后合成两个半分子，再将这两个半分子经“退火”处理，使其按一定原则重组成二级结构后，在相关酶的作用下，就形成了完整的酵母tRNAAla分子。我国于1981年世界首次完成了酵母tRNAAla的人工合成。下列有关描述错误的是（　　） A．合成酵母tRNAAla的前提条件是测定出它的全部核苷酸序列信息 B．酵母tRNAAla中含有A、U、G、C四种碱基和7种其他碱基 C．两个半分子经“退火”处理之后，按照碱基互补配对原则形成了含有一定氢键的二级结构 D．由两个半分子形成的二级结构，在DNA连接酶和RNA连接酶的作用下就形成了完整的酵母tRNAAla分子 6．线粒体、叶绿体和某些病毒的DNA复制方式为D环复制，过程如下：环状DNA内环链密度更大，称为重链或H链；外环链密度较小，称为轻链或L链。重链和轻链的复制原点所在位置不同，重链的复制原点称为OH，轻链的复制原点称为OL，RNA聚合酶在开口处合成一段引物，其复制过程如图所示，其中小球代表单链结合蛋白。下列叙述错误的是（　　） A．H链为模板复制时脱氧核苷酸连接至引物的3'端，L链为模板复制时连接至引物的5'端 B．H链和L链为模板复制的产物是单链DNA，但可分别与H链和L链互补为双链 C．某个环状DNA连续复制N次，最终形成2N条H链，共需要2N+1-2个引物 D．单链结合蛋白与解旋的单链DNA结合可防止H链和L链重新盘绕螺旋 7．随着测序技术的飞速发展，基因数据库的规模呈指数级增长，其核心作用在于存储、整合、共享全球的生物遗传数据，已成为全球关键战略资源。下列叙述正确的是（　　） A．脱氧核苷酸分子可携带特定的遗传信息，并控制生物的性状 B．脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，共同构成DNA分子的基本骨架 C．患者的个人基因信息可上传至公共数据库共享，不存在隐私泄露的风险 D．抑癌基因抑制细胞凋亡，可从数据库中获取相应序列用于癌症的基因诊断 8．研究发现，DNA中的串联重复序列ATCG在特定条件下会形成特殊的右手螺旋构象，重复序列因碱基堆积力差异，紧凑度增大，导致螺旋直径变小、高度降低，其他配对方式和结构等无差异。下列关于该结构的叙述，正确的是（　　） A．重复序列相邻碱基对间距小于非重复序列的相邻碱基对间距 B．重复序列形成的螺旋结构中两条链的碱基通过磷酸二酯键连接成碱基对 C．核糖的3′羟基与另一个核糖核苷酸的5′磷酸相连形成DNA的基本骨架 D．重复序列中若G-C碱基对占比较高，则螺旋结构稳定性低于普通DNA片段 9．（2026·山东聊城·二模）原核生物和真核生物均存在单链DNA结合蛋白（SSB），SSB与DNA单链区域结合，能阻止DNA聚合和保护单链的部分不被核酸酶水解。下列相关叙述正确的是（    ） A．细胞中SSB与DNA单链结合的区域是不变的 B．核酸酶催化DNA分子相邻碱基之间的氢键断裂 C．真核细胞中SSB可在分裂前的间期发挥作用 D．原核细胞和真核细胞中SSB发挥作用时均需线粒体提供能量 10．噬菌体的溶原化，是指温和噬菌体感染细菌后，不立即裂解宿主，而是将其DNA整合到细菌的DNA或游离为质粒，进入沉默、休眠的潜伏状态（称为原噬菌体），并随细菌分裂稳定传代。其过程如图所示。下列说法错误的是（　　） 吸附→注入线性DNA→形成环状DNA→表达阻遏蛋白维持休眠→随细菌复制传代→诱导后切离DNA→进入裂解细菌模式 A．形成环状DNA 依赖黏性末端互补配对和DNA连接酶修复 B．溶原化的原噬菌体由蛋白质和DNA构成 C．宿主DNA损伤可能是切离DNA的诱因 D．溶原化是温和噬菌体为抵御不良环境在长期进化中形成的适应策略，是自然选择的结果 11．（2026·北京西城·一模）学习以下材料，回答（1）~（5）题。 基于T7-OR复制系统的基因持续超突变和加速进化 T7噬菌体侵染大肠杆菌后，会合成其特有的DNA聚合酶、解旋酶等，以适配自身DNA的特殊结构，来进行DNA复制。科研人员对T7噬菌体的复制系统进行改造，开发出新的复制系统（T7-OR），实现了目标基因在大肠杆菌细胞内的连续超突变和加速进化。 T7溶菌酶的核心功能是降解宿主菌细胞壁，帮助子代噬菌体从细菌中释放。T7溶菌酶还参与T7噬菌体DNA复制（图1）。科研人员将T7DNA聚合酶基因、T7溶菌酶基因改造后，与T7RNA聚合酶基因、T7复制原点等导入大肠杆菌中，获得具有T7-OR复制系统的菌株（R菌株）。T7-OR系统仅作用于携带T7复制原点的环形质粒，实现在正常培养条件下目标基因的持续超突变。 细菌产生的β-内酰胺酶能够水解β-内酰胺类抗生素，使其失去抑菌作用。这种酶是细菌耐药性的重要机制之一。科研人员将β-内酰胺酶基因导入R菌株，然后将此菌株接种到含有最低抑菌浓度的抗生素的平板上，以此作为进化起点。培养后挑取菌落，在不断提高的抗生素浓度下传代培养。该系统仅用一周时间，就使β-内酰胺酶的活性提升5000倍，且进化出的突变位点与临床耐药菌株中的突变高度一致。 (1)在复制原点附近，T7溶菌酶与T7RNA聚合酶结合后______过程被终止，已合成的RNA链被T7DNA聚合酶利用，以复制T7DNA。 (2)为实现目标基因在宿主菌内的持续超突变，在开发T7-OR复制系统时，对T7溶菌酶和T7DNA聚合酶的改造分别是______。 (3)获取用于β-内酰胺酶基因加速进化的R菌株时，下列组件应构建到图2中哪种结构上。 ①T7DNA聚合酶基因______； ②T7复制原点______； ③β-内酰胺酶基因______。 (4)关于β-内酰胺酶进化实验和T7-OR复制系统的叙述，正确的有______。 A．目标基因快速高频突变，依赖系统导致的高突变率和大肠杆菌快速繁殖能力 B．该系统使酶活性提升5000倍，说明可通过定向突变提升蛋白质功能 C．进化出的突变位点与临床耐药菌高度一致，体现实验室进化结果的实用性 (5)请说明T7-OR复制系统与传统诱变相比在基因加速进化方面的优势______。 12．（24-25高三上·北京·阶段检测）染色体断裂常见于肿瘤细胞中，而着丝粒是染色体断裂的高频位点。为了研究DNA复制与着丝粒断裂的关系，研究者进行了相关实验。 (1)DNA复制所需要的原料是_____。 (2)研究者用药物P处理培养中的人的上皮细胞24小时，使细胞周期同步化。之后，再用5-溴尿嘧啶脱氧核苷（BrdU，胸腺脱氧核苷类似物）处理30分钟，分析每个细胞的DNA含量和BrdU含量，结果见图1由图1可知，药物P的作用是使细胞停滞在_____。 (3)接着除去药物P，在不同时间检测每个细胞内着丝粒DNA序列（Cen）和其他DNA序列（Bulk）在每个复制起点后的子链延伸速度平均值，结果见图2. ①由图2可知，_____。 ②进一步研究显示，与其他序列相比，着丝粒DNA序列复制起点平均间距更小，结合图2分析其意义是______。 (4)B蛋白是着丝粒的重要成分，研究人员推测B蛋白能降低着丝粒DNA序列复制的延伸速度，从而减少着丝粒断裂，保持着丝粒的完整性。为证明该推测，研究人员制备B蛋白基因敲除的细胞（B-KO细胞）并进行了一系列实验。证明该推测必须获得的实验证据包括________。 A．B-KO细胞的着丝粒DNA序列复制的延伸速度高于野生型细胞 B．B-KO细胞的着丝粒DNA序列复制起点间距与野生型细胞无显著差异 C．B-KO细胞的其他DNA序列复制的延伸速度和起点间距与野生型细胞无显著差异 D．B-KO细胞的着丝粒断裂比例高于野生型细胞 E．DNA复制减速剂处理B-KO细胞，着丝粒DNA序列复制的延伸速度降低至正常 F．DNA复制减速剂处理B-KO细胞，着丝粒断裂率降低至正常 (5)在研究如何通过减少着丝粒断裂来治疗肿瘤前，还需要进行的研究是______。 13．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。 14．在细胞周期中，染色体的两条姐妹染色单体之间在相同的位置上可能发生部分交换（SCE）。为研究被动吸烟对小鼠骨髓细胞SCE率的影响，科研小组将小鼠置于密闭小室内，不同染毒时间对小鼠骨髓细胞SCE率的影响 组别 染毒时间/天 SCE 率/% 染毒组 9 6.89 18 7.77 27 8.29 对照组 9 5.87 18 5.92 27 5.87 （1）本实验的自变量是____________________，表中数据表明：____________________。 （2）为镜检小鼠骨髓细胞的SCE，需对染色体进行染色。实验前向小鼠注射BrdU，BrdU与胸腺嘧啶脱氧核苷酸（TdR）结构类似。细胞增殖时，BrdU可取代TdR掺入到新合成的DNA中。用Giemsa染料染色，双链都掺入BrdU的DNA分子所形成的姐妹染色单体着色较浅；而DNA分子中仅有一条链掺入BrdU或两条链都不掺入BrdU，所形成的姐妹染色单体着色深。两条姐妹染色单体有色差，才可观察到交换现象，如下图。 若要观察某个染色体的两条姐妹染色单体之间是否发生交换，通常选择______个细胞周期_______时期的细胞。 （3）通常SCE并不改变遗传物质的组成，原因是___________。但SCE是染色体发生___________而产生的，可能造成DNA的损伤，因此SCE率可作为检测诱变剂致畸变的指标。 （4）综上所述，请提出远离二手烟的理由______________________。 五年真题·压轴题（主要北京视野，单选、非选择题） 高频考点：DNA分子的结构、DNA的复制、基因的本质 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．（2024·北京·高考真题）科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲，依据的是DNA的（    ） A．元素组成 B．核苷酸种类 C．碱基序列 D．空间结构 3．（2021·北京·高考真题）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% 4．（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 5．（2026·广东·高考真题）紫外线辐射能使DNA分子形成异常化学键（如图）。该异常化学键发生在（     ） A．碱基 B．磷酸 C．脱氧核糖 D．核糖 6．（2026·河南·高考真题）某细菌在高温环境下依然能够进行DNA的复制。下列叙述正确的是（　　） A．该菌体内DNA复制时，不需要解旋酶的参与 B．该菌DNA复制时，母链从5'端到3'端被阅读 C．该菌DNA聚合酶在高温下仍能保持活性，催化子链的延伸 D．该菌DNA复制系统耐高温特性与氢键有关，与二硫键无关 7．（2026·山东·高考真题）以4种脱氧核苷酸（dATP、dCTP、dGTP和32P标记的dTTP）为原料，以一段单链DNA为模板进行PCR，获得大量双链DNA。酶W可切断DNA中5´碳与磷酸基团之间的化学键。用酶W对上述PCR产物充分酶切后获得3´-核苷酸，如图所示。所有带32P的3´-核苷酸中，碱基均为胞嘧啶。若用32P标记某种脱氧核苷酸，以相同单链DNA为模板进行PCR，产物经充分酶切后，带32P的3´-核苷酸的碱基均为腺嘌呤，则被标记的脱氧核苷酸为（　　） A．dATP B．dGTP C．dCTP或dGTP D．dATP或dCTP 8．（2026·安徽·高考真题）诱变剂亚硝酸可使DNA上的碱基A和C脱去氨基分别成为次黄嘌呤（H）和尿嘧啶（U），复制时，碱基配对发生改变，引起碱基对替换（图a、b）。羟胺也是一种诱变剂，能使碱基C中的氨基发生修饰，进而诱发碱基对替换（图c）。下列叙述正确的是（     ） A．两种诱变剂通过改变碱基的结构，均能诱发两种形式的碱基对替换 B．亚硝酸和羟胺引起碱基对替换突变，至少需要经过三轮DNA复制 C．羟胺能够引起DNA序列改变，说明该序列中一定有G—C碱基对 D．由亚硝酸诱发A—T到G—C的突变，不能由亚硝酸再诱变回到A—T 9．（2025·贵州·高考真题）下图为核酸的部分结构及遗传信息传递过程的示意图。下列叙述正确的是（　　） A．图中箭头所指碳原子上连接的基团是-OH B．甲链中相邻两个五碳糖通过磷酸二酯键连接 C．若图中序列编码一个氨基酸，则其密码子为UAC D．遗传信息可从甲链流向乙链，但不能从乙链流向甲链 10．（2025·广东·高考真题）Solexa测序是一种将PCR与荧光检测相结合的高通量测序技术。为了确保该PCR过程中，DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后，DNA链不继续延伸，应保护底物中脱氧核糖结构上的（    ） A．1'-碱基 B．2'-氢 C．3'-羟基 D．5'-磷酸基团 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_________________________。 20 / 21 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 分层专练·靶向攻关 题型专攻·基础题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A A C A D A C D D 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 B D A B B D A C D D 题号 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 答案 C A B D B B B C B C 二年重难·情境题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B A A D A B A C B 11．(1)转录 (2)使T7溶菌酶降解细菌细胞壁功能缺失；降低T7 DNA聚合酶的保真性 (3) 质粒1 质粒2 质粒2 (4)AC (5)仅针对外源目标基因进行突变，不导致宿主菌自身基因突变，宿主菌成活率高，目标基因持续超突变，进化速度快 12．(1)脱氧核苷酸 (2)DNA复制前 (3) 着丝粒序列子链延伸速度显著低于其他序列，且随时间的增幅也小于其他序列 减少整个着丝粒DNA序列的复制所需时间，使其与其他序列同时复制完成 (4)ADEF (5)着丝粒断裂是否能导致肿瘤或促进肿瘤的发展，减少着丝粒断裂对正常细胞的影响 13． 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） 14． 染毒时间和是否染毒 染毒可导致小鼠骨髓细胞SCE率升高，且随着时间延长，SCE率增加 二 中期 两条姐妹染色单体是由一条染色体复制而来，DNA序列相同 断裂和重接 二手烟中的有害物质可能提高SCE率，造成DNA分子的损伤，从而引起细胞畸变 五年真题·压轴题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C D A A C B C B C 11．(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 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $