第20讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质（高效培优讲义）（26年高考真题+3大高频考点+思维训练）（全国通用）2027年高考生物一轮复习高效培优系列

该高中生物学高考复习讲义聚焦DNA分子结构、复制与基因本质三大核心考点，按“考情靶向定标-考点高频聚焦-实战思维应用”逻辑架构，通过考点梳理（高分聚焦+易错辨析）、方法指导（思维建模）、真题训练（限时+能力进阶+真题实战）三环节，帮助学生构建遗传分子基础体系，突破半保留复制实验分析、基因概念辨析等难点。 讲义以科学思维和探究实践为核心，创新设计“手绘半保留复制离心图”“噬菌体侵染过程模型”等活动，通过同位素标记推理、环状DNA复制规律总结等策略，强化结构与功能观。设置基础到综合分层练习，配合2024-2026年真题精讲，助力学生高效提升逻辑推理与实验分析能力，为教师把控复习节奏提供系统方案。

第20讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质（培优讲义） 内容导航 考情・靶向定标（命题规律 考情解读 备考策略） 考点・高频聚焦（高频脉络 高频深挖 易错辨析） 考点01 DNA分子的结构 高分聚焦：DNA分子的结构特点 易错辨析：8个易错易混判断辨析 思维建模：思维训练与应用 考点02 DNA分子的复制 高分聚焦：DNA分子的复制过程 易错辨析：16个易错易混判断辨析 思维建模：思维训练与应用 考点03 基因的本质 高分聚焦：基因的本质 易错辨析：3个易错易混判断辨析 思维建模：思维训练与应用 实战・思维应用（限时训练 能力进阶 真题实战） 考情·靶向定标 命题规律·考情解读 考点分类 命题规律 考情解读 2026 2025 2024 考点01 DNA分子的结构 2026·广东卷T2； 2026·山东卷T6 2025・广东卷T7； 2025・湖北卷T14 2024・浙江6月卷T9； 2024・河北卷T5 本讲内容属于遗传分子基础核心主干，是新高考每年必考模块，单选/多选均高频出现；非选择题：常结合实验探究+分子结构+复制过程+基因概念四层融合出题。命题趋势是弱化纯记忆，强化逻辑推理、实验误差分析、概念辨析、情境新素材。2026 年最新命题风向显示跨模块融合明显：DNA 复制 + 基因突变 + 转录翻译串联命题；实验误差分析精细化；基因、DNA、染色体三者逻辑关系深度辨析；新增真实科研情境：DNA 甲基化、基因测序、复制双向半保留过程；多选比例持续走高。 考点02 DNA分子的复制 2026·浙江1月卷T13； 2026·安徽卷T10 2025·北京卷T5； 2025·山东卷T5 2024·河北卷T4； 2024·浙江1月卷T10 考点03 基因的本质 2026・陕晋青宁卷T17； 2026・广东卷T6 2025・山东卷T5； 2025・湖北卷T14 2024・浙江 6 月卷T9； 2024・北京卷T7 备考策略 高考定位：本讲是遗传分子基础核心主干，新高考全国卷、各省市选考卷年年必考，串联细胞分裂、基因突变、基因表达、表观遗传、PCR、基因工程，属于遗传板块底层逻辑，是培优区分度核心模块。 备考核心：DNA 分子的结构是选择题高频考点，属于基础得分点，需区分氢键与磷酸二酯键、单链相邻碱基连接方式、修饰碱基（5 - 甲基胞嘧啶）对结构的影响；DNA复制是拉分难点，应结合DNA半保留复制经典实验和噬菌体侵染细菌实验，准确理解DNA复制的四个条件、三大特点，实现向同位素标记子代 DNA 链追踪、离心分层图像推理、实验操作误差逻辑链、环状 DNA 复制特殊规律的迁移应用；基因的本质属于概念辨析陷阱集中区，应对基因、DNA、染色体、脱氧核苷酸层级辨析、病毒基因、表观遗传与基因突变深度辨析。 备考锦囊：备考要首先构建三维知识体系，杜绝碎片化记忆，如串联脱氧核苷酸、DNA双螺旋、半保留复制、基因、基因突变这条主线，总结背诵线性 DNA和环状 DNA 结构、复制差异，手绘半保留复制两代离心分层图、噬菌体侵染过程图，实现图文快速转化。熟记 DNA 结构、复制条件、基因定义，基础计算不丢分；熟练分析三大实验、区分复制两类计算，保证多选题正确率；同位素标记多层复制推理、新情境表观遗传综合分析、实验评价与设计类设问满分。 考点・高频聚焦 考点01 DNA分子的结构 高分聚焦 DNA分子的结构 组成元素 C、H、O、N、P 彻底水解产物 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基（4种） 基本组成单位（单体） 4种脱氧核糖核苷酸 平面结构 ①磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成基本骨架； ②碱基排列在内侧，两条链上的碱基通过碱基互补配对原则，排列在内侧，通过氢键连接成碱基对 ③磷酸和脱氧核糖通过磷酸二酯键相连， 碱基A与T，G与C配对 空间结构 两条链按方向平行方式盘旋成双螺旋结构 结构特点 稳定性：规则的双螺旋结构，碱基之间完全按照碱基互补配对原则配对 多样性：不同DNA4种碱基排列顺序千变万化，若DNA含有n个碱基对，则其可能有4n种碱基排列顺序 特异性：每个DNA分子都有特定的碱基排列顺序 易错辨析 1.DNA 两条链上，磷酸和脱氧核糖交替连接排列在内侧 2.DNA 分子中每个脱氧核糖都连接 2 个磷酸基团 3.单链 DNA 中相邻两个碱基通过氢键相连 4.DNA 中 T 含量越高，分子热稳定性越强 5.DNA 两条脱氧核苷酸链同向平行盘旋成双螺旋 6.所有 DNA 分子都是线性双链结构，存在游离磷酸末端 7.DNA 多样性由脱氧核苷酸种类、数量决定 8.不同生物 DNA 分子中碱基种类不同 思维训练 【思维训练】1953年沃森和克里克结合DNA的X射线衍射图谱，构建了DNA双螺旋结构物理模型，揭示了DNA的空间结构与基本特点。该模型成为后续DNA复制、基因表达、遗传变异研究的核心基础。下图为双链DNA分子局部结构示意图（省略部分化学键）。请结合DNA结构相关知识回答下列问题： （1）DNA分子的基本骨架由________和________交替连接构成，该结构位于DNA双螺旋的________（填“外侧”或“内侧”）。 （2）双链DNA分子中， 决定热稳定性：GC碱基对之间 个氢键、AT碱基对之间有 个氢键， 占比越高，解旋所需温度越高。 （3）线性双链DNA分子中，游离的磷酸基团共有________个；原核生物的环状双链DNA分子________（填“有”或“无”）游离磷酸基团。 （4）DNA单链中相邻的两个脱氧核苷酸通过________（填化学键名称）连接，单链上相邻两个含氮碱基的连接方式为________。 考点02 DNA的复制 高分聚焦 DNA的复制 DNA半保留 复制的实验 证据(假说— 演绎法) 假说 DNA半保留 复制实验 实验材料 大肠杆菌 实验方法 同位素标记法，密度梯度离心技术 实验过程 亲代大肠杆菌同位素标记：在含15NH4Cl培养 多代，提取DNA密度梯度离心。 转移到含14NH4Cl的培养液培养，提取子一代大肠杆菌DNA密度梯度离心。 转移到含14NH4Cl的培养液培养，提取子二代大肠杆菌DNA密度梯度离心。 提取子n代大肠杆菌DNA密度梯度离心 实验结果 与半保留复制的推理结果一致 实验结论 DNA的复制是以半保留复制方式进行的 DNA复制 概念 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程 DNA能准确复制的原因 DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；严格的碱基互补配对原则，保证了复制准确地进行 时间 细胞分裂前的间期 场所 真核生物主要在细胞核，还可以在线粒体和叶绿体；原核生物在拟核和细胞质。 特点 边解旋边复制，半保留复制 复制过程 ①解旋：在解旋酶的作用下，将DNA双螺旋解开；需要细胞提供能量。 ②合成子链：以解开的每条母链做模板，以4种游离的脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对的原则，在DNA聚合酶的作用下，沿5’到3’的方向延长子链 ③每条子链与对应母链盘绕形成一个子代DNA分子 复制的结果 一个DNA分子形成了两个完全相同的DNA分子 复制的意义 将遗传信息从亲代传递给子代，从而保持了遗传信息的稳定性 易错辨析 1.DNA复制的原料是四种含氮碱基 2.DNA体内复制不需要引物 3.DNA体内复制只需要DNA聚合酶一种酶 4.DNA复制是先全部解旋、再整体复制 5.DNA两条子链的合成方向相反 6.DNA复制是全程单向进行 7.DNA聚合酶催化氢键形成 8.解旋酶可以断裂磷酸二酯键 9.DNA连接酶与DNA聚合酶功能相同 10.在证明DNA半保留复制实验中，¹⁵N、¹⁴N具有放射性 11.在证明DNA半保留复制实验中，复制1代出现轻带、中带两种条带 12.在证明DNA半保留复制实验中，多次复制后，亲代母链会消失 13.原核生物DNA复制无复制起点 14.DNA复制会产生游离磷酸基团 15.真核生物、原核生物DNA复制时期相同 16.DNA复制一定会发生基因突变 思维训练 【思维训练】DNA半保留复制是生物遗传稳定的核心保障，该过程需要多种酶协同作用，遵循边解旋边复制、双向复制的特点。某科研小组体外模拟真核生物DNA复制过程，监测复制各阶段的物质变化与化学键断裂、形成情况。请回答下列问题： （1）DNA复制的发生时期为真核细胞的________，该过程所需原料为________，复制的直接模板是________。 （2）复制过程中解旋酶的作用是________（填化学键变化），DNA聚合酶的特异性功能是________。 （3）有同学提出“DNA子链合成时，碱基对之间的氢键需要DNA聚合酶催化形成”，请判断该观点是否正确并说明理由：________。 （4）真核生物DNA多起点双向复制的意义是________。 考点03 基因的本质 高分聚焦 基因的本质 基因的概念 基因通常是有遗传效应的DNA片段。有些病毒的遗传物质是RNA，对于这些病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段 基因和染色体的关系 染色体是基因的主要载体 基因在染色体上呈线性排列 基因和脱氧核苷酸的关系 每个基因中含有成百上千个脱氧核苷酸 基因和遗传信息的关系 基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息 基因与性状的关系 基因是决定生物性状的基本单位 一个性状可以受到多个基因的影响 一个基因可以影响多个性状 原核生物的基因结构 真核生物的基因结构 易错辨析 1.一段DNA片段就是一个基因 2.基因中碱基对改变，性状一定改变 3.RNA病毒没有基因 思维训练 【思维训练】基因、DNA、染色体是遗传的核心载体，三者层级关联但概念不同，在原核生物、真核生物、病毒中存在明显差异，是高考高频辨析考点。请回答下列问题： （1）请写出基因的完整定义：________。 （2）判断正误并说明理由：“DNA分子上的任意一段片段都属于基因”。 （3）真核生物的基因是否只分布在细胞核内？请说明分布位置。 （4）原核生物无染色体，是否不含基因？请说明理由。 （5）RNA病毒的基因本质是什么？与细胞生物的基因有何区别？ 实战・思维应用 突破演练 限时：20分钟 1．(2026·长沙一中模拟)下列关于遗传科学史的叙述，正确的是(　　) A．艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，对自变量的控制遵循了“加法原理” B．赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验中，用玻璃棒搅拌以促进噬菌体外壳与细菌充分接触 C．沃森和克里克运用概念模型构建法和X射线衍射技术提出DNA双螺旋结构模型 D．梅塞尔森和斯塔尔探究DNA的复制方式，运用了假说—演绎法、同位素标记技术 2．(2026·临沂模拟)某同学利用塑料片、曲别针、扭扭棒、牙签、橡皮泥、铁丝等材料制作DNA双螺旋结构模型，以加深对DNA结构特点的认识和理解。下列操作或分析错误的是(　　) A．一条链上相邻的两个碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接在一起 B．制成的模型上下粗细相同，是因为A—T碱基对与G—C碱基对的形状和直径相同 C．在构建的不同长度DNA分子中，碱基A和T的数量越多化学结构越稳定 D．观察所构建模型中只连接一个五碳糖的磷酸基团位置，可看出DNA两条链方向相反 3．(2026·石家庄模拟)某双链DNA分子中，A与T之和占全部碱基的36%，其中一条链中A碱基占26%，C碱基占33%，则另一条链中碱基A、C所占比例分别为(　　) A．10%、31% B．31%、10% C．26%、33% D．33%、26% 4．(2026·揭阳检测)条锈菌病毒PsV5是我国新发现的一种单链RNA 病毒，该病毒寄生在小麦条锈菌(专性寄生真菌)中。对PsV5 的研究为更好地认识和防治小麦条锈病提供了新思路。下列相关叙述正确的是(　　) A．条锈菌病毒PsV5 和小麦条锈菌的遗传物质元素组成相同 B．条锈菌病毒PsV5 的基因通常是具有遗传效应的DNA 片段 C．感染PsV5 病毒的小麦条锈菌会将病毒 RNA 遗传给子代 D．PsV5 病毒和小麦条锈菌都营寄生生活，都没有独立代谢能力 5．(2026·海口模拟)被15N标记的某DNA分子含有100个碱基对，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子以含14N标记的脱氧核苷酸为原料连续复制4次。下列有关判断正确的是(　　) A．含有15N的DNA分子占1/16 B．复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸640个 C．DNA分子中每个五碳糖上连接一个磷酸和一个含氮碱基 D．复制结果共产生16个DNA分子 6．(2026·泰安检测)图1为真核细胞核DNA复制的电镜照片，其中泡状结构为复制泡。图2为DNA复制时，形成的复制泡的示意图，图中箭头表示子链延伸方向。下列说法错误的是(　　) A．图1过程发生在细胞分裂前的分裂间期，以脱氧核苷酸为原料 B．图1中复制泡大小不一，可能是因为多个复制起点并非同时启动 C．图2中a端和b端分别是模板链的3′端和5′端 D．DNA复制需要解旋酶、DNA聚合酶等 7．(2026·十堰模拟)DNA复制时，一条新子链可以进行连续复制，而另一条链只能先合成新链片段即冈崎片段(如图所示)。DNA聚合酶不能直接起始DNA新链或冈崎片段的合成，需先借助引物酶以DNA为模板合成RNA引物，DNA聚合酶再在引物的末端上聚合脱氧核苷酸。当DNA整条单链合成完毕或冈崎片段相连后，DNA聚合酶再把RNA引物水解掉，换上相应的DNA片段。下列说法错误的是(　　) A．引物酶属于RNA聚合酶 B．DNA复制时，一条新子链按5′→3′方向进行，而另一条链复制方向相反，按3′→5′方向进行 C．DNA聚合酶既能催化磷酸二酯键形成也能催化磷酸二酯键断裂 D．对DNA进行标记时，标记物应在胸腺嘧啶上 8．(2026·泉州质检)真核生物染色体末端的端粒是由非转录的短的重复片段(5′－GGGTTA－3′)及一些结合蛋白组成的。端粒DNA序列随细胞分裂次数增加而缩短，当短到一定程度时，端粒内侧的正常基因会受到损伤。端粒酶对端粒DNA序列的修复机制如图，下列相关叙述错误的是(　　) A．过程②属于逆转录 B．过程③需要DNA聚合酶的催化 C．端粒酶RNA中与DNA重复片段互补配对的序列是5′－CCCAAU－3′ D．与胰岛B细胞相比，肿瘤细胞中端粒酶的活性高 9．(2026·长沙一中调研)线粒体DNA(mtDNA)上有A、B两个复制起始区，当mtDNA复制时，A区首先被启动，以L链为模板合成H′链。当H′链合成了约2/3时，B区启动，以H链为模板合成L′链，最终合成两个环状双螺旋DNA分子，该过程如图所示。下列有关叙述错误的是(　　) A．mtDNA含有2个游离的磷酸基团，能指导合成有氧呼吸酶 B．mtDNA的复制方式是半保留复制，H′链和L′链的碱基能互补配对 C．H链与L链的复制有时间差，当H′链全部合成时，L′链只合成了约1/3 D．当一个复制周期完成时，由H链和L′链构成的子代DNA分子滞后形成 10．(2026·重庆市第一中学检测)部分双链DNA的一条链上碱基序列为ATCTAGCGAT(命名为 M), 由于 DNA 复制过程中出错，使得M变为了 ATCTCGCGAT(命名为N)，其他部分及其互补链均未发生变化。下列相关说法不正确的是(　　) A．复制前该DNA 片段含有的氢键数为24，以N为模板复制出的DNA 片段热稳定性增强 B．碱基改变之前，该DNA 片段复制3次，共需要消耗腺嘌呤42个 C．出错后的DNA 片段经过n次复制， 突变位点为C—G 的DNA 占1/2 D．以N为模板复制出的DNA 片段中C所占比例为30%，且该片段中嘧啶的比例增加 11．（2026·湖南长沙·三模）樟树港辣椒是湖南知名特色农产品。已知辣椒辣味（A）对甜味（a）为显性，基因位于常染色体上；抗病毒病（B）对感病（b）为显性，基因位于X染色体上。回答下列问题： (1)辣椒基因的本质是________；DNA分子复制时，________酶催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键。 (2)现将纯合辣味感病雌株与纯合甜味抗病雄株杂交，F1的基因型为________；F1雌雄植株相互交配，F2中甜味抗病植株所占比例为________。 (3)基因型为Aa的辣椒连续自交两代，F2中杂合子所占比例为________；若让F2中全部辣味植株自由交配，后代甜味植株的比例为________。 (4)若子代中出现基因型为XBXBY的抗病雌株，不考虑基因突变，从减数分裂的角度分析，其形成原因可能是________（答出一种即可）。 (5)现有基因型为AaXBXb与AaXBY的辣椒杂交，理论上子代辣味抗病雌株中纯合子所占的比例为________。 (6)航天育种可诱发辣椒基因突变，基因突变的特点有________（答出两点即可）。 12.(2026·新余模拟)图甲为某链状DNA分子片段的结构图；图乙为 DNA 复制过程模式图。引发体是一类多酶复合物，位于复制叉的前端，主要成分为引物酶以及DNA 解旋酶等。单链结合蛋白(SSB)可结合于解旋酶解开的单链区，待复制的各项条件具备后，SSB脱离单链区，子链开始合成。回答下列问题： (1)图甲所示DNA的基本骨架由____________________(填名称)交替排列构成。该 DNA分子具有________个游离的磷酸基团。 (2)图乙中参与DNA复制过程的酶有______________________________________________等，其中参与形成磷酸二酯键的酶有______________________________________。若图甲中 DNA 分子共含有 X个碱基，该DNA分子以含有32P标记的脱氧核苷酸为原料复制2次，则获得的所有 DNA分子的平均相对分子质量比原来增加__________。 (3)图乙中 SSB 结合于解旋酶解开的单链区，可以防止核酸酶将解开的单链降解，也可以防止______________________________，从而保证解旋后的DNA 处于单链状态。DNA复制时，后随链的合成________________(填“不需要引物”“需要一种引物”或“需要多种引物”)。 (4)(6分)某小组为验证图乙 DNA 复制的方式为半保留复制，进行了如下操作：将普通大肠杆菌转移到含3H的培养基上繁殖一代，再将子代大肠杆菌的DNA 处理成单链，然后进行离心处理。他们的实验结果________(填“能”或“不能”)证明 DNA 的复制方式是半保留复制而不是全保留复制，理由是_____________________________________________________________________________。 能力进阶 限时：15分钟 1．（2026·甘肃嘉峪关·模拟预测）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．（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 4．（2026·广西玉林·三模）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1h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。下列叙述正确的是（　　） A．大肠杆菌某段DNA分子的一个单链中相邻的碱基通过氢键相连 B．根据图1所示信息可知该种大肠杆菌的繁殖周期大约为20min C．图2中DNA边解旋边复制的特点与PCR时相同 D．用3H标记的大肠杆菌培养T2噬菌体，最终只在子代噬菌体的DNA中检测到放射性 5．（2026·浙江金华·模拟预测）大肠杆菌DNA复制过程如果发生错配，细胞会对其进行修复：先将模板链GATC序列中的A甲基化，而后降解未甲基化的子链，最后合成新的子链。下列叙述正确的是（    ） A．基因的甲基化会使其碱基排列顺序改变并遗传给子代 B．大肠杆菌DNA复制的错配与修复只发生在有丝分裂前的间期 C．DNA复制后的错配修复过程不属于半保留复制 D．在修复过程中，子链从自身的3′端到5′端方向重新合成 6．（2026·安徽合肥·二模）T2噬菌体的线性DNA进入宿主后，通过末端序列的碱基互补配对首尾连接，形成暂时的环状中间体作为复制模板（复制方式与线性DNA相似）。如图表示T2噬菌体DNA复制的大致流程。下列叙述错误的是（　　） A．酶A催化磷酸二酯键的形成，酶B催化磷酸二酯键的断裂 B．在T2噬菌体的线性DNA中，b链的5′端存在5′-GATCC-3′ C．环状中间体的复制具有半保留复制、2条子链均连续复制等特点 D．乳酸菌不能为T2噬菌体线性DNA的复制提供原料和能量等 7．（2026·重庆·模拟预测）研究表明SMN1基因缺陷引起脊髓性肌萎缩症，图1是两个患有脊髓性肌萎缩症的家系的遗传系谱图，每个家系中选取部分个体，对SMN1基因编码链（非模板链）进行测序，并与正常SMN1基因对比，相关序列见图2。下列说法中错误的是（　　） A．脊髓性肌萎缩症的遗传方式是常染色体隐性遗传 B．SMN1基因的基本骨架由磷酸和脱氧核糖构成 C．家系2异常SMN1基因表达出的蛋白质比正常蛋白质短 D．正常SMN1基因中，第197号氨基酸所对应的反密码子是5′-UAA-3′ 8．（2026·湖南长沙·一模）特定拟杆菌细胞中的gRNA(向导RNA)能精准结合到 DNA 特定区域，招募相关酶启动基因转录。下列相关叙述正确的是（　　） A．拟杆菌细胞中 gRNA 的合成需要核仁的参与 B．gRNA 与DNA 结合时，遵循碱基互补配对原则 C．gRNA 招募 RNA 聚合酶识别并结合到基因的起始密码子区域 D．gRNA 和 DNA 相同的物质组成为磷酸、核糖、胞嘧啶、鸟嘌呤和腺嘌呤 9．（2026·甘肃嘉峪关·三模）真核细胞中基因是具有遗传效应的DNA片段，不同的基因转录的模板链不同。下图基因M转录时以α链为模板，基因N转录时以β链为模板。据图分析，下列叙述正确的是（    ） A．DNA复制和转录时一定需要DNA解旋酶 B．细胞中DNA复制时β链可以连续复制，α链不能连续复制 C．基因M和N转录形成RNA时，子链的合成方向都是3'端到5' D．基因M和基因N在一条DNA上，所以在所有细胞中都同时表达 10．（2026·陕西榆林·模拟预测）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 11．（2026·江西吉安·模拟预测）细胞内多数基因的表达需要调控，基因表达的调控机制极其复杂。图1是大肠杆菌利用培养基中葡萄糖和乳糖的情况，图2是大肠杆菌分解乳糖前合成β-半乳糖苷酶时有关基因的调控机制。请分析回答： (1)将大肠杆菌的DNA双链均用32P标记，置于只含有31P的培养基中复制5次，子代中含32P的单链数与含31P的单链数之比为________。 (2)结合图1、图2，从基因表达是否需要调控的角度分析，大肠杆菌细胞内分解葡萄糖和乳糖两种糖类的基因的表达调控情况为：__________________________。 (3)结构基因的表达受到操纵子的调控，当培养基中的葡萄糖被消耗完毕，只剩下乳糖时，此时大肠杆菌细胞内的操纵子处于________（填“开启”或“关闭”）状态。补充完成此状态下操纵子对结构基因的调控过程：只有乳糖时，_________________________。 12．（2026·陕西榆林·模拟预测）某实验小组为探究不同品种梨耐缺铁黄化病的生理和分子机制，以铁敏感型鸭梨和缺铁耐受型玉露香为材料，系统比较了缺铁胁迫下叶片的生理响应及铁代谢基因表达模式。根据生长状况将梨树分为4组：鸭梨正常（YL-Normal）、鸭梨黄化（YL-Chlorisis）、玉露香正常（YLX-Normal）、玉露香黄化（YLX-Chlorisis），每组20株进行实验，并对各组植株叶片进行取样，检测相关数据。图1为铁代谢相关基因YSL3相对表达量；图2为铁代谢相关基因VHA-c4相对表达量（VHA-c4是液泡H+-ATP酶复合物的关键亚基，在酸化液泡和细胞外基质以促进铁的动员与分配中发挥作用）。回答下列问题： (1)实验中每组选用20株植株的目的是_________，对叶片进行检测取样时应注意的事项是_________。 (2)大量研究表明，调控基因表达水平是植物适应非生物胁迫的关键途径，YSL3特异性地定位于叶片维管束系统（主要由木质部和韧皮部组成束状结构，具有物质运输、信号传递等功能）实质细胞（包括木质部和韧皮部伴胞）的质膜区域。研究发现，YSL3突变体出现严重脉间黄化，但可被外源施铁部分矫治，由此证实YSL3在叶片_____方面起关键作用。本实验结果表明，两品种正常叶YSL3表达量均_____（填“低于”“等于”或“高于”）黄化叶。 (3)VHA-c4在细胞中转录的场所主要是_____，参与下一步翻译过程的RNA种类有________。翻译时，核糖体沿模板链从_____（填“5′→3′”或“3′→5′”）端移动。 (4)经过检测，研究人员推断，VHA-c4在梨响应缺铁胁迫中或起核心作用，请结合图示结果给出此推断的依据：______________________。 真题实战 限时：18~20分钟 1.（2026·广东卷高考真题）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 2. （2026·山东卷高考真题）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 3.（2026·山东卷高考真题）果蝇的等位基因A、a的部分序列相关信息如表所示。基因a与A的单链序列相比，只有表中带下划线的碱基不同，但二者编码多肽链的氨基酸数目相同。已知AUG为起始密码子，UAA、UAG、UGA为终止密码子。据表推断，基因a中N代表的碱基为（　　） 基因a 单链DNA ……TAC ATT TNA CCA GTA…… 基因A 单链DNA ……TAC ATT TGA CCA GTA…… mRNA ……AUG UAA ACU GGU CAU…… 多肽 ………… 注：“”表示对应位置的氨基酸 A. 腺嘌呤 B. 胞嘧啶 C. 腺嘌呤或胸腺嘧啶 D. 胞嘧啶或胸腺嘧啶 4.（2026·浙江1月卷高考真题）M13是专一侵染大肠杆菌的单链DNA噬菌体，其DNA含6407个碱基。在侵染过程中，M13的DNA和部分蛋白质会同时进入宿主细胞。M13DNA复制过程如图所示。增殖产生的子代M13会从宿主细胞中分泌出来，而宿主细胞仍然能继续生长和分裂。 下列关于M13遗传物质和遗传信息的叙述，正确的是（　　） A. M13遗传物质中的嘌呤数与嘧啶数相等 B. 正链DNA与负链DNA的碱基序列相同 C. RFDNA的复制过程需DNA聚合酶参与 D. M13遗传信息的转录和翻译不能同时进行 5. （2026·安徽卷高考真题）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 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．（2025·四川·高考真题）为杀死蜜蜂寄生虫瓦螨，研究人员对蜜蜂肠道中的S菌进行改造，使其能释放特定的双链RNA（dsRNA）。进入瓦螨体内的dsRNA被加工成单链RNA后，能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合使其降解，导致瓦螨死亡。下列叙述正确的是（    ） A．单链RNA的嘌呤与嘧啶之比和dsRNA相同 B．dsRNA加工成单链RNA会发生氢键的断裂 C．瓦螨死亡的原因是目标基因的转录被抑制 D．用改造后的S菌来杀死瓦螨属于化学防治 8．（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 9．（2024·浙江·高考真题）下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是（    ） A．磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架 B．双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高 C．两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化 D．若一条链的G+C占47%，则另一条链的A+T也占47% 10．（2024·河北·高考真题）下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是（    ） A．DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链 B．复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋 C．复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开 D．DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端 11.（2026·山东卷高考真题节选）小鼠基因W编码的蛋白质可调节脂肪代谢。研究人员将基因W转入酵母菌并使其稳定表达，实现了该蛋白的高效合成。该过程中用到末端脱氧核苷酸转移酶（TdT），该酶不需要模板，可在DNA的3´端随机添加4种脱氧核苷酸，若只提供1种脱氧核苷酸，则连续添加多个该种脱氧核苷酸，称为同聚物加尾。相关信息所示。 基因W和载体两者的同聚物尾配对后形成的重组载体存在部分单链区，为构建完整重组载体需要的2种酶是_______________________________，该过程中___________（填“需要”或“不需要”）添加引物，原因是____________________________________________。 12.（2025·全国卷·高考真题）为在大肠杆菌中表达酶X，某同学将编码酶X的基因（目的基因）插入质粒P0，构建重组质粒Px，并转入大肠杆菌。该同学设计引物用PCR方法验证重组质粒构建成功（引物1~4结合位置如图所示，→表示引物5＇→3＇方向）。回答下列问题： (1)PCR是根据DNA复制原理在体外扩增DNA的技术。在细胞中DNA复制时解开双链的酶是________，而PCR过程中解开双链的方法是________。 (2)PCR过程中，因参与合成反应、不断消耗而浓度下降的组分有________。 (3)该同学进行PCR实验时，所用模板与引物见下表。实验中①和④的作用是：________；②无扩增产物，原因是________；③、⑤和⑥有扩增产物，扩增出的DNA产物分别是________。 管号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 模板 无 P0 Px 无 P0 Px 引物对 引物1和引物2 引物3和引物4 (4)设计实验验证大肠杆菌表达的酶X有活性，简要写出实验思路和预期结果________。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第20讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质（培优讲义） 内容导航 考情・靶向定标（命题规律 考情解读 备考策略） 考点・高频聚焦（高频脉络 高频深挖 易错辨析） 考点01 DNA分子的结构 高分聚焦：DNA分子的结构特点 易错辨析：8个易错易混判断辨析 思维建模：思维训练与应用 考点02 DNA分子的复制 高分聚焦：DNA分子的复制过程 易错辨析：16个易错易混判断辨析 思维建模：思维训练与应用 考点03 基因的本质 高分聚焦：基因的本质 易错辨析：3个易错易混判断辨析 思维建模：思维训练与应用 实战・思维应用（限时训练 能力进阶 真题实战） 考情·靶向定标 命题规律·考情解读 考点分类 命题规律 考情解读 2026 2025 2024 考点01 DNA分子的结构 2026·广东卷T2； 2026·山东卷T6 2025・广东卷T7； 2025・湖北卷T14 2024・浙江6月卷T9； 2024・河北卷T5 本讲内容属于遗传分子基础核心主干，是新高考每年必考模块，单选/多选均高频出现；非选择题：常结合实验探究+分子结构+复制过程+基因概念四层融合出题。命题趋势是弱化纯记忆，强化逻辑推理、实验误差分析、概念辨析、情境新素材。2026 年最新命题风向显示跨模块融合明显：DNA 复制 + 基因突变 + 转录翻译串联命题；实验误差分析精细化；基因、DNA、染色体三者逻辑关系深度辨析；新增真实科研情境：DNA 甲基化、基因测序、复制双向半保留过程；多选比例持续走高。 考点02 DNA分子的复制 2026·浙江1月卷T13； 2026·安徽卷T10 2025·北京卷T5； 2025·山东卷T5 2024·河北卷T4； 2024·浙江1月卷T10 考点03 基因的本质 2026・陕晋青宁卷T17； 2026・广东卷T6 2025・山东卷T5； 2025・湖北卷T14 2024・浙江 6 月卷T9； 2024・北京卷T7 备考策略 高考定位：本讲是遗传分子基础核心主干，新高考全国卷、各省市选考卷年年必考，串联细胞分裂、基因突变、基因表达、表观遗传、PCR、基因工程，属于遗传板块底层逻辑，是培优区分度核心模块。 备考核心：DNA 分子的结构是选择题高频考点，属于基础得分点，需区分氢键与磷酸二酯键、单链相邻碱基连接方式、修饰碱基（5 - 甲基胞嘧啶）对结构的影响；DNA复制是拉分难点，应结合DNA半保留复制经典实验和噬菌体侵染细菌实验，准确理解DNA复制的四个条件、三大特点，实现向同位素标记子代 DNA 链追踪、离心分层图像推理、实验操作误差逻辑链、环状 DNA 复制特殊规律的迁移应用；基因的本质属于概念辨析陷阱集中区，应对基因、DNA、染色体、脱氧核苷酸层级辨析、病毒基因、表观遗传与基因突变深度辨析。 备考锦囊：备考要首先构建三维知识体系，杜绝碎片化记忆，如串联脱氧核苷酸、DNA双螺旋、半保留复制、基因、基因突变这条主线，总结背诵线性 DNA和环状 DNA 结构、复制差异，手绘半保留复制两代离心分层图、噬菌体侵染过程图，实现图文快速转化。熟记 DNA 结构、复制条件、基因定义，基础计算不丢分；熟练分析三大实验、区分复制两类计算，保证多选题正确率；同位素标记多层复制推理、新情境表观遗传综合分析、实验评价与设计类设问满分。 考点・高频聚焦 考点01 DNA分子的结构 高分聚焦 DNA分子的结构 组成元素 C、H、O、N、P 彻底水解产物 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基（4种） 基本组成单位（单体） 4种脱氧核糖核苷酸 平面结构 ①磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成基本骨架； ②碱基排列在内侧，两条链上的碱基通过碱基互补配对原则，排列在内侧，通过氢键连接成碱基对 ③磷酸和脱氧核糖通过磷酸二酯键相连， 碱基A与T，G与C配对 空间结构 两条链按方向平行方式盘旋成双螺旋结构 结构特点 稳定性：规则的双螺旋结构，碱基之间完全按照碱基互补配对原则配对 多样性：不同DNA4种碱基排列顺序千变万化，若DNA含有n个碱基对，则其可能有4n种碱基排列顺序 特异性：每个DNA分子都有特定的碱基排列顺序 易错辨析 1.DNA 两条链上，磷酸和脱氧核糖交替连接排列在内侧 【解析】× 磷酸、脱氧核糖交替连接构成的基本骨架亲水，排列在外侧；碱基疏水，由氢键连接的碱基对排列在内侧 2.DNA 分子中每个脱氧核糖都连接 2 个磷酸基团 【解析】× 线性DNA双链中间的脱氧核糖连 2 个磷酸，每条链5′末端的脱氧核糖只连接 1 个游离磷酸；环状 DNA 无游离磷酸 3.单链 DNA 中相邻两个碱基通过氢键相连 【解析】× 单链相邻碱基连接路径是脱氧核糖 — 磷酸 — 脱氧核糖（磷酸二酯键），氢键仅存在于两条互补链的配对碱基之间，单链不存在氢键连接碱基 4.DNA 中 T 含量越高，分子热稳定性越强 【解析】× GC 碱基对之间形成3个氢键、AT碱基对之间形成2个氢键，GC 占比越高，热稳定性越高；AT占比越高，热稳定性越低 5.DNA 两条脱氧核苷酸链同向平行盘旋成双螺旋 【解析】× 双链反向平行，一条链 5′→3′，互补链 3′→5′ 6.所有 DNA 分子都是线性双链结构，存在游离磷酸末端 【解析】真核生物的核 DNA是线性双链，原核生物的拟核 DNA、质粒、部分病毒 DNA是环状双链 DNA，无游离磷酸末端 7.DNA 多样性由脱氧核苷酸种类、数量决定 【解析】× DNA多样性的原因是碱基对（脱氧核苷酸）的排列顺序千变万化 8.不同生物 DNA 分子中碱基种类不同 【解析】× 所有双链 DNA 均含 A、T、C、G 四种脱氧核苷酸，碱基种类无差异；差异只在排列顺序与比例 思维训练 【思维训练】1953年沃森和克里克结合DNA的X射线衍射图谱，构建了DNA双螺旋结构物理模型，揭示了DNA的空间结构与基本特点。该模型成为后续DNA复制、基因表达、遗传变异研究的核心基础。下图为双链DNA分子局部结构示意图（省略部分化学键）。请结合DNA结构相关知识回答下列问题： （1）DNA分子的基本骨架由________和________交替连接构成，该结构位于DNA双螺旋的________（填“外侧”或“内侧”）。 （2）双链DNA分子中， 决定热稳定性：GC碱基对之间 个氢键、AT碱基对之间有 个氢键， 占比越高，解旋所需温度越高。 （3）线性双链DNA分子中，游离的磷酸基团共有________个；原核生物的环状双链DNA分子________（填“有”或“无”）游离磷酸基团。 （4）DNA单链中相邻的两个脱氧核苷酸通过________（填化学键名称）连接，单链上相邻两个含氮碱基的连接方式为________。 【答案与提示】（1）脱氧核糖；磷酸；外侧 （2）氢键数量 3 2 GC （3）2；无 （4）磷酸二酯键；通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”结构间接连接 考点02 DNA的复制 高分聚焦 DNA的复制 DNA半保留 复制的实验 证据(假说— 演绎法) 假说 DNA半保留 复制实验 实验材料 大肠杆菌 实验方法 同位素标记法，密度梯度离心技术 实验过程 亲代大肠杆菌同位素标记：在含15NH4Cl培养 多代，提取DNA密度梯度离心。 转移到含14NH4Cl的培养液培养，提取子一代大肠杆菌DNA密度梯度离心。 转移到含14NH4Cl的培养液培养，提取子二代大肠杆菌DNA密度梯度离心。 提取子n代大肠杆菌DNA密度梯度离心 实验结果 与半保留复制的推理结果一致 实验结论 DNA的复制是以半保留复制方式进行的 DNA复制 概念 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程 DNA能准确复制的原因 DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；严格的碱基互补配对原则，保证了复制准确地进行 时间 细胞分裂前的间期 场所 真核生物主要在细胞核，还可以在线粒体和叶绿体；原核生物在拟核和细胞质。 特点 边解旋边复制，半保留复制 复制过程 ①解旋：在解旋酶的作用下，将DNA双螺旋解开；需要细胞提供能量。 ②合成子链：以解开的每条母链做模板，以4种游离的脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对的原则，在DNA聚合酶的作用下，沿5’到3’的方向延长子链 ③每条子链与对应母链盘绕形成一个子代DNA分子 复制的结果 一个DNA分子形成了两个完全相同的DNA分子 复制的意义 将遗传信息从亲代传递给子代，从而保持了遗传信息的稳定性 易错辨析 1.DNA复制的原料是四种含氮碱基 【解析】× 原料是四种脱氧核糖核苷酸 2.DNA体内复制不需要引物 【解析】× DNA聚合酶只能从子链的3′端延伸DNA链，无法从头合成链，必须依靠引物启动复制 3.DNA体内复制只需要DNA聚合酶一种酶 【解析】× 解旋酶负责断裂氢键、解开双螺旋；DNA聚合酶负责催化磷酸二酯键、延伸子链，功能完全不同；真核细胞的DNA复制还需要引物酶、连接酶等 4.DNA复制是先全部解旋、再整体复制 【解析】× DNA复制的特点为边解旋、边复制、边螺旋，全程不会出现完全解旋的单链DNA，可最大程度保证复制稳定性，减少出错 5.DNA两条子链的合成方向相反 【解析】× 母链反向平行，子链均沿5′→3′方向延伸，两条子链合成方向相同 6.DNA复制是全程单向进行 【解析】× 真核生物DNA双向复制、多起点复制，大幅提升复制效率 7.DNA聚合酶催化氢键形成 【解析】× 氢键自发形成，无需酶催化。DNA聚合酶只催化磷酸二酯键形成 8.解旋酶可以断裂磷酸二酯键 【解析】× 解旋酶只断裂氢键，断开碱基对连接、解开双螺旋；限制酶、DNA水解酶可断裂磷酸二酯键 9.DNA连接酶与DNA聚合酶功能相同 【解析】× DNA聚合酶连接单个脱氧核苷酸，用于DNA复制；DNA连接酶：连接DNA片段，用于基因工程、冈崎片段连接 10.在证明DNA半保留复制实验中，¹⁵N、¹⁴N具有放射性 【解析】× 在证明DNA半保留复制实验中，¹⁵N无放射性，仅密度大于¹⁴N，实验依靠密度梯度离心分层，而非放射性检测 11.在证明DNA半保留复制实验中，复制1代出现轻带、中带两种条带 【解析】× 在证明DNA半保留复制实验中，复制1代只有全部中带（¹⁵N/¹⁴N杂合链），无轻带、重带 12.在证明DNA半保留复制实验中，多次复制后，亲代母链会消失 【解析】× 在证明DNA半保留复制实验中，无论复制多少次，永远保留2条亲代¹⁵N标记母链，分别存在于2个子代DNA中 13.原核生物DNA复制无复制起点 【解析】× 原核单起点双向复制，真核多起点双向复制 14.DNA复制会产生游离磷酸基团 【解析】× 原核环状DNA始终无游离磷酸基团，线性DNA复制后仍保留2个游离磷酸基团 15.真核生物、原核生物DNA复制时期相同 【解析】× 真核生物仅在细胞分裂前的间期进行复制；原核细胞分裂全程均可复制，无严格间期 16.DNA复制一定会发生基因突变 【解析】× 复制具有高保真性，碱基互补配对+酶的校对功能，正常情况下精准复制，极低概率出错 思维训练 【思维训练】DNA半保留复制是生物遗传稳定的核心保障，该过程需要多种酶协同作用，遵循边解旋边复制、双向复制的特点。某科研小组体外模拟真核生物DNA复制过程，监测复制各阶段的物质变化与化学键断裂、形成情况。请回答下列问题： （1）DNA复制的发生时期为真核细胞的________，该过程所需原料为________，复制的直接模板是________。 （2）复制过程中解旋酶的作用是________（填化学键变化），DNA聚合酶的特异性功能是________。 （3）有同学提出“DNA子链合成时，碱基对之间的氢键需要DNA聚合酶催化形成”，请判断该观点是否正确并说明理由：________。 （4）真核生物DNA多起点双向复制的意义是________。 【答案与提示】（1）有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期；四种脱氧核糖核苷酸；DNA的两条母链 （2）断裂碱基对之间的氢键，使DNA双螺旋解旋；催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键，延伸DNA子链（子链沿5′→3′方向延伸） （3）不正确；氢键可自发形成，不需要酶的催化，DNA聚合酶仅催化磷酸二酯键的形成 （4）提高DNA复制的效率，快速完成基因组DNA的复制，适应细胞分裂需求 考点03 基因的本质 高分聚焦 基因的本质 基因的概念 基因通常是有遗传效应的DNA片段。有些病毒的遗传物质是RNA，对于这些病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段 基因和染色体的关系 染色体是基因的主要载体 基因在染色体上呈线性排列 基因和脱氧核苷酸的关系 每个基因中含有成百上千个脱氧核苷酸 基因和遗传信息的关系 基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息 基因与性状的关系 基因是决定生物性状的基本单位 一个性状可以受到多个基因的影响 一个基因可以影响多个性状 原核生物的基因结构 真核生物的基因结构 易错辨析 1.一段DNA片段就是一个基因 【解析】× 基因是有遗传效应的DNA片段；无遗传效应的片段为内含子、间隔序列，不属于基因 2.基因中碱基对改变，性状一定改变 【解析】× 基因中碱基对改变，性状不一定改变，原因是密码子具有简并性、突变发生在非编码区、隐性突变等 3.RNA病毒没有基因 【解析】× RNA病毒的基因是有遗传效应的RNA片段 思维训练 【思维训练】基因、DNA、染色体是遗传的核心载体，三者层级关联但概念不同，在原核生物、真核生物、病毒中存在明显差异，是高考高频辨析考点。请回答下列问题： （1）请写出基因的完整定义：________。 （2）判断正误并说明理由：“DNA分子上的任意一段片段都属于基因”。 （3）真核生物的基因是否只分布在细胞核内？请说明分布位置。 （4）原核生物无染色体，是否不含基因？请说明理由。 （5）RNA病毒的基因本质是什么？与细胞生物的基因有何区别？ 【答案与提示】 （1）基因是有遗传效应的核酸片段（细胞生物、DNA病毒为有遗传效应的DNA片段；RNA病毒为有遗传效应的RNA片段） （2）错误；DNA分子中包含有遗传效应的基因片段和无遗传效应的间隔序列、内含子序列，只有具备遗传效应的DNA片段才是基因。 （3）不是；真核生物基因包括核基因和质基因，核基因位于细胞核染色体上，质基因位于线粒体、叶绿体的环状DNA上。 （4）含有基因；原核生物无染色体，但其拟核环状DNA和细胞质质粒DNA上均分布着多个有遗传效应的基因。 （5）RNA病毒的基因是有遗传效应的RNA片段；细胞生物的基因均为有遗传效应的DNA片段，二者的核酸载体不同。 实战・思维应用 突破演练 限时：20分钟 1．(2026·长沙一中模拟)下列关于遗传科学史的叙述，正确的是(　　) A．艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，对自变量的控制遵循了“加法原理” B．赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验中，用玻璃棒搅拌以促进噬菌体外壳与细菌充分接触 C．沃森和克里克运用概念模型构建法和X射线衍射技术提出DNA双螺旋结构模型 D．梅塞尔森和斯塔尔探究DNA的复制方式，运用了假说—演绎法、同位素标记技术 【答案】D 【解析】艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，每个实验特异性除去了一种物质，其自变量的处理方法遵循“减法原理”，A错误；赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验中，用玻璃棒搅拌是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，B错误；沃森和克里克利用建立物理模型的方法构建了DNA双螺旋结构模型，C错误。 2．(2026·临沂模拟)某同学利用塑料片、曲别针、扭扭棒、牙签、橡皮泥、铁丝等材料制作DNA双螺旋结构模型，以加深对DNA结构特点的认识和理解。下列操作或分析错误的是(　　) A．一条链上相邻的两个碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接在一起 B．制成的模型上下粗细相同，是因为A—T碱基对与G—C碱基对的形状和直径相同 C．在构建的不同长度DNA分子中，碱基A和T的数量越多化学结构越稳定 D．观察所构建模型中只连接一个五碳糖的磷酸基团位置，可看出DNA两条链方向相反 【答案】C 【解析】在构建的相同长度DNA分子中，碱基G和C的数量越多，形成的氢键越多，化学结构越稳定，C错误；DNA的两条链反向平行，具有游离磷酸基团的一端为该脱氧核苷酸链的5′端，所以观察所构建模型中只连接一个五碳糖的磷酸基团位置，可看出DNA两条链方向相反，D正确。 3．(2026·石家庄模拟)某双链DNA分子中，A与T之和占全部碱基的36%，其中一条链中A碱基占26%，C碱基占33%，则另一条链中碱基A、C所占比例分别为(　　) A．10%、31% B．31%、10% C．26%、33% D．33%、26% 【答案】A 【解析】A与T之和占全部碱基的36%，则G与C之和占全部碱基的64%，在数量上A＝T、G＝C，则A在DNA分子中占18%，C在DNA分子中占32%；双链DNA分子中两条链碱基数相等，DNA分子中某种碱基的比例等于该种碱基在每一单链中所占比例之和的一半，其中一条链中A占26%，则另一条链中A占18%×2－26%＝10%；其中一条链中C占33%，则另一条链中C占32%×2－33%＝31%，A符合题意。 4．(2026·揭阳检测)条锈菌病毒PsV5是我国新发现的一种单链RNA 病毒，该病毒寄生在小麦条锈菌(专性寄生真菌)中。对PsV5 的研究为更好地认识和防治小麦条锈病提供了新思路。下列相关叙述正确的是(　　) A．条锈菌病毒PsV5 和小麦条锈菌的遗传物质元素组成相同 B．条锈菌病毒PsV5 的基因通常是具有遗传效应的DNA 片段 C．感染PsV5 病毒的小麦条锈菌会将病毒 RNA 遗传给子代 D．PsV5 病毒和小麦条锈菌都营寄生生活，都没有独立代谢能力 【答案】A 【解析】条锈菌病毒PsV5是我国新发现的一种单链RNA 病毒，其遗传物质是RNA，小麦条锈菌的遗传物质是DNA，但DNA和RNA的元素组成相同，A正确，B错误；病毒在寄主亲子代个体之间可以传染，但感染PsV5 病毒的小麦条锈菌不会以遗传的方式将病毒RNA传给子代，C错误；PsV5 病毒和小麦条锈菌都营寄生生活，但小麦条锈菌具有独立代谢能力，D错误。 5．(2026·海口模拟)被15N标记的某DNA分子含有100个碱基对，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子以含14N标记的脱氧核苷酸为原料连续复制4次。下列有关判断正确的是(　　) A．含有15N的DNA分子占1/16 B．复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸640个 C．DNA分子中每个五碳糖上连接一个磷酸和一个含氮碱基 D．复制结果共产生16个DNA分子 【答案】D 【解析】DNA进行半保留复制，无论复制几次，子代都有2个DNA含15N,1个DNA经过4次复制，共产生24＝16(个)DNA分子，所以含有15N的DNA分子占1/8，A错误，D正确；该DNA分子含有100个碱基对，其中胞嘧啶60个，则腺嘌呤有40个，故连续复制4次需要(24－1)×40＝600(个)腺嘌呤脱氧核苷酸，B错误；DNA分子中除尾端一个五碳糖上连接一个磷酸和一个含氮碱基外，其余每个五碳糖上连接两个磷酸和一个含氮碱基，C错误。 6．(2026·泰安检测)图1为真核细胞核DNA复制的电镜照片，其中泡状结构为复制泡。图2为DNA复制时，形成的复制泡的示意图，图中箭头表示子链延伸方向。下列说法错误的是(　　) A．图1过程发生在细胞分裂前的分裂间期，以脱氧核苷酸为原料 B．图1中复制泡大小不一，可能是因为多个复制起点并非同时启动 C．图2中a端和b端分别是模板链的3′端和5′端 D．DNA复制需要解旋酶、DNA聚合酶等 【答案】C 【解析】图1为真核细胞核DNA复制，其中一个DNA分子有多个复制泡，可加快复制速率，复制泡的大小不同，说明不同的复制起点不同时开始复制，B正确；子链的延伸方向是从5′→3′端延伸，且与模板链的关系是反向平行，因此，根据子链的延伸方向，可以判断，图2中a端和b端分别是模板链的5′端和3′端，C错误。 7．(2026·十堰模拟)DNA复制时，一条新子链可以进行连续复制，而另一条链只能先合成新链片段即冈崎片段(如图所示)。DNA聚合酶不能直接起始DNA新链或冈崎片段的合成，需先借助引物酶以DNA为模板合成RNA引物，DNA聚合酶再在引物的末端上聚合脱氧核苷酸。当DNA整条单链合成完毕或冈崎片段相连后，DNA聚合酶再把RNA引物水解掉，换上相应的DNA片段。下列说法错误的是(　　) A．引物酶属于RNA聚合酶 B．DNA复制时，一条新子链按5′→3′方向进行，而另一条链复制方向相反，按3′→5′方向进行 C．DNA聚合酶既能催化磷酸二酯键形成也能催化磷酸二酯键断裂 D．对DNA进行标记时，标记物应在胸腺嘧啶上 【答案】B 【解析】引物酶以DNA为模板合成RNA引物，引物酶属于RNA聚合酶，A正确；DNA聚合酶只能在子链的3′端延伸DNA，DNA复制时，两条新子链都按5′→3′方向进行，B错误；引物酶以DNA为模板合成RNA引物，DNA聚合酶再在引物的3′—OH上聚合脱氧核苷酸，当DNA整条单链合成完毕或冈崎片段相连后，DNA聚合酶再把RNA引物去掉，故DNA聚合酶既能催化磷酸二酯键形成也能催化磷酸二酯键断裂，C正确。 8．(2026·泉州质检)真核生物染色体末端的端粒是由非转录的短的重复片段(5′－GGGTTA－3′)及一些结合蛋白组成的。端粒DNA序列随细胞分裂次数增加而缩短，当短到一定程度时，端粒内侧的正常基因会受到损伤。端粒酶对端粒DNA序列的修复机制如图，下列相关叙述错误的是(　　) A．过程②属于逆转录 B．过程③需要DNA聚合酶的催化 C．端粒酶RNA中与DNA重复片段互补配对的序列是5′－CCCAAU－3′ D．与胰岛B细胞相比，肿瘤细胞中端粒酶的活性高 【答案】C 【解析】由题图可知，过程②是以RNA为模板合成DNA，因此属于逆转录，A正确；过程③为DNA聚合反应，故需要DNA聚合酶的催化，B正确；端粒的重复片段为5′－GGGTTA－3′，因此端粒酶RNA中与DNA重复片段互补配对的序列是5′－UAACCC－3′(反向平行)，C错误；端粒DNA序列随细胞分裂次数增加而缩短，当短到一定程度时，端粒内侧的正常基因会受到损伤，肿瘤细胞有无限增殖能力，因此可推测与胰岛B细胞相比，肿瘤细胞中端粒酶的活性高，D正确。 9．(2026·长沙一中调研)线粒体DNA(mtDNA)上有A、B两个复制起始区，当mtDNA复制时，A区首先被启动，以L链为模板合成H′链。当H′链合成了约2/3时，B区启动，以H链为模板合成L′链，最终合成两个环状双螺旋DNA分子，该过程如图所示。下列有关叙述错误的是(　　) A．mtDNA含有2个游离的磷酸基团，能指导合成有氧呼吸酶 B．mtDNA的复制方式是半保留复制，H′链和L′链的碱基能互补配对 C．H链与L链的复制有时间差，当H′链全部合成时，L′链只合成了约1/3 D．当一个复制周期完成时，由H链和L′链构成的子代DNA分子滞后形成 【答案】A 【解析】据题图可知，mtDNA为环状DNA，没有游离的磷酸基团，A错误；mtDNA的复制方式是半保留复制，H′链的模板是L链，L′链的模板是H链，H链和L链的碱基互补配对，故H′链和L′链的碱基也能互补配对，B正确；H′链合成约2/3时，启动合成新的L′链，所以当H′链完成复制时，L′链只合成了约1/3，C正确；L′链的合成滞后，当一个复制周期完成时，由H链和L′链构成的子代DNA分子也滞后形成，D正确。 10．(2026·重庆市第一中学检测)部分双链DNA的一条链上碱基序列为ATCTAGCGAT(命名为 M), 由于 DNA 复制过程中出错，使得M变为了 ATCTCGCGAT(命名为N)，其他部分及其互补链均未发生变化。下列相关说法不正确的是(　　) A．复制前该DNA 片段含有的氢键数为24，以N为模板复制出的DNA 片段热稳定性增强 B．碱基改变之前，该DNA 片段复制3次，共需要消耗腺嘌呤42个 C．出错后的DNA 片段经过n次复制， 突变位点为C—G 的DNA 占1/2 D．以N为模板复制出的DNA 片段中C所占比例为30%，且该片段中嘧啶的比例增加 【答案】D 【解析】突变前该DNA片段的双链碱基序列是ATCTAGCGAT//TAGATCGCTA，含有24个氢键，突变后以N为模板复制出的DNA片段的双链碱基序列为ATCTCGCGAT//TAGAGCGCTA，氢键数量变为25，所以热稳定性增强，A正确；该DNA片段含有6个A，复制3次一共形成8个DNA，所以需要消耗42个A，B正确；出错后的DNA片段一条链是N(发生了变化)，另一条链并未发生变化，所以复制n次，出错的DNA 和未出错的DNA各占一半，C正确；以N为模板复制出的DNA片段，C的比例为5÷20×100%＝25%，且双链DNA片段中嘌呤数量和嘧啶数量一定相等，D错误。 11．（2026·湖南长沙·三模）樟树港辣椒是湖南知名特色农产品。已知辣椒辣味（A）对甜味（a）为显性，基因位于常染色体上；抗病毒病（B）对感病（b）为显性，基因位于X染色体上。回答下列问题： (1)辣椒基因的本质是________；DNA分子复制时，________酶催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键。 (2)现将纯合辣味感病雌株与纯合甜味抗病雄株杂交，F1的基因型为________；F1雌雄植株相互交配，F2中甜味抗病植株所占比例为________。 (3)基因型为Aa的辣椒连续自交两代，F2中杂合子所占比例为________；若让F2中全部辣味植株自由交配，后代甜味植株的比例为________。 (4)若子代中出现基因型为XBXBY的抗病雌株，不考虑基因突变，从减数分裂的角度分析，其形成原因可能是________（答出一种即可）。 (5)现有基因型为AaXBXb与AaXBY的辣椒杂交，理论上子代辣味抗病雌株中纯合子所占的比例为________。 (6)航天育种可诱发辣椒基因突变，基因突变的特点有________（答出两点即可）。 【答案】(1)有遗传效应的DNA片段 DNA聚合 (2)AaXBXb、AaXbY 1/8 (3)1/4 1/25 (4)母本减数第二次分裂后期，两条含B基因的X染色体未分离，进入同一卵细胞，与含Y的精子结合（或母本减数第一次分裂后期，两条含B基因的X染色体未分离，进入同一次级卵母细胞，形成XBXB的卵细胞，与含Y的精子结合或父本减数第一次分裂后期X、Y染色体未分离，产生XBY的精子，与含XB的正常卵细胞结合） (5)1/6 (6)普遍性、随机性、不定向性、低频性（答出两点即可） 【详解】（1）基因的本质是有遗传效应的DNA片段，是遗传信息的基本载体；DNA复制过程中，DNA聚合酶催化游离的脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键，完成子链的延伸。 （2）纯合辣味感病雌株基因型为AAXbXb，纯合甜味抗病雄株基因型为aaXBY，杂交后F1雌株为AaXBXb，雄株为AaXbY。F1相互交配，获得甜味（aa）的概率为1/4，获得抗病个体（XBXb、XBY）的概率为1/2，因此甜味抗病植株比例为1/4×1/2=1/8。 （3）杂合子Aa连续自交n代，杂合子比例为1/2n，自交两代时杂合子占1/4，纯合子占（1-1/4）=3/4，AA=aa=3/8。F2中辣味个体基因型及比例为AA：Aa=3：2，a配子的比例为1/2×2/5=1/5，自由交配遵循遗传平衡定律，后代甜味植株（aa）的比例为（1/5）2=1/25。 （4）XBXBY个体多一条性染色体，不考虑突变的情况下，来自亲本减数分裂产生的异常配子与正常配子结合，①由XBXB的卵细胞和含Y的正常精细胞结合形成，若母本基因型为XBXb，则是由母本减数第二次分裂后期，两条含B基因的X染色体未分离，进入同一卵细胞，与含Y的精子结合形成；若母本基因型为XBXB，则是由母本减数第一次分裂后期，两条含B基因的X染色体未分离，进入同一次级卵母细胞或减数第二次分裂后期，两条含B基因的X染色体未分离，进入同一卵细胞，形成了XBXB的卵细胞与含Y的精子结合形成；②由XB的正常卵细胞和含XBY的精细胞结合形成，则是因为父本减数第一次分裂后期X、Y染色体未分离，产生XBY的精子，与含XB的正常卵细胞结合形成，上述两种情况均能形成该基因型个体。 （5）子代辣味个体（A_）中纯合子AA占1/3；子代抗病雌株的基因型为XBXB、XBXb，其中纯合子XBXB占1/2，因此辣味抗病雌株中纯合子比例为1/3×1/2=1/6。 （6）基因突变是普遍存在的，可发生在生物个体发育的任意时期、任意DNA分子上，且突变方向不定、自然状态下突变频率低，多数突变对生物体有害。 12.(2026·新余模拟)图甲为某链状DNA分子片段的结构图；图乙为 DNA 复制过程模式图。引发体是一类多酶复合物，位于复制叉的前端，主要成分为引物酶以及DNA 解旋酶等。单链结合蛋白(SSB)可结合于解旋酶解开的单链区，待复制的各项条件具备后，SSB脱离单链区，子链开始合成。回答下列问题： (1)图甲所示DNA的基本骨架由____________________(填名称)交替排列构成。该 DNA分子具有________个游离的磷酸基团。 (2)图乙中参与DNA复制过程的酶有______________________________________________等，其中参与形成磷酸二酯键的酶有______________________________________。若图甲中 DNA 分子共含有 X个碱基，该DNA分子以含有32P标记的脱氧核苷酸为原料复制2次，则获得的所有 DNA分子的平均相对分子质量比原来增加__________。 (3)图乙中 SSB 结合于解旋酶解开的单链区，可以防止核酸酶将解开的单链降解，也可以防止______________________________，从而保证解旋后的DNA 处于单链状态。DNA复制时，后随链的合成________________(填“不需要引物”“需要一种引物”或“需要多种引物”)。 (4)(6分)某小组为验证图乙 DNA 复制的方式为半保留复制，进行了如下操作：将普通大肠杆菌转移到含3H的培养基上繁殖一代，再将子代大肠杆菌的DNA 处理成单链，然后进行离心处理。他们的实验结果________(填“能”或“不能”)证明 DNA 的复制方式是半保留复制而不是全保留复制，理由是_____________________________________________________________________________。 【答案】　(1) 脱氧核糖和磷酸　2　(2)解旋酶、DNA 连接酶和DNA聚合酶(DNA 聚合酶Ⅰ、DNA聚合酶Ⅲ)　DNA连接酶和DNA 聚合酶(DNA聚合酶Ⅰ、DNA 聚合酶Ⅲ)　3X/4　(3)解旋的单链 DNA重新配对形成双链　需要多种引物　(4)不能　处理成单链后，无论是半保留复制还是全保留复制，含有标记和不含有标记的单链均各占一半 【解析】(2)分析图乙可知，在DNA复制时参与的酶有解旋酶、DNA 连接酶和DNA聚合酶等。其中DNA 连接酶和DNA聚合酶参与形成磷酸二酯键。若图甲中 DNA 分子共含有 X个碱基，那么就含有X个磷酸基团，P的相对原子质量是31，该DNA分子在含有32P标记的培养液中复制2次，形成的4个DNA中，相当于新增加了3个DNA含32P，因此获得的DNA分子的平均相对分子质量比原来增加3X/4。 (3)DNA复制时，后随链的合成是分段进行的，因此需要多种引物。 (4)子代大肠杆菌的DNA 处理成单链后，含有标记和不含有标记的单链均各占一半，因此他们的实验结果不能证明 DNA 的复制方式是半保留复制而不是全保留复制。 能力进阶 限时：15分钟 1．（2026·甘肃嘉峪关·模拟预测）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 【解析】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；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；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；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 【解析】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；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；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；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．（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 【解析】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；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；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；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。 4．（2026·广西玉林·三模）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1h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。下列叙述正确的是（　　） A．大肠杆菌某段DNA分子的一个单链中相邻的碱基通过氢键相连 B．根据图1所示信息可知该种大肠杆菌的繁殖周期大约为20min C．图2中DNA边解旋边复制的特点与PCR时相同 D．用3H标记的大肠杆菌培养T2噬菌体，最终只在子代噬菌体的DNA中检测到放射性 【答案】B 【解析】DNA分子单链中相邻的碱基通过“脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖”连接，氢键是DNA双链之间互补配对碱基的连接方式，A错误；初始1个14N/14N-DNA共含2条14N单链，由图1可知14N单链占总单链的1/8，可推知总单链数为16，总DNA分子数为8，即DNA复制了3次，培养总时长为60min，因此大肠杆菌繁殖周期约为20min，B正确；细胞内DNA复制是边解旋边复制，PCR技术的过程为高温变性（DNA完全解旋）、低温复性、适温延伸，二者特点不同，C错误；3H既可以标记DNA也可以标记蛋白质，噬菌体增殖时以大肠杆菌内被3H标记的原料合成自身的DNA和蛋白质外壳，因此子代噬菌体的DNA和蛋白质中都能检测到放射性，D错误。 5．（2026·浙江金华·模拟预测）大肠杆菌DNA复制过程如果发生错配，细胞会对其进行修复：先将模板链GATC序列中的A甲基化，而后降解未甲基化的子链，最后合成新的子链。下列叙述正确的是（    ） A．基因的甲基化会使其碱基排列顺序改变并遗传给子代 B．大肠杆菌DNA复制的错配与修复只发生在有丝分裂前的间期 C．DNA复制后的错配修复过程不属于半保留复制 D．在修复过程中，子链从自身的3′端到5′端方向重新合成 【答案】C 【解析】基因的甲基化属于表观遗传修饰，仅对碱基进行化学修饰，不会改变DNA的碱基排列顺序，A错误；大肠杆菌是原核生物，不存在有丝分裂的分裂方式，其DNA复制发生在二分裂的物质准备阶段，B错误；半保留复制是DNA正常复制的特点，指新合成的每个子代DNA都保留1条亲代母链和1条全新子链。错配修复是复制完成后对局部错配区域的修正，仅合成错配的子链片段，不属于半保留复制过程，C正确；DNA聚合酶只能将脱氧核苷酸添加到子链的3'端，因此子链的合成方向只能是从5'端到3'端，D错误。 6．（2026·安徽合肥·二模）T2噬菌体的线性DNA进入宿主后，通过末端序列的碱基互补配对首尾连接，形成暂时的环状中间体作为复制模板（复制方式与线性DNA相似）。如图表示T2噬菌体DNA复制的大致流程。下列叙述错误的是（　　） A．酶A催化磷酸二酯键的形成，酶B催化磷酸二酯键的断裂 B．在T2噬菌体的线性DNA中，b链的5′端存在5′-GATCC-3′ C．环状中间体的复制具有半保留复制、2条子链均连续复制等特点 D．乳酸菌不能为T2噬菌体线性DNA的复制提供原料和能量等 【答案】C 【解析】酶A催化线性DNA连接成环状，需要形成磷酸二酯键，酶B催化环状DNA切割为线性子代DNA，需要断裂磷酸二酯键，A正确；亲代噬菌体DNA的a链5'端是5'-GGATC-3'，根据碱基互补配对，b链的5'端应存在互补序列5'-GATCC-3'（与a链3'端的-CTAG-配对），B正确；DNA复制时，一条链是连续复制的（前导链），另一条链是不连续复制的（后随链），不存在2条子链均连续复制的情况，C错误；T2噬菌体的宿主是大肠杆菌，不能侵染乳酸菌，乳酸菌无法为其DNA复制提供原料和能量，D正确。 7．（2026·重庆·模拟预测）研究表明SMN1基因缺陷引起脊髓性肌萎缩症，图1是两个患有脊髓性肌萎缩症的家系的遗传系谱图，每个家系中选取部分个体，对SMN1基因编码链（非模板链）进行测序，并与正常SMN1基因对比，相关序列见图2。下列说法中错误的是（　　） A．脊髓性肌萎缩症的遗传方式是常染色体隐性遗传 B．SMN1基因的基本骨架由磷酸和脱氧核糖构成 C．家系2异常SMN1基因表达出的蛋白质比正常蛋白质短 D．正常SMN1基因中，第197号氨基酸所对应的反密码子是5′-UAA-3′ 【答案】D 【解析】家系1中，父母（Ⅰ-1、Ⅰ-2）表现正常，生育了患病女儿Ⅱ-3，符合无中生有为隐性，女病父正非伴性的规律，可判断脊髓性肌萎缩症是常染色体隐性遗传病，A正确；基因是有遗传效应的DNA片段，DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接构成，B正确；家系2的异常SMN1基因比正常基因缺失了2个碱基，会发生移码突变，导致对SMN1基因编码链（非模板链）提前出现TAG，导致翻译过程提前遇到终止密码子（UAG），翻译提前终止，因此异常基因表达的蛋白质比正常蛋白质短，C正确；编码链（非模板链）的序列方向为5'→3'，正常基因中197号氨基酸对应编码链序列为5'-ATT-3'，mRNA的密码子序列和编码链一致（T替换为U），因此密码子为5'-AUU-3'；反密码子与密码子反向互补配对，因此反密码子为3'-UAA-5'，即写为5'→3'方向是5'-AAU-3'，D错误。 8．（2026·湖南长沙·一模）特定拟杆菌细胞中的gRNA(向导RNA)能精准结合到 DNA 特定区域，招募相关酶启动基因转录。下列相关叙述正确的是（　　） A．拟杆菌细胞中 gRNA 的合成需要核仁的参与 B．gRNA 与DNA 结合时，遵循碱基互补配对原则 C．gRNA 招募 RNA 聚合酶识别并结合到基因的起始密码子区域 D．gRNA 和 DNA 相同的物质组成为磷酸、核糖、胞嘧啶、鸟嘌呤和腺嘌呤 【答案】B 【解析】拟杆菌属于原核生物，没有成形的细胞核，也不存在核仁结构，因此gRNA的合成不需要核仁参与，A错误；gRNA（RNA）与DNA结合时，遵循碱基互补配对原则（A-T、U-A、C-G、G-C），B正确；转录过程中，RNA聚合酶识别结合的是DNA上基因的启动子区域，起始密码子位于mRNA上，是翻译的起始位点，C错误；gRNA是RNA，五碳糖为核糖；DNA的五碳糖为脱氧核糖，核糖不是二者共有的组成物质，D错误。 9．（2026·甘肃嘉峪关·三模）真核细胞中基因是具有遗传效应的DNA片段，不同的基因转录的模板链不同。下图基因M转录时以α链为模板，基因N转录时以β链为模板。据图分析，下列叙述正确的是（    ） A．DNA复制和转录时一定需要DNA解旋酶 B．细胞中DNA复制时β链可以连续复制，α链不能连续复制 C．基因M和N转录形成RNA时，子链的合成方向都是3'端到5' D．基因M和基因N在一条DNA上，所以在所有细胞中都同时表达 【答案】B 【解析】DNA复制需要DNA解旋酶解开双链，但转录过程中RNA聚合酶本身具备解旋功能，不需要额外的DNA解旋酶参与，A错误；DNA子链合成方向均为5'→3'，图中DNA复制方向向右，沿复制方向β链的走向为3'→5'，以β链为模板合成的子链可沿复制方向连续合成；沿复制方向α链的走向为5'→3'，以α链为模板合成的子链只能通过形成冈崎片段不连续合成，因此β链对应复制过程连续，α链对应复制过程不连续，B正确；转录合成RNA时，子链的合成方向是5'端到3'端，C错误；真核细胞中基因存在选择性表达的特点，同一条DNA上的基因不会在所有细胞中都同时表达，D错误。 10．（2026·陕西榆林·模拟预测）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 【解析】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；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；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；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。 11．（2026·江西吉安·模拟预测）细胞内多数基因的表达需要调控，基因表达的调控机制极其复杂。图1是大肠杆菌利用培养基中葡萄糖和乳糖的情况，图2是大肠杆菌分解乳糖前合成β-半乳糖苷酶时有关基因的调控机制。请分析回答： (1)将大肠杆菌的DNA双链均用32P标记，置于只含有31P的培养基中复制5次，子代中含32P的单链数与含31P的单链数之比为________。 (2)结合图1、图2，从基因表达是否需要调控的角度分析，大肠杆菌细胞内分解葡萄糖和乳糖两种糖类的基因的表达调控情况为：__________________________。 (3)结构基因的表达受到操纵子的调控，当培养基中的葡萄糖被消耗完毕，只剩下乳糖时，此时大肠杆菌细胞内的操纵子处于________（填“开启”或“关闭”）状态。补充完成此状态下操纵子对结构基因的调控过程：只有乳糖时，_________________________。 【答案】(1)1:31 (2)分解葡萄糖的酶的有关基因始终处于表达状态，而分解乳糖的酶的相关基因的表达需要调控 (3) 开启 乳糖与阻遏蛋白结合形成阻遏蛋白-乳糖复合物，导致阻遏蛋白不能与操纵基因结合，RNA聚合酶识别并与启动子结合，结构基因表达出β-半乳糖苷酶 【解析】（1）将大肠杆菌的DNA双链均用32P标记，置于只含有31P的培养基中复制5次，共有25=32个DNA分子，共64条单链，其中只有2条链含有32P，所以子代中含32P的单链与含31P的单链数之比为2:62=1:31。 （2）葡萄糖是单糖，可直接被细胞吸收利用，故将一定数量的大肠杆菌接种在仅含有葡萄糖和乳糖的培养基中，大肠杆菌最先利用的糖类是葡萄糖；结合图2，从基因表达是否需要调控的角度分析，大肠杆菌细胞内分解葡萄糖和乳糖两种糖类的基因的表达调控情况为：分解葡萄糖的酶的有关基因始终处于表达状态，而分解乳糖的酶的相关基因的表达需要调控。 （3）结合图示可知，当培养基中的葡萄糖被消耗完毕，只剩下乳糖时，此时大肠杆菌细胞内的操纵子处于开启状态，此时操纵子对结构基因的调控过程为：只有乳糖时，乳糖与阻遏蛋白结合成阻遏蛋白-乳糖复合物，阻遏蛋白不能与操纵基因结合，RNA聚合酶识别并与启动子结合，结构基因表达出β-半乳糖苷酶。 12．（2026·陕西榆林·模拟预测）某实验小组为探究不同品种梨耐缺铁黄化病的生理和分子机制，以铁敏感型鸭梨和缺铁耐受型玉露香为材料，系统比较了缺铁胁迫下叶片的生理响应及铁代谢基因表达模式。根据生长状况将梨树分为4组：鸭梨正常（YL-Normal）、鸭梨黄化（YL-Chlorisis）、玉露香正常（YLX-Normal）、玉露香黄化（YLX-Chlorisis），每组20株进行实验，并对各组植株叶片进行取样，检测相关数据。图1为铁代谢相关基因YSL3相对表达量；图2为铁代谢相关基因VHA-c4相对表达量（VHA-c4是液泡H+-ATP酶复合物的关键亚基，在酸化液泡和细胞外基质以促进铁的动员与分配中发挥作用）。回答下列问题： (1)实验中每组选用20株植株的目的是_________，对叶片进行检测取样时应注意的事项是_________。 (2)大量研究表明，调控基因表达水平是植物适应非生物胁迫的关键途径，YSL3特异性地定位于叶片维管束系统（主要由木质部和韧皮部组成束状结构，具有物质运输、信号传递等功能）实质细胞（包括木质部和韧皮部伴胞）的质膜区域。研究发现，YSL3突变体出现严重脉间黄化，但可被外源施铁部分矫治，由此证实YSL3在叶片_____方面起关键作用。本实验结果表明，两品种正常叶YSL3表达量均_____（填“低于”“等于”或“高于”）黄化叶。 (3)VHA-c4在细胞中转录的场所主要是_____，参与下一步翻译过程的RNA种类有________。翻译时，核糖体沿模板链从_____（填“5′→3′”或“3′→5′”）端移动。 (4)经过检测，研究人员推断，VHA-c4在梨响应缺铁胁迫中或起核心作用，请结合图示结果给出此推断的依据：______________________。 【答案】(1)排除非测试因素（无关变量）对实验结果的干扰 应取每株枝条相同部位的多片叶 (2)铁元素运输（和再分配） 高于 (3)细胞核 mRNA、tRNA、rRNA 5′→3′ (4)鸭梨和玉露香黄化叶中的VHA-c4表达量分别较正常叶都有上升，并且在两种检测基因中变化最为显著 【解析】（1）实验中增加重复样本（每组20株）的作用是排除非测试因素（无关变量）对实验结果的干扰，提升实验结果的准确性；取样时需遵循单一变量原则，保证叶片的位置、发育状态等无关变量一致，避免无关变量干扰实验结果，故应取每株枝条相同部位的多片叶。 （2）已知YSL3突变体出现严重脉间黄化，可被外源施铁部分矫治，由此可知YSL3在叶片铁的运输与分配方面起关键作用。 观察图1，两品种正常叶YSL3表达量对应的柱形高度均高于黄化叶对应的柱形高度，所以两品种正常叶YSL3表达量均高于黄化叶。 （3）VHA - c4基因是核基因，在细胞中转录的场所主要是细胞核。 参与翻译过程的RNA种类有mRNA（作为翻译的模板）、tRNA（转运氨基酸）、rRNA（组成核糖体的成分）。 翻译时，核糖体沿模板链从5'→3'端移动。 （4）观察图2，在缺铁胁迫下（黄化组），玉露香黄化叶中VHA - c4相对表达量显著高于鸭梨黄化叶，而玉露香是缺铁耐受型，鸭梨是铁敏感型，所以可推断VHA - c4在梨响应缺铁胁迫中或起核心作用，依据是鸭梨和玉露香黄化叶中的VHA-c4表达量分别较正常叶都有上升，并且在两种检测基因中变化最为显著。 真题实战 限时：18~20分钟 1.（2026·广东卷高考真题）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 【解析】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。 2. （2026·山东卷高考真题）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 【解析】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。 3.（2026·山东卷高考真题）果蝇的等位基因A、a的部分序列相关信息如表所示。基因a与A的单链序列相比，只有表中带下划线的碱基不同，但二者编码多肽链的氨基酸数目相同。已知AUG为起始密码子，UAA、UAG、UGA为终止密码子。据表推断，基因a中N代表的碱基为（　　） 基因a 单链DNA ……TAC ATT TNA CCA GTA…… 基因A 单链DNA ……TAC ATT TGA CCA GTA…… mRNA ……AUG UAA ACU GGU CAU…… 多肽 ………… 注：“”表示对应位置的氨基酸 A. 腺嘌呤 B. 胞嘧啶 C. 腺嘌呤或胸腺嘧啶 D. 胞嘧啶或胸腺嘧啶 【答案】A 【解析】由表格可知，基因A的单链DNA与mRNA是碱基互补配对的，说明基因A的单链DNA是模板链，如果从左往右读，第二个UAA就是终止密码子，与能翻译出氨基酸相矛盾，说明阅读的方向是从右往左，所以mRNA右侧是5’端，左侧是3’端，而模板链左侧是5’端，右侧是3’端，基因a与A的单链序列相比，只有表中带下划线的碱基不同，所以基因a也是模板链，左侧是5’端，右侧是3’端。将基因a中的5’TNA3’写成3’ANT5’，对应的密码子是5’UXA3’，X与N碱基互补配对。若N=A，则X=U，密码子是UUA，不是终止密码子，不会减少氨基酸的个数；若N=T，则X=A，密码子是UAA，是终止密码子，会减少氨基酸的个数；若N=G，与碱基不一样相矛盾；若N=C，则X=G，密码子是UGA，是终止密码子，会减少氨基酸的个数。基因a与A的单链序列编码多肽链的氨基酸数目相同，符合要求的是N为A（腺嘌呤），A正确，BCD错误。 4.（2026·浙江1月卷高考真题）M13是专一侵染大肠杆菌的单链DNA噬菌体，其DNA含6407个碱基。在侵染过程中，M13的DNA和部分蛋白质会同时进入宿主细胞。M13DNA复制过程如图所示。增殖产生的子代M13会从宿主细胞中分泌出来，而宿主细胞仍然能继续生长和分裂。 下列关于M13遗传物质和遗传信息的叙述，正确的是（　　） A. M13遗传物质中的嘌呤数与嘧啶数相等 B. 正链DNA与负链DNA的碱基序列相同 C. RFDNA的复制过程需DNA聚合酶参与 D. M13遗传信息的转录和翻译不能同时进行 【答案】C 【解析】M13 的遗传物质是单链 DNA，不遵循碱基互补配对原则，因此嘌呤数和嘧啶数不一定相等，A错误；负链 DNA 是正链 DNA 的互补链，二者碱基序列是互补关系，而不是相同，B错误；RF DNA 是双链 DNA，其复制过程需要 DNA 聚合酶来催化脱氧核苷酸的连接，这是 DNA 复制的必需条件，C正确；M13 的宿主是大肠杆菌（原核生物），原核细胞没有核膜，转录和翻译可以在细胞质中同时进行，D错误。 5. （2026·安徽卷高考真题）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 【解析】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；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；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；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。 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 【解析】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；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；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；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．（2025·四川·高考真题）为杀死蜜蜂寄生虫瓦螨，研究人员对蜜蜂肠道中的S菌进行改造，使其能释放特定的双链RNA（dsRNA）。进入瓦螨体内的dsRNA被加工成单链RNA后，能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合使其降解，导致瓦螨死亡。下列叙述正确的是（    ） A．单链RNA的嘌呤与嘧啶之比和dsRNA相同 B．dsRNA加工成单链RNA会发生氢键的断裂 C．瓦螨死亡的原因是目标基因的转录被抑制 D．用改造后的S菌来杀死瓦螨属于化学防治 【答案】B 【解析】dsRNA为双链结构，嘌呤数等于嘧啶数，其嘌呤与嘧啶之比为1:1。单链RNA是由dsRNA加工而来的单链片段，其嘌呤与嘧啶之比不一定为1:1，A错误；双链dsRNA加工成单链RNA的过程会发生氢键的断裂，B正确；根据题干信息，单链RNA能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合使其降解，导致瓦螨死亡，所以单链RNA直接抑制的是翻译过程，C错误；用改造后的S菌来杀死瓦螨属于生物防治，D错误。 8．（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 【解析】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；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；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；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。 9．（2024·浙江·高考真题）下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是（    ） A．磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架 B．双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高 C．两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化 D．若一条链的G+C占47%，则另一条链的A+T也占47% 【答案】A 【解析】DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，A正确；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；在双链DNA分子中，若一条链的G+C占47%，则另一条链的G+C也占47%，A+T占1-47%=53%，D错误。 10．（2024·河北·高考真题）下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是（    ） A．DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链 B．复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋 C．复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开 D．DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端 【答案】D 【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；复制时，解旋酶使得DNA双链从复制起点开始，以双向进行的方式解旋，这并不是从5′端到3′端的单向解旋，B错误；转录时不需要解旋酶，RNA聚合酶即可完成解旋，C错误；DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端，D正确； 11.（2026·山东卷高考真题节选）小鼠基因W编码的蛋白质可调节脂肪代谢。研究人员将基因W转入酵母菌并使其稳定表达，实现了该蛋白的高效合成。该过程中用到末端脱氧核苷酸转移酶（TdT），该酶不需要模板，可在DNA的3´端随机添加4种脱氧核苷酸，若只提供1种脱氧核苷酸，则连续添加多个该种脱氧核苷酸，称为同聚物加尾。相关信息所示。 基因W和载体两者的同聚物尾配对后形成的重组载体存在部分单链区，为构建完整重组载体需要的2种酶是_______________________________，该过程中___________（填“需要”或“不需要”）添加引物，原因是____________________________________________。 【答案】①. DNA聚合酶、DNA连接酶 ②. 不需要 ③. 同聚物尾配对后存在可直接延伸的3'端，DNA聚合酶可直接从该末端延伸合成互补链，无需引物起始 【解析】由于用Xho Ⅰ进行切割会产生黏性末端为5´端突出，形成单链区，需要用DNA聚合酶进行补平，此外，W基因和载体形成重组载体时，中间有缺口，补全缺口后二者才能连接起来形成完整的重组载体，因此构建完整重组载体需要的2种酶：DNA聚合酶（补全单链区）和DNA连接酶（连接缺口）。该过程不需要添加引物，原因是：同聚物尾配对后存在可直接延伸的3'端，DNA聚合酶可直接从该末端延伸合成互补链，无需引物起始。 12.（2025·全国卷·高考真题）为在大肠杆菌中表达酶X，某同学将编码酶X的基因（目的基因）插入质粒P0，构建重组质粒Px，并转入大肠杆菌。该同学设计引物用PCR方法验证重组质粒构建成功（引物1~4结合位置如图所示，→表示引物5＇→3＇方向）。回答下列问题： (1)PCR是根据DNA复制原理在体外扩增DNA的技术。在细胞中DNA复制时解开双链的酶是________，而PCR过程中解开双链的方法是________。 (2)PCR过程中，因参与合成反应、不断消耗而浓度下降的组分有________。 (3)该同学进行PCR实验时，所用模板与引物见下表。实验中①和④的作用是：________；②无扩增产物，原因是________；③、⑤和⑥有扩增产物，扩增出的DNA产物分别是________。 管号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 模板 无 P0 Px 无 P0 Px 引物对 引物1和引物2 引物3和引物4 (4)设计实验验证大肠杆菌表达的酶X有活性，简要写出实验思路和预期结果________。 【答案】(1) 解旋酶 高温变性 (2)引物、脱氧核苷三磷酸 (3) 作为对照（或答:鉴定反应体系是否有模板污染） P0不含与引物1和引物2互补的碱基序列 目的基因、质粒片段、含目的基因和部分质粒序列的片段 (4)提取酶X，催化相应底物（反应物）的反应，检测是否有产物生成。有产物生成，则证明酶X有活性 【解析】（1）在细胞中，DNA 复制时解开双链的酶是解旋酶。而在 PCR 过程中，是通过高温变性（加热至 90 - 95℃）的方法使 DNA 双链解开。 （2）PCR 过程中，参与合成反应且不断消耗的组分有引物和 dNTP（脱氧核苷三磷酸）。引物用于引导 DNA 聚合酶合成新的 DNA 链，dNTP 脱去两分子磷酸，产生dAMP，进而为合成新的 DNA 链提供原料。 （3）实验中①和④的作用是作为对照。①无模板且引物对与②③相同，④无模板且引物对与⑤⑥相同，可对比说明模板对扩增的影响。②之所以无扩增产物，是因为P0不含与引物1和引物2互补的碱基序列，无法扩增出子链DNA序列。③以Px为模板，引物1和引物2扩增出的是含目的基因的 DNA 片段；⑤以P0为模板，引物3和引物4扩增出的是质粒P0上一段 DNA 片段；⑥以Px为模板，引物3和引物4扩增出的是含目的基因和部分质粒序列的 DNA 片段。 （4）实验思路：将大肠杆菌培养后，提取酶X，设置一组含有酶X的反应体系和一组不含酶X的反应体系（作为对照），在适宜条件下，加入酶X的底物，检测底物的消耗情况或产物的生成情况。 预期结果：含有酶X的反应体系中底物减少或有产物生成，而不含酶X的反应体系中底物无明显变化或无产物生成。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第20讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质（培优讲义） 答案版 实战・思维应用 突破演练 限时：20分钟 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C A A D C B C A D 11.(1)有遗传效应的DNA片段 DNA聚合 (2)AaXBXb、AaXbY 1/8 (3)1/4 1/25 (4)母本减数第二次分裂后期，两条含B基因的X染色体未分离，进入同一卵细胞，与含Y的精子结合（或母本减数第一次分裂后期，两条含B基因的X染色体未分离，进入同一次级卵母细胞，形成XBXB的卵细胞，与含Y的精子结合或父本减数第一次分裂后期X、Y染色体未分离，产生XBY的精子，与含XB的正常卵细胞结合） (5)1/6 (6)普遍性、随机性、不定向性、低频性（答出两点即可） 12.(1) 脱氧核糖和磷酸　2　(2)解旋酶、DNA 连接酶和DNA聚合酶(DNA 聚合酶Ⅰ、DNA聚合酶Ⅲ)　DNA连接酶和DNA 聚合酶(DNA聚合酶Ⅰ、DNA 聚合酶Ⅲ)　3X/4　(3)解旋的单链 DNA重新配对形成双链　需要多种引物　(4)不能　处理成单链后，无论是半保留复制还是全保留复制，含有标记和不含有标记的单链均各占一半 能力进阶 限时：15分钟 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B D B C C D B B A 11．(1)1:31 (2)分解葡萄糖的酶的有关基因始终处于表达状态，而分解乳糖的酶的相关基因的表达需要调控 (3) 开启 乳糖与阻遏蛋白结合形成阻遏蛋白-乳糖复合物，导致阻遏蛋白不能与操纵基因结合，RNA聚合酶识别并与启动子结合，结构基因表达出β-半乳糖苷酶 12.(1)排除非测试因素（无关变量）对实验结果的干扰 应取每株枝条相同部位的多片叶 (2)铁元素运输（和再分配） 高于 (3)细胞核 mRNA、tRNA、rRNA 5′→3′ (4)鸭梨和玉露香黄化叶中的VHA-c4表达量分别较正常叶都有上升，并且在两种检测基因中变化最为显著 真题实战 限时：18~20分钟 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B A C C C B B A D 11．①. DNA聚合酶、DNA连接酶 ②. 不需要 ③. 同聚物尾配对后存在可直接延伸的3'端，DNA聚合酶可直接从该末端延伸合成互补链，无需引物起始 12.(1)解旋酶 高温变性 (2)引物、脱氧核苷三磷酸 (3)作为对照（或答:鉴定反应体系是否有模板污染） P0不含与引物1和引物2互补的碱基序列 目的基因、质粒片段、含目的基因和部分质粒序列的片段 (4)提取酶X，催化相应底物（反应物）的反应，检测是否有产物生成。有产物生成，则证明酶X有活性 / 学科网（北京）股份有限公司 $