第18 讲DNA 的结构、复制及基因的本质（1图4核心6易错+三层精练）（专项训练）（江苏专用）2027年高考生物一轮复习讲练测

**基本信息** 以“考情-核心-易错-专练”四维架构系统整合DNA结构、复制及基因本质，通过模型逻辑链构建与计算模板固化实现专项突破。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |五年考情|5年江苏真题|考情定向+备考策略|新课标要求→高频考点→命题情境| |四大核心|4核心+速记口诀|一图串联+五五四三二一巧记|脱氧核苷酸→DNA双螺旋→基因→染色体| |六大易错|6类易错点|公式辨析+酶功能对比|单双链碱基计算→复制酶作用→基因概念澄清| |分层专练|3层梯度题|同位素离心模型+PCR情境应用|基础概念→重难计算→真题压轴|

第18 讲DNA 的结构、复制及基因的本质第一部分 五年考情·精准定向 ……………………………………………………………… 1 江苏考情概览 高频考点情境 高效备考策略 第二部分 四大核心·主干速记………………………………………………………………… 3 一图串联·核心梳理·速记口诀 核心 01 DNA结构模型的构建 核心 02 DNA分子的结构 核心 03 基因的概念 核心 04 DNA的复制 第三部分 六大易错·逐点击破………………………………………………………………… 10 易错 01 DNA 单双链碱基比例公式混用 易错 02 DNA 复制原料、模板、时期混淆 易错 03 半保留复制离心条带计算出错 易错 04 复制相关酶作用化学键混淆 易错 05 “基因 = DNA” 概念误区 易错 06 DNA 结构稳定性判断误区 第四部分 分层专练·靶向攻关 …………………………………………………………………… 11 两年模拟·基础题（全国视野，单选+多选） 一年重难·情境题（侧重江苏，辐射全国，单选+多选+非选择题） 三年真题·压轴题（侧重江苏，辐射全国，单选+多选+非选择题） 江苏考情概览 新课标要求 考题统计 1. 构建 DNA 双螺旋结构物理模型，辨析脱氧核苷酸连接方式、碱基配对、DNA 相关计算 2. 掌握 DNA 半保留复制过程、条件、场所、时期，结合同位素标记 + 离心分析复制产物放射性分布 3. 区分 DNA 复制相关酶（解旋酶、DNA 聚合酶、DNA 连接酶）功能，梳理复制误差与基因突变关系 4. 辨析基因、DNA、染色体、脱氧核苷酸四者层级关系，理解基因本质、基因与性状的关系 5. 结合同位素示踪、离心、PCR 拓展情境，完成 DNA 复制相关计算与实验分析 2025 江苏：DNA 半保留复制离心条带计算、脱氧核苷酸数量计算 2024 江苏：DNA 结构碱基配对、复制酶功能辨析、基因本质判断 2023 江苏：¹⁵N 标记 DNA 复制多代离心分层、染色体与 DNA 数量关系 2022 江苏：DNA 空间结构特点、复制时期与细胞分裂关联 2021 江苏：基因、DNA、染色体概念辨析、PCR 与 DNA 复制对比 高频考点情境 1.考查频次：DNA 结构、半保留复制为选择必考；复制计算、同位素离心分析、基因概念辨析为大题高频，侧重模型构建与逻辑计算素养 2.考查要点： ① DNA 双螺旋结构：基本单位、反向平行、碱基互补配对、氢键与磷酸二酯键、碱基比例计算； ② DNA 复制：时期、场所、原料、酶、能量、模板、半保留复制特点、同位素标记离心实验； ③ 复制相关计算：复制 n 次总 DNA 数、含母链 DNA 数、消耗脱氧核苷酸数量推导； ④ 基因本质：基因是有遗传效应的 DNA 片段，基因 / DNA / 染色体 / 脱氧核苷酸层级关系； ⑤ 拓展情境：PCR 扩增、DNA 突变、染色体复制与 DNA 复制联动、原核 / 真核 DNA 复制差异； 3.命题情境：DNA 分子模型搭建、¹⁵N/¹⁴N 同位素梯度离心、细胞有丝分裂 / 减数分裂 DNA 数量变化、PCR 扩增技术、基因片段测序、原核质粒复制。 备考策略 1.搭建模型逻辑链：脱氧核苷酸→脱氧核苷酸链→DNA 双螺旋→染色体→基因，理清层级包含关系； 2.固化两大计算模板：DNA 碱基比例推导、DNA 半保留复制脱氧核苷酸消耗计算，熟记公式； 3.区分复制关键酶：解旋酶（断氢键）、DNA 聚合酶（合成子链，形成磷酸二酯键）、DNA 连接酶（连接 DNA 片段）； 4.吃透同位素离心模型：¹⁵N 标记 DNA 复制n 代后，轻 / 中 / 重带分布规律，直接套用解题； 5.厘清概念边界：区分 “DNA 片段” 和 “基因”，只有具备遗传效应的 DNA 片段才是基因；原核无染色体，DNA 裸露。 一图串联 速记口诀 平面双链两边排，磷酸核糖做外台； 碱基配对中间站，AT 两键 GC 三； 同链酯键牢骨架，跨链氢键轻轻连； 一左一右反向走，看图计算不犯难。 核心梳理 核心 01 DNA结构模型的构建 1．DNA结构模型的构建历程 （1）主要构建者：沃森和克里克。 （2）构建过程 核心 02 DNA分子的结构 1．DNA的结构 ：巧记：DNA分子结构的“五、四、三、二、一” 5 种元素，4 种单位，3 种物质，2 条长链，1 种双螺旋 ① 5 种元素：DNA 共含 C、H、O、N、P 五种化学元素。 ② 4 种单位：基本组成单位：4 种脱氧核苷酸 依据含氮碱基区分： 腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶、鸟嘌呤（A、T、C、G）。 ③ 3 种物质：1 分子脱氧核糖 + 1 分子磷酸 + 1 分子含氮碱基。 ④ 2 条长链：DNA 由两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋。 ⑤ 1 种双螺旋：整体空间结构：规则的双螺旋结构。 2.DNA 分子平面结构完整解读 （1）平面结构整体布局 平面上能直观看到两条反向平行的脱氧核苷酸长链，左右对称排布，一条链 5'→3' 向下，另一条 3'→5' 向下；外侧是骨架，内侧是配对碱基。 （2）单个脱氧核苷酸平面结构 · 1 个脱氧核苷酸 = 1 磷酸 + 1 脱氧核糖 + 1 含氮碱基 · 磷酸：连接在脱氧核糖5 号碳原子； · 碱基：连接在脱氧核糖1 号碳原子； · 脱氧核糖的 3 号碳用于和下一个核苷酸的磷酸形成磷酸二酯键。 · 每个线性双链DNA分子片段中，有2个游离的磷酸基团，脱氧核糖数=磷酸数=含氮碱基数 （3）单链连接方式 相邻两个脱氧核苷酸依靠①磷酸二酯键串联成单链： 前一个脱氧核糖的 3’—OH，与后一个核苷酸的磷酸脱水缩合，形成共价键. （4）双链之间配对规则 · 两条链内侧碱基横向配对，②氢键连接，平面清晰可见： · A（腺嘌呤）= T（胸腺嘧啶）：中间 2 根氢键； · G（鸟嘌呤）=C（胞嘧啶）：中间 3 根氢键； 配对原则：互补配对，严格一一对应，A 只配 T、G 只配 C。 3．DNA结构的特点 (1)稳定性：磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧构成基本骨架。 (2)多样性：碱基对多种多样的排列顺序。如n个碱基对组成的DNA分子，可能的碱基对排列顺序有4n种(其中n代表碱基对数)。 (3)特异性：每种DNA分子都有特定的碱基(对)排列顺序，代表了特定的遗传信息。 核心 03 基因的概念 1．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，对此类病毒而言，基因就是有遗传效应的__RNA__片段。 2．基因、DNA及染色体的关系 （1）层级包含关系 脱氧核苷酸（基本单位）→ 基因 → DNA 分子 → 染色体 脱氧核苷酸：最小单位，4 种脱氧核苷酸排列构成基因； 基因：有遗传效应的 DNA 片段；一个 DNA 上有许多个基因；基因之间存在无遗传效应的 DNA 间隔片段； DNA：双链核酸分子；真核细胞中 DNA 与蛋白质结合形成染色体； 染色体：DNA + 蛋白质（组蛋白）高度螺旋化形成，只存在于真核细胞核中。 （2）数量对应关系 a. 染色体与 DNA 染色体未复制（间期 G1、分裂末期）：1 条染色体 = 1 个 DNA 分子 = 2 条脱氧核苷酸单链 染色体已复制，含姐妹染色单体（S 期后、前期、中期）：1 条染色体 = 2 个 DNA 分子 = 4 条脱氧核苷酸单链 原核生物：无染色体，裸露环状 DNA，不形成染色体结构 b. DNA 与基因 1 个 DNA 分子上含有多个基因； 基因只是 DNA 上一小段，DNA 大部分序列无遗传效应，不属于基因； c. 基因与染色体 基因在染色体上呈线性排列； 一条染色体上有许多个基因； 同源染色体相同位置存在控制同一性状的等位基因。 核心 04 DNA的复制 1．对DNA复制方式的探究 （1）DNA复制方式的三种假说 2.DNA半保留复制的实验证据 3． DNA的复制过程 4．DNA准确复制的原因 (1)DNA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准确地进行。 5．意义：将遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性。 易错 01 DNA 单双链碱基比例公式混用 错误说法：DNA 一条链中 A+G 占 50%；双链 DNA 一条链 (A+G)/(T+C) 比值等于互补链。 正确辨析： “嘌呤总数 = 嘧啶总数（A+G=T+C=50%）”仅适用于双链 DNA，单链无此规律； 一条链 (A+G)/(T+C) 与互补链比值互为倒数；一条链 (A+T)/(G+C) 与互补链、整个 DNA 分子相等。 易错 02 DNA 复制原料、模板、时期混淆 错误说法：DNA 复制原料是核糖核苷酸；细胞分裂全程均可复制 DNA；复制模板是 RNA。 正确辨析： DNA 复制原料：脱氧核苷酸；转录原料才是核糖核苷酸； DNA 复制仅发生在间期，分裂期染色体高度螺旋，无法解旋复制； 复制模板：亲代 DNA 两条母链；转录模板是 DNA 一条链。 易错 03 半保留复制离心条带计算出错 错误说法：¹⁵N 标记 DNA 复制 2 代会出现重带；复制 n 代含母链 DNA 占比 2/2ⁿ⁻¹。 正确辨析： 转入 ¹⁴N 培养基后，复制 1 代无重带，只有中带；复制 2 代只有中带、轻带，无重带； 含母链 DNA 始终 2 个，总 DNA 2ⁿ个，占比 = 2/2ⁿ=1/2ⁿ⁻¹。 易错 04 复制相关酶作用化学键混淆 错误说法：解旋酶切断磷酸二酯键；DNA 连接酶催化单个脱氧核苷酸合成子链。 正确辨析： 解旋酶：断裂氢键；DNA 聚合酶、连接酶、限制酶作用于磷酸二酯键； DNA 聚合酶：连接单个脱氧核苷酸合成子链；DNA 连接酶：仅连接两段 DNA 大片段。 易错 05 “基因 = DNA” 概念误区 错误说法：DNA 上所有片段都是基因；原核生物基因位于染色体上。 正确辨析： 只有有遗传效应的 DNA 片段才是基因，DNA 中大量片段无遗传效应； 原核细胞、线粒体、叶绿体无染色体，DNA 裸露，基因直接结合在环状 DNA 上。 易错 06 DNA 结构稳定性判断误区 错误说法：AT 碱基对越多，DNA 分子越稳定；高温会永久破坏 DNA 分子结构。 正确辨析： GC 之间 3 个氢键，AT 仅 2 个，GC 占比越高，DNA 越稳定； 高温仅断开氢键，双螺旋解旋；缓慢冷却氢键可恢复，DNA 空间结构复原（蛋白质高温变性不可逆）。 两年模拟·基础题（全国视野，单选+多选） 亮点预览：复制、转录、翻译基础概念辨析，区分原料、模板、场所核心差异（T3）；细菌新型 DNA 合成酶前沿情境，辨析磷酸二酯键与碱基互补配对适用条件（T7）；依托 ¹⁵N 同位素梯度离心基础模型，考查 DNA 半保留复制条带判断（T8）；离心技术归类综合判断，整合 DNA 粗提取、噬菌体实验、原生质融合多类操作（T9） 一、单选题 1．【基础综合・遗传信息流】（2026·湖南长沙·三模）遗传信息的传递与表达调控着细胞的生命活动。下列叙述正确的是（     ） A．真核细胞的DNA复制仅发生在细胞核中，需要解旋酶参与 B．转录时，RNA聚合酶识别并结合基因的启动子区域启动转录 C．翻译过程中，一个密码子可对应多种氨基酸 D．一条mRNA只能结合一个核糖体，合成一条多肽链 【答案】B 【详解】A、真核细胞的线粒体、叶绿体中也可发生DNA复制，A错误； B、转录时RNA聚合酶识别并结合基因的启动子，启动转录过程，B正确； C、一个密码子只能对应一种氨基酸（终止密码子除外），C错误； D、一条mRNA可结合多个核糖体，同时合成多条多肽链，提高翻译效率，D错误。 2．【诱变突变・DNA 复制变异】（2026·辽宁·三模）胞嘧啶在羟胺的作用下转化为羟化胞嘧啶后，与腺嘌呤进行配对。若一个精原细胞在进行DNA复制时，一个DNA分子的两条链上各有一个胞嘧啶碱基发生羟化，不考虑其他变异。下列叙述不正确的是（    ） A．复制后产生的新DNA分子中，嘌呤数等于嘧啶数 B．该精原细胞产生的精子中只有两个精子发生了变异 C．两个次级精母细胞都有一条染色体含有羟化胞嘧啶 D．羟化变异的精子受精后发育的个体可能不表现突变性状 【答案】C 【详解】A、DNA分子遵循碱基互补配对原则，羟化胞嘧啶仅与腺嘌呤配对，仍然是嘧啶与嘌呤配对，所有子代DNA分子中嘌呤数始终等于嘧啶数，A正确； B、该变异DNA复制后形成的2个含羟化胞嘧啶的DNA分子位于同一条染色体的两条姐妹染色单体上，减数分裂最终只有2个精子会获得该变异染色体，B正确； C、减数第一次分裂会发生同源染色体分离，携带变异DNA的染色体只会进入其中一个次级精母细胞，因此仅一个次级精母细胞含有带羟化胞嘧啶的染色体，C错误； D、若羟化变异为隐性突变、或突变发生在DNA非编码区、或突变后对应密码子仍编码同一种氨基酸（密码子简并性），则羟化变异的精子受精后发育的个体可能不表现突变性状，D正确。 3．【概念辨析・中心法则综合】（2026·湖南长沙·三模）下列关于遗传信息传递与表达的叙述，正确的是（　　） A．DNA复制时边解旋边复制，需要解旋酶和DNA聚合酶 B．转录时，RNA聚合酶结合起始密码子启动转录 C．翻译时，一种氨基酸只能由一种tRNA转运 D．真核细胞的mRNA必须在细胞核内加工成熟 【答案】A 【详解】A、DNA复制为边解旋边复制，需要解旋酶和DNA聚合酶等参与，A正确； B、转录时RNA聚合酶结合启动子启动转录，起始密码子位于mRNA上，B错误； C、密码子具有简并性，一种氨基酸可由多种tRNA转运，C错误； D、线粒体、叶绿体中的mRNA在细胞器内加工，并非都在细胞核内成熟，D错误。 4．【跨细胞器・核酸代谢】（2026·湖南长沙·三模）真核生物细胞核、线粒体、叶绿体中遗传信息传递与表达，结合模板、催化酶、碱基配对综合分析，正确的是（     ） A．转录时RNA聚合酶特异性结合基因上游启动子；起始密码子位于mRNA，不参与转录起始调控 B．DNA复制仅发生在细胞核，线粒体、叶绿体的环状DNA不能自主完成复制 C．一种氨基酸可对应多种密码子，但只能由一种tRNA专一转运，无运输简并性 D．DNA复制、转录、翻译的碱基互补配对方式完全相同，不存在配对差异 【答案】A 【详解】A、RNA聚合酶结合基因上游启动子启动转录；起始密码子在mRNA上，是翻译起点，与转录无关，A正确。 B 、真核细胞的DNA复制发生在细胞核，线粒体、叶绿体。线粒体、叶绿体含环状DNA，可自主完成DNA复制、转录，B错误； C 、密码子具有简并性：一种氨基酸可以对应多种密码子，同时也可以由多种tRNA转运（多种反密码子转运同一种氨基酸），存在运输简并性，并非只能由一种tRNA转运，C错误； D、DNA 复制的碱基配对方式为 A-T、T-A、C-G、G-C，转录和翻译存在 A-U、U-A 配对，三者碱基互补配对方式并不完全相同。D错误。 5．【实验技术・离心应用综合】（2026·山东日照·二模）离心是生物学研究过程中常用的技术手段。下列叙述错误的是（    ） A．DNA粗提取实验，样品研磨并离心后保留上清液而非沉淀物 B．探究DNA复制方式，用离心法分离不同密度DNA C．噬菌体侵染细菌实验，用差速离心法分离细菌与噬菌体 D．动物细胞传代培养，悬浮培养的细胞直接用离心法收集 【答案】C 【详解】A、DNA粗提取实验中，研磨后DNA溶解在提取液中，离心时细胞碎片等不溶性杂质形成沉淀物，DNA存在于上清液中，因此需要保留上清液，A正确； B、探究DNA复制方式的实验中，不同同位素标记的DNA密度存在差异，可通过密度梯度离心法分离不同密度的DNA，B正确； C、噬菌体侵染细菌实验中，仅需普通离心就能使质量较轻的噬菌体外壳与质量较大的细菌分离，不需要使用差速离心法，C错误； D、悬浮培养的动物细胞游离在培养液中，传代培养时不需要用胰蛋白酶处理，可直接通过离心法收集细胞，D正确。 6．【基础判断・复制转录翻译】（2026·湖南长沙·三模）遗传信息的传递与表达是细胞生命活动的核心，下列叙述正确的是（　　） A．DNA复制与转录的模板链完全相同 B．DNA复制、转录和翻译三个过程均遵循碱基互补配对原则 C．翻译时核糖体沿着DNA分子移动，合成多肽链 D．真核细胞核基因转录出的mRNA可直接与核糖体结合启动翻译 【答案】B 【详解】A、DNA复制以DNA两条链为模板，转录仅以DNA一条链为模板，模板不完全相同，A错误； B、DNA复制、转录、翻译均遵循碱基互补配对原则，只是配对碱基存在差异，B正确； C、翻译过程核糖体沿着mRNA移动，C错误； D、真核细胞核基因转录出的mRNA需要剪切、加工后，才能出细胞核与核糖体结合，不能直接翻译，D错误。 7．【前沿科研・新型 DNA 合成酶】（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。 8．【同位素示踪・半保留计算】（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 【详解】A、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； B、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； C、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； D、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。 二、多选题 9．【实验归类・离心技术辨析】（2026·江苏扬州·三模）离心技术是一种广泛应用于各个领域的分离和提取技术，下列相关叙述正确的是（　　） A．用差速离心法分离提取液中的细胞器时，可先后分离出较小和较大的细胞器 B．赫尔希和蔡斯用离心技术将吸附在细菌上的噬菌体与细菌分开 C．可用密度梯度离心法使14N-DNA和15N-DNA分布在试管的不同位置 D．可以用离心法将去除植物细胞壁后获得的不同原生质体融合成杂种细胞 【答案】CD 【详解】A、差速离心法分离细胞器时，先通过低转速离心将质量大的细胞器沉淀分离，再逐步升高转速分离质量小的细胞器，因此先后分离的是较大和较小的细胞器，A错误； B、赫尔希和蔡斯的实验中，搅拌的作用是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的作用是让已经分离的噬菌体和细菌分别分布在上清液和沉淀物中，离心无法将吸附在细菌上的噬菌体与细菌分开，B错误； C、14N-DNA和15N-DNA的密度存在差异，密度梯度离心法可以让二者因密度不同分布在试管的不同位置，这也是DNA半保留复制实验的核心原理，C正确； D、诱导植物原生质体融合的物理方法包括离心、振动、电激等，因此可以用离心法促使不同原生质体融合成杂种细胞，D正确。 10．【图像识图・复制叉结构】（2026·湖南岳阳·三模）真核生物DNA的复制从多个起点开始进行，DNA复制时子链从5′端到3′端延伸，合成的两条链分别称为前导链和后随链，复制过程如图所示。 下列叙述错误的是（　　） A．从多个起点开始复制以避免DNA复制时出现差错 B．DNA聚合酶催化游离脱氧核苷酸连接到子链的3′端 C．解旋酶作用于DNA双链的脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键 D．DNA复制过程中前导链连续合成，后随链不连续合成 【答案】AC 【详解】A、真核生物DNA多起点复制的意义是提高DNA复制效率，缩短长链DNA的复制时间，A错误； B、DNA复制时子链的延伸方向是5′端到3′端，因此DNA聚合酶催化游离脱氧核苷酸连接到子链的3′端，B正确； C、解旋酶的作用是断裂DNA双链碱基对之间的氢键，使双链解开，C错误； D、结合图示和DNA复制的特点可知，前导链顺着解旋方向连续合成，后随链先合成多个不连续的片段，再经DNA连接酶连接形成完整子链，属于不连续合成，D正确。 11．【模式图解・DNA 复制全过程】（2026·河北沧州·三模）下图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图，下列叙述正确的是（　　） A．DNA分子在酶①的作用下水解成脱氧核苷酸，酶②催化碱基对之间的连接 B．在复制过程中解旋和复制是同时进行的 C．解旋酶能使双链DNA解开，并且需要消耗ATP D．两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子 【答案】BC 【详解】A、酶①为解旋酶，作用是断裂DNA双链间的氢键，解开双螺旋结构，不会将DNA水解为脱氧核苷酸；酶②为DNA聚合酶，催化的是脱氧核苷酸之间磷酸二酯键的形成，碱基对之间的氢键可自动形成，不需要酶催化，A错误； B、真核细胞DNA复制的特点是边解旋边复制，解旋和复制过程同时进行，B正确； C、解旋酶断裂氢键、解开DNA双链的过程需要消耗能量，由ATP提供，C正确； D、DNA复制为半保留复制，新的DNA分子由一条母链和一条新合成的子链通过氢键结合形成，并非两条新子链结合形成新DNA，D错误。 12．【筛选实验・温度敏感突变株】（2026·陕西·三模）大肠杆菌（E。coli）中存在某种在42℃下完全失活但在30℃下活跃的温度敏感型突变体（TSM）。为筛选TSM，某研究团队设计了如下实验方案： ※实验材料：野生型大肠杆菌（生长温度范围为7℃-49.5℃）菌株若干、培养基若干、乙基甲基磺酸试剂（EMS）、3H-胸腺嘧啶试剂（TT） ※实验步骤：①对野生型大肠杆菌使用EMS进行诱变处理→②在42℃下培养1.5个细胞周期→③向培养基中添加TT及其余三种正常核苷酸→④温度保持42℃，培养1.5个细胞周期后洗去其中的TT→⑤加入正常胸腺嘧啶，42℃下培养1个细胞周期→⑥转移至-80℃环境中保存约一个月→⑦取细胞在30℃下接种培养，得到TSM 已知，TT可参与DNA的复制并会释放低能β粒子损伤DNA导致细胞死亡；-80℃下大肠杆菌休眠所有代谢活动停止。下列说法错误的是（　　） A．在EMS作用下，E.coli细胞可能产生多种不同类型突变，体现了基因突变的随机性 B．向培养基加入TT后在42℃下培养得到的所有细胞均具有放射性 C．步骤②的目的是保证所有细胞受到温度影响，使其中的TSM完全停止DNA复制 D．步骤⑥的作用是防止E.coli分裂产生新细胞或对自身DNA进行修复，保证所有非TSM细胞被杀死 【答案】AB 【详解】A、EMS诱变处理后，大肠杆菌可产生多种不同类型的突变，体现了基因突变的不定向性，A错误；      B、TSM在42℃下失活，DNA复制停止，无法将添加的3H−胸腺嘧啶（TT）掺入DNA，因此TSM不会带有放射性；只有能正常进行DNA复制的野生型（非TSM）大肠杆菌才会掺入TT，带有放射性，并非所有细胞都有放射性，B错误；      C、步骤②在42℃培养1.5个细胞周期，能保证所有细胞都经历一次完整的周期影响，使TSM的DNA复制完全停止，C正确；      D、−80℃下大肠杆菌代谢完全停止，能够防止非TSM修复被TT损伤的DNA，也不会产生新细胞，保证所有掺入TT的非TSM被TT释放的β粒子杀死，仅存活TSM，D正确。 13．【过程分析・冈崎片段机制】（2026·江西萍乡·二模）细胞内DNA复制过程如下图：一条可连续复制，称为前导链；另一条需先合成短的DNA片段（冈崎片段），再连接成完整链，称为后随链。图中SSB为DNA单链结合蛋白，可与解旋后的单链DNA结合，防止单链DNA重新配对形成双链或被核酸酶降解。下列叙述错误的是（    ） A．X为解旋酶、Y为引物，该过程还需DNA连接酶、DNA聚合酶 B．SSB能识别特定的脱氧核苷酸序列，特异性结合单链DNA C．在适宜的条件下，核酸酶为磷酸二酯键的断裂提供能量 D．PCR扩增时无需解旋酶，不形成复制叉、前导链和后随链 【答案】ABC 【详解】A、DNA复制时，X负责延伸前导链，为DNA聚合酶；DNA聚合酶不能从头合成子链，Y是复制起始需要的引物；由于后随链的冈崎片段不连续，该过程还需要DNA连接酶，A错误； B、SSB是单链结合蛋白，功能是结合任意解旋后的单链DNA，防止其重新配对或降解，不需要识别特定的脱氧核苷酸序列，无序列特异性，B错误； C、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，不能为化学反应提供能量。核酸酶只能催化磷酸二酯键断裂，不能提供反应所需能量，C错误； D、PCR扩增通过高温变性使双链DNA解旋，不需要解旋酶；PCR将模板双链完全解开后再扩增，两条子链都是连续合成，不会形成细胞内复制的复制叉结构，也不会产生半不连续复制的前导链和后随链，D正确。 易错提醒： 识图误判 X 的种类：图中 X 为 DNA 聚合酶，并非解旋酶，很多同学把复制叉前端蛋白当成解旋酶，混淆两类酶功能； SSB 蛋白无序列特异性，仅随机结合任意单链 DNA，不会识别特定脱氧核苷酸序列； 酶只降低活化能，不能为化学键断裂提供能量，容易误以为核酸酶供给能量。 14．【衰老情境・DNA 损伤修复】（2026·河北沧州·二模）研究发现，给老年小鼠注射来自年轻小鼠的NAMPT（烟酰胺磷酸核糖转移酶）可显著延长其寿命。NAMPT能催化合成NMN（β-烟酰胺单核苷酸），而NMN则可以被快速地转化为NAD+。NAD+水平的恢复可激活相关基因，修复DNA损伤并增强干细胞的分化能力。下列相关叙述正确的是（　　） A．衰老的干细胞中细胞核体积减小，染色质固缩 B．衰老干细胞内NAD+的含量多于正常干细胞 C．NAD+在细胞有氧呼吸第一、二阶段被消耗 D．修复DNA损伤时可能需要DNA聚合酶、DNA连接酶的参与 【答案】CD 【详解】A、衰老细胞的细胞核特征为体积增大，染色质固缩、染色加深，A错误； B、根据题干信息，NAD⁺水平的恢复可修复 DNA 损伤并增强干细胞分化能力，说明衰老干细胞内 NAD⁺含量低于正常干细胞，B错误； C、NAD⁺是细胞有氧呼吸的重要辅酶： 有氧呼吸第一阶段：葡萄糖分解为丙酮酸，产生少量 [H]，消耗 NAD⁺生成 NADH； 有氧呼吸第二阶段：丙酮酸与水反应生成 CO₂和 [H]，同样消耗 NAD⁺生成 NADH； 有氧呼吸第三阶段：[H] 与 O₂结合生成水，NADH 重新转化为 NAD⁺，C正确； D、DNA 聚合酶：负责填补 DNA 损伤修复过程中缺失的核苷酸序列； DNA 连接酶：催化恢复 DNA 链中相邻核苷酸之间的磷酸二酯键，完成片段连接。 因此，修复 DNA 损伤时可能需要 DNA 聚合酶和 DNA 连接酶共同参与，D正确。 故选CD。 （一年重难·情境题（侧重江苏，辐射全国，单选+多选+非选择题） 设题创新：以双向转录 DNA 图谱为载体，辨析前导链、滞后链复制差异（T1）；原核复制原点 DnaA 蛋白情境，结合 GC 氢键数量分析复制启动难易（T6）；古菌 DNA 甲基化修饰新素材，推导碱基替换连锁突变规律（T10）；Gateway 位点重组基因工程，串联 PCR 引物设计与筛选原理综合设问（T11） 一、单选题 1．【双链转录・基因表达差异】（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 【详解】A、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； B、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； C、转录合成RNA时，子链的合成方向是5'端到3'端，C错误； D、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。 2．【实验归纳・高中生物经典实验】（2026·江苏徐州·三模）下列有关高中生物学实验的归纳，下列叙述正确的是（    ） 选项 实验名称 原理或方法 结果或结论 A 淀粉酶对淀粉和糖的水解用 斐林试剂可以鉴定还原糖 淀粉酶具有专一性和高效性 B 观察根尖分生区组织细胞的有效分裂 苯酚品红溶液使染色质《或染色体》着色 处于分裂间期的细胞数量多于有丝分裂期的细胞数量 C 证明DNA半保留复制 放射性同位素标记法 第二代细菌DNA离心后得到两种不同密度的条带 D 土中解尿素细菌的分离与计数 稀释涂布平板法 选择培养出的菌落全为分解尿素的细菌 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A、该实验通过淀粉酶分别处理淀粉和蔗糖，用斐林试剂检测还原糖生成情况，仅能证明淀粉酶仅催化淀粉水解，体现酶的专一性；酶的高效性需要酶与无机催化剂的催化效率对比才能得出，本实验无法证明高效性，A错误； B、苯酚品红是碱性染料，可使染色质（染色体）着色，适用于观察根尖分生区细胞的有丝分裂；由于细胞周期中分裂间期的占比远长于分裂期，因此视野中处于分裂间期的细胞数量多于分裂期，B正确； C、证明DNA半保留复制的实验使用15N标记，15N是无放射性的稳定同位素，实验方法不属于放射性同位素标记法，C错误； D、以尿素为唯一氮源的选择培养基可筛选分解尿素的细菌，但培养基上可能存在自生固氮菌等杂菌生长，因此选择培养出的菌落并非全为分解尿素的细菌，还需要进一步鉴定，D错误。 3．【科学方法・同位素标记汇总】（2026·江苏扬州·三模）下列关于科学方法的描述正确的是（　　） A．细胞学说的建立应用了显微观察法和完全归纳法 B．萨顿采用假说—演绎法对基因与染色体的关系进行研究 C．探究培养液中酵母菌种群数量变化采用平板划线法和数学模型建构法 D．探究光合作用过程和DNA半保留复制都用到了同位素标记法 【答案】D 【详解】A、细胞学说建立过程中，施莱登和施旺仅观察了部分动植物的细胞就得出相关结论，应用的是不完全归纳法，A错误； B、萨顿通过类比基因和染色体的平行行为，采用类比推理法提出基因位于染色体上的假说，B错误； C、探究培养液中酵母菌种群数量变化采用抽样检测法（血细胞计数板计数法）和数学模型建构法，平板划线法是用于微生物分离纯化的方法，不能用于酵母菌种群数量计数，C错误； D、探究光合作用过程中鲁宾、卡门用同位素标记氧研究氧气来源，卡尔文用同位素标记碳研究暗反应过程，探究DNA半保留复制实验中用同位素标记氮研究DNA的复制方式，二者都用到了同位素标记法，D正确。 4．【太空新菌・原核核酸代谢】（2026·江苏扬州·三模）2025年，科研人员首次公布在我国空间站发现的一个微生物新物种——天宫尼尔菌(一类产芽孢细菌)。下列叙述正确的是（　　） A．天宫尼尔菌只能在拟核区进行DNA的复制 B．天宫尼尔菌增殖过程中能发生等位基因的分离 C．天宫尼尔菌合成的多肽链不能进一步加工 D．天宫尼尔菌基因表达时可边转录边翻译 【答案】D 【详解】A、天宫尼尔菌的DNA包括拟核区的大型环状DNA和细胞质中的质粒DNA，两类DNA都可进行复制，因此并非只能在拟核区进行DNA复制，A错误； B、等位基因的分离发生在减数分裂产生配子的过程中，天宫尼尔菌为原核生物，无染色体，不进行减数分裂，不存在等位基因分离的现象，B错误； C、天宫尼尔菌细胞质中存在相关催化酶，可将合成的多肽链进一步折叠、加工为具有空间结构的有功能蛋白质，并非不能进一步加工，C错误； D、天宫尼尔菌为原核生物，无核膜阻隔转录和翻译过程，转录和翻译可在同一区域同时进行，即基因表达时可边转录边翻译，D正确。 5．【特殊核酸・R 环调控机制】（2026·江苏·一模）转录过程中，合成的RNA不能与模板DNA单链分开会形成RNA-DNA杂交体，此杂交体再和一条DNA单链共同组成的三链核酸称为R-loop（R环结构，如下图），可以稳定存在于基因组中并调节基因表达。下列相关叙述错误的是（    ） A．转录产生的RNA未及时脱离模板链促进了R-loop的形成 B．由图中R环结构可以判断出RNA的a侧是其5′端 C．R环结构中三条核苷酸链彼此之间通过碱基互补配对原则相连 D．R环可能影响DNA复制和相关基因的表达 【答案】C 【详解】A、根据题干信息，转录后RNA不能与模板DNA单链分离，才会形成RNA-DNA杂交体，进一步组装形成R环，因此RNA未及时脱离模板确实会促进R环形成，A正确； B、转录过程中，RNA沿5'→3'方向延伸，新的核苷酸添加到3'端，RNA聚合酶在图中右侧（延伸端），因此远离RNA聚合酶的a侧是RNA先合成的5'端，B正确； C、R环结构中，只有RNA和模板DNA单链之间遵循碱基互补配对，另一条游离的DNA单链没有和另外两条链发生碱基互补配对，因此“三条核苷酸链彼此之间通过碱基互补配对相连”的叙述错误，C错误； D、R环是稳定存在的特殊核酸结构，会阻碍DNA复制时的解链过程，且据题意可知，R环可以调节基因表达，因此R环可能影响DNA复制和相关基因的表达，D正确。 6．【复制起点・原核 oriC 调控】（2026·江苏镇江·一模）DnaA蛋白是一种ATP酶，可结合到大肠杆菌拟核DNA的复制原点（oriC），进而启动DNA复制，下列相关叙述错误的是（　　） A．拟核DNA的两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构 B．oriC处富含G-C碱基对更有利于DnaA蛋白发挥功能 C．DnaA蛋白通过催化ATP水解为DNA的复制提供条件 D．复制过程中DNA聚合酶结合在RNA引物的3′端延伸子链 【答案】B 【详解】A、拟核DNA分子的两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成规则的双螺旋结构，A正确； B、G-C碱基对之间是三个氢键，A-T碱基对之间是两个氢键，G-C碱基对数目越多，氢键数目就越多，DNA结构越稳定，解旋难度越大，不利于DnaA蛋白启动DNA解旋复制，B错误； C、DnaA蛋白作为ATP酶，可催化ATP水解为ADP和Pi，释放能量用于打开DNA双链（解旋），为DNA复制提供能量和条件，C正确； D、DNA复制需先合成RNA引物，DNA聚合酶识别引物的3′端，催化脱氧核苷酸聚合延伸子链（方向为5′→3′），D正确。 故选B。 二、非选择题 7．【图示推导・半不连续复制验证】（2026·黑龙江哈尔滨·一模）细胞中的DNA复制为半不连续复制过程，即一条子链连续延伸，称为前导链；另一条子链逐段延伸，称为滞后链，其中的片段称为冈崎片段。复制过程中以RNA作为引物，并需要多种酶参与。根据图示，下列叙述正确的是（　　） A．PCR技术以图示过程作为原理，所使用的M酶具有耐高温的特性 B．DNA聚合酶从冈崎片段的3＇端延伸合成DNA片段，填充RNA引物去除后产生的空缺 C．DNA复制结束后滞后链5＇缩短，会破坏染色体的结构而引起细胞衰老 D．以DNA连接酶活性缺陷突变体为实验材料，结合变性、离心等操作，可验证DNA半不连续复制模式 【答案】BCD 【详解】A、图示中的M酶为解旋酶，细胞内的解旋酶不具备耐高温特性，PCR技术通过高温变性解旋，使用的是耐高温的TaqDNA聚合酶，并非解旋酶，A错误； B、DNA聚合酶的催化特性是只能从DNA链的3'端延伸合成DNA。在滞后链复制中RNA引物被切除后，会在相邻冈崎片段之间产生空缺，该空缺可由DNA聚合酶从上游冈崎片段的3'端延伸，填补空缺，最终由DNA连接酶完成磷酸二酯键的连接，B正确； C、DNA复制时，滞后链5'端的RNA引物被切除后，无法被DNA聚合酶填补（DNA聚合酶只能从3'端延伸），导致滞后链5'端缩短，对应染色体末端的端粒序列缩短。端粒是维持染色体结构稳定的重要结构，端粒缩短会破坏染色体结构完整性，进而引发细胞衰老，C正确； D、DNA半不连续复制的核心特征是滞后链先合成冈崎片段，再由DNA 连接酶将其连接为完整链。若以DNA连接酶活性缺陷的突变体为实验材料，冈崎片段无法连接，会在细胞内大量积累；结合DNA变性（使双链解开）、密度梯度离心等操作，可分离出短的冈崎片段与长的前导链，直接验证半不连续复制模式，D正确。 8．【扩增技术・不对称 PCR 分析】（2026·河北沧州·一模）不对称PCR是一种特殊的PCR技术，通过使用数量不等的一对引物来产生大量单链DNA，其中少的称为限制性引物，多的称为非限制性引物。现有DNA分子n个，已知A链是需大量扩增产生的单链DNA，限制性引物仅可供前5轮扩增，如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．为达到目的需要添加限制性引物的数量为31n B．经过5轮的扩增可形成32n个双链DNA分子 C．应选择引物Ⅰ和Ⅳ，且引物Ⅰ作为非限制性引物 D．DNA 在体内复制时使用的酶和PCR体系相同 【答案】CD 【详解】A、第1轮需要n个引物（每个DNA分子需要1个限制性引物），之后每轮双链DNA数翻倍 （限制性引物仅前5轮有效）。前5轮共需要限制性引物的总数=n+ 2n+4n+8n+16n= 31n，A正确； B、初始n个双链，每轮扩增1次，5轮后双链DNA数=n×25=32n，B正确； C、由于子链的延伸方向是5'→3'，所以应该选择的引物是Ⅰ和Ⅳ，又A链是所需的单链DNA，因此，扩增所选的非限制性引物为引物Ⅳ，C错误； D、体内DNA复制（如细胞）用的酶是DNA聚合酶、解旋酶，PCR体系只用耐热DNA聚合酶，不需要解旋酶（高温变性代替），D错误。 9．【育种情境・EMS 诱变育种】（2026·山东潍坊·一模）为培育高产青蒿素的青蒿品系，科研人员利用EMS（可使DNA中鸟嘌呤在复制时与胸腺嘧啶配对）处理青蒿愈伤组织，再通过植物组织培养获得突变植株。下列说法正确的是（　　） A．愈伤组织形成植株的过程，需保持培养基中生长素和细胞分裂素比例恒定 B．愈伤组织细胞高度分化，易受EMS诱导发生基因突变 C．EMS处理后DNA中嘌呤和嘧啶的比例未发生变化 D．用微型繁殖技术培养突变植株，有利于高产性状稳定遗传 【答案】CD 【详解】A、植物组织培养中，愈伤组织分化为根或芽需调节生长素和细胞分裂素的比例（高生长素促根，高细胞分裂素促芽），比例恒定无法完成分化，A错误； B、愈伤组织是未分化的薄壁细胞，分化程度低，B错误； C、EMS使鸟嘌呤（G）复制时与胸腺嘧啶（T）配对，DNA中嘌呤和嘧啶的比例依旧为1:1，C正确； D、微型繁殖（植物组织培养）属于无性繁殖，可保持亲本遗传特性，使高产突变性状稳定遗传，D正确。 故选CD。 10．【碱基修饰・古菌 DNA 变异】（2026·吉林白山·一模）研究发现，某古菌DNA分子中部分鸟嘌呤被甲基化修饰为甲基鸟嘌呤（mG），mG与胞嘧啶的配对稳定性显著下降，却能与胸腺嘧啶形成两个氢键而配对。下列叙述正确的是（    ） A．该古菌DNA分子中的核糖和磷酸交替连接排列在外侧构成其基本骨架 B．发生甲基化修饰会使复制后子代DNA分子中出现G—C被替换为A—T的情况 C．发生甲基化修饰的古菌DNA分子的一条链中，相邻mG与T之间通过氢键连接 D．若未发生修饰的某DNA片段含100个碱基对，G占30％，则该片段中氢键数为260个 【答案】BD 【详解】A、脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成了DNA分子的基本骨架，A错误； B、甲基化后的mG在复制时优先与T配对，导致原G—C对变为mG—T，子代DNA中该位点进一步复制时T与A配对，最终G—C被替换为A—T，B正确； C、DNA一条链中相邻碱基通过“-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-”连接，氢键仅存在于两条链的碱基对之间，C错误； D、未修饰的DNA片段中G占30%，则C也占30%，A和T各占20%。G—C对有3个氢键，A—T对有2个氢键，总氢键数为（100×2×30%）×3 +（100×2×20%）×2 = 180 + 80 = 260，D正确。 故选BD。 三、非选择题 11．【重组技术・Gateway 载体构建】（2026·江苏南通·三模）Gateway技术是基于λ噬菌体位点特异性重组机制的技术，包括BP反应和LR反应。图1为Gateway技术中的LR反应机理，attL、attR、attB、attP为重组位点（具有严格的方向特异性），图中显示序列为重组位点的核心序列。请回答下列问题。 (1)图1中LR酶可识别__________个重组位点，通过链的交换产生2种重组结果，该反应涉及__________键的断裂和重建。 (2)与传统酶切连接法相比，Gateway技术构建重组载体的优点有__________。 ①依靠位点特异性保证连接的准确性    ②简化步骤，快速实现DNA片段的重组 ③实现目的基因和载体间的“无缝”连接    ④无限制酶切割位点的依赖 (3)科研人员利用LR反应构建了BnNAC2（能参与调控油菜种子含油量）超表达载体，以期提高油菜籽中油脂的含量，相关过程如图2. ①为获得BnNAC2基因，需首先提取油菜叶片的__________通过逆转录过程获得cDNA，该过程原料是__________，与DNA复制一样，逆转录过程也需要引物，推测原因是__________。 ②下表为图2中两次PCR所用的引物： 引物 序列 F1 5′-CCAACTTTGTACAAAAAAGCAGGCTCCATGGAGAGTACAGATTCTTCCGG-3′ R1 5′-CCAACTTTGTACAAGAAAGCTGGGTCAGAAGAGTACCAATTTAAACCAGG-3′ F2 5′-……AACAAATTGATGAGCAATGCTTTTTTATAATCCAAC？GCAGGCT-3′ R2 5′-……AACAAATTGATAAGCAATGCTTTCTTATAATCCAACTTTGTACAAGAAAGCTGGGT-3′ 请补全引物F2“？”处的序列__________，与PCR1相比，PCR2扩增程序中需要调整的是__________（步骤）的温度。图2通过两次PCR添加attL序列，而不是一次PCR添加的原因是__________。 ③图2过程③中质粒1携带ccdB的目的是__________。 【答案】(1) 4 磷酸二酯 (2)①②④ (3) 总RNA dNTP 逆转录酶只能将单个脱氧核苷酸连接到核苷酸链（引物链）的3′端 TTTGTACAAAAAA 复性（退火） attL序列有100bp，直接通过一次PCR扩增，需要的引物太长，扩增效率低 剔除导入质粒1的大肠杆菌，有利于筛选出导入质粒2的大肠杆菌 【详解】（1）由图1可知，LR酶可识别attL1、attR1、attL2、attR2共4个重组位点；链的交换时，需断裂与重建磷酸二酯键（DNA骨架）。 （2）①位点特异性重组严格识别特定序列，可保证连接准确性，①正确； ②Gateway 技术无需限制酶‑连接酶分步操作，简化步骤、快速重组，②正确； ③该技术重组位点仍会保留短序列，不能实现真正无缝连接，③错误； ④依靠重组位点实现连接，不依赖限制酶切割位点，④正确。 （3）①要获取目的基因BnNAC2 ，需先提取油菜叶片的总 RNA（mRNA），通过逆转录获得cDNA。 ②逆转录是以 RNA 为模板合成 DNA，原料为四种脱氧核糖核苷酸（dNTP）。 ③逆转录酶不具备从头合成 DNA 的能力，只能从引物的 3′ 端延伸 DNA子链，因此需要引物。④对比引物 F1、R1，F2、R2需要补加attL核心序列，因此此处填写 attL 对应的特异性碱基序列。 ⑤ PCR2引物更长，碱基更多，复性（退火）温度需要提高，因此需调整复性步骤的温度。 ⑥ attL序列有100bp，直接通过一次PCR扩增，需要的引物太长，扩增效率低 ， attL序列较长，若一次性添加，引物过长会导致 PCR 扩增效率低、特异性差；分两次PCR可保证attL序列精准、完整地加在目的基因两端。 ⑦剔除导入质粒1的大肠杆菌，有利于筛选出导入质粒2的大肠杆菌 12．【基因编辑・异种器官移植应用】（2026·河南·三模）我国科学家成功将一只多基因编辑猪的全肝以辅助的方式移植到一位患者体内，移植的肝脏未见超急性排斥反应。在这项研究中，研究人员利用CRISPR-Cas9技术对供体猪体细胞进行了6处基因编辑：敲除3种会引起“超急性排斥和急性体液性排斥”的猪基因（GTKO、CMAH和B4GALNT2），同时敲入3种人的调节蛋白基因：hCD46、hCD55（编码人类自身的补体，参与免疫防御、免疫调节）和hTBM（编码人类血栓调节蛋白，可防止血栓形成）。回答下列问题： (1)为提高异种器官移植的存活时间，科学家敲除猪“GTKO、CMAH和B4GALNT2”基因的原因是________。敲入3种人的调节蛋白基因（hCD46、hCD55和hTBM）的目的是________。 (2)CRISPR-Cas9技术的流程为设计向导RNA（gRNA）→引导Cas9至目标DNA→Cas9切割DNA→细胞修复→实现基因修改，如图1所示： ①基因工程中，可采用PCR技术对获取的目的基因进行快速扩增。PCR反应液中需加入耐高温的DNA聚合酶，该酶主要在PCR的________步骤中起作用。若将一个Cas9基因经PCR扩增3次，则获得的DNA片段中含有两种引物的DNA片段有________个。 ②据题意可知，Cas9蛋白与gRNA形成的复合物相当于限制酶，其作用部位是图2中的________（填“a”或“b”）处。其中的gRNA能识别并与目标DNA结合的原因是________。基因编辑过程中可能会产生“脱靶”（对目标DNA以外的其他基因进行编辑）现象，结合图1推测，gRNA序列越________（填“长”或“短”），越容易“脱靶”。 (3)现要检测供体猪的“GTKO、CMAH和B4GALNT2”基因是否已成功敲除，请提供一种检测思路：________。 (4)与传统的基因工程相比，CRISPR-Cas9技术具有的优势是_______（答两点）。 【答案】(1) 避免猪产生引起人体急性排斥反应的物质，降低异种器官移植的免疫排斥反应 表达人源蛋白，进一步参与免疫防御、免疫调节，防止血栓形成，提高移植成功率 (2) 延伸 6 a gRNA与目标DNA的碱基序列互补配对 短 (3)提取猪的基因组DNA，设计GTKO、CMAH和B4GALNT2基因的特异性引物，进行PCR扩增，若扩增不出相应片段，说明基因被成功敲除；也可以进行核酸分子杂交，无杂交带则敲除成功 (4)可精准定位并编辑目标基因，特异性高； 可同时对多个基因进行编辑，操作简便、效率高； 能实现基因的敲除、插入、替换，应用范围广 【详解】（1）为提高异种器官移植的存活时间，科学家敲除猪“GTKO、CMAH和B4GALNT2”基因的原因是避免猪产生引起人体急性排斥反应的物质，降低异种器官移植的免疫排斥反应。敲入3种人的调节蛋白基因（hCD46、hCD55和hTBM）的目的是表达人源蛋白，进一步参与免疫防御、免疫调节，防止血栓形成，提高移植成功率。 （2）①PCR扩增分为变性、退火和延伸三个步骤，耐高温的DNA聚合酶在延伸步骤中起作用。一个Cas9基因经PCR扩增3次会形成8个DNA，含有最初Cas9基因两条链的DNA只有一种引物，其余6个DNA片段含有两种引物。 ②Cas9蛋白与gRNA形成的复合物相当于限制酶，限制酶作用的部位是磷酸二酯键，对应图2的a处。其中的gRNA能识别并与目标DNA结合的原因是gRNA与目标DNA的碱基序列互补配对。gRNA序列与目标DNA序列互补配对，进而对基因进行编辑，gRNA序列越短，越容易与非目标DNA结合，从而越容易“脱靶”。 （3）要检测供体猪的“GTKO、CMAH和B4GALNT2”基因是否已成功敲除，检测思路是提取猪的基因组DNA，设计GTKO、CMAH和B4GALNT2基因的特异性引物，进行PCR扩增，若扩增不出相应片段，说明基因被成功敲除；也可以进行核酸分子杂交，无杂交带则敲除成功。 （4）与传统的基因工程相比，CRISPR-Cas9技术具有的优势是：可精准定位并编辑目标基因，特异性高； 可同时对多个基因进行编辑，操作简便、效率高； 能实现基因的敲除、插入、替换，应用范围广。 三年真题·压轴题（侧重江苏，辐射全国，单选题） 设题创新：紫外线诱导 DNA 碱基交联识图，精准区分磷酸、脱氧核糖、碱基化学键位置（T1）；亚硝酸、羟胺双重诱变对比，推导碱基替换最少复制次数（T3）；酶切 + 同位素标记复合实验，通过 3’- 核苷酸产物反向推导模板碱基序列（T5）；转录偶联 DNA 修复图示，结合 mRNA 错配、DNA 修复双向逻辑判断（T9） 一、单选题 1．【损伤机制・紫外线 DNA 突变】（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。 2．【极端生物・耐热菌复制特性】（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。 3．【诱变机理・碱基替换规律】（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。 4．【综合判断・生物信息传递】（2026·贵州·高考真题）自然界中存在多种保障信息传递准确性的机制。下列叙述错误的是（     ） A．蜜蜂通过摆尾舞和圆圈舞将蜜源信息传递给蜂群 B．DNA通过碱基互补配对将遗传信息传递给子代DNA C．神经递质与受体特异性结合将信息传递给下一神经元 D．植物光敏色素接受光照将信息传递到基粒引起水的光解 【答案】D 【详解】A、蜜蜂的摆尾舞和圆圈舞属于行为信息，可将蜜源的位置、距离等信息准确传递给蜂群，A正确； B、DNA复制过程中遵循碱基互补配对原则，保证了遗传信息准确传递给子代DNA，B正确； C、神经递质由突触前膜释放后，与突触后膜上的特异性受体结合，可将信息准确传递给下一神经元，使其兴奋或抑制，C正确； D、光敏色素是植物感受光信号的分子，主要参与调节植物生长发育过程（如种子萌发、开花等）；水的光解是光合色素吸收光能后引发的光反应过程，与光敏色素无关，D错误。 5．【酶切实验・同位素酶切分析】（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。 6．【科学史・经典实验辨析】（2025·福建·高考真题）关于生物科学史中经典实验对应的实验设计，下列叙述错误的是（    ） 选项 经典实验 实验设计 A 恩格尔曼探究叶绿体的功能 选择水绵为实验材料、利用需氧细菌指示氧气释放的场所 B 艾弗里证明DNA是遗传物质 利用“减法原理”设法分离DNA和蛋白质等物质。研究它们的作用 C 梅塞尔森和斯塔尔证明DNA的半保留复制 选择大肠杆菌为实验材料，应用同位素标记技术进行探究 D 毕希纳探究发酵是否需要酵母菌活细胞的参与 破碎酵母菌细胞，获得不含细胞的提取液进行发酵 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A、恩格尔曼探究叶绿体的功能时，选择水绵为实验材料，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，利用需氧细菌指示氧气释放的场所，因为需氧细菌会向氧气浓度高的部位聚集，A正确； B、艾弗里利用“减法原理”（即通过酶解法分别去除DNA、蛋白质、RNA等成分）去除某种化学成分，研究哪种成分是转化因子（遗传物质），证明DNA是遗传物质，而不是设法分离DNA和蛋白质等物质，B错误； C、梅塞尔森和斯塔尔证明DNA的半保留复制时，选择大肠杆菌为实验材料，应用同位素标记技术（用15N标记）和密度梯度离心，进行探究，C正确； D、毕希纳探究发酵是否需要酵母菌活细胞的参与，是把酵母菌细胞放在石英砂中研磨，加水搅拌，再进行过滤，获得不含酵母菌细胞的提取液，然后进行发酵，D正确。 故选B。 易错提醒： 艾弗里实验核心方法是减法原理酶解去除单一物质，并非单纯分离 DNA 和蛋白质； 极易混淆实验逻辑：单纯分离无法排除杂质干扰，酶解法单独剔除某物质才能直接证明 DNA 为转化因子； 常和格里菲思体内转化实验结论、实验材料混淆，错记艾弗里使用小鼠。 7．【结构识图・核酸与转录】（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。 8．【细胞调控・癌基因与抑癌基因】（2025·重庆·高考真题）细胞中F蛋白和M蛋白均可进入细胞核。X蛋白选择性地结合F蛋白或乙酰化修饰的M蛋白，从而阻止被结合的蛋白进入细胞核，具体机制如图。下列说法合理的是（    ） A．M基因和F基因都属于原癌基因 B．M蛋白和F蛋白都是DNA聚合酶 C．在癌细胞中过量表达X可能会减缓癌细胞增殖 D．在正常细胞中去除F蛋白，可能会抑制正常细胞凋亡 【答案】C 【详解】A、一般来说，原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，抑癌基因表达的蛋白质能促进细胞凋亡，由图可知，正常细胞中的M蛋白进入细胞核促进凋亡基因转录，癌细胞中的F蛋白进入细胞核促进增殖基因转录，说明M基因属于抑癌基因，F基因属于原癌基因，A错误； B、DNA聚合酶参与DNA复制，M蛋白和F蛋白在转录过程中发挥作用，所以M蛋白和F蛋白都不是DNA聚合酶，B错误； C、X蛋白选择性地结合F蛋白或乙酰化修饰的M蛋白，从而阻止被结合的蛋白进入细胞核，在癌细胞中，X蛋白结合乙酰化修饰的M蛋白，促进F蛋白进入细胞核，若过量表达X蛋白，可能会导致部分X蛋白与F蛋白结合，使进入细胞核内的F蛋白减少，从而减缓癌细胞增殖，C正确； D、正常细胞中F蛋白与X蛋白结合，已然无法发挥作用，即使去除F蛋白，X蛋白也不会结合未乙酰化的M蛋白，不影响正常细胞原有的生命活动，即M蛋白依然在细胞核中促进凋亡基因转录，则不会抑制正常细胞凋亡，D错误。 故选C。 二、多选题 9．【损伤修复・转录偶联修复】（2023·辽宁·高考真题）DNA在细胞生命过程中会发生多种类型的损伤。如损伤较小，RNA聚合酶经过损伤位点时，腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA（如图1）；如损伤较大，修复因子Mfd识别、结合滞留的RNA聚合酶，“招募”多种修复因子、DNA聚合酶等进行修复（如图2）。下列叙述正确的是（    ） A．图1所示的DNA经复制后有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因 B．图1所示转录产生的mRNA指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不变 C．图2所示的转录过程是沿着模板链的5'端到3'端进行的 D．图2所示的DNA聚合酶催化DNA损伤链的修复，方向是从n到m 【答案】ABD 【详解】A、根据半保留复制可知，图1所示的DNA经复制后有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因，A正确； B、由题意可知，图1所示为损伤较小，RNA聚合酶经过损伤位点时，腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA，因为密码子存在简并性，mRNA掺入腺嘌呤脱氧核苷酸之后，不同的密码子可能决定相同的氨基酸，B正确； C、转录时mRNA是由5'端到3'端进行的，模板链是由3'端到5'端进行的，C错误； D、由mRNA的合成方向可知，2中上侧为模板链，m是3’端，n是5’端，切除后DNA聚合酶会以下侧链为模板，根据 DNA聚合酶合成子链方向可知，修复是从n向m进行，D正确。 故选ABD。 三、非选择题 10．【PCR 鉴定・重组质粒验证】（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 【详解】（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。 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $ 第18 讲DNA 的结构、复制及基因的本质第一部分 五年考情·精准定向 ……………………………………………………………… 1 江苏考情概览 高频考点情境 高效备考策略 第二部分 四大核心·主干速记………………………………………………………………… 3 一图串联·核心梳理·速记口诀 核心 01 DNA结构模型的构建 核心 02 DNA分子的结构 核心 03 基因的概念 核心 04 DNA的复制 第三部分 六大易错·逐点击破………………………………………………………………… 10 易错 01 DNA 单双链碱基比例公式混用 易错 02 DNA 复制原料、模板、时期混淆 易错 03 半保留复制离心条带计算出错 易错 04 复制相关酶作用化学键混淆 易错 05 “基因 = DNA” 概念误区 易错 06 DNA 结构稳定性判断误区 第四部分 分层专练·靶向攻关 …………………………………………………………………… 11 两年模拟·基础题（全国视野，单选+多选） 一年重难·情境题（侧重江苏，辐射全国，单选+多选+非选择题） 三年真题·压轴题（侧重江苏，辐射全国，单选+多选+非选择题） 江苏考情概览 新课标要求 考题统计 1. 构建 DNA 双螺旋结构物理模型，辨析脱氧核苷酸连接方式、碱基配对、DNA 相关计算 2. 掌握 DNA 半保留复制过程、条件、场所、时期，结合同位素标记 + 离心分析复制产物放射性分布 3. 区分 DNA 复制相关酶（解旋酶、DNA 聚合酶、DNA 连接酶）功能，梳理复制误差与基因突变关系 4. 辨析基因、DNA、染色体、脱氧核苷酸四者层级关系，理解基因本质、基因与性状的关系 5. 结合同位素示踪、离心、PCR 拓展情境，完成 DNA 复制相关计算与实验分析 2025 江苏：DNA 半保留复制离心条带计算、脱氧核苷酸数量计算 2024 江苏：DNA 结构碱基配对、复制酶功能辨析、基因本质判断 2023 江苏：¹⁵N 标记 DNA 复制多代离心分层、染色体与 DNA 数量关系 2022 江苏：DNA 空间结构特点、复制时期与细胞分裂关联 2021 江苏：基因、DNA、染色体概念辨析、PCR 与 DNA 复制对比 高频考点情境 1.考查频次：DNA 结构、半保留复制为选择必考；复制计算、同位素离心分析、基因概念辨析为大题高频，侧重模型构建与逻辑计算素养 2.考查要点： ① DNA 双螺旋结构：基本单位、反向平行、碱基互补配对、氢键与磷酸二酯键、碱基比例计算； ② DNA 复制：时期、场所、原料、酶、能量、模板、半保留复制特点、同位素标记离心实验； ③ 复制相关计算：复制 n 次总 DNA 数、含母链 DNA 数、消耗脱氧核苷酸数量推导； ④ 基因本质：基因是有遗传效应的 DNA 片段，基因 / DNA / 染色体 / 脱氧核苷酸层级关系； ⑤ 拓展情境：PCR 扩增、DNA 突变、染色体复制与 DNA 复制联动、原核 / 真核 DNA 复制差异； 3.命题情境：DNA 分子模型搭建、¹⁵N/¹⁴N 同位素梯度离心、细胞有丝分裂 / 减数分裂 DNA 数量变化、PCR 扩增技术、基因片段测序、原核质粒复制。 备考策略 1.搭建模型逻辑链：脱氧核苷酸→脱氧核苷酸链→DNA 双螺旋→染色体→基因，理清层级包含关系； 2.固化两大计算模板：DNA 碱基比例推导、DNA 半保留复制脱氧核苷酸消耗计算，熟记公式； 3.区分复制关键酶：解旋酶（断氢键）、DNA 聚合酶（合成子链，形成磷酸二酯键）、DNA 连接酶（连接 DNA 片段）； 4.吃透同位素离心模型：¹⁵N 标记 DNA 复制 n 代后，轻 / 中 / 重带分布规律，直接套用解题； 5.厘清概念边界：区分 “DNA 片段” 和 “基因”，只有具备遗传效应的 DNA 片段才是基因；原核无染色体，DNA 裸露。 一图串联 速记口诀 平面双链两边排，磷酸核糖做外台； 碱基配对中间站，AT 两键 GC 三； 同链酯键牢骨架，跨链氢键轻轻连； 一左一右反向走，看图计算不犯难。 核心梳理 核心 01 DNA结构模型的构建 1．DNA结构模型的构建历程 （1）主要构建者：沃森和克里克。 （2）构建过程 核心 02 DNA分子的结构 1．DNA的结构 ：巧记：DNA分子结构的“五、四、三、二、一” 5 种元素，4 种单位，3 种物质，2 条长链，1 种双螺旋 ① 5 种元素：DNA 共含 C、H、O、N、P 五种化学元素。 ② 4 种单位：基本组成单位：4 种脱氧核苷酸 依据含氮碱基区分： 腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶、鸟嘌呤（A、T、C、G）。 ③ 3 种物质：1 分子脱氧核糖 + 1 分子磷酸 + 1 分子含氮碱基。 ④ 2 条长链：DNA 由两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋。 ⑤ 1 种双螺旋：整体空间结构：规则的双螺旋结构。 2.DNA 分子平面结构完整解读 （1）平面结构整体布局 平面上能直观看到两条反向平行的脱氧核苷酸长链，左右对称排布，一条链 5'→3' 向下，另一条 3'→5' 向下；外侧是骨架，内侧是配对碱基。 （2）单个脱氧核苷酸平面结构 · 1 个脱氧核苷酸 = 1 磷酸 + 1 脱氧核糖 + 1 含氮碱基 · 磷酸：连接在脱氧核糖5 号碳原子； · 碱基：连接在脱氧核糖1 号碳原子； · 脱氧核糖的 3 号碳用于和下一个核苷酸的磷酸形成磷酸二酯键。 · 每个线性双链DNA分子片段中，有2个游离的磷酸基团，脱氧核糖数=磷酸数=含氮碱基数 （3）单链连接方式 相邻两个脱氧核苷酸依靠①磷酸二酯键串联成单链： 前一个脱氧核糖的 3’—OH，与后一个核苷酸的磷酸脱水缩合，形成共价键. （4）双链之间配对规则 · 两条链内侧碱基横向配对，②氢键连接，平面清晰可见： · A（腺嘌呤）= T（胸腺嘧啶）：中间 2 根氢键； · G（鸟嘌呤）=C（胞嘧啶）：中间 3 根氢键； 配对原则：互补配对，严格一一对应，A 只配 T、G 只配 C。 3．DNA结构的特点 (1)稳定性：磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧构成基本骨架。 (2)多样性：碱基对多种多样的排列顺序。如n个碱基对组成的DNA分子，可能的碱基对排列顺序有4n种(其中n代表碱基对数)。 (3)特异性：每种DNA分子都有特定的碱基(对)排列顺序，代表了特定的遗传信息。 核心 03 基因的概念 1．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，对此类病毒而言，基因就是有遗传效应的__RNA__片段。 2．基因、DNA及染色体的关系 （1）层级包含关系 脱氧核苷酸（基本单位）→ 基因 → DNA 分子 → 染色体 脱氧核苷酸：最小单位，4 种脱氧核苷酸排列构成基因； 基因：有遗传效应的 DNA 片段；一个 DNA 上有许多个基因；基因之间存在无遗传效应的 DNA 间隔片段； DNA：双链核酸分子；真核细胞中 DNA 与蛋白质结合形成染色体； 染色体：DNA + 蛋白质（组蛋白）高度螺旋化形成，只存在于真核细胞核中。 （2）数量对应关系 a. 染色体与 DNA 染色体未复制（间期 G1、分裂末期）：1 条染色体 = 1 个 DNA 分子 = 2 条脱氧核苷酸单链 染色体已复制，含姐妹染色单体（S 期后、前期、中期）：1 条染色体 = 2 个 DNA 分子 = 4 条脱氧核苷酸单链 原核生物：无染色体，裸露环状 DNA，不形成染色体结构 b. DNA 与基因 1 个 DNA 分子上含有多个基因； 基因只是 DNA 上一小段，DNA 大部分序列无遗传效应，不属于基因； c. 基因与染色体 基因在染色体上呈线性排列； 一条染色体上有许多个基因； 同源染色体相同位置存在控制同一性状的等位基因。 核心 04 DNA的复制 1．对DNA复制方式的探究 （1）DNA复制方式的三种假说 2.DNA半保留复制的实验证据 3． DNA的复制过程 4．DNA准确复制的原因 (1)DNA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准确地进行。 5．意义：将遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性。 易错 01 DNA 单双链碱基比例公式混用 错误说法：DNA 一条链中 A+G 占 50%；双链 DNA 一条链 (A+G)/(T+C) 比值等于互补链。 正确辨析： “嘌呤总数 = 嘧啶总数（A+G=T+C=50%）”仅适用于双链 DNA，单链无此规律； 一条链 (A+G)/(T+C) 与互补链比值互为倒数；一条链 (A+T)/(G+C) 与互补链、整个 DNA 分子相等。 易错 02 DNA 复制原料、模板、时期混淆 错误说法：DNA 复制原料是核糖核苷酸；细胞分裂全程均可复制 DNA；复制模板是 RNA。 正确辨析： DNA 复制原料：脱氧核苷酸；转录原料才是核糖核苷酸； DNA 复制仅发生在间期，分裂期染色体高度螺旋，无法解旋复制； 复制模板：亲代 DNA 两条母链；转录模板是 DNA 一条链。 易错 03 半保留复制离心条带计算出错 错误说法：¹⁵N 标记 DNA 复制 2 代会出现重带；复制 n 代含母链 DNA 占比 2/2ⁿ⁻¹。 正确辨析： 转入 ¹⁴N 培养基后，复制 1 代无重带，只有中带；复制 2 代只有中带、轻带，无重带； 含母链 DNA 始终 2 个，总 DNA 2ⁿ个，占比 = 2/2ⁿ=1/2ⁿ⁻¹。 易错 04 复制相关酶作用化学键混淆 错误说法：解旋酶切断磷酸二酯键；DNA 连接酶催化单个脱氧核苷酸合成子链。 正确辨析： 解旋酶：断裂氢键；DNA 聚合酶、连接酶、限制酶作用于磷酸二酯键； DNA 聚合酶：连接单个脱氧核苷酸合成子链；DNA 连接酶：仅连接两段 DNA 大片段。 易错 05 “基因 = DNA” 概念误区 错误说法：DNA 上所有片段都是基因；原核生物基因位于染色体上。 正确辨析： 只有有遗传效应的 DNA 片段才是基因，DNA 中大量片段无遗传效应； 原核细胞、线粒体、叶绿体无染色体，DNA 裸露，基因直接结合在环状 DNA 上。 易错 06 DNA 结构稳定性判断误区 错误说法：AT 碱基对越多，DNA 分子越稳定；高温会永久破坏 DNA 分子结构。 正确辨析： GC 之间 3 个氢键，AT 仅 2 个，GC 占比越高，DNA 越稳定； 高温仅断开氢键，双螺旋解旋；缓慢冷却氢键可恢复，DNA 空间结构复原（蛋白质高温变性不可逆）。 两年模拟·基础题（全国视野，单选+多选） 亮点预览：复制、转录、翻译基础概念辨析，区分原料、模板、场所核心差异（T3）；细菌新型 DNA 合成酶前沿情境，辨析磷酸二酯键与碱基互补配对适用条件（T7）；依托 ¹⁵N 同位素梯度离心基础模型，考查 DNA 半保留复制条带判断（T8）；离心技术归类综合判断，整合 DNA 粗提取、噬菌体实验、原生质融合多类操作（T9） 一、单选题 1．【基础综合・遗传信息流】（2026·湖南长沙·三模）遗传信息的传递与表达调控着细胞的生命活动。下列叙述正确的是（     ） A．真核细胞的DNA复制仅发生在细胞核中，需要解旋酶参与 B．转录时，RNA聚合酶识别并结合基因的启动子区域启动转录 C．翻译过程中，一个密码子可对应多种氨基酸 D．一条mRNA只能结合一个核糖体，合成一条多肽链 2．【诱变突变・DNA 复制变异】（2026·辽宁·三模）胞嘧啶在羟胺的作用下转化为羟化胞嘧啶后，与腺嘌呤进行配对。若一个精原细胞在进行DNA复制时，一个DNA分子的两条链上各有一个胞嘧啶碱基发生羟化，不考虑其他变异。下列叙述不正确的是（    ） A．复制后产生的新DNA分子中，嘌呤数等于嘧啶数 B．该精原细胞产生的精子中只有两个精子发生了变异 C．两个次级精母细胞都有一条染色体含有羟化胞嘧啶 D．羟化变异的精子受精后发育的个体可能不表现突变性状 3．【概念辨析・中心法则综合】（2026·湖南长沙·三模）下列关于遗传信息传递与表达的叙述，正确的是（　　） A．DNA复制时边解旋边复制，需要解旋酶和DNA聚合酶 B．转录时，RNA聚合酶结合起始密码子启动转录 C．翻译时，一种氨基酸只能由一种tRNA转运 D．真核细胞的mRNA必须在细胞核内加工成熟 4．【跨细胞器・核酸代谢】（2026·湖南长沙·三模）真核生物细胞核、线粒体、叶绿体中遗传信息传递与表达，结合模板、催化酶、碱基配对综合分析，正确的是（     ） A．转录时RNA聚合酶特异性结合基因上游启动子；起始密码子位于mRNA，不参与转录起始调控 B．DNA复制仅发生在细胞核，线粒体、叶绿体的环状DNA不能自主完成复制 C．一种氨基酸可对应多种密码子，但只能由一种tRNA专一转运，无运输简并性 D．DNA复制、转录、翻译的碱基互补配对方式完全相同，不存在配对差异 5．【实验技术・离心应用综合】（2026·山东日照·二模）离心是生物学研究过程中常用的技术手段。下列叙述错误的是（    ） A．DNA粗提取实验，样品研磨并离心后保留上清液而非沉淀物 B．探究DNA复制方式，用离心法分离不同密度DNA C．噬菌体侵染细菌实验，用差速离心法分离细菌与噬菌体 D．动物细胞传代培养，悬浮培养的细胞直接用离心法收集 6．【基础判断・复制转录翻译】（2026·湖南长沙·三模）遗传信息的传递与表达是细胞生命活动的核心，下列叙述正确的是（　　） A．DNA复制与转录的模板链完全相同 B．DNA复制、转录和翻译三个过程均遵循碱基互补配对原则 C．翻译时核糖体沿着DNA分子移动，合成多肽链 D．真核细胞核基因转录出的mRNA可直接与核糖体结合启动翻译 7．【前沿科研・新型 DNA 合成酶】（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 8．【同位素示踪・半保留计算】（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 二、多选题 9．【实验归类・离心技术辨析】（2026·江苏扬州·三模）离心技术是一种广泛应用于各个领域的分离和提取技术，下列相关叙述正确的是（　　） A．用差速离心法分离提取液中的细胞器时，可先后分离出较小和较大的细胞器 B．赫尔希和蔡斯用离心技术将吸附在细菌上的噬菌体与细菌分开 C．可用密度梯度离心法使14N-DNA和15N-DNA分布在试管的不同位置 D．可以用离心法将去除植物细胞壁后获得的不同原生质体融合成杂种细胞 10．【图像识图・复制叉结构】（2026·湖南岳阳·三模）真核生物DNA的复制从多个起点开始进行，DNA复制时子链从5′端到3′端延伸，合成的两条链分别称为前导链和后随链，复制过程如图所示。 下列叙述错误的是（　　） A．从多个起点开始复制以避免DNA复制时出现差错 B．DNA聚合酶催化游离脱氧核苷酸连接到子链的3′端 C．解旋酶作用于DNA双链的脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键 D．DNA复制过程中前导链连续合成，后随链不连续合成 11．【模式图解・DNA 复制全过程】（2026·河北沧州·三模）下图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图，下列叙述正确的是（　　） A．DNA分子在酶①的作用下水解成脱氧核苷酸，酶②催化碱基对之间的连接 B．在复制过程中解旋和复制是同时进行的 C．解旋酶能使双链DNA解开，并且需要消耗ATP D．两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子 12．【筛选实验・温度敏感突变株】（2026·陕西·三模）大肠杆菌（E。coli）中存在某种在42℃下完全失活但在30℃下活跃的温度敏感型突变体（TSM）。为筛选TSM，某研究团队设计了如下实验方案： ※实验材料：野生型大肠杆菌（生长温度范围为7℃-49.5℃）菌株若干、培养基若干、乙基甲基磺酸试剂（EMS）、3H-胸腺嘧啶试剂（TT） ※实验步骤：①对野生型大肠杆菌使用EMS进行诱变处理→②在42℃下培养1.5个细胞周期→③向培养基中添加TT及其余三种正常核苷酸→④温度保持42℃，培养1.5个细胞周期后洗去其中的TT→⑤加入正常胸腺嘧啶，42℃下培养1个细胞周期→⑥转移至-80℃环境中保存约一个月→⑦取细胞在30℃下接种培养，得到TSM 已知，TT可参与DNA的复制并会释放低能β粒子损伤DNA导致细胞死亡；-80℃下大肠杆菌休眠所有代谢活动停止。下列说法错误的是（　　） A．在EMS作用下，E.coli细胞可能产生多种不同类型突变，体现了基因突变的随机性 B．向培养基加入TT后在42℃下培养得到的所有细胞均具有放射性 C．步骤②的目的是保证所有细胞受到温度影响，使其中的TSM完全停止DNA复制 D．步骤⑥的作用是防止E.coli分裂产生新细胞或对自身DNA进行修复，保证所有非TSM细胞被杀死 13．【过程分析・冈崎片段机制】（2026·江西萍乡·二模）细胞内DNA复制过程如下图：一条可连续复制，称为前导链；另一条需先合成短的DNA片段（冈崎片段），再连接成完整链，称为后随链。图中SSB为DNA单链结合蛋白，可与解旋后的单链DNA结合，防止单链DNA重新配对形成双链或被核酸酶降解。下列叙述错误的是（    ） A．X为解旋酶、Y为引物，该过程还需DNA连接酶、DNA聚合酶 B．SSB能识别特定的脱氧核苷酸序列，特异性结合单链DNA C．在适宜的条件下，核酸酶为磷酸二酯键的断裂提供能量 D．PCR扩增时无需解旋酶，不形成复制叉、前导链和后随链 14．【衰老情境・DNA 损伤修复】（2026·河北沧州·二模）研究发现，给老年小鼠注射来自年轻小鼠的NAMPT（烟酰胺磷酸核糖转移酶）可显著延长其寿命。NAMPT能催化合成NMN（β-烟酰胺单核苷酸），而NMN则可以被快速地转化为NAD+。NAD+水平的恢复可激活相关基因，修复DNA损伤并增强干细胞的分化能力。下列相关叙述正确的是（　　） A．衰老的干细胞中细胞核体积减小，染色质固缩 B．衰老干细胞内NAD+的含量多于正常干细胞 C．NAD+在细胞有氧呼吸第一、二阶段被消耗 D．修复DNA损伤时可能需要DNA聚合酶、DNA连接酶的参与 （一年重难·情境题（侧重江苏，辐射全国，单选+多选+非选择题） 设题创新：以双向转录 DNA 图谱为载体，辨析前导链、滞后链复制差异（T1）；原核复制原点 DnaA 蛋白情境，结合 GC 氢键数量分析复制启动难易（T6）；古菌 DNA 甲基化修饰新素材，推导碱基替换连锁突变规律（T10）；Gateway 位点重组基因工程，串联 PCR 引物设计与筛选原理综合设问（T11） 一、单选题 1．【双链转录・基因表达差异】（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 2．【实验归纳・高中生物经典实验】（2026·江苏徐州·三模）下列有关高中生物学实验的归纳，下列叙述正确的是（    ） 选项 实验名称 原理或方法 结果或结论 A 淀粉酶对淀粉和糖的水解用 斐林试剂可以鉴定还原糖 淀粉酶具有专一性和高效性 B 观察根尖分生区组织细胞的有效分裂 苯酚品红溶液使染色质《或染色体》着色 处于分裂间期的细胞数量多于有丝分裂期的细胞数量 C 证明DNA半保留复制 放射性同位素标记法 第二代细菌DNA离心后得到两种不同密度的条带 D 土中解尿素细菌的分离与计数 稀释涂布平板法 选择培养出的菌落全为分解尿素的细菌 A．A B．B C．C D．D 3．【科学方法・同位素标记汇总】（2026·江苏扬州·三模）下列关于科学方法的描述正确的是（　　） A．细胞学说的建立应用了显微观察法和完全归纳法 B．萨顿采用假说—演绎法对基因与染色体的关系进行研究 C．探究培养液中酵母菌种群数量变化采用平板划线法和数学模型建构法 D．探究光合作用过程和DNA半保留复制都用到了同位素标记法 4．【太空新菌・原核核酸代谢】（2026·江苏扬州·三模）2025年，科研人员首次公布在我国空间站发现的一个微生物新物种——天宫尼尔菌(一类产芽孢细菌)。下列叙述正确的是（　　） A．天宫尼尔菌只能在拟核区进行DNA的复制 B．天宫尼尔菌增殖过程中能发生等位基因的分离 C．天宫尼尔菌合成的多肽链不能进一步加工 D．天宫尼尔菌基因表达时可边转录边翻译 5．【特殊核酸・R 环调控机制】（2026·江苏·一模）转录过程中，合成的RNA不能与模板DNA单链分开会形成RNA-DNA杂交体，此杂交体再和一条DNA单链共同组成的三链核酸称为R-loop（R环结构，如下图），可以稳定存在于基因组中并调节基因表达。下列相关叙述错误的是（    ） A．转录产生的RNA未及时脱离模板链促进了R-loop的形成 B．由图中R环结构可以判断出RNA的a侧是其5′端 C．R环结构中三条核苷酸链彼此之间通过碱基互补配对原则相连 D．R环可能影响DNA复制和相关基因的表达 6．【复制起点・原核 oriC 调控】（2026·江苏镇江·一模）DnaA蛋白是一种ATP酶，可结合到大肠杆菌拟核DNA的复制原点（oriC），进而启动DNA复制，下列相关叙述错误的是（　　） A．拟核DNA的两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构 B．oriC处富含G-C碱基对更有利于DnaA蛋白发挥功能 C．DnaA蛋白通过催化ATP水解为DNA的复制提供条件 D．复制过程中DNA聚合酶结合在RNA引物的3′端延伸子链 二、非选择题 7．【图示推导・半不连续复制验证】（2026·黑龙江哈尔滨·一模）细胞中的DNA复制为半不连续复制过程，即一条子链连续延伸，称为前导链；另一条子链逐段延伸，称为滞后链，其中的片段称为冈崎片段。复制过程中以RNA作为引物，并需要多种酶参与。根据图示，下列叙述正确的是（　　） A．PCR技术以图示过程作为原理，所使用的M酶具有耐高温的特性 B．DNA聚合酶从冈崎片段的3＇端延伸合成DNA片段，填充RNA引物去除后产生的空缺 C．DNA复制结束后滞后链5＇缩短，会破坏染色体的结构而引起细胞衰老 D．以DNA连接酶活性缺陷突变体为实验材料，结合变性、离心等操作，可验证DNA半不连续复制模式 8．【扩增技术・不对称 PCR 分析】（2026·河北沧州·一模）不对称PCR是一种特殊的PCR技术，通过使用数量不等的一对引物来产生大量单链DNA，其中少的称为限制性引物，多的称为非限制性引物。现有DNA分子n个，已知A链是需大量扩增产生的单链DNA，限制性引物仅可供前5轮扩增，如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．为达到目的需要添加限制性引物的数量为31n B．经过5轮的扩增可形成32n个双链DNA分子 C．应选择引物Ⅰ和Ⅳ，且引物Ⅰ作为非限制性引物 D．DNA 在体内复制时使用的酶和PCR体系相同 9．【育种情境・EMS 诱变育种】（2026·山东潍坊·一模）为培育高产青蒿素的青蒿品系，科研人员利用EMS（可使DNA中鸟嘌呤在复制时与胸腺嘧啶配对）处理青蒿愈伤组织，再通过植物组织培养获得突变植株。下列说法正确的是（　　） A．愈伤组织形成植株的过程，需保持培养基中生长素和细胞分裂素比例恒定 B．愈伤组织细胞高度分化，易受EMS诱导发生基因突变 C．EMS处理后DNA中嘌呤和嘧啶的比例未发生变化 D．用微型繁殖技术培养突变植株，有利于高产性状稳定遗传 10．【碱基修饰・古菌 DNA 变异】（2026·吉林白山·一模）研究发现，某古菌DNA分子中部分鸟嘌呤被甲基化修饰为甲基鸟嘌呤（mG），mG与胞嘧啶的配对稳定性显著下降，却能与胸腺嘧啶形成两个氢键而配对。下列叙述正确的是（    ） A．该古菌DNA分子中的核糖和磷酸交替连接排列在外侧构成其基本骨架 B．发生甲基化修饰会使复制后子代DNA分子中出现G—C被替换为A—T的情况 C．发生甲基化修饰的古菌DNA分子的一条链中，相邻mG与T之间通过氢键连接 D．若未发生修饰的某DNA片段含100个碱基对，G占30％，则该片段中氢键数为260个 三、非选择题 11．【重组技术・Gateway 载体构建】（2026·江苏南通·三模）Gateway技术是基于λ噬菌体位点特异性重组机制的技术，包括BP反应和LR反应。图1为Gateway技术中的LR反应机理，attL、attR、attB、attP为重组位点（具有严格的方向特异性），图中显示序列为重组位点的核心序列。请回答下列问题。 (1)图1中LR酶可识别__________个重组位点，通过链的交换产生2种重组结果，该反应涉及__________键的断裂和重建。 (2)与传统酶切连接法相比，Gateway技术构建重组载体的优点有__________。 ①依靠位点特异性保证连接的准确性    ②简化步骤，快速实现DNA片段的重组 ③实现目的基因和载体间的“无缝”连接    ④无限制酶切割位点的依赖 (3)科研人员利用LR反应构建了BnNAC2（能参与调控油菜种子含油量）超表达载体，以期提高油菜籽中油脂的含量，相关过程如图2. ①为获得BnNAC2基因，需首先提取油菜叶片的__________通过逆转录过程获得cDNA，该过程原料是__________，与DNA复制一样，逆转录过程也需要引物，推测原因是__________。 ②下表为图2中两次PCR所用的引物： 引物 序列 F1 5′-CCAACTTTGTACAAAAAAGCAGGCTCCATGGAGAGTACAGATTCTTCCGG-3′ R1 5′-CCAACTTTGTACAAGAAAGCTGGGTCAGAAGAGTACCAATTTAAACCAGG-3′ F2 5′-……AACAAATTGATGAGCAATGCTTTTTTATAATCCAAC？GCAGGCT-3′ R2 5′-……AACAAATTGATAAGCAATGCTTTCTTATAATCCAACTTTGTACAAGAAAGCTGGGT-3′ 请补全引物F2“？”处的序列__________，与PCR1相比，PCR2扩增程序中需要调整的是__________（步骤）的温度。图2通过两次PCR添加attL序列，而不是一次PCR添加的原因是__________。 ③图2过程③中质粒1携带ccdB的目的是__________。 12．【基因编辑・异种器官移植应用】（2026·河南·三模）我国科学家成功将一只多基因编辑猪的全肝以辅助的方式移植到一位患者体内，移植的肝脏未见超急性排斥反应。在这项研究中，研究人员利用CRISPR-Cas9技术对供体猪体细胞进行了6处基因编辑：敲除3种会引起“超急性排斥和急性体液性排斥”的猪基因（GTKO、CMAH和B4GALNT2），同时敲入3种人的调节蛋白基因：hCD46、hCD55（编码人类自身的补体，参与免疫防御、免疫调节）和hTBM（编码人类血栓调节蛋白，可防止血栓形成）。回答下列问题： (1)为提高异种器官移植的存活时间，科学家敲除猪“GTKO、CMAH和B4GALNT2”基因的原因是________。敲入3种人的调节蛋白基因（hCD46、hCD55和hTBM）的目的是________。 (2)CRISPR-Cas9技术的流程为设计向导RNA（gRNA）→引导Cas9至目标DNA→Cas9切割DNA→细胞修复→实现基因修改，如图1所示： ①基因工程中，可采用PCR技术对获取的目的基因进行快速扩增。PCR反应液中需加入耐高温的DNA聚合酶，该酶主要在PCR的________步骤中起作用。若将一个Cas9基因经PCR扩增3次，则获得的DNA片段中含有两种引物的DNA片段有________个。 ②据题意可知，Cas9蛋白与gRNA形成的复合物相当于限制酶，其作用部位是图2中的________（填“a”或“b”）处。其中的gRNA能识别并与目标DNA结合的原因是________。基因编辑过程中可能会产生“脱靶”（对目标DNA以外的其他基因进行编辑）现象，结合图1推测，gRNA序列越________（填“长”或“短”），越容易“脱靶”。 (3)现要检测供体猪的“GTKO、CMAH和B4GALNT2”基因是否已成功敲除，请提供一种检测思路：________。 (4)与传统的基因工程相比，CRISPR-Cas9技术具有的优势是_______（答两点）。 三年真题·压轴题（侧重江苏，辐射全国，单选题） 设题创新：紫外线诱导 DNA 碱基交联识图，精准区分磷酸、脱氧核糖、碱基化学键位置（T1）；亚硝酸、羟胺双重诱变对比，推导碱基替换最少复制次数（T3）；酶切 + 同位素标记复合实验，通过 3’- 核苷酸产物反向推导模板碱基序列（T5）；转录偶联 DNA 修复图示，结合 mRNA 错配、DNA 修复双向逻辑判断（T9） 一、单选题 1．【损伤机制・紫外线 DNA 突变】（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 2．【极端生物・耐热菌复制特性】（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 3．【诱变机理・碱基替换规律】（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 4．【综合判断・生物信息传递】（2026·贵州·高考真题）自然界中存在多种保障信息传递准确性的机制。下列叙述错误的是（     ） A．蜜蜂通过摆尾舞和圆圈舞将蜜源信息传递给蜂群 B．DNA通过碱基互补配对将遗传信息传递给子代DNA C．神经递质与受体特异性结合将信息传递给下一神经元 D．植物光敏色素接受光照将信息传递到基粒引起水的光解 5．【酶切实验・同位素酶切分析】（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 6．【科学史・经典实验辨析】（2025·福建·高考真题）关于生物科学史中经典实验对应的实验设计，下列叙述错误的是（    ） 选项 经典实验 实验设计 A 恩格尔曼探究叶绿体的功能 选择水绵为实验材料、利用需氧细菌指示氧气释放的场所 B 艾弗里证明DNA是遗传物质 利用“减法原理”设法分离DNA和蛋白质等物质。研究它们的作用 C 梅塞尔森和斯塔尔证明DNA的半保留复制 选择大肠杆菌为实验材料，应用同位素标记技术进行探究 D 毕希纳探究发酵是否需要酵母菌活细胞的参与 破碎酵母菌细胞，获得不含细胞的提取液进行发酵 A．A B．B C．C D．D 7．【结构识图・核酸与转录】（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 8．【细胞调控・癌基因与抑癌基因】（2025·重庆·高考真题）细胞中F蛋白和M蛋白均可进入细胞核。X蛋白选择性地结合F蛋白或乙酰化修饰的M蛋白，从而阻止被结合的蛋白进入细胞核，具体机制如图。下列说法合理的是（    ） A．M基因和F基因都属于原癌基因 B．M蛋白和F蛋白都是DNA聚合酶 C．在癌细胞中过量表达X可能会减缓癌细胞增殖 D．在正常细胞中去除F蛋白，可能会抑制正常细胞凋亡 二、多选题 9．【损伤修复・转录偶联修复】（2023·辽宁·高考真题）DNA在细胞生命过程中会发生多种类型的损伤。如损伤较小，RNA聚合酶经过损伤位点时，腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA（如图1）；如损伤较大，修复因子Mfd识别、结合滞留的RNA聚合酶，“招募”多种修复因子、DNA聚合酶等进行修复（如图2）。下列叙述正确的是（    ） A．图1所示的DNA经复制后有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因 B．图1所示转录产生的mRNA指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不变 C．图2所示的转录过程是沿着模板链的5'端到3'端进行的 D．图2所示的DNA聚合酶催化DNA损伤链的修复，方向是从n到m 三、非选择题 10．【PCR 鉴定・重组质粒验证】（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________。 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $ 第18 讲DNA 的结构、复制及基因的本质 两年模拟·基础题（全国视野，单选+多选） 一、单选题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B C A A C B B B 二、多选题 题号 9 10 11 12 13 14 答案 CD AC BC AB ABC CD （一年重难·情境题（侧重江苏，辐射全国，单选+多选+非选择题） 一、单选题 题号 1 2 3 4 5 6 答案 B B D D C B 二、多选题 题号 7 8 9 10 答案 BCD CD CD BD 三、非选择题 11．【答案】(1) 4 磷酸二酯 (2)①②④ (3) 总RNA dNTP 逆转录酶只能将单个脱氧核苷酸连接到核苷酸链（引物链）的3′端 TTTGTACAAAAAA 复性（退火） attL序列有100bp，直接通过一次PCR扩增，需要的引物太长，扩增效率低 剔除导入质粒1的大肠杆菌，有利于筛选出导入质粒2的大肠杆菌 12．【答案】(1) 避免猪产生引起人体急性排斥反应的物质，降低异种器官移植的免疫排斥反应 表达人源蛋白，进一步参与免疫防御、免疫调节，防止血栓形成，提高移植成功率 (2) 延伸 6 a gRNA与目标DNA的碱基序列互补配对 短 (3)提取猪的基因组DNA，设计GTKO、CMAH和B4GALNT2基因的特异性引物，进行PCR扩增，若扩增不出相应片段，说明基因被成功敲除；也可以进行核酸分子杂交，无杂交带则敲除成功 (4)可精准定位并编辑目标基因，特异性高； 可同时对多个基因进行编辑，操作简便、效率高； 能实现基因的敲除、插入、替换，应用范围广 三年真题·压轴题（侧重江苏，辐射全国，单选题） 一、单选题 二、多选题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 A C C D B B B C ABD 三、非选择题 10．【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 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $