第20讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质（复习讲义）（2大考点+6大知识+长句作答）（全国通用）2027年高考生物一轮复习讲练测

该高中生物学高考复习讲义聚焦DNA分子的结构、复制与基因的本质核心考点，按模型构建、结构特点、碱基计算、半保留复制实验、复制过程及计算、基因本质的逻辑层次梳理知识脉络，通过知识建联搭建框架、考点精讲拆解核心（含即时演练）、真题溯源感知考向、情境探究拓展素养的教学流程，帮助学生系统掌握DNA结构与功能的内在联系，突破碱基计算、复制相关推导等难点。 资料以科学思维和科学探究为导向，创新采用“图解法”分析DNA复制计算、细胞分裂标记情况等复杂问题，结合2024-2026年高考真题设计题组训练，通过易错辨析、分层考向练习（如考向01 DNA结构特点、考向03 基因本质）强化关键能力。情境探究环节深挖素材规范长句作答，助力学生在有限时间内提升逻辑分析与综合应用能力，为教师精准把控复习节奏、高效落实核心素养提供优质教学资源。

第20讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 知识建联·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，突破命题考向 知识解构+即时演练+高分破译 考点一 DNA的结构与基因的本质 知识点1 DNA双螺旋结构模型的构建 知识点2 DNA的双螺旋结构及特点 知识点3 基因的本质 考点二 DNA的复制及相关计算 知识点1 DNA半保留复制的实验证据 知识点2DNA复制​ 知识点3 “图解法”分析DNA复制相关计算 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 题组一情景设定： DNA结构模型 知识溯源：DNA结构 题组二情景设定：DNA复制过程 知识溯源：DNA复制 题组三 情景设定： 基因位置图谱 知识溯源：基因与染色体的关系 题组四 情景设定： 细胞分裂标记 知识溯源：DNA复制与染色体复制的关系 05 情境探究·素养拓展 深挖素材脉络，规范长句作答 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考查概述 从命题题型和内容上看，主要从以下几方面考查：DNA的双螺旋结构模型、DNA分子结构特点及计算、DNA半保留复制的实验、DNA复制的过程及计算等。 考查形式 试题以选择题为主，常结合基因表达的相关过程考查DNA的结构和DNA复制的过程；以及利用科技前沿或特殊现象为载体，考查学生运用DNA的结构、本质和复制过程等知识去分析和解决新问题。 课标要求 明确目标 1.构建DNA双螺旋结构模型，阐明DNA作为遗传物质所具有的结构特点，阐明DNA通过复制传递遗传信息。(生命观念) 2．掌握DNA复制过程及DNA复制过程中相关数量的计算，提高逻辑分析和计算能力；分析相关资料，理解基因通常是有遗传效应的DNA片段。(科学思维) 3．运用假说—演绎法探究DNA的复制方式。(科学探究) 高考前沿 1.DNA分子的结构与特点 2026·广东·T2；2025·湖北·T14；2024·河北·T5；2024·浙江6月选考·T9　 2.DNA分子复制的过程 2026·河南·T6；2026·山东·T6；2026·广东·T10；2025·北京·T5；2025·广东·T7；2023·北京·T21；2023·山东·T5　 3.DNA复制与细胞分裂 2024·浙江6月选考·T18 知识建联·脉络梳理 —搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，突破命题考向 自主研学·梳理教材 1．1953年，美国生物学家沃森和英国物理学家克里克，提出了DNA双螺旋结构。 2．DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有 A、T、G、C 4种碱基。 3．DNA双螺旋结构的主要特点如下。(1)DNA 是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。(2)DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律：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，叫作碱基互补配对原则。 4．DNA的复制是以半保留的方式进行的。 5．DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程：在真核生物中，这一过程是在细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的。 6．DNA复制是一个边解旋边复制的过程，需要模板、原料、能量和酶等基本条件；DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。 7．遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性；DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。 8.DNA上分布着许多个基因，基因通常是有遗传效应的DNA片段。 9．有些病毒的遗传物质是RNA，如人类免疫缺陷病毒(艾滋病病毒)、流感病毒等；对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。 考点一 DNA的结构与基因的本质 知●识●解●构 知识点1 DNA双螺旋结构模型的构建 1.构建者：沃森和克里克 2.构建依据： (1)DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C 4种碱基。 (2)威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱表明DNA分子呈螺旋结构。（提醒：不能确定就是双螺旋） (3)奥地利生物化学家查哥夫测定DNA的分子组成，发现在不同物种中四种碱基的含量不同，但是A和T的含量总是相等的，C和G的含量也相等。 3.构建过程： 知识点2 DNA的双螺旋结构及特点 1.组成元素：C、H、O、N、P 2.小分子：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基（A、T、G、C） 3.基本单位：4种脱氧核苷酸 4.结构： (1)DNA通常是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 (2)DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。 (3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定规律：A一定与T配对，G一定与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。（提醒：脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接） 5.结构特点： (1)稳定性：DNA分子有独特而稳定的双螺旋结构。 (2)多样性：碱基对的排列顺序多种多样。（提醒：DNA的种类为4n，其中n为碱基对数） (3)特异性：每一个DNA分子都具有特定的碱基序列，不同的DNA分子，其碱基排列顺序是不同的。 6．DNA分子的碱基互补配对原则及相关计算： (1)碱基互补配对原则：A一定与T配对，G一定与C配对。 (2)四个计算规律 ①规律一：一个双链DNA分子中，A＝T、C＝G，则A＋G＝C＋T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。 ②规律二：在双链DNA分子中，互补的两碱基之和(如A＋T或C＋G)占全部碱基的比值等于其任何一条单链中该种碱基比例的比值，且等于其转录形成的mRNA(T换为U)中该种碱基比例的比值。 ③规律三：在DNA双链中，一条单链的(A1＋G1)/(T1＋C1)的值与其互补单链的(A2＋G2)/(T2＋C2)的值互为倒数关系。但在整个DNA分子中该比值等于1。 ④规律四：在DNA双链中，一条单链的(A1＋T1)/(G1＋C1)的值，与该互补链的(A2＋T2)/(G2＋C2)的值是相等的，与整个DNA分子中的(A＋T)/(G＋C)的值是相等的。 【归纳总结】DNA结构的两种关系和两种化学键 【提醒】DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，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。 知识点3 基因的本质 1.基因本质：基因通常是具有遗传效应的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　。 2．DNA片段中的遗传信息：遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性。 3．基因与DNA的关系： (1)从数量上看，每个DNA分子上有多个基因。 (2)从功能上看，基因是有遗传效应的DNA片段，能控制生物的性状。 (3)基因的位置，染色体是基因的主要载体，每个染色体含有1(或2)个DNA分子，每个DNA分子含有多个基因，基因在染色体上呈线性排列。（提醒：基因并非都在染色体上） 4．基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系 【提醒】(1)有些病毒的遗传物质是RNA，如人类免疫缺陷病毒(艾滋病病毒)流感病毒等。对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。 (2)并不是所有的DNA片段都是基因，基因必须是有遗传效应的DNA片段。 (3)并不是所有的基因都位于染色体上，叶绿体和线粒体也是基因的载体。 【拓展】真、原核细胞基因的结构 即●时●演●练 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： (1)沃森和克里克最先提出了DNA的双螺旋结构模型并最终确定双链DNA分子中，磷酸和五碳糖交替连接排列在外侧，构成DNA的基本骨架。（ ✔ ） (2)DNA分子一条链上的(A＋T)/(G＋C)越大，热稳定性越强。（ ✘ ） 提示：DNA中G＋C越多越稳定，因为G、C之间有三个氢键，所以(A＋T)/(G＋C)越小，热稳定性越强。 (3)DNA分子是由两条核糖核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构的。（ ✘ ） 提示：DNA分子是由两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构的。 (4)不同双链DNA分子中(A＋G)与(T＋C)的比值相同。（ ✔ ） (5)某DNA分子中胞嘧啶占25%，则每条单链上的胞嘧啶占25～50%。（ ✘ ） 提示：如果DNA分子中胞嘧啶占25%，胞嘧啶分布在两条DNA单链上，因此每条单链上胞嘧啶占0～50%。 (6)在DNA分子中，A＋T占碱基总数的M%，那么每条链中的A＋T占该链碱基总数的M%。（ ✔ ） 考向01 DNA分子的结构及特点 1．DNA双螺旋结构的揭示是划时代的伟大发现，在生物学的发展中具有里程碑的意义。下列关于DNA双螺旋结构的叙述，正确的是（　　） A．DNA分子由4种核糖核苷酸组成 B．鸟嘌呤和胞嘧啶之间由3个氢键相连 C．磷酸和脱氧核糖交替连接排列于内侧 D．DNA单链上相邻碱基以磷酸二酯键相连 【答案】B 【解析】DNA分子由4种脱氧核糖核苷酸组成，而非核糖核苷酸（RNA的组成单位），A错误；鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）之间通过3个氢键连接，符合碱基互补配对原则，B正确；磷酸和脱氧核糖交替连接构成DNA骨架，排列在外侧，而碱基对位于内侧，C错误；DNA单链上相邻碱基通过“脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖”连接，而非直接以磷酸二酯键相连，磷酸二酯键连接的是相邻核苷酸，D错误。 2.如图为某DNA分子的部分平面结构图。下列相关叙述正确的是（    ） A．DNA分子中结构①始终连接着两个磷酸基团 B．DNA分子中一条链上的相邻碱基通过③连接 C．①与②交替连接，构成了DNA分子的基本骨架 D．DNA分子的两条链是反向平行的，并且游离的磷酸基团位于同一侧 【答案】C 【解析】DNA分子中3'端的结构①只连接1个磷酸基团，A错误；DNA分子中一条链上的相邻碱基通过“—脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖—”相连，B错误；①脱氧核糖与②磷酸交替连接，排列在外侧，构成了DNA分子的基本骨架，C正确；组成DNA分子的两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，游离的磷酸基团位于每条链的5′ 端，即游离的磷酸基团不是位于同一侧，D错误。 考向02 DNA分子中碱基数量相关计算 1.如图为DNA分子片段结构示意图。下列关于DNA分子的结构与特点的叙述，正确的是（　　） A．1号链序列为3'-TCGA-5' B．图中④为胞嘧啶脱氧核苷酸 C．⑨的形成需要DNA聚合酶催化 D．已知1号链中A+T占48%，则DNA分子中G占24% 【答案】A 【解析】DNA分子的两条链是反向平行的，图中2号链的序列是3'-TCGA-5'，则1号链对应的序列为3'-TCGA-5'，A正确；图中④不能表示胞嘧啶脱氧核苷酸，②、③和下一个磷酸才能构成胞嘧啶脱氧核苷酸，B错误；⑨表示氢键，其形成不需要酶的催化，C错误；若1号链中A+T占48%，则整个DNA分子中A+T=48%，因此G+C=52%，又因为G=C，所以G占26%，D错误。 2.20世纪50年代初，查哥夫对多种生物DNA做了碱基定量分析，发现（A+T）/（C+G）的比值如下表。结合所学知识，下列结论正确的是（    ） DNA来源 大肠杆菌 小麦 鼠 猪肝 猪胸腺 猪心 （A+T）/（C+G） 1.01 1.21 1.21 1.43 1.43 1.43 A．表中比值越高，该生物的DNA越不容易解旋 B．小麦DNA中（A+T）的数量是鼠DNA中（C+G）数量的1.21倍 C．大肠杆菌DNA单链中（A+T）/（C+G）的值是1/1.01 D．同一个体不同组织的DNA碱基组成是相同的 【答案】D 【解析】DNA解旋难易程度与C-G碱基对含量有关，C-G间含3个氢键，比值（A+T）/(C+G)越高，C-G含量越低，DNA越容易解旋，A错误；表格中比值仅表示（A+T）与（C+G）的比例关系，无法直接推断不同物种间具体碱基数量关系，且小麦与鼠的DNA总量未知，B错误；双链DNA中（A+T）/(C+G)的比值等于单链中该比值，因此大肠杆菌单链的（A+T）/(C+G)应为1.01，而非1/1.01，C错误；同一生物不同组织的DNA碱基组成相同，因遗传物质一致，表中猪不同组织的比值均为1.43，D正确。 考向03 基因的结构与功能 1．下列关于基因、DNA和染色体的相关叙述，错误的是（　　） A．DNA的多样性取决于脱氧核苷酸的种类、数量、排列顺序不同 B．一条染色体上含有1个或2个DNA分子 C．碱基特定的排列顺序构成了DNA分子的特异性 D．基因通常是有遗传效应的DNA片段，一个DNA上有若干个基因 【答案】A 【解析】DNA的多样性由脱氧核苷酸的数量和排列顺序决定，而脱氧核苷酸种类只有4种（A、T、C、G），种类相同，A错误；未复制的染色体含1个DNA分子，复制后的染色体含2个DNA分子，B正确；DNA的特异性由碱基特定的排列顺序决定，不同DNA的碱基序列不同，C正确；基因通常是指具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子可包含多个基因，D正确。 2．对小立碗藓的研究显示，一种名为 LAS 的基因有助它形成良好的配子囊。如果该基因失效，则无法产生能繁衍后代的生殖细胞。LAS 基因来源于某种细菌，小立碗藓在进化过程中将该细菌的 LAS 基因纳入到了自身的基因组中。下列叙述错误的是（　　） A．小立碗藓和细菌的基因都是由 4 种脱氧核苷酸组成 B．组成小立碗藓和细菌的基因都分布在染色体上 C．LAS 基因在小立碗藓中也具有遗传效应 D．DNA 上的碱基对数目远多于其上基因的碱基对数目 【答案】B 【解析】基因的本质是DNA片段，由4种脱氧核苷酸（腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶、鸟嘌呤）组成，小立碗藓（真核生物）和细菌（原核生物）的基因均符合此特征，A正确；小立碗藓的核基因位于染色体上，但细菌属于原核生物，其基因分布在拟核区或质粒中，而非染色体上，B错误；题干指出LAS基因失效会导致无法产生生殖细胞，说明该基因在小立碗藓中能控制特定性状，具有遗传效应，C正确；真核生物的DNA含有基因片段和非基因片段，因此DNA上的总碱基对数远超过其所有基因的碱基对数之和，D正确。 考点二 DNA的复制及相关计算 知●识●解●构 知识点1 DNA半保留复制的实验证据 1.对DNA分子复制的猜测 （1）全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分； （2）半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的； （3）弥散复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的 2.实验方法：　同位素标记技术和离心技术　。 3.实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。（提醒：15N无放射性） 4.实验假设：　DNA以半保留的方式复制　。 5.实验预期：离心后应出现3条DNA带 （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.实验过程： 7.实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。 知识点2 DNA复制 1.概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 2.发生时期：在真核生物中，这一过程是在细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的。 3.过程： 4.场所：真核生物的细胞核、线粒体和叶绿体；原核生物的拟核和细胞质。 5.特点：边解旋边复制、半保留复制。 6.方向： 7.意义：DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。 8.DNA分子精确复制的原因： （1）DNA独特的双螺旋结构提供精确的模板。 （2）碱基互补配对原则保证复制准确地进行。 9.DNA复制的拓展： （1）DNA的复制需要引物：DNA聚合酶不能从头合成DNA，而只能从已存在的DNA链的3′端延长，因此DNA复制需要引物(在细胞中是一段与模板DNA互补配对的短链RNA，PCR中的引物是DNA)。 （2）半不连续复制 ①据图可知，连续复制链(前导链)延伸方向与解旋方向相同，不连续复制链(后随链)延伸方向与解旋方向相反。 ②后随链合成过程中，先合成的小片段的引物被切除，切除引物留下的空隙由后合成的相邻片段继续延长来补充。各个片段由DNA连接酶将其连成一条完整的DNA子链。 ③切除引物后，子链会比母链短一截(如图中连续复制链)，这就是端粒DNA在每次细胞分裂后缩短的原因，可由端粒酶延长。 （3）双向复制：绝大多数DNA采取双向复制，少数DNA单向复制 【归纳总结】区分DNA复制、“剪接”与“水解”中的四种酶 (1)DNA聚合酶：借助母链模板，依据碱基互补配对原则，将单个脱氧核苷酸连接到已有的链上。 (2)DNA连接酶：将多个复制起点所复制出的“DNA片段”“缝合”起来形成磷酸二酯键，即连接“片段”。 (3)限制性内切核酸酶：用于切断DNA双链中主链上的磷酸二酯键。 (4)DNA水解酶：用于将DNA分子水解为脱氧核苷酸。 知识点3“图解法”分析DNA复制相关计算 “图解法”分析DNA复制的相关计算 (1)将DNA被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养液中繁殖n代，则： ①子代DNA共2n个 ②脱氧核苷酸链共2n＋1条 (2)DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数 ①若亲代的DNA分子中含有某种脱氧核苷酸 m个，经过 n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·(2n－1)。 ②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为 m·2n－1。 【提醒】DNA复制相关计算的4个易错点 (1)复制次数：注意“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。 (2)碱基数目：注意碱基的数目单位是“对”还是“个”。 (3)复制模板：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。 (4)关键词语：看清是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。 即●时●演●练 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： (1)细胞中DNA复制开始时，DNA双螺旋的解开需要解旋酶的参与，子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端。（ ✔ ） (2)DNA复制时将两条链完全解旋后作为模板合成子链。（ ✘ ） 提示：DNA复制为边解旋边复制。 (3)两条子链合成过程所需引物的数量不同但两条子链的延伸方向与复制叉的推进方向相同。（ ✘ ） 提示：DNA复制时，其中一条链的复制是连续的，只需要一个引物，另一条链的复制是不连续的，形成多个子链DNA片段，所以需要多个引物，因此两条子链合成过程所需引物的数量不同，而复制叉的移动方向与其中一条子链延伸的方向相同。 (4)在细胞分裂前的分裂间期，可发生DNA的复制，DNA复制均在细胞核中。（ ✘ ） 提示：DNA复制主要在细胞核内进行，对于真核生物来说，也可在线粒体和叶绿体中进行。 (5)脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链。（ ✘ ） 提示：DNA酶的作用是促进DNA水解成脱氧核苷酸，促进单个脱氧核苷酸连接合成新的子链的酶是DNA聚合酶。 (6)DNA的复制有精确的模板，通常严格遵守碱基互补配对原则。（ ✔ ） (7)DNA的复制过程中可能会发生差错，这种差错一定能改变生物的性状。（ ✘ ） 提示：DNA的复制过程中可能会发生差错，导致基因突变，但不一定改变生物的性状。 (8)含有m个腺嘌呤的DNA分子，第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸数为m×(2n－1)个。（ ✘ ） 提示：第n次复制是针对n－1次来说的，其需要腺嘌呤脱氧核苷酸数为2n×m－2n－1×m＝m×2n－1(个)。 考向01 探究DNA复制的方式 1．早期科学家对 DNA复制方式的预测如图甲所示。科学家以大肠杆菌（30min 复制一代）为材料，进行相关实验，可能出现的结果如图乙所示。下列分析不正确的是（　　） A．若30min后离心现象如试管③所示，则可排除的 DNA复制方式是全保留复制 B．若60min后离心出现试管②的结果，则 DNA复制的方式是半保留复制 C．若60min后用解旋酶处理后再离心，同时出现重带和轻带，则试管中重带与轻带的DNA链数之比为1:3 D．若DNA复制的方式是半保留复制，则复制3次得到的DNA分子中只含14N的DNA占3/4 【答案】B 【解析】如果DNA的复制方式是全保留复制，大肠杆菌30min复制一代，则形成的子代DNA一半全是14N，一半全是15N，离心后一半在轻带，一半在重带，不会出现试管③（全为中带）的现象，A正确；若是半保留复制，60min后DNA复制了2次，则会出现2个15N14N和2个14N14N，离心后出现试管④的结果，B错误；60min后DNA复制了2次，1个DNA分子可形成4个DNA分子，8条脱氧核苷酸链，其中含15N的链有2条，含14N的链有6条，用解旋酶处理后再离心，同时出现重带和轻带，则试管中重带与轻带的DNA链数之比为1:3，C正确；若DNA复制的方式是半保留复制，则复制3次后1个DNA分子可形成8个DNA分子，其中2个15N14N和6个14N14N，只含14N的DNA占6/8=3/4，D正确。 2.(2025·北京，5)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是稳定同位素，不具有放射性，它与14N的相对原子质量不同，可利用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变成单链后离心，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。 考向02 DNA复制的过程 1.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中模板链a端→c端和b端→d端对应的方向分别为5’→3’和3’→5’ D．图2复制泡两侧的子链延伸方向相反，但均沿模板链的5’→3’方向合成 【答案】D 【解析】DNA复制发生于细胞分裂前的间期，解旋酶破坏氢键使DNA解旋，脱氧核苷酸是合成子链的原料，A正确；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正确；子链合成方向：均从5＇→3＇延伸（如图中箭头所示）；模板链提供方向：子链合成时，DNA聚合酶只能沿模板链的3＇→5＇方向移动（即模板链方向始终为3＇→5＇），D错误。 2.DNA 复制时双螺旋会解开并形成复制叉。下图为DNA 复制叉的结构示意图 （仅图示部分结构，不完整），引物是一小段核糖核酸，后随链合成过程中，会形成冈崎片段，它们的合成是不连续的。结合所学知识分析，下列说法正确的是（　　） A．DNA 聚合酶催化游离核苷酸与模板链之间按碱基互补配对形成氢键 B．冈崎片段的形成与DNA 的子链只能从5'端向3'端合成有关 C．冈崎片段由引物酶催化合成，需要被连接起来以保持后随链的完整 D．原核生物的DNA 分子是环状的，复制过程中不会产生冈崎片段 【答案】B 【解析】DNA 聚合酶催化游离核苷酸子链形成磷酸二酯键，A错误；DNA复制具有半不连续性，是因为DNA复制只能从5'端向3'端合成子链，形成两条子链的方向相反，因此后随链上产生了冈崎片段，B正确；由图可知，引物由引物酶催化合成，冈崎片段也是DNA子链，由DNA聚合酶催化合成，C错误；冈崎片段形成的原因是由于DNA复制只能从5'端向3'端合成子链，原核生物DNA复制时同样会产生冈崎片段，D错误。 考向03 DNA复制的相关计算 1.已知幽门螺旋杆菌的某基因编码区含有碱基共N个，腺嘌呤a个。下列相关计算，正确的是（    ） A．该编码区的氢键数目为N+a个 B．该编码区转录得到的mRNA中的嘌呤之和为N/4 C．该编码区控制合成的蛋白质中的氨基酸数量一定为N/6个 D．该编码区的第n次复制所需的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量为(N-2a)·2n-2个 【答案】D 【解析】双链DNA中，A-T对含2个氢键，C-G对含3个氢键。已知A=a，则T=a，C+G=N-2a。C-G对数目为(N-2a)/2，故氢键总数=2a + 3×(N-2a)/2 =3/2N-a，A错误；基因是两条脱氧核苷酸链组成的，转录是以DNA的一条链为模板进行的，转录形成RNA的模板链中嘧啶数量是不一定的，则转录得到的mRNA中的嘌呤之和也不一定，B错误；幽门螺旋杆菌的某基因编码区含有碱基共N个，形成的信使RNA中碱基N/3，但是可能有终止密码子的存在，不决定任何氨基酸，形成的蛋白质中的氨基酸数量应该少于N/6个，C错误； 该DNA中G数为(N-2a)/2，第n次复制需合成2n-1个新DNA，所需G数为2n-1×(N-2a)/2 = (N-2a)·2n-2，D正确。 2.科学家从距今约10万年的猛犸象化石中提取到一段双链DNA片段。经测定，该DNA片段含有2000个碱基对，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）之和占碱基总数的44%，将该DNA片段放在含15N的培养液中连续复制3次。下列相关叙述错误的是（    ） A．该DNA分子中胸腺嘧啶占碱基总数的28% B．复制3次后，含15N的DNA分子数与含14N的DNA分子数之比为7∶1 C．若该DNA分子一条链缺失一个脱氧核苷酸，则会导致子代50%的DNA分子碱基序列改变 D．复制过程中，需消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸6160个 【答案】B 【解析】已知G+C=44%，则A+T=56%。因双链DNA中A=T，故T占碱基总数的56%÷2=28%，A正确；原始DNA为14N，在15N培养液中复制3次，最终生成8个DNA分子。所有DNA均含15N，但仅最初两条14N链存在于2个DNA分子中，故含15N的DNA数为8，含14N的DNA数为2，比例为8:2=4:1，而非7:1，B错误；若一条链缺失一个脱氧核苷酸，第一次复制生成1个正常和1个异常DNA。后续复制中，正常DNA生成正常子代，异常DNA生成异常子代。复制3次后，异常DNA占50%，C正确；总碱基对2000，G+C=44%，C=880。复制3次需新合成7个DNA，消耗C数为7×880=6160，D正确。 高●分●破●译 细胞分裂过程中染色体标记情况 1．有丝分裂中核DNA和染色体的标记情况分析 有丝分裂过程中DNA复制一次，细胞分裂一次，如图为连续分裂两次的过程图(以一条染色体为例)。 由图可以看出，第一次有丝分裂形成的两个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条利用原料合成的子链组成；第二次有丝分裂后最终形成的子细胞中含亲代DNA链的染色体条数是0～2n(以体细胞染色体数为2n为例)。 2．减数分裂中核DNA和染色体的标记情况分析 在减数分裂过程中，DNA复制一次，细胞连续分裂两次。如图是一次减数分裂的结果(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只复制一次，所以四个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条利用原料合成的子链组成。 典型例题 1.若将处于G1期（DNA复制前）的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，培养至第二次分裂中期。下列叙述正确的是（　　） A.每条染色体中的两条染色单体均含3H B.每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3H C.每个DNA分子中均只有一条脱氧核苷酸链含3H D.每条染色单体均只有一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链含3H 【答案】A 【解析】细胞处于G1期时，DNA尚未复制，将其置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，第一次分裂间期DNA复制，以亲代DNA为模板（不含3H），利用含3H的原料合成子链，所以第一次分裂结束后，每个DNA分子一条链含3H，一条链不含。第二次分裂间期DNA再次复制，每个DNA分子复制后形成两个DNA分子，分别是一条链含3H、一条链不含，以及两条链都含3H（因为其中一个DNA分子的模板链含3H，新合成子链也含3H）。到第二次分裂中期，每条染色体含两条染色单体，每条染色单体含一个DNA分子，这两个DNA分子情况是一个为一条链含3H、一条链不含，另一个是两条链都含3H，所以每条染色体中的两条染色单体均含3H。 2.某果蝇精原细胞中8条染色体上的DNA已全部被15N标记，其中一对同源染色体上有基因A和a，现给此精原细胞提供仅含14N的原料让其连续进行两次分裂，产生四个子细胞，分裂过程中无变异发生。下列有关叙述错误的有（　　） A.若子细胞中均含4条染色体，则一定有一半子细胞含有a基因 B.若子细胞中均含8条染色体，则每个子细胞中均含1个A基因和1个a基因 C.若子细胞中的核DNA均含15N，则每个子细胞均含8条染色体 D.若子细胞中一半的核DNA含15N，则每个子细胞均含8条染色体 【答案】C 【解析】若四个子细胞中均含4条染色体（染色体数目是体细胞的一半），则说明精原细胞进行的是减数分裂，等位基因会发生分离，形成4个精细胞两两相同，故有一半子细胞含有a基因；若四个子细胞中均含8条染色体（染色体数目与体细胞相同），则精原细胞进行的是有丝分裂，子细胞的基因型与体细胞相同，则每个子细胞中均只含有1个A基因和1个a基因；若四个子细胞中的核DNA均含 15N，说明DNA只复制一次，则精原细胞进行的是减数分裂，产生的四个子细胞为精细胞，染色体数目是体细胞的一半，因此每个子细胞均含4条染色体；若四个子细胞中均有一半的核DNA含15N，说明DNA不止复制一次，则细胞进行的是有丝分裂，所以每个子细胞均含8条染色体。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 题组一 情景设定： DNA结构模型 知识溯源：DNA的结构 1.（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 【解析】【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.(2024·浙江6月选考)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】在DNA分子中，磷酸与脱氧核糖通过磷酸二酯键交替连接，形成了DNA双螺旋结构的外侧骨架，A正确；G－C碱基对含有三个氢键，A－T碱基对含有两个氢键，DNA中G－C含量越高，稳定性越强，DNA的热变性温度越高，故T占比越高，DNA热变性温度越低，B错误；DNA分子中两条链之间的氢键是在DNA复制或转录过程中自然形成的，不需要酶的催化，C错误；互补的碱基在DNA单链上所占的比例相等，若一条链的G＋C占47%，则另一条链的G＋C也占47%，A＋T占1－47%＝53%，D错误。 题组二 情景设定： DNA复制过程 知识溯源：DNA复制 3.（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。 4.（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 【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。 5.（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 【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.（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。 7.（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 【解析】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。 题组三 情景设定：基因位置图谱 知识溯源：基因与染色体的关系 8.（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 【解析】 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；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；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；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。 题组四 情景设定： 细胞分裂标记 知识溯源：DNA复制与染色体复制关系 9.（2024·浙江·高考真题）某二倍体动物（2n=4）精原细胞DNA中的P均为32P，精原细胞在不含32P的培养液中培养，其中1个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后，产生甲~丁4个细胞。这些细胞的染色体和染色单体情况如下图所示。 不考虑染色体变异的情况下，下列叙述正确的是（    ） A．该精原细胞经历了2次DNA复制和2次着丝粒分裂 B．4个细胞均处于减数第二次分裂前期，且均含有一个染色体组 C．形成细胞乙的过程发生了同源染色体的配对和交叉互换 D．4个细胞完成分裂形成8个细胞，可能有4个细胞不含32P 【答案】C 【解析】图中的细胞是一个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后产生的，据图所示，这些细胞含有染色单体，说明着丝粒没有分裂，因此该精原细胞2次DNA复制，1次着丝粒分裂，A错误；题干叙述明确表示减数第一次分裂已经完成，因此只可能处于减数第二次分裂前期或中期，且均含有一个染色体组，B错误；精原细胞进行一次有丝分裂后，产生的子细胞每个DNA上有一条链含有32P，减数分裂完成复制后，每条染色体上有1个单体含有32P，另一个单体不含32P，减数第一次分裂结束，每个细胞中应该含有2条染色体，四个染色单体，其中有两个单体含有放射性，但乙细胞含有3个染色单体含有放射性，原因是形成乙的过程中发生了同源染色体的配对和交叉互换，C正确；甲、丙、丁完成减数第二次分裂至少产生3个含32P的细胞，乙细胞有3个单体含有32P，完成减数第二次分裂产生的2个细胞都含有32P，因此4个细胞完成分裂形成8个细胞，至多有3个细胞不含32P，D错误。 情境探究·素养拓展 ——深挖素材脉络，规范长句作答 1.如图是一段DNA空间结构和平面结构的示意图，据图回答下列问题：    (1)从图甲中可以看出DNA的结构特点是 。从图乙中可以看出DNA的基本骨架是由______________构成的。 (2)若图甲中某段DNA一条链的序列是5′—CAGTAAG—3′，那么它的互补链的序列是5′—____________—3′。 (3)一个双链均被15N标记的DNA分子，利用含14N的4种脱氧核苷酸为原料连续复制4次，只含14N的DNA分子占总数的 7/8 ，请你作出合理解释： 。 【答案】(1) 具有规则的双螺旋结构，由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成 脱氧核糖与磷酸交替连接（排列在外侧） (2) CTTACTG (3) 一个双链均被15N标记的DNA分子，利用含14N的4种脱氧核苷酸为原料连续复制4次，共获得24个DNA，只含14N的DNA分子占总数的有14个，因此占总数的14/16=7/8 【解析】（1）据图甲分析可知，DNA具有规则的双螺旋结构，由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成；由图乙可知，脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在外侧，构成DNA的基本骨架，碱基排列在内侧。 （2）若图甲中某段DNA一条链的序列是5′-CAGTAAG-3′，由于DNA的两条链反向平行，根据碱基互补配对原则可知，它的互补链的序列是5′-CTTACTG-3′； （3）根据DNA半保留复制的特点，一个双链均被15N标记的DNA分子，利用含14N的4种脱氧核苷酸为原料连续复制4次，24=16，共获得16个DNA，只含14N的DNA分子占总数的有14个，占总数的14/16=7/8。 2.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)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__________。图乙中参与DNA复制过程的酶有_____________________________________________等。 (2)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 (3)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)3X/4 解旋酶、DNA 连接酶和DNA聚合酶 (2)解旋的单链 DNA重新配对形成双链　(3)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】(1)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。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。 (3)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。 1 / 19 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 答案版 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，突破命题考向 考点一 DNA的结构与基因的本质 即●时●演●练 考向01 DNA分子的结构及特点 1.B 2.C 考向02 DNA分子中碱基数量相关计算 1.A 2.D 考向03 基因的结构与功能 1．A 2．B 考点二 DNA的复制及相关计算 即●时●演●练 考向01 探究DNA复制的方式 1.B 2.B 考向02 DNA复制的过程 1.D 2.B 考向03 DNA复制的相关计算 1.D 2.B 高●分●破●译 典型例题 1.A 2.C 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 题组一 情景设定： DNA结构模型 知识溯源：DNA的结构 1.A 2.A 题组二 情景设定： DNA复制过程 知识溯源：DNA复制 3.C 4.B 5.C 6.B 7.C 题组三 情景设定：基因位置图谱 知识溯源：基因与染色体的关系 8.A 题组四 情景设定： 细胞分裂标记 知识溯源：DNA复制与染色体复制关系 9.C 情境探究·素养拓展 ——深挖素材脉络，规范长句作答 1.(1) 具有规则的双螺旋结构，由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成 脱氧核糖与磷酸交替连接（排列在外侧） (2) CTTACTG (3) 一个双链均被15N标记的DNA分子，利用含14N的4种脱氧核苷酸为原料连续复制4次，共获得24个DNA，只含14N的DNA分子占总数的有14个，因此占总数的14/16=7/8 2.(1)3X/4 解旋酶、DNA 连接酶和DNA聚合酶 (2)解旋的单链 DNA重新配对形成双链　(3)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 1 / 19 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 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 知识建联·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，突破命题考向 知识解构+即时演练+高分破译 考点一 DNA的结构与基因的本质 知识点1 DNA双螺旋结构模型的构建 知识点2 DNA的双螺旋结构及特点 知识点3 基因的本质 考点二 DNA的复制及相关计算 知识点1 DNA半保留复制的实验证据 知识点2DNA复制​ 知识点3 “图解法”分析DNA复制相关计算 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 题组一情景设定： DNA结构模型 知识溯源：DNA结构 题组二情景设定：DNA复制过程 知识溯源：DNA复制 题组三 情景设定： 基因位置图谱 知识溯源：基因与染色体的关系 题组四 情景设定： 细胞分裂标记 知识溯源：DNA复制与染色体复制的关系 05 情境探究·素养拓展 深挖素材脉络，规范长句作答 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考查概述 从命题题型和内容上看，主要从以下几方面考查：DNA的双螺旋结构模型、DNA分子结构特点及计算、DNA半保留复制的实验、DNA复制的过程及计算等。 考查形式 试题以选择题为主，常结合基因表达的相关过程考查DNA的结构和DNA复制的过程；以及利用科技前沿或特殊现象为载体，考查学生运用DNA的结构、本质和复制过程等知识去分析和解决新问题。 课标要求 明确目标 1.构建DNA双螺旋结构模型，阐明DNA作为遗传物质所具有的结构特点，阐明DNA通过复制传递遗传信息。(生命观念) 2．掌握DNA复制过程及DNA复制过程中相关数量的计算，提高逻辑分析和计算能力；分析相关资料，理解基因通常是有遗传效应的DNA片段。(科学思维) 3．运用假说—演绎法探究DNA的复制方式。(科学探究) 高考前沿 1.DNA分子的结构与特点 2026·广东·T2；2025·湖北·T14；2024·河北·T5；2024·浙江6月选考·T9　 2.DNA分子复制的过程 2026·河南·T6；2026·山东·T6；2026·广东·T10；2025·北京·T5；2025·广东·T7；2023·北京·T21；2023·山东·T5　 3.DNA复制与细胞分裂 2024·浙江6月选考·T18 知识建联·脉络梳理 —搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，突破命题考向 自主研学·梳理教材 1．1953年，美国生物学家沃森和英国物理学家克里克，提出了DNA双螺旋结构。 2．DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有 A、T、G、C 4种碱基。 3．DNA双螺旋结构的主要特点如下。(1)DNA 是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。(2)DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律：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，叫作碱基互补配对原则。 4．DNA的复制是以半保留的方式进行的。 5．DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程：在真核生物中，这一过程是在细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的。 6．DNA复制是一个边解旋边复制的过程，需要模板、原料、能量和酶等基本条件；DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。 7．遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性；DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。 8.DNA上分布着许多个基因，基因通常是有遗传效应的DNA片段。 9．有些病毒的遗传物质是RNA，如人类免疫缺陷病毒(艾滋病病毒)、流感病毒等；对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。 考点一 DNA的结构与基因的本质 知●识●解●构 知识点1 DNA双螺旋结构模型的构建 1.构建者： 2.构建依据： (1)DNA是以4种 为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有 4种碱基。 (2)威尔金斯和富兰克林提供的 表明DNA分子呈螺旋结构。（提醒：不能确定就是双螺旋） (3)奥地利生物化学家查哥夫测定DNA的分子组成，发现在不同物种中四种碱基的含量不同，但是 的含量总是相等的， 的含量也相等。 3.构建过程： 知识点2 DNA的双螺旋结构及特点 1.组成元素： 2.小分子：磷酸、 、含氮碱基（A、T、G、C） 3.基本单位： 4.结构： (1)DNA通常是由 单链组成的，这两条链按 方式盘旋成双螺旋结构。 (2)DNA中的 交替连接，排列在外侧，构成基本骨架； 排列在内侧。 (3)两条链上的碱基通过 连接成碱基对，并且碱基配对具有一定规律：A一定与T配对，G一定与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作 原则。（提醒：脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接） 5.结构特点： (1)稳定性：DNA分子有独特而稳定的 结构。 (2)多样性：碱基对的 多种多样。（提醒：DNA的种类为4n，其中n为碱基对数） (3)特异性：每一个DNA分子都具有特定的 ，不同的DNA分子，其碱基排列顺序是不同的。 6．DNA分子的碱基互补配对原则及相关计算： (1)碱基互补配对原则：A一定与T配对，G一定与C配对。 (2)四个计算规律 ①规律一：一个双链DNA分子中，A＝T、C＝G，则A＋G＝C＋T，即嘌呤碱基总数等于 总数。 ②规律二：在双链DNA分子中，互补的两碱基之和(如A＋T或C＋G)占全部碱基的比值 其任何一条单链中该种碱基比例的比值，且 其转录形成的mRNA(T换为U)中该种碱基比例的比值。 ③规律三：在DNA双链中，一条单链的(A1＋G1)/(T1＋C1)的值与其互补单链的(A2＋G2)/(T2＋C2)的值互为 。但在整个DNA分子中该比值等于 。 ④规律四：在DNA双链中，一条单链的(A1＋T1)/(G1＋C1)的值，与该互补链的(A2＋T2)/(G2＋C2)的值是 ，与整个DNA分子中的(A＋T)/(G＋C)的值是 。 【归纳总结】DNA结构的两种关系和两种化学键 【提醒】DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，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。 知识点3 基因的本质 1.基因本质：基因通常是具有 。有些病毒的遗传物质是RNA，对于这些病毒而言，基因就是　 　。 2．DNA片段中的遗传信息：遗传信息蕴藏在4种碱基的 之中；碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的 ，而碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的 。 3．基因与DNA的关系： (1)从数量上看，每个DNA分子上有 基因。 (2)从功能上看，基因是有 的DNA片段，能控制生物的性状。 (3)基因的位置， 是基因的主要载体，每个染色体含有 个DNA分子，每个DNA分子含有 基因，基因在染色体上呈 排列。（提醒：基因并非都在染色体上） 4．基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系 【提醒】(1)有些病毒的遗传物质是RNA，如人类免疫缺陷病毒(艾滋病病毒)流感病毒等。对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。 (2)并不是所有的DNA片段都是基因，基因必须是有遗传效应的DNA片段。 (3)并不是所有的基因都位于染色体上，叶绿体和线粒体也是基因的载体。 【拓展】真、原核细胞基因的结构 即●时●演●练 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： (1)沃森和克里克最先提出了DNA的双螺旋结构模型并最终确定双链DNA分子中，磷酸和五碳糖交替连接排列在外侧，构成DNA的基本骨架。（ ） (2)DNA分子一条链上的(A＋T)/(G＋C)越大，热稳定性越强。（ ） 提示：DNA中G＋C越多越稳定，因为G、C之间有三个氢键，所以(A＋T)/(G＋C)越小，热稳定性越强。 (3)DNA分子是由两条核糖核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构的。（ ） (4)不同双链DNA分子中(A＋G)与(T＋C)的比值相同。（ ） (5)某DNA分子中胞嘧啶占25%，则每条单链上的胞嘧啶占25～50%。（ ） (6)在DNA分子中，A＋T占碱基总数的M%，那么每条链中的A＋T占该链碱基总数的M%。（ ） 考向01 DNA分子的结构及特点 1．DNA双螺旋结构的揭示是划时代的伟大发现，在生物学的发展中具有里程碑的意义。下列关于DNA双螺旋结构的叙述，正确的是（　　） A．DNA分子由4种核糖核苷酸组成 B．鸟嘌呤和胞嘧啶之间由3个氢键相连 C．磷酸和脱氧核糖交替连接排列于内侧 D．DNA单链上相邻碱基以磷酸二酯键相连 2.如图为某DNA分子的部分平面结构图。下列相关叙述正确的是（    ） A．DNA分子中结构①始终连接着两个磷酸基团 B．DNA分子中一条链上的相邻碱基通过③连接 C．①与②交替连接，构成了DNA分子的基本骨架 D．DNA分子的两条链是反向平行的，并且游离的磷酸基团位于同一侧 考向02 DNA分子中碱基数量相关计算 1.如图为DNA分子片段结构示意图。下列关于DNA分子的结构与特点的叙述，正确的是（　　） A．1号链序列为3'-TCGA-5' B．图中④为胞嘧啶脱氧核苷酸 C．⑨的形成需要DNA聚合酶催化 D．已知1号链中A+T占48%，则DNA分子中G占24% 2.20世纪50年代初，查哥夫对多种生物DNA做了碱基定量分析，发现（A+T）/（C+G）的比值如下表。结合所学知识，下列结论正确的是（    ） DNA来源 大肠杆菌 小麦 鼠 猪肝 猪胸腺 猪心 （A+T）/（C+G） 1.01 1.21 1.21 1.43 1.43 1.43 A．表中比值越高，该生物的DNA越不容易解旋 B．小麦DNA中（A+T）的数量是鼠DNA中（C+G）数量的1.21倍 C．大肠杆菌DNA单链中（A+T）/（C+G）的值是1/1.01 D．同一个体不同组织的DNA碱基组成是相同的 考向03 基因的结构与功能 1．下列关于基因、DNA和染色体的相关叙述，错误的是（　　） A．DNA的多样性取决于脱氧核苷酸的种类、数量、排列顺序不同 B．一条染色体上含有1个或2个DNA分子 C．碱基特定的排列顺序构成了DNA分子的特异性 D．基因通常是有遗传效应的DNA片段，一个DNA上有若干个基因 2．对小立碗藓的研究显示，一种名为 LAS 的基因有助它形成良好的配子囊。如果该基因失效，则无法产生能繁衍后代的生殖细胞。LAS 基因来源于某种细菌，小立碗藓在进化过程中将该细菌的 LAS 基因纳入到了自身的基因组中。下列叙述错误的是（　　） A．小立碗藓和细菌的基因都是由 4 种脱氧核苷酸组成 B．组成小立碗藓和细菌的基因都分布在染色体上 C．LAS 基因在小立碗藓中也具有遗传效应 D．DNA 上的碱基对数目远多于其上基因的碱基对数目 考点二 DNA的复制及相关计算 知●识●解●构 知识点1 DNA半保留复制的实验证据 1.对DNA分子复制的猜测 （1） 复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分； （2） 复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的； （3）弥散复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是 的 2.实验方法：　 　。 3.实验原理：含15N的双链DNA密度 ，含14N的双链DNA密度 ，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度 。（提醒：15N无放射性） 4.实验假设：　 　。 5.实验预期：离心后应出现3条DNA带 （1）重带（密度最大）：　 　标记的亲代双链DNA。 （2）中带（密度居中）：　 　标记的子代双链DNA。 （3）轻带（密度最小）：　 　标记的子代双链DNA。 6.实验过程： 7.实验结论：DNA的复制是以 进行的。 知识点2 DNA复制 1.概念：以 为模板合成 的过程。 2.发生时期：在真核生物中，这一过程是在 ，随着染色体的复制而完成的。 3.过程： 4.场所：真核生物的 、 和 ；原核生物的 和细胞质。 5.特点： 。 6.方向： 7.意义：DNA通过复制，将 从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的 。 8.DNA分子精确复制的原因： （1）DNA独特的 结构提供精确的模板。 （2） 原则保证复制准确地进行。 9.DNA复制的拓展： （1）DNA的复制需要引物： 不能从头合成DNA，而只能从已存在的DNA链的 延长，因此DNA复制需要 (在细胞中是一段与模板DNA互补配对的短链 ，PCR中的引物是DNA)。 （2）半不连续复制 ①据图可知，连续复制链(前导链)延伸方向与解旋方向 ，不连续复制链(后随链)延伸方向与解旋方向 。 ②后随链合成过程中，先合成的小片段的引物被切除，切除引物留下的空隙由后合成的相邻片段继续延长来补充。各个片段由 酶将其连成一条完整的DNA子链。 ③切除引物后，子链会比母链短一截(如图中连续复制链)，这就是端粒DNA在每次细胞分裂后缩短的原因，可由 延长。 （3）双向复制：绝大多数DNA采取 复制，少数DNA 复制 【归纳总结】区分DNA复制、“剪接”与“水解”中的四种酶 (1)DNA聚合酶：借助母链模板，依据碱基互补配对原则，将单个脱氧核苷酸连接到已有的链上。 (2)DNA连接酶：将多个复制起点所复制出的“DNA片段”“缝合”起来形成磷酸二酯键，即连接“片段”。 (3)限制性内切核酸酶：用于切断DNA双链中主链上的磷酸二酯键。 (4)DNA水解酶：用于将DNA分子水解为脱氧核苷酸。 知识点3“图解法”分析DNA复制相关计算 DNA分子的复制方式为半保留复制，一个DNA分子复制n次，则： 1.DNA分子数： ①子代DNA分子数＝ 个。 ②含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝ 个。（提醒：仅含亲代DNA链的DNA分子数为0） ③不含亲代DNA链的子代DNA分子数＝ 个。 2.脱氧核苷酸链数： ①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝ 条。 ②亲代脱氧核苷酸链数＝ 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： ①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为 个。 ②一个DNA分子复制n次后，得到的DNA分子数为2n个，复制(n－1)次后得到的DNA分子数为2n－1个，第n次复制增加的DNA分子数为2n－2n－1＝2n－1个，需要消耗的该脱氧核苷酸数为 个。 【提醒】DNA复制相关计算的4个易错点 (1)复制次数：注意“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。 (2)碱基数目：注意碱基的数目单位是“对”还是“个”。 (3)复制模板：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。 (4)关键词语：看清是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。 即●时●演●练 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： (1)细胞中DNA复制开始时，DNA双螺旋的解开需要解旋酶的参与，子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端。（ ） (2)DNA复制时将两条链完全解旋后作为模板合成子链。（ ） (3)两条子链合成过程所需引物的数量不同但两条子链的延伸方向与复制叉的推进方向相同。（ ） (4)在细胞分裂前的分裂间期，可发生DNA的复制，DNA复制均在细胞核中。（ ） (5)脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链。（ ） (6)DNA的复制有精确的模板，通常严格遵守碱基互补配对原则。（ ） (7)DNA的复制过程中可能会发生差错，这种差错一定能改变生物的性状。（ ） (8)含有m个腺嘌呤的DNA分子，第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸数为m×(2n－1)个。（ ） 考向01 探究DNA复制的方式 1．早期科学家对 DNA复制方式的预测如图甲所示。科学家以大肠杆菌（30min 复制一代）为材料，进行相关实验，可能出现的结果如图乙所示。下列分析不正确的是（　　） A．若30min后离心现象如试管③所示，则可排除的 DNA复制方式是全保留复制 B．若60min后离心出现试管②的结果，则 DNA复制的方式是半保留复制 C．若60min后用解旋酶处理后再离心，同时出现重带和轻带，则试管中重带与轻带的DNA链数之比为1:3 D．若DNA复制的方式是半保留复制，则复制3次得到的DNA分子中只含14N的DNA占3/4 2.(2025·北京，5)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 考向02 DNA复制的过程 1.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中模板链a端→c端和b端→d端对应的方向分别为5’→3’和3’→5’ D．图2复制泡两侧的子链延伸方向相反，但均沿模板链的5’→3’方向合成 2.DNA 复制时双螺旋会解开并形成复制叉。下图为DNA 复制叉的结构示意图 （仅图示部分结构，不完整），引物是一小段核糖核酸，后随链合成过程中，会形成冈崎片段，它们的合成是不连续的。结合所学知识分析，下列说法正确的是（　　） A．DNA 聚合酶催化游离核苷酸与模板链之间按碱基互补配对形成氢键 B．冈崎片段的形成与DNA 的子链只能从5'端向3'端合成有关 C．冈崎片段由引物酶催化合成，需要被连接起来以保持后随链的完整 D．原核生物的DNA 分子是环状的，复制过程中不会产生冈崎片段 考向03 DNA复制的相关计算 1.已知幽门螺旋杆菌的某基因编码区含有碱基共N个，腺嘌呤a个。下列相关计算，正确的是（    ） A．该编码区的氢键数目为N+a个 B．该编码区转录得到的mRNA中的嘌呤之和为N/4 C．该编码区控制合成的蛋白质中的氨基酸数量一定为N/6个 D．该编码区的第n次复制所需的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量为(N-2a)·2n-2个 2.科学家从距今约10万年的猛犸象化石中提取到一段双链DNA片段。经测定，该DNA片段含有2000个碱基对，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）之和占碱基总数的44%，将该DNA片段放在含15N的培养液中连续复制3次。下列相关叙述错误的是（    ） A．该DNA分子中胸腺嘧啶占碱基总数的28% B．复制3次后，含15N的DNA分子数与含14N的DNA分子数之比为7∶1 C．若该DNA分子一条链缺失一个脱氧核苷酸，则会导致子代50%的DNA分子碱基序列改变 D．复制过程中，需消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸6160个 高●分●破●译 细胞分裂过程中染色体标记情况 1．有丝分裂中核DNA和染色体的标记情况分析 有丝分裂过程中DNA复制一次，细胞分裂一次，如图为连续分裂两次的过程图(以一条染色体为例)。 由图可以看出，第一次有丝分裂形成的两个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条利用原料合成的子链组成；第二次有丝分裂后最终形成的子细胞中含亲代DNA链的染色体条数是0～2n(以体细胞染色体数为2n为例)。 2．减数分裂中核DNA和染色体的标记情况分析 在减数分裂过程中，DNA复制一次，细胞连续分裂两次。如图是一次减数分裂的结果(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只复制一次，所以四个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条利用原料合成的子链组成。 典型例题 1.若将处于G1期（DNA复制前）的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中，培养至第二次分裂中期。下列叙述正确的是（　　） A.每条染色体中的两条染色单体均含3H B.每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3H C.每个DNA分子中均只有一条脱氧核苷酸链含3H D.每条染色单体均只有一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链含3H 2.某果蝇精原细胞中8条染色体上的DNA已全部被15N标记，其中一对同源染色体上有基因A和a，现给此精原细胞提供仅含14N的原料让其连续进行两次分裂，产生四个子细胞，分裂过程中无变异发生。下列有关叙述错误的有（　　） A.若子细胞中均含4条染色体，则一定有一半子细胞含有a基因 B.若子细胞中均含8条染色体，则每个子细胞中均含1个A基因和1个a基因 C.若子细胞中的核DNA均含15N，则每个子细胞均含8条染色体 D.若子细胞中一半的核DNA含15N，则每个子细胞均含8条染色体 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 题组一 情景设定： DNA结构模型 知识溯源：DNA的结构 1.（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.(2024·浙江6月选考)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% 题组二 情景设定： DNA复制过程 知识溯源：DNA复制 3.（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 4.（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 5.（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 6.（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 7.（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 题组三 情景设定：基因位置图谱 知识溯源：基因与染色体的关系 8.（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 题组四 情景设定： 细胞分裂标记 知识溯源：DNA复制与染色体复制关系 9.（2024·浙江·高考真题）某二倍体动物（2n=4）精原细胞DNA中的P均为32P，精原细胞在不含32P的培养液中培养，其中1个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后，产生甲~丁4个细胞。这些细胞的染色体和染色单体情况如下图所示。 不考虑染色体变异的情况下，下列叙述正确的是（    ） A．该精原细胞经历了2次DNA复制和2次着丝粒分裂 B．4个细胞均处于减数第二次分裂前期，且均含有一个染色体组 C．形成细胞乙的过程发生了同源染色体的配对和交叉互换 D．4个细胞完成分裂形成8个细胞，可能有4个细胞不含32P 情境探究·素养拓展 ——深挖素材脉络，规范长句作答 1.如图是一段DNA空间结构和平面结构的示意图，据图回答下列问题：    (1)从图甲中可以看出DNA的结构特点是 。从图乙中可以看出DNA的基本骨架是由______________构成的。 (2)若图甲中某段DNA一条链的序列是5′—CAGTAAG—3′，那么它的互补链的序列是5′—____________—3′。 (3)一个双链均被15N标记的DNA分子，利用含14N的4种脱氧核苷酸为原料连续复制4次，只含14N的DNA分子占总数的 7/8 ，请你作出合理解释： 。 2.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)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__________。图乙中参与DNA复制过程的酶有_____________________________________________等。 (2)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 (3)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___________。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $