2024版高考生物一轮总复习第6单元基因的本质和表达第18课DNA的结构复制和基因的本质（课件+课时质量评价+教师用书）（3份）

(共65张PPT)
第六单元　基因的本质和表达
第18课　DNA的结构、复制和基因的本质
学业质量水平要求
1．通过讨论分析DNA的结构和复制，形成结构与功能观。(生命观念)
2．通过构建DNA双螺旋结构模型，强化模型与建模。(科学思维)
3．通过DNA复制方式的探究，培养实验设计及结果分析的能力。(科学探究)
4．通过构建模型，了解现代遗传学的研究方法，形成科学态度和方法。(社会责任)
层级一
构建必备知识 培养关键能力
01
考点一　DNA的结构及碱基计算
考点二　DNA的复制
考点一　DNA的结构及碱基计算
1．DNA双螺旋结构模型的建立者及DNA的组成
(1)DNA双螺旋结构模型构建者：____和______。
(2)图解DNA双螺旋结构。
沃森
克里克
①DNA由两条脱氧核苷酸链组成，这两条单链按________方式盘旋成双螺旋结构。
②外侧：DNA中的________和____交替连接构成主链基本骨架。
③内侧：两条链上的碱基通过氢键连接成______。碱基互补配对遵循以下原则：______(两个氢键)、 ________(三个氢键)。
反向平行
脱氧核糖
磷酸
碱基对
A＝T
C≡G
2．DNA的结构特点
(1)____性：若DNA含有n个碱基对，则其可能有4n种碱基对排列顺序。
(2)____性：每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。
(3)____性：两条单链磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变，碱基对配对方式不变等。
多样
特异
稳定
1．双链DNA中一条链上的磷酸和脱氧核糖是通过氢键连接的。 ( )
2．分子大小相同，碱基含量相同的DNA所携带的遗传信息一定相同。 ( )
3．双链DNA同时含有2个游离的磷酸基团，其中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数。 ( )
4．DNA一条链上的相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连。 ( )
×
√
√
×
【教材细节命题】
(必修2 P50正文拓展)RNA的基本骨架、细胞膜的基本骨架、细胞骨架分别是___________________________________________________________________________________。
由核糖和磷酸交替连接构成的核糖核苷酸链；磷脂双分子层；由蛋白质纤维组成的网架结构
1．DNA的结构
(1)DNA的双螺旋结构中各组分之间的关系。
(2)利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA的结构。
2．DNA分子中碱基数量的计算规律
(1)若已知A1/单链＝b%，因为双链碱基数是单链的2倍，所以A1/双链＝b%/2。DNA单链中某一碱基所占比例是其在双链中所占比例的2倍。
(2)若已知A/双链＝c%，A1/单链的比例无法确定，但可求出A1/单链的最大值为2c%，最小值为0(当一条单链中有A，另一条单链中无A时，可取最值)。
1
2
3
4
考向1| 考查DNA的结构及特点
1．(2022·浙江6月选考)某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了足够的相关材料，下列叙述正确的是(　　)
A．在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基
B．制作模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连
C．制成的模型中，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和
D．制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧
1
2
3
4
C　解析：在制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基，A错误；鸟嘌呤和胞嘧啶之间由3个氢键连接，B错误；DNA的两条链之间遵循碱基互补配对原则，即A＝T、C＝G，故在制作的模型中A＋C＝G＋T，C正确；DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧，D错误。
1
2
3
4
2．判断下列关于DNA分子结构的说法错误的是(　　)
A．①和②相间排列，构成DNA分子的基本骨架
B．所有的DNA分子中都有游离的磷酸基团
C．同一条链上碱基⑤⑥之间通过“—脱
氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连
D．图中④不能表示胞嘧啶脱氧核苷酸
1
2
3
4
B　解析：①磷酸基团和②脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架，A正确；细胞质中环状的DNA分子如质粒，无游离的磷酸基团，B错误；DNA分子一条链上相邻的两个碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连，C正确；④中的①磷酸基团属于另一个核苷酸，故图中④不能表示胞嘧啶脱氧核苷酸，D正确。
【方法规律】DNA结构的两个热点考向
(1)相邻的碱基在DNA分子的一条单链中通过磷酸二酯键按“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”顺序相连接，在DNA的双链之间通过氢键相连接。
(2)不是所有的脱氧核糖都连接着两个磷酸基团，两条链各有一个3′端的脱氧核糖连接着一个磷酸基团；DNA链的方向是从磷酸基团到脱氧核糖，两条链反向平行，故一个DNA中有2个游离的磷酸基团。
1
2
3
4
考向2| 考查DNA结构的相关计算
3．(2021·北京卷)酵母菌的DNA中碱基A约占32%，关于酵母菌核酸的叙述错误的是(　　)
A．DNA复制后A约占32%
B．DNA中C约占18%
C．DNA中(A＋G)/(T＋C)＝1
D．RNA中U约占32%
1
2
3
4
D　解析：DNA复制为半保留复制，复制时遵循A－T、G－C的配对原则，则DNA复制后A约占32%，A正确；酵母菌的DNA中碱基A约占32%，则A＝T＝32%，G＝C＝(1－2×32%)/2＝18%，B正确；DNA碱基之间遵循碱基互补配对原则，即A＝T、G＝C，则(A＋G)/(T＋C)＝1，C正确；由于RNA为单链结构，且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来，故RNA中U不一定占32%，D错误。
1
2
3
4
4．DNA分子的两条链通过碱基对之间的氢键相互连接。其中A—T之间有2个氢键、C—G之间有3个氢键。氢键数目越多，DNA分子越稳定。下列相关叙述正确的是(　　)
A．核苷酸数目相同的2个DNA分子，其氢键数目一定相同
B．某双链DNA分子的一条链中A占30%，另一条链中A占28%，则该DNA分子中A—T之间的氢键数目要多于C—G之间的氢键数目
C．长度相同的双链DNA分子，由于(A＋C)/(G＋T)的值不同，它们的稳定性也不同
D．亲代DNA经过准确复制得到两个子代DNA，则亲子代DNA之间的(A＋T)/(G＋C)的值相同，稳定性也相同
1
2
3
4
D　解析：A—T之间有2个氢键、C—G之间有3个氢键，因此核苷酸数目相同的2个DNA分子，其氢键数目不一定相同，A错误；某双链DNA分子的一条链中A占30%，则另一条链中T占30%，另一条链中A占28%，则整个DNA分子中A＋T的比例为30%＋28%＝58%，C＋G的比例为1－58%＝42%，由于A—T之间有2个氢键、C—G之间有3个氢键，因此该DNA分子中A—T之间的氢键数目(碱基对数×58%×2)要少于C—G之间的氢键数目(碱基对数×42%×3)，B错误；由于A＝T，C＝G，则A＋C＝G＋T，不同的双链DNA分子，(A＋C)/(G＋T)比值相等，都等于1，C错误；亲代DNA和经过准确复制得到的两个子代DNA碱基序列都相同，因此亲子代DNA之间的(A＋T)/(G＋C)比值相同，稳定性也相同，D正确。
【技法总结】解答有关碱基计算题的“三步曲”
考点二　DNA的复制
1．DNA半保留复制的实验证据
(1)方式推测：DNA分子复制方式为__________。
(2)实验证据。
①实验方法：__________技术和离心技术。
②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。
半保留复制
同位素标记
③实验过程。
④过程分析。
Ⅰ．立即取出，提取DNA→离心→________。
Ⅱ．繁殖一代后取出，提取DNA→离心→________。
Ⅲ．繁殖两代后取出，提取DNA→离心→1/2轻带、1/2中带。
⑤实验结论：__________________________________。
全部重带
全部中带
DNA的复制是以半保留的方式进行的
2．DNA的复制
(1)
间期
减数分裂Ⅰ
细胞核
(2)过程。
解旋
脱氧核苷酸
DNA聚合酶
碱基互补配对
(3)特点：边_____边复制、________复制。
(4)准确复制的原因和意义。
①DNA独特的________结构，为复制提供了精确的模板，通过____________，保证了复制能准确地进行。
②DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给了子代细胞，保持了遗传信息的________。
解旋
半保留
双螺旋
碱基互补配对
连续性
3．染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
一个
或两个
有遗传
效应
许多个基因
脱氧核苷酸的
排列顺序
1．蛋白质和DNA在体内合成时均需要模板、能量和酶。 ( )
2．用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，注入真核细胞，可用于研究DNA复制的场所。 ( )
3．DNA复制时，严格遵循碱基互补配对原则。 ( )
4．DNA复制是边解旋边复制的。 ( )
√
√
√
√
1．图解法分析DNA复制的相关计算
(1)将含有15N的DNA放在含有14N的培养液中连续复制n次，则：
①子代DNA共有2n个
②脱氧核苷酸链共有2n+1条
(2)DNA复制过程中消耗的脱氧核苷酸数。
①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·(2n－1)。
②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·2n-1个。
2．DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题
(1)有丝分裂中染色体标记情况。
①过程图解(一般只研究一条染色体)。
复制一次(母链标记，培养液不含标记同位素)：
转至不含标记同位素的培养液中再培养一个细胞周期：
②规律总结：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。
(2)减数分裂中染色体标记情况分析。
①过程图解：减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象，如下图：
②规律总结：由于减数分裂没有细胞周期，DNA只复制一次，因此产生的子染色体都带有标记。
(3)利用模型分析子细胞中染色体标记情况。
模型
解读 一个细胞连续分裂两次，最后形成的4个子细胞有三种情况：第一种情况是4个细胞都是 ；第二种情况是2个细胞是 ，1个细胞是 ，1个细胞是 ；第三种情况是2个细胞是 ，另外2个细胞是
3．基因与遗传信息的关系
(1)基因是有遗传效应的DNA片段，是针对遗传物质为DNA的生物来讲的，对于少数RNA病毒，基因则是有遗传效应的RNA片段，其遗传信息则为核糖核苷酸的排列顺序。
(2)基因是核酸分子的功能片段。基因控制生物性状，是一个有机的化学实体，同时是控制生物性状的功能单位。但是基因与性状的关系并不是一对一的，即我们常说的“一因一效”，另外还有“一因多效”及“多因一效”。
(3)基因与染色体的关系：基因在染色体上呈线性排列。一条染色体上含有多个基因。
(4)有性别之分的生物，如果蝇体细胞中有8条染色体，其基因组需要测定的染色体为5条，即3条常染色体和2条性染色体；无性别之分的生物，如水稻体细胞中有24条染色体，其基因组需要测定的染色体则为12条。
1
3
5
2
4
考向1| DNA的复制过程
1．科学家在研究DNA分子的复制方式时，进行了如图所示的实验(实验①②中培养多代，实验③④中各培养一代)。下列叙述错误的是(　　)
1
3
5
2
4
A．若DNA复制为全保留复制，则结果C、D中应均为一半重链DNA和一半轻链DNA
B．DNA复制过程中需要的原料、酶分别为脱氧核苷酸、解旋酶和DNA聚合酶
C．用15N标记的DNA作为模板，让其在含14N的培养基中复制三次，第三次复制后50%的DNA分子一条链含15N一条链含14N，50%的分子只含14N
D．DNA复制过程中遵循碱基互补配对原则，但可能发生配对差错
1
3
5
2
4
C　解析：分析实验③④可知，若DNA复制为全保留复制，则结果C中为一半14N/14N -DNA(亲代DNA)和一半15N/15N-DNA(子代DNA)，结果D中为一半15N/15N-DNA(亲代DNA)和一半 14N/14N-DNA(子代DNA)，A正确；DNA复制过程中需要的原料为脱氧核苷酸，酶为解旋酶和DNA聚合酶，B正确；用15N标记的DNA作为模板，让其在含14N的培养基中复制三次，根据DNA的半保留复制特点，以一个亲代DNA分子为例，第三次复制后得到8个DNA分子，其中有2个15N/14N-DNA分子(占25%)，6个14N/14N-DNA分子(占75%)，C错误；DNA复制过程中遵循碱基互补配对原则，由于DNA复制时双链解开，容易发生碱基配对差错，D正确。
2
1
3
4
5
2．真核细胞某生理过程如图所示，下列叙述正确的是(　　)
A．酶1可使磷酸二酯键断裂，酶2可催化磷酸二酯键的形成
B．a链和b链的方向相反，a链与c链的碱基序列互补配对
C．该图表示DNA半保留复制过程，
遗传信息传递方向是DNA→RNA
D．c链和d链中G＋C所占比例相等，
该比例越大，DNA 热稳定性越高
2
1
3
4
5
D　解析：酶1是解旋酶，作用是使氢键断裂，A错误；a链和c链均与b链的碱基互补配对，因此a链与c链的碱基序列相同，B错误；DNA复制过程中遗传信息的传递方向是DNA→DNA，C错误；c链和d链中的碱基是互补配对的，因此c链和d链中G＋C所占比例相等，A与T之间以两个氢键连接，G与C之间以三个氢键连接，故G＋C所占比例越大，DNA分子的热稳定性越高，D正确。
3
1
2
4
5
考向2| DNA复制的相关计算
3．(2021·海南卷)已知5-溴尿嘧啶(BU)可与碱基A或G配对。大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A—T转变为A—BU，要使该位点由A—BU转变为G—C，则该位点所在的DNA至少需要复制的次数是(　　)
A．1　　B．2　　C．3　　D．4
B　解析：根据题意可知，5-溴尿嘧啶可以与A配对，也可以与G配对，由于大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A—T转变为A—BU，所以复制一次会得到G—BU，复制第2次时会得到有G—C，所以至少需要经过2次复制后，才能实现该位点由A—BU转变为G—C，B正确。
4
1
2
3
5
4．某个被15N标记的T2噬菌体(第一代)侵染未被标记的大肠杆菌后，共释放出n个子代噬菌体，整个过程中共消耗a个腺嘌呤。下列叙述正确的是(　　)
A．子代噬菌体中含15N的个体所占比例为1/(2n-1)
B．可用含15N的培养基直接培养出第一代噬菌体
C．噬菌体DNA复制过程需要的模板、酶、ATP和原料都来自大肠杆菌
D．第一代噬菌体的DNA中含有a/(n－1)个胸腺嘧啶
D　解析：用15N标记1个T2噬菌体的DNA，让该T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌后，释放出的n个子代噬菌体中，有2个被15N标记，因此子代噬菌体中含15N的个体所占的比例为2/n，A错误；噬菌体为病毒，不能用培养基直接培养噬菌体，B错误；T2噬菌体侵染大肠杆菌时，只将DNA注入大肠杆菌体内，噬菌体DNA复制过程所需的模板为噬菌体的DNA，所需的酶、ATP和原料都来自大肠杆菌，C错误；1个T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌后，其释放n个子代噬菌体，消耗a个腺嘌呤，则每个DNA分子中腺嘌呤的个数为a/(n－1)，由于噬菌体的遗传物质为DNA，根据碱基互补配对原则，一个双链DNA分子中的腺嘌呤数目与胸腺嘧啶数目相等，故第一代噬菌体的DNA中含有a/(n－1)个胸腺嘧啶，D正确。
4
1
2
3
5
【易错提醒】DNA复制解题时的四点“警示”
(1)“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，但后者只包括第n次的复制。
(2)看清碱基的单位是“对”还是“个”。
(3)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)看清试题中问的是“DNA分子数”还是“链数”，是“含”还是“只含”等关键词，以免掉进陷阱。
2
4
5
1
3
考向3| 基因与染色体的关系
5．下图为果蝇X染色体的部分基因，下列对此X染色体的叙述，错误的是(　　)
A．基因在染色体上呈线性排列
B．l、w、f和m为非等位基因
C．说明了各基因在染色体上的绝对位置
D．雄性X染色体上的基因来自其雌性亲本
2
4
5
1
3
C　解析：基因位于染色体上，且呈线性排列，A正确；等位基因是位于同源染色体上同一位置上控制相对性状的基因，而l、w、f和m在同一条染色体的不同位置，为非等位基因，B正确；题图说明了基因在染色体上的相对位置，C错误；雄性果蝇的X染色体来自其雌性亲本，因此雄性X染色体上的基因来自其雌性亲本，D正确。
层级二
凝练学科素养 探析高考命题
02
【命题动态】 利用论文或学科经典研究文献中的情境考查DNA的结构、DNA的半保留复制实验的过程及分析；结合有丝分裂、减数分裂的过程，利用同位素标记技术考查DNA的复制与细胞分裂相关知识的综合考查是高考命题的热点。该部分内容可以选择题、非选择题形式出现，难度中档。
1．(2022·海南卷)科学家曾提出DNA复制方式的三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制(图1)。对此假说，科学家以大肠杆菌为实验材料，进行了如下实验(图2)。
下列有关叙述正确的是(　　)
A．第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，说明DNA复制方式一定是半保留复制
B．第二代细菌DNA离心后，试管中出现 1条中带和1条轻带，说明DNA复制方式一定是全保留复制
C．结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果，说明DNA复制方式一定是分散复制
D．若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带
[思维培养]
D　解析：第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，则可以排除全保留复制，但不能肯定是半保留复制或分散复制，继续做子二代DNA密度鉴定，若子二代可以分出1条中带和1条轻带，则可以排除分散复制，同时肯定是半保留复制，A、B、C错误；若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，形成的子代DNA两条链均为14N，或一条链含有14N一条链含有15N两种类型，因此细菌DNA离心后试管中只会出现1条中带和1条轻带，D正确。
2．(2021·广东卷)DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是(　　)
①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验
②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱
③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等
④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
B　解析：赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了DNA是遗传物质，与构建DNA双螺旋结构模型无关，①不符合题意；沃森和克里克根据富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱，推算出DNA呈螺旋结构，②符合题意；查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等，沃森和克里克据此推出碱基的配对方式，③符合题意；沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制，是在DNA双螺旋结构模型之后提出的，④不符合题意。
1．(生活、学习和实践情境)图1是某DNA片段测序结构图，其碱基序列为TCGCTATTCC。图2是另一DNA片段的碱基序列，则图2所示的另一DNA片段的碱基序列应该是(　　)
A．CCAGTGCGCC
B．TGCGTATTGG
C．TCGCTATTCC
D．GGACTCGCGG
D　解析：图1是某DNA片段测序结构图，其碱基序列为TCGCTATTCC，说明从左边数，第一列的碱基是A，第二列的碱基是G，第三列的碱基是C，第四列的碱基是T。因此，图2所示的另一DNA片段的碱基序列为GGACTCGCGG 。
2．(科学实验和探究情境)研究人员将1个含14N-DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA解开双螺旋，变成单链；然后进行密度梯度离心，试管中出现两种条带(如图)。下列说法正确的是(　　)
A．由结果可推知该大肠杆菌的细胞周期大约为6 h
B．根据条带的数目和位置可以确定DNA的复制方式
C．解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的磷酸二酯键
D．若直接将子代DNA进行密度梯度离心也能得到两条条带
D　解析：由于14N单链∶15N单链＝1∶7，说明DNA复制了3次，因此可推知该细菌繁殖一次的时间大约为24÷3＝8(h)，A错误；由于DNA经过热变性后解开了双螺旋变成单链，所以根据条带的数目和位置只能判断DNA单链的标记情况，无法判断DNA的复制方式，B错误；解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的氢键，C错误；经上述分析可知，DNA复制3次，有2个DNA分子含有 15N和14N，为中带，有6个DNA分子只含15N，为重带，所以直接将子代DNA进行密度梯度离心也可以得到两条条带，D正确。第18课　DNA的结构、复制和基因的本质
学业质量水平要求
1．通过讨论分析DNA的结构和复制，形成结构与功能观。(生命观念)
2．通过构建DNA双螺旋结构模型，强化模型与建模。(科学思维)
3．通过DNA复制方式的探究，培养实验设计及结果分析的能力。(科学探究)
4．通过构建模型，了解现代遗传学的研究方法，形成科学态度和方法。(社会责任)
考点一　DNA的结构及碱基计算
1．DNA双螺旋结构模型的建立者及DNA的组成
(1)DNA双螺旋结构模型构建者：沃森和克里克。
(2)图解DNA双螺旋结构。
①DNA由两条脱氧核苷酸链组成，这两条单链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
②外侧：DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接构成主链基本骨架。
③内侧：两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。碱基互补配对遵循以下原则：A＝T(两个氢键)、C≡G(三个氢键)。
2．DNA的结构特点
(1)多样性：若DNA含有n个碱基对，则其可能有4n种碱基对排列顺序。
(2)特异性：每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。
(3)稳定性：两条单链磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变，碱基对配对方式不变等。
1．双链DNA中一条链上的磷酸和脱氧核糖是通过氢键连接的。 (×)
2．分子大小相同，碱基含量相同的DNA所携带的遗传信息一定相同。 (×)
3．双链DNA同时含有2个游离的磷酸基团，其中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数。
(√)
4．DNA一条链上的相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连。
(√)
【教材细节命题】
(必修2 P50正文拓展)RNA的基本骨架、细胞膜的基本骨架、细胞骨架分别是由核糖和磷酸交替连接构成的核糖核苷酸链；磷脂双分子层；由蛋白质纤维组成的网架结构。
1．DNA的结构
(1)DNA的双螺旋结构中各组分之间的关系。
(2)利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA的结构。
2．DNA分子中碱基数量的计算规律
(1)若已知A1/单链＝b%，因为双链碱基数是单链的2倍，所以A1/双链＝b%/2。DNA单链中某一碱基所占比例是其在双链中所占比例的2倍。
(2)若已知A/双链＝c%，A1/单链的比例无法确定，但可求出A1/单链的最大值为2c%，最小值为0(当一条单链中有A，另一条单链中无A时，可取最值)。
考向1|考查DNA的结构及特点
1．(2022·浙江6月选考)某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了足够的相关材料，下列叙述正确的是(　　)
A．在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基
B．制作模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连
C．制成的模型中，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和
D．制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧
C　解析：在制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基，A错误；鸟嘌呤和胞嘧啶之间由3个氢键连接，B错误；DNA的两条链之间遵循碱基互补配对原则，即A＝T、C＝G，故在制作的模型中A＋C＝G＋T，C正确；DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧，D错误。
2．判断下列关于DNA分子结构的说法错误的是(　　)
A．①和②相间排列，构成DNA分子的基本骨架
B．所有的DNA分子中都有游离的磷酸基团
C．同一条链上碱基⑤⑥之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连
D．图中④不能表示胞嘧啶脱氧核苷酸
B　解析：①磷酸基团和②脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架，A正确；细胞质中环状的DNA分子如质粒，无游离的磷酸基团，B错误；DNA分子一条链上相邻的两个碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连，C正确；④中的①磷酸基团属于另一个核苷酸，故图中④不能表示胞嘧啶脱氧核苷酸，D正确。
【方法规律】DNA结构的两个热点考向
(1)相邻的碱基在DNA分子的一条单链中通过磷酸二酯键按“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”顺序相连接，在DNA的双链之间通过氢键相连接。
(2)不是所有的脱氧核糖都连接着两个磷酸基团，两条链各有一个3′端的脱氧核糖连接着一个磷酸基团；DNA链的方向是从磷酸基团到脱氧核糖，两条链反向平行，故一个DNA中有2个游离的磷酸基团。
考向2|考查DNA结构的相关计算
3．(2021·北京卷)酵母菌的DNA中碱基A约占32%，关于酵母菌核酸的叙述错误的是(　　)
A．DNA复制后A约占32%
B．DNA中C约占18%
C．DNA中(A＋G)/(T＋C)＝1
D．RNA中U约占32%
D　解析：DNA复制为半保留复制，复制时遵循A－T、G－C的配对原则，则DNA复制后A约占32%，A正确；酵母菌的DNA中碱基A约占32%，则A＝T＝32%，G＝C＝(1－2×32%)/2＝18%，B正确；DNA碱基之间遵循碱基互补配对原则，即A＝T、G＝C，则(A＋G)/(T＋C)＝1，C正确；由于RNA为单链结构，且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来，故RNA中U不一定占32%，D错误。
4．DNA分子的两条链通过碱基对之间的氢键相互连接。其中A—T之间有2个氢键、C—G之间有3个氢键。氢键数目越多，DNA分子越稳定。下列相关叙述正确的是(　　)
A．核苷酸数目相同的2个DNA分子，其氢键数目一定相同
B．某双链DNA分子的一条链中A占30%，另一条链中A占28%，则该DNA分子中A—T之间的氢键数目要多于C—G之间的氢键数目
C．长度相同的双链DNA分子，由于(A＋C)/(G＋T)的值不同，它们的稳定性也不同
D．亲代DNA经过准确复制得到两个子代DNA，则亲子代DNA之间的(A＋T)/(G＋C)的值相同，稳定性也相同
D　解析：A—T之间有2个氢键、C—G之间有3个氢键，因此核苷酸数目相同的2个DNA分子，其氢键数目不一定相同，A错误；某双链DNA分子的一条链中A占30%，则另一条链中T占30%，另一条链中A占28%，则整个DNA分子中A＋T的比例为30%＋28%＝58%，C＋G的比例为1－58%＝42%，由于A—T之间有2个氢键、C—G之间有3个氢键，因此该DNA分子中A—T之间的氢键数目(碱基对数×58%×2)要少于C—G之间的氢键数目(碱基对数×42%×3)，B错误；由于A＝T，C＝G，则A＋C＝G＋T，不同的双链DNA分子，(A＋C)/(G＋T)比值相等，都等于1，C错误；亲代DNA和经过准确复制得到的两个子代DNA碱基序列都相同，因此亲子代DNA之间的(A＋T)/(G＋C)比值相同，稳定性也相同，D正确。
【技法总结】解答有关碱基计算题的“三步曲”
考点二　DNA的复制
1．DNA半保留复制的实验证据
(1)方式推测：DNA分子复制方式为半保留复制。
(2)实验证据。
①实验方法：同位素标记技术和离心技术。
②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。
③实验过程。
④过程分析。
Ⅰ．立即取出，提取DNA→离心→全部重带。
Ⅱ．繁殖一代后取出，提取DNA→离心→全部中带。
Ⅲ．繁殖两代后取出，提取DNA→离心→1/2轻带、1/2中带。
⑤实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。
2．DNA的复制
(1)
(2)过程。
(3)特点：边解旋边复制、半保留复制。
(4)准确复制的原因和意义。
①DNA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，保证了复制能准确地进行。
②DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给了子代细胞，保持了遗传信息的连续性。
3．染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
1．蛋白质和DNA在体内合成时均需要模板、能量和酶。 (√)
2．用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，注入真核细胞，可用于研究DNA复制的场所。 (√)
3．DNA复制时，严格遵循碱基互补配对原则。 (√)
4．DNA复制是边解旋边复制的。 (√)
1．图解法分析DNA复制的相关计算
(1)将含有15N的DNA放在含有14N的培养液中连续复制n次，则：
①子代DNA共有2n个
②脱氧核苷酸链共有2n+1条
(2)DNA复制过程中消耗的脱氧核苷酸数。
①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·(2n－1)。
②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·2n-1个。
2．DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题
(1)有丝分裂中染色体标记情况。
①过程图解(一般只研究一条染色体)。
复制一次(母链标记，培养液不含标记同位素)：
转至不含标记同位素的培养液中再培养一个细胞周期：
②规律总结：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。
(2)减数分裂中染色体标记情况分析。
①过程图解：减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象，如下图：
②规律总结：由于减数分裂没有细胞周期，DNA只复制一次，因此产生的子染色体都带有标记。
(3)利用模型分析子细胞中染色体标记情况。
模型
解读 一个细胞连续分裂两次，最后形成的4个子细胞有三种情况：第一种情况是4个细胞都是；第二种情况是2个细胞是，1个细胞是，1个细胞是；第三种情况是2个细胞是，另外2个细胞是
3．基因与遗传信息的关系
(1)基因是有遗传效应的DNA片段，是针对遗传物质为DNA的生物来讲的，对于少数RNA病毒，基因则是有遗传效应的RNA片段，其遗传信息则为核糖核苷酸的排列顺序。
(2)基因是核酸分子的功能片段。基因控制生物性状，是一个有机的化学实体，同时是控制生物性状的功能单位。但是基因与性状的关系并不是一对一的，即我们常说的“一因一效”，另外还有“一因多效”及“多因一效”。
(3)基因与染色体的关系：基因在染色体上呈线性排列。一条染色体上含有多个基因。
(4)有性别之分的生物，如果蝇体细胞中有8条染色体，其基因组需要测定的染色体为5条，即3条常染色体和2条性染色体；无性别之分的生物，如水稻体细胞中有24条染色体，其基因组需要测定的染色体则为12条。
考向1|DNA的复制过程
1．科学家在研究DNA分子的复制方式时，进行了如图所示的实验(实验①②中培养多代，实验③④中各培养一代)。下列叙述错误的是(　　)
A．若DNA复制为全保留复制，则结果C、D中应均为一半重链DNA和一半轻链DNA
B．DNA复制过程中需要的原料、酶分别为脱氧核苷酸、解旋酶和DNA聚合酶
C．用15N标记的DNA作为模板，让其在含14N的培养基中复制三次，第三次复制后50%的DNA分子一条链含15N一条链含14N，50%的分子只含14N
D．DNA复制过程中遵循碱基互补配对原则，但可能发生配对差错
C　解析：分析实验③④可知，若DNA复制为全保留复制，则结果C中为一半14N/14N -DNA(亲代DNA)和一半15N/15N-DNA(子代DNA)，结果D中为一半15N/15N-DNA(亲代DNA)和一半 14N/14N-DNA(子代DNA)，A正确；DNA复制过程中需要的原料为脱氧核苷酸，酶为解旋酶和DNA聚合酶，B正确；用15N标记的DNA作为模板，让其在含14N的培养基中复制三次，根据DNA的半保留复制特点，以一个亲代DNA分子为例，第三次复制后得到8个DNA分子，其中有2个15N/14N-DNA分子(占25%)，6个14N/14N-DNA分子(占75%)，C错误；DNA复制过程中遵循碱基互补配对原则，由于DNA复制时双链解开，容易发生碱基配对差错，D正确。
2．真核细胞某生理过程如图所示，下列叙述正确的是(　　)
A．酶1可使磷酸二酯键断裂，酶2可催化磷酸二酯键的形成
B．a链和b链的方向相反，a链与c链的碱基序列互补配对
C．该图表示DNA半保留复制过程，遗传信息传递方向是DNA→RNA
D．c链和d链中G＋C所占比例相等，该比例越大，DNA 热稳定性越高
D　解析：酶1是解旋酶，作用是使氢键断裂，A错误；a链和c链均与b链的碱基互补配对，因此a链与c链的碱基序列相同，B错误；DNA复制过程中遗传信息的传递方向是DNA→DNA，C错误；c链和d链中的碱基是互补配对的，因此c链和d链中G＋C所占比例相等，A与T之间以两个氢键连接，G与C之间以三个氢键连接，故G＋C所占比例越大，DNA分子的热稳定性越高，D正确。
考向2|DNA复制的相关计算
3．(2021·海南卷)已知5-溴尿嘧啶(BU)可与碱基A或G配对。大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A—T转变为A—BU，要使该位点由A—BU转变为G—C，则该位点所在的DNA至少需要复制的次数是(　　)
A．1 B．2
C．3 D．4
B　解析：根据题意可知，5-溴尿嘧啶可以与A配对，也可以与G配对，由于大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A—T转变为A—BU，所以复制一次会得到G—BU，复制第2次时会得到有G—C，所以至少需要经过2次复制后，才能实现该位点由A—BU转变为G—C，B正确。
4．某个被15N标记的T2噬菌体(第一代)侵染未被标记的大肠杆菌后，共释放出n个子代噬菌体，整个过程中共消耗a个腺嘌呤。下列叙述正确的是(　　)
A．子代噬菌体中含15N的个体所占比例为1/(2n-1)
B．可用含15N的培养基直接培养出第一代噬菌体
C．噬菌体DNA复制过程需要的模板、酶、ATP和原料都来自大肠杆菌
D．第一代噬菌体的DNA中含有a/(n－1)个胸腺嘧啶
D　解析：用15N标记1个T2噬菌体的DNA，让该T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌后，释放出的n个子代噬菌体中，有2个被15N标记，因此子代噬菌体中含15N的个体所占的比例为2/n，A错误；噬菌体为病毒，不能用培养基直接培养噬菌体，B错误；T2噬菌体侵染大肠杆菌时，只将DNA注入大肠杆菌体内，噬菌体DNA复制过程所需的模板为噬菌体的DNA，所需的酶、ATP和原料都来自大肠杆菌，C错误；1个T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌后，其释放n个子代噬菌体，消耗a个腺嘌呤，则每个DNA分子中腺嘌呤的个数为a/(n－1)，由于噬菌体的遗传物质为DNA，根据碱基互补配对原则，一个双链DNA分子中的腺嘌呤数目与胸腺嘧啶数目相等，故第一代噬菌体的DNA中含有a/(n－1)个胸腺嘧啶，D正确。
【易错提醒】DNA复制解题时的四点“警示”
(1)“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，但后者只包括第n次的复制。
(2)看清碱基的单位是“对”还是“个”。
(3)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)看清试题中问的是“DNA分子数”还是“链数”，是“含”还是“只含”等关键词，以免掉进陷阱。
考向3|基因与染色体的关系
5．下图为果蝇X染色体的部分基因，下列对此X染色体的叙述，错误的是(　　)
A．基因在染色体上呈线性排列
B．l、w、f和m为非等位基因
C．说明了各基因在染色体上的绝对位置
D．雄性X染色体上的基因来自其雌性亲本
C　解析：基因位于染色体上，且呈线性排列，A正确；等位基因是位于同源染色体上同一位置上控制相对性状的基因，而l、w、f和m在同一条染色体的不同位置，为非等位基因，B正确；题图说明了基因在染色体上的相对位置，C错误；雄性果蝇的X染色体来自其雌性亲本，因此雄性X染色体上的基因来自其雌性亲本，D正确。
【命题动态】 利用论文或学科经典研究文献中的情境考查DNA的结构、DNA的半保留复制实验的过程及分析；结合有丝分裂、减数分裂的过程，利用同位素标记技术考查DNA的复制与细胞分裂相关知识的综合考查是高考命题的热点。该部分内容可以选择题、非选择题形式出现，难度中档。
1．(2022·海南卷)科学家曾提出DNA复制方式的三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制(图1)。对此假说，科学家以大肠杆菌为实验材料，进行了如下实验(图2)。
下列有关叙述正确的是(　　)
A．第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，说明DNA复制方式一定是半保留复制
B．第二代细菌DNA离心后，试管中出现 1条中带和1条轻带，说明DNA复制方式一定是全保留复制
C．结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果，说明DNA复制方式一定是分散复制
D．若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带
[思维培养]
D　解析：第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，则可以排除全保留复制，但不能肯定是半保留复制或分散复制，继续做子二代DNA密度鉴定，若子二代可以分出1条中带和1条轻带，则可以排除分散复制，同时肯定是半保留复制，A、B、C错误；若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，形成的子代DNA两条链均为14N，或一条链含有14N一条链含有15N两种类型，因此细菌DNA离心后试管中只会出现1条中带和1条轻带，D正确。
2．(2021·广东卷)DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是(　　)
①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验
②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱
③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等
④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
B　解析：赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了DNA是遗传物质，与构建DNA双螺旋结构模型无关，①不符合题意；沃森和克里克根据富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱，推算出DNA呈螺旋结构，②符合题意；查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等，沃森和克里克据此推出碱基的配对方式，③符合题意；沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制，是在DNA双螺旋结构模型之后提出的，④不符合题意。
1．(生活、学习和实践情境)图1是某DNA片段测序结构图，其碱基序列为TCGCTATTCC。图2是另一DNA片段的碱基序列，则图2所示的另一DNA片段的碱基序列应该是(　　)
A．CCAGTGCGCC B．TGCGTATTGG
C．TCGCTATTCC D．GGACTCGCGG
D　解析：图1是某DNA片段测序结构图，其碱基序列为TCGCTATTCC，说明从左边数，第一列的碱基是A，第二列的碱基是G，第三列的碱基是C，第四列的碱基是T。因此，图2所示的另一DNA片段的碱基序列为GGACTCGCGG。
2．(科学实验和探究情境)研究人员将1个含14N-DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA解开双螺旋，变成单链；然后进行密度梯度离心，试管中出现两种条带(如图)。下列说法正确的是(　　)
A．由结果可推知该大肠杆菌的细胞周期大约为6 h
B．根据条带的数目和位置可以确定DNA的复制方式
C．解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的磷酸二酯键
D．若直接将子代DNA进行密度梯度离心也能得到两条条带
D　解析：由于14N单链∶15N单链＝1∶7，说明DNA复制了3次，因此可推知该细菌繁殖一次的时间大约为24÷3＝8(h)，A错误；由于DNA经过热变性后解开了双螺旋变成单链，所以根据条带的数目和位置只能判断DNA单链的标记情况，无法判断DNA的复制方式，B错误；解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的氢键，C错误；经上述分析可知，DNA复制3次，有2个DNA分子含有 15N和14N，为中带，有6个DNA分子只含15N，为重带，所以直接将子代DNA进行密度梯度离心也可以得到两条条带，D正确。
课时质量评价(十八)
(建议用时：40分钟)
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1．(2021·辽宁卷)下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是(　　)
A．子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端
B．子链的合成过程不需要引物参与
C．DNA每条链的5′端是羟基末端
D．DNA聚合酶的作用是打开DNA双链
A　解析：子链延伸时由5′端向3′端延伸合成，故游离的脱氧核苷酸添加到3′端，A正确；子链的合成过程需要引物参与，B错误；DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是羟基末端，C错误；解旋酶的作用是打开DNA双链，D错误。
2．(2023·福建福州期中)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值的叙述，正确的是(　　)
A．碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同
B．前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高
C．当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链
D．经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1
D　解析：在双链DNA中A＝T，C＝G，故(A＋C)/(G＋T)为恒值1，A错误。A和T之间含2个氢键，C和G之间含3个氢键，故(A＋T)/(G＋C)中，(G＋C)数目越多，氢键数越多，双链DNA分子的稳定性越高，B错误。(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值相等，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C错误。经半保留复制得到的DNA分子是双链DNA，(A＋C)/(G＋T)＝1，D正确。
3．研究发现，细胞内DNA复制的最初原料是dNTP(脱氧核苷三磷酸，包括dATP、dGTP、dCTP和dTTP)，dNTP除了作为DNA复制的原料之外，还可以作为DNA复制过程中部分能量的来源。下列关于DNA结构和复制的叙述错误的是(　　)
A．DNA双螺旋结构模型认为碱基通过氢键连接形成碱基对排在内侧
B．双链DNA每条链上相邻碱基之间都含有两个脱氧核糖和一个磷酸
C．在DNA复制过程中所需要的能量并不是都由腺苷三磷酸直接提供
D．DNA复制过程中所需的核糖核苷酸分别含有A、G、C、T四种碱基
D　解析：DNA双螺旋结构模型认为碱基通过氢键连接形成碱基对排在内侧，磷酸和脱氧核糖交替排列在外侧，A正确；双链DNA每条链上相邻碱基之间都含有两个脱氧核糖和一个磷酸，B正确；在DNA复制过程中所需要的能量并不是都由腺苷三磷酸直接提供，也可以从其他途径获得，比如磷酸肌酸也可以供能，C正确；DNA复制过程中所需的脱氧核苷酸分别含有A、G、C、T四种碱基，D错误。
4．DNA的熔点(Tm)是指将DNA加热变性使DNA的双螺旋结构解旋至一半时的温度，其影响机制如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
A．Tm值大小与G＋C的百分含量和盐溶液浓度有关
B．以高盐溶液为介质的DNA的Tm值范围较大
C．G＋C的百分含量一定时，低盐溶液的Tm值较低
D．一定盐浓度下，G＋C的百分含量越高，DNA分子的热稳定性越强
B　解析：60 ℃后，DNA分子的Tm值和C＋G含量呈正相关，且低盐溶液比高盐溶液相同的G＋C值所需温度更低，A正确；高盐溶液中随G＋C比值的变化Tm变化较为集中，低盐溶液中Tm变化幅度较大，B错误；根据图示，G＋C的百分含量一定时，低盐溶液的Tm值较低，C正确；一定盐浓度下，G＋C比例越高，Tm越高，DNA分子的热稳定性就越强，D正确。
5．(2022·山东淄博一模)大多数真核生物的DNA在复制时会出现多个复制泡，每个复制泡的两端有2个复制叉，复制叉的延伸方向如图所示。已知复制时DNA聚合酶只能沿模板链的3′→5′方向移动，下列说法错误的是(　　)
A．图中DNA的复制为双向半保留复制
B．多起点复制加快了DNA的复制速度
C．复制泡3的DNA复制早于复制泡1
D．子链的延伸方向与复制叉的推进方向相同
D　解析：由题图复制泡的走向可知，DNA复制时以每条链为模板，沿模板链的3′→5′方向移动，图中DNA的复制为多起点不连续双向半保留复制，A正确；多起点复制加快了DNA的复制速度，B正确；根据复制泡的大小可以看出，复制泡3的DNA复制早于复制泡1，C正确；DNA聚合酶只能沿模板链的3′→5′方向移动，两条子链的延伸方向相反，其中一条子链与复制叉的推进方向相反，D错误。
6．将分生区细胞培养在含放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，短时间后更换到无放射性的培养基中再培养一段时间。测定分裂期细胞中带放射性DNA的细胞的百分率，结果如下图所示。下列分析错误的是(　　)
A．10～20 h曲线下降，与被标记的细胞逐渐完成分裂有关
B．20 h后曲线再次开始上升，是因为被标记的细胞进入第二轮分裂的分裂期
C．每一个被标记的细胞分裂两次形成的四个细胞中，均只有两个细胞带有放射性DNA
D．从DNA复制完成到分裂期开始的时长约为2 h
C　解析：10～20 h被标记的细胞逐渐完成分裂进入分裂间期，故10～20 h曲线下降，与被标记的细胞逐渐完成分裂有关，A正确；20 h之后被标记的细胞再次进入分裂期，故20 h之后曲线再次上升，B正确；细胞内有多对染色体(不是只有一条染色体)，在有丝分裂后期，子染色体被移向两极，分裂形成的四个细胞中不可能均只有两个带有放射性，C错误；细胞被标记说明已完成了复制，而题干又说“短时间”，故约2 h，D正确。
7．甲磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基而成为7-乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对。某双链DNA分子中A占碱基总数的30%，甲磺酸乙酯(EMS)使所有鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基而成为7-乙基鸟嘌呤后进行复制，产生甲、乙两个子一代DNA中，其中一个DNA分子(甲)中T占碱基总数的42%。下列叙述错误的是(　　)
A．甲DNA分子中A所占比例为30%
B．DNA分子中G所占比例乙与甲相同
C．乙DNA分子中T占碱基总数的38%
D．乙DNA分子中A、T、G、C比例无法确定
D　解析：双链DNA中A占30%，由于A＝T、G＝C，则DNA分子中A＝T＝30%、G＝C＝20%。7-乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对，其他配对关系不受影响，因此子代DNA分子中A、G所占比例不变，甲、乙两个DNA分子中A都占30%、G都是占20%，A、B正确；设复制的DNA分子两条链分别为α链和β链，甲DNA分子由α链复制产生，乙DNA分子由β链复制产生，由α链复制形成的甲DNA分子中T占碱基总数的42%，比正常的30%增加了12%，说明α链中7-乙基鸟嘌呤占该链碱基的24%，同理可推知，β链中7-乙基鸟嘌呤占该链碱基的16%，乙DNA分子中A∶T∶G∶C＝30∶38∶20∶12，C正确，D错误。
8．下图1表示的是细胞内DNA复制过程，图2表示图1中RNA引物去除并修复的过程。下列相关叙述错误的是(　　)
A．两条子链合成过程所需的RNA引物数量不同
B．酶1、2可催化RNA降解，去除引物
C．酶3是DNA聚合酶，催化游离的核糖核苷酸连接到DNA单链上
D．酶4是DNA连接酶，催化两个DNA单链片段的连接
C　解析：DNA复制时，其中一条链的复制是连续的，只需一个引物，而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的RNA引物数量不同，A正确；从图中看出，酶1、2可以将RNA引物降解，使得一条链缺少一段碱基序列，B正确；DNA复制的原料是脱氧核苷酸，所以酶3的作用是催化游离的脱氧核苷酸连接到DNA单链上，C错误；从图中看出，酶4催化DNA单链片段连接形成DNA长链，故酶4是DNA连接酶，D正确。
9．(2023·广东广州模拟)研究发现，啤酒酵母中存在一种DNA复制检验点(又称S期检验点)中介蛋白M1，往往以蛋白复合物的形式聚集在复制叉处，当另一种三聚体蛋白复合物M3也被加载到此处时，M1就会被激活并随复制叉向前移动从而完成DNA合成和复制过程。以下说法错误的是(　　)
A．S期检验点是通过调整复制叉移动的速度，调控DNA复制的速度
B．M1蛋白被激活后，DNA合成过程中形成氢键时有水生成
C．一个复制叉内两条DNA子链的延伸方向与M1激活后移动方向不一定相同
D．啤酒酵母细胞的DNA分子中，(A＋C)/(G＋T)的数值均相等
B　解析：据题干分析，S期M1蛋白聚集在复制叉处，M1蛋白被激活并随复制叉向前移动从而完成DNA合成和复制过程，由此可见，S期检验点是通过调整复制叉移动的速度，调控DNA复制的速度，A正确；DNA合成过程中氢键的形成是碱基配对之间的吸引力，没有水的生成，B错误；DNA分子复制过程中两条子链的延伸方向相反，因此与M1激活后沿复制叉移动的方向不一定相同，C正确；DNA分子一般为双链，且遵循碱基互补配对原则，A与T配对，G与C配对，因此(A＋C)/(G＋T)的数值均相等，为1，D正确。
二、非选择题
10．(2022·湖南长沙月考)图甲中DNA分子有a和d两条链，将图甲中某一片段放大后如图乙所示。回答下列问题：
(1)图甲中，A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶，其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链，则A是________酶，B是________酶。
(2)图甲过程在绿色植物叶肉细胞中进行的场所有________________。
(3)图乙中，7是______________________。DNA分子的基本骨架由______________交替连接而成；DNA分子两条链上的碱基通过__________连接成碱基对，并且遵循__________________原则。
(4)已知某DNA分子共含有1 000个碱基对，其中一条链上A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4，以该链为模板复制以后的子代DNA分子中A∶G∶T∶C＝____________。该DNA分子连续复制两次，共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是________。
解析：(1)分析题图可知，A酶的作用是使DNA分子的双螺旋结构解开，因此是解旋酶；B酶能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链，是DNA聚合酶。(2)绿色植物的叶肉细胞中DNA存在于细胞核、叶绿体、线粒体中，叶肉细胞高度分化，不再进行分裂，核DNA不再复制，因此DNA复制的场所是线粒体、叶绿体。(3)图乙中，7为胸腺嘧啶、脱氧核糖和磷酸构成的胸腺嘧啶脱氧核苷酸。DNA分子的基本骨架排列在外侧，由脱氧核糖和磷酸交替连接而成；DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且遵循碱基互补配对原则。(4)根据碱基互补配对原则，双链DNA中由于A＝T，G＝C，所以当一条链上A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4，则另一链上A∶G∶T∶C＝3∶4∶1∶2，整个DNA分子中A∶G∶T∶C＝4∶6∶4∶6＝2∶3∶2∶3，子代DNA和亲代DNA分子碱基比例相同，也是A∶G∶T∶C＝2∶3∶2∶3。由于亲代DNA中G＝2 000×3/10＝600(个)，该DNA分子连续复制两次，共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数(22－1)×600＝1 800个。
答案：(1)解旋　DNA聚合　(2)叶绿体、线粒体　(3)胸腺嘧啶脱氧(核糖)核苷酸　脱氧核糖和磷酸　氢键　碱基互补配对　(4)2∶3∶2∶3　1 800十八　DNA的结构、复制和基因的本质
(建议用时：40分钟)
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1．(2021·辽宁卷)下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是(　　)
A．子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端
B．子链的合成过程不需要引物参与
C．DNA每条链的5′端是羟基末端
D．DNA聚合酶的作用是打开DNA双链
2．(2023·福建福州期中)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值的叙述，正确的是(　　)
A．碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同
B．前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高
C．当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链
D．经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1
3．研究发现，细胞内DNA复制的最初原料是dNTP(脱氧核苷三磷酸，包括dATP、dGTP、dCTP和dTTP)，dNTP除了作为DNA复制的原料之外，还可以作为DNA复制过程中部分能量的来源。下列关于DNA结构和复制的叙述错误的是(　　)
A．DNA双螺旋结构模型认为碱基通过氢键连接形成碱基对排在内侧
B．双链DNA每条链上相邻碱基之间都含有两个脱氧核糖和一个磷酸
C．在DNA复制过程中所需要的能量并不是都由腺苷三磷酸直接提供
D．DNA复制过程中所需的核糖核苷酸分别含有A、G、C、T四种碱基
4．DNA的熔点(Tm)是指将DNA加热变性使DNA的双螺旋结构解旋至一半时的温度，其影响机制如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
A．Tm值大小与G＋C的百分含量和盐溶液浓度有关
B．以高盐溶液为介质的DNA的Tm值范围较大
C．G＋C的百分含量一定时，低盐溶液的Tm值较低
D．一定盐浓度下，G＋C的百分含量越高，DNA分子的热稳定性越强
5．(2022·山东淄博一模)大多数真核生物的DNA在复制时会出现多个复制泡，每个复制泡的两端有2个复制叉，复制叉的延伸方向如图所示。已知复制时DNA聚合酶只能沿模板链的3′→5′方向移动，下列说法错误的是(　　)
A．图中DNA的复制为双向半保留复制
B．多起点复制加快了DNA的复制速度
C．复制泡3的DNA复制早于复制泡1
D．子链的延伸方向与复制叉的推进方向相同
6．将分生区细胞培养在含放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，短时间后更换到无放射性的培养基中再培养一段时间。测定分裂期细胞中带放射性DNA的细胞的百分率，结果如下图所示。下列分析错误的是(　　)
A．10～20 h曲线下降，与被标记的细胞逐渐完成分裂有关
B．20 h后曲线再次开始上升，是因为被标记的细胞进入第二轮分裂的分裂期
C．每一个被标记的细胞分裂两次形成的四个细胞中，均只有两个细胞带有放射性DNA
D．从DNA复制完成到分裂期开始的时长约为2 h
7．甲磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基而成为7 乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对。某双链DNA分子中A占碱基总数的30%，甲磺酸乙酯(EMS)使所有鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基而成为7 乙基鸟嘌呤后进行复制，产生甲、乙两个子一代DNA中，其中一个DNA分子(甲)中T占碱基总数的42%。下列叙述错误的是(　　)
A．甲DNA分子中A所占比例为30%
B．DNA分子中G所占比例乙与甲相同
C．乙DNA分子中T占碱基总数的38%
D．乙DNA分子中A、T、G、C比例无法确定
8．下图1表示的是细胞内DNA复制过程，图2表示图1中RNA引物去除并修复的过程。下列相关叙述错误的是(　　)
A．两条子链合成过程所需的RNA引物数量不同
B．酶1、2可催化RNA降解，去除引物
C．酶3是DNA聚合酶，催化游离的核糖核苷酸连接到DNA单链上
D．酶4是DNA连接酶，催化两个DNA单链片段的连接
9．(2023·广东广州模拟)研究发现，啤酒酵母中存在一种DNA复制检验点(又称S期检验点)中介蛋白M1，往往以蛋白复合物的形式聚集在复制叉处，当另一种三聚体蛋白复合物M3也被加载到此处时，M1就会被激活并随复制叉向前移动从而完成DNA合成和复制过程。以下说法错误的是(　　)
A．S期检验点是通过调整复制叉移动的速度，调控DNA复制的速度
B．M1蛋白被激活后，DNA合成过程中形成氢键时有水生成
C．一个复制叉内两条DNA子链的延伸方向与M1激活后移动方向不一定相同
D．啤酒酵母细胞的DNA分子中，(A＋C)/(G＋T)的数值均相等
二、非选择题
10．(2022·湖南长沙月考)图甲中DNA分子有a和d两条链，将图甲中某一片段放大后如图乙所示。回答下列问题：
(1)图甲中，A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶，其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链，则A是________酶，B是________酶。
(2)图甲过程在绿色植物叶肉细胞中进行的场所有________________。
(3)图乙中，7是______________________。DNA分子的基本骨架由______________交替连接而成；DNA分子两条链上的碱基通过__________连接成碱基对，并且遵循__________________原则。
(4)已知某DNA分子共含有1 000个碱基对，其中一条链上A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4，以该链为模板复制以后的子代DNA分子中A∶G∶T∶C＝____________。该DNA分子连续复制两次，共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是________。
十八　DNA的结构、复制和基因的本质
1．A　解析：子链延伸时由5′端向3′端延伸合成，故游离的脱氧核苷酸添加到3′端，A正确；子链的合成过程需要引物参与，B错误；DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是羟基末端，C错误；解旋酶的作用是打开DNA双链，D错误。
2．D　解析：在双链DNA中A＝T，C＝G，故(A＋C)/(G＋T)为恒值1，A错误。A和T之间含2个氢键，C和G之间含3个氢键，故(A＋T)/(G＋C)中，(G＋C)数目越多，氢键数越多，双链DNA分子的稳定性越高，B错误。(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值相等，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C错误。经半保留复制得到的DNA分子是双链DNA，(A＋C)/(G＋T)＝1，D正确。
3．D　解析：DNA双螺旋结构模型认为碱基通过氢键连接形成碱基对排在内侧，磷酸和脱氧核糖交替排列在外侧，A正确；双链DNA每条链上相邻碱基之间都含有两个脱氧核糖和一个磷酸，B正确；在DNA复制过程中所需要的能量并不是都由腺苷三磷酸直接提供，也可以从其他途径获得，比如磷酸肌酸也可以供能，C正确；DNA复制过程中所需的脱氧核苷酸分别含有A、G、C、T四种碱基，D错误。
4．B　解析：60 ℃后，DNA分子的Tm值和C＋G含量呈正相关，且低盐溶液比高盐溶液相同的G＋C值所需温度更低，A正确；高盐溶液中随G＋C比值的变化Tm变化较为集中，低盐溶液中Tm变化幅度较大，B错误；根据图示，G＋C的百分含量一定时，低盐溶液的Tm值较低，C正确；一定盐浓度下，G＋C比例越高，Tm越高，DNA分子的热稳定性就越强，D正确。
5．D　解析：由题图复制泡的走向可知，DNA复制时以每条链为模板，沿模板链的3′→5′方向移动，图中DNA的复制为多起点不连续双向半保留复制，A正确；多起点复制加快了DNA的复制速度，B正确；根据复制泡的大小可以看出，复制泡3的DNA复制早于复制泡1，C正确；DNA聚合酶只能沿模板链的3′→5′方向移动，两条子链的延伸方向相反，其中一条子链与复制叉的推进方向相反，D错误。
6．C　解析：10～20 h被标记的细胞逐渐完成分裂进入分裂间期，故10～20 h曲线下降，与被标记的细胞逐渐完成分裂有关，A正确；20 h之后被标记的细胞再次进入分裂期，故20 h之后曲线再次上升，B正确；细胞内有多对染色体(不是只有一条染色体)，在有丝分裂后期，子染色体被移向两极，分裂形成的四个细胞中不可能均只有两个带有放射性，C错误；细胞被标记说明已完成了复制，而题干又说“短时间”，故约2 h，D正确。
7．D　解析：双链DNA中A占30%，由于A＝T、G＝C，则DNA分子中A＝T＝30%、G＝C＝20%。7 乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对，其他配对关系不受影响，因此子代DNA分子中A、G所占比例不变，甲、乙两个DNA分子中A都占30%、G都是占20%，A、B正确；设复制的DNA分子两条链分别为α链和β链，甲DNA分子由α链复制产生，乙DNA分子由β链复制产生，由α链复制形成的甲DNA分子中T占碱基总数的42%，比正常的30%增加了12%，说明α链中7 乙基鸟嘌呤占该链碱基的24%，同理可推知，β链中7 乙基鸟嘌呤占该链碱基的16%，乙DNA分子中A∶T∶G∶C＝30∶38∶20∶12，C正确，D错误。
8．C　解析：DNA复制时，其中一条链的复制是连续的，只需一个引物，而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的RNA引物数量不同，A正确；从图中看出，酶1、2可以将RNA引物降解，使得一条链缺少一段碱基序列，B正确；DNA复制的原料是脱氧核苷酸，所以酶3的作用是催化游离的脱氧核苷酸连接到DNA单链上，C错误；从图中看出，酶4催化DNA单链片段连接形成DNA长链，故酶4是DNA连接酶，D正确。
9．B　解析：据题干分析，S期M1蛋白聚集在复制叉处，M1蛋白被激活并随复制叉向前移动从而完成DNA合成和复制过程，由此可见，S期检验点是通过调整复制叉移动的速度，调控DNA复制的速度，A正确；DNA合成过程中氢键的形成是碱基配对之间的吸引力，没有水的生成，B错误；DNA分子复制过程中两条子链的延伸方向相反，因此与M1激活后沿复制叉移动的方向不一定相同，C正确；DNA分子一般为双链，且遵循碱基互补配对原则，A与T配对，G与C配对，因此(A＋C)/(G＋T)的数值均相等，为1，D正确。
10．解析：(1)分析题图可知，A酶的作用是使DNA分子的双螺旋结构解开，因此是解旋酶；B酶能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链，是DNA聚合酶。(2)绿色植物的叶肉细胞中DNA存在于细胞核、叶绿体、线粒体中，叶肉细胞高度分化，不再进行分裂，核DNA不再复制，因此DNA复制的场所是线粒体、叶绿体。(3)图乙中，7为胸腺嘧啶、脱氧核糖和磷酸构成的胸腺嘧啶脱氧核苷酸。DNA分子的基本骨架排列在外侧，由脱氧核糖和磷酸交替连接而成；DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且遵循碱基互补配对原则。(4)根据碱基互补配对原则，双链DNA中由于A＝T，G＝C，所以当一条链上A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4，则另一链上A∶G∶T∶C＝3∶4∶1∶2，整个DNA分子中A∶G∶T∶C＝4∶6∶4∶6＝2∶3∶2∶3，子代DNA和亲代DNA分子碱基比例相同，也是A∶G∶T∶C＝2∶3∶2∶3。由于亲代DNA中G＝2 000×3/10＝600(个)，该DNA分子连续复制两次，共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数(22－1)×600＝1 800个。
答案：(1)解旋　DNA聚合　(2)叶绿体、线粒体　(3)胸腺嘧啶脱氧(核糖)核苷酸　脱氧核糖和磷酸　氢键　碱基互补配对　(4)2∶3∶2∶3　1 800