資源簡介

(共102張PPT)
第2課時
DNA的結構與復制
課標要求
1.概述DNA分子是由4種脫氧核苷酸構成的，通常由兩條堿基互補配對的反向平行長鏈形成雙螺旋結構，堿基的排列順序編碼了遺傳信息。
2.概述DNA分子通過半保留方式進行復制。
考點一　DNA分子的結構
考點二　DNA的復制
內容索引
課時精練
重溫高考 真題演練
考點一
DNA分子的結構
歸納 夯實必備知識
1.DNA雙螺旋結構模型的構建
(1)構建者： 。
(2)構建過程
沃森和克里克
氧核苷酸
A＝T，G＝C
T
C
相反的
脫
2.DNA的結構
C、H、O、N、P
脫氧核苷酸
磷酸
脫氧核糖
堿基
A與T配對，
G與C配對
多樣性 若DNA含有n個堿基對，則其可能有4n種堿基排列順序
特異性 每個DNA分子都有特定的______________
穩定性 兩條主鏈上 交替排列的順序不變，_______
_______不變等
3.DNA結構特點
堿基排列順序
磷酸與脫氧核糖
堿基配
對方式
源于必修2 P50圖3－8：DNA的一條單鏈具有兩個末端，一端有一個游離的磷酸基團，稱作___________，另一端有一個羥基(—OH)，稱作_________，兩條單鏈走向______，一條單鏈是從5′－端到3′－端的，另一條單鏈是從3′－端到5′－端的。
5′－端
3′－端
相反
DNA雙螺旋結構的熱考點
歸納
總結
DNA雙螺旋結構的熱考點
歸納
總結
4.DNA中的堿基數量的計算規律
設DNA一條鏈為1鏈，互補鏈為2鏈。根據堿基互補配對原則可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。
(1)A1＋A2＝_______；G1＋G2＝_______。
即：雙鏈中A＝ ，G＝ ，A＋G＝ ＝ ＝ ＝
T＋C)。
規律一：雙鏈DNA中嘌呤堿基總數等于嘧啶堿基總數，任意兩個不互補堿基之和為堿基總數的一半。
T1＋T2
C1＋C2
T
C
T＋C
A＋C
T＋G
(2)A1＋T1＝_______；G1＋C1＝_______。
規律二：互補堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相等，簡記為“補則等”。
A2＋T2
G2＋C2
規律三：非互補堿基之和的比值在兩條互補鏈中互為倒數，簡記為“不補則倒”。
互為倒數
規律四：某種堿基在雙鏈中所占的比例等于它在每一條單鏈中所占比例和的一半。
根據DNA分子結構圖像分析回答下列問題：
(1)圖中④能表示胞嘧啶脫氧核苷酸嗎？
拓展 提升科學思維
提示　不能。①磷酸基團屬于胸腺嘧啶脫氧核苷酸。
(2)解旋酶作用于圖中哪個部位？限制性內切核酸酶和DNA連接酶作用于圖中哪個部位？
提示　解旋酶作用于⑨，限制性內切核酸酶和DNA連接酶作用于⑩。
(3)DNA初步水解的產物和徹底水解的產物分別是什么？
提示　DNA初步水解的產物是4種脫氧核苷酸；徹底水解的產物是磷酸、脫氧核糖和4種含氮堿基。
(4)“A＋T與G＋C的比值一定相等嗎？”由此可概括出什么結論？此值的大小體現了什么呢？
提示　不一定。不同DNA分子中的互補堿基之和的比值不一定相同。體現DNA分子的特異性。
1.20世紀50年代初，查哥夫對多種生物DNA做了堿基定量分析，發現
(A＋T)/(C＋G)的值如下表。結合所學知識，你認為能得出的結論是
A.小麥和鼠的DNA所攜帶的遺傳信息相同
B.豬的DNA結構比大腸桿菌DNA結構更穩定一些
C.同一生物不同組織的DNA堿基組成相同
D.小麥DNA中(A＋T)數量是鼠DNA中(C＋G)數量的1.21倍
√
突破 強化關鍵能力
DNA來源 大腸桿菌 小麥 鼠 豬肝 豬胸腺 豬脾
(A＋T)/ (C＋G) 1.01 1.21 1.21 1.43 1.43 1.43
DNA分子中堿基的排列順序代表遺傳信息，由題表可知，小麥和鼠的(A＋T)/(C＋G)的值相同，但是堿基的排列順序不一定相同，A錯誤；
由于堿基A與T之間有2個氫鍵，而G與C之間有3個氫鍵，DNA分子中(G＋C)之和所占比例越大，DNA分子結構越穩定，(A＋T)/(C＋G)值越大，(G＋C)占整個DNA分子的比值越小，大腸桿菌的DNA分子結構更穩定，B錯誤；
同一生物不同組織的遺傳物質相同，所以同一生物不同組織的DNA堿基組成相同，C正確；
小麥和鼠的(A＋T)/(C＋G)的值相同，但是堿基的總數不一定相同，故小麥DNA中(A＋T)與鼠DNA中(C＋G)在數量上無法比較，D錯誤。
2.(不定項)(2023·山東泰安高三檢測)某DNA部分片段結構如圖所示，下列敘述正確的是
A.③為磷酸二酯鍵，③的形成需要RNA聚
合酶催化
B.①代表氫鍵，①的形成與斷裂需要ATP
提供能量
C.片段中堿基②與五碳糖構成的脫氧核苷
與ATP中的腺苷相同
D.若該DNA一條鏈中堿基A與T之和占48%，則整個DNA中堿基C占26%
√
③為磷酸二酯鍵，③的形成需要DNA聚合酶催化，A錯誤；
①代表氫鍵，氫鍵的形成不需要消耗能量，
B錯誤；
構成脫氧核苷酸的五碳糖是脫氧核糖，而
構成腺苷的五碳糖是核糖，C錯誤；
由于DNA分子中堿基互補配對，A＝T，
G＝C，所以若該DNA一條鏈中堿基A與T
之和占48%，則整個DNA分子中堿基A與T之和占48%，G和C之和占1－48%＝52%，所以DNA中堿基C占26%，D正確。
考點二
DNA的復制
歸納 夯實必備知識
1.DNA半保留復制的實驗證據
(1)實驗者：美國生物學家 和 。
(2)研究方法： 。
(3)實驗材料：大腸桿菌。
(4)實驗技術： 技術和離心技術。
(5)實驗原理：含15N的雙鏈DNA密度大，含14N的雙鏈DNA密度小，一條鏈含14N、一條鏈含15N的雙鏈DNA密度居中。
(6)實驗假設： 。
梅塞爾森
斯塔爾
假說—演繹法
同位素標記
DNA以半保留的方式復制
(7)實驗過程及分析
Ⅰ.實驗過程
Ⅱ.實驗分析
a.立即取出：提取DNA→離心→ 。
b.細胞分裂一次(即細菌繁殖一代)取出：提取DNA→離心→ 。
(8)實驗結論： 。
全部重帶
全部中帶
DNA的復制是以半保留的方式進行的
2.DNA的復制
(1)概念、時間、場所
間期
線粒
體
葉綠體
(2)過程
解旋酶
解開
雙螺旋
母鏈
脫氧核苷酸
DNA聚合酶
堿基互補配對
結構
(3)結果：一個DNA分子形成了兩個 的DNA分子。
(4)特點
_____________
_______復制
(5)DNA準確復制的原因
DNA具有獨特的 結構，為復制提供精確的模板， 原則，保證了復制能準確地進行。
(6)DNA復制的意義：DNA通過復制，將 從親代細胞傳遞給子代細胞，從而保持了 的連續性。
完全相同
邊解旋邊復制
半保留
雙螺旋
堿基互補配對
遺傳信息
遺傳信息
3.“圖解法”分析DNA復制相關計算
(1)將含有15N的DNA分子放在含有14N的
培養液中連續復制n次，則：
①子代DNA
共2n個
含15N的DNA分子： 個
只含15N的DNA分子： 個
含14N的DNA分子：___個
只含14N的DNA分子： 個
②脫氧核苷酸鏈共2n＋1條
含15N的脫氧核苷酸鏈： 條
含14N的脫氧核苷酸鏈： 條
2
0
2n
(2n－2)
2
(2n＋1－2)
(2)DNA分子復制過程中消耗的脫氧核苷酸數
①若親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經過n次復制需要消耗該種脫氧核苷酸數為 。
②第n次復制需要消耗該種脫氧核苷酸數為 。
m·(2n－1)
m·2n－1
第一步 畫出含一條染色體的細胞圖，下方畫出該條染色體上的1個DNA分子，用豎實線表示含同位素標記
第二步 畫出復制一次、分裂一次的子細胞染色體圖，下方畫出染色體上的DNA鏈，未被標記的新鏈用豎曲線表示
4.“四步法”解決細胞分裂中染色體標記問題
在解決這類問題時，先畫出細胞分裂中染色體行為變化，再畫DNA，再補全染色體，染色體中只要有一條脫氧核苷酸單鏈被標記，則認為該染色體含有放射性標記。
第三步 再畫出第二次復制(分裂)后的細胞的染色體組成和DNA鏈的情況
第四步 若繼續推測后期情況，可想象著絲粒分裂，染色單體分開，并進而推測子細胞染色體的情況

過程圖解 復制一次(母鏈標記，培養液不含標記同位素)：
轉至不含放射性培養液中再培養一個細胞周期：

規律總結 若只復制一次，產生的子染色體都帶有標記；若復制兩次，產生的子染色體只有一半帶有標記
(1)有絲分裂中染色體標記情況
過程圖解 減數分裂一般選取一對同源染色體為研究對象，如下圖(母鏈標記，培養液不含標記同位素)：

規律總結 由于減數分裂沒有細胞周期，DNA只復制一次，因此產生的子染色體都帶有標記
(2)減數分裂中染色體標記情況分析
據圖分析DNA復制過程：
(1)圖示中的解旋酶和DNA聚合酶各有什么作用？
拓展 提升科學思維
提示　前者使氫鍵打開，將DNA雙螺旋的兩條鏈解開；后者催化形成磷酸二酯鍵，從而形成新的子鏈。
(2)蛙的紅細胞和哺乳動物成熟的紅細胞，是否都能進行圖示過程？
提示　蛙的紅細胞進行無絲分裂，可進行DNA分子的復制；哺乳動物成熟的紅細胞已喪失細胞核，也無各種細胞器，不能進行DNA分子的復制。
①請利用放射性自
顯影技術、低放射
性3H－脫氧胸苷和
高放射性3H－脫氧胸苷，設計實驗以確定大腸桿菌DNA復制的方向。
(3)通常DNA分子復制從一個復制起始點開始，有單向復制和雙向復制，如圖所示。放射性越高的3H－胸腺嘧啶脫氧核糖核苷(3H－脫氧胸苷)，在放射自顯影技術的圖像上，感光還原的銀顆粒密度越高。
提示　復制開始時，首先用含低放射性3H－脫氧胸苷培養基培養大腸桿菌，一段時間后轉移到含有高放射性3H－脫氧胸苷的培養基中繼續培養，用放射自顯影技術觀察復制起點和復制起點兩側銀顆粒密度情況。
②預測實驗結果并得出結論。
提示　若復制起點處銀顆粒密度低，復制起點的一側銀顆粒密度高，則DNA分子復制為單向復制；若復制起點處銀顆粒密度低，復制起點的兩側銀顆粒密度高，則DNA分子復制為雙向復制。
3.研究人員將1個含14N－DNA的大腸桿菌轉移到以15NH4Cl為唯一氮源的培養液中，培養24 h后提取子代大腸桿菌的DNA。將DNA解開雙螺旋，變成單鏈；然后進行密度梯度離心，試管中出現兩種條帶(如圖)。下列說法正確的是
A.由結果可推知該大腸桿菌
的細胞周期大約為6 h
B.根據條帶的數目和位置可
以確定DNA的復制方式
C.解開DNA雙螺旋的實質是破壞核苷酸之間的磷酸二酯鍵
D.若直接將子代DNA進行密度梯度離心也能得到兩條條帶
√
突破 強化關鍵能力
據圖分析可知，由于14N單鏈∶15N單鏈＝1∶7，說明DNA復制了3次，可推知該細菌的細胞周期大約為24/3＝8(h)，A錯誤；
由于DNA經過熱變性后解開了雙螺旋，變成單鏈，所以根據條帶的數目和位置只能判斷DNA單鏈的標記情況，但無法判斷DNA的復制方式，B錯誤；
解開DNA雙螺旋的實質是破壞核苷酸之間的氫鍵，C錯誤；
DNA復制3次，有2個DNA鏈是15N/14N，在中帶；有6個DNA鏈都是15N，在重帶，即直接將子代DNA進行密度梯度離心也能得到兩條條帶，D正確。
4.(不定項)如圖為某DNA分子片段，假設該DNA分子中有5 000對堿基，
A＋T占堿基總數的34%。若該DNA分子在含14N的培養基中連續復制2次，下列敘述不正確的是
A.復制時作用于③處的酶為DNA聚合酶
B.DNA分子復制2次需游離的胞
嘧啶脫氧核苷酸9 900個
C.④處指的是腺嘌呤核糖核苷酸
D.子代中含15N的DNA分子占1/2
√
√
√
復制時作用于③處的酶為解旋酶而不是DNA聚合酶，A錯誤；
由題干信息可知，G＋C＝1－34%＝66%，則G＝C＝3 300個，則復制2次需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸為
3 300×(22－1)＝9 900(個)，B正確；
DNA分子的基本單位是脫氧核苷酸，
所以④處指的是腺嘌呤脫氧核苷酸，C錯誤；
DNA分子只有一條鏈含15N，其復制是半保留復制，連續復制2次后，形成的4個DNA分子，只有一個DNA分子含有15N，因此子代中含15N的DNA分子占1/4，D錯誤。
三
重溫高考 真題演練
1.(2022·廣東，12)λ噬菌體的線性雙鏈DNA兩端各有一段單鏈序列。這種噬菌體在侵染大腸桿菌后其DNA會自連環化(如圖)，該線性分子兩端能夠相連的主要原因是
A.單鏈序列脫氧核苷酸數量相等 B.分子骨架同為脫氧核糖與磷酸
C.單鏈序列的堿基能夠互補配對 D.自連環化后兩條單鏈方向相同
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√
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6
單鏈序列脫氧核苷酸數量相等、分子骨架同為脫氧核糖與磷酸交替連接，不能決定線性DNA分子兩端能夠相連，A、B錯誤；
據圖可知，單鏈序列的堿基能夠互補配對，決定該線性DNA分子兩端能夠相連，C正確；
DNA的兩條鏈是反向的，因此自連環化后兩條單鏈方向相反，D錯誤。
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2.(2022·浙江6月選考，13)某同學欲制作DNA雙螺旋結構模型，已準備了足夠的相關材料。下列敘述正確的是
A.在制作脫氧核苷酸時，需在磷酸上連接脫氧核糖和堿基
B.制作模型時，鳥嘌呤與胞嘧啶之間用2個氫鍵連接物相連
C.制成的模型中，腺嘌呤與胞嘧啶之和等于鳥嘌呤和胸腺嘧啶之和
D.制成的模型中，磷酸和脫氧核糖交替連接位于主鏈的內側
√
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在制作脫氧核苷酸時，需在脫氧核糖上連接磷酸和堿基，A錯誤；
鳥嘌呤和胞嘧啶之間由3個氫鍵連接，B錯誤；
DNA的兩條鏈之間遵循堿基互補配對原則，即A＝T、C＝G，故在制作的模型中A＋C＝G＋T，C正確；
DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架，堿基在內側，D錯誤。
6
3.(2021·北京，4)酵母菌的DNA中堿基A約占32%，關于酵母菌核酸的敘述錯誤的是
A.DNA復制后A約占32%
B.DNA中C約占18%
C.DNA中(A＋G)/(T＋C)＝1
D.RNA中U約占32%
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DNA分子為半保留復制，復制時遵循A－T、G－C的配對原則，則DNA復制后的A約占32%，A正確；
酵母菌的DNA中堿基A約占32%，則A＝T＝32%，G＝C＝(1－2×32%)/2＝18%，B正確；
DNA遵循堿基互補配對原則，A＝T、G＝C，則(A＋G)/(T＋C)＝1，C正確；
由于RNA為單鏈結構，且RNA是以DNA的一條單鏈為模板進行轉錄而來，故RNA中U不一定占32%，D錯誤。
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4.(2021·山東，5)利用農桿菌轉化法，將含有基因修飾系統的T－DNA插入到水稻細胞M的某條染色體上，在該修飾系統的作用下，一個DNA分子單鏈上的一個C脫去氨基變為U，脫氨基過程在細胞M中只發生一次。將細胞M培育成植株N。下列說法錯誤的是
A.N的每一個細胞中都含有T－DNA
B.N自交，子一代中含T－DNA的植株占3/4
C.M經n(n≥1)次有絲分裂后，脫氨基位點為A－U的細胞占1/2n
D.M經3次有絲分裂后，含T－DNA且脫氨基位點為A－T的細胞占1/2
√
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如果M經3次有絲分裂后，形成子細胞有8個，由于M細胞DNA分子單鏈上的一個C脫去氨基變為U，是G和U配對，所以復制三次后，有4個細胞脫氨基位點為C－G,3個細胞脫氨基位點為A－T，1個細胞脫氨基位點為U－A，因此含T－DNA且脫氨基位點為A－T的細胞占3/8，D錯誤。
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5.(2021·浙江6月選考，22)在DNA復制時，5-溴尿嘧啶脫氧核苷(BrdU)可作為原料，與腺嘌呤配對，摻入新合成的子鏈。用Giemsa染料對復制后的染色體進行染色，DNA分子的雙鏈都含有BrdU的染色單體呈淺藍色，只有一條鏈含有BrdU的染色單體呈深藍色。現將植物根尖放在含有BrdU的培養液中培養，取根尖用Giemsa染料染色后，觀察分生區細胞分裂中期染色體的著色情況。下列推測錯誤的是
A.第一個細胞周期的每條染色體的兩條染色單體都呈深藍色
B.第二個細胞周期的每條染色體的兩條染色單體著色都不同
C.第三個細胞周期的細胞中染色單體著色不同的染色體均為1/4
D.根尖分生區細胞經過若干個細胞周期后，還能觀察到深藍色的染色單體
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√
6
第二個細胞周期結束后，不同細胞中含有的帶有雙鏈都含有BrdU的染色體和只有一條鏈含有BrdU的染色體的數目是不確定的，故第三個細胞周期的細胞中染色單體著色不同的染色體比例不能確定，C錯誤。
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6.(2021·遼寧，4)下列有關細胞內的DNA及其復制過程的敘述，正確的是
A.子鏈延伸時游離的脫氧核苷酸添加到3′－端
B.子鏈的合成過程不需要引物參與
C.DNA每條鏈的5′－端是羥基末端
D.DNA聚合酶的作用是打開DNA雙鏈
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√
6
子鏈延伸時由5′－端→3′－端合成，故游離的脫氧核苷酸添加到3′－端，A正確；
子鏈的合成過程需要引物參與，B錯誤；
DNA每條鏈的5′－端是磷酸基團末端，3′－端是羥基末端，C錯誤；
解旋酶的作用是打開DNA雙鏈，D錯誤。
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6
1.判斷關于DNA分子結構的敘述
(1)DNA分子中每個脫氧核糖上均連接著一個磷酸和一個堿基(　　)
(2)DNA分子中的每個磷酸均連接著一個脫氧核糖和一個堿基(　　)
(3)維持基因結構穩定的鍵主要是磷酸二酯鍵和氫鍵(　　)
(4)某DNA分子中嘌呤數等于嘧啶數，該DNA分子一定是雙鏈DNA(　　)
(5)某雙鏈DNA分子中一條鏈上A∶T＝1∶2，則該DNA分子中A∶T＝
2∶1(　　)
五分鐘　查落實
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√
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2.判斷關于DNA分子復制的敘述
(1)單個脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈(　　)
(2)一個含有m個腺嘌呤的DNA分子經過n次復制，共需要消耗腺嘌呤脫氧核苷酸2n－1×m個(　　)
(3)果蠅一個精原細胞中的一個核DNA分子用15N標記，在正常情況下，其減數分裂形成的精子中，含有15N的精子數占1/4(　　)
(4)用3H標記胸腺嘧啶后合成脫氧核苷酸，注入真核細胞，可用于研究DNA復制的場所(　　)
(5)DNA復制與染色體復制是分別獨立進行的(　　)
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3.填空默寫
(1)DNA只有4種脫氧核苷酸，能夠儲存足夠量遺傳信息的原因是_______
_______________________________________________________________。
(2)DNA復制的特點是 。DNA精確復制的原因：_______________提供了復制的模板， 保證了復制的精確進行。
構成
DNA的4種脫氧核苷酸的數目成千上萬，脫氧核苷酸的排列順序千差萬別
邊解旋邊復制、半保留復制
DNA雙螺旋結構
堿基互補配對原則
(3)與DNA復制有關的堿基計算
①一個DNA連續復制n次后，DNA分子總數為___。
②第n代的DNA分子中，含原DNA母鏈的有2個，占______。
③若某DNA分子中含堿基T為a，則連續復制n次，所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數為___________；第n次復制時所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數為________。
(4)果蠅DNA形成多個復制泡的原因是______________________________
_________________________________________________________________________。
2n
1/2n－1
a×(2n－1)
a×2n－1
果蠅的DNA有多個復制起點，可
從不同起點開始DNA的復制，由此加快了DNA復制的速率，為細胞分裂
做好準備
四
課時精練
一、選擇題：每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求。
1.(2023·河北邢臺高三質檢)沃森和克里克根據DNA分子晶體衍射圖譜，解析出經典的DNA雙螺旋類型(B－DNA)，后續人們又解析了兩種不同的DNA雙螺旋類型(A－DNA和Z－DNA)，它們的螺旋直徑如表所示。下列敘述錯誤的是
A.Z－DNA雙螺旋類型
結構更為緊湊而有利于其完成復制
B.不同的雙螺旋類型中，基因的轉錄活躍程度不同
C.三種雙螺旋類型DNA雙鏈都遵循堿基互補配對原則
D.推測在生物體內DNA雙螺旋類型也是多種多樣的
項目 A－DNA B－DNA Z－DNA
螺旋直徑(nm) 2.55 2.37 1.84
√
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DNA復制過程中需要將DNA解旋，而Z－DNA雙螺旋類型結構更為緊湊，解旋更困難，從而不利于其完成復制，A錯誤；
不同螺旋結構的直徑不同，轉錄活躍程度不同，B正確；
DNA復制過程中無論什么類型的DNA雙螺旋結構，都遵循堿基互補配對原則，C正確；
DNA可按其螺旋直徑劃分不同種類，則可導致生物體內DNA雙螺旋類型多種多樣，D正確。
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2.如圖表示有關DNA分子中的部分關系，下列判斷正確的是
A.若x、y分別表示DNA兩條互補鏈中(A＋G)/
(T＋C)的值，則符合甲曲線變化
B.若x、y分別表示DNA兩條互補鏈中(G＋T)/
(A＋C)的值，則符合甲曲線變化
C.若x、y分別表示DNA兩條互補鏈中(A＋T)/
(G＋C)的值，則符合乙曲線變化
D.若x、y分別表示DNA一條鏈和整個DNA中嘌呤/嘧啶的值，則符合乙曲
線變化
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√
DNA兩條互補鏈中(A＋G)/(T＋C)的值是互為倒
數的關系，此情況不符合甲曲線變化，A錯誤；
DNA兩條互補鏈中(G＋T)/(A＋C)的值互為倒數，
此情況不符合甲曲線變化，B錯誤；
根據堿基互補配對原則，DNA兩條互補鏈中(A＋
T)/(G＋C)的值是相等的，此情況符合乙曲線變化，C正確；
由于DNA中A＝T、G＝C，A＋G＝T＋C，嘌呤數＝嘧啶數，整個DNA中兩者的比值始終等于1，但DNA一條鏈中嘌呤/嘧啶的值不確定，D錯誤。
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3.(2023·山東師大附中高三檢測)亞硝酸鹽可使DNA的某些堿基脫去氨基，腺嘌呤(A)脫氨基之后轉變為次黃嘌呤(I)，與胞嘧啶(C)配對。一個精原細胞在進行核DNA復制時，一個DNA分子的兩個腺嘌呤堿基發生脫氨基作用(不考慮其他變異)，不可能出現的現象是
A.進行兩次有絲分裂后，兩個子細胞中含有次黃嘌呤
B.產生的四個精子中，只有兩個精子的DNA序列發生改變
C.DNA序列發生改變的精子正常受精后，一定含有異常基因
D.形成的兩個次級精母細胞中不都含有次黃嘌呤
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√
根據題意可知，基因通常是有遺傳效應的DNA片段，如果該DNA序列的改變并未發生在基因結構中，則不一定會產生基因突變，即DNA序列發生改變的精子正常受精后，未必含有異常基因，C符合題意。
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13
4.(2023·遼寧營口高三調研)端粒是真核生物線性染色體末端的一段復合結構，端粒DNA會隨細胞分裂而縮短(如圖)，直到細胞不能再分裂。下列相關敘述錯誤的是
A.組成端粒的主要成分是DNA和蛋白質
B.子鏈5′－端引物水解后不能補齊，導
致端粒DNA縮短
C.染色體復制后，每條染色體的4個端粒都縮短
D.可通過修復縮短的端粒DNA，延長細胞壽命
√
1
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3
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5
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13
端粒是真核生物線性染色體末端的一段復合結構，染色體主要是由DNA和蛋白質組成的，所以組成端粒
的主要成分是DNA和蛋白質，A正確；
DNA的合成需要引物，但是DNA合成
完成后要把引物切除，而子鏈中切除
引物后不能補齊，導致端粒DNA縮短，B正確；
由圖可知，染色體復制以后，只是新合成的端粒DNA縮短而并非所有的端粒都縮短，C錯誤；
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由于端粒DNA不斷縮短，最后導致細胞停止分裂，因此可以通過修復縮短的端粒DNA，使細胞恢復分裂的能力，延長細胞的壽命，D正確。
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5.某果蠅的基因型為AaBb，將其DNA的兩條鏈均被32P標記的精原細胞放在普通培養基中培養。該精原細胞形成了4個有三種基因型(AB、aB、ab)的精子。下列相關敘述正確的是
A.該精原細胞發生了同源染色體非姐妹染色單體間的互換導致三種基因
型精子的產生
B.處于減數分裂Ⅱ前期的細胞中DNA數/染色體數＝2
C.產生的三種基因型的配子中的DNA都有一條鏈被32P標記
D.在減數分裂Ⅰ后期，移向細胞兩極的染色體形態大小都相同
√
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若發生同源染色體非姐妹染色單體間的互換，一個基因型為AaBb的精原細胞將產生四種精子，題意中該精原細胞形成了4個有三種基因型(AB、aB、ab)的精子，應為精原細胞發生了基因突變，A錯誤；
處于減數分裂Ⅱ前期的細胞中每條染色體上含有兩個DNA，所以核DNA數/染色體數＝2，細胞中DNA除含有核DNA外還含有質DNA，B錯誤；
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該精原細胞經過了一次DNA復制，所以產生的三種基因型的配子中的DNA都有一條鏈被32P標記，C正確；
雄性果蠅的X和Y染色體是一對異型的性染色體，減數分裂Ⅰ后期，同源染色體移向細胞兩極，所以初級精母細胞在減數分裂Ⅰ后期，移向細胞兩極的染色體形態大小不完全相同，D錯誤。
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6.(2023·遼寧遼南協作體高三模擬)研究發現，細胞通過多種酶系統和其他物理化學方法來修復和糾正偶然發生的DNA損傷，如圖為DNA結構缺陷時的一種切除修復的方式，下列相關說法不正確的是
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A.由圖可知酶①的移動方向為由右向左
B.酶②催化磷酸二酯鍵合成
C.圖示過程涉及堿基互補配對原則
D.若該片段所在的DNA分子，全部堿
基中C占30%，則該DNA分子的一條
核苷酸鏈中(C＋G)∶(A＋T)為3∶2
√
據中間圖可知，新鏈已經互補完成，而酶①結合在新鏈的右側，可知酶①的移動方向為由左向右，A錯誤；
酶②為DNA連接酶，催化磷酸二酯鍵合成，B正確；
若該片段所在的DNA分子，全部堿基中C
占30%，則G占30%，A＝T＝(1－30%－
30%)÷2＝20%，該DNA分子中(C＋G)∶(A＋T)為3∶2，由于兩條鏈之間C與G配對，A與T配對，所以該DNA分子的一條核苷酸鏈中(C＋G)∶(A＋T)為3∶2，D正確。
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二、選擇題：每小題給出的四個選項中有一個或多個符合題目要求。
7.科學家發現了單鏈DNA的一種四螺旋結構，一般存在于人體快速分裂的活細胞(如癌細胞)中。形成該結構的DNA單鏈中富含G，每4個G之間通過氫鍵等形成一個正方形的“G－4平面”，繼而形成立體的“G－四聯體螺旋結構”(如圖)。下列敘述錯誤的是
A.每個“G－四聯體螺旋結構”中含有兩個
游離的磷酸基團
B.該結構中富含G－C堿基對
C.該結構中(A＋G)/(T＋C)的值與雙鏈DNA中不一定相等
D.該“G－四聯體螺旋結構”可以抑制癌細胞的分裂
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√
√
√
每個“G－四聯體螺旋結構”是一條單
鏈形成的，該結構中含有1個游離的磷
酸基團，A錯誤；
“G－四聯體螺旋結構”是由單鏈DNA
形成的一種四螺旋結構，該結構中富含
G，而不是富含G－C堿基對，B錯誤；
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雙鏈DNA中(A＋G)/(T＋C)的值始終等
于1，而該單鏈結構中(A＋G)/(T＋C)
的值不一定等于1，因此該結構中(A＋
G)/(T＋C)的值與雙鏈DNA中不一定相
等，C正確；
根據題意可知，此“G－四聯體螺旋結
構”一般存在于人體快速分裂的活細胞(如癌細胞)中，因此該結構不能抑制癌細胞的分裂，可能促進癌細胞的分裂，D錯誤。
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8.(2023·山東淄博高三模擬)大多數真核生物的DNA在復制時會出現多個復制泡，每個復制泡的兩端有2個復制叉，復制叉的延伸方向如圖所示。已知復制時DNA聚合酶只能沿模板鏈的3′－端→5′－端方向移動，下列說法錯誤的是
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A.圖中DNA的復制為雙向半保留復制
B.多起點復制加快了DNA的復制速度
C.復制泡3的DNA復制早于復制泡1
D.子鏈的延伸方向與復制叉的推進方向相同
√
多起點復制加快了DNA的復制速度，B正確；
根據復制泡的大小可以看出，復制泡3的DNA復制早于復制泡1，C正確；
DNA聚合酶只能沿模板鏈的3′－端→5′－端方向移動，兩條子鏈的延伸方向相反，其中一條子鏈的延伸方向與復制叉的推進方向相反，D錯誤。
由圖復制泡的走向可知，DNA復制時以每條鏈為模板，沿模板鏈的3′－端→5′－端方向移動，圖中DNA的復制為多起點不連續雙向半保留復制，A正確；
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9.DNA聚合酶不能從頭合成DNA，只能從3′端延伸DNA鏈，因此在復制過程中需要RNA引物，如圖表示DNA復制過程。下列相關分析正確的是
A.DNA復制時存在A、U堿基配對現象
B.DNA復制是多種酶參與的
物質合成過程
C.兩條子鏈延伸的方向都是
由5′－端到3′－端
D.DNA聚合酶與DNA連接酶的底物相同
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√
√
√
由于DNA復制過程中需要RNA引物，所以在復制時存在A、U堿基配對現象，A正確；
DNA復制是解旋酶、DNA
聚合酶等多種酶參與的物質
合成過程，B正確；
DNA分子的2條鏈是反向平
行的，子鏈是依據堿基互補配對原則，在DNA聚合酶作用下合成的，其合成方向是從子鏈5′－端向3′－端延伸，C正確；
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DNA聚合酶與DNA連接酶的底物不同，前者作用于單個脫氧核苷酸，而后者作用于DNA片段，D錯誤。
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10.將某雄性動物細胞的全部DNA分子的兩條鏈經32P標記(染色體數為2n)后，置于不含32P的培養基中培養。經過連續兩次細胞分裂后產生4個子細胞，檢測子細胞中的情況。下列推斷正確的是
A.若進行有絲分裂，則含32P染色體的子細胞比例不一定為1/2
B.若進行減數分裂，則含32P染色體的子細胞比例一定為1
C.若子細胞中的染色體都含32P，則一定進行有絲分裂
D.若子細胞中的染色體不都含32P，則一定進行減數分裂
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√
√
若子細胞中的染色體都含32P，說明DNA只復制一次，則一定進行減數分裂，C錯誤；
若子細胞中的染色體不都含32P，則一定進行的是有絲分裂，D錯誤。
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三、非選擇題
11.下圖所示為一段DNA空間結構和平面結構的示意圖，請據圖回答問題：
(1)從圖甲中可以看出DNA分子具
有規則的________結構，從圖乙
中可以看出DNA是由____條平行
且走向______的長鏈組成的。
在真核細胞中，DNA的主要載體
是_______。
雙螺旋
兩
相反
染色體
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(2)圖乙中1代表的鍵為______。與圖乙中堿基2相配對的堿基是________
(填中文名稱)；由3、4、5組成的結構名稱為_________________。
(3)不同生物的雙鏈DNA分子中嘌呤堿基總數與嘧啶堿基總數的比值____
(填“相同”或“不同”)。
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氫鍵
鳥嘌呤
腺嘌呤脫氧核苷酸
相同
(4)若在一單鏈中 ＝n，則在另一條互補鏈中其比例為_____，在整個DNA分子中其比例為_____。
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n
n
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12.(2023·江蘇蘇北四市高三期末)真核細胞內染色體外環狀DNA(eccDNA)是游離于染色體基因組外的DNA，DNA的損傷可能會導致eccDNA的形成。如圖中途徑1、2分別表示真
核細胞中DNA復制的兩種情況，
a、b、a′和b′表示子鏈的兩端，
①～④表示生理過程。請據圖回
答相關問題：
(1)途徑1中酶2為____________，
途徑2中④過程需要___________酶的作用。
DNA聚合酶
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DNA連接
途徑1為線性DNA復制過程，該過程中的酶1為解旋酶，酶2為DNA聚合酶，途徑2為環狀DNA形成和復制的過程，④為損傷DNA由線性形成環狀DNA過程，即該過程需要DNA連接酶的作用。
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DNA復制過程中子鏈的延伸方向是由5′→3′延伸的過程，根據復制方向可知，途徑2中a、a′為5′－端。
(2)途徑2中a、b、a′和b′中為5′－端的是_______。
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a和a′
(3)觀察過程①③可推測DNA復制采用了______________等方式，極大地提升了復制速率。eccDNA能自我復制的原因是______________________
_______。
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雙向、多起點
eccDNA上有復制起點(復
制原點)
觀察過程①③可推測，DNA復制為半保留復制，結合圖示可知，DNA復制過程中表現出雙向復制和多起點復制的特點，該特點極大地提升了復制速率。eccDNA上有復制起點，因而eccDNA能自我復制。
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(4)下列可能屬于eccDNA
形成原因的有______。
A.DNA發生雙鏈斷裂
B.染色體片段丟失
C.染色體斷裂后重新連接
D.DNA中堿基互補配對
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ABC
根據題意可知，DNA的損傷可能會導致eccDNA的形成，而DNA發生雙鏈斷裂、染色體片段丟失、染色體斷裂等都是DNA損傷的表現，而DNA堿基互補配對不會導致環狀DNA的形成，因此，A、B、C符合題意。
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(5)eccDNA在腫瘤細胞中普遍存在，腫瘤細胞分裂時，因eccDNA無________(填結構)，而無法與________連接，導致不能平均分配到子細胞中。由此可見，eccDNA的遺傳________(填“遵循”或“不遵循”)孟德爾遺傳規律。
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著絲粒
紡錘絲
不遵循
eccDNA在腫瘤細胞中普遍存在，腫瘤細胞分裂時，因eccDNA無著絲粒，因此無法與紡錘絲連接，只能隨機分配到子細胞中。由于eccDNA不能均等分配到子細胞中，因此，eccDNA的遺傳不遵循孟德爾遺傳規律。
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13.(2023·河北秦皇島高三期末)科學家為了探究DNA復制方式，先用含有15NH4Cl的原料來培養大腸桿菌若干代作為親本，再將親本大腸桿菌轉移到含14NH4Cl原料中培養，收集不同時期的大腸桿菌并提取DNA，再將提取的DNA進行離心，記錄離心后試管中DNA的位置。請分析回答下列問題：
(1)用含有15NH4Cl的原料來培養大腸桿菌若干代作為親本，培養若干代的目的是_________________________________________。
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保證用于實驗的大腸桿菌的DNA上都含有15N
(2)有科學家認為DNA的復制是全保留復制，復制形成的兩條子鏈結合在一起，兩條模板鏈重新結合在一起。若是全保留復制，則實驗結果是子一代的DNA位置是________________________。
(3)科學家進行實驗，得到的實驗結果是子一代的DNA位置全在中帶，子二代的DNA位置一半在中帶一半在輕帶。這個結果否定了全保留復制，你對此的解釋是_________________________________________________
__________________________________________________________。
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一半在重帶，一半在輕帶
DNA的復制是半保留復制，子一代DNA為15N/14N－DNA，子二代DNA一半為15N/14N－DNA，一半為14N/14N－DNA
(4)有人認為，將子一代的DNA分子用解旋酶處理后再離心，就能直接判斷DNA的復制方式，如果為輕帶 則一定為半保留復制。你認為這種說法是否正確，并說出你的理由。_______________________
_______________________________________________________________
__________________________________________。
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留復制還是半保留復制，子一代用解旋酶處理后都有一半的單鏈含15N，
不正確，因為無論是全保第2課時　DNA的結構與復制
課標要求　1.概述DNA分子是由4種脫氧核苷酸構成的，通常由兩條堿基互補配對的反向平行長鏈形成雙螺旋結構，堿基的排列順序編碼了遺傳信息。2.概述DNA分子通過半保留方式進行復制。
考點一　DNA分子的結構
1．DNA雙螺旋結構模型的構建
(1)構建者：沃森和克里克。
(2)構建過程
2．DNA的結構
3．DNA結構特點
多樣性 若DNA含有n個堿基對，則其可能有4n種堿基排列順序
特異性 每個DNA分子都有特定的堿基排列順序
穩定性 兩條主鏈上磷酸與脫氧核糖交替排列的順序不變，堿基配對方式不變等
源于必修2 P50圖3－8：DNA的一條單鏈具有兩個末端，一端有一個游離的磷酸基團，稱作5′－端，另一端有一個羥基(—OH)，稱作3′－端，兩條單鏈走向相反，一條單鏈是從5′－端到3′－端的，另一條單鏈是從3′－端到5′－端的。
歸納總結　DNA雙螺旋結構的熱考點
4．DNA中的堿基數量的計算規律
設DNA一條鏈為1鏈，互補鏈為2鏈。根據堿基互補配對原則可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。
(1)A1＋A2＝T1＋T2；G1＋G2＝C1＋C2。
即：雙鏈中A＝T，G＝C，A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝(A＋G＋T＋C)。
規律一：雙鏈DNA中嘌呤堿基總數等于嘧啶堿基總數，任意兩個不互補堿基之和為堿基總數的一半。
(2)A1＋T1＝A2＋T2；G1＋C1＝G2＋C2。
＝＝(N為相應的堿基總數)，＝＝。
規律二：互補堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相等，簡記為“補則等”。
(3)與的關系是互為倒數。
規律三：非互補堿基之和的比值在兩條互補鏈中互為倒數，簡記為“不補則倒”。
(4)若＝a，＝b，則＝(a＋b)。
規律四：某種堿基在雙鏈中所占的比例等于它在每一條單鏈中所占比例和的一半。
根據DNA分子結構圖像分析回答下列問題：
(1)圖中④能表示胞嘧啶脫氧核苷酸嗎？
提示　不能。①磷酸基團屬于胸腺嘧啶脫氧核苷酸。
(2)解旋酶作用于圖中哪個部位？限制性內切核酸酶和DNA連接酶作用于圖中哪個部位？
提示　解旋酶作用于⑨，限制性內切核酸酶和DNA連接酶作用于⑩。
(3)DNA初步水解的產物和徹底水解的產物分別是什么？
提示　DNA初步水解的產物是4種脫氧核苷酸；徹底水解的產物是磷酸、脫氧核糖和4種含氮堿基。
(4)“A＋T與G＋C的比值一定相等嗎？”由此可概括出什么結論？此值的大小體現了什么呢？
提示　不一定。不同DNA分子中的互補堿基之和的比值不一定相同。體現DNA分子的特異性。
1．20世紀50年代初，查哥夫對多種生物DNA做了堿基定量分析，發現(A＋T)/(C＋G)的值如下表。結合所學知識，你認為能得出的結論是(　　)
DNA來源 大腸桿菌 小麥 鼠 豬肝 豬胸腺 豬脾
(A＋T)/ (C＋G) 1.01 1.21 1.21 1.43 1.43 1.43
A.小麥和鼠的DNA所攜帶的遺傳信息相同
B．豬的DNA結構比大腸桿菌DNA結構更穩定一些
C．同一生物不同組織的DNA堿基組成相同
D．小麥DNA中(A＋T)數量是鼠DNA中(C＋G)數量的1.21倍
答案　C
解析　DNA分子中堿基的排列順序代表遺傳信息，由題表可知，小麥和鼠的(A＋T)/(C＋G)的值相同，但是堿基的排列順序不一定相同，A錯誤；由于堿基A與T之間有2個氫鍵，而G與C之間有3個氫鍵，DNA分子中(G＋C)之和所占比例越大，DNA分子結構越穩定，(A＋T)/(C＋G)值越大，(G＋C)占整個DNA分子的比值越小，大腸桿菌的DNA分子結構更穩定，B錯誤；同一生物不同組織的遺傳物質相同，所以同一生物不同組織的DNA堿基組成相同，C正確；小麥和鼠的(A＋T)/(C＋G)的值相同，但是堿基的總數不一定相同，故小麥DNA中(A＋T)與鼠DNA中(C＋G)在數量上無法比較，D錯誤。
2．(不定項)(2023·山東泰安高三檢測)某DNA部分片段結構如圖所示，下列敘述正確的是(　　)
A．③為磷酸二酯鍵，③的形成需要RNA聚合酶催化
B．①代表氫鍵，①的形成與斷裂需要ATP提供能量
C．片段中堿基②與五碳糖構成的脫氧核苷與ATP中的腺苷相同
D．若該DNA一條鏈中堿基A與T之和占48%，則整個DNA中堿基C占26%
答案　D
解析　③為磷酸二酯鍵，③的形成需要DNA聚合酶催化，A錯誤；①代表氫鍵，氫鍵的形成不需要消耗能量，B錯誤；構成脫氧核苷酸的五碳糖是脫氧核糖，而構成腺苷的五碳糖是核糖，C錯誤；由于DNA分子中堿基互補配對，A＝T，G＝C，所以若該DNA一條鏈中堿基A與T之和占48%，則整個DNA分子中堿基A與T之和占48%，G和C之和占1－48%＝52%，所以DNA中堿基C占26%，D正確。
考點二　DNA的復制
1．DNA半保留復制的實驗證據
(1)實驗者：美國生物學家梅塞爾森和斯塔爾。
(2)研究方法：假說—演繹法。
(3)實驗材料：大腸桿菌。
(4)實驗技術：同位素標記技術和離心技術。
(5)實驗原理：含15N的雙鏈DNA密度大，含14N的雙鏈DNA密度小，一條鏈含14N、一條鏈含15N的雙鏈DNA密度居中。
(6)實驗假設：DNA以半保留的方式復制。
(7)實驗過程及分析
Ⅰ.實驗過程
Ⅱ.實驗分析
a．立即取出：提取DNA→離心→全部重帶。
b．細胞分裂一次(即細菌繁殖一代)取出：提取DNA→離心→全部中帶。
c．細胞再分裂一次(即細菌繁殖兩代)取出：提取DNA→離心→輕帶、中帶。
(8)實驗結論：DNA的復制是以半保留的方式進行的。
2．DNA的復制
(1)概念、時間、場所
(2)過程
(3)結果：一個DNA分子形成了兩個完全相同的DNA分子。
(4)特點
(5)DNA準確復制的原因
DNA具有獨特的雙螺旋結構，為復制提供精確的模板，堿基互補配對原則，保證了復制能準確地進行。
(6)DNA復制的意義：DNA通過復制，將遺傳信息從親代細胞傳遞給子代細胞，從而保持了遺傳信息的連續性。
3．“圖解法”分析DNA復制相關計算
(1)將含有15N的DNA分子放在含有14N的培養液中連續復制n次，則：
①子代DNA共2n個
②脫氧核苷酸鏈共2n＋1條
(2)DNA分子復制過程中消耗的脫氧核苷酸數
①若親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經過n次復制需要消耗該種脫氧核苷酸數為m·(2n－1)。
②第n次復制需要消耗該種脫氧核苷酸數為m·2n－1。
4．“四步法”解決細胞分裂中染色體標記問題
在解決這類問題時，先畫出細胞分裂中染色體行為變化，再畫DNA，再補全染色體，染色體中只要有一條脫氧核苷酸單鏈被標記，則認為該染色體含有放射性標記。
第一步 畫出含一條染色體的細胞圖，下方畫出該條染色體上的1個DNA分子，用豎實線表示含同位素標記
第二步 畫出復制一次、分裂一次的子細胞染色體圖，下方畫出染色體上的DNA鏈，未被標記的新鏈用豎曲線表示
第三步 再畫出第二次復制(分裂)后的細胞的染色體組成和DNA鏈的情況
第四步 若繼續推測后期情況，可想象著絲粒分裂，染色單體分開，并進而推測子細胞染色體的情況
(1)有絲分裂中染色體標記情況
過程圖解 復制一次(母鏈標記，培養液不含標記同位素)： 轉至不含放射性培養液中再培養一個細胞周期：
規律總結 若只復制一次，產生的子染色體都帶有標記；若復制兩次，產生的子染色體只有一半帶有標記
(2)減數分裂中染色體標記情況分析
過程圖解 減數分裂一般選取一對同源染色體為研究對象，如下圖(母鏈標記，培養液不含標記同位素)：
規律總結 由于減數分裂沒有細胞周期，DNA只復制一次，因此產生的子染色體都帶有標記
據圖分析DNA復制過程：
(1)圖示中的解旋酶和DNA聚合酶各有什么作用？
提示　前者使氫鍵打開，將DNA雙螺旋的兩條鏈解開；后者催化形成磷酸二酯鍵，從而形成新的子鏈。
(2)蛙的紅細胞和哺乳動物成熟的紅細胞，是否都能進行圖示過程？
提示　蛙的紅細胞進行無絲分裂，可進行DNA分子的復制；哺乳動物成熟的紅細胞已喪失細胞核，也無各種細胞器，不能進行DNA分子的復制。
(3)通常DNA分子復制從一個復制起始點開始，有單向復制和雙向復制，如圖所示。放射性越高的3H－胸腺嘧啶脫氧核糖核苷(3H－脫氧胸苷)，在放射自顯影技術的圖像上，感光還原的銀顆粒密度越高。
①請利用放射性自顯影技術、低放射性3H－脫氧胸苷和高放射性3H－脫氧胸苷，設計實驗以確定大腸桿菌DNA復制的方向。
提示　復制開始時，首先用含低放射性3H－脫氧胸苷培養基培養大腸桿菌，一段時間后轉移到含有高放射性3H－脫氧胸苷的培養基中繼續培養，用放射自顯影技術觀察復制起點和復制起點兩側銀顆粒密度情況。
②預測實驗結果并得出結論。
提示　若復制起點處銀顆粒密度低，復制起點的一側銀顆粒密度高，則DNA分子復制為單向復制；若復制起點處銀顆粒密度低，復制起點的兩側銀顆粒密度高，則DNA分子復制為雙向復制。
3．研究人員將1個含14N－DNA的大腸桿菌轉移到以15NH4Cl為唯一氮源的培養液中，培養24 h后提取子代大腸桿菌的DNA。將DNA解開雙螺旋，變成單鏈；然后進行密度梯度離心，試管中出現兩種條帶(如圖)。下列說法正確的是(　　)
A．由結果可推知該大腸桿菌的細胞周期大約為6 h
B．根據條帶的數目和位置可以確定DNA的復制方式
C．解開DNA雙螺旋的實質是破壞核苷酸之間的磷酸二酯鍵
D．若直接將子代DNA進行密度梯度離心也能得到兩條條帶
答案　D
解析　據圖分析可知，由于14N單鏈∶15N單鏈＝1∶7，說明DNA復制了3次，可推知該細菌的細胞周期大約為24/3＝8(h)，A錯誤；由于DNA經過熱變性后解開了雙螺旋，變成單鏈，所以根據條帶的數目和位置只能判斷DNA單鏈的標記情況，但無法判斷DNA的復制方式，B錯誤；解開DNA雙螺旋的實質是破壞核苷酸之間的氫鍵，C錯誤；DNA復制3次，有2個DNA鏈是15N/14N，在中帶；有6個DNA鏈都是15N，在重帶，即直接將子代DNA進行密度梯度離心也能得到兩條條帶，D正確。
4．(不定項)如圖為某DNA分子片段，假設該DNA分子中有5 000對堿基，A＋T占堿基總數的34%。若該DNA分子在含14N的培養基中連續復制2次，下列敘述不正確的是(　　)
A．復制時作用于③處的酶為DNA聚合酶
B．DNA分子復制2次需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸9 900個
C．④處指的是腺嘌呤核糖核苷酸
D．子代中含15N的DNA分子占1/2
答案　ACD
解析　復制時作用于③處的酶為解旋酶而不是DNA聚合酶，A錯誤；由題干信息可知，G＋C＝1－34%＝66%，則G＝C＝3 300個，則復制2次需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸為3 300×
(22－1)＝9 900(個)，B正確；DNA分子的基本單位是脫氧核苷酸，所以④處指的是腺嘌呤脫氧核苷酸，C錯誤；DNA分子只有一條鏈含15N，其復制是半保留復制，連續復制2次后，形成的4個DNA分子，只有一個DNA分子含有15N，因此子代中含15N的DNA分子占1/4，D錯誤。
1．(2022·廣東，12)λ噬菌體的線性雙鏈DNA兩端各有一段單鏈序列。這種噬菌體在侵染大腸桿菌后其DNA會自連環化(如圖)，該線性分子兩端能夠相連的主要原因是(　　)
A．單鏈序列脫氧核苷酸數量相等
B．分子骨架同為脫氧核糖與磷酸
C．單鏈序列的堿基能夠互補配對
D．自連環化后兩條單鏈方向相同
答案　C
解析　單鏈序列脫氧核苷酸數量相等、分子骨架同為脫氧核糖與磷酸交替連接，不能決定線性DNA分子兩端能夠相連，A、B錯誤；據圖可知，單鏈序列的堿基能夠互補配對，決定該線性DNA分子兩端能夠相連，C正確；DNA的兩條鏈是反向的，因此自連環化后兩條單鏈方向相反，D錯誤。
2．(2022·浙江6月選考，13)某同學欲制作DNA雙螺旋結構模型，已準備了足夠的相關材料。下列敘述正確的是(　　)
A．在制作脫氧核苷酸時，需在磷酸上連接脫氧核糖和堿基
B．制作模型時，鳥嘌呤與胞嘧啶之間用2個氫鍵連接物相連
C．制成的模型中，腺嘌呤與胞嘧啶之和等于鳥嘌呤和胸腺嘧啶之和
D．制成的模型中，磷酸和脫氧核糖交替連接位于主鏈的內側
答案　C
解析　在制作脫氧核苷酸時，需在脫氧核糖上連接磷酸和堿基，A錯誤；鳥嘌呤和胞嘧啶之間由3個氫鍵連接，B錯誤；DNA的兩條鏈之間遵循堿基互補配對原則，即A＝T、C＝G，故在制作的模型中A＋C＝G＋T，C正確；DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架，堿基在內側，D錯誤。
3．(2021·北京，4)酵母菌的DNA中堿基A約占32%，關于酵母菌核酸的敘述錯誤的是(　　)
A．DNA復制后A約占32%
B．DNA中C約占18%
C．DNA中(A＋G)/(T＋C)＝1
D．RNA中U約占32%
答案　D
解析　DNA分子為半保留復制，復制時遵循A－T、G－C的配對原則，則DNA復制后的A約占32%，A正確；酵母菌的DNA中堿基A約占32%，則A＝T＝32%，G＝C＝(1－2×32%)/2＝18%，B正確；DNA遵循堿基互補配對原則，A＝T、G＝C，則(A＋G)/(T＋C)＝1，C正確；由于RNA為單鏈結構，且RNA是以DNA的一條單鏈為模板進行轉錄而來，故RNA中U不一定占32%，D錯誤。
4．(2021·山東，5)利用農桿菌轉化法，將含有基因修飾系統的T－DNA插入到水稻細胞M的某條染色體上，在該修飾系統的作用下，一個DNA分子單鏈上的一個C脫去氨基變為U，脫氨基過程在細胞M中只發生一次。將細胞M培育成植株N。下列說法錯誤的是(　　)
A．N的每一個細胞中都含有T－DNA
B．N自交，子一代中含T－DNA的植株占3/4
C．M經n(n≥1)次有絲分裂后，脫氨基位點為A－U的細胞占1/2n
D．M經3次有絲分裂后，含T－DNA且脫氨基位點為A－T的細胞占1/2
答案　D
解析　如果M經3次有絲分裂后，形成子細胞有8個，由于M細胞DNA分子單鏈上的一個C脫去氨基變為U，是G和U配對，所以復制三次后，有4個細胞脫氨基位點為C－G,3個細胞脫氨基位點為A－T，1個細胞脫氨基位點為U－A，因此含T－DNA且脫氨基位點為A－T的細胞占3/8，D錯誤。
5．(2021·浙江6月選考，22)在DNA復制時，5-溴尿嘧啶脫氧核苷(BrdU)可作為原料，與腺嘌呤配對，摻入新合成的子鏈。用Giemsa染料對復制后的染色體進行染色，DNA分子的雙鏈都含有BrdU的染色單體呈淺藍色，只有一條鏈含有BrdU的染色單體呈深藍色。現將植物根尖放在含有BrdU的培養液中培養，取根尖用Giemsa染料染色后，觀察分生區細胞分裂中期染色體的著色情況。下列推測錯誤的是(　　)
A．第一個細胞周期的每條染色體的兩條染色單體都呈深藍色
B．第二個細胞周期的每條染色體的兩條染色單體著色都不同
C．第三個細胞周期的細胞中染色單體著色不同的染色體均為1/4
D．根尖分生區細胞經過若干個細胞周期后，還能觀察到深藍色的染色單體
答案　C
解析　第二個細胞周期結束后，不同細胞中含有的帶有雙鏈都含有BrdU的染色體和只有一條鏈含有BrdU的染色體的數目是不確定的，故第三個細胞周期的細胞中染色單體著色不同的染色體比例不能確定，C錯誤。
6．(2021·遼寧，4)下列有關細胞內的DNA及其復制過程的敘述，正確的是(　　)
A．子鏈延伸時游離的脫氧核苷酸添加到3′－端
B．子鏈的合成過程不需要引物參與
C．DNA每條鏈的5′－端是羥基末端
D．DNA聚合酶的作用是打開DNA雙鏈
答案　A
解析　子鏈延伸時由5′－端→3′－端合成，故游離的脫氧核苷酸添加到3′－端，A正確；子鏈的合成過程需要引物參與，B錯誤；DNA每條鏈的5′－端是磷酸基團末端，3′－端是羥基末端，C錯誤；解旋酶的作用是打開DNA雙鏈，D錯誤。
1．判斷關于DNA分子結構的敘述
(1)DNA分子中每個脫氧核糖上均連接著一個磷酸和一個堿基(　×　)
(2)DNA分子中的每個磷酸均連接著一個脫氧核糖和一個堿基(　×　)
(3)維持基因結構穩定的鍵主要是磷酸二酯鍵和氫鍵(　√　)
(4)某DNA分子中嘌呤數等于嘧啶數，該DNA分子一定是雙鏈DNA(　×　)
(5)某雙鏈DNA分子中一條鏈上A∶T＝1∶2，則該DNA分子中A∶T＝2∶1(　×　)
2．判斷關于DNA分子復制的敘述
(1)單個脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈(　×　)
(2)一個含有m個腺嘌呤的DNA分子經過n次復制，共需要消耗腺嘌呤脫氧核苷酸2n－1×m個(　×　)
(3)果蠅一個精原細胞中的一個核DNA分子用15N標記，在正常情況下，其減數分裂形成的精子中，含有15N的精子數占1/4(　×　)
(4)用3H標記胸腺嘧啶后合成脫氧核苷酸，注入真核細胞，可用于研究DNA復制的場所
(　√　)
(5)DNA復制與染色體復制是分別獨立進行的(　×　)
3．填空默寫
(1)DNA只有4種脫氧核苷酸，能夠儲存足夠量遺傳信息的原因是構成DNA的4種脫氧核苷酸的數目成千上萬，脫氧核苷酸的排列順序千差萬別。
(2)DNA復制的特點是邊解旋邊復制、半保留復制。DNA精確復制的原因：DNA雙螺旋結構提供了復制的模板，堿基互補配對原則保證了復制的精確進行。
(3)與DNA復制有關的堿基計算
①一個DNA連續復制n次后，DNA分子總數為2n。
②第n代的DNA分子中，含原DNA母鏈的有2個，占1/2n－1。
③若某DNA分子中含堿基T為a，則連續復制n次，所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數為a×(2n－1)；第n次復制時所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數為a×2n－1。
(4)果蠅DNA形成多個復制泡的原因是果蠅的DNA有多個復制起點，可從不同起點開始DNA的復制，由此加快了DNA復制的速率，為細胞分裂做好準備。
課時精練
一、選擇題：每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求。
1．(2023·河北邢臺高三質檢)沃森和克里克根據DNA分子晶體衍射圖譜，解析出經典的DNA雙螺旋類型(B－DNA)，后續人們又解析了兩種不同的DNA雙螺旋類型(A－DNA和Z－DNA)，它們的螺旋直徑如表所示。下列敘述錯誤的是(　　)
項目 A－DNA B－DNA Z－DNA
螺旋直徑(nm) 2.55 2.37 1.84
A.Z－DNA雙螺旋類型結構更為緊湊而有利于其完成復制
B．不同的雙螺旋類型中，基因的轉錄活躍程度不同
C．三種雙螺旋類型DNA雙鏈都遵循堿基互補配對原則
D．推測在生物體內DNA雙螺旋類型也是多種多樣的
答案　A
解析　DNA復制過程中需要將DNA解旋，而Z－DNA雙螺旋類型結構更為緊湊，解旋更困難，從而不利于其完成復制，A錯誤；不同螺旋結構的直徑不同，轉錄活躍程度不同，B正確；DNA復制過程中無論什么類型的DNA雙螺旋結構，都遵循堿基互補配對原則，C正確；DNA可按其螺旋直徑劃分不同種類，則可導致生物體內DNA雙螺旋類型多種多樣，D正確。
2.如圖表示有關DNA分子中的部分關系，下列判斷正確的是(　　)
A．若x、y分別表示DNA兩條互補鏈中(A＋G)/(T＋C)的值，則符合甲曲線變化
B．若x、y分別表示DNA兩條互補鏈中(G＋T)/(A＋C)的值，則符合甲曲線變化
C．若x、y分別表示DNA兩條互補鏈中(A＋T)/(G＋C)的值，則符合乙曲線變化
D．若x、y分別表示DNA一條鏈和整個DNA中嘌呤/嘧啶的值，則符合乙曲線變化
答案　C
解析　DNA兩條互補鏈中(A＋G)/(T＋C)的值是互為倒數的關系，此情況不符合甲曲線變化，A錯誤；DNA兩條互補鏈中(G＋T)/(A＋C)的值互為倒數，此情況不符合甲曲線變化，B錯誤；根據堿基互補配對原則，DNA兩條互補鏈中(A＋T)/(G＋C)的值是相等的，此情況符合乙曲線變化，C正確；由于DNA中A＝T、G＝C，A＋G＝T＋C，嘌呤數＝嘧啶數，整個DNA中兩者的比值始終等于1，但DNA一條鏈中嘌呤/嘧啶的值不確定，D錯誤。
3．(2023·山東師大附中高三檢測)亞硝酸鹽可使DNA的某些堿基脫去氨基，腺嘌呤(A)脫氨基之后轉變為次黃嘌呤(I)，與胞嘧啶(C)配對。一個精原細胞在進行核DNA復制時，一個DNA分子的兩個腺嘌呤堿基發生脫氨基作用(不考慮其他變異)，不可能出現的現象是(　　)
A．進行兩次有絲分裂后，兩個子細胞中含有次黃嘌呤
B．產生的四個精子中，只有兩個精子的DNA序列發生改變
C．DNA序列發生改變的精子正常受精后，一定含有異常基因
D．形成的兩個次級精母細胞中不都含有次黃嘌呤
答案　C
解析　根據題意可知，基因通常是有遺傳效應的DNA片段，如果該DNA序列的改變并未發生在基因結構中，則不一定會產生基因突變，即DNA序列發生改變的精子正常受精后，未必含有異常基因，C符合題意。
4．(2023·遼寧營口高三調研)端粒是真核生物線性染色體末端的一段復合結構，端粒DNA會隨細胞分裂而縮短(如圖)，直到細胞不能再分裂。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．組成端粒的主要成分是DNA和蛋白質
B．子鏈5′－端引物水解后不能補齊，導致端粒DNA縮短
C．染色體復制后，每條染色體的4個端粒都縮短
D．可通過修復縮短的端粒DNA，延長細胞壽命
答案　C
解析　端粒是真核生物線性染色體末端的一段復合結構，染色體主要是由DNA和蛋白質組成的，所以組成端粒的主要成分是DNA和蛋白質，A正確；DNA的合成需要引物，但是DNA合成完成后要把引物切除，而子鏈中切除引物后不能補齊，導致端粒DNA縮短，B正確；由圖可知，染色體復制以后，只是新合成的端粒DNA縮短而并非所有的端粒都縮短，C錯誤；由于端粒DNA不斷縮短，最后導致細胞停止分裂，因此可以通過修復縮短的端粒DNA，使細胞恢復分裂的能力，延長細胞的壽命，D正確。
5．某果蠅的基因型為AaBb，將其DNA的兩條鏈均被32P標記的精原細胞放在普通培養基中培養。該精原細胞形成了4個有三種基因型(AB、aB、ab)的精子。下列相關敘述正確的是(　　)
A．該精原細胞發生了同源染色體非姐妹染色單體間的互換導致三種基因型精子的產生
B．處于減數分裂Ⅱ前期的細胞中DNA數/染色體數＝2
C．產生的三種基因型的配子中的DNA都有一條鏈被32P標記
D．在減數分裂Ⅰ后期，移向細胞兩極的染色體形態大小都相同
答案　C
解析　若發生同源染色體非姐妹染色單體間的互換，一個基因型為AaBb的精原細胞將產生四種精子，題意中該精原細胞形成了4個有三種基因型(AB、aB、ab)的精子，應為精原細胞發生了基因突變，A錯誤；處于減數分裂Ⅱ前期的細胞中每條染色體上含有兩個DNA，所以核DNA數/染色體數＝2，細胞中DNA除含有核DNA外還含有質DNA，B錯誤；該精原細胞經過了一次DNA復制，所以產生的三種基因型的配子中的DNA都有一條鏈被32P標記，C正確；雄性果蠅的X和Y染色體是一對異型的性染色體，減數分裂Ⅰ后期，同源染色體移向細胞兩極，所以初級精母細胞在減數分裂Ⅰ后期，移向細胞兩極的染色體形態大小不完全相同，D錯誤。
6．(2023·遼寧遼南協作體高三模擬)研究發現，細胞通過多種酶系統和其他物理化學方法來修復和糾正偶然發生的DNA損傷，如圖為DNA結構缺陷時的一種切除修復的方式，下列相關說法不正確的是(　　)
A．由圖可知酶①的移動方向為由右向左
B．酶②催化磷酸二酯鍵合成
C．圖示過程涉及堿基互補配對原則
D．若該片段所在的DNA分子，全部堿基中C占30%，則該DNA分子的一條核苷酸鏈中(C＋G)∶(A＋T)為3∶2
答案　A
解析　據中間圖可知，新鏈已經互補完成，而酶①結合在新鏈的右側，可知酶①的移動方向為由左向右，A錯誤；酶②為DNA連接酶，催化磷酸二酯鍵合成，B正確；若該片段所在的DNA分子，全部堿基中C占30%，則G占30%，A＝T＝(1－30%－30%)÷2＝20%，該DNA分子中(C＋G)∶(A＋T)為3∶2，由于兩條鏈之間C與G配對，A與T配對，所以該DNA分子的一條核苷酸鏈中(C＋G)∶(A＋T)為3∶2，D正確。
二、選擇題：每小題給出的四個選項中有一個或多個符合題目要求。
7.科學家發現了單鏈DNA的一種四螺旋結構，一般存在于人體快速分裂的活細胞(如癌細胞)中。形成該結構的DNA單鏈中富含G，每4個G之間通過氫鍵等形成一個正方形的“G－4平面”，繼而形成立體的“G－四聯體螺旋結構”(如圖)。下列敘述錯誤的是(　　)
A．每個“G－四聯體螺旋結構”中含有兩個游離的磷酸基團
B．該結構中富含G－C堿基對
C．該結構中(A＋G)/(T＋C)的值與雙鏈DNA中不一定相等
D．該“G－四聯體螺旋結構”可以抑制癌細胞的分裂
答案　ABD
解析　每個“G－四聯體螺旋結構”是一條單鏈形成的，該結構中含有1個游離的磷酸基團，A錯誤；“G－四聯體螺旋結構”是由單鏈DNA形成的一種四螺旋結構，該結構中富含G，而不是富含G－C堿基對，B錯誤；雙鏈DNA中(A＋G)/(T＋C)的值始終等于1，而該單鏈結構中(A＋G)/(T＋C)的值不一定等于1，因此該結構中(A＋G)/(T＋C)的值與雙鏈DNA中不一定相等，C正確；根據題意可知，此“G－四聯體螺旋結構”一般存在于人體快速分裂的活細胞(如癌細胞)中，因此該結構不能抑制癌細胞的分裂，可能促進癌細胞的分裂，D錯誤。
8．(2023·山東淄博高三模擬)大多數真核生物的DNA在復制時會出現多個復制泡，每個復制泡的兩端有2個復制叉，復制叉的延伸方向如圖所示。已知復制時DNA聚合酶只能沿模板鏈的3′－端→5′－端方向移動，下列說法錯誤的是(　　)
A．圖中DNA的復制為雙向半保留復制
B．多起點復制加快了DNA的復制速度
C．復制泡3的DNA復制早于復制泡1
D．子鏈的延伸方向與復制叉的推進方向相同
答案　D
解析　由圖復制泡的走向可知，DNA復制時以每條鏈為模板，沿模板鏈的3′－端→5′－端方向移動，圖中DNA的復制為多起點不連續雙向半保留復制，A正確；多起點復制加快了DNA的復制速度，B正確；根據復制泡的大小可以看出，復制泡3的DNA復制早于復制泡1，C正確；DNA聚合酶只能沿模板鏈的3′－端→5′－端方向移動，兩條子鏈的延伸方向相反，其中一條子鏈的延伸方向與復制叉的推進方向相反，D錯誤。
9．DNA聚合酶不能從頭合成DNA，只能從3′端延伸DNA鏈，因此在復制過程中需要RNA引物，如圖表示DNA復制過程。下列相關分析正確的是(　　)
A．DNA復制時存在A、U堿基配對現象
B．DNA復制是多種酶參與的物質合成過程
C．兩條子鏈延伸的方向都是由5′－端到3′－端
D．DNA聚合酶與DNA連接酶的底物相同
答案　ABC
解析　由于DNA復制過程中需要RNA引物，所以在復制時存在A、U堿基配對現象，A正確；DNA復制是解旋酶、DNA聚合酶等多種酶參與的物質合成過程，B正確；DNA分子的2條鏈是反向平行的，子鏈是依據堿基互補配對原則，在DNA聚合酶作用下合成的，其合成方向是從子鏈5′－端向3′－端延伸，C正確；DNA聚合酶與DNA連接酶的底物不同，前者作用于單個脫氧核苷酸，而后者作用于DNA片段，D錯誤。
10．將某雄性動物細胞的全部DNA分子的兩條鏈經32P標記(染色體數為2n)后，置于不含32P的培養基中培養。經過連續兩次細胞分裂后產生4個子細胞，檢測子細胞中的情況。下列推斷正確的是(　　)
A．若進行有絲分裂，則含32P染色體的子細胞比例不一定為1/2
B．若進行減數分裂，則含32P染色體的子細胞比例一定為1
C．若子細胞中的染色體都含32P，則一定進行有絲分裂
D．若子細胞中的染色體不都含32P，則一定進行減數分裂
答案　AB
解析　若子細胞中的染色體都含32P，說明DNA只復制一次，則一定進行減數分裂，C錯誤；若子細胞中的染色體不都含32P，則一定進行的是有絲分裂，D錯誤。
三、非選擇題
11．下圖所示為一段DNA空間結構和平面結構的示意圖，請據圖回答問題：
(1)從圖甲中可以看出DNA分子具有規則的________結構，從圖乙中可以看出DNA是由________條平行且走向________的長鏈組成的。在真核細胞中，DNA的主要載體是______________。
(2)圖乙中1代表的鍵為________。與圖乙中堿基2相配對的堿基是________(填中文名稱)；由3、4、5組成的結構名稱為__________________________________________。
(3)不同生物的雙鏈DNA分子中嘌呤堿基總數與嘧啶堿基總數的比值______(填“相同”或“不同”)。
(4)若在一單鏈中＝n，則在另一條互補鏈中其比例為________，在整個DNA分子中其比例為________。
答案　(1)雙螺旋　兩　相反　染色體　(2)氫鍵　鳥嘌呤　腺嘌呤脫氧核苷酸　(3)相同　(4)n　n
解析　(4)一條單鏈上＝n，根據堿基互補配對原則，與該鏈互補的另一條鏈上＝n，整個DNA分子中＝＝＝n。
12．(2023·江蘇蘇北四市高三期末)真核細胞內染色體外環狀DNA(eccDNA)是游離于染色體基因組外的DNA，DNA的損傷可能會導致eccDNA的形成。下圖中途徑1、2分別表示真核細胞中DNA復制的兩種情況，a、b、a′和b′表示子鏈的兩端，①～④表示生理過程。請據圖回答相關問題：
(1)途徑1中酶2為______________，途徑2中④過程需要____________酶的作用。
(2)途徑2中a、b、a′和b′中為5′－端的是_________________________________。
(3)觀察過程①③可推測DNA復制采用了______________等方式，極大地提升了復制速率。eccDNA能自我復制的原因是____________________________________________________。
(4)下列可能屬于eccDNA形成原因的有___________________________________________。
A．DNA發生雙鏈斷裂
B．染色體片段丟失
C．染色體斷裂后重新連接
D．DNA中堿基互補配對
(5)eccDNA在腫瘤細胞中普遍存在，腫瘤細胞分裂時，因eccDNA無________(填結構)，而無法與____________連接，導致不能平均分配到子細胞中。由此可見，eccDNA的遺傳__________(填“遵循”或“不遵循”)孟德爾遺傳規律。
答案　(1)DNA聚合酶　DNA連接　(2)a和a′　(3)雙向、多起點　eccDNA上有復制起點(復制原點)　(4)ABC　(5)著絲粒　紡錘絲　不遵循
解析　(1)途徑1為線性DNA復制過程，該過程中的酶1為解旋酶，酶2為DNA聚合酶，途徑2為環狀DNA形成和復制的過程，④為損傷DNA由線性形成環狀DNA過程，即該過程需要DNA連接酶的作用。(2)DNA復制過程中子鏈的延伸方向是由5′→3′延伸的過程，根據復制方向可知，途徑2中a、a′為5′－端。(3)觀察過程①③可推測，DNA復制為半保留復制，結合圖示可知，DNA復制過程中表現出雙向復制和多起點復制的特點，該特點極大地提升了復制速率。eccDNA上有復制起點，因而eccDNA能自我復制。(4)根據題意可知，DNA的損傷可能會導致eccDNA的形成，而DNA發生雙鏈斷裂、染色體片段丟失、染色體斷裂等都是DNA損傷的表現，而DNA堿基互補配對不會導致環狀DNA的形成，因此，A、B、C符合題意。(5)eccDNA在腫瘤細胞中普遍存在，腫瘤細胞分裂時，因eccDNA無著絲粒，因此無法與紡錘絲連接，只能隨機分配到子細胞中。由于eccDNA不能均等分配到子細胞中，因此，eccDNA的遺傳不遵循孟德爾遺傳規律。
13．(2023·河北秦皇島高三期末)科學家為了探究DNA復制方式，先用含有15NH4Cl的原料來培養大腸桿菌若干代作為親本，再將親本大腸桿菌轉移到含14NH4Cl原料中培養，收集不同時期的大腸桿菌并提取DNA，再將提取的DNA進行離心，記錄離心后試管中DNA的位置。請分析回答下列問題：
(1)用含有15NH4Cl的原料來培養大腸桿菌若干代作為親本，培養若干代的目的是__________
_______________________________________________________________________________。
(2)有科學家認為DNA的復制是全保留復制，復制形成的兩條子鏈結合在一起，兩條模板鏈重新結合在一起。若是全保留復制，則實驗結果是子一代的DNA位置是_______________。
(3)科學家進行實驗，得到的實驗結果是子一代的DNA位置全在中帶，子二代的DNA位置一半在中帶一半在輕帶。這個結果否定了全保留復制，你對此的解釋是____________________
________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)有人認為，將子一代的DNA分子用解旋酶處理后再離心，就能直接判斷DNA的復制方式，如果為輕帶，為重帶，則一定為半保留復制。你認為這種說法是否正確，并說出你的理由。______________________________________________________________________________。
答案　(1)保證用于實驗的大腸桿菌的DNA上都含有15N　(2)一半在重帶，一半在輕帶　(3)DNA的復制是半保留復制，子一代DNA為15N/14N－DNA，子二代DNA一半為15N/14N－DNA，一半為14N/14N－DNA　(4)不正確，因為無論是全保留復制還是半保留復制，子一代用解旋酶處理后都有一半的單鏈含15N，一半的單鏈含14N，離心后都是重帶，輕帶第2課時　DNA的結構與復制
課標要求　1.概述DNA分子是由4種脫氧核苷酸構成的，通常由兩條堿基互補配對的反向平行長鏈形成雙螺旋結構，堿基的排列順序編碼了遺傳信息。2.概述DNA分子通過半保留方式進行復制。
考點一　DNA分子的結構
1．DNA雙螺旋結構模型的構建
(1)構建者：________________。
(2)構建過程
2．DNA的結構
3．DNA結構特點
多樣性 若DNA含有n個堿基對，則其可能有4n種堿基排列順序
特異性 每個DNA分子都有特定的___________
穩定性 兩條主鏈上 交替排列的順序不變， 不變等
源于必修2 P50圖3－8：DNA的一條單鏈具有兩個末端，一端有一個游離的磷酸基團，稱作______________，另一端有一個羥基(—OH)，稱作______，兩條單鏈走向________，一條單鏈是從5′－端到3′－端的，另一條單鏈是從3′－端到5′－端的。
歸納總結　DNA雙螺旋結構的熱考點
4．DNA中的堿基數量的計算規律
設DNA一條鏈為1鏈，互補鏈為2鏈。根據堿基互補配對原則可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。
(1)A1＋A2＝________；G1＋G2＝________。
即：雙鏈中A＝________，G＝________，A＋G＝________＝________＝________＝(A＋G＋T＋C)。
規律一：雙鏈DNA中嘌呤堿基總數等于嘧啶堿基總數，任意兩個不互補堿基之和為堿基總數的一半。
(2)A1＋T1＝________；G1＋C1＝________。
＝＝(N為相應的堿基總數)，＝＝。
規律二：互補堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相等，簡記為“補則等”。
(3)與的關系是__________________________________________________。
規律三：非互補堿基之和的比值在兩條互補鏈中互為倒數，簡記為“不補則倒”。
(4)若＝a，＝b，則＝(a＋b)。
規律四：某種堿基在雙鏈中所占的比例等于它在每一條單鏈中所占比例和的一半。
根據DNA分子結構圖像分析回答下列問題：
(1)圖中④能表示胞嘧啶脫氧核苷酸嗎？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(2)解旋酶作用于圖中哪個部位？限制性內切核酸酶和DNA連接酶作用于圖中哪個部位？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(3)DNA初步水解的產物和徹底水解的產物分別是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(4)“A＋T與G＋C的比值一定相等嗎？”由此可概括出什么結論？此值的大小體現了什么呢？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
1．20世紀50年代初，查哥夫對多種生物DNA做了堿基定量分析，發現(A＋T)/(C＋G)的值如下表。結合所學知識，你認為能得出的結論是(　　)
DNA來源 大腸桿菌 小麥 鼠 豬肝 豬胸腺 豬脾
(A＋T)/ (C＋G) 1.01 1.21 1.21 1.43 1.43 1.43
A.小麥和鼠的DNA所攜帶的遺傳信息相同
B．豬的DNA結構比大腸桿菌DNA結構更穩定一些
C．同一生物不同組織的DNA堿基組成相同
D．小麥DNA中(A＋T)數量是鼠DNA中(C＋G)數量的1.21倍
2．(不定項)(2023·山東泰安高三檢測)某DNA部分片段結構如圖所示，下列敘述正確的是(　　)
A．③為磷酸二酯鍵，③的形成需要RNA聚合酶催化
B．①代表氫鍵，①的形成與斷裂需要ATP提供能量
C．片段中堿基②與五碳糖構成的脫氧核苷與ATP中的腺苷相同
D．若該DNA一條鏈中堿基A與T之和占48%，則整個DNA中堿基C占26%
考點二　DNA的復制
1．DNA半保留復制的實驗證據
(1)實驗者：美國生物學家__________________和________。
(2)研究方法：________________。
(3)實驗材料：大腸桿菌。
(4)實驗技術：________________技術和離心技術。
(5)實驗原理：含15N的雙鏈DNA密度大，含14N的雙鏈DNA密度小，一條鏈含14N、一條鏈含15N的雙鏈DNA密度居中。
(6)實驗假設：_________________________________________________________________。
(7)實驗過程及分析
Ⅰ.實驗過程
Ⅱ.實驗分析
a．立即取出：提取DNA→離心→__________。
b．細胞分裂一次(即細菌繁殖一代)取出：提取DNA→離心→________________。
c．細胞再分裂一次(即細菌繁殖兩代)取出：提取DNA→離心→輕帶、中帶。
(8)實驗結論：_______________________________________________________________。
2．DNA的復制
(1)概念、時間、場所
(2)過程
(3)結果：一個DNA分子形成了兩個________________的DNA分子。
(4)特點
(5)DNA準確復制的原因
DNA具有獨特的________結構，為復制提供精確的模板，________________原則，保證了復制能準確地進行。
(6)DNA復制的意義：DNA通過復制，將__________________從親代細胞傳遞給子代細胞，從而保持了________________的連續性。
3．“圖解法”分析DNA復制相關計算
(1)將含有15N的DNA分子放在含有14N的培養液中連續復制n次，則：
①子代DNA共2n個
②脫氧核苷酸鏈共2n＋1條
(2)DNA分子復制過程中消耗的脫氧核苷酸數
①若親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經過 n次復制需要消耗該種脫氧核苷酸數為________________。
②第n次復制需要消耗該種脫氧核苷酸數為________________。
4．“四步法”解決細胞分裂中染色體標記問題
在解決這類問題時，先畫出細胞分裂中染色體行為變化，再畫DNA，再補全染色體，染色體中只要有一條脫氧核苷酸單鏈被標記，則認為該染色體含有放射性標記。
第一步 畫出含一條染色體的細胞圖，下方畫出該條染色體上的1個DNA分子，用豎實線表示含同位素標記
第二步 畫出復制一次、分裂一次的子細胞染色體圖，下方畫出染色體上的DNA鏈，未被標記的新鏈用豎曲線表示
第三步 再畫出第二次復制(分裂)后的細胞的染色體組成和DNA鏈的情況
第四步 若繼續推測后期情況，可想象著絲粒分裂，染色單體分開，并進而推測子細胞染色體的情況
(1)有絲分裂中染色體標記情況
過程圖解 復制一次(母鏈標記，培養液不含標記同位素)： 轉至不含放射性培養液中再培養一個細胞周期：
規律總結 若只復制一次，產生的子染色體都帶有標記；若復制兩次，產生的子染色體只有一半帶有標記
(2)減數分裂中染色體標記情況分析
過程圖解 減數分裂一般選取一對同源染色體為研究對象，如下圖(母鏈標記，培養液不含標記同位素)：
規律總結 由于減數分裂沒有細胞周期，DNA只復制一次，因此產生的子染色體都帶有標記
據圖分析DNA復制過程：
(1)圖示中的解旋酶和DNA聚合酶各有什么作用？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(2)蛙的紅細胞和哺乳動物成熟的紅細胞，是否都能進行圖示過程？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(3)通常DNA分子復制從一個復制起始點開始，有單向復制和雙向復制，如圖所示。放射性越高的3H－胸腺嘧啶脫氧核糖核苷(3H－脫氧胸苷)，在放射自顯影技術的圖像上，感光還原的銀顆粒密度越高。
①請利用放射性自顯影技術、低放射性3H－脫氧胸苷和高放射性3H－脫氧胸苷，設計實驗以確定大腸桿菌DNA復制的方向。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
②預測實驗結果并得出結論。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3．研究人員將1個含14N－DNA的大腸桿菌轉移到以15NH4Cl為唯一氮源的培養液中，培養24 h后提取子代大腸桿菌的DNA。將DNA解開雙螺旋，變成單鏈；然后進行密度梯度離心，試管中出現兩種條帶(如圖)。下列說法正確的是(　　)
A．由結果可推知該大腸桿菌的細胞周期大約為6 h
B．根據條帶的數目和位置可以確定DNA的復制方式
C．解開DNA雙螺旋的實質是破壞核苷酸之間的磷酸二酯鍵
D．若直接將子代DNA進行密度梯度離心也能得到兩條條帶
4．(不定項)如圖為某DNA分子片段，假設該DNA分子中有5 000對堿基，A＋T占堿基總數的34%。若該DNA分子在含14N的培養基中連續復制2次，下列敘述不正確的是(　　)
A．復制時作用于③處的酶為DNA聚合酶
B．DNA分子復制2次需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸9 900個
C．④處指的是腺嘌呤核糖核苷酸
D．子代中含15N的DNA分子占1/2
1．(2022·廣東，12)λ噬菌體的線性雙鏈DNA兩端各有一段單鏈序列。這種噬菌體在侵染大腸桿菌后其DNA會自連環化(如圖)，該線性分子兩端能夠相連的主要原因是(　　)
A．單鏈序列脫氧核苷酸數量相等
B．分子骨架同為脫氧核糖與磷酸
C．單鏈序列的堿基能夠互補配對
D．自連環化后兩條單鏈方向相同
2．(2022·浙江6月選考，13)某同學欲制作DNA雙螺旋結構模型，已準備了足夠的相關材料。下列敘述正確的是(　　)
A．在制作脫氧核苷酸時，需在磷酸上連接脫氧核糖和堿基
B．制作模型時，鳥嘌呤與胞嘧啶之間用2個氫鍵連接物相連
C．制成的模型中，腺嘌呤與胞嘧啶之和等于鳥嘌呤和胸腺嘧啶之和
D．制成的模型中，磷酸和脫氧核糖交替連接位于主鏈的內側
3．(2021·北京，4)酵母菌的DNA中堿基A約占32%，關于酵母菌核酸的敘述錯誤的是(　　)
A．DNA復制后A約占32%
B．DNA中C約占18%
C．DNA中(A＋G)/(T＋C)＝1
D．RNA中U約占32%
4．(2021·山東，5)利用農桿菌轉化法，將含有基因修飾系統的T－DNA插入到水稻細胞M的某條染色體上，在該修飾系統的作用下，一個DNA分子單鏈上的一個C脫去氨基變為U，脫氨基過程在細胞M中只發生一次。將細胞M培育成植株N。下列說法錯誤的是(　　)
A．N的每一個細胞中都含有T－DNA
B．N自交，子一代中含T－DNA的植株占3/4
C．M經n(n≥1)次有絲分裂后，脫氨基位點為A－U的細胞占1/2n
D．M經3次有絲分裂后，含T－DNA且脫氨基位點為A－T的細胞占1/2
5．(2021·浙江6月選考，22)在DNA復制時，5-溴尿嘧啶脫氧核苷(BrdU)可作為原料，與腺嘌呤配對，摻入新合成的子鏈。用Giemsa染料對復制后的染色體進行染色，DNA分子的雙鏈都含有BrdU的染色單體呈淺藍色，只有一條鏈含有BrdU的染色單體呈深藍色。現將植物根尖放在含有BrdU的培養液中培養，取根尖用Giemsa染料染色后，觀察分生區細胞分裂中期染色體的著色情況。下列推測錯誤的是(　　)
A．第一個細胞周期的每條染色體的兩條染色單體都呈深藍色
B．第二個細胞周期的每條染色體的兩條染色單體著色都不同
C．第三個細胞周期的細胞中染色單體著色不同的染色體均為1/4
D．根尖分生區細胞經過若干個細胞周期后，還能觀察到深藍色的染色單體
6．(2021·遼寧，4)下列有關細胞內的DNA及其復制過程的敘述，正確的是(　　)
A．子鏈延伸時游離的脫氧核苷酸添加到3′－端
B．子鏈的合成過程不需要引物參與
C．DNA每條鏈的5′－端是羥基末端
D．DNA聚合酶的作用是打開DNA雙鏈
1．判斷關于DNA分子結構的敘述
(1)DNA分子中每個脫氧核糖上均連接著一個磷酸和一個堿基(　　)
(2)DNA分子中的每個磷酸均連接著一個脫氧核糖和一個堿基(　　)
(3)維持基因結構穩定的鍵主要是磷酸二酯鍵和氫鍵(　　)
(4)某DNA分子中嘌呤數等于嘧啶數，該DNA分子一定是雙鏈DNA(　　)
(5)某雙鏈DNA分子中一條鏈上A∶T＝1∶2，則該DNA分子中A∶T＝2∶1(　　)
2．判斷關于DNA分子復制的敘述
(1)單個脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈(　　)
(2)一個含有m個腺嘌呤的DNA分子經過n次復制，共需要消耗腺嘌呤脫氧核苷酸2n－1×m個(　　)
(3)果蠅一個精原細胞中的一個核DNA分子用15N標記，在正常情況下，其減數分裂形成的精子中，含有15N的精子數占1/4(　　)
(4)用3H標記胸腺嘧啶后合成脫氧核苷酸，注入真核細胞，可用于研究DNA復制的場所(　　)
(5)DNA復制與染色體復制是分別獨立進行的(　　)
3．填空默寫
(1)DNA只有4種脫氧核苷酸，能夠儲存足夠量遺傳信息的原因是______________________
_______________________________________________________________________________。
(2)DNA復制的特點是______________________________________。DNA精確復制的原因：______________________提供了復制的模板，__________________________________保證了復制的精確進行。
(3)與DNA復制有關的堿基計算
①一個DNA連續復制n次后，DNA分子總數為________。
②第n代的DNA分子中，含原DNA母鏈的有2個，占________。
③若某DNA分子中含堿基T為a，則連續復制n次，所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數為____________；第n次復制時所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數為________。
(4)果蠅DNA形成多個復制泡的原因是___________________________________________。

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