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所属成套资源：2020高考生物浙江选考一轮复习讲义
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2020版生物浙江高考选考一轮复习讲义：第15讲DNA的分子结构与复制
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第15讲 DNA的分子结构与复制
知识内容展示
核心素养对接
（1）核酸分子的组成
（2）DNA分子的结构和特点
（3）DNA分子的复制
（4）活动：制作DNA双螺旋结构模型
（5）活动：探究DNA的复制过程
生命观念
通过学习DNA分子的结构和功能，建立结构与功能观
科学思维
通过DNA分子中的碱基数量和DNA复制的计算规律，培养归纳与概括、逻辑分析和计算能力
社会探究
通过“制作DNA双螺旋结构模型”活动，培养实验设计及动手能力
考点一 DNA的分子结构和特点
1.（2017·浙江11月选考，20）某真核生物DNA片段的结构示意图如下。下列叙述正确的是（ ）
A.①的形成需要DNA聚合酶催化
B.②表示腺嘌呤脱氧核苷酸
C.③的形成只能发生在细胞核
D.若α链中A＋T占48%，则DNA分子中G占26%
解析 ①是氢键，其形成不需要DNA聚合酶催化，A错误；②是腺嘌呤，B错误；③是磷酸二酯键，只要是合成DNA或者合成RNA都会有③形成，所以形成的场所还可能是线粒体、叶绿体，C错误；若α链中A＋T＝48%，则互补链A＋T也为48%，因此DNA中A＋T＝48%，则G＋C＝52%，且G＝C，所以G占26%，D正确。
答案 D
2.（2016·浙江4月选考）下列表示某同学制作的脱氧核苷酸结构模型（表示脱氧核糖、Ｋ表示碱基、 表示磷酸基团），其中正确的是（ ）
解析 每1个脱氧核苷酸是由1个脱氧核糖、1个磷酸基团和1个碱基构成，碱基可能是A或C或G或T，不可能是U，A错误；脱氧核糖是戊糖，其中1号碳上连着碱基，5号碳上连着磷酸基团，B、C错误、D正确。
答案 D
本题组对应必修二教材P54 DNA分子的结构和P56制作DNA双螺旋结构模型，主要考查DNA的组成、结构和碱基互补配对原则的计算等问题。
1.脱氧核苷酸的结构
2.图解DNA分子结构
3.活动：制作DNA双螺旋结构模型
（1）用不同颜色的卡纸剪成长方形的碱基，用其他颜色的卡纸剪成圆形代表磷酸，用另一种颜色的卡纸剪成五边形代表脱氧核糖。
（2）用订书机将磷酸、脱氧核糖、碱基连接成四种脱氧核苷酸，然后再连接成一条脱氧核苷酸长链，根据碱基互补配对原则，制作另一条脱氧核苷酸长链，并将两条长链之间配对的碱基两两连接。
（3）将两条链的末端分别用硬纸方块连接在一起，轻轻旋转即可得到一个DNA双螺旋结构模型。
■助学巧记
巧记DNA分子结构的“五·四·三·二·一”
1.DNA分子的特性
2.水解产物
（1）DNA初步水解产物是4种脱氧核苷酸。
（2）DNA彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和碱基。
角度1 围绕核酸的分子组成和模型制作考查模型与建模的能力
1.在制作DNA双螺旋模型时，各“部件”之间需要连接。如图所示连接中错误的是（ ）
解析 每个脱氧核糖连接一个磷酸和一个含氮碱基，A正确；下一个脱氧核苷酸的磷酸应该与上一个脱氧核苷酸的脱氧核糖相连，B错误，C、D正确。
答案 B
2.（2018·绍兴市3月选考适应）在“制作DNA双螺旋结构模型”活动中，可采用不同形状的纸片分别代表脱氧核糖、磷酸和不同碱基，用订书针作为连接物。现要制作一个包含4种碱基、15个碱基对的DNA分子模型。下列叙述错误的是（ ）
A.制作时要用到6种不同形状的纸片
B.制作时共用到90张纸片
C.制作时用到相同形状的纸片最多为30张
D.若该模型中有5个腺嘌呤，则需要68个订书针
答案 D
角度2 结合DNA分子的结构和特点考查结构与功能观
3.（2018·台州第一次统练）下图为某核苷酸链的局部结构图，下列叙述中正确的是（ ）
A.图中a或b能构成一个完整的核苷酸
B.各核苷酸之间是通过化学键①连接起来的
C.该链可能是组成T2噬菌体遗传物质的一部分
D.该核苷酸链中五碳糖上连接的磷酸可以是1个或2个
解析 图中a能构成一个完整的核苷酸，b不能，A错误； 各核苷酸之间是通过磷酸二酯键③连接起来的，B错误； 该核苷酸链为构成RNA的核糖核苷酸链，而T2噬菌体的遗传物质是DNA，所以该链不可能是组成T2噬菌体遗传物质的一部分，C错误； 该核苷酸链中五碳糖上连接的磷酸可以是1个（处在核苷酸链的其中一端）或2个（除了处在核苷酸链的其中一端的核苷酸），D正确。
答案 D
4.如图表示DNA分子结构的片段，下列有关叙述正确的是（ ）
A.双螺旋结构使DNA分子具有较强的特异性
B.DNA单链上相邻碱基之间以氢键连接
C.④结构的排列顺序代表了一定的遗传信息
D.⑤中的两个碱基通过两个氢键相连
解析 双螺旋结构使DNA分子具有较强的稳定性，A错误；DNA单链上相邻碱基之间通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连，B错误；DNA中脱氧核苷酸的排列顺序代表了一定的遗传信息，C正确；⑤中的两个碱基为鸟嘌呤和胞嘧啶，通过三个氢键相连，D错误。
答案 C
DNA分子结构特点的4个易错点
1.DNA分子中稳定不变的是磷酸、脱氧核糖交替排列的基本骨架，千变万化的是DNA分子中碱基对的排列顺序，遗传信息便储存在碱基对的排列顺序中。
2.DNA复制时，氢键断裂需要DNA解旋酶，但高温也可以使氢键断裂。
3.DNA两条链上的碱基通过氢键连接，而在DNA分子的一条链中相邻的碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接。
4.在DNA分子中，不是一个脱氧核糖都连接两个磷酸，也不是一个磷酸都连接两个脱氧核糖，如DNA分子双链的两端。
角度3 围绕DNA分子中碱基含量的计算考查演绎推理的能力
5.（2018·温州第二次模拟）已知某双链DNA片段含有200个碱基对，其中A和T共有160个，则该片段中的一条链上C和G之和为（ ）
A.40个 B.80个 C.120个 D.240个
解析 该片段中的一条链上C和G之和，实质是DNA中C或G的含量，由于双链DNA片段含有200个碱基对，其中A和T共有160个，则C和G共有240个，因此C或G的含量为120个，C正确。
答案 C
6.（2018·宁波市十校联考）在双链DNA分子中，A和T的分子数相等、G和C的分子数相等，这就是DNA中碱基含量的（ ）
A.碱基互补配对原则 B.中心法则
C.卡伽夫法则 D.规则双螺旋结构
解析 在双链DNA分子中，由于A与T配对，G与C配对，所以A和T的分子数相等、G和C的分子数相等，这就是DNA中碱基含量卡伽夫法则，故选C。
答案 C
“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律
（1）在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即A＋G＝T＋C。
（2）“互补碱基之和”的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即若在一条链中＝m，在互补链及整个DNA分子中＝m。
（3）非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA一条链中＝a，则在其互补链中＝，而在整个DNA分子中＝1。
考点二 遗传信息的传递
1.（2018·海南卷，15）现有DNA分子的两条单链均只含有14N （表示为14N14N）的大肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代，再转到含有14N的培养基中繁殖一代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是（ ）
A.有15N14N和14N14N两种，其比例为1∶3
B.有15N15N和14N14N两种，其比例为1∶1
C.有15N15N和14N14N两种，其比例为3∶1
D.有15N14N和14N14N两种，其比例为3∶1
解析 大肠杆菌14N14N在含有15N的培养基中繁殖，其中子一代大肠杆菌的DNA分子共2个，均为1条链含14N、1条链含15N，子二代大肠杆菌的DNA分子共4个，其中2个DNA分子为1条链含14N、1条链含15N，另外2个DNA分子为2条链均含15N；再转到含有14N的培养基中繁殖一代，子三代大肠杆菌的DNA分子共8个，其中2个DNA分子为2条链均含14N，其余6个DNA分子为1条链含14N、1条链含15N，所以15N14N和14N14N两种分子的比例为3∶1。
答案 D
2.（2017·浙江4月选考，24）若将处于G1期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
解析 第2次分裂中期时有一半DNA分子只有一条脱氧核苷酸链含3H，另一半DNA分子两条脱氧核苷酸链均含3H，故B、C、D均错。
答案 A
本题组对应必修二教材P61～P64遗传信息的传递，主要考查DNA的复制方式及特点。
1.DNA分子的复制
（1）概念、时间、场所
（2）过程
（3）特点
①过程：边解旋边复制
②方式：半保留复制
（4）准确复制的原因和意义
①原因：DNA具有独特的双螺旋结构，为复制提供精确的模板，碱基互补配对原则，保证了复制能准确进行。
②意义：DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，保持了遗传信息的连续性。
■助学巧记
巧记DNA分子的复制的“二、二、三、四”
2.活动：探究DNA的复制过程
（1）实验方法：同位素示踪法和离心技术。
（2）实验原理：若DNA的两条链都用15N标记，那么DNA分子密度较大，离心后应该在试管的底部；若两条链中都含有14N，那么DNA分子密度小，离心后应该在试管的上部；若两条链中一条含有15N，一条含有14N，那么DNA分子密度居中，离心后应该在试管的中部。
（3）实验过程
（4）实验分析
①实验预期
预期一：若第二代DNA分子中15N—15N—DNA占1/2，14N—14N—DNA占1/2，而第三代DNA分子中15N—15N—DNA占1/4，14N—14N—DNA占3/4，说明DNA复制是全保留复制。
预期二：若第二代DNA分子中全部是15N—14N—DNA，而第三代DNA分子中15N—14N—DNA占1/2，14N—14N—DNA占1/2，说明DNA复制是半保留复制。
②实验结论
实验结果和预期二的一致，说明DNA的复制是以半保留的方式进行的。
如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，思考回答：
（1）图中显示DNA分子复制是从多个起点开始的，但并非同时进行。
（2）图中显示DNA分子复制是边解旋边双向复制的。
（3）真核生物的这种复制方式的意义在于提高了复制速率。
（4）一个细胞周期中每个起点一般只起始1次，若为转录时解旋，则每个起点可起始多次。
角度1 结合DNA复制的过程考查模型与建模的能力
1.右图示DNA分子正常复制的片段，图中编号①～④表示DNA单链。有关叙述错误的是（ ）
A.①和④的碱基序列相同
B.③和④的碱基序列互补
C.该过程可实现遗传信息的传递
D.该过程需要RNA聚合酶参与
解析 题图为DNA复制，需要DNA聚合酶、解旋酶等参与。
答案 D
2.（2018·浙江选考模拟）如图表示果蝇某条染色体的放大示意图，下列相关叙述正确的是（ ）
A.有丝分裂中期，果蝇细胞中含有①的数目是6
B.③为DNA，是所有生物的遗传信息的携带者
C.④的特定双螺旋结构构成了该分子的特异性
D.⑤是由脱氧核糖和磷酸的交替连接而成的
答案 D
角度2 结合探究DNA复制的方式考查科学探究的能力
3.（2018·稽阳联谊学校高三联考）下图为科学家设计的DNA 合成的同位素示踪实验，利用大肠杆菌来探究DNA 的复制过程，下列说法正确的是（ ）
A.从获得试管①到试管③，细胞内的染色体复制了两次
B.用噬菌体代替大肠杆菌进行实验，提取DNA 更方便
C.试管③中含有14N 的DNA 占3/4
D.本实验是科学家对DNA 复制方式假设的验证
解析 大肠杆菌细胞内没有染色体，A 错误；噬菌体是寄生的，不能在培养液中繁殖，不能代替大肠杆菌进行实验，B 错误；试管③中含有14N 的DNA 占100%，C 错误。
答案 D
4.研究人员将DNA被15N完全标记的大肠杆菌转移到以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中，繁殖一代后提取子代大肠杆菌的DNA，将子代DNA热变性处理使其双链打开，后进行密度梯度超速离心，离心管中出现两个条带。下列相关叙述中的错误是（ ）
A.打开双链的难易程度与各种碱基的含量有关
B.新合成的子链位于离心管中上侧条带中
C.若对子代DNA直接离心，也会出现两个条带
D.14NH4Cl培养液的氮可被大肠杆菌用来合成脱氧核苷酸
解析 由于A与T之间含2个氢键，G与C之间含3个氢键，所以打开双链的难易程度与各种碱基的含量有关，A正确；新合成的子链中只含14N，所以位于离心管中上侧条带中，B正确；DNA复制的方式是半保留复制，由于只繁殖了一代，所以子代DNA都含有一条母链和一条子链，直接离心，只出现一个条带，C错误；脱氧核糖核苷酸组成元素是C、H、O、N、P，14NH4Cl培养液的氮可被大肠杆菌用来合成四种脱氧核苷酸，D正确。
答案 C
角度3 围绕DNA复制过程中相关计算考查科学思维的能力
5.（2018·浙江名校联考）假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%，用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是（ ）
A.该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B.每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含31P
C.每个DNA分子中均只有一条脱氧核苷酸链含31P
D.含32P与含31P的子代噬菌体的比例为1∶50
解析 噬菌体DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%，即A＝5 000×2×20%＝2 000个，根据碱基互补配对原则，A＝T＝2 000个，C＝G＝3 000个，DNA复制方式为半保留复制，因此该过程至少需要鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为（100－1）×3 000＝297 000个，A错误；根据DNA半保留复制特点，100个子代噬菌体中，2个DNA分子含有32P和31P，98个DNA分子只含有31P，因此有2个DNA分子的一条脱氧核苷酸链含31P，另一条脱氧核苷酸链含32P，有98个DNA分子的2条脱氧核苷酸链均含31P，B、C错误；100个DNA分子中，只有2个含有32P，100个DNA分子都含有31P，因此含32P与含31P的子代噬菌体的比例＝2∶100＝1∶50，D正确。
答案 D
6.下列关于DNA的相关计算，正确的是（ ）
A.具有1 000个碱基对的DNA，腺嘌呤有600个，则每一条链上都具有胞嘧啶200个
B.具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，复制n次后共需要2n·m个胸腺嘧啶
C.具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，第n次复制需要2n－1·m个胸腺嘧啶
D.无论是双链DNA还是单链DNA，（A＋G）所占的比例均是1/2
解析 具有1 000个碱基对的DNA，腺嘌呤有600个，则DNA中含胞嘧啶400个，因此一条链上的胞嘧啶数可为0～400个，A错误；具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，复制n次后DNA数由1个变为2n个，因此需要（2n－1）·m个胸腺嘧啶，其第n次复制DNA数由2n－1个变为2n个，这一过程需要（2n－2n－1）·m＝2n－1·m个胸腺嘧啶，B错误，C正确；只有双链DNA遵循碱基互补配对原则，即A＝T，G＝C，在单链DNA中不存在这一关系，因此只有双链DNA中（A＋G）所占的比例为1/2，单链DNA中该比值不一定为1/2，D错误。
答案 C
假设1个DNA分子复制n次（设该DNA分子中含某种脱氧核苷酸m个）
注：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“基本单位”是“对”还是“个”。
③关注题目中的叙述是“DNA分子数”还是“链数”，是“含”还是“只含”等关键词。
角度4 结合细胞分裂与DNA复制考查科学思维的能力
7.蚕豆（6对染色体）根尖细胞在含2H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成若干个细胞周期，然后转入仅含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，再转入仅含2H标记的培养基中继续进行下一个细胞周期。下列有关此时每个细胞中染色体的叙述，错误的是（ ）
A.前期时，每个DNA分子都含2H标记
B.中期时，每个细胞中都有12个DNA分子含3H标记
C.后期时，每个细胞含3H标记的染色体与含2H标记的染色体之比为1∶2
D.末期时，细胞每一极均有6条染色体含3H标记
解析 将蚕豆（6对染色体）根尖细胞在含2H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成若干个细胞周期，则蚕豆的DNA都被标记上了2H，再将蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，根据DNA的半保留复制原则，分裂产生的细胞中的染色体中的DNA的两条链中一条含有2H、一条含有3H，然后在仅含2H的培养基中继续分裂至前期，共用着丝粒的两条染色单体的两个DNA分子中，一个DNA含2H、3H，另一个DNA两条链都是2H，即每个DNA都含2H标记，A正确；中期时，每个细胞中都有12个DNA分子含3H标记，B正确；后期时，每个细胞含3H标记的染色体与含2H标记的染色体之比为1∶2，C正确；末期时，细胞每一极含3H标记的染色体可能有0～12条，D错误。
答案 D
8.（2018·宁波十校期末联考）将不含放射性的洋葱根尖细胞放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基上培养完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成两个细胞周期。下列叙述正确的是（ ）
A.第一个细胞周期结束后，每个子细胞中都有一半的染色体被标记
B.第二个细胞周期的分裂中期，每条染色体中仅有一条单体被标记
C.完成两个细胞周期后，每个子细胞中含3H标记的染色体数目相同
D.第三个细胞周期的分裂后期细胞，都有一半染色体被标记
解析 DNA分子具有半保留复制的特点，将洋葱根尖细胞放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基上培养，让其完成一个细胞周期后，每条染色体都被标记，但只有新合成的脱氧核苷酸单链含有标记，A错误；第二个细胞周期的分裂中期，每条染色体中仅有一条单体被标记，另一条不含标记，B正确；第二个细胞周期的分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体形成的两条子染色体（一条有标记，一条无标记）随机分配，导致完成两个细胞周期后，形成的子细胞中含有放射性的染色体数目不同，每个细胞中含有放射性的染色体最少是0，最多是全部都含有放射性，C错误；根据前面分析可知，第三个细胞周期的分裂后期细胞，不可能出现“有一半染色体被标记”的情况，D错误。
答案 B
细胞分裂与DNA复制
（1）如果用3H标记细胞核中全部的DNA分子，然后将细胞放在正常环境中培养，让其进行减数分裂，由于分裂过程中DNA只复制一次，而细胞连续分裂两次，因此减数分裂过程中染色体中的DNA标记情况如下图所示：
（2）如果用3H标记细胞核中全部的DNA分子，然后将细胞放在正常环境中培养，让其进行2次有丝分裂。与减数分裂过程相比，有丝分裂过程中DNA复制二次，细胞分裂二次，分裂过程中染色体中的DNA标记情况如图所示：
课后限时训练
（时间：30分钟 分数：100分）
1.（2016·全国卷Ⅱ，2）某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是（ ）
A.随后细胞中的DNA复制发生障碍
B.随后细胞中的RNA转录发生障碍
C.该物质可将细胞周期阻断在分裂中期
D.可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用
解析 某物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能打开，说明该物质会阻碍DNA分子的解旋，因而会阻碍DNA分子的复制、转录和抑制细胞增殖，A、B、D三项均正确；因DNA分子的复制发生在间期，所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期，C项错误。
答案 C
2.（2018·浙江五校联考）下列有关DNA结构和复制的叙述，正确的是（ ）
A.脱氧核糖与含氮碱基的相间排列构成DNA的基本骨架
B.每个DNA分子中脱氧核糖上连接一个磷酸和一个碱基
C.DNA分子中的碱基含量遵循卡伽夫法则
D.在“探究DNA的复制过程”活动中，第二代大肠杆菌DNA用解旋酶处理后进行密度梯度离心的结果与原来相同
解析 脱氧核糖与磷酸相间排列构成DNA的基本骨架，A错误；DNA单链中总有一个脱氧核糖上连接一个磷酸和一个碱基，而其他脱氧核糖上同时连接两个磷酸和一个碱基，B错误；DNA分子中的碱基含量遵循卡伽夫法则，即A＝T、C＝G，C正确；在“探究DNA的复制过程”活动中，第二代大肠杆菌DNA用解旋酶处理后进行密度梯度离心的结果与原来不完全相同，D错误。
答案 C
3.有关DNA分子结构的叙述，错误的是（ ）
A.DNA分子由4种脱氧核苷酸组成
B.DNA单链上相邻碱基以氢键连接
C.碱基与脱氧核糖相连接
D.磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA的基本骨架
解析 DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，DNA分子由4种脱氧核苷酸组成，A正确；DNA单链上相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连接，B错误；碱基与脱氧核糖相连接，C正确；磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA分子的基本骨架，D正确。
答案 B
4.（2018·浙江名校联考）在DNA双螺旋模型搭建实验中，使用代表氢键的订书钉将代表四种碱基的塑料片连为一体。 那么，A与T之间以及C与G之间需要的钉子个数分别是（ ）
A.2和2 B.2和3 C.3和2 D.3和3
解析 DNA分子的双螺旋结构中，由于碱基A和T之间有2个氢键，碱基C和G之间有3个氢键，为逼真起见，A和T之间钉2个钉，C和G之间钉3个钉，正确答案为B。
答案 B
5.将劳氏肉瘤病毒遗传物质的一个基本单位彻底水解后得到A、B、C三种化合物，将T2噬菌体遗传物质的一个基本单位彻底水解后得到A、B、D三种化合物。你认为C、D两种化合物分别是（ ）
A.尿嘧啶、胸腺嘧啶 B.胸腺嘧啶、尿嘧啶
C.核糖、脱氧核糖 D.脱氧核糖、核糖
解析 劳氏肉瘤病毒遗传物质是RNA，基本单位是核糖核苷酸，彻底水解后得到了核糖、磷酸、碱基（A、C、G、U）；T2噬菌体遗传物质是DNA，基本单位是脱氧核苷酸，彻底水解后得到脱氧核糖、磷酸、碱基（A、C、G、T）。一个基本单位核苷酸中不一定就有T或U，但是核糖和脱氧核糖肯定有。因此RNA特有的C是核糖，DNA特有的D是脱氧核糖。
答案 C
6.（2018·牌头中学测试）下图为DNA分子双螺旋结构模型的部分结构示意图，下列叙述错误的是（ ）
A.“1”和“2”相间排列构成DNA的基本骨架
B.“2”和“3”组成的结构叫脱氧核苷
C.DNA单链上相邻碱基以磷酸二酯键相连
D.双链DNA分子中的碱基含量遵循卡伽夫法则
解析 图中1为磷酸，2为脱氧核糖，二者相间排列构成DNA的基本骨架，A正确；3为含氮碱基，“2”和“3”组成的结构叫脱氧核苷，B正确；DNA单链上相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连，C错误；双链DNA分子中A＋G＝T＋C，但A＋T≠G＋C，此即卡伽夫法则，D正确。
答案 C
7.（2018·浙江十校联考）下图为DNA分子结构示意图，对该图的正确描述是（ ）
A.①②③按序排列，构成了DNA分子的基本骨架
B.④的名称是鸟嘌呤脱氧核苷酸
C.DNA彻底氧化后，①②③④⑤⑥中能产生含氮废物的只有⑥
D.DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息
解析 分析图形可知①是磷酸，②是含氮碱基，③是脱氧核糖，构成DNA分子基本骨架的是脱氧核糖和磷酸，A错误；④不是一个完整的核苷酸，B错误；DNA彻底氧化后，能产生含氮废物的有②、④和⑥，C错误；DNA分子中特定的脱氧核苷酸排列顺序代表了遗传信息，D正确。
答案 D
8.某真核生物核DNA片段有100个碱基对，其中A占20%，有关该片段复制过程中，描述正确的是（ ）
A.复制两次需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸160个
B.复制形成的子代DNA分子片段中与亲代不同
C.双链全部解开后在DNA聚合酶催化下合成子链
D.复制形成的2个DNA分子位于姐妹染色单体上
解析 一个DNA中有100个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的20%，则A＝T＝100×2×20%＝40，G＝C＝60个，一个DNA复制2次形成4个DNA分子，DNA分子增加3个，因此参加到复制过程中游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸40×3＝120个，A错误；复制时遵循碱基互补配对原则，所以形成的子代DNA分子片段中与亲代相同，B错误；DNA分子的复制过程是边解旋边复制过程，C错误；复制形成的2个DNA分子位于姐妹染色单体上，D正确。
答案 D
9.下图表示DNA复制的过程，结合图示判断，下列有关叙述不正确的是（ ）
A.DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链间的氢键，使两条链解开
B.DNA分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链方向相反
C.DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段
D.DNA的两条子链都是连续合成的
解析 由图可知，两条子链中，一条是连续合成的，另一条是不连续合成的。
答案 D
10.被15N标记DNA的一个精原细胞，在含14N的培养基中通过减数第一次分裂形成两个次级精母细胞，再通过减数第二次分裂形成四个精细胞，下列叙述中正确的是（ ）
A.初级精母细胞的染色体，一半含15N，另一半含14N
B.次级精母细胞的染色体，一半含15N，另一半含14N
C.每个精细胞中的染色体中，一半含15N，另一半含14N
D.每个精细胞中的染色体中，即都含15N，也都含14N
解析 进行减数分裂，只能发生一次DNA复制过程，则15N标记的DNA经一次复制所形成的所有子DNA均为一条链含15N，另一条链含14N，如此，所有染色体中均含14N－15N的双链DNA分子。
答案 D
11.（2018·金丽衢十二校联考）如图所示是研究DNA复制方式的实验，根据这些实验结果进行的推论，正确的是（ ）
A.乙是转入14N培养基中复制一代的结果
B.乙是转入14N培养基中复制二代的结果
C.出现丁的结果至少需要60分钟
D.戊图表示复制三代后不再具有15N标记DNA
答案 C
12.科学家研究肺炎双球菌活体转化实验时发现：被加热杀死的S型菌自溶，释放出的部分DNA片段遇到某些R型活菌时，其双链拆开，其中一条链降解，另一条单链进入R型菌并与其基因相应“同源区段”配对，使R型菌DNA的相应片段一条链被切除并将其替换，形成“杂种DNA区段”，这样的细菌经增殖就会出现S型菌。下列叙述正确的是（ ）
A.S型菌DNA片段双链拆开过程中发生了氢键和磷酸二酯键断裂
B.细菌转化的实质是基因突变
C.“杂种DNA区段”的形成过程遵循碱基互补配对原则
D.有“杂种DNA区段”的细菌分裂形成的子代细菌都是S型菌
解析 S型菌DNA片段双链拆开过程的实质是解旋，发生了氢键的断裂，但没有发生磷酸二酯键的断裂，A错误；据题意可知，细菌转化的实质是基因重组，B错误；由题意可知，含“杂种DNA区段”的S型菌的DNA中一条链是“R型”的，另一条链是“S型”的，这样该菌分裂时，形成的2个子代细菌一个含R型DNA，另一个含S型DNA，即一个为R型菌，另一个为S型菌。
答案 C
13.如图为真核细胞DNA复制过程示意。据图分析，下列相关叙述中错误的是（ ）
A.由图示得知，子链是沿着一定方向延伸的
B.合成两条子链时，DNA聚合酶移动的方向是相反的
C.细胞内的DNA复制场所有细胞核、叶绿体、线粒体
D.解旋需解旋酶及DNA聚合酶的催化，且需要消耗ATP
解析 由题图可知，A、B正确；细胞内的DNA分布在细胞核、线粒体和叶绿体中，这三个结构都可以进行DNA复制；解旋不需要DNA聚合酶参与。
答案 D
14.下图表示染色体DNA在某些特殊情况下发生损伤后的修复过程，下列叙述错误的是（ ）
A.酶Ⅰ和酶Ⅱ的作用不相同
B.③过程会发生碱基互补配对
C.③过程可能需要四种脱氧核苷酸
D.该过程不能发生在原核细胞中
解析 依题意可知，酶Ⅰ和酶Ⅱ均可切开DNA链损伤部位，故两者的作用均为断裂磷酸二酯键，A错误；③过程将依据碱基互补配对原则添加新的脱氧核苷酸，B、C正确；原核细胞中没有染色体，因此，染色体DNA的修复过程不能发生在原核细胞中，D正确。
答案 A
15.（科学探究）按照图示1→2→3→4进行实验，本实验验证了朊病毒是蛋白质侵染因子，它是一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物，题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。
（1）本实验采用的方法是 。
（2）从理论上讲，离心后上清液中 （填“能大量”或“几乎不能”）检测到32P，沉淀物中 （填“能大量”或“几乎不能”）检测到32P，出现上述结果的原因是___________________________________________________________
_________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
（3）如果添加试管5，从试管2中提取朊病毒后先加入试管5，同时添加35S标记的（NH4）SO4，连续培养一段时间后，再提取朊病毒加入试管3，培养适宜时间后离心，检测放射性应主要位于 中，少量位于 中，原因是______________________________________________________________
________________________________________________________________。
（4）一般病毒同朊病毒之间的最主要区别是：病毒侵入细胞是向宿主细胞提供 （物质），利用宿主细胞的 进行 。
答案 （1）同位素标记法 （2）几乎不能 几乎不能 朊病毒不含核酸只含蛋白质，蛋白质中磷含量极低，故试管2中提取的朊病毒几乎不含32P （3）沉淀物 上清液 经试管5中牛脑组织细胞培养出的朊病毒（蛋白质）被35S标记，提取后加入试管3中，35S随朊病毒侵入到牛脑组织细胞中，因此放射性物质主要位于沉淀物中。同时会有少量的朊病毒不能成功侵入牛脑组织细胞，离心后位于上清液中，因此上清液中含少量放射性物质 （4）核酸 核苷酸和氨基酸（原料） 自身核酸的复制和蛋白质的合成
知识内容展示
核心素养对接
（1）核酸分子的组成
（2）DNA分子的结构和特点
（3）DNA分子的复制
（4）活动：制作DNA双螺旋结构模型
（5）活动：探究DNA的复制过程
生命观念
通过学习DNA分子的结构和功能，建立结构与功能观
科学思维
通过DNA分子中的碱基数量和DNA复制的计算规律，培养归纳与概括、逻辑分析和计算能力
社会探究
通过“制作DNA双螺旋结构模型”活动，培养实验设计及动手能力
考点一 DNA的分子结构和特点
1.（2017·浙江11月选考，20）某真核生物DNA片段的结构示意图如下。下列叙述正确的是（ ）
A.①的形成需要DNA聚合酶催化
B.②表示腺嘌呤脱氧核苷酸
C.③的形成只能发生在细胞核
D.若α链中A＋T占48%，则DNA分子中G占26%
解析 ①是氢键，其形成不需要DNA聚合酶催化，A错误；②是腺嘌呤，B错误；③是磷酸二酯键，只要是合成DNA或者合成RNA都会有③形成，所以形成的场所还可能是线粒体、叶绿体，C错误；若α链中A＋T＝48%，则互补链A＋T也为48%，因此DNA中A＋T＝48%，则G＋C＝52%，且G＝C，所以G占26%，D正确。
答案 D
2.（2016·浙江4月选考）下列表示某同学制作的脱氧核苷酸结构模型（表示脱氧核糖、Ｋ表示碱基、 表示磷酸基团），其中正确的是（ ）
解析 每1个脱氧核苷酸是由1个脱氧核糖、1个磷酸基团和1个碱基构成，碱基可能是A或C或G或T，不可能是U，A错误；脱氧核糖是戊糖，其中1号碳上连着碱基，5号碳上连着磷酸基团，B、C错误、D正确。
答案 D
本题组对应必修二教材P54 DNA分子的结构和P56制作DNA双螺旋结构模型，主要考查DNA的组成、结构和碱基互补配对原则的计算等问题。
1.脱氧核苷酸的结构
2.图解DNA分子结构
3.活动：制作DNA双螺旋结构模型
（1）用不同颜色的卡纸剪成长方形的碱基，用其他颜色的卡纸剪成圆形代表磷酸，用另一种颜色的卡纸剪成五边形代表脱氧核糖。
（2）用订书机将磷酸、脱氧核糖、碱基连接成四种脱氧核苷酸，然后再连接成一条脱氧核苷酸长链，根据碱基互补配对原则，制作另一条脱氧核苷酸长链，并将两条长链之间配对的碱基两两连接。
（3）将两条链的末端分别用硬纸方块连接在一起，轻轻旋转即可得到一个DNA双螺旋结构模型。
■助学巧记
巧记DNA分子结构的“五·四·三·二·一”
1.DNA分子的特性
2.水解产物
（1）DNA初步水解产物是4种脱氧核苷酸。
（2）DNA彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和碱基。
角度1 围绕核酸的分子组成和模型制作考查模型与建模的能力
1.在制作DNA双螺旋模型时，各“部件”之间需要连接。如图所示连接中错误的是（ ）
解析 每个脱氧核糖连接一个磷酸和一个含氮碱基，A正确；下一个脱氧核苷酸的磷酸应该与上一个脱氧核苷酸的脱氧核糖相连，B错误，C、D正确。
答案 B
2.（2018·绍兴市3月选考适应）在“制作DNA双螺旋结构模型”活动中，可采用不同形状的纸片分别代表脱氧核糖、磷酸和不同碱基，用订书针作为连接物。现要制作一个包含4种碱基、15个碱基对的DNA分子模型。下列叙述错误的是（ ）
A.制作时要用到6种不同形状的纸片
B.制作时共用到90张纸片
C.制作时用到相同形状的纸片最多为30张
D.若该模型中有5个腺嘌呤，则需要68个订书针
答案 D
角度2 结合DNA分子的结构和特点考查结构与功能观
3.（2018·台州第一次统练）下图为某核苷酸链的局部结构图，下列叙述中正确的是（ ）
A.图中a或b能构成一个完整的核苷酸
B.各核苷酸之间是通过化学键①连接起来的
C.该链可能是组成T2噬菌体遗传物质的一部分
D.该核苷酸链中五碳糖上连接的磷酸可以是1个或2个
解析 图中a能构成一个完整的核苷酸，b不能，A错误； 各核苷酸之间是通过磷酸二酯键③连接起来的，B错误； 该核苷酸链为构成RNA的核糖核苷酸链，而T2噬菌体的遗传物质是DNA，所以该链不可能是组成T2噬菌体遗传物质的一部分，C错误； 该核苷酸链中五碳糖上连接的磷酸可以是1个（处在核苷酸链的其中一端）或2个（除了处在核苷酸链的其中一端的核苷酸），D正确。
答案 D
4.如图表示DNA分子结构的片段，下列有关叙述正确的是（ ）
A.双螺旋结构使DNA分子具有较强的特异性
B.DNA单链上相邻碱基之间以氢键连接
C.④结构的排列顺序代表了一定的遗传信息
D.⑤中的两个碱基通过两个氢键相连
解析 双螺旋结构使DNA分子具有较强的稳定性，A错误；DNA单链上相邻碱基之间通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连，B错误；DNA中脱氧核苷酸的排列顺序代表了一定的遗传信息，C正确；⑤中的两个碱基为鸟嘌呤和胞嘧啶，通过三个氢键相连，D错误。
答案 C
DNA分子结构特点的4个易错点
1.DNA分子中稳定不变的是磷酸、脱氧核糖交替排列的基本骨架，千变万化的是DNA分子中碱基对的排列顺序，遗传信息便储存在碱基对的排列顺序中。
2.DNA复制时，氢键断裂需要DNA解旋酶，但高温也可以使氢键断裂。
3.DNA两条链上的碱基通过氢键连接，而在DNA分子的一条链中相邻的碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接。
4.在DNA分子中，不是一个脱氧核糖都连接两个磷酸，也不是一个磷酸都连接两个脱氧核糖，如DNA分子双链的两端。
角度3 围绕DNA分子中碱基含量的计算考查演绎推理的能力
5.（2018·温州第二次模拟）已知某双链DNA片段含有200个碱基对，其中A和T共有160个，则该片段中的一条链上C和G之和为（ ）
A.40个 B.80个 C.120个 D.240个
解析 该片段中的一条链上C和G之和，实质是DNA中C或G的含量，由于双链DNA片段含有200个碱基对，其中A和T共有160个，则C和G共有240个，因此C或G的含量为120个，C正确。
答案 C
6.（2018·宁波市十校联考）在双链DNA分子中，A和T的分子数相等、G和C的分子数相等，这就是DNA中碱基含量的（ ）
A.碱基互补配对原则 B.中心法则
C.卡伽夫法则 D.规则双螺旋结构
解析 在双链DNA分子中，由于A与T配对，G与C配对，所以A和T的分子数相等、G和C的分子数相等，这就是DNA中碱基含量卡伽夫法则，故选C。
答案 C
“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律
（1）在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即A＋G＝T＋C。
（2）“互补碱基之和”的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即若在一条链中＝m，在互补链及整个DNA分子中＝m。
（3）非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA一条链中＝a，则在其互补链中＝，而在整个DNA分子中＝1。
考点二 遗传信息的传递
1.（2018·海南卷，15）现有DNA分子的两条单链均只含有14N （表示为14N14N）的大肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代，再转到含有14N的培养基中繁殖一代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是（ ）
A.有15N14N和14N14N两种，其比例为1∶3
B.有15N15N和14N14N两种，其比例为1∶1
C.有15N15N和14N14N两种，其比例为3∶1
D.有15N14N和14N14N两种，其比例为3∶1
解析 大肠杆菌14N14N在含有15N的培养基中繁殖，其中子一代大肠杆菌的DNA分子共2个，均为1条链含14N、1条链含15N，子二代大肠杆菌的DNA分子共4个，其中2个DNA分子为1条链含14N、1条链含15N，另外2个DNA分子为2条链均含15N；再转到含有14N的培养基中繁殖一代，子三代大肠杆菌的DNA分子共8个，其中2个DNA分子为2条链均含14N，其余6个DNA分子为1条链含14N、1条链含15N，所以15N14N和14N14N两种分子的比例为3∶1。
答案 D
2.（2017·浙江4月选考，24）若将处于G1期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
解析 第2次分裂中期时有一半DNA分子只有一条脱氧核苷酸链含3H，另一半DNA分子两条脱氧核苷酸链均含3H，故B、C、D均错。
答案 A
本题组对应必修二教材P61～P64遗传信息的传递，主要考查DNA的复制方式及特点。
1.DNA分子的复制
（1）概念、时间、场所
（2）过程
（3）特点
①过程：边解旋边复制
②方式：半保留复制
（4）准确复制的原因和意义
①原因：DNA具有独特的双螺旋结构，为复制提供精确的模板，碱基互补配对原则，保证了复制能准确进行。
②意义：DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，保持了遗传信息的连续性。
■助学巧记
巧记DNA分子的复制的“二、二、三、四”
2.活动：探究DNA的复制过程
（1）实验方法：同位素示踪法和离心技术。
（2）实验原理：若DNA的两条链都用15N标记，那么DNA分子密度较大，离心后应该在试管的底部；若两条链中都含有14N，那么DNA分子密度小，离心后应该在试管的上部；若两条链中一条含有15N，一条含有14N，那么DNA分子密度居中，离心后应该在试管的中部。
（3）实验过程
（4）实验分析
①实验预期
预期一：若第二代DNA分子中15N—15N—DNA占1/2，14N—14N—DNA占1/2，而第三代DNA分子中15N—15N—DNA占1/4，14N—14N—DNA占3/4，说明DNA复制是全保留复制。
预期二：若第二代DNA分子中全部是15N—14N—DNA，而第三代DNA分子中15N—14N—DNA占1/2，14N—14N—DNA占1/2，说明DNA复制是半保留复制。
②实验结论
实验结果和预期二的一致，说明DNA的复制是以半保留的方式进行的。
如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，思考回答：
（1）图中显示DNA分子复制是从多个起点开始的，但并非同时进行。
（2）图中显示DNA分子复制是边解旋边双向复制的。
（3）真核生物的这种复制方式的意义在于提高了复制速率。
（4）一个细胞周期中每个起点一般只起始1次，若为转录时解旋，则每个起点可起始多次。
角度1 结合DNA复制的过程考查模型与建模的能力
1.右图示DNA分子正常复制的片段，图中编号①～④表示DNA单链。有关叙述错误的是（ ）
A.①和④的碱基序列相同
B.③和④的碱基序列互补
C.该过程可实现遗传信息的传递
D.该过程需要RNA聚合酶参与
解析 题图为DNA复制，需要DNA聚合酶、解旋酶等参与。
答案 D
2.（2018·浙江选考模拟）如图表示果蝇某条染色体的放大示意图，下列相关叙述正确的是（ ）
A.有丝分裂中期，果蝇细胞中含有①的数目是6
B.③为DNA，是所有生物的遗传信息的携带者
C.④的特定双螺旋结构构成了该分子的特异性
D.⑤是由脱氧核糖和磷酸的交替连接而成的
答案 D
角度2 结合探究DNA复制的方式考查科学探究的能力
3.（2018·稽阳联谊学校高三联考）下图为科学家设计的DNA 合成的同位素示踪实验，利用大肠杆菌来探究DNA 的复制过程，下列说法正确的是（ ）
A.从获得试管①到试管③，细胞内的染色体复制了两次
B.用噬菌体代替大肠杆菌进行实验，提取DNA 更方便
C.试管③中含有14N 的DNA 占3/4
D.本实验是科学家对DNA 复制方式假设的验证
解析 大肠杆菌细胞内没有染色体，A 错误；噬菌体是寄生的，不能在培养液中繁殖，不能代替大肠杆菌进行实验，B 错误；试管③中含有14N 的DNA 占100%，C 错误。
答案 D
4.研究人员将DNA被15N完全标记的大肠杆菌转移到以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中，繁殖一代后提取子代大肠杆菌的DNA，将子代DNA热变性处理使其双链打开，后进行密度梯度超速离心，离心管中出现两个条带。下列相关叙述中的错误是（ ）
A.打开双链的难易程度与各种碱基的含量有关
B.新合成的子链位于离心管中上侧条带中
C.若对子代DNA直接离心，也会出现两个条带
D.14NH4Cl培养液的氮可被大肠杆菌用来合成脱氧核苷酸
解析 由于A与T之间含2个氢键，G与C之间含3个氢键，所以打开双链的难易程度与各种碱基的含量有关，A正确；新合成的子链中只含14N，所以位于离心管中上侧条带中，B正确；DNA复制的方式是半保留复制，由于只繁殖了一代，所以子代DNA都含有一条母链和一条子链，直接离心，只出现一个条带，C错误；脱氧核糖核苷酸组成元素是C、H、O、N、P，14NH4Cl培养液的氮可被大肠杆菌用来合成四种脱氧核苷酸，D正确。
答案 C
角度3 围绕DNA复制过程中相关计算考查科学思维的能力
5.（2018·浙江名校联考）假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%，用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是（ ）
A.该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B.每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含31P
C.每个DNA分子中均只有一条脱氧核苷酸链含31P
D.含32P与含31P的子代噬菌体的比例为1∶50
解析 噬菌体DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%，即A＝5 000×2×20%＝2 000个，根据碱基互补配对原则，A＝T＝2 000个，C＝G＝3 000个，DNA复制方式为半保留复制，因此该过程至少需要鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为（100－1）×3 000＝297 000个，A错误；根据DNA半保留复制特点，100个子代噬菌体中，2个DNA分子含有32P和31P，98个DNA分子只含有31P，因此有2个DNA分子的一条脱氧核苷酸链含31P，另一条脱氧核苷酸链含32P，有98个DNA分子的2条脱氧核苷酸链均含31P，B、C错误；100个DNA分子中，只有2个含有32P，100个DNA分子都含有31P，因此含32P与含31P的子代噬菌体的比例＝2∶100＝1∶50，D正确。
答案 D
6.下列关于DNA的相关计算，正确的是（ ）
A.具有1 000个碱基对的DNA，腺嘌呤有600个，则每一条链上都具有胞嘧啶200个
B.具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，复制n次后共需要2n·m个胸腺嘧啶
C.具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，第n次复制需要2n－1·m个胸腺嘧啶
D.无论是双链DNA还是单链DNA，（A＋G）所占的比例均是1/2
解析 具有1 000个碱基对的DNA，腺嘌呤有600个，则DNA中含胞嘧啶400个，因此一条链上的胞嘧啶数可为0～400个，A错误；具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，复制n次后DNA数由1个变为2n个，因此需要（2n－1）·m个胸腺嘧啶，其第n次复制DNA数由2n－1个变为2n个，这一过程需要（2n－2n－1）·m＝2n－1·m个胸腺嘧啶，B错误，C正确；只有双链DNA遵循碱基互补配对原则，即A＝T，G＝C，在单链DNA中不存在这一关系，因此只有双链DNA中（A＋G）所占的比例为1/2，单链DNA中该比值不一定为1/2，D错误。
答案 C
假设1个DNA分子复制n次（设该DNA分子中含某种脱氧核苷酸m个）
注：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“基本单位”是“对”还是“个”。
③关注题目中的叙述是“DNA分子数”还是“链数”，是“含”还是“只含”等关键词。
角度4 结合细胞分裂与DNA复制考查科学思维的能力
7.蚕豆（6对染色体）根尖细胞在含2H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成若干个细胞周期，然后转入仅含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，再转入仅含2H标记的培养基中继续进行下一个细胞周期。下列有关此时每个细胞中染色体的叙述，错误的是（ ）
A.前期时，每个DNA分子都含2H标记
B.中期时，每个细胞中都有12个DNA分子含3H标记
C.后期时，每个细胞含3H标记的染色体与含2H标记的染色体之比为1∶2
D.末期时，细胞每一极均有6条染色体含3H标记
解析 将蚕豆（6对染色体）根尖细胞在含2H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成若干个细胞周期，则蚕豆的DNA都被标记上了2H，再将蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，根据DNA的半保留复制原则，分裂产生的细胞中的染色体中的DNA的两条链中一条含有2H、一条含有3H，然后在仅含2H的培养基中继续分裂至前期，共用着丝粒的两条染色单体的两个DNA分子中，一个DNA含2H、3H，另一个DNA两条链都是2H，即每个DNA都含2H标记，A正确；中期时，每个细胞中都有12个DNA分子含3H标记，B正确；后期时，每个细胞含3H标记的染色体与含2H标记的染色体之比为1∶2，C正确；末期时，细胞每一极含3H标记的染色体可能有0～12条，D错误。
答案 D
8.（2018·宁波十校期末联考）将不含放射性的洋葱根尖细胞放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基上培养完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成两个细胞周期。下列叙述正确的是（ ）
A.第一个细胞周期结束后，每个子细胞中都有一半的染色体被标记
B.第二个细胞周期的分裂中期，每条染色体中仅有一条单体被标记
C.完成两个细胞周期后，每个子细胞中含3H标记的染色体数目相同
D.第三个细胞周期的分裂后期细胞，都有一半染色体被标记
解析 DNA分子具有半保留复制的特点，将洋葱根尖细胞放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基上培养，让其完成一个细胞周期后，每条染色体都被标记，但只有新合成的脱氧核苷酸单链含有标记，A错误；第二个细胞周期的分裂中期，每条染色体中仅有一条单体被标记，另一条不含标记，B正确；第二个细胞周期的分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体形成的两条子染色体（一条有标记，一条无标记）随机分配，导致完成两个细胞周期后，形成的子细胞中含有放射性的染色体数目不同，每个细胞中含有放射性的染色体最少是0，最多是全部都含有放射性，C错误；根据前面分析可知，第三个细胞周期的分裂后期细胞，不可能出现“有一半染色体被标记”的情况，D错误。
答案 B
细胞分裂与DNA复制
（1）如果用3H标记细胞核中全部的DNA分子，然后将细胞放在正常环境中培养，让其进行减数分裂，由于分裂过程中DNA只复制一次，而细胞连续分裂两次，因此减数分裂过程中染色体中的DNA标记情况如下图所示：
（2）如果用3H标记细胞核中全部的DNA分子，然后将细胞放在正常环境中培养，让其进行2次有丝分裂。与减数分裂过程相比，有丝分裂过程中DNA复制二次，细胞分裂二次，分裂过程中染色体中的DNA标记情况如图所示：
课后限时训练
（时间：30分钟 分数：100分）
1.（2016·全国卷Ⅱ，2）某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是（ ）
A.随后细胞中的DNA复制发生障碍
B.随后细胞中的RNA转录发生障碍
C.该物质可将细胞周期阻断在分裂中期
D.可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用
解析 某物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能打开，说明该物质会阻碍DNA分子的解旋，因而会阻碍DNA分子的复制、转录和抑制细胞增殖，A、B、D三项均正确；因DNA分子的复制发生在间期，所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期，C项错误。
答案 C
2.（2018·浙江五校联考）下列有关DNA结构和复制的叙述，正确的是（ ）
A.脱氧核糖与含氮碱基的相间排列构成DNA的基本骨架
B.每个DNA分子中脱氧核糖上连接一个磷酸和一个碱基
C.DNA分子中的碱基含量遵循卡伽夫法则
D.在“探究DNA的复制过程”活动中，第二代大肠杆菌DNA用解旋酶处理后进行密度梯度离心的结果与原来相同
解析 脱氧核糖与磷酸相间排列构成DNA的基本骨架，A错误；DNA单链中总有一个脱氧核糖上连接一个磷酸和一个碱基，而其他脱氧核糖上同时连接两个磷酸和一个碱基，B错误；DNA分子中的碱基含量遵循卡伽夫法则，即A＝T、C＝G，C正确；在“探究DNA的复制过程”活动中，第二代大肠杆菌DNA用解旋酶处理后进行密度梯度离心的结果与原来不完全相同，D错误。
答案 C
3.有关DNA分子结构的叙述，错误的是（ ）
A.DNA分子由4种脱氧核苷酸组成
B.DNA单链上相邻碱基以氢键连接
C.碱基与脱氧核糖相连接
D.磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA的基本骨架
解析 DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，DNA分子由4种脱氧核苷酸组成，A正确；DNA单链上相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连接，B错误；碱基与脱氧核糖相连接，C正确；磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA分子的基本骨架，D正确。
答案 B
4.（2018·浙江名校联考）在DNA双螺旋模型搭建实验中，使用代表氢键的订书钉将代表四种碱基的塑料片连为一体。 那么，A与T之间以及C与G之间需要的钉子个数分别是（ ）
A.2和2 B.2和3 C.3和2 D.3和3
解析 DNA分子的双螺旋结构中，由于碱基A和T之间有2个氢键，碱基C和G之间有3个氢键，为逼真起见，A和T之间钉2个钉，C和G之间钉3个钉，正确答案为B。
答案 B
5.将劳氏肉瘤病毒遗传物质的一个基本单位彻底水解后得到A、B、C三种化合物，将T2噬菌体遗传物质的一个基本单位彻底水解后得到A、B、D三种化合物。你认为C、D两种化合物分别是（ ）
A.尿嘧啶、胸腺嘧啶 B.胸腺嘧啶、尿嘧啶
C.核糖、脱氧核糖 D.脱氧核糖、核糖
解析 劳氏肉瘤病毒遗传物质是RNA，基本单位是核糖核苷酸，彻底水解后得到了核糖、磷酸、碱基（A、C、G、U）；T2噬菌体遗传物质是DNA，基本单位是脱氧核苷酸，彻底水解后得到脱氧核糖、磷酸、碱基（A、C、G、T）。一个基本单位核苷酸中不一定就有T或U，但是核糖和脱氧核糖肯定有。因此RNA特有的C是核糖，DNA特有的D是脱氧核糖。
答案 C
6.（2018·牌头中学测试）下图为DNA分子双螺旋结构模型的部分结构示意图，下列叙述错误的是（ ）
A.“1”和“2”相间排列构成DNA的基本骨架
B.“2”和“3”组成的结构叫脱氧核苷
C.DNA单链上相邻碱基以磷酸二酯键相连
D.双链DNA分子中的碱基含量遵循卡伽夫法则
解析 图中1为磷酸，2为脱氧核糖，二者相间排列构成DNA的基本骨架，A正确；3为含氮碱基，“2”和“3”组成的结构叫脱氧核苷，B正确；DNA单链上相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连，C错误；双链DNA分子中A＋G＝T＋C，但A＋T≠G＋C，此即卡伽夫法则，D正确。
答案 C
7.（2018·浙江十校联考）下图为DNA分子结构示意图，对该图的正确描述是（ ）
A.①②③按序排列，构成了DNA分子的基本骨架
B.④的名称是鸟嘌呤脱氧核苷酸
C.DNA彻底氧化后，①②③④⑤⑥中能产生含氮废物的只有⑥
D.DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息
解析 分析图形可知①是磷酸，②是含氮碱基，③是脱氧核糖，构成DNA分子基本骨架的是脱氧核糖和磷酸，A错误；④不是一个完整的核苷酸，B错误；DNA彻底氧化后，能产生含氮废物的有②、④和⑥，C错误；DNA分子中特定的脱氧核苷酸排列顺序代表了遗传信息，D正确。
答案 D
8.某真核生物核DNA片段有100个碱基对，其中A占20%，有关该片段复制过程中，描述正确的是（ ）
A.复制两次需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸160个
B.复制形成的子代DNA分子片段中与亲代不同
C.双链全部解开后在DNA聚合酶催化下合成子链
D.复制形成的2个DNA分子位于姐妹染色单体上
解析 一个DNA中有100个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的20%，则A＝T＝100×2×20%＝40，G＝C＝60个，一个DNA复制2次形成4个DNA分子，DNA分子增加3个，因此参加到复制过程中游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸40×3＝120个，A错误；复制时遵循碱基互补配对原则，所以形成的子代DNA分子片段中与亲代相同，B错误；DNA分子的复制过程是边解旋边复制过程，C错误；复制形成的2个DNA分子位于姐妹染色单体上，D正确。
答案 D
9.下图表示DNA复制的过程，结合图示判断，下列有关叙述不正确的是（ ）
A.DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链间的氢键，使两条链解开
B.DNA分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链方向相反
C.DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段
D.DNA的两条子链都是连续合成的
解析 由图可知，两条子链中，一条是连续合成的，另一条是不连续合成的。
答案 D
10.被15N标记DNA的一个精原细胞，在含14N的培养基中通过减数第一次分裂形成两个次级精母细胞，再通过减数第二次分裂形成四个精细胞，下列叙述中正确的是（ ）
A.初级精母细胞的染色体，一半含15N，另一半含14N
B.次级精母细胞的染色体，一半含15N，另一半含14N
C.每个精细胞中的染色体中，一半含15N，另一半含14N
D.每个精细胞中的染色体中，即都含15N，也都含14N
解析 进行减数分裂，只能发生一次DNA复制过程，则15N标记的DNA经一次复制所形成的所有子DNA均为一条链含15N，另一条链含14N，如此，所有染色体中均含14N－15N的双链DNA分子。
答案 D
11.（2018·金丽衢十二校联考）如图所示是研究DNA复制方式的实验，根据这些实验结果进行的推论，正确的是（ ）
A.乙是转入14N培养基中复制一代的结果
B.乙是转入14N培养基中复制二代的结果
C.出现丁的结果至少需要60分钟
D.戊图表示复制三代后不再具有15N标记DNA
答案 C
12.科学家研究肺炎双球菌活体转化实验时发现：被加热杀死的S型菌自溶，释放出的部分DNA片段遇到某些R型活菌时，其双链拆开，其中一条链降解，另一条单链进入R型菌并与其基因相应“同源区段”配对，使R型菌DNA的相应片段一条链被切除并将其替换，形成“杂种DNA区段”，这样的细菌经增殖就会出现S型菌。下列叙述正确的是（ ）
A.S型菌DNA片段双链拆开过程中发生了氢键和磷酸二酯键断裂
B.细菌转化的实质是基因突变
C.“杂种DNA区段”的形成过程遵循碱基互补配对原则
D.有“杂种DNA区段”的细菌分裂形成的子代细菌都是S型菌
解析 S型菌DNA片段双链拆开过程的实质是解旋，发生了氢键的断裂，但没有发生磷酸二酯键的断裂，A错误；据题意可知，细菌转化的实质是基因重组，B错误；由题意可知，含“杂种DNA区段”的S型菌的DNA中一条链是“R型”的，另一条链是“S型”的，这样该菌分裂时，形成的2个子代细菌一个含R型DNA，另一个含S型DNA，即一个为R型菌，另一个为S型菌。
答案 C
13.如图为真核细胞DNA复制过程示意。据图分析，下列相关叙述中错误的是（ ）
A.由图示得知，子链是沿着一定方向延伸的
B.合成两条子链时，DNA聚合酶移动的方向是相反的
C.细胞内的DNA复制场所有细胞核、叶绿体、线粒体
D.解旋需解旋酶及DNA聚合酶的催化，且需要消耗ATP
解析 由题图可知，A、B正确；细胞内的DNA分布在细胞核、线粒体和叶绿体中，这三个结构都可以进行DNA复制；解旋不需要DNA聚合酶参与。
答案 D
14.下图表示染色体DNA在某些特殊情况下发生损伤后的修复过程，下列叙述错误的是（ ）
A.酶Ⅰ和酶Ⅱ的作用不相同
B.③过程会发生碱基互补配对
C.③过程可能需要四种脱氧核苷酸
D.该过程不能发生在原核细胞中
解析 依题意可知，酶Ⅰ和酶Ⅱ均可切开DNA链损伤部位，故两者的作用均为断裂磷酸二酯键，A错误；③过程将依据碱基互补配对原则添加新的脱氧核苷酸，B、C正确；原核细胞中没有染色体，因此，染色体DNA的修复过程不能发生在原核细胞中，D正确。
答案 A
15.（科学探究）按照图示1→2→3→4进行实验，本实验验证了朊病毒是蛋白质侵染因子，它是一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物，题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。
（1）本实验采用的方法是 。
（2）从理论上讲，离心后上清液中 （填“能大量”或“几乎不能”）检测到32P，沉淀物中 （填“能大量”或“几乎不能”）检测到32P，出现上述结果的原因是___________________________________________________________
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（3）如果添加试管5，从试管2中提取朊病毒后先加入试管5，同时添加35S标记的（NH4）SO4，连续培养一段时间后，再提取朊病毒加入试管3，培养适宜时间后离心，检测放射性应主要位于 中，少量位于 中，原因是______________________________________________________________
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（4）一般病毒同朊病毒之间的最主要区别是：病毒侵入细胞是向宿主细胞提供 （物质），利用宿主细胞的 进行 。
答案 （1）同位素标记法 （2）几乎不能 几乎不能 朊病毒不含核酸只含蛋白质，蛋白质中磷含量极低，故试管2中提取的朊病毒几乎不含32P （3）沉淀物 上清液 经试管5中牛脑组织细胞培养出的朊病毒（蛋白质）被35S标记，提取后加入试管3中，35S随朊病毒侵入到牛脑组织细胞中，因此放射性物质主要位于沉淀物中。同时会有少量的朊病毒不能成功侵入牛脑组织细胞，离心后位于上清液中，因此上清液中含少量放射性物质 （4）核酸 核苷酸和氨基酸（原料） 自身核酸的复制和蛋白质的合成
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