2025版高考生物一轮总复习必修2第6单元遗传的分子基础第2讲DNA分子的结构复制与基因的本质提能训练

第6单元遗传的分子基础第2讲DNA分子的结构、复制与基因的本质A组一、单选题1．(2023·河北河间一模)某同学用卡片构建DNA平面结构模型，提供的卡片类型和数量如下表所示，以下说法正确的是(B)卡片类型脱氧核糖磷酸碱基ATGC卡片数量10102332A．最多构建4种脱氧核苷酸，5个脱氧核苷酸对B．构成的双链DNA片段最多有10个氢键C．DNA中每个脱氧核糖均与1分子磷酸相连D．可构建44种不同碱基序列的DNA解析：由表中给定的碱基A为2个，C为2个，并结合碱基互补配对原则可知最多可构建4个脱氧核苷酸对，A错误；构成的双链DNA片段中A与T间的氢键共有4个(A—T共有2对，每对含有2个氢键)，G与C共有6个(G—C共有2对，每对含有3个氢键)，即最多有10个氢键，B正确；DNA中位于一端的脱氧核糖分子与1分子磷酸相连，位于内部的脱氧核糖分子均与2分子磷酸相连，C错误；A与T碱基对只有两对，G与C碱基对也只有两对，所以不能构建44种不同碱基序列的DNA，D错误。故选B。2．(2024·山东泰安高三期末)某双链DNA片段含有400个碱基对，其中碱基A和T共占30%。下列相关叙述错误的是(B)A．该DNA片段中C—G所占比例为70%，热稳定性较高B．该DNA片段中每个磷酸均连接一个脱氧核糖和一个碱基C．通过碱基互补配对能够保证该DNA片段进行准确的复制D．该DNA片段第2次复制时，需消耗胞嘧啶脱氧核苷酸560个解析：C—G碱基对之间含有三个氢键，该DNA片段中C—G占70%，所占比例较高，故该DNA片段热稳定性较高，A正确；磷酸不直接与碱基相连，B错误；通过碱基互补配对，保证了DNA复制能够准确地进行，C正确；由题意可知该DNA片段中胞嘧啶C＝400×2×70%/2＝280个，该DNA片段第2次复制时，需消耗胞嘧啶脱氧核苷酸280×22－1＝560个，D正确。故选B。3．(2023·浙江省杭州第二中学校联考二模)某同学制作了6个碱基对的规则的DNA双螺旋结构模型。下列叙述错误的是(C)A．若含3个A—T碱基对，则需要的连接物共49个B．若含3个C—G碱基对，代表4种碱基的材料数量相等C．磷酸基团和含氮碱基交替连接排列在主链的外侧D．搭建脱氧核苷酸时，每个磷酸分子连着1个脱氧核糖解析：一分子脱氧核苷酸中磷酸与脱氧核糖之间需要通过一个连接物相连，同时相邻核苷酸之间还需要一个连接物将相邻核苷酸连接形成链状，因此搭建6个碱基对的DNA结构模型，需要磷酸与脱氧核糖的连接物为(6×2－1)×2＝22个；由于含有3个A—T碱基对，则需要碱基对之间的连接物为3×2＋3×3＝15个；需要碱基与脱氧核糖的连接物为12个，因此，共需要的连接物为22＋15＋12＝49个，A正确；若含3个C—G碱基对，代表4种碱基的材料数量相等，都是3个，B正确；DNA双螺旋结构模型中，磷酸基团和脱氧核糖交替连接排列在主链的外侧，形成基本骨架，C错误；由于一分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基构成，所以搭建脱氧核苷酸时，每个磷酸分子连着1个脱氧核糖，D正确。故选C。4．(2024·许昌市调研)如图为真核生物染色体上DNA复制过程示意图，有关叙述错误的是(A)A．图中DNA复制是从多个起点同时开始的B．图中DNA复制是边解旋边双向复制的C．真核生物DNA复制过程中解旋酶作用于氢键D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率解析：分析题图可知，图中的三个复制起点复制的DNA片段的长度不同，圈比较大的表示复制开始的时间较早，因此DNA复制的起始时间不同，A错误；题图中DNA的复制过程是边解旋边双向复制的，B正确；DNA的复制首先要在解旋酶的作用下使双链间的氢键断裂，C正确；真核生物的DNA复制具有多个起点，这种复制方式加速了复制过程，提高了复制速率，D正确。5．(2023·天津联考)下列关于DNA复制过程的叙述，正确的是(C)A．DNA在全部解旋之后才开始复制B．解旋后以同一条链为模板合成两条新的子链C．在复制过程中需要的原料是脱氧核苷酸D．在解旋酶的作用下将DNA水解成脱氧核苷酸解析：DNA复制是边解旋边复制，而不是在全部解旋之后才开始复制，A错误；解旋后分别以两条链为模板合成两条新的子链，两条子链和两条母链形成两个DNA分子，B错误；DNA复制的原料是脱氧核苷酸，C正确；在解旋酶的作用下，DNA双链解开，形成两条脱氧核苷酸链，而将DNA水解成脱氧核苷酸的是DNA酶，D错误。6．(2024·甘肃部分重点校摸底)用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在14N的培养基中连续复制4次。下列有关判断正确的是(D)A．含有14N的DNA分子占7/8B．含有15N的DNA分子占1/16C．复制结果共产生15个DNA分子D．复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸600个解析：DNA分子的复制是半保留复制，连续复制4次后，共产生16个DNA分子，含有15N的DNA分子有2个，每个DNA分子都含有14N，故A、B、C错误；由题意可知，该DNA分子中含有胸腺嘧啶40个，复制后相当于新产生15个DNA分子，故复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸600个，D正确。7．(2023·辽宁丹东统考二模)如图为某DNA分子中a、b、c三个基因的分布状况，图中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的序列。下列叙述正确的是(D)A．基因一定是具有遗传效应的DNA片段B．图中b基因的启动子和终止子分别位于Ⅰ、Ⅱ中C．遗传信息蕴藏在碱基的种类及排列顺序之中D．a、b、c三个基因在遗传时，不遵循基因的自由组合定律解析：对于RNA病毒，基因是具有遗传效应的RNA片段，A错误；基因在染色体上呈线性排列，基因b的启动子和终止子分别位于基因b的首端和尾端，B错误；遗传信息蕴藏在碱基的排列顺序之中，C错误；a、b、c三个基因位于同一条染色体上，在遗传时无法自由组合，不遵循基因的自由组合定律，D正确。故选D。二、综合题8．(2024·河北邢台质检)请回答下列与DNA的结构和复制有关的问题：(1)DNA复制的时间是有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期，一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基靠—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—连接。(2)在DNA分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表A和G，用另一种长度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型粗细相同，原因是嘌呤必定与嘧啶互补配对。(3)7－乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对。某DNA分子中腺嘌呤(A)占碱基总数的30%，其中的鸟嘌呤(G)全部被7－乙基化，该DNA正常复制产生两个DNA分子，其中一个DNA分子中胸腺嘧啶(T)占碱基总数的45%，另一个DNA分子中鸟嘌呤(G)所占比例为20%。(4)请你在下面框图中画出某亲本双链DNA连续复制两次后的产物模式图。答案：(4)如图解析：(1)DNA复制发生在有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期。一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基靠“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接。(2)A、G都为嘌呤碱基，C、T都为嘧啶碱基，根据碱基互补配对原则，一条链中嘌呤碱基只能和另一条链中的嘧啶碱基互补配对。故搭建成的DNA模型粗细相同。(3)据DNA分子中的A占30%，可知T占30%，C占20%，G占20%。当其中的G全部被7－乙基化后，新复制的两个DNA分子中G的比例不变，仍为20%。(4)DNA复制为半保留复制，因此在第二次复制形成的4个DNA分子中，其中2个DNA分子是亲本链和第二次复制子链形成的，另2个DNA分子是第一次复制子链和第二次复制子链形成的。B组一、单选题1．(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(B)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.②③C.③④ D.①④解析：①赫尔希和蔡斯通过T2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错误；②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分子呈螺旋结构，②正确；③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正确；④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错误。2．(2024·陕西西安模拟)某同学欲制作一个DNA片段模型，现准备了15个碱基A塑料片，8个碱基T塑料片，40个脱氧核糖和40个磷酸塑料片，为了充分利用现有材料，还需准备碱基C塑料片(D)A．8个 B.24个C．16个 D.12个解析：DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸，每分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，所以40个脱氧核糖和40个磷酸的塑料片能形成20个碱基对。在双链DNA中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A＝T、G＝C，所以15个碱基A塑料片，8个碱基T塑料片，能形成8个A—T碱基对。因此，为了充分利用现有材料，还需准备12个碱基C塑料片，以形成12个C—G碱基对。3．(2023·西南大学附中调研)如图为科学家设计的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(D)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3/4D．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；噬菌体营寄生，不能在培养液中繁殖，不能代替大肠杆菌进行实验；试管③中含有14N的DNA占100%；本实验是对DNA半保留复制的验证实验。4．(2023·山东菏泽高三期末)MS2噬菌体是一种球状噬菌体，内有一个正单链RNA分子(单链RNA直接起mRNA作用，作为翻译的模板)，它只侵染某些特定的大肠杆菌和肠杆菌科的其他成员，且增殖过程与T2噬菌体类似。研究人员用MS2噬菌体代替T2噬菌体进行“噬菌体侵染细菌的实验”，下列相关说法正确的是(B)A．MS2噬菌体的遗传物质中含有两个游离的磷酸基团B．正单链RNA复制出的子代RNA具有mRNA的功能C．MS2噬菌体基因以半保留复制的方式传递给子代D．一个含32P的MS2噬菌体在大肠杆菌中增殖n代，子代中含32P的噬菌体占2/2n解析：MS2噬菌体的遗传物质是单链RNA分子，含有一个游离的磷酸基团，A错误；单链RNA直接起mRNA作用，作为翻译的模板，以正单链RNA合成互补链，再以互补链为模板合成正单链RNA，正单链RNA复制出的子代RNA具有mRNA的功能，B正确；MS2噬菌体基因位于单链RNA上，单链RNA的复制不是半保留复制，C错误；一个含32P的MS2噬菌体内有一个正单链RNA分子，增殖n次只有一个子代含32P，所以子代中含32P的噬菌体占1/2n，D错误。故选B。5．(2023·全国校联考模拟预测)科学家通过调整G、C、A、T的分子结构，创造出Z、P、S、B四种新的碱基，且Z—P、S—B均通过三个氢键配对，他们还合成了含8种碱基的DNA，在自然界中该DNA无法完成自我延续和表达。下列说法错误的是(B)A．自然环境中可能缺少该DNA复制所需的DNA聚合酶B．该含8种碱基的DNA是具有遗传效应的基因片段C．四种新碱基加入后，同样长度的DNA能储存的信息量增大D．含a个碱基对的该DNA中含有b个腺嘌呤，则该DNA中氢键数为3a－b解析：DNA分子复制时需要DNA聚合酶催化单个的脱氧核苷酸连接到正在合成的子链上，在自然界中该DNA无法完成自我延续和表达，即无法完成复制过程，可能是因为缺少该DNA复制所需的DNA聚合酶，A正确；基因是有遗传效应的核酸片段，该DNA无法完成自我延续和表达，故不属于基因片段，B错误；四种新碱基的加入后，脱氧核苷酸成为8种，同样长度的DNA排列的可能性由4n变为8n，故同样长度的DNA能储存的信息量增大，C正确；由于A—T之间有2个氢键，而C—G、S—B、P—Z之间都有3个氢键，因此含a个碱基对的该DNA分子中含有b个腺嘌呤，即A＝T＝2b，其余碱基对个数＝(2a－2b)/2＝a－b，则该DNA分子中氢键个数为(a－b)×3＋2b＝3a－b，D正确。故选B。6．(2023·山东日照统考三模)“小卫星DNA”是总长度由几百至几千个碱基组成的串联重复序列，不同个体间存在串联数目的差异，表现出高度的个体特异性。“小卫星DNA”中有一小段序列在所有个体中都一样，称为“核心序列”。若把“核心序列”串联起来作为分子探针，与不同个体的DNA进行分子杂交，就会呈现出各自特有的杂交图谱，被称作“DNA指纹”。下列叙述错误的是(A)A．“DNA指纹”中杂交带的位置在亲子代中不会发生变化B．不同个体的“小卫星DNA”中嘌呤碱基所占比例相同C．利用同一个体的不同组织细胞得到的“DNA指纹”相同D．不同个体的“小卫星DNA”中的“核心序列”碱基排序相同解析：“小卫星DNA”是总长度由几百至几千个碱基组成的串联重复序列，不同个体间存在串联数目的差异，表现出高度的个体特异性，所以“DNA指纹”中杂交带的位置在亲子代中会发生变化，A错误；DNA符合碱基互补配对原则，“小卫星DNA”是总长度由几百至几千个碱基组成的串联重复序列，则不同个体的碱基比例都相同，所以不同个体的“小卫星DNA”中嘌呤碱基所占比例相同，B正确；同一个体的所有细胞都来源于相同的受精卵，则同一个体的不同组织细胞得到的“DNA指纹”相同，C正确；“小卫星DNA”是总长度由几百至几千个碱基组成的串联重复序列，则不同个体的“小卫星DNA”中的“核心序列”碱基排序相同，D正确。故选A。7．(2023·辽宁营口高三期末)羟胺可使胞嘧啶转化为羟化胞嘧啶从而与腺嘌呤配对。一个精原细胞在进行DNA复制时，一个DNA分子中有两个胞嘧啶发生了羟化。下列叙述错误的是(B)A．该细胞进行两次有丝分裂后，有一个或两个子细胞中含有羟化胞嘧啶B．该细胞产生的初级精母细胞中四条姐妹染色单体含有羟化胞嘧啶C．不能通过光学显微镜检测突变位点的位置D．胞嘧啶发生羟化的DNA分子中，嘌呤与嘧啶的含量相等解析：一个DNA分子中有两个胞嘧啶发生羟化，若这两个发生羟化的胞嘧啶位于DNA分子的一条链上，则进行两次有丝分裂后，只有一个子细胞中含有羟化胞嘧啶，若这两个发生羟化的胞嘧啶位于DNA分子的两条链上，则进行两次有丝分裂后，有两个子细胞中含有羟化胞嘧啶，A正确；由于DNA分子具有半保留复制的特点，若一个精原细胞在进行DNA复制时，一个DNA分子中有两个胞嘧啶发生羟化，则形成的初级精母细胞中可能有一条或两条姐妹染色单体含有羟化胞嘧啶，不可能四条姐妹染色单体含有羟化胞嘧啶，B错误；基因突变在光学显微镜下观察不到，C正确；由于羟化胞嘧啶依然是与嘌呤配对，因此胞嘧啶发生羟化的DNA分子中嘌呤与嘧啶的含量相等，D正确。故选B。二、综合题8．(2024·成都模拟)DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成。DNA复制时，一条子链是连续合成的，另一条子链是不连续合成的(即先形成短链片段再相互连接)，这种复制方式称为半不连续复制，如图1。图1DNA复制过程模式图(1)DNA复制时，子链延伸的方向为5′→3′(DNA单链中具有游离磷酸基团的一端称为5′末端)，这一过程需要DNA聚合酶催化，该酶作用的机理是降低反应的活化能。图2实验结果(2)半不连续复制是1966年日本科学家冈崎提出的。