2026版《金版教程》高考总复习生物不定项版终新第五单元 考点19 DNA分子的结构和复制、基因的本质

第一编

考点通关练第五单元遗传的分子组成考点19

DNA分子的结构和复制、基因的本质题号1234567891011难度★★★★★★★★★★★★★对点DNA双螺旋结构模型构建基因本质DNA分子结构DNA相关计算DNA半保留复制实验证据DNA复制DNA复制与标记DNA复制DNA特点DNA复制相关计算DNA结构题号12131415161718难度★★★★★★★★★★★★★★★★对点DNA复制DNA复制DNA复制、双脱氧终止法DNA复制DNA复制DNA复制DNA指纹技术1．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．①④2．下列关于基因、DNA、遗传信息和染色体的描述，正确的是(

)A．遗传信息是指DNA中碱基的排列顺序B．基因是有遗传效应的DNA片段C．真核生物体内所有基因的碱基总数均小于DNA分子的碱基总数D．染色体是DNA的主要载体，每一条染色体上都只有一个DNA分子解析：基因通常是有遗传效应的DNA片段，遗传信息是指基因中碱基的排列顺序，A、B错误；染色体是DNA的主要载体，一条染色体上有1个或2个DNA分子，D错误。3．如图为DNA分子结构示意图，对该图的叙述正确的是(

)A．若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建如图的片段，则需订书钉30个B．④是构成DNA的基本组成单位，名称是胞嘧啶脱氧核苷酸C．该DNA分子可能有4种碱基对排列顺序，但不一定都能出现在生物体内D．某双链DNA分子中，G占总数的30%，其中一条链中的T占该DNA分子全部总数的7%，那么另一条链中T在该DNA分子中的碱基比例为13%解析：用订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体，构建1个DNA的基本单位需要2个订书钉；将2个基本单位连在一起需要1个订书钉，若搭建含4对碱基组成的DNA双链片段，需要将8个基本单位连成两条长度相等的链，需要6个订书钉；碱基A和T之间有2个氢键，G和C之间有3个氢键，碱基对之间的氢键也需要订书钉连接，因此使用订书钉的个数为8×2＋3×2＋2×2＋2×3＝32个，A错误。图中④由①②和③组成，不能表示胞嘧啶脱氧核苷酸，②③和下一个磷酸才能构成胞嘧啶脱氧核苷酸，B错误。图中DNA分子序列已经确定，没有其他排列顺序，DNA分子中的遗传信息储存在碱基对的排列顺序中，即其中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息，并不是所有的碱基对排列顺序在生物体内都会存在，C错误。根据碱基互补配对原则，G占总数的30%，则T占总数的50%－30%＝20%，若其中一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的7%，则另一条链中T在该DNA分子中的碱基比例为20%－7%＝13%，D正确。4．某双链DNA分子含有400个碱基，其中一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4。下列表述错误的是(

)A．该DNA分子中的碱基排列方式共有4200种B．该DNA分子的一个碱基改变，不一定会引起子代性状的改变C．该DNA分子连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸180个D．该DNA分子中4种碱基的比例为A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7解析：已知一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，该双链DNA分子中含有400个碱基，则该DNA分子中A＝T＝60个，C＝G＝140个，碱基比例已经确定，因此该DNA分子中的碱基排列方式少于4200种，A错误；由于密码子的简并性等原因，DNA分子的一个碱基改变不一定会导致其所控制的蛋白质的结构和功能发生改变，因此子代性状不一定改变，B正确；由上述分析可知，该双链DNA分子中A＝T＝60个，C＝G＝140个，该DNA分子连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数为(22－1)×60＝180(个)，C正确；该DNA分子中4种碱基A∶T∶G∶C＝60∶60∶140∶140＝3∶3∶7∶7，D正确。5．为探究DNA复制方式，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔将15N标记的大肠杆菌，放到只含14N的培养基中培养，通过CsCl密度梯度离心技术分别将细胞分裂产生的第一代和第二代细胞中的15N－DNA、14N－DNA及15N14N－DNA分离开来。因为DNA能够强烈地吸收紫外线，所以用紫外光源照射离心管，透过离心管在感光胶片上记录DNA带的位置就可以显示出离心管内不同密度的DNA带。下列相关说法正确的是(

)A．因为15N具有放射性，所以感光胶片上可以记录DNA带的位置B．根据第一代只出现一条居中的DNA条带，可以排除DNA是全保留复制C．大肠杆菌在进行DNA分子复制时需要用到解旋酶、DNA聚合酶和限制酶D．DNA聚合酶是一种能调节DNA分子复制的信息分子解析：15N不具有放射性，A错误；若DNA是全保留复制，第一代会含有两条链都含15N标记的DNA和两条链都含14N标记的DNA，则会出现居下和居上的2条DNA条带，B正确；大肠杆菌在进行DNA分子复制时需要用到解旋酶和DNA聚合酶，不需要限制酶，C错误。6．(2024·湖南常德一中高三月考)图1为真核细胞核DNA复制的电镜照片，其中泡状结构为复制泡。图2为DNA复制时，形成的复制泡的示意图，图中箭头表示子链延伸方向。下列叙述正确的是(

)A．图1过程发生在分裂间期，以核糖核苷酸为原料B．图1中DNA分子上的多个复制起点同时复制，可提高复制速率C．图2中a端和b端分别是模板链的3′端和5′端D．图2可知真核细胞核DNA复制时具双向复制的特点解析：DNA的复制就是发生在细胞分裂前的间期，以游离的四种脱氧核苷酸为原料，A错误；图1为真核细胞核DNA复制，其中一个DNA分子有多个复制泡，可加快复制速率，复制泡的大小不同，说明不同的复制起点不同时开始复制，B错误；子链的延伸方向是从5′－3′端延伸，且与模板链的关系是反向平行，因此，根据子链的延伸方向，可以判断，图2中a端和b端分别是模板链的5′端和3′端，C错误。7.(2024·浙江1月，10)大肠杆菌在含有3H－脱氧核苷培养液中培养，3H－脱氧核苷掺入到新合成的DNA链中，经特殊方法显色，可观察到双链都掺入3H－脱氧核苷的DNA区段显深色，仅单链掺入的显浅色，未掺入的不显色。掺入培养中，大肠杆菌拟核DNA第2次复制时，局部示意图如图。DNA双链区段①、②、③对应的显色情况可能是(

)A．深色、浅色、浅色 B．浅色、深色、浅色C．浅色、深色、深色 D．深色、浅色、深色解析：由题意可知，双链都掺入3H－脱氧核苷的DNA区段显深色，仅单链掺入的显浅色，未掺入的不显色。掺入培养中，大肠杆菌拟核DNA第1次复制后，得到两个子代DNA，都是仅单链掺入，显浅色，大肠杆菌拟核DNA第2次复制时，局部示意图中①还没解旋，应为仅单链掺入，显浅色，②为双链都掺入3H－脱氧核苷的DNA区段，显深色，③表示以未掺入3H－脱氧核苷的DNA区段为模板复制，③应为仅单链掺入，显浅色，故选B。8．(不定项)DNA聚合酶不能从头合成DNA，只能从3′­端延伸DNA链，因此在复制过程中需要RNA引物，如图表示DNA复制过程。下列相关分析错误的是(

)A．DNA复制时不存在A、U碱基配对现象B．DNA复制是多种酶参与的物质合成过程C．两条子链延伸的方向都是由5′­端到3′­端D．DNA聚合酶与DNA连接酶的底物相同解析：由于DNA复制过程中需要RNA引物，所以在复制时存在A、U碱基配对现象，A错误；DNA复制是解旋酶、DNA聚合酶等多种酶参与的物质合成过程，B正确；DNA分子的2条链是反向平行的，子链是依据碱基互补配对原则，在DNA聚合酶作用下合成的，其合成方向是从子链5′­端向3′­端延伸，C正确；DNA聚合酶与DNA连接酶的底物不同，前者催化单个脱氧核苷酸与脱氧核苷酸片段的连接，而后者作用于DNA片段，D错误。9．(不定项)(2022·河北，16)人染色体DNA中存在串联重复序列，对这些序列进行体外扩增、电泳分离后可得到个体的DNA指纹图谱。该技术可用于亲子鉴定和法医学分析。下列叙述错误的是(

)A．DNA分子的多样性、特异性及稳定性是DNA鉴定技术的基础B．串联重复序列在父母与子女之间的遗传不遵循孟德尔遗传定律C．指纹图谱显示的DNA片段属于人体基础代谢功能蛋白的编码序列D．串联重复序列突变可能会造成亲子鉴定结论出现错误解析：不同人的DNA序列有所差异，是DNA分子多样性和特异性的体现，DNA上的碱基序列是相对稳定且可以遗传给后代的，DNA上碱基序列的差异度大小可以作为亲子鉴定的依据，故DNA分子的多样性、特异性和稳定性是DNA鉴定技术的基础，A正确；串联重复序列存在于人染色体DNA中，故在父母与子女之间的遗传遵循孟德尔遗传定律，B错误；指纹图谱显示的DNA片段是一段串联重复的序列，应具有特异性，不属于人体基础代谢功能蛋白的编码序列(该类序列基本无特异性)，C错误；据题意可知，串联重复序列经体外扩增、电泳分离后得到的DNA指纹图谱可用于亲子鉴定和法医学分析，故如果串联重复序列突变，可能会造成亲子鉴定结论出现错误，D正确。10．(2024·襄阳四中调研)一个双链均被32P标记的DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是(

)A．DNA复制是一个边解旋边复制的过程B．第三次复制需要2.1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸C．子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7D．子代DNA分子中含32P与含31P的分子数之比为1∶4解析：DNA分子中共有10000个碱基，其中胞嘧啶3000个，DNA第三次复制需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(23－1)×3000－(22－1)×3000＝1.2×104(个)。11．科学家发现了单链DNA的一种四螺旋结构，一般存在于人体快速分裂的活细胞(如癌细胞)中。形成该结构的DNA单链中富含G，每4个G之间通过氢键等形成一个正方形的“G－4平面”，继而形成立体的“G－四联体螺旋结构”(如图)。下列叙述正确的是(

)A．每个“G－四联体螺旋结构”中含有两个游离的磷酸基团B．该结构中富含G－C碱基对C．该结构中(A＋G)/(T＋C)的值与双链DNA中不一定相等D．该“G－四联体螺旋结构”可以抑制癌细胞的分裂解析：每个“G－四联体螺旋结构”是一条单链形成的，该结构中含有1个游离的磷酸基团，A错误；“G－四联体螺旋结构”是由单链DNA形成的，该结构中富含G，而不是富含G－C碱基对，B错误；双链DNA中(A＋G)/(T＋C)的值始终等于1，而该单链结构中(A＋G)/(T＋C)的值不一定等于1，因此该结构中(A＋G)/(T＋C)的值与双链DNA中不一定相等，C正确；根据题意此“G－四联体螺旋结构”一般存在于人体快速分裂的活细胞(如癌细胞)中，因此该结构不能抑制癌细胞的分裂，可能促进癌细胞的分裂，D错误。12．(2021·山东等级考)利用农杆菌转化法，将含有基因修饰系统的T­DNA插入到水稻细胞M的某条染色体上，在该修饰系统的作用下，一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U，脱氨基过程在细胞M中只发生一次，将细胞M培育成植株N。下列说法错误的是(

)A．N的每一个细胞中都含有T­DNAB．N自交，子一代中含T­DNA的植株占3/4C．M经n(n≥1)次有丝分裂后，脱氨基位点为A－U的细胞占1/2nD．M经3次有丝分裂后，含T­DNA且脱氨基位点为A－T的细胞占1/2解析：N是由M细胞进行有丝分裂和分化形成的，由于T­DNA插入到水稻细胞M的某条染色体上，该染色体复制形成的子染色体都含有T­DNA，因此N的每一个细胞中都含有T­DNA，A正确；N植株的一条染色体中含有T­DNA，可以记为＋，因此N植株关于是否含有T­DNA的基因型记为＋－，如果自交，则子代中相关的基因型为＋＋∶＋－∶－－＝1∶2∶1，有3/4的植株含T­DNA，B正确；M中只有1个DNA分子上的单链上的一个C脱去氨基变为U，所以复制n次后，产生的子细胞有2n个，但脱氨基位点为A－U的细胞只有1个，所以这种细胞的比例为1/2n，C正确；M经3次有丝分裂后，形成的子细胞有8个，由A项可知，形成的8个子细胞都含有T­DNA，由于M细胞DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U，所以是G和U配对，所以复制3次后，有4个细胞脱氨基位点为C－G，3个细胞脱氨基位点为A－T，1个细胞脱氨基位点为U－A，因此含T­DNA且脱氨基位点为A－T的细胞占3/8，D错误。13．(2024·辽宁省高三联合模拟考试)动物细胞的线粒体DNA分子上有两个复制起始区OH和OL。该DNA复制时，OH首先被启动，以L链为模板合成M链，当M链合成约2/3时，OL启动，以H链为模板合成N链，最终合成两个环状双螺旋DNA分子，该过程如下图所示。下列叙述正确的是(

)A．复制启动时OH区和OL区首先结合的酶是DNA聚合酶B．合成M链和N链时方向相反是因为起始区解旋方向不同C．复制完成后M链中的嘌呤数与N链中的嘌呤数一定相同D．线粒体环状DNA分子中每个脱氧核糖都与两个磷酸相连解析：DNA分子复制开始时，首先利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下进行解旋，可见，复制启动时OH区和OL区首先结合的酶是解旋酶，A错误；组成DNA分子的两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，所以以DNA分子的两条链为模板合成的M链和N链方向相反，B错误；M、N分别是以L链、H链为模板复制的，则M、N碱基互补配对，因此复制完成后M链中的嘌呤数与N链中的嘧啶数一定相同，C错误；线粒体环状DNA分子中没有游离的磷酸基团，每个脱氧核糖都与两个磷酸相连，D正确。14．(不定项)(2024·湖北襄阳第五中学高三期末)20世纪70年代，Fredsanger发明了双脱氧终止法对DNA进行测序。其原理如图，在4个试管中分别加入4种脱氧核苷三磷酸(dNTP)和1种双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)；ddNTP可以与dNTP竞争核苷酸链延长位点，并终止DNA片段的延伸。在4个试管中DNA链将会分别在A、G、C及T位置中止，并形成不同长度的DNA片段。这些片段随后可被电泳分开并显示出来。下列说法中正确的是(

)A．这种测序方法需要引物和耐高温的DNA聚合酶B．电泳图谱中的箭头所指的DNA片段以鸟嘌呤结尾C．测得未知DNA的序列为5′－GATTCGAGCTGA－3′D．ddNTP与dNTP竞争的延长位点是核苷酸链的5′末端解析：PCR测序需要引物和耐高温的DNA聚合酶，A正确；电泳图谱中的箭头所指的DNA片段以鸟嘌呤结尾，B正确；由图可知：测得未知DNA的序列为5′－TCAGCTCGAATC－3′，C错误；ddNTP与dNTP竞争的延长位点是核苷酸链的3′末端，D错误。15．(不定项)(2024·丹东模拟)细胞中在进行DNA复制时所用的引物不是DNA，而是RNA，DNA单链结合蛋白与解旋后的DNA单链结合，使单链呈伸展状态而有利于复制。如图是原核细胞中环状DNA复制过程的DNA单链结合蛋白示意图，下列分析正确的是(

)A．原核细胞的DNA分子中不含有游离的磷酸基团B．DNA单链结合蛋白能使氢键断裂，DNA双链打开C．酶②会沿着两条模板链的5′→3′移动D．补齐移除RNA引物后留下的缺口时，需要酶②参与解析：原核细胞的DNA分子为环状，其不存在游离的磷酸基团，A正确；解旋酶使氢键断裂，DNA单链结合蛋白与解旋后的DNA单链结合，使单链呈伸展状态而有利于复制，B错误；子链的延伸方向是5′→3′，故酶②(DNA聚合酶)会沿着两条模板链的3′→5′移动，C错误；补齐移除RNA引物后留下的缺口时，需要补齐缺口处的核苷酸并修复磷酸二酯键，需要酶②参与，D正确。16．(2024·湖北宜昌模拟)双链DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成。早在1966年，日本科学家冈崎提出DNA半不连续复制假说：DNA复制形成互补子链时，一条子链是连续形成的，另一条子链不连续即先形成短链片段(如图1)。为验证这一假说，冈崎进行了如下实验：让T4噬菌体在20℃时侵染大肠杆菌70min后，将同位素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，在2秒、7秒、15秒、30秒、60秒、120秒后，分离T4噬菌体DNA并通过加热使DNA分子变性、全部解螺旋，再进行密度梯度离心，以DNA单链片段分布位置确定片段大小(分子越小离试管口距离越近)，并检测相应位置DNA单链片段的放射性，结果如图2。请分析回答下列问题：(1)若1个双链DNA片段中有1000个碱基对，其中胸腺嘧啶350个，该DNA连续复制四次，在第四次复制时需要消耗______个胞嘧啶脱氧核苷酸。(2)以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，最终在噬菌体DNA中检测到放射性，其原因是____________________________________________________________。5200

标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料(3)DNA解旋在细胞中需要解旋酶的催化，在体外通过加热也能实现。解旋酶不能为反应提供能量，但能__________________________。研究表明，在DNA分子加热解链时，DNA分子中G＋C的比例越高，需要解链温度越高的原因是_________________________________________________________。

降低反应所需要的活化能

DNA分子中G＋C的比例越高，氢键数越多，DNA结构越稳定(4)图2中，与60秒结果相比，120秒结果中短链片段减少的原因是___________________________。该实验结果为冈崎假说提供的有力证据是_______________________________________________。

短链片段连接形成长链片段

在实验时间内，细胞中均能检测到较多的短链片段解析：(1)已知1个双链DNA片段中共有A＋T＋G＋C＝2000(个)碱基，其中T＝350个。依据碱基互补配对原则可推知，在该DNA片段中，A＝T＝350个，C＝G＝650个。该DNA连续复制四次，在第四次复制时需要消耗的胞嘧啶脱氧核苷酸数＝(24－23)×650＝5200(个)。(3)解旋酶能降低反应所需要的活化能。在每个DNA分子中，碱基对A与T之间有2个氢键，C与G之间有3个氢键，DNA分子中G＋C的比例越高，含有的氢键数越多，DNA结构越稳定，因此在DNA分子加热解链时，DNA分子中G＋C的比例越高，需要的解链温度也越高。(4)已知分子越小离试管口距离越近。图2显示：与60秒结果相比，120秒结果中在离试管口较近的距离放射性强度低，说明短链片段减少，而在离试管口较远的距离放射性强，说明短链片段连接形成长链片段。在图示的实验时间内，细胞中均能检测到较多的短链片段，为冈崎假说提供了实验证据。17．(2024·镇江模拟)左氧氟沙星的作用机制是通过特异性抑制细菌DNA旋转酶的活性，阻止细菌DNA的复制而导致细菌死亡。迄今为止，只在原核生物中发现了DNA旋转酶。下列相关叙述正确的是(

)A．左氧氟沙星可抑制DNA聚合酶从而抑制人体细胞的DNA复制，故毒副作用很大B．DNA复制时以每条单链为