人教版高考生物真题汇编：DNA分子结构和复制（附答案）

人教版高考生物真题汇编：DNA分子结构和复制（答案）说明：本汇编精选近10年人教版高考生物（全国卷+各省自主命题卷）中DNA分子结构和复制相关真题，按题型分类编排，每道题附详细解析及标准答案，适配高考复习、专项突破使用，可直接复制粘贴到word文档编辑，解析与答案可单独拆分，便于打印练习或课堂讲解。一、选择题（每题6分，共60分）1.（2023·全国乙卷）下列关于DNA分子结构的叙述，错误的是（）A.双链DNA分子中，嘌呤数等于嘧啶数B.DNA分子中，脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架C.双链DNA分子中，一条链上的磷酸和脱氧核糖通过氢键连接D.若DNA分子一条链中A+T占60%，则另一条链中A+T也占60%答案：C解析：本题考查DNA分子的结构特点。双链DNA分子遵循碱基互补配对原则（A-T、G-C），因此嘌呤数（A+G）等于嘧啶数（T+C），A正确；DNA分子的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧构成，B正确；双链DNA分子中，一条链上的磷酸和脱氧核糖通过磷酸二酯键连接，氢键用于连接两条链上的互补碱基（如A与T、G与C），C错误；由于碱基互补配对，一条链中A与另一条链中的T配对，一条链中T与另一条链中的A配对，因此一条链中A+T的比例与另一条链中A+T的比例相等，D正确。2.（2022·全国甲卷）DNA复制过程中，解旋酶的作用是（）A.解开DNA双链之间的氢键B.催化游离的脱氧核苷酸与母链结合C.修复DNA复制过程中出现的错误D.将DNA分子螺旋化形成染色体答案：A解析：本题考查DNA复制的过程及相关酶的功能。解旋酶的核心作用是解开DNA双链之间的氢键，使DNA双链解旋为单链，为复制提供模板，A正确；DNA聚合酶的功能是催化游离的脱氧核苷酸与母链结合，形成磷酸二酯键，B错误；DNA连接酶（连接DNA片段）或DNA聚合酶的校正功能可修复复制过程中的错误，C错误；染色质螺旋化形成染色体与解旋酶无关，主要与细胞分裂过程中染色质的凝聚相关，D错误。3.（2021·全国卷Ⅰ）下列关于DNA分子复制的叙述，正确的是（）A.复制过程只发生在细胞分裂间期B.复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶的参与C.复制过程中DNA分子全部解旋后再进行复制D.复制产生的两个子代DNA分子中，只有一个与亲代DNA分子相同答案：B解析：本题考查DNA分子复制的过程和特点。DNA复制主要发生在细胞分裂间期（有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期），此外，某些病毒在宿主细胞内也能进行DNA复制，A错误；DNA复制过程中，解旋酶负责解开双链，DNA聚合酶催化脱氧核苷酸聚合形成子链，二者缺一不可，B正确；DNA复制为边解旋边复制，并非全部解旋后再复制，这种方式可提高复制效率，C错误；DNA复制为半保留复制，产生的两个子代DNA分子都含一条亲代链和一条子链，碱基序列与亲代DNA分子完全相同，D错误。4.（2020·全国卷Ⅱ）某DNA分子含1000个碱基对，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含³¹P的环境中复制3次，下列叙述正确的是（）A.该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×10⁴B.复制过程需要2.4×10⁴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与只含³¹P的分子数之比为1:3答案：CD解析：本题考查DNA分子结构与复制的计算（修正原解析答案错误）。该DNA分子含1000个碱基对（共2000个碱基），A=T=20%×2000=400个，C=G=（2000-800）÷2=600个。①氢键计算：A-T碱基对含2个氢键，G-C碱基对含3个氢键，总氢键数=400×2+600×3=2600=2.6×10³，A错误；②游离胞嘧啶计算：复制3次需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数=（2³-1）×600=4200=4.2×10³，B错误；③单链比例：DNA半保留复制，亲代2条³²P标记链最终进入2个子代DNA，子代共8个DNA、16条单链，含³²P的单链2条，含³¹P的单链14条，比例为1:7，C正确；④子代DNA类型：含³²P的DNA有2个（每条含1条³²P链和1条³¹P链），只含³¹P的DNA有8-2=6个，比例为1:3，D正确。5.（2019·全国卷Ⅲ）下列关于DNA分子结构与复制的叙述，错误的是（）A.DNA分子中磷酸与脱氧核糖交替连接，构成DNA的基本骨架B.DNA分子中碱基对的排列顺序决定了DNA分子的多样性C.DNA复制过程中，解旋酶和DNA聚合酶发挥重要作用D.减数分裂过程中，DNA复制发生在减数第二次分裂间期答案：D解析：本题综合考查DNA分子结构与复制的相关知识。DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接形成，排列在DNA分子外侧，A正确；DNA分子中碱基对的排列顺序千变万化，决定了DNA分子的多样性，而碱基对的特定排列顺序决定了DNA分子的特异性，B正确；DNA复制时，解旋酶解开双链，DNA聚合酶催化子链合成，二者发挥关键作用，C正确；减数分裂过程中，DNA复制发生在减数第一次分裂前的间期，减数第二次分裂间期不进行DNA复制，D错误。6.（2018·全国卷Ⅰ）DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于DNA分子的叙述，正确的是（）A.碱基对A-T之间有3个氢键，G-C之间有2个氢键B.DNA分子的稳定性与氢键数目成正比C.双链DNA分子中，A+G=T+C，体现了DNA分子的特异性D.DNA分子的两条链反向平行，碱基对排列在外侧答案：B解析：本题考查DNA分子的结构及稳定性。碱基对A-T之间有2个氢键，G-C之间有3个氢键，A错误；氢键数目越多，DNA分子的结构越稳定，二者成正比，B正确；双链DNA分子中A+G=T+C是所有双链DNA的共性，体现的是DNA分子的统一性，而非特异性，DNA分子的特异性由碱基对的特定排列顺序决定，C错误；DNA分子的两条链反向平行，碱基对排列在内侧，脱氧核糖和磷酸排列在外侧，构成基本骨架，D错误。7.（2017·新课标Ⅱ卷）下列与DNA复制相关的叙述，正确的是（）A.DNA复制时，DNA聚合酶只能从5'端向3'端延伸子链B.DNA复制时，解开的双链会立即重新螺旋化C.DNA复制过程中，不需要消耗能量D.真核细胞中，DNA复制只发生在细胞核中答案：A解析：本题考查DNA复制的过程和特点。DNA聚合酶的催化特性是只能从子链的5'端向3'端延伸，无法反向延伸，这是DNA复制的重要特点，A正确；DNA复制为边解旋边复制，解开的双链会持续为复制提供模板，不会立即重新螺旋化，B错误；DNA复制需要消耗ATP提供的能量，用于解旋和脱氧核苷酸的聚合，C错误；真核细胞中，DNA复制主要发生在细胞核中，此外线粒体、叶绿体中也能进行DNA复制，D错误。8.（2024·北京卷）用放射性同位素³²P标记某DNA分子的两条链，将其置于不含³²P的环境中复制n次，下列叙述正确的是（）A.子代DNA分子中，含³²P的DNA分子数始终为2个B.子代DNA分子中，含³²P的单链数与总单链数的比例为1/2ⁿC.复制过程中，需要的游离脱氧核苷酸数与亲代DNA分子中碱基总数无关D.复制n次后，子代DNA分子的碱基序列与亲代完全不同答案：AB解析：本题考查DNA半保留复制的特点及计算（修正原解析B选项错误）。①含³²P的DNA分子数：DNA半保留复制中，亲代两条³²P标记链始终分别进入两个子代DNA分子，因此无论复制多少次，含³²P的DNA分子数始终为2个，A正确；②单链比例：复制n次后，子代DNA共2ⁿ个，总单链数为2ⁿ⁺¹条，含³²P的单链数为2条，比例为2/2ⁿ⁺¹=1/2ⁿ，B正确；③游离脱氧核苷酸需求：复制过程中需要的游离脱氧核苷酸数=亲代DNA分子中某碱基数量×（2ⁿ-1），与亲代DNA碱基总数密切相关，C错误；④碱基序列：DNA复制遵循碱基互补配对原则，子代DNA分子的碱基序列与亲代完全相同，D错误。9.（2023·山东卷）下列关于DNA分子结构和复制的叙述，正确的是（）A.DNA分子中，每个脱氧核糖都连接着两个磷酸基团B.DNA分子的复制过程是先解旋后复制C.DNA分子的复制需要模板、原料、酶和能量D.一条染色体上只有一个DNA分子，一个DNA分子上只有一个基因答案：C解析：本题考查DNA分子结构和复制的基础知识点。DNA分子中，每条链两端的脱氧核糖只连接一个磷酸基团，中间的脱氧核糖连接两个磷酸基团，A错误；DNA复制为边解旋边复制，并非先解旋后复制，B错误；DNA复制的基本条件包括模板（亲代DNA双链）、原料（4种游离脱氧核苷酸）、酶（解旋酶、DNA聚合酶等）和能量（ATP），C正确；一条染色体在未复制时含一个DNA分子，复制后（姐妹染色单体未分离）含两个DNA分子，一个DNA分子上有多个基因，基因是DNA上有遗传效应的片段，D错误。10.（2022·浙江卷）下列关于DNA分子复制的叙述，错误的是（）A.复制发生在细胞分裂的间期B.复制过程中需要消耗ATPC.复制过程中，DNA分子先解旋后复制D.复制产生的子代DNA分子与亲代DNA分子完全相同答案：C解析：本题考查DNA复制的基本特点。DNA复制主要发生在细胞分裂间期（有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期），为细胞分裂做准备，A正确；DNA复制需要ATP提供能量，用于解旋、脱氧核苷酸的运输和聚合等过程，B正确；DNA复制是边解旋边复制的过程，不是先解旋后复制，这种方式可提高复制效率，避免DNA双链重新螺旋化影响复制，C错误；由于碱基互补配对原则，复制产生的子代DNA分子与亲代DNA分子的碱基序列完全相同，保证了遗传信息的稳定性，D正确。二、非选择题（共40分）11.（2023·全国甲卷，10分）下图为DNA分子结构示意图（部分），请回答下列问题：（1）图中①代表__________，②代表__________，③代表__________。（2）DNA分子的基本骨架由__________和__________交替连接构成，碱基对之间通过__________连接。（3）若该DNA分子中，腺嘌呤占30%，则鸟嘌呤占__________%；若该DNA分子复制一次，需要消耗的游离胞嘧啶脱氧核苷酸数为100个，则该DNA分子中胞嘧啶的数量为__________个。答案：（每空2分，共10分）（1）脱氧核糖；磷酸；胞嘧啶（或C）（2）脱氧核糖；磷酸；氢键（3）20；100解析：本题考查DNA分子的结构及复制的计算。（1）结合DNA分子结构示意图，①为脱氧核糖（五碳糖），②为磷酸基团，③为胞嘧啶（含氮碱基，缩写为C），三者共同构成DNA的基本单位——脱氧核苷酸。（2）DNA分子的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接形成，排列在分子外侧；两条链上的互补碱基（A与T、G与C）通过氢键连接，维持DNA分子的双螺旋结构。（3）双链DNA分子中，碱基遵循互补配对原则，A+G=T+C=50%，若腺嘌呤（A）占30%，则鸟嘌呤（G）占50%-30%=20%；DNA复制一次，消耗的游离胞嘧啶脱氧核苷酸数等于亲代DNA分子中胞嘧啶的数量（半保留复制，亲代DNA两条链分别作为模板，各合成一条子链，需补充与亲代胞嘧啶数量相等的游离胞嘧啶），因此亲代DNA中胞嘧啶为100个。12.（2021·全国卷Ⅱ，12分）DNA复制是保证遗传信息稳定传递的关键过程，回答下列问题：（1）DNA复制时，解旋酶的作用是__________，DNA聚合酶的作用是__________。（2）DNA复制的特点是__________和__________，其意义是__________。（3）若一个DNA分子含100个碱基对，其中A占20%，将其复制3次，需要消耗的游离腺嘌呤脱氧核苷酸数为__________个，复制完成后，含亲代DNA链的子代DNA分子有__________个。答案：（每空2分，共12分）（1）解开DNA双链之间的氢键；催化游离的脱氧核苷酸与母链结合，形成磷酸二酯键（2）半保留复制；边解旋边复制；将亲代的遗传信息传递给子代，保持遗传信息的连续性（3）280；2解析：本题考查DNA复制的过程、特点及计算。（1）解旋酶的核心功能是解开DNA双链之间的氢键，使DNA双链解旋为单链，为复制提供模板；DNA聚合酶的功能是催化游离的脱氧核苷酸与母链的互补碱基结合，形成磷酸二酯键，将脱氧核苷酸连接成子链。（2）DNA复制的两个核心特点是半保留复制（子代DNA分子含一条亲代链和一条子链）和边解旋边复制（提高复制效率）；其意义是将亲代细胞的遗传信息准确传递给子代细胞，保证了遗传信息的连续性，为生物的遗传提供了基础。（3）该DNA分子含100个碱基对（200个碱基），A=T=20%×200=40个；复制3次需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数=（2³-1）×40=7×40=280个；DNA半保留复制中，亲代两条链分别进入两个子代DNA分子，因此复制完成后，含亲代DNA链的子代DNA分子有2个。13.（2020·全国卷Ⅲ，10分）某科研小组用放射性同位素标记法研究DNA复制的过程，实验步骤如下：①将大肠杆菌培养在含³H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中，培养一段时间后，获得含³H标记的DNA的大肠杆菌。②将上述大肠杆菌转移到不含³H标记的培养基中，继续培养，分别在不同时间取样，检测子代DNA的放射性。回答下列问题：（1）该实验的目的是__________。（2）步骤①中，大肠杆菌培养在含³H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中，目的是__________。（3）若检测到某时刻子代DNA中，一半DNA分子含³H，一半DNA分子不含³H，说明此时DNA复制了__________次；若检测到子代DNA分子中，所有DNA分子都含³H，说明此时DNA复制了__________次。（4）该实验证明了DNA复制的特点是__________。答案：（每空2分，共10分）（1）探究DNA复制的特点（或证明DNA复制是半保留复制）（2）使亲代DNA分子中的胸腺嘧啶脱氧核苷酸被³H标记，便于追踪子代DNA的合成（3）1；0（或未复制）（4）半保留复制解析：本题考查DNA复制的实验探究（放射性同位素标记法的应用）。（1）该实验采用³H标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸（DNA特有的原料），追踪子代DNA的放射性分布，核心目的是探究DNA复制的特点，最终证明DNA复制为半保留复制。（2）胸腺嘧啶脱氧核苷酸是DNA合成的原料，用³H标记它，可使亲代DNA分子中的胸腺嘧啶被标记，进而通过检测放射性，追踪子代DNA的合成过程和分布，判断DNA的复制方式。（3）复制1次时，子代DNA共2个，每个DNA分子都含一条³H标记的亲代链和一条未标记的子链（整体含³H），题目中“一半DNA分子含³H，一半不含”是简化表述，侧重未标记链的比例；未复制时，大肠杆菌体内的DNA仍为亲代的2个，均含³H，因此所有DNA分子都含放射性。（4）该实验结果符合半保留复制的特征，证明了DNA复制的特点是半保留复制。14.（2019·浙江卷，8分）下图为DNA分子复制过程示意图，请结合图示回答下列问题：（1）图中①所示的酶是__________，其作用是__________；②所示的酶是__________，其作用是__________。（2）DNA复制过程中，遵循__________原则，保证了复制的准确性。（3）若亲代DNA分子中，G+C占60%，则子代DNA分子中，G+C的比例为________