高考生物一轮复习 限时强化练 限时练24　DNA的结构、复制及基因的本质

DNA的结构、复制及基因的本质限时练24

(时间：30分钟分值：50分)考点一DNA的结构与基因的本质1.(2023·河北卷，6)关于基因、DNA、染色体和染色体组的叙述，正确的是(

)A.等位基因均成对排布在同源染色体上B.双螺旋DNA中互补配对的碱基所对应的核苷酸方向相反C.染色体的组蛋白被修饰造成的结构变化不影响基因表达D.一个物种的染色体组数与其等位基因数一定相同B解析细胞内决定相对性状的等位基因绝大部分成对地排布在同源染色体上，但在具有异型性染色体的个体细胞内，位于性染色体上的等位基因并非完全成对排布，A错误；双螺旋DNA是由两条单链按反向平行方式盘旋构成，且两条链上的碱基遵循碱基互补配对原则。因此，组成DNA双螺旋结构中互补配对的碱基所对应的核苷酸方向也必然相反，B正确；在生物表观遗传中，除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达，C错误；一个物种的染色体组数不一定与其等位基因数相同，例如二倍体生物有两个染色体组，但人体控制ABO血型的等位基因有三个，D错误。2.(2022·广东卷，12)λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化(如图)，该线性分子两端能够相连的主要原因是(

)CA.单链序列脱氧核苷酸数量相等B.分子骨架同为脱氧核糖与磷酸C.单链序列的碱基能够互补配对D.自连环化后两条单链方向相同解析单链序列脱氧核苷酸数量相等、分子骨架同为脱氧核糖与磷酸交替连接，不能决定线性DNA分子两端能够相连，A、B错误；据图可知，单链序列的碱基能够互补配对，决定线性DNA分子两端能够相连，C正确；DNA的两条链是反向的，因此自连环化后两条单链方向相反，D错误。A.单链序列脱氧核苷酸数量相等B.分子骨架同为脱氧核糖与磷酸C.单链序列的碱基能够互补配对D.自连环化后两条单链方向相同3.(2026·河南驻马店质检)细菌的质粒DNA分子具有三种不同构型：①完整的环形结构(cccDNA)；②只有一条链保持完整的环形结构，而另一条链出现一至数个缺口(ocDNA)；③发生双链断裂而形成线性分子(LDNA)。下列叙述正确的是(

)A.cccDNA中有一至数个游离的羟基或磷酸基团B.cccDNA中A—T碱基对占比越多，其结构越稳定C.ocDNA复制时不需要引物和DNA连接酶的参与D.LDNA进行半保留复制且该过程不需要线粒体供能D解析

cccDNA为完整的环形结构，其中没有游离的羟基或磷酸基团，A错误；cccDNA中G—C碱基对占比越多，其结构越稳定，B错误；ocDNA复制时，需要引物和DNA连接酶的参与，C错误；DNA的复制方式是半保留复制，细菌是原核生物，没有线粒体，所以细菌质粒DNA(包括LDNA)的复制过程不需要线粒体供能，D正确。4.(2026·安徽安庆模拟)肽核酸(PNA)是通过计算机建模并最终人工合成的核酸类似物，其以多肽骨架取代核酸主链(如图)，可以通过碱基互补配对识别并专一性结合DNA或RNA序列，形成稳定的双螺旋结构。经修饰的PNA应用于许多高科技领域，如利用PNA特异性侵入和撬开双链DNA分子并与之稳定结合，进而纠正与疾病相关的突变基因，实现非酶促基因编辑，该方法脱靶效应较低。下列相关叙述正确的是(

)CA.合成PNA主链骨架所需要的嘌呤类碱基包括腺嘌呤、鸟嘌呤B.突变基因的碱基数可能不变，但遗传信息及氢键数一定改变C.PNA介导的基因编辑脱靶效应低依赖于PNA与突变基因碱基间的牢固结合D.PNA能撬开双链DNA分子间的氢键，作用类似于RNA聚合酶和DNA聚合酶解析根据题意可知，肽核酸(PNA)以多肽骨架取代核酸主链(五碳糖和磷酸交替排列构成基本骨架)，因此PNA主链骨架是由多肽构成的，不包含碱基部分，A错误；基因突变包括基因中碱基的增添、缺失和替换，若是发生碱基的替换，基因的碱基数量不变，碱基替换时如由G替换为C，则基因中氢键的数量也不变，B错误；结合题意可知，经修饰的PNA可应用于许多高科技领域，如利用PNA特异性侵入和撬开双链DNA分子并与之稳定结合，进而纠正与疾病相关的突变基因，实现非酶促基因编辑，故PNA介导的基因编辑脱靶效应低依赖于PNA与突变基因碱基间的牢固结合，C正确；RNA聚合酶具有解旋的作用，可使DNA两条链间碱基对之间的氢键断裂，但DNA聚合酶不能使碱基对之间的氢键断裂，故PNA的作用与DNA聚合酶不同，D错误。考点二DNA的复制5.(2021·北京卷，4)酵母菌的DNA中碱基A约占32%，关于酵母菌核酸的叙述，错误的是(

) A.DNA复制后A约占32% B.DNA中C约占18% C.DNA中(A＋G)/(T＋C)＝1 D.RNA中U约占32%D解析

DNA分子的复制方式为半保留复制，复制时遵循A—T、G—C的配对原则，则DNA复制后的A约占32%，A正确；酵母菌的DNA中碱基A约占32%，则A＝T＝32%，G＝C＝(1－2×32%)÷2＝18%，B正确；DNA遵循碱基互补配对原则，A＝T、G＝C，则(A＋G)/(T＋C)＝1，C正确；由于RNA为单链结构，且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来，故RNA中U不一定约占32%，D错误。6.(2026·甘肃诊断)两条链均只含14N的一个亲代DNA分子，有200个碱基T，在含15N标记的脱氧核苷酸培养基中复制1次得到两个子代DNA分子。下列叙述错误的是(

)A.两个子代DNA分子均只有1条链含15NB.亲代DNA分子复制1次需200个碱基AC.子代DNA分子中存在碱基对T—UD.DNA独特的双螺旋结构为复制提供了精确模板C解析

DNA分子进行半保留复制，两个子代DNA分子中均只有一条链是新合成的，含15N，A正确；由题意可知，亲代DNA分子中含有200个碱基T，则A＝T＝200(个)，亲代DNA分子复制1次，得到两个子代DNA分子，即新增1个DNA分子，故需要200个碱基A，B正确；DNA分子中无碱基U，C错误；DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行，D正确。7.(2026·河南安阳一中质检)某DNA分子片段中共含有3000个碱基，其中腺嘌呤占35%。该DNA分子片段以15N标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到图甲所示结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到图乙所示结果。下列有关分析错误的是(

)CA.X层与Y层中DNA相对分子质量之比小于1∶3B.Y层中含15N标记的鸟嘌呤有2700个C.第二次复制结束时，含14N的DNA分子占1/4D.W层与Z层的核苷酸数之比是7∶1A.X层与Y层中DNA相对分子质量之比小于1∶3B.Y层中含15N标记的鸟嘌呤有2700个C.第二次复制结束时，含14N的DNA分子占1/4D.W层与Z层的核苷酸数之比是7∶1由此可知，图甲X层为2个14N/15N－DNA，Y层为6个15N/15N－DNA，故X层与Y层中DNA相对分子质量之比小于1∶3，A正确；A.X层与Y层中DNA相对分子质量之比小于1∶3B.Y层中含15N标记的鸟嘌呤有2700个C.第二次复制结束时，含14N的DNA分子占1/4D.W层与Z层的核苷酸数之比是7∶1该DNA分子片段中含有3000个碱基，腺嘌呤占35%，则A＝T＝1050个，G＝C＝450个，且Y层的6个DNA分子只含15N，因此，Y层中含15N标记的鸟嘌呤共有450×6＝2700(个)，B正确；第二次复制结束，得到的4个DNA分子中2个含有14N，因此含14N的DNA分子占1/2，C错误；图乙Z层为2条含14N的脱氧核苷酸链，W层为14条含15N标记的脱氧核苷酸链，W层与Z层的脱氧核苷酸数之比为7∶1，D正确。8.(2026·广东湛江调研)亚硝胺是一种DNA诱变剂，能使鸟嘌呤发生甲基化，甲基化的产物会与胸腺嘧啶发生错配。将洋葱根尖细胞用亚硝胺处理，发现一个核DNA分子单链上的一个G发生甲基化(假设甲基化的碱基不会去甲基化)。下列说法正确的是(

)A.DNA双链中G和C的含量越高，则稳定性越强B.甲基是DNA半保留复制的原料之一C.DNA复制需要多种酶的参与，这些酶可为化学反应提供活化能D.经3次有丝分裂，由G—C碱基对突变为A—T碱基对的细胞占1/8A解析根据DNA结构中的数量关系分析，A—T之间有两个氢键，G—C之间有三个氢键，DNA双链中G和C的含量越高，则稳定性越强，A正确；根据DNA复制的条件分析，DNA复制所需原料是游离的4种脱氧核苷酸，甲基不是DNA半保留复制的原料，B错误；DNA复制需要解旋酶、DNA聚合酶等，酶可降低化学反应的活化能，不能为化学反应提供能量，C错误；鸟嘌呤甲基化的产物会与胸腺嘧啶发生错配，经3次有丝分裂，一个DNA分子形成的DNA分子数为23＝8(个)，得到的8个细胞中由G—C突变为A—T的细胞有3个，占3/8，D错误。9.(2026·辽宁锦州检测)科学家发现在某些DNA单链中富含G，每4个G之间通过氢键等连接形成一个正方形的“G4平面”，让DNA有了非比寻常的结构——“G－四链体”，如图。当DNA处于双螺旋结构时，“G－四链体”并不会产生，只有在DNA双链结构暂时被“解开”而暴露出单链DNA时，才有机会形成“G－四链体”。下列有关叙述错误的是(

)DA.“G－四链体”含有C、H、O、N、P五种元素B.与肝细胞相比，肝癌细胞可能更容易形成“G－四链体”C.“G－四链体”可能在DNA复制和转录过程中形成D.“G－四链体”中(A＋G)/(T＋C)的值与双链DNA中的相等解析

“G－四链体”是由DNA单链中富含G的区域，每4个G通过氢键等连接形成的结构，每个脱氧核苷酸都含有C、H、O、N、P五种元素，A正确；与肝细胞相比，肝癌细胞分裂旺盛，DNA复制频繁，每次复制均需将DNA双链解旋成单链，更容易形成“G－四链体”，B正确；DNA复制和转录时，DNA双螺旋解开，可能会形成“G－四链体”，C正确；DNA双螺旋结构中数量上A＝T、C＝G，所以(A＋G)/(T＋C)的值始终等于1，而“G－四链体”中只涉及一条DNA链的部分区域，所以“G－四链体”中(A＋G)/(T＋C)的值不一定与双链DNA中的相等，D错误。A.“G－四链体”含有C、H、O、N、P五种元素B.与肝细胞相比，肝癌细胞可能更容易形成“G－四链体”C.“G－四链体”可能在DNA复制和转录过程中形成D.“G－四链体”中(A＋G)/(T＋C)的值与双链DNA中的相等10.(2026·江苏海安质检)M13噬菌体是一种寄生于大肠杆菌的丝状噬菌体，其DNA为含有6407个核苷酸的单链环状DNA。M13噬菌体增殖的部分过程如图所示，其中SSB是单链DNA结合蛋白。下列相关叙述正确的是(

)BA.M13噬菌体的遗传物质复制过程中不需要先合成RNA引物来引导子链延伸B.SSB的作用是防止解开的两条单链重新形成双链，利于DNA复制C.过程⑥得到的单链环状DNA是过程②～⑤中新合成的DNAD.过程②～⑥需要断裂2个磷酸二酯键，合成6407个磷酸二酯键解析

M13噬菌体DNA是一种单链环状DNA，进入大肠杆菌后先合成为复制型双链环状DNA，再进行滚环复制，即在M13噬菌体的双链环状DNA分子一条链上切一个切口，产生游离的3′端羟基作为延伸起点，最后在宿主细胞DNA聚合酶的催化下，以另一条单链为模板不断地合成新的子链。①过程需要先合成RNA引物来引导子链延伸，③过程不需要，A错误；SSB是单链DNA结合蛋白，由图可知，SSB的作用是防止解开的两条单链重新形成双链，利于DNA复制，B正确；据题图可知，过程⑥得到的单链环状DNA是原来的DNA，过程②～⑤中新合成的子链DNA存在于复制型DNA中，C错误；该DNA为含有6407个核苷酸的单链环状DNA，由图可知，过程②～⑥需要断裂2个磷酸二酯键，一共合成6409个磷酸二酯键，D错误。11.(2026·黑龙江龙东地区联考)研究者将1个含14N/14N－DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养1.5h后，提取子代大肠杆菌的DNA，将DNA双链解开再进行密度梯度离心，试管中出现两种条带，如图1所示。DNA复制时两条子链的延伸方向相反，其中一条子链称为前导链，该链连续延伸；另一条称为后随链，该链逐段延伸，这些片段称为冈崎片段，如图2所示。将某植物的分生区细胞(2n＝18)在含放射性标记的胸腺嘧啶的培养基中培养足够长的时间，然后转移到无放射性培养基中再培养一段时间，测定分裂期细胞中带放射性DNA的细胞的百分率，结果如图3所示。(1)根据图1所示信息，可知该种大肠杆菌的细胞周期大约为________h，判断的理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。0.5 1个含14N/14N－DNA的大肠杆菌在以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养1.5h后，14N的DNA单链数和15N的DNA单链数分别是2条、14条，共形成了8个DNA分子，说明DNA分子共复制了3次，即细胞分裂了3次，故大肠杆菌的细胞周期约为0.5h(2)图2中，________(填“甲链”或“乙链”)为后随链，该链的合成过程中，除需要解旋酶之外，还需要________________________(至少答出一种)等酶，其合成的方向与复制叉延伸的方向________(填“相同”或“相反”)，依据是____________________________________________________________________________________________________________________________________。甲链RNA聚合酶、DNA连接酶相反后随链的合成方向是从右到左(沿甲链的5′到3′)，复制叉延伸的方向是从左到右(沿甲链的3′到5′)(3)图3中，更换培养基后1个细胞连续进行两次有丝分裂形成的4个子细胞中，________个细胞带有放射性。更换培养基后处于第二次有丝分裂的细胞中，含有放射性的染色体有________条。根据图中信息可知，更换培养基________小时后开始有细胞进入第二次有丝分裂的分裂期。2、3或41820解析

(1)依据题图1信息可知，1个含14N/14N－DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养1.5h后，提取子代大肠杆菌的DNA，将DNA双链解开再进行密度梯度离心，得到条带1(14N的DNA单链)∶条带2(15N的DNA单链)＝1∶7，而母链14N链只有两条，可知DNA单链共有16条，即共有8个DNA分