第18讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质（专项训练）（黑吉辽蒙专用）2026年高考生物一轮复习讲练测

第18讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质 目录 01 课标达标练 【题型一】DNA分子的结构及相关计算 【题型二】DNA复制及相关计算 【题型三】基因的本质 02 能力突破练（新考法+新情境+新角度+新思维） 03 高考溯源练（含2025高考真题） 【题型一】DNA分子的结构及相关计算 1．某双链DNA片段的结构如下图所示，下列相关叙述正确的是（    ） A．①表示尿嘧啶，②表示胞嘧啶 B．③表示核糖，④表示氢键 C．①和②均含N元素 D．④的形成需要酶的催化 2．20世纪50年代初，查哥夫对多种生物DNA做了碱基定量分析，发现（A+T）/（C+G）的比值如下表。结合所学知识，下列结论正确的是（    ） DNA来源 大肠杆菌 小麦 鼠 猪肝 猪胸腺 猪心 （A+T）/（C+G） 1.01 1.21 1.21 1.43 1.43 1.43 A．表中比值越高，该生物的DNA越不容易解旋 B．小麦DNA中（A+T）的数量是鼠DNA中（C+G）数量的1.21倍 C．大肠杆菌DNA单链中（A+T）/（C+G）的值是1/1.01 D．同一个体不同组织的DNA碱基组成是相同的 3．某同学要构建链状DNA平面结构模型。用带孔的小圆片、五边形木片、长方形木片分别表示磷酸、脱氧核糖、含氮碱基，数量各50个：用铁丝和订书钉分别代表化学键和氢键，数量充足。下列叙述错误的是（    ） A．应先构建出脱氧核苷酸模型 B．长方形木片排列在模型内侧 C．每个五边形连接2个小圆片 D．模型中碱基对最多可以有25个 4．下列有关核酸的叙述中，正确的是（    ） ①人体中含A、C、T这3种碱基的核苷酸共有5种 ②只要把DNA单链中的T换成U就是RNA了 ③老鼠细胞质中的遗传物质是RNA ④一种病毒同时含有DNA和RNA ⑤原核细胞中既有DNA，也有RNA A．①⑤ B．①②⑤ C．③④⑤ D．①④⑤ 5．研究发现，人类癌细胞内存在着DNA的四螺旋结构（G4s）。如图所示为一种G4s，该结构存在多个TTAGGG重复序列，每4个G之间通过氢键等形成一个“G-4平面”，继而形成立体的G4s。下列叙述错误的是（　　） A．图示G4s至少存在4个TTAGGG重复序列 B．形成G4s过程中遵循碱基互补配对原则 C．图示G4s中2个G之间的连接方式可能不同 D．脱氧核糖和磷酸交替连接形成G4s主链的基本骨架 6．DNA分子既有环状也有链状，既有单链也有双链。下列关于DNA 分子结构的叙述，正确的是（    ） A．不同的双链DNA分子中嘌呤与嘧啶碱基的比例相同 B．DNA 分子中每个脱氧核糖连接2个磷酸基团 C．每个DNA 分子中都含有游离的磷酸基团和羟基 D．双链DNA 分子中不互补的相邻碱基由磷酸二酯键相连 【题型二】DNA复制及相关计算 7．同位素示踪是生物学实验常用的研究方法。下列关于运用同位素示踪法实验的叙述，错误的是（    ） A．用35S和32P分别标记T2噬菌体并侵染未经标记的大肠杆菌，证明DNA是T2噬菌体的遗传物质 B．利用同位素3H标记亮氨酸，研究分泌蛋白的合成、加工、运输及分泌过程 C．用14C标记的CO2供小球藻进行光合作用并追踪检测其放射性，最终探明了C在光合作用中的转化途径 D．利用含14N的培养液连续培养经15N标记的大肠杆菌，通过测定子代细菌DNA放射性强度大小可研究DNA的半保留复制 8．将仅含15N-DNA的亲代大肠杆菌转移到不含15N的培养液中，让其连续繁殖数代，离心后得到如图所示结果。假设14N-DNA的相对分子质量为A，15N-DNA的相对分子质量为B，下列叙述正确的是（　　） A．大肠杆菌的DNA复制仅发生在拟核中 B．试管Ⅱ为亲代大肠杆菌DNA复制1次的结果 C．该实验结果不能证明DNA进行半保留复制 D．第三代大肠杆菌DNA的平均相对分子质量为（7A+B）/8 9．动物细胞的线粒体DNA（mtDNA）复制过程如下图所示，OH和OL为两个复制起始区，首先OH起动新H链的合成，之后OL起动新L链的合成。下列叙述错误的是（    ） A．闭环的mtDNA不含有游离的磷酸基团 B．解旋酶先后与两个复制起始区结合起动上述过程 C．mtDNA复制过程中伴随氢键的断裂和形成 D．新H链和新L链沿相反方向合成后盘绕成双螺旋结构 10．假设噬菌体在大肠杆菌中每20分钟增殖一代，现有一个一条链被标记的噬菌体DNA侵入了大肠杆菌，不考虑大肠杆菌的裂解。下列说法正确的是（    ） A．大肠杆菌中至少有两种酶参与了噬菌体DNA的复制 B．1小时后带标记的DNA占所有子代DNA的1/16 C．标记不影响DNA链与大肠杆菌的核糖体结合形成噬菌体蛋白质外壳 D．40分钟时有一半DNA的碱基序列与20分钟时相同 11．下图为某真核生物细胞核DNA复制的示意图。下列有关叙述正确的是（　　）    A．图中酶1与酶2的移动方向一致，与酶3的移动方向相反 B．图中的酶包括解旋酶、DNA聚合酶以及RNA聚合酶 C．复制完成后，子链③和④会形成一个完整的子代DNA分子 D．复制形成的两个DNA分子会随同源染色体的分离而分开 12．将某一经3H充分标记DNA的雄性动物细胞（染色体数为2N）置于不含3H的培养基中培养，该细胞经过两次连续分裂后形成4个大小相等的子细胞。下列有关的说法正确的是（　　） A．若子细胞中染色体数为2N，则其中含3H的染色体数一定为N B．若子细胞中染色体数为N，则其中含3H的DNA分子数为1 C．若子细胞中有的染色体不含3H，则原因是同源染色体分离 D．若子细胞中染色体都含3H，则细胞分裂过程中会发生基因重组 13．某双链 DNA 分子含有 3000 个碱基对，其中一条链上A + T的比例为40%。将该DNA分子放在含32P 的培养基中连续复制 3 次，下列叙述错误的是（　　） A．该DNA分子中A +T的比例为 40%，则 G + C 的比例为 60%，其中 G 的数量为 1800 个 B．复制 3 次后，含有32P 的 DNA 分子占全部 DNA 分子的 7/8，含有31P 的 DNA 分子占全部 DNA 分子的 1/8 C．复制过程中，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为原 DNA 分子中 A 数量的 7 倍，即 8400 个 D．该 DNA 分子的另一条链上 A + T 的比例也为 40%，两条链中 A + T 的比例相等，是因为碱基互补配对原则 14．下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是（    ） A．若一条链的G+C占47%，则另一条链的A+T也占47% B．DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个含氮碱基 C．DNA双链被32P标记后，复制n次，子代DNA中有标记的占1/2n D．一个含有m个腺嘌呤的DNA分子第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸2n-1×m个 【题型三】基因的本质 15．如图表示细胞内与基因有关的物质或结构，其中i是遗传物质的主要载体。下列相关叙述错误的是（　　） A．碱基数目的差异是不同f携带遗传信息不同的主要原因 B．f在i上呈线性排列，f与性状不是简单的一一对应关系 C．e为脱氧核糖核苷酸，h为蛋白质 D．若g中（G＋C）/（A＋T）＝0.5，则A占g中总碱基数的比例为1/3 16．关于基因、染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系，下列说法错误的是（　　） A．染色体是DNA的主要载体，基因在染色体上呈线性排列 B．基因是具有遗传效应的DNA片段，基因指导蛋白质的合成 C．DNA分子中C与G的含量越高DNA分子越稳定 D．不同DNA分子的碱基的排列顺序不同，构成了DNA分子的多样性 1．近日，全国多地呼吸道感染高发，下表为诱发呼吸道感染“毒株”的有关信息，下列分析正确的是（　　） 病原体 遗传物质 人偏肺病毒 RNA 肺炎支原体 DNA 人腺病毒 DNA A．抑制细胞壁合成的药物对支原体肺炎有效，对新冠病毒引起的肺炎无效 B．肺炎支原体与人腺病毒的组成成分只含DNA和蛋白质 C．支原体的遗传物质中嘌呤数一定等于嘧啶数，而病毒的遗传物质不一定 D．以上“毒株”引起的呼吸道疾病可以用抗生素进行治疗 2．关于生物体和细胞内的“骨架”，下列叙述正确的是（　　） A．细胞骨架仅存在于动物细胞中，对维持细胞形态起重要作用 B．DNA分子中的骨架是由磷酸和脱氧核糖交替连接形成的 C．蛋白质分子中的骨架是由氨基酸残基的侧链组成的 D．细胞膜上的蛋白质分子是固定在脂双层的骨架上的 3．现已知基因M含有碱基共N个，腺嘌呤n个，具有类似如图的平面结构，下列说法正确的是（    ） A．基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等，M基因的单链中含有A的比例最多为2n/N B．基因M共有4个游离的磷酸基团，有1.5N-n个氢键 C．图a可以代表基因M，基因M的等位基因m可以用b表示 D．基因M的双螺旋结构中脱氧核糖和磷脂交替连接，排列在外侧，构成基本骨架 4．大肠杆菌在环境适宜的条件下每20分钟就能分裂一次。科学家运用DNA紫外光吸收光谱的方法对其DNA复制方式进行研究，具体操作为：将DNA双链均被15N标记的大肠杆菌放入普通培养基中培养20分钟，提取大肠杆菌DNA并离心，测定溶液的紫外光吸收光谱（如甲图所示）；若培养时间为40分钟，则所得结果可能对应乙图中部分曲线。下列相关叙述正确的是（    ） 注：紫外光吸收光谱的峰值位置即离心管中DNA的主要分布位置，峰值越大，表明该位置的DNA数量越多。 A．大肠杆菌拟核DNA分子中有两个游离的磷酸基团 B．大肠杆菌DNA分子复制过程中以四种游离核糖核苷酸为材料 C．提取大肠杆菌DNA后应在特定溶液中通过差速离心操作分离 D．若以半保留方式复制，则40min后所得结果对应乙图的e、f曲线 5．果蝇Ⅰ号染色体和Ⅲ号染色体上部分基因决定眼睛、身体的颜色及眼睛的形状等。某果蝇两条染色体上部分基因的分布情况如下图1所示。DNA分子杂交技术的原理是当两种生物的DNA单链具有互补的碱基序列时，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区;在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链（杂交环），如图2所示。下列相关叙述错误的是（　　）      A．四对等位基因的遗传不遵循自由组合定律 B．图示基因都是具有遗传效应的DNA片段 C．该果蝇可形成基因组成为Prwni的配子 D．利用DNA分子杂交技术比较不同种生物DNA分子的差异，杂交环越多，说明差异越小，亲缘关系越近 6．下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，错误的是（    ） A．在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸基和一个碱基 B．基因通常是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因 C．一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的 D．染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子 7．（不定项）下列有关生物学实验或探究实践的叙述正确的是（　　） A．用洋葱根尖细胞进行实验，不能观察到联会这一现象 B．制作含6个碱基对的DNA结构模型时，需要准备磷酸和脱氧核糖的连接物11个 C．在“性状分离比的模拟”实验中，同一小桶中放置的两种小球数量必须相同 D．在“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验中，模拟联会过程时，让长度相同、颜色不同的两条染色体配对 8．（不定项）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。图中①～⑥表示M13噬菌体遗传物质复制的过程，其中SSB是单链DNA结合蛋白。下列说法正确的是（　　） A．过程①和③均需先合成引物来引导子链延伸 B．过程②～⑥需要断裂2个磷酸二酯键，合成6409个磷酸二酯键 C．过程⑥得到的单链环状DNA是新合成的子链DNA D．SSB可以防止解开的两条单链重新形成双链，利于DNA复制 9．（不定项）将全部DNA分子双链经32P标记的雄性动物细胞（染色体数2n=20）置于不含32P的培养液中培养，经过连续两次细胞分裂后产生了4个子细胞。下列有关推断错误的是（　　） A．第二次有丝分裂后期，1个细胞中被32P标记的染色体为40条 B．减数第二次分裂后期，1个细胞中被32P标记的染色体为40条 C．若进行有丝分裂，则4个子细胞中含32P染色体的比例一定为1/2 D．若进行减数分裂，则4个子细胞中含32P染色体的比例一定为1 10．梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记技术证明了DNA是半保留复制。选用含有15NH4Cl的原料来培养大肠杆菌若干代作为亲代，然后，将大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中增殖2代，提取大肠杆菌的DNA并进行离心，下图是几种可能的离心结果。下列分析正确的是（　　） A．密度梯度离心依据DNA分子密度大小使其分离，通过测定放射性强度最终确定DNA复制的方式 B．若离心结果为④，可得出增殖2代后含14N的DNA占1/2，含15N的DNA占1/2 C．若DNA为全保留复制，则离心后试管中DNA的位置对应图中③ D．否定DNA为全保留复制起关键作用的是试管② 11．用15N标记含有100个碱基对的DNA片段，其中G有60个。该DNA片段在14N的培养基中连续复制多次后共消耗游离的嘌呤类脱氧核苷酸1500个。下列说法正确的是（　　） A．该DNA片段复制了四次，共产生了16个DNA片段 B．该DNA片段中共有嘧啶碱基80个，复制多次后含有14N的DNA片段占7/8 C．若一条链中A的比例为30%，则其互补链中A的比例为10% D．若一条链中A：T：G：C=1:2:3:4，则其互补链中该比例为2:1:4:3 12．如图表示环状DNA复制的一种方式，因为只有一个复制起始点，所以该DNA分子复制形成复制泡而呈现希腊字母“θ”形，随着复制的进行，复制泡逐渐扩大，直至产生2个相同的环状DNA分子。下列相关叙述正确的是（　　） A．复制泡的逐渐扩大与解旋酶和DNA聚合酶相关 B．在复制泡的扩大过程中有氢键的断开和氢键的形成 C．复制泡中的每条DNA子链均通过连续复制逐步向两侧延伸 D．子代DNA分子中包含一条母链和一条子链且没有游离的磷酸基团 13．在DNA链损伤等异常情况下，DNA的复制会遇到一系列障碍（称为复制压力），而导致复制停滞。细胞进化出多种策略来应对复制压力，如复制叉翻转等，以确保DNA复制的完整性和连续性。 (1)在DNA复制时，DNA的两条链会在 的作用下解开，形成“Y”形结构，称为复制叉。复制过程中，以 为模板合成子链。子代DNA分子都保留了亲代DNA分子中的一条链，该复制方式称为 。 (2)复制叉在遇到复制压力时会改变方向，形成一种反向结构，称为复制叉翻转（如图1）。 该过程包括：DNA链损伤导致复制停滞；新合成的子链DNA从模板链解离，损伤侧子链以对侧子链为模板，根据 原则继续合成以跨越损伤部位，同时两条模板链之间重新形成双链，形成类似鸡爪的结构；绕过损伤位点后，新生链可切换回原模板继续完成复制。 (3)为标记新合成的DNA链，研究人员运用胸苷类似物（EdU）代替胸腺嘧啶脱氧核苷酸，通过与含 （碱基中文名称）的脱氧核苷酸配对，使EdU整合到正在合成的DNA中，而后用生物素对EdU进行标记。在电镜下可观察到复制叉的翻转（如图2）。 由图2可知，图中的R代表 ，含有生物素信号的有 （选择“P”、“D”或“R”填写）。 14．图1是脱氧核苷酸示意图，图2是多肽链部分结构示意图，图3是噬菌体侵染细菌实验示意图，据图回答下列问题。 (1)图3中用32P标记噬菌体的DNA，标记元素所在部位是图1中的 。如果用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，标记元素所在部位是图2中的 。实验材料对实验成功具有重要的作用，选择T2噬菌体作为实验材料，是因为它的构简单、繁殖速度快，只含有蛋白质和DNA，且侵染大肠杆菌时 会自然分离。 (2)获得被32P标记的噬菌体的具体方法是先用 培养大肠杆菌，再用噬菌体侵染 。 (3)实验中搅拌的目的是 ，仅有图3的实验过程， （填“能”或“不能”）说明DNA是遗传物质，原因是 。 (4)图4中，2表示 ，1、2、3合称 。如果5是腺嘌呤（A），则6是 （写出中文名称）。 (5)含有100个碱基对的DNA分子片段中有240个氢键，则该DNA片段中腺嘌呤 个。 15．如图是赫尔希和蔡斯研究遗传物质实验中的物质示意图及实验部分过程图，请回答下列问题： (1)图3中用35S标记噬菌体蛋白质外壳，标记元素所在部位是图2中的 ，若要标记噬菌体DNA，标记元素所在部位是图1中的 。(填标号) (2)噬菌体侵染细菌之后，合成新的噬菌体蛋白质外壳需要__________。 A．细菌的DNA及其氨基酸 B．噬菌体的DNA及其氨基酸 C．噬菌体的DNA和细菌的氨基酸 D．细菌的DNA及其噬菌体的氨基酸 (3)噬菌体侵染细菌实验中，离心的目的是 。 (4)同位素标记法是生物研究中常用的一种科学方法,DNA分子复制机制的研究运用了该方法。研究者将大肠杆菌在含有15NH4Cl的培养液中培养一段时间,使大肠杆菌繁殖多代(大肠杆菌约20分钟繁殖一代),从上述培养液中取部分菌液,提取大肠杆菌DNA(图A),经密度梯度离心后,测定溶液的紫外光吸收光谱(注:紫外光吸收光谱的峰值位置即为离心管中DNA的主要分布位置,峰值越大,表明该位置的DNA数量越多),结果如下图a所示,峰值出现在离心管的P处。此时大肠杆菌内DNA分子两条链均被15N标记,该步骤的目的是 。将图A中的大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养液中继续培养(图B),在培养到6、13、20分钟时,分别取样,提取大肠杆菌DNA,经密度梯度离心后,测定紫外光吸收光谱,结果如下下图中b、c、d所示。 ①若全保留复制这一假说成立,则20分钟时紫外光吸收光谱的峰值位置与点P和Q的关系为 。 ②现有实验结果 (选填“是”或“否”)支持半保留复制假说。 ③根据半保留复制,40分钟时测定的DNA紫外光吸收光谱峰值的位置为 。 16．端粒是存在于染色体两端的一段特殊序列DNA—蛋白质复合体。端粒学说认为随细胞不断分裂，染色体两端的端粒会不断缩短，研究发现端粒缩短与DNA复制方式有关。已知DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连接在一段已有的单链核酸的末端上。下图为人体细胞内DNA复制部分过程示意图，请回答下列问题： (1)图中A是 ，据图分析可得出DNA分子复制的特点有 。（答两点即可 (2)图中的引物为一段单链RNA。在 酶的作用下，可将游离的脱氧核苷酸加到引物的 （填“5'端”或“3'端”），进而开始子链的延伸。 (3)复制过程中，引物随后会被某种酶切除，从核酸的碱基组成分析，该酶能准确识别出引物的原因是 。引物切除后的“空白”区域可以通过新链合成来修复，但最后一个冈崎片段的引物切除后，留下的“空白”区域将无法修复，导致端粒缩短，其原因可能是缺少 。 (4)进一步研究发现，上皮细胞、软骨细胞等多数真核细胞中的端粒酶活性很低，而癌细胞、造血干细胞等细胞中的端粒酶活性较高。据此分析，理论上可以通过 等方法延缓细胞衰老（答一点即可）。 1．（2025·北京·高考真题）1958年，Meselson和Stahl通过15N标记DNA的实验，证明了DNA的半保留复制。关于这一经典实验的叙述正确的是（    ） A．因为15N有放射性，所以能够区分DNA的母链和子链 B．得到的DNA带的位置有三个，证明了DNA的半保留复制 C．将DNA变成单链后再进行离心也能得到相同的实验结果 D．选择大肠杆菌作为实验材料是因为它有环状质粒DNA 2．（2024·广西·高考真题）研究发现真核生物基因组DNA普遍存在5-甲基胞嘧啶和N6-甲基腺嘌呤，分别被称为DNA的第5、6个碱基。关于这两个碱基的说法，正确的是（　　） A．均含有N元素 B．均含有脱氧核糖 C．都排列在DNA骨架的外侧 D．都不参与碱基互补配对 3．（2024·北京·高考真题）科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲，依据的是DNA的（    ） A．元素组成 B．核苷酸种类 C．碱基序列 D．空间结构4．（2024·河北·高考真题）某病毒具有蛋白质外壳，其遗传物质的碱基含量如表所示，下列叙述正确的是（    ） 碱基种类 A C G T U 含量（％） 31.2 20.8 28.0 0 20.0 A．该病毒复制合成的互补链中G＋C含量为51.2％ B．病毒的遗传物质可能会引起宿主DNA变异 C．病毒增殖需要的蛋白质在自身核糖体合成 D．病毒基因的遗传符合分离定律 5．（2024·湖北·高考真题）模拟实验是根据相似性原理，用模型来替代研究对象的实验。比如“性状分离比的模拟实验”（实验一）中用小桶甲和乙分别代表植物的雌雄生殖器官，用不同颜色的彩球代表D、d雌雄配子；“建立减数分裂中染色体变化的模型”模拟实验（实验二）中可用橡皮泥制作染色体模型，细绳代表纺锤丝；DNA分子的重组模拟实验（实验三）中可利用剪刀、订书钉和写有DNA序列的纸条等模拟DNA分子重组的过程。下列实验中模拟正确的是（    ） A．实验一中可用绿豆和黄豆代替不同颜色的彩球分别模拟D和d配子 B．实验二中牵拉细绳使橡皮泥分开，可模拟纺锤丝牵引使着丝粒分裂 C．实验三中用订书钉将两个纸条片段连接，可模拟核苷酸之间形成磷酸二酯键 D．向实验一桶内添加代表另一对等位基因的彩球可模拟两对等位基因的自由组合 6．（2024·浙江·高考真题）某二倍体动物（2n=4）精原细胞DNA中的P均为32P，精原细胞在不含32P的培养液中培养，其中1个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后，产生甲~丁4个细胞。这些细胞的染色体和染色单体情况如下图所示。    不考虑染色体变异的情况下，下列叙述正确的是（    ） A．该精原细胞经历了2次DNA复制和2次着丝粒分裂 B．4个细胞均处于减数第二次分裂前期，且均含有一个染色体组 C．形成细胞乙的过程发生了同源染色体的配对和交叉互换 D．4个细胞完成分裂形成8个细胞，可能有4个细胞不含32P 7．（2024·浙江·高考真题）下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是（    ） A．磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架 B．双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高 C．两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化 D．若一条链的G+C占47%，则另一条链的A+T也占47% 8．（2024·浙江·高考真题）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、浅色、深色 C．浅色、深色、深色 D．深色、浅色、深色 9．（2021·辽宁·高考真题）下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是（　　） A．子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端 B．子链的合成过程不需要引物参与 C．DNA每条链的5′端是羟基末端 D．DNA聚合酶的作用是打开DNA双链 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第18讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质 目录 01 课标达标练 【题型一】DNA分子的结构及相关计算 【题型二】DNA复制及相关计算 【题型三】基因的本质 02 能力突破练（新考法+新情境+新角度+新思维） 03 高考溯源练（含2025高考真题） 【题型一】DNA分子的结构及相关计算 1．某双链DNA片段的结构如下图所示，下列相关叙述正确的是（    ） A．①表示尿嘧啶，②表示胞嘧啶 B．③表示核糖，④表示氢键 C．①和②均含N元素 D．④的形成需要酶的催化 【答案】C 【分析】分析题图可知，①为T（胸腺嘧啶），②为C（胞嘧啶），③为脱氧核糖，④为氢键。 【详解】A、根据碱基互补配对原则，①为T（胸腺嘧啶），②为C（胞嘧啶），A错误； B、图示为DNA片段，③为脱氧核糖，④为氢键，B错误； C、①和②为含氮碱基，均含N元素，C正确； D、氢键的形成不需要酶的催化，D错误。 故选C。 2．20世纪50年代初，查哥夫对多种生物DNA做了碱基定量分析，发现（A+T）/（C+G）的比值如下表。结合所学知识，下列结论正确的是（    ） DNA来源 大肠杆菌 小麦 鼠 猪肝 猪胸腺 猪心 （A+T）/（C+G） 1.01 1.21 1.21 1.43 1.43 1.43 A．表中比值越高，该生物的DNA越不容易解旋 B．小麦DNA中（A+T）的数量是鼠DNA中（C+G）数量的1.21倍 C．大肠杆菌DNA单链中（A+T）/（C+G）的值是1/1.01 D．同一个体不同组织的DNA碱基组成是相同的 【答案】D 【分析】本题考察DNA碱基组成规律及查哥夫法则的应用，需结合不同物种及同一物种不同组织DNA的碱基比值特点进行判断。 【详解】A、DNA解旋难易程度与C-G碱基对含量有关，C-G间含3个氢键，比值（A+T）/(C+G)越高，C-G含量越低，DNA越容易解旋，A错误； B、表格中比值仅表示（A+T）与（C+G）的比例关系，无法直接推断不同物种间具体碱基数量关系，且小麦与鼠的DNA总量未知，B错误； C、双链DNA中（A+T）/(C+G)的比值等于单链中该比值，因此大肠杆菌单链的（A+T）/(C+G)应为1.01，而非1/1.01，C错误； D、同一生物不同组织的DNA碱基组成相同，因遗传物质一致，表中猪不同组织的比值均为1.43，D正确。 故选D。 3．某同学要构建链状DNA平面结构模型。用带孔的小圆片、五边形木片、长方形木片分别表示磷酸、脱氧核糖、含氮碱基，数量各50个：用铁丝和订书钉分别代表化学键和氢键，数量充足。下列叙述错误的是（    ） A．应先构建出脱氧核苷酸模型 B．长方形木片排列在模型内侧 C．每个五边形连接2个小圆片 D．模型中碱基对最多可以有25个 【答案】C 【分析】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。 【详解】A、DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，所以构建链状DNA平面结构模型应先构建出脱氧核苷酸模型，A正确； B 、在DNA结构中，磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，含氮碱基排列在内侧，长方形木片表示含氮碱基，所以长方形木片排列在模型内侧，B正确； C、DNA链两端的脱氧核苷酸中的五边形（脱氧核糖）只连接1个小圆片（磷酸），而中间的五边形连接2个小圆片，C错误； D、由于碱基互补配对原则，A与T配对，G与C配对，所以50个含氮碱基最多可形成25个碱基对，D正确。 故选C。 4．下列有关核酸的叙述中，正确的是（    ） ①人体中含A、C、T这3种碱基的核苷酸共有5种 ②只要把DNA单链中的T换成U就是RNA了 ③老鼠细胞质中的遗传物质是RNA ④一种病毒同时含有DNA和RNA ⑤原核细胞中既有DNA，也有RNA A．①⑤ B．①②⑤ C．③④⑤ D．①④⑤ 【答案】A 【分析】人体内由A碱基参与合成的核苷酸有2种（腺嘌呤脱氧核糖核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸），由C碱基参与合成的核苷酸有2种（胞嘧啶脱氧核糖核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸），由T碱基参与合成的核苷酸有1种（胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸），由U碱基参与合成的核苷酸有1种（尿嘧啶核糖核苷酸），所以由A、C、T、U四种碱基参与合成的核苷酸共有6种；生物主要的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA，病毒只含有一种核酸。其他生物细胞内含有DNA和RNA，据此答题。 【详解】①人体中含A、C的碱基分别可构成两种核苷酸，而T只能构成脱氧核苷酸，因此共5种，①正确； ②DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸，RNA的基本单位是核糖核苷酸，两者之间五碳糖也不同，不仅仅是碱基的区别，②错误； ③老鼠的遗传物质是DNA，③错误； ④病毒有且只有一种核酸，要么是DNA，要么是RNA，④错误； ⑤原核细胞具有细胞结构，细胞内既有DNA，也有RNA，只有病毒的体内只含有一种核酸，⑤正确。 综上正确的选项有①⑤，A正确。 故选A。 5．研究发现，人类癌细胞内存在着DNA的四螺旋结构（G4s）。如图所示为一种G4s，该结构存在多个TTAGGG重复序列，每4个G之间通过氢键等形成一个“G-4平面”，继而形成立体的G4s。下列叙述错误的是（　　） A．图示G4s至少存在4个TTAGGG重复序列 B．形成G4s过程中遵循碱基互补配对原则 C．图示G4s中2个G之间的连接方式可能不同 D．脱氧核糖和磷酸交替连接形成G4s主链的基本骨架 【答案】B 【分析】DNA结构：①DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。②DNA分子外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的基本骨架。③DNA分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配对原则配对，并以氢键互相连接。 【详解】A、根据题意可知，G4s中存在多个TTAGGG重复序列，每4个G之间通过氢键等形成一个“G-4平面”，继而形成立体的G4s。因此至少要有4个TTAGGG重复序列才能形成图示的G4s，A正确； B、图示G4s是由DNA单链形成的，不遵循碱基互补配对原则，B错误； C、DNA单链上的2个G之间通过“一脱氧核糖一磷酸—脱氧核糖—”连接，“G-4平面”中的2个G之间通过氢键等连接，因此图示G4s中2个G之间的连接方式可能不同，C正确； D、G4s主链的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接而成，D正确。 故选B。 6．DNA分子既有环状也有链状，既有单链也有双链。下列关于DNA 分子结构的叙述，正确的是（    ） A．不同的双链DNA分子中嘌呤与嘧啶碱基的比例相同 B．DNA 分子中每个脱氧核糖连接2个磷酸基团 C．每个DNA 分子中都含有游离的磷酸基团和羟基 D．双链DNA 分子中不互补的相邻碱基由磷酸二酯键相连 【答案】A 【分析】DNA的双螺旋结构：①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧。③两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。 【详解】A、两条链组成的DNA分子，根据碱基互补配对原则，A与T配对，G与C配对，因此A+G=T+C，两条链中嘌呤的数量等于嘧啶的数量，分别为50%，A正确； B、若DNA分子为链状，则每个脱氧核糖连接一个或者两个磷酸基团；若DNA分子为环状，则每个脱氧核糖连接两个磷酸基团，B错误； C、若DNA分子为链状，则该DNA分子中含有游离的磷酸和羟基；若DNA分子为环状，则该DNA分子中含没有游离的磷酸和羟基，C错误； D、双链DNA 分子中不互补的相邻碱基即指的是在DNA分子的一条单链中相邻的碱基，DNA分子的一条单链中相邻的碱基连接是通过脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖相连接，D错误。 故选A。 【题型二】DNA复制及相关计算 7．同位素示踪是生物学实验常用的研究方法。下列关于运用同位素示踪法实验的叙述，错误的是（    ） A．用35S和32P分别标记T2噬菌体并侵染未经标记的大肠杆菌，证明DNA是T2噬菌体的遗传物质 B．利用同位素3H标记亮氨酸，研究分泌蛋白的合成、加工、运输及分泌过程 C．用14C标记的CO2供小球藻进行光合作用并追踪检测其放射性，最终探明了C在光合作用中的转化途径 D．利用含14N的培养液连续培养经15N标记的大肠杆菌，通过测定子代细菌DNA放射性强度大小可研究DNA的半保留复制 【答案】D 【分析】同位素标记法可以根据放射性存在的位置显示物质的合成、运输等问题，卡尔文用同位素标记法发现了光合作用中碳循环的过程，证明DNA是遗传物质的噬菌体侵染实验也用到了同位素标记法，识记涉及同位素标记法的实验原理是本题的解题关键。 【详解】A、噬菌体侵染实验中，P是DNA特有元素，S是蛋白质特有元素，赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2 噬菌体，并用经过标记的噬菌体侵染未经标记的大肠杆菌，证明DNA 是T2 噬菌体的遗传物质，A正确； B、利用同位素3H标记亮氨酸，研究豚鼠胰腺腺泡细胞中分泌蛋白的合成、加工、运输及分泌过程，属于同位素标记法的应用，B正确； C、卡尔文等用放射性同位素标记法用小球藻做实验，探明了CO2中的碳在光合作用中的转化途径，C正确； D、14N和15N都没有放射性，DNA 的半保留复制所依据的方法是密度梯度离心法，D错误。 故选D。 8．将仅含15N-DNA的亲代大肠杆菌转移到不含15N的培养液中，让其连续繁殖数代，离心后得到如图所示结果。假设14N-DNA的相对分子质量为A，15N-DNA的相对分子质量为B，下列叙述正确的是（　　） A．大肠杆菌的DNA复制仅发生在拟核中 B．试管Ⅱ为亲代大肠杆菌DNA复制1次的结果 C．该实验结果不能证明DNA进行半保留复制 D．第三代大肠杆菌DNA的平均相对分子质量为（7A+B）/8 【答案】D 【分析】根据题意和图示分析可知：Ⅰ中为全中，说明DNA分子是半保留复制，一条链为14N，另一条链为15N，Ⅱ中一半为轻，一半为中，说明复制两次后一半DNA都是14N，另一半DNA中一条链为14N，另一条链为15N。 【详解】A、大肠杆菌的 DNA 复制除发生在拟核中，还可发生在细胞质中的质粒上，A 错误； B、DNA的复制方式为半保留复制，仅含15N-DNA的亲代大肠杆菌复制1次，子代 DNA分子都是一条链为14N，另一条链为15N，因此试管Ⅰ为亲代大肠杆菌DNA复制1次的结果，B错误； C、Ⅰ中为全中，说明DNA的复制方式为半保留复制或弥散复制，Ⅱ中一半为轻，一半为中，可排除弥散复制，故该实验结果能证明DNA进行半保留复制，C错误； D、14N-DNA的相对分子质量为A，即每条14N链的相对分子质量为A/2，15N-DNA的相对分子质量为B，即每条15N链的相对分子质量为B/2。第Ⅲ代细菌DNA分子中，含15N-14NDNA的为2个，只含14N-14NDNA的为6个（共8个DNA分子），故第Ⅲ代细菌DNA分子中含14N－DNA的有14条链，含15N－DNA的有2条链，所以Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量为（7A+B）/8，D正确。 故选D。 9．动物细胞的线粒体DNA（mtDNA）复制过程如下图所示，OH和OL为两个复制起始区，首先OH起动新H链的合成，之后OL起动新L链的合成。下列叙述错误的是（    ） A．闭环的mtDNA不含有游离的磷酸基团 B．解旋酶先后与两个复制起始区结合起动上述过程 C．mtDNA复制过程中伴随氢键的断裂和形成 D．新H链和新L链沿相反方向合成后盘绕成双螺旋结构 【答案】B 【分析】复制开始时，DNA分子首先利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开，这个过程叫做解旋。然后，以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一段子链。随着模板链解旋过程的进行，新合成的子链也在不断地延伸。同时，每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。这样，复制结束后，一个DNA分子就形成了两个完全相同的DNA分子。新复制出的两个子代DNA分子，通过细胞分裂分配到子细胞中去。 【详解】A、mtDNA为环状DNA分子，环状DNA分子中没有游离的磷酸基团，A正确； B、据题图中第3张图可知，H链为模板合成子链经过OL时，L链为模板的合成尚未开始，此时L链被解旋成为单链状态，因此到第4张图，当L链开始作为模板开始合成子链时，是不需要结合解旋酶的，此时只需要DNA聚合酶。因此，解旋酶只与OH复制起始区结合，而DNA聚合酶才需要分别与OH、OL两个复制区去结合，分别启动两条子链的复制，B错误； C、mtDNA复制过程中伴随解旋和新链配对，因此伴随着氢键的断裂和形成，C正确； D、分析题意和图示可知，以L链为模板合成H′链，H′链为前导链，为顺时针方向延伸，以H链为模板合成L′链，L′链为后滞链，为顺时针方向，不连续合成，最终合成两个环状双螺旋DNA分子都各含一条模板链和一条新合成的链，合成后盘绕成双螺旋结构，D正确。 故选B。 10．假设噬菌体在大肠杆菌中每20分钟增殖一代，现有一个一条链被标记的噬菌体DNA侵入了大肠杆菌，不考虑大肠杆菌的裂解。下列说法正确的是（    ） A．大肠杆菌中至少有两种酶参与了噬菌体DNA的复制 B．1小时后带标记的DNA占所有子代DNA的1/16 C．标记不影响DNA链与大肠杆菌的核糖体结合形成噬菌体蛋白质外壳 D．40分钟时有一半DNA的碱基序列与20分钟时相同 【答案】A 【分析】DNA复制过程为：（1）解旋：需要细胞提供能量，在解旋酶的作用下，两条螺旋的双链解开；（2）合成子链：以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链；（3）形成子代DNA分子：延伸子链，母链和相应子链盘绕成双螺旋结构。 【详解】A、大肠杆菌中至少有解旋酶和DNA聚合酶 参与了噬菌体DNA的复制，A正确； B、有一个一条链被标记的噬菌体DNA侵入了大肠杆菌，且噬菌体在大肠杆菌中每20分钟增殖一代，1小时后，DNA 已复制了三次，形成了8个DNA，其中只有1个带标 记，B错误； C、与核糖体结合的不是DNA链，而是由 DNA转录成的RNA，C错误； D、DNA的复制不改变其 碱基序列，20分钟时的DNA与40分钟时的DNA碱 基序列都相同，D错误。 故选A。 11．下图为某真核生物细胞核DNA复制的示意图。下列有关叙述正确的是（　　）    A．图中酶1与酶2的移动方向一致，与酶3的移动方向相反 B．图中的酶包括解旋酶、DNA聚合酶以及RNA聚合酶 C．复制完成后，子链③和④会形成一个完整的子代DNA分子 D．复制形成的两个DNA分子会随同源染色体的分离而分开 【答案】A 【详解】A、图示为DNA复制的过程，酶1为解旋酶，酶2和酶3均为DNA聚合酶，根据图示可知，④链为连续链，而③链为不连续链，因此可知，③链是由左向右延伸，而④链是由右向左延伸，酶1的解旋也是由右向左，故图中酶1与酶2的移动方向一致，与酶3的移动方向相反，A正确； B、RNA聚合酶催化转录过程，图示没有涉及转录，不需要RNA聚合酶，B错误； C、DNA复制为半保留复制，形成的子代DNA一条链为亲代链，一条链为新合成的链，因此子链③和④不会形成一个完整的子代DNA分子，C错误； D、复制形成的两个DNA分子为姐妹染色单体上的DNA，随着着丝粒的断裂、姐妹染色单体的分离而分开，D错误。 故选A。 12．将某一经3H充分标记DNA的雄性动物细胞（染色体数为2N）置于不含3H的培养基中培养，该细胞经过两次连续分裂后形成4个大小相等的子细胞。下列有关的说法正确的是（　　） A．若子细胞中染色体数为2N，则其中含3H的染色体数一定为N B．若子细胞中染色体数为N，则其中含3H的DNA分子数为1 C．若子细胞中有的染色体不含3H，则原因是同源染色体分离 D．若子细胞中染色体都含3H，则细胞分裂过程中会发生基因重组 【答案】D 【分析】雄性动物精巢中的某个细胞，经过连续分裂后形成四个大小相等的子细胞，则该细胞可能进行的是减数分裂，形成的四个等大的细胞是精细胞，该过程中DNA只复制一次；也可能进行的是两次连续的有丝分裂，形成的四个等大的细胞是精原细胞，该过程中DNA复制了两次。 【详解】A、若子细胞中染色体数为2N，说明是有丝分裂，第一次分裂后子细胞中每条染色体上的DNA都有1条链被标记，但第二次分裂后期半数染色体被标记，当姐妹染色单体分开后，被标记的染色体是随机分配移向两极的，所以第二次分裂得到的子细胞被标记的染色体条数是在0-2N间随机的，A错误； B、若子细胞中染色体数为N，说明只能是减数分裂，由于减数分裂过程中DNA只复制1次，所以子细胞的N条染色体都被标记，B错误； C、同源染色体分离只能发生在减数分裂过程中，而子细胞中有的染色体不含3H，可能进行的是有丝分裂，C错误； D、若子细胞中染色体都含3H，则说明DNA只复制一次，进行的是减数分裂。因此，细胞分裂过程中会发生基因重组，D正确。 故选D。 13．某双链 DNA 分子含有 3000 个碱基对，其中一条链上A + T的比例为40%。将该DNA分子放在含32P 的培养基中连续复制 3 次，下列叙述错误的是（　　） A．该DNA分子中A +T的比例为 40%，则 G + C 的比例为 60%，其中 G 的数量为 1800 个 B．复制 3 次后，含有32P 的 DNA 分子占全部 DNA 分子的 7/8，含有31P 的 DNA 分子占全部 DNA 分子的 1/8 C．复制过程中，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为原 DNA 分子中 A 数量的 7 倍，即 8400 个 D．该 DNA 分子的另一条链上 A + T 的比例也为 40%，两条链中 A + T 的比例相等，是因为碱基互补配对原则 【答案】B 【分析】碱基互补配对原则的规律：（1）在双链DNA分子中，互补碱基两两相等，A=T，C=G，A+T=C+G，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。（2）DNA分子的一条单链中（A+T）与（G+C）的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值；（3）DNA分子一条链中（A+G）与（T+C）的比值与互补链中的该种碱基的比值互为倒数，在整个双链中该比值为1；（4）不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即（A+T）与（C+G）的比值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。 【详解】A、双链DNA中，互补链的A+T比例相等，整个DNA分子中A+T占40%，则G+C占60%。总碱基数为3000×2=6000，G+C数目为6000×60%=3600，G数目为3600÷2=1800，A正确； B、DNA复制为半保留复制，初始DNA两条链含31P，复制3次后得到8个DNA分子，其中2个含31P（各含一条母链），其余6个全为32P。因此，含32P的DNA占8/8=1（即100%），含31P的占2/8=1/4，B错误； C、原DNA中A+T=40%，总A数目为(3000×2×40%)÷2=1200。复制3次需新合成7个DNA，所需A为1200×7=8400，C正确； D、互补链的A+T比例由碱基互补配对原则决定，与原链相同（40%），D正确。 故选B。 14．下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是（    ） A．若一条链的G+C占47%，则另一条链的A+T也占47% B．DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个含氮碱基 C．DNA双链被32P标记后，复制n次，子代DNA中有标记的占1/2n D．一个含有m个腺嘌呤的DNA分子第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸2n-1×m个 【答案】D 【分析】DNA分子结构的主要特点：DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构；DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则（A-T、C-G）。 【详解】A、根据碱基互补配对原则（A与T配对，G与C配对），如果一条链中G+C占47%，则该链的A+T占53%，由于互补配对，另一条链的A+T比例应等于该链的A+T比例，即53%，A错误； B、在DNA分子中，一个脱氧核糖一般连接一个含氮碱基和两个磷酸，两端上的只连一个磷酸，B错误； C、由于DNA分子半保留复制，故DNA双链被32P标记后，复制n次，子代DNA中有标记的占2/2n，C错误； D、含有m个腺嘌呤的DNA分子第n次复制，增加了2n-2n-1=2n-1个DNA，每个DNA分子需要m个腺嘌呤脱氧核苷酸，那么2n-1个DNA分子就需要2n-1×m个腺嘌呤脱氧核苷酸，D正确。 故选D。 【题型三】基因的本质 15．如图表示细胞内与基因有关的物质或结构，其中i是遗传物质的主要载体。下列相关叙述错误的是（　　） A．碱基数目的差异是不同f携带遗传信息不同的主要原因 B．f在i上呈线性排列，f与性状不是简单的一一对应关系 C．e为脱氧核糖核苷酸，h为蛋白质 D．若g中（G＋C）/（A＋T）＝0.5，则A占g中总碱基数的比例为1/3 【答案】A 【分析】分析题图，基因是有遗传效应的DNA片段，因此g是DNA；染色体的主要成分是DNA和蛋白质，因此h是蛋白质；基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，因此e是脱氧核苷酸；每个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；脱氧核苷酸的组成元素a是C、H、O、N、P。 【详解】A、不同f携带遗传信息不同的主要原因是碱基的排列顺序，A错误； B、i为染色体，基因（f）在染色体上呈线性排列，基因与性状不是简单的一一对应关系，性状可能受一对或几对基因控制，性状还与环境有关，B正确； C、e为基因的基本组成单位——脱氧核糖核苷酸，h为组成染色体的成分——蛋白质，C正确； D、若g中（G+C）/（A+T）=0.5，假设G=C=n，则A=T=2n，故A占g中总碱基数的比例为1/3，D正确。 故选A。 16．关于基因、染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系，下列说法错误的是（　　） A．染色体是DNA的主要载体，基因在染色体上呈线性排列 B．基因是具有遗传效应的DNA片段，基因指导蛋白质的合成 C．DNA分子中C与G的含量越高DNA分子越稳定 D．不同DNA分子的碱基的排列顺序不同，构成了DNA分子的多样性 【答案】D 【分析】基因一般是指具有遗传效应的DNA片段，其基本组成单位是脱氧核苷酸；一个DNA分子上可含有成百上千个基因，而DNA主要分布在细胞核的染色体上，因此染色体是基因的主要载体，且基因在染色体上呈线性排列。 【详解】A、染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有一个或两个DNA分子，基因在染色体上呈线性排列，A正确； B、基因通常是有遗传效应的DNA片段，基因是决定生物性状的基本单位，能指导蛋白质的合成，B正确； C、A-T之间有2个氢键，C-G之间有3个氢键，因此DNA分子中C、G含量越高，DNA分子越稳定，C正确； D、不同DNA分子的碱基的排列顺序不同，构成了DNA分子的特异性，DNA分子中含有的碱基数目成百上千，因而其中的碱基排列顺序多种多样，进而构成了DNA分子的多样性，D错误。 故选D。 1．近日，全国多地呼吸道感染高发，下表为诱发呼吸道感染“毒株”的有关信息，下列分析正确的是（　　） 病原体 遗传物质 人偏肺病毒 RNA 肺炎支原体 DNA 人腺病毒 DNA A．抑制细胞壁合成的药物对支原体肺炎有效，对新冠病毒引起的肺炎无效 B．肺炎支原体与人腺病毒的组成成分只含DNA和蛋白质 C．支原体的遗传物质中嘌呤数一定等于嘧啶数，而病毒的遗传物质不一定 D．以上“毒株”引起的呼吸道疾病可以用抗生素进行治疗 【答案】C 【详解】A、支原体属于原核生物，但其细胞壁缺失，抑制细胞壁合成的药物对其无效；新冠病毒无细胞结构，同样不受该药物影响，A错误； B、肺炎支原体含有细胞膜、细胞质等结构，组成成分包括DNA、蛋白质、脂质等，并非仅含DNA和蛋白质；人腺病毒由蛋白质衣壳和DNA组成，B错误； C、支原体的遗传物质为双链DNA，嘌呤数等于嘧啶数；病毒的遗传物质若为单链RNA（如人偏肺病毒），嘌呤数可能不等于嘧啶数，若为双链DNA（如人腺病毒）则相等，C正确； D、抗生素仅对细菌有效，对病毒无效。人偏肺病毒和人腺病毒引起的感染无法用抗生素治疗，D错误。 故选C。 2．关于生物体和细胞内的“骨架”，下列叙述正确的是（　　） A．细胞骨架仅存在于动物细胞中，对维持细胞形态起重要作用 B．DNA分子中的骨架是由磷酸和脱氧核糖交替连接形成的 C．蛋白质分子中的骨架是由氨基酸残基的侧链组成的 D．细胞膜上的蛋白质分子是固定在脂双层的骨架上的 【答案】B 【分析】细胞骨架是真核细胞中维持细胞形态，保持细胞内部结构有序性的网架结构，细胞骨架由蛋白质纤维组成。 【详解】A、细胞骨架普遍存在于真核细胞中（包括动植物细胞），由蛋白质纤维构成，维持细胞形态并参与物质运输，A错误； B、DNA分子的基本骨架由磷酸与脱氧核糖交替连接形成，位于外侧，碱基对排列在内侧，B正确； C、蛋白质分子的骨架是氨基酸残基通过肽键连接形成的多肽链主链，侧链（R基）影响空间结构，C错误； D、细胞膜上的蛋白质分子具有流动性，可在脂双层中移动，并非固定，D错误。 故选B。 3．现已知基因M含有碱基共N个，腺嘌呤n个，具有类似如图的平面结构，下列说法正确的是（    ） A．基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等，M基因的单链中含有A的比例最多为2n/N B．基因M共有4个游离的磷酸基团，有1.5N-n个氢键 C．图a可以代表基因M，基因M的等位基因m可以用b表示 D．基因M的双螺旋结构中脱氧核糖和磷脂交替连接，排列在外侧，构成基本骨架 【答案】A 【分析】DNA分子结构的主要特点是：DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构；DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则（A-T、C-G）。 【详解】A、等位基因是由基因突变产生的，基因突变是碱基对增添、替换或缺失造成的，故基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等，当基因M中含有的A都在a链上时，a链含有A的比例最多，此种情况下A占a链的比例为n÷(N/2) ＝2n/ N， A正确； B、基因M的每一条链有1个游离的磷酸基，因此基因M含有2个游离的磷酸基，由题意可知：基因M共含有A＋T＋G＋C＝N个碱基，其中A（腺嘌呤）＝T＝n个，则C＝G＝（N-2n）/2个，由于A-T之间有2个氢键，C-G之间有3个氢键，因此该基因中含有氢键数目为2n＋3×（N-2n）/2＝1.5N－n个，B错误； C、基因是由两条脱氧核苷酸链组成的，图中a和b共同组成基因M，因此基因M的等位基因m不能用b表示，C错误； D、基因M是具有遗传效应的DNA片段，基因M的双螺旋结构中，脱氧核糖和磷酸（不是磷脂）交替连接排列在外侧，构成基本骨架，D错误。 故选A。 4．大肠杆菌在环境适宜的条件下每20分钟就能分裂一次。科学家运用DNA紫外光吸收光谱的方法对其DNA复制方式进行研究，具体操作为：将DNA双链均被15N标记的大肠杆菌放入普通培养基中培养20分钟，提取大肠杆菌DNA并离心，测定溶液的紫外光吸收光谱（如甲图所示）；若培养时间为40分钟，则所得结果可能对应乙图中部分曲线。下列相关叙述正确的是（    ） 注：紫外光吸收光谱的峰值位置即离心管中DNA的主要分布位置，峰值越大，表明该位置的DNA数量越多。 A．大肠杆菌拟核DNA分子中有两个游离的磷酸基团 B．大肠杆菌DNA分子复制过程中以四种游离核糖核苷酸为材料 C．提取大肠杆菌DNA后应在特定溶液中通过差速离心操作分离 D．若以半保留方式复制，则40min后所得结果对应乙图的e、f曲线 【答案】D 【分析】DNA的复制是半保留复制，即以亲代DNA分子的每条链为模板，合成相应的子链，子链与对应的母链形成新的DNA分子，这样一个DNA分子经复制形成两个子代DNA分子，且每个子代DNA分子都含有一条母链。 【详解】A、大肠杆菌的拟核DNA是环状双链DNA，环状DNA分子中没有游离的磷酸基团，A错误； B、DNA复制需要脱氧核糖核苷酸，而非核糖核苷酸，B错误； C、差速离心通常用于分离不同密度或大小的细胞器或颗粒。题目中通过密度梯度离心（如CsCl离心）区分不同标记的DNA（¹⁵N和¹⁴N），而非差速离心，C错误； D、若大肠杆菌DNA通过半保留方式复制，则40分钟复制两次，所得结果对应乙图中的e、f曲线，D正确。 故选D。 5．果蝇Ⅰ号染色体和Ⅲ号染色体上部分基因决定眼睛、身体的颜色及眼睛的形状等。某果蝇两条染色体上部分基因的分布情况如下图1所示。DNA分子杂交技术的原理是当两种生物的DNA单链具有互补的碱基序列时，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区;在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链（杂交环），如图2所示。下列相关叙述错误的是（　　）      A．四对等位基因的遗传不遵循自由组合定律 B．图示基因都是具有遗传效应的DNA片段 C．该果蝇可形成基因组成为Prwni的配子 D．利用DNA分子杂交技术比较不同种生物DNA分子的差异，杂交环越多，说明差异越小，亲缘关系越近 【答案】D 【分析】基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 【详解】A、自由组合定律适用于非同源染色体上的非等位基因，图示四对等位基因之间存在连锁现象，故不遵循自由组合定律，A正确； B、基因通常是有遗传效应的DNA片段，图示生物是果蝇，其遗传物质是DNA，则图示基因都是具有遗传效应的DNA片段，B正确； C、图示III号染色体上有Pr和i基因，I号染色体上有基因w和n，减数分裂时I号和III号染色可自由组合，若是图示的两条染色体组合在一起，则该果蝇可形成基因组成为Prwni的配子，C正确； D、结合图示可知，杂交环的对应的是DNA单链没有互补碱基序列的部位，因此杂交环越多，说明两物种DNA序列差异越大，亲缘关系越远，D错误。 故选D。 6．下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，错误的是（    ） A．在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸基和一个碱基 B．基因通常是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因 C．一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的 D．染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子 【答案】A 【分析】1、基因的概念：基因是具有遗传效应的DNA片段，是决定生物性状的基本单位。 2、基因和染色体的关系：基因在染色体上，并且在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体。 3、基因和脱氧核苷酸的关系：每个基因中含有成百上千个脱氧核苷酸。 4、DNA的双螺旋结构：①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧。③两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。 【详解】A、在DNA分子结构中，除末端脱氧核糖外，与脱氧核糖直接相连的一般是两个磷酸基和一个碱基，A错误； B、除少数RNA病毒外，基因通常是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因，B正确； C、基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的，C正确； D、染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个（未复制时）或2个DNA分子（复制后），D正确。 故选A。 7．（不定项）下列有关生物学实验或探究实践的叙述正确的是（　　） A．用洋葱根尖细胞进行实验，不能观察到联会这一现象 B．制作含6个碱基对的DNA结构模型时，需要准备磷酸和脱氧核糖的连接物11个 C．在“性状分离比的模拟”实验中，同一小桶中放置的两种小球数量必须相同 D．在“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验中，模拟联会过程时，让长度相同、颜色不同的两条染色体配对 【答案】ACD 【分析】生物形成生殖细胞（配子）时成对的基因分离，分别进入不同的配子中，当杂合子自交时，雌雄配子随机结合，后代出现性状分离，性状分离比为显性：隐性=3﹕1，用甲乙两个小桶分别代表雌雄生殖器官，甲乙两小桶内的彩球分别代表雌雄配子，用不同彩球的随机结合，模拟生物在生殖过程中，雌雄配子的随机组合。 【详解】A、洋葱根尖细胞进行有丝分裂，而联会是减数分裂特有的现象，A正确； B、制作含6个碱基对的DNA结构模型时，首先需要构建12个脱氧核苷酸，其中包括了12个磷酸和脱氧核糖之间的连接物，6个脱氧核苷酸组成的单链中还需要5个脱氧核糖和磷酸之间的连接物，因此构建6个碱基对的DNA结构模型时，共需要准备磷酸和脱氧核糖的连接物12+10=22个，B错误； C、性状分离比的模拟实验中，小桶代表的是雌雄生殖器官，因此同一小桶中放置的两种小球数量必须相同，从两个小桶中各取一个小球并记录模拟生物在生殖过程中雌雄配子的随机结合，C正确； D、在“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验中，模拟联会过程时，让长度相同、颜色不同的两条染色体配对，这里的长度相同、颜色不同的两条染色体代表的是同源染色体，D正确。 故选ACD。 8．（不定项）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。图中①～⑥表示M13噬菌体遗传物质复制的过程，其中SSB是单链DNA结合蛋白。下列说法正确的是（　　） A．过程①和③均需先合成引物来引导子链延伸 B．过程②～⑥需要断裂2个磷酸二酯键，合成6409个磷酸二酯键 C．过程⑥得到的单链环状DNA是新合成的子链DNA D．SSB可以防止解开的两条单链重新形成双链，利于DNA复制 【答案】BD 【分析】据图可知，M13噬菌体 DNA 在宿主细胞内的合成过程为：MI3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 DNA ，再进行滚环复制，即在M13噬菌体的双链 DNA 环状分子一条链（正链）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，以另一条单链即负链为模板不断地合成新的正链。 【详解】A、①过程需要先合成引物来引导子链延伸，③不需要，A错误； B、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，B正确； C、据题图可知，过程⑥得到的单链环状DNA是原来的，过程②~⑤中新合成的DNA单链存在于复制型双链DNA中，C错误； D、SSB是单链DNA结合蛋白，由图可知SSB的作用是可以防止解开的两条单链重新形成双链，利于DNA复制，D正确。 故选BD。 9．（不定项）将全部DNA分子双链经32P标记的雄性动物细胞（染色体数2n=20）置于不含32P的培养液中培养，经过连续两次细胞分裂后产生了4个子细胞。下列有关推断错误的是（　　） A．第二次有丝分裂后期，1个细胞中被32P标记的染色体为40条 B．减数第二次分裂后期，1个细胞中被32P标记的染色体为40条 C．若进行有丝分裂，则4个子细胞中含32P染色体的比例一定为1/2 D．若进行减数分裂，则4个子细胞中含32P染色体的比例一定为1 【答案】ABC 【详解】AC、若进行有丝分裂，经第一次有丝分裂形成的子细胞中，染色体都被标记；当细胞处于第二次有丝分裂后期时，具有32P标记的染色体为20条，然后随机进入2个子细胞，所以经过连续两次有丝分裂后产生的4个子细胞中，含32P标记的染色体的子细胞可能有2个、3个或4个，AC错误； B、若进行减数分裂，减数第二次分裂后期，同源染色体已分离，着丝粒分裂，所以1个细胞中被32P标记的染色体为20条，B错误； D、若进行减数分裂，DNA只复制一次，细胞经过连续两次分裂后产生4个子细胞，含32P染色体的子细胞比例一定为1，D正确。 故选ABC。 10．梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记技术证明了DNA是半保留复制。选用含有15NH4Cl的原料来培养大肠杆菌若干代作为亲代，然后，将大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中增殖2代，提取大肠杆菌的DNA并进行离心，下图是几种可能的离心结果。下列分析正确的是（　　） A．密度梯度离心依据DNA分子密度大小使其分离，通过测定放射性强度最终确定DNA复制的方式 B．若离心结果为④，可得出增殖2代后含14N的DNA占1/2，含15N的DNA占1/2 C．若DNA为全保留复制，则离心后试管中DNA的位置对应图中③ D．否定DNA为全保留复制起关键作用的是试管② 【答案】CD 【分析】密度梯度离心即用一定的介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯度，将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部，通过重力或离心力场的作用使细胞分层、分离。要分析DNA的复制方式究竟是半保留的还是全保留的，就要区分亲代与子代的DNA。如果DNA进行半保留复制，子二代DNA分子的分布有两条DNA带，一条带是中带，即一条链被15N标记，另一条链含14N的子代双链DNA（15N/14N-DNA）；另一条带是轻带，即两条链都含14N的子代双链DNA（14N/14N-DNA）。如果DNA进行全保留复制，子二代DNA分子的分布有两条DNA带，一条带是重带，即两条链都被15N标记的子代双链DNA（15N/15N-DNA），另一条带是轻带（14N/14N-DNA）。 【详解】A、密度梯度离心是依据DNA分子密度大小使其分离，15N为稳定同位素，不具有放射性，不能通过测定放射性强度来确定DNA复制的方式，而是通过离心后DNA在试管中的位置来判断，A错误； B、若离心结果为④，DNA分布在中带和轻带，说明DNA复制为半保留复制，增殖2代后得到4个DNA分子，2个为15N/14N-DNA，2个为14N/14N-DNA，因此含14N的DNA占100%，含15N的DNA占1/2，B错误； C、若DNA为全保留复制，亲代DNA两条链都是15N，复制2代后形成的4个DNA分子，1个为15N/15N-DNA，3个为14N/14N-DNA，离心后出现重带和轻带，试管中DNA的位置对应图中③，C正确； D、试管②中只有中带，说明 DNA 分子是一条链含15N，一条链含14N，这与全保留复制（会出现重带和轻带两种条带）结果不同，关键地否定了 DNA 全保留复制方式，D正确。 故选CD。 11．用15N标记含有100个碱基对的DNA片段，其中G有60个。该DNA片段在14N的培养基中连续复制多次后共消耗游离的嘌呤类脱氧核苷酸1500个。下列说法正确的是（　　） A．该DNA片段复制了四次，共产生了16个DNA片段 B．该DNA片段中共有嘧啶碱基80个，复制多次后含有14N的DNA片段占7/8 C．若一条链中A的比例为30%，则其互补链中A的比例为10% D．若一条链中A：T：G：C=1:2:3:4，则其互补链中该比例为2:1:4:3 【答案】ACD 【分析】 DNA分子双螺旋结构的主要特点：DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对；G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。 【详解】A、DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数，因此题中的DNA片段中含有嘌呤（A+G）的数目为100，该DNA片段复制n次需嘌呤量为100×(2n-1)，此时消耗的嘌呤数目为1500，说明n=4，即该DNA片段复制了四次，共产生了16个DNA片段，A正确； B、DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数，因此，该DNA片段中共有嘧啶碱基为100个，由于原料中含有14N，则复制多次后含有14N的DNA片段占1，B错误； C、该DNA片段中G的数目为60个，则A的数目为40个，即该DNA片段中A%＝40÷200=20%，根据A1%+A2%＝2A%可知，若一条链中A的比例为30%，则其互补链中A的比例为10%，C正确； D、若一条链中A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，根据碱基互补配对原则可推测，则其互补链中该比例为2∶1∶4∶3，D正确。 故选ACD。 12．如图表示环状DNA复制的一种方式，因为只有一个复制起始点，所以该DNA分子复制形成复制泡而呈现希腊字母“θ”形，随着复制的进行，复制泡逐渐扩大，直至产生2个相同的环状DNA分子。下列相关叙述正确的是（　　） A．复制泡的逐渐扩大与解旋酶和DNA聚合酶相关 B．在复制泡的扩大过程中有氢键的断开和氢键的形成 C．复制泡中的每条DNA子链均通过连续复制逐步向两侧延伸 D．子代DNA分子中包含一条母链和一条子链且没有游离的磷酸基团 【答案】ABD 【详解】A、复制泡的逐渐扩大与解旋酶逐渐打开氢键和DNA聚合酶催化子链形成有关，A正确； B、在复制泡的扩大过程中，解旋酶打开氢键，子链形成时，新的脱氧核苷酸上的碱基和母链上的碱基之间自动形成氢键，B正确； C、图示的复制方式从一个起点开始，每一条子链从起点向两侧复制，两侧中一侧为连续复制，一侧为不连续复制，C错误； D、由于是环状DNA分子，所以子代中没有游离的磷酸基团，由于复制是半保留复制，子代DNA分子中含一条母链和一条子链，D正确。 故选ABD。 13．在DNA链损伤等异常情况下，DNA的复制会遇到一系列障碍（称为复制压力），而导致复制停滞。细胞进化出多种策略来应对复制压力，如复制叉翻转等，以确保DNA复制的完整性和连续性。 (1)在DNA复制时，DNA的两条链会在 的作用下解开，形成“Y”形结构，称为复制叉。复制过程中，以 为模板合成子链。子代DNA分子都保留了亲代DNA分子中的一条链，该复制方式称为 。 (2)复制叉在遇到复制压力时会改变方向，形成一种反向结构，称为复制叉翻转（如图1）。 该过程包括：DNA链损伤导致复制停滞；新合成的子链DNA从模板链解离，损伤侧子链以对侧子链为模板，根据 原则继续合成以跨越损伤部位，同时两条模板链之间重新形成双链，形成类似鸡爪的结构；绕过损伤位点后，新生链可切换回原模板继续完成复制。 (3)为标记新合成的DNA链，研究人员运用胸苷类似物（EdU）代替胸腺嘧啶脱氧核苷酸，通过与含 （碱基中文名称）的脱氧核苷酸配对，使EdU整合到正在合成的DNA中，而后用生物素对EdU进行标记。在电镜下可观察到复制叉的翻转（如图2）。 由图2可知，图中的R代表 ，含有生物素信号的有 （选择“P”、“D”或“R”填写）。 【答案】(1) 解旋酶 DNA的每条单链 半保留复制 (2)碱基互补配对 (3) 腺嘌呤 子链和子链双螺旋 D、R 【分析】DNA复制的过程（1）概念：以亲代DNA两条链为模板合成子代DNA的过程。（2）时期：在细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的 。场所：细胞核(主要)、线粒体、叶绿体。（3）DNA复制需要的基本条件：①模板：DNA两条链 ②酶：解旋酶、DNA聚合酶 ③原料：游离的4种脱氧核苷酸 ④能量（4）特点：①半保留复制； ②边解旋边复制 。 【详解】（1）在DNA复制时，DNA的两条链会在解旋酶的作用下解开，形成“Y”形结构，称为复制叉。复制过程中，以DNA的每条单链为模板合成子链。子代DNA分子都保留了亲代DNA分子中的一条链，该复制方式称为半保留复制。 （2）据图可知，复制叉翻转过程包括：DNA链损伤导致复制停滞；新合成的子链DNA从模板链解离，损伤侧子链以对侧子链为模板，根据碱基互补配对原则继续合成以跨越损伤部位，同时两条模板链之间重新形成双链，形成类似鸡爪的结构；绕过损伤位点后，新生链可切换回原模板继续完成复制。 （3）为标记新合成的DNA链，研究人员运用胸苷类似物（EdU）代替胸腺嘧啶脱氧核苷酸，通过与含腺嘌呤的脱氧核苷酸配对，使EdU整合到正在合成的DNA中，而后用生物素对EdU进行标记。在电镜下可观察到复制叉的翻转。由图2可知，P代表亲代DNA双螺旋，D代表子链和母链双螺旋，则图中的R代表子链和子链双螺旋，子链均含有EdU，可被生物素标记，图中含有生物素信号的有D、R。 14．图1是脱氧核苷酸示意图，图2是多肽链部分结构示意图，图3是噬菌体侵染细菌实验示意图，据图回答下列问题。 (1)图3中用32P标记噬菌体的DNA，标记元素所在部位是图1中的 。如果用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，标记元素所在部位是图2中的 。实验材料对实验成功具有重要的作用，选择T2噬菌体作为实验材料，是因为它的构简单、繁殖速度快，只含有蛋白质和DNA，且侵染大肠杆菌时 会自然分离。 (2)获得被32P标记的噬菌体的具体方法是先用 培养大肠杆菌，再用噬菌体侵染 。 (3)实验中搅拌的目的是 ，仅有图3的实验过程， （填“能”或“不能”）说明DNA是遗传物质，原因是 。 (4)图4中，2表示 ，1、2、3合称 。如果5是腺嘌呤（A），则6是 （写出中文名称）。 (5)含有100个碱基对的DNA分子片段中有240个氢键，则该DNA片段中腺嘌呤 个。 【答案】(1) ① ④ 蛋白质与DNA (2) 32P的培养基 被32P标记的大肠杆菌 (3) 使吸附在细菌上的噬菌体（蛋白质外壳）与细菌分离 不能 缺乏用35S标记T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验作为对照 (4) 脱氧核糖 脱氧核糖核苷酸/脱氧核苷酸 胸腺嘧啶 (5)60 【分析】根据题意和图示分析可知：图1中①为磷酸，②为脱氧核糖，③为含氮碱基；图2中：④为R基，⑤为连接两个氨基酸的结构（-CO-NH-）；图3表示用32P标记的噬菌体侵染细菌的过程。 【详解】（1）组成蛋白质的S元素在氨基酸的R基上，图2表示蛋白质的分子式，35S位于R基上，即图2中的④位置；32P位于DNA分子中的磷酸基团上，即图1中的①位置。噬菌体只由蛋白质外壳和DNA组成，其侵染细菌过程中蛋白质与DNA会自然分离，只有DNA进入到细菌内，而蛋白质外壳仍留在外面，这样可以将蛋白质外壳与DNA彻底分离，实验结果更科学、更具有说服力。 （2）噬菌体属于病毒，只能寄生在活细胞中完成繁殖，故获得被32P标记的噬菌体的具体方法是：用含32P的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体侵染被32P标记的大肠杆菌。 （3）实验中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。 图3中，噬菌体在侵染细菌时，蛋白质外壳留在外面，没有进入细菌内，不能观察其作用，缺乏用35S标记T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验作为对照，因此仅凭该实验过程不能说明蛋白质不是遗传物质，所以也不能说明DNA是遗传物质。 （4）图4为双链DNA分子的平面结构，2表示脱氧核糖，1表示磷酸、2表示脱氧核糖、3表示含氮碱基，合称脱氧核糖核苷酸。根据碱基互补配对原则可知如果5是腺嘌呤（A），则6是胸腺嘧啶（T）。 （5）双链DNA分子中，A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，设该DNA片段中有腺嘌呤X个，则A=T=X，C=G=100-X，2X+3(100- X)=240，解得X=60个。 15．如图是赫尔希和蔡斯研究遗传物质实验中的物质示意图及实验部分过程图，请回答下列问题： (1)图3中用35S标记噬菌体蛋白质外壳，标记元素所在部位是图2中的 ，若要标记噬菌体DNA，标记元素所在部位是图1中的 。(填标号) (2)噬菌体侵染细菌之后，合成新的噬菌体蛋白质外壳需要__________。 A．细菌的DNA及其氨基酸 B．噬菌体的DNA及其氨基酸 C．噬菌体的DNA和细菌的氨基酸 D．细菌的DNA及其噬菌体的氨基酸 (3)噬菌体侵染细菌实验中，离心的目的是 。 (4)同位素标记法是生物研究中常用的一种科学方法,DNA分子复制机制的研究运用了该方法。研究者将大肠杆菌在含有15NH4Cl的培养液中培养一段时间,使大肠杆菌繁殖多代(大肠杆菌约20分钟繁殖一代),从上述培养液中取部分菌液,提取大肠杆菌DNA(图A),经密度梯度离心后,测定溶液的紫外光吸收光谱(注:紫外光吸收光谱的峰值位置即为离心管中DNA的主要分布位置,峰值越大,表明该位置的DNA数量越多),结果如下图a所示,峰值出现在离心管的P处。此时大肠杆菌内DNA分子两条链均被15N标记,该步骤的目的是 。将图A中的大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养液中继续培养(图B),在培养到6、13、20分钟时,分别取样,提取大肠杆菌DNA,经密度梯度离心后,测定紫外光吸收光谱,结果如下下图中b、c、d所示。 ①若全保留复制这一假说成立,则20分钟时紫外光吸收光谱的峰值位置与点P和Q的关系为 。 ②现有实验结果 (选填“是”或“否”)支持半保留复制假说。 ③根据半保留复制,40分钟时测定的DNA紫外光吸收光谱峰值的位置为 。 【答案】(1) ④ ① (2)C (3)让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌 (4) 提取亲代DNA分子并检测，作为对照组 一个峰值出现在P点的位置，另一个峰值出现在Q点的上方 是 一个峰值出现在Q点的位置，另一个峰值出现在Q点的上方 【分析】DNA的复制是半保留复制，即以亲代DNA分子的每条链为模板，合成相应的子链，子链与对应的母链形成新的DNA分子，这样一个DNA分子经复制形成两个子代DNA分子，且每个子代DNA分子都含有一条母链。 【详解】（1）图3中用35S标记噬菌体蛋白质外壳，标记元素所在部位是图2中的④，即氨基酸中R基的部位，若要标记噬菌体DNA，标记元素为32P，其所在部位是磷酸，即图1中的①。 （2）噬菌体为非细胞生物病毒，没有独立的代谢能力，在侵染细菌之后，其自身提供DNA模板，利用大肠杆菌的原料和相应的酶类和场所进行子代噬菌体DNA的合成以及相应蛋白质的合成，即合成新的噬菌体蛋白质外壳需要噬菌体自身的DNA及细菌的氨基酸，C正确。 故选C。 （3）噬菌体侵染细菌实验中，离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌，进而通过检测放射性的存在部位，分析噬菌体DNA和蛋白质的走向。 （4）下图a所示，峰值出现在离心管的P处。此时大肠杆菌内DNA分子两条链均被15N标记，该步骤的目的是提取亲代DNA分子并检测，作为对照组，进而确定子代DNA的变化。将图A中的大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养液中继续培养(图B)，在培养到6、13、20分钟时，分别取样，提取大肠杆菌DNA，，经密度梯度离心后，测定紫外光吸收光谱，结果如下下图中b、c、d所示，据图分析。 ①若全保留复制这一假说成立，则20分钟时紫外光吸收光谱的峰值位置与点P和Q的关系为表现为一个峰值出现在P点的位置（两条链含15N标记），另一个峰值出现在Q点（两条链不含15N标记）的上方。 ②现有实验结果与全保留结果不同，因而“是”支持半保留复制假说的。 ③根据半保留复制，40分钟时，DNA复制两次，则测定的DNA紫外光吸收光谱峰值的位置为一个峰值出现在Q点的位置（一条链含15N标记，一条链含14N），另一个峰值出现在Q点的（两条链不含15N标记）上方。 16．端粒是存在于染色体两端的一段特殊序列DNA—蛋白质复合体。端粒学说认为随细胞不断分裂，染色体两端的端粒会不断缩短，研究发现端粒缩短与DNA复制方式有关。已知DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连接在一段已有的单链核酸的末端上。下图为人体细胞内DNA复制部分过程示意图，请回答下列问题： (1)图中A是 ，据图分析可得出DNA分子复制的特点有 。（答两点即可 (2)图中的引物为一段单链RNA。在 酶的作用下，可将游离的脱氧核苷酸加到引物的 （填“5'端”或“3'端”），进而开始子链的延伸。 (3)复制过程中，引物随后会被某种酶切除，从核酸的碱基组成分析，该酶能准确识别出引物的原因是 。引物切除后的“空白”区域可以通过新链合成来修复，但最后一个冈崎片段的引物切除后，留下的“空白”区域将无法修复，导致端粒缩短，其原因可能是缺少 。 (4)进一步研究发现，上皮细胞、软骨细胞等多数真核细胞中的端粒酶活性很低，而癌细胞、造血干细胞等细胞中的端粒酶活性较高。据此分析，理论上可以通过 等方法延缓细胞衰老（答一点即可）。 【答案】(1) 解旋酶 半保留复制、边解旋边复制 (2) DNA聚合酶 3'端 (3) RNA中含有U（尿嘧啶），DNA中没有 引物（缺少5'端上游的序列） (4)提高端粒酶活性；增加端粒酶数量；导入有活性的端粒酶；导入端粒酶（启动）基因 【分析】1、DNA不同于RNA表现在：①碱基不完全相同：构成DNA的是A、T、G、C四种碱基，构成RNA的是A、U、G、C四种碱基；②五碳糖不同：DNA是脱氧核糖，RNA是核糖；③空间结构不同：DNA一般为双螺旋结构，RNA一般是单链结构。 2、DNA半保留复制的过程：解旋提供模板、碱基互补配对、聚合形成子链、母子链双螺旋。 【详解】（1）图示为DNA的复制过程，因而酶A是打开DNA分子双螺旋结构的解旋酶，从图中可以看出，新合成的子链与母链结合，体现出半保留复制的特点，解旋酶A边向左移动，DNA分子形成的子链边延长，体现出边解旋边复制的特点。 （2）DNA聚合酶具有形成磷酸二酯键的作用，能够将游离的脱氧核苷酸连接成DNA子链，从图中可以看出，DNA复制时具有方向性，总是从5′端到3′端，因而DNA聚合酶是将游离的脱氧核苷酸逐个加到引物的3′端以延伸DNA子链。 （3）根据分析，引物的本质是RNA，其被酶切除时DNA分子并没有受到影响，因而可能是该酶能够准确识别出引物RNA中特有的碱基U（尿嘧啶），DNA中没有。根据题图和分析，DNA分子的复制是从5′端到3′的具方向复制，因而一条DNA分子的母链在复制时是不连续的，必须借助与引物的参与，并且游离的脱氧核苷酸要连接在DNA或RNA片段的3′端，所以冈崎片段的引物切除后无法修复，可能是由于缺少引物（缺少5'端上游的序列）。 （4）根据题干信息，不易分裂的上皮细胞、软骨细胞端粒酶的活性很低，而分裂旺盛的癌细胞、造血干细胞端粒酶的活性较高，因而提高端粒酶的活性或数量可以增加细胞的分裂，延缓细胞的衰老。具体可以通过提高端粒酶活性；增加端粒酶数量；导入有活性的端粒酶；导入端粒酶（启动）基因等方法延缓细胞衰老。 1．（2025·北京·高考真题）1958年，Meselson和Stahl通过15N标记DNA的实验，证明了DNA的半保留复制。关于这一经典实验的叙述正确的是（    ） A．因为15N有放射性，所以能够区分DNA的母链和子链 B．得到的DNA带的位置有三个，证明了DNA的半保留复制 C．将DNA变成单链后再进行离心也能得到相同的实验结果 D．选择大肠杆菌作为实验材料是因为它有环状质粒DNA 【答案】B 【分析】DNA复制是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。DNA复制条件：模板（DNA的双链）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和聚合酶等）、原料（游离的脱氧核苷酸）；DNA复制过程：边解旋边复制；DNA复制特点：半保留复制。 【详解】A 、15N没有放射性，它与14N只是氮元素的不同同位素，质量不同，可通过密度梯度离心技术区分含不同氮元素的DNA，进而区分DNA的母链和子链，A错误； B、在15N标记 DNA 的实验中，得到的 DNA 带的位置有轻带（两条链都含14N）、中带（一条链含14N，一条链含15N）、重带（两条链都含15N）三个。根据不同代 DNA 在离心后出现的这些带的位置和比例，证明了 DNA 的半保留复制，B正确； C、若将DNA解链为单链后离心，无论是全保留还是半保留复制，都是只有两条条带，不能证明DNA的半保留复制，C错误； D、选择大肠杆菌作为实验材料是因为大肠杆菌繁殖快，容易培养，能在短时间内获得大量的子代，便于观察实验结果，而不是因为它有环状质粒DNA，D错误。 故选B。 2．（2024·广西·高考真题）研究发现真核生物基因组DNA普遍存在5-甲基胞嘧啶和N6-甲基腺嘌呤，分别被称为DNA的第5、6个碱基。关于这两个碱基的说法，正确的是（　　） A．均含有N元素 B．均含有脱氧核糖 C．都排列在DNA骨架的外侧 D．都不参与碱基互补配对 【答案】A 【分析】DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构；DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧；DNA中的遗传信息就储存在碱基对的排列顺序之中。 【详解】A、真核生物基因组DNA普遍存在5-甲基胞嘧啶和N6-甲基腺嘌呤，分别被称为DNA的第5、6个碱基，故DNA的第5、6个碱基均含有N元素，A正确； B、DNA存在5-甲基胞嘧啶和N6-甲基腺嘌呤，两者不含脱氧核糖，B错误； C、DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧，C错误； D、DNA双链存在A-T、G-C配对关系，5-甲基胞嘧啶和N6-甲基腺嘌呤参与碱基互补配对，D错误。 故选A。 3．（2024·北京·高考真题）科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲，依据的是DNA的（    ） A．元素组成 B．核苷酸种类 C．碱基序列 D．空间结构 【答案】C 【分析】DNA分子的多样性主要表现为构成DNA分子的四种脱氧核苷酸的排列顺序千变万化；特异性主要表现为每个DNA分子都有特定的碱基序列。 【详解】A、DNA的元素组成都是C、H、O、N、P，A不符合题意； B、DNA分子的核苷酸种类只有4种，B不符合题意； C、每种DNA的碱基序列不同，“尼安德特人”与现代人的DNA 碱基序列有相似部分，证明“尼安德特人”与现代人是近亲，C符合题意； D、DNA的空间结构都是规则的双螺旋结构，D不符合题意。 故选C。 4．（2024·河北·高考真题）某病毒具有蛋白质外壳，其遗传物质的碱基含量如表所示，下列叙述正确的是（    ） 碱基种类 A C G T U 含量（％） 31.2 20.8 28.0 0 20.0 A．该病毒复制合成的互补链中G＋C含量为51.2％ B．病毒的遗传物质可能会引起宿主DNA变异 C．病毒增殖需要的蛋白质在自身核糖体合成 D．病毒基因的遗传符合分离定律 【答案】B 【分析】据表可知，该病毒遗传物质中含有U，不含T，即该病毒为RNA病毒。病毒必需寄生在活细胞内才能完成正常的生命活动。 【详解】A、由表可知，该病毒为RNA病毒，根据碱基互补配对原则可知，该病毒复制合成的互补链中G＋C含量与原RNA含量一致，为48.8％，A错误； B、逆转录病毒经逆转录得到的DNA可能整合到宿主细胞的DNA上，引起宿主DNA变异，B正确； C、病毒增殖需要的蛋白质在宿主细胞的核糖体上合成，C错误； D、必需是进行有性生殖的真核生物的细胞核基因遗传才遵循基因的分离定律，病毒基因的遗传不符合分离定律，D错误。 故选B。 5．（2024·湖北·高考真题）模拟实验是根据相似性原理，用模型来替代研究对象的实验。比如“性状分离比的模拟实验”（实验一）中用小桶甲和乙分别代表植物的雌雄生殖器官，用不同颜色的彩球代表D、d雌雄配子；“建立减数分裂中染色体变化的模型”模拟实验（实验二）中可用橡皮泥制作染色体模型，细绳代表纺锤丝；DNA分子的重组模拟实验（实验三）中可利用剪刀、订书钉和写有DNA序列的纸条等模拟DNA分子重组的过程。下列实验中模拟正确的是（    ） A．实验一中可用绿豆和黄豆代替不同颜色的彩球分别模拟D和d配子 B．实验二中牵拉细绳使橡皮泥分开，可模拟纺锤丝牵引使着丝粒分裂 C．实验三中用订书钉将两个纸条片段连接，可模拟核苷酸之间形成磷酸二酯键 D．向实验一桶内添加代表另一对等位基因的彩球可模拟两对等位基因的自由组合 【答案】C 【分析】用甲乙两个小桶分别代表雌雄生殖器官，甲乙两小桶内的彩球分别代表雌雄配子，用不同彩球的随机结合，模拟生物在生殖过程中，雌雄配子的随机组合。 【详解】A、实验一中小球的大小、质地应该相同，使抓摸时手感一样，以避免人为误差，而绿豆和黄豆的大小、手感不同，A错误； B、实验二中牵拉细绳使橡皮泥分开，可模拟纺锤丝牵引姐妹染色单体分离形成染色体，而着丝粒的分裂不是纺锤丝牵引的，是酶在起作用，B错误； C、DNA连接酶是连接两个DNA片段，形成磷酸二酯键，实验三中用订书钉将两个纸条片段连接，可模拟核苷酸之间形成磷酸二酯键，C正确； D、在实验一中增加一小桶丙，小桶内添加代表另一对等位基因的彩球，甲与丙中各取一小球组合可模拟雌雄配子的自由组合，D错误。 故选C。 6．（2024·浙江·高考真题）某二倍体动物（2n=4）精原细胞DNA中的P均为32P，精原细胞在不含32P的培养液中培养，其中1个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后，产生甲~丁4个细胞。这些细胞的染色体和染色单体情况如下图所示。    不考虑染色体变异的情况下，下列叙述正确的是（    ） A．该精原细胞经历了2次DNA复制和2次着丝粒分裂 B．4个细胞均处于减数第二次分裂前期，且均含有一个染色体组 C．形成细胞乙的过程发生了同源染色体的配对和交叉互换 D．4个细胞完成分裂形成8个细胞，可能有4个细胞不含32P 【答案】C 【分析】DNA中的P均为32P的精原细胞在不含32P的培养液中培养，进行一次有丝分裂后，产生的每个细胞的每条DNA都有一条链含有32P，继续在不含32P的培养液中培养进行减数分裂，完成复制后，8条染色单体中有4条含有32P，减数第一次分裂完成后，理论上，每个细胞中有2条染色体，四条染色单体，其中有2条单体含有32P。 【详解】A、图中的细胞是一个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后产生的，据图所示，这些细胞含有染色单体，说明着丝粒没有分裂，因此该精原细胞2次DNA复制，1次着丝粒分裂，A错误； B、题干叙述明确表示减数第一次分裂已经完成，因此只可能处于减数第二次分裂前期或中期，且均含有一个染色体组，B错误； C、精原细胞进行一次有丝分裂后，产生的子细胞每个DNA上有一条链含有32P，减数分裂完成复制后，每条染色体上有1个单体含有32P，另一个单体不含32P，减数第一次分裂结束，每个细胞中应该含有2条染色体，四个染色单体，其中有两个单体含有放射性，但乙细胞含有3个染色单体含有放射性，原因是形成乙的过程中发生了同源染色体的配对和交叉互换，C正确； D、甲、丙、丁完成减数第二次分裂至少产生3个含32P的细胞，乙细胞有3个单体含有32P，完成减数第二次分裂产生的2个细胞都含有32P，因此4个细胞完成分裂形成8个细胞，至多有3个细胞不含32P，D错误。 故选C。 7．（2024·浙江·高考真题）下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是（    ） A．磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架 B．双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高 C．两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化 D．若一条链的G+C占47%，则另一条链的A+T也占47% 【答案】A 【分析】DNA分子结构的主要特点：DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构；DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则（A-T、C-G） 【详解】A、DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，A正确； B、双链DNA中GC碱基对占比越高，DNA热变性温度越高，B错误； C、DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键，C错误； D、在双链DNA分子中，若一条链的G+C占47%，则另一条链的G+C也占47%，A+T占1-47%=53%，D错误。 故选A。 8．（2024·浙江·高考真题）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、浅色、深色 C．浅色、深色、深色 D．深色、浅色、深色 【答案】B 【分析】DNA的复制方式为半保留复制，子代DNA分子其中的一条链来自亲代DNA ，另一条链是新合成的，这种方式称半保留复制。半保留复制的意义：遗传稳定性的分子机制。 【详解】大肠杆菌在含有³H-脱氧核苷培养液中培养，DNA的复制方式为半保留复制，大肠杆菌拟核 DNA 第1 次复制后产生的子代DNA的两条链一条被³H标记，另一条未被标记，大肠杆菌拟核 DNA 第2 次复制时，以两条链中一条被³H标记，另一条未被标记的DNA分子为模板，DNA 双链区段①为浅色，②③中DNA两条模板链中一条有掺入3 H-脱氧核苷，另一条无，而新合成的子链都掺入3 H-脱氧核苷。故双链都掺入3 H-脱氧核苷的 DN 双链区段，显深色；仅单链掺入的 DNA双链区段，显浅色。ACD错误，B正确。 故选B。 9．（2021·辽宁·高考真题）下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是（　　） A．子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端 B．子链的合成过程不需要引物参与 C．DNA每条链的5′端是羟基末端 D．DNA聚合酶的作用是打开DNA双链 【答案】A 【分析】DNA复制需要的基本条件： （1）模板：解旋后的两条DNA单链； （2）原料：四种脱氧核苷酸； （3）能量：ATP； （4）酶：解旋酶、DNA聚合酶等。 【详解】A、子链延伸时5′→3′合成，故游离的脱氧核苷酸添加到3′端，A正确； B、子链的合成过程需要引物参与，B错误； C、DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是羟基末端，C错误； D、解旋酶的作用是打开DNA双链，D错误。 故选A。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$