假期作业14 DNA分子的结构和复制-【快乐假期】2025-2026学年高一生物暑假作业（全学年）

三0022 高一生物学恐 学而不思则罔，思而不学则殆。 假期作业14DNA分子的结构和复制 完成日期： 日 素养展示板 技能提升台 素养解读 素能提升 ◆[知识点1] DNA分子的结构 生命 结构与功能观：认识DNA的结构决 1.下面对DNA结构的叙述中，错误的一项是 () 观念 定DNA的功能。 A.DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连 接，排列在外侧 科学 建立模型：建立DNA分子双螺旋结 B.DNA分子中的两条链反向平行 思维 构模型，阐明DNA复制过程。 C.DNA分子中只有4种碱基，所以实际上 只能构成4种DNA 科学 实验设计与结果分析：验证DNA分 D.DNA分子中碱基之间一一对应配对的 探究 子通过半保留方式进行复制。 关系是碱基互补配对原则 2.下列各图中，图形○O口分别代表磷酸、脱 素养要语 氧核糖和碱基，在形成脱氧核苷酸时，连接 正确的是 1.DNA的双螺旋结构特点： □^0☐-6090口P▣ (1)两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋 B D 结构。 3.DNA双螺旋模型的建立，开启了分子生物学 时代，使遗传的研究深入到分子层次，下列不 (2)脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构 是DNA双螺旋模型建立的依据是() 成基本骨架。 A.威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射 (3)碱基通过氢键连接成碱基对，排列在内侧。 图谱 B.DNA分子中碱基排列顺序可能蕴含着遗 2.双链DNA中，嘌呤数=嘧啶数，即A十G= 传信息 T+C。 C.腺嘌呤的量总是等于胸腺密啶的量，鸟 3.互补碱基之和的比值在DNA的任何一条 嘌呤的量总是等于胞密啶的量 链及整个DNA中都相等。 D.DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连 接而成的长链 4.DNA的复制是以半保留的方式进行的。 4.某双链DNA分子含有200个碱基对，其中 5.DNA复制需要模板、原料、能量和酶等基本 一条链上A:T:G:C=1:2:3:4,则有 条件。 关该DNA分子的叙述，正确的是() A.含有4个游离的磷酸基团 6.DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精 B.含有腺嘌呤脱氧核苷酸30个 确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制 C.碱基排列方式共有41种 能够准确地进行。 D.4种含氮碱基A:T:G:C=3:3:7:7 41 k受快乐假职 S0M-= 5.DNA指纹技术在案件侦破工作中有重要的 ◆[知识点3]基因的概念 用途。刑侦人员从收集到的血液、头发等样 9.下列关于基因的叙述中，正确的是( 品中提取DNA,与犯罪嫌疑人的DNA进行 A.基因通常是有遗传效应的DNA片段 比较，为案件的侦破提供证据。下列相关叙 B.基因的化学本质为蛋白质 述错误的是 () A.人体细胞中的DNA主要分布在细胞 C.基因的基本组成单位是葡萄糖 核中 D.基因有催化作用 B.不同人DNA中所含遗传信息一般具有 综合提升 差异性 10.已知一个完全标记上15N的DNA分子含 C.人体遗传物质中含有8种核苷酸、5种含 100个碱基对，其中有腺嘌呤40个。在不 氮碱基 D.DNA由两条脱氧核苷酸链构成，元素组 含15N的培养液中经过n次复制后，不含15N 成为C、H、O、N、P 的DNA分子总数与含5N的DNA分子总 ◆[知识点2]DNA分子的复制 数之比为7：1。若需游离的胞嘧啶为m 6.下列关于真核细胞中DNA分子复制的叙 个，则n,m分别是 ( 述，错误的是 A.3,900 B.3,420 A.以DNA分子的一条链为模板 C.4,420 D.4,900 B.主要在细胞核中完成 11.(备选不定项)某同学准备了足够的相关材 C.DNA分子边解旋边复制 D.是一种半保留复制 料，制作由30个脱氧核苷酸构成的DNA双 7.科学家将被15N标记了DNA的大肠杆菌转 螺旋结构模型。下列说法正确的是( 移到含14N的培养液中培养，来研究DNA A.制作模型时，每个脱氧核糖上都要连接 的复制，下列关于DNA复制的叙述不正确 2个磷酸基团和1个碱基 的是 B.制作模型时，腺嘌岭和胸腺嘧啶之间用 A.复制3次后，子代中含14N的DNA 2个氢键连接物相连 占75% B.DNA复制时以4种游离的脱氧核苷酸为 C.制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连 原料 接排列在内侧，构成基本骨架 C.DNA分子的复制方式是半保留复制 D.制成的模型中，如果有腺嘌呤8个，则 D.DNA复制过程需要消耗能量 模型中有胞嘧啶7个 8.DNA的两条链是互补的。如图为DNA半 12.如图所示DNA分子片段中一条链含15N, 保留复制示意图，①~④表示DNA单链。 另一条链含4N。下列有关说法错误的是 下列说法错误的是 ( ( Mlg ① ② 'w8 …G A A.①和②互补 B.①和③互补 ③ …C 2 T A C.②和④互补 D.②和③互补 A 14N 42 三0002 意一生物学盈) A.解旋酶作用于③处，DNA聚合酶催化 (2)根据图a、图b中条带的数目和位置，能 形成①处的化学键 否判断DNA的复制方式是“全保留复制” B.该DNA分子含有2个游离的磷酸基 还是“半保留复制”？ ,原因是 团，除此之外其余磷酸基团均与2个脱 氧核糖相连 C.若该DNA分子中一条链上G十C占该 链碱基总数的56%，则无法确定整个 (3)研究人员发现，若实验二中提取的 DNA分子中T的含量 FDNA不做热变性处理，将其直接进行密 D.把此DNA放在含14N的培养液中复制 度梯度离心，则离心管中只出现一个条带， 三代，子代中含15N的DNA占1/8 据此分析DNA的复制方式是 情景培优 (4)研究人员继续研究发现，将含15N的大 探究DNA复制机制 肠杆菌转移到4NH,Cl培养液中，培养24h 科学家曾对DNA的复制提出两种假说：全 后提取子代大肠杆菌的DNA,经实验二的 保留复制和半保留复制。以下是运用密度 相关处理后，离心管中出现的4N条带与 梯度离心等方法探究DNA复制机制的两 个实验，请分析并回答下列问题。 15N条带峰值的相对比值为7：1，则大肠杆 实验一：从含5N的大肠杆菌和含14N的大 菌的分裂周期为 h。 肠杆菌中分别提取亲代DNA,混合后放在 《《益智欢乐谷 100℃条件下进行热变性处理，即解开双螺 喜爱侦探故事的同学对李昌钰这个名 旋，变成单链，然后进行密度梯度离心，再测 定离心管中混合的DNA单链含量，结果如 字应该不会感到陌生，他是一名美籍华人， 图a所示。 他通过孜孜不倦的学习和努力，凭借自身 实验二：将含5N的大肠杆菌转移到 高超的侦破案件的能力，成为了世界知名 1“NH,CI培养液中，繁殖一代后提取子代大 的刑事鉴识专家，现任美国康涅狄格州科 肠杆菌的DNA(FDNA)。将FDNA热变 学咨询中心的名誉主席，并且是纽黑文大 性处理后进行密度梯度离心，离心管中出现 学法医学的全职教授。他还协助该大学设 的两个条带对应图b中的两个峰。 立了“李昌钰法医学研究所”。在此之前， 混合后的亲代DNA离心结果 F,DNA离心结果 密度低 他曾担任康涅狄格州公共安全委员、康涅 4N条带 狄格州法医实验室主任和1979年到2000 N条带 年的首席犯罪学专家。他鉴识过几个重大 密度高 案件：如“O】·辛普森杀妻案”“九一一恐 DNA单链含量 DNA单链含量 h 怖袭击事件”以及台湾的“白晓燕命案”“桃 (1)DNA分子虽然只含有4种脱氧核苷酸， 园县县长刘邦友血案”等。在他侦破案件的 但却储存了大量的遗传信息，请你解释这一 现象： 过程中，为了寻找案件线索，往往会分别从犯 热变性处理破坏了DNA分子中的 罪嫌疑人及现场遗留物（如一根头发、一点血 (填化学键的名称)。 渍)上提取DNA,从而断定谁是罪犯。 43k受快乐假明 英膜多糖等物质区分开，分别感染R型菌，各组别之间相互 对照；赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，分别用2P 和35S的噬菌体侵染大肠杆菌，两者相互对照，两个实验的设 计思路都是把DNA与蛋白质分开，研究各自作用，C错误， D正确。] 6.D[细胞核和细胞质中的遗传物质都是DNA,A错误；真 核生物和原核生物的遗传物质都是DNA,B错误；所有细胞 生物的遗传物质是DNA,非细胞生物的遗传物质是RNA 或DNA,C错误；绝大多数生物遗传物质是DNA,少数生物 (RNA病毒)的遗传物质是RNA,因此说DNA是主要遗传 物质，D正确。] 7.B[细菌有细胞结构，其遗传物质是DNA,A正确；病毒的 遗传物质是RNA或DNA,DNA病毒的遗传物质为DNA, RNA病毒的遗传物质为RNA,B错误；线粒体和叶绿体中 也含有少量的DNA,能指导合成少量蛋白质，C正确；真核 细胞的RNA主要分布在细胞质中，DNA主要分布在细胞 核中，D正确。] 8.D[孟德尔的豌豆杂交实验发现了遗传定律，不能证明 DNA是遗传物质，A错误；烟草花叶病毒侵染烟草的实验证 明了RNA是遗传物质，B错误；肺炎链球菌活体转化实验 证明了存在转化因子，不能证明DNA是遗传物质，C错误； T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质， D正确。门 9.D[含有RNA的生物不一定含有DNA,如RNA病毒， A错误；含有DNA的生物不一定含有RNA,如DNA病毒， B错误；含RNA的生物不一定以RNA为遗传物质，细胞类 生物的细胞中含有DNA和RNA两种核酸，遗传物质为 DNA,C错误；含DNA的生物一定以DNA为遗传物质， D正确。] 综合提升 10.D[1号试管中加入的RNA酶不会将DNA水解，S型细 菌的DNA是转化因子，能将R型细菌转化为S型细菌，因 此1号试管中有S型细菌和R型细菌；2号试管中加入的 DNA酶能将DNA水解，S型细菌的DNA是转化因子，能 将R型细菌转化为S型细菌，因此2号试管中不会有S型 细菌，只有R型细菌；3号试管中加入的蛋白酶不会将 DNA水解，S型细菌的DNA是转化因子，能将R型细菌转 化为S型细菌，因此3号试管中有S型细菌和R型细菌； 4号试管中加入的酯酶不会将DNA水解，由于S型细菌的 DNA是转化因子，能将R型细菌转化为S型细菌，因此4 号试管中有S型细菌和R型细菌，综上分析，四个试管均 含R型细菌，即D正确，ABC错误。] 11.BCD[蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。 各种氨基酸可以按照不同的顺序排列，形成不同的蛋白质。 氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息，因此， 当时大多数科学家认为，蛋白质是生物体的遗传物质，A正 确；在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组加入相 应的酶特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗 传物质，就利用了“减法原理”，B错误；证据2的实验中以 T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术完成了 实验，根据噬菌体的蛋白质和DNA的组成元素的差异，该 实验中选择2P、5S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，C 错误；“主张DNA是主要的遗传物质”是通过不完全归纳 法得出的，D错误。] 9 ---S0M 12.B[格里菲思提出S型细菌体内有“转化因子”的实验推 论，理由是加热杀死的S型细菌与R型细菌混合后出现了 活的S型细菌，A错误；艾弗里进行肺炎链球菌的体外转化 实验时利用减法原理（认为什么是“转化因子”就用相应的 酶水解该物质，应用的是减法原理)，依据实验中“只有 DNA才能使R型细菌转化为S型细菌”得出DNA是遗传 物质的结论，B正确；赫尔希和蔡斯以T2噬菌体和大肠杆 菌为实验材料，采用同位素标记法和对比实验法，证明 DNA是遗传物质，但是没有证明DNA是主要的遗传物 质，C错误；科学家从烟草花叶病毒中提取出来的RNA能 使烟草感染病毒，只能证明烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA,不能说明所有病毒的遗传物质是RNA,即表明有的 生物的遗传物质是RNA,进而总结出DNA是主要的遗传 物质，D错误。] 情景培优 解析：(I)赫尔希和蔡斯用同位素标记法，即分别用2P和5S 标记噬菌体的DNA和蛋白质，最终证明了DNA是遗传 物质。 (2)图中锥形瓶内的培养液是用来培养大肠杆菌，由于噬菌 体的成分被放射性同位素标记，因此培养细菌的培养液（锥 形瓶)内不能含有放射性，否则将无法区分。 (3)噬菌体的DNA侵入细菌后，可以控制合成子代噬菌体 的蛋白质外壳，合成子代噬菌体的蛋白质外壳需要噬菌体 的DNA为模板和细菌的氨基酸为原料。故C选项符合 题意。 (4)噬菌体侵染细菌的实验中，经过短时间保温后，用搅拌器 搅拌、离心，其中搅拌的目的是让噬菌体的蛋白质外壳与细 菌分离。 (5)噬菌体侵染大肠杆菌实验与肺炎链球菌转化实验的实验 方法不同，但最关键的实验设计思路却有共同之处，就是将 DNA与蛋白质分开，单独的直接的观察二者的作用。 答案：(1)同位素标记 (2)大肠杆菌否 (3)C (4)让噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离 (5)将DNA与蛋白质分开，单独的直接的观察二者的作用 假期作业14 素能提升 1.C[DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧， 构成DNA的基本骨架，A正确：DNA分子中的两条链反向 平行，中间以氢键连接，B正确；DNA中碱基有A、T、C、G4 种，碱基间的配对方式有A一T、T一A、C一G、G一C4种，假 设DNA分子中含有n对碱基，则最多可形成4种碱基的排 列顺序，C错误；碱基互补配对原则是指DNA分子中碱基之 间的一一对应关系，A一T、T一A、C一G、G一C,即D正确。] 2.C[组成脱氧核苷酸的磷酸和含氨碱基连接在脱氧核糖 上，且两者连接位点之间相隔脱氧核糖的5'碳原子和环上 的一个氧原子，C正确。门 3.B「DNA双螺旋模型建立过程中，沃森和克里克主要以威 尔金斯和他的同事富兰克林提供的DNA衍射图谱为基础， 推算出DNA呈螺旋结构，A不符合题意；DNA分子中碱基 排列顺序可能蕴含着遗传信息，并不是DNA双螺旋模型建 立的依据，B符合题意；DNA双螺旋模型建立过程中，沃森 三0022- 和克里克从查哥夫那里得知了一条重要信息：在DNA中， 腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的 量总是等于胞嘧啶(C)的量，C不特合题意；DNA双螺旋模 型建立过程中，当时科学界已经认识到DNA是以4种脱氧 核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有 A、T、G、C4种碱基，但是，人们并不清楚这4种脱氧核苷酸 是如何构成DNA,D不符合题意。] 4.D[DNA分子中每一条链的一端有1个游离的磷酸基团， 因此该双链DNA分子含有2个游离的磷酸基团，A错误； 由题意分析可知，该DNA分子含有腺嘌呤脱氧核苷酸60 个，B错误；该双链DNA分子含有200对碱基，且比例已经 确定，因此其碱基排列方式小于41"种，C错误；该DNA分 子中A=T=60个，C=G=140个，则四种含氨碱基A: T:G:C=3:3:7:7,D正确。] 5.C[人体细胞中的DNA主要分布在细胞核中，A正确；不 同人的DNA不同，DNA的碱基排列顺序不同，不同人DNA 中所含遗传信息一般具有差异性，B正确；人体遗传物质是 DNA,DNA中含有4种脱氧核苷酸、4种含氮碱基(A、T、G、 C),C错误；DNA由两条脱氧核苷酸链构成，元素组成为C、 H、O、N、P,D正确。] 6.A[DNA分子复制以DNA的两条链分别为模板，A错误； DNA主要分布在细胞核中，所以复制主要在细胞核中完成， B正确；DNA分子复制的过程是边解旋边复制，C正确；DNA分 子复制方式为半保留复制，D正确。] 7.A[DNA的复制方式为半保留复制，连续复制3次后，会 形成8个DNA分子，其中有6个DNA分子的两条脱氧核 苷酸链被14N标记，还有2个DNA分子的一条脱氧核苷酸 链被14N标记，另一条脱氧核苷酸链被15N标记，子代中含 14N的DNA占100%，A错误；DNA复制时，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，复制方式是半保留复制，BC正确；DNA复制需 要解旋酶和DNA聚合酶等多种酶的协同作用，同时需要消 耗ATP,D正确。] 8.D[该过程的模板是亲代DNA的两条链，即①和②链，所 以①和②互补，A正确；因为①和③是新合成的子链，所以① 和③互补，B正确；因为②和④互补是新合成的子链，所以② 和④互补，C正确：因为①和②互补，①和③互补，所以②和 ③不互补，D错误。] 9.A「基因通常是有遗传效应的DNA片段，是行使遗传功能 的基本结构单位，A正确；根据基因的定义可知，基因的化学 本质是核酸，B错误；基因的基本组成单位是核苷酸，C错 误；基因是遗传物质，无催化作用，D错误。] 综合提升 10.D[一个用5N标记的DNA分子，在不含15N的培养基中 经过n次复制后，含有15N的DNA有2个，不含15N的 DNA有2”-2个，又因为不含15N的DNA分子总数与含 15N的DNA分子总数之比为7：1，所以解得n=4,即DNA 复制了4次；由于DNA分子含100个碱基对，其中腺嘌呤 40个，根据碱基互补配对原则(A=T,G=C),可知胞嘧啶 的个数是100一40=60个，复制4次，复制过程需要的游离 的胞嘧啶m=60×(2一1)=900个，D正确。] 11.BD[制作模型时，每条链的3'末端的脱氧核糖上都连接1 个磷酸基团和1个碱基，A错误；制作模型时，腺嘌吟和胸 9 高一生物学) 腺嘧啶之间用2个氢健连接物相连，B正确；制成的模型 中，磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成基本骨架， C错误；DNA的两条链之间遵循碱基互补配对原则，即A =T、C=G,腺嘌呤与鸟嘌呤之和等于胞嘧啶和胸腺嘧啶 之和，30个脱氧核苷酸构成的DNA双螺旋结构模型中 A十C=15,若腺嘌呤8个，则模型中有胞嘧啶7个，D正确。] 12.C[解旋酶作用于氢键，对应图中的③，DNA聚合酶催化 形成①处的化学键磷酸二酯键，A正确；该DNA分子为双 链DNA分子，含有2个游离的磷酸基团，除此之外其余磷 酸基团均与2个脱氧核糖相连，B正确；若该DNA分子中 一条链上G十C=56%,根据碱基互补配对原则，C=G= 28%,则A=T=50%一28%=22%，C错误；该DNA分子 片段中一条链含15N,另一条链含14N,把此DNA放在含14N 的培养液中复制三代，得到8个DNA分子，根据DNA的 半保留复制特点，子代中含15N的DNA占1/8，D正确。] 情景培优 解析：(1)脱氧核苷酸是DNA的基本组成单位，遗传信息就 储存在脱氧核苷酸的排列顺序中，脱氧核苷酸排列顺序多 种多样，因而能储存大量遗传信息；热变性处理导致DNA 分子中碱基对之间的氢键发生断裂，形成两条DNA单链。 (2)无论是DNA全保留复制还是半保留复制，经热变性后 都会在离心管中得到两条14N链和两条15N链，即都会得到 两个条带，一个为4N条带，另一个为15N条带，无法区分复 制方式。 (3)将DNA被5N标记的大肠杆菌移到“N培养基中培养， 因合成DNA的原料中含1“N,所以新合成的DNA链均含 1“N。根据半保留复制的特点，第一代的2个DNA(FDNA) 分子都应一条链含5N,一条链含14N。若为全保留复制，则 双链的F,DNA,1个DNA分子是两条链都含1“N,1个DNA 分子是两条链都含15N,密度梯度离心结果有2个条带， 1个14N条带，1个15N条带，而本实验双链的FDNA密度梯 度离心结果只有一个条带，排除“全保留复制”。故DNA的 复制方式是半保留复制。 (4)由题可知经实验二的相关处理后，离心管中出现的4N 条带与5N条带峰值的相对比值为7：1，说明离心管中含1“N 的链有14条，含15N的链有2条，则24h内得到了8个子代 DNA分子，说明大肠杆菌繁殖三代，故大肠杆菌的分裂周期 为8h。 答案：(1)4种脱氧核苷酸的排列顺序是千变万化的氢键 (2)不能因为无论是DNA全保留复制还是半保留复制， 经热变性处理变成单链后都能得到相同的实验结果 (3)半保留复制 (4)8 假期作业15 素能提升 1.B[DNA通常是双链结构，但也有单链DNA,A错误；双链 DNA分子中，根据碱基互补配对可知，A=T、G=C,则A十G= T十C,即嘌呤数等于嘧啶数，B正确；单链RNA分子可以含 有氢键，如tRNA呈三叶草型，含有氢键，C错误；RNA通常 为单链结构，其中嘌呤数与嘧啶数不一定相等，但也有可能 相同，D错误。] 2.A[图示为以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，为 转录过程，转录主要发生在细胞核内，A正确，B错误；据图