第6单元 第24讲 DNA分子的结构、复制及基因的本质（Word练习）-【精讲精练】2027年高考生物一轮复习（B版）

**基本信息** 聚焦DNA分子结构与复制核心考点，通过结构识图、概念辨析、定量计算及实验探究题型，构建从分子结构到功能应用的递进式知识逻辑，渗透结构与功能观及科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |DNA结构|3题（含结构图分析）|正误判断为主，考查基本骨架、碱基连接方式|以脱氧核糖-磷酸交替连接为骨架，推导碱基互补配对及链间关系| |DNA复制|5题（含半保留复制实验）|计算与过程分析结合，涉及复制方式、酶功能|从复制条件（酶、原料）到结果（半保留特点），推导子代DNA标记及碱基数量变化| |基因与DNA关系|2题|概念辨析，区分基因、DNA与染色体关系|基于DNA结构阐明基因的本质（有遗传效应的片段），建立基因-DNA-染色体层级关系| |实验探究|1题（含复制泡模式图）|综合应用，分析复制过程及验证实验|通过实验设计（如同位素标记）验证复制方式，体现科学探究中的证据与逻辑推理|

[对应学生用书P470] 说明：单项选择题每题2分，多项选择题每题3分，非选择题11分，本试卷共33分。 一、选择题 1．(2025·青海西宁期末)如图为某DNA分子的部分平面结构图。下列相关叙述正确的是(　　) A．DNA分子中结构①始终连接着两个磷酸基团 B．DNA分子中一条链上的相邻碱基通过③连接 C．①与②交替连接，构成了DNA分子的基本骨架 D．DNA分子的两条链是反向平行的，并且游离的磷酸基团位于同一侧 解析　DNA分子中3′端的结构①只连接1个磷酸基团，A错误；DNA分子中一条链上的相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连，B错误；①脱氧核糖与②磷酸交替连接，排列在外侧，构成了DNA分子的基本骨架，C正确；组成DNA分子的两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，游离的磷酸基团位于每条链的5′端，即游离的磷酸基团不是位于同一侧，D错误。 答案　C 2．(2025·四川绵阳期末)下列关于基因、DNA和染色体的相关叙述，错误的是(　　) A．DNA的多样性取决于脱氧核苷酸的种类、数量、排列顺序不同 B．一条染色体上含有1个或2个DNA分子 C．碱基特定的排列顺序构成了DNA分子的特异性 D．基因通常是有遗传效应的DNA片段，一个DNA上有若干个基因 解析　DNA的多样性由脱氧核苷酸的数量和排列顺序决定，而脱氧核苷酸种类只有4种(A、T、C、G)，种类相同，A错误；未复制的染色体含1个DNA分子，复制后的染色体含2个DNA分子，B正确；DNA的特异性由碱基特定的排列顺序决定，不同DNA的碱基序列不同，C正确；基因通常是指具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子可包含多个基因，D正确。 答案　A 3．(2025·广西钦州期末)某同学尝试利用相关材料制作了一个含10个碱基对(其中有4个腺嘌呤)的DNA双螺旋结构模型。下列叙述错误的是(　　) A．制作该模型时，可准备6种不同形状的材料以制备脱氧核苷酸 B．该模型中，每个脱氧核糖上连接了两个磷酸基团并排列在外侧 C．理论上该同学制作的含不同碱基序列的双螺旋结构模型少于410种 D．若要模拟一次DNA复制，则该同学需再准备6个表示鸟嘌呤的材料 解析　DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，一分子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。含氮碱基有腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)4种，再加上磷酸和脱氧核糖，所以制作该模型时，可准备6种不同形状的材料以制备脱氧核苷酸，A正确；在DNA双螺旋结构中，大多数脱氧核糖上连接了两个磷酸基团，但每条链5′端的脱氧核糖只连接一个磷酸基团，B错误；该DNA分子有10个碱基对，理论上碱基排列顺序有410种，但由于已知其中有4个腺嘌呤(A)，根据碱基互补配对原则(A—T，G—C)，T也有4个，那么G和C共有20－(4＋4)＝12个，G＝C＝6个，所以含不同碱基序列的双螺旋结构模型少于410种，C正确；已知该DNA分子中有4个腺嘌呤(A)，根据碱基互补配对原则A—T，G—C，所以G＝C，总碱基对是10对即20个碱基，A有4个，则T有4个，那么G和C共有20－(4＋4)＝12个，G＝C＝6个。DNA复制时遵循碱基互补配对原则，若要模拟一次DNA复制，需要再准备6个表示鸟嘌呤的材料，D正确。 答案　B 4．(2025·四川巴中期末)科学家从距今约10万年的猛犸象化石中提取到一段双链DNA片段。经测定，该DNA片段含有2000个碱基对，鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)之和占碱基总数的44%，将该DNA片段放在含15N的培养液中连续复制3次。下列相关叙述错误的是(　　) A．该DNA分子中胸腺嘧啶占碱基总数的28% B．复制3次后，含15N的DNA分子数与含14N的DNA分子数之比为7∶1 C．若该DNA分子一条链缺失一个脱氧核苷酸，则会导致子代50%的DNA分子碱基序列改变 D．复制过程中，需消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸6160个 解析　已知G＋C＝44%，则A＋T＝56%。因双链DNA中A＝T，故T占碱基总数的56%÷2＝28%，A正确；原始DNA为14N，在15N培养液中复制3次，最终生成8个DNA分子。所有DNA均含15N，但仅最初两条14N链存在于2个DNA分子中，故含15N的DNA数为8，含14N的DNA数为2，比例为8∶2＝4∶1，而非7∶1，B错误；若一条链缺失一个脱氧核苷酸，第一次复制生成1个正常和1个异常DNA。后续复制中，正常DNA生成正常子代，异常DNA生成异常子代。复制3次后，异常DNA占50%，C正确；总碱基对2000，G＋C＝44%，C＝880。复制3次需新合成7个DNA，消耗C数为7×880＝6160，D正确。 答案　B 5．(2025·辽宁沈阳期末)已知幽门螺杆菌的某基因编码区含有碱基共N个，腺嘌呤a个。下列相关计算，正确的是(　　) A．该编码区的氢键数目为N＋a个 B．该编码区转录得到的mRNA中的嘌呤之和为N/4 C．该编码区控制合成的蛋白质中的氨基酸数量一定为N/6个 D．该编码区的第n次复制所需的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量为(N－2a)·2n-2个 解析　双链DNA中，A—T对含2个氢键，C—G对含3个氢键。已知A＝a，则T＝a，C＋G＝N－2a。C—G对数目为(N－2a)/2，故氢键总数＝2a＋3×(N－2a)/2＝3/2N－a，A错误；基因是两条脱氧核苷酸链组成的，转录是以DNA的一条链为模板进行的，转录形成RNA的模板链中嘧啶数量是不一定的，则转录得到的mRNA中的嘌呤之和也不一定，B错误；幽门螺杆菌的某基因编码区含有碱基共N个，形成的信使RNA中碱基N/3，但是可能有终止密码子的存在，不决定任何氨基酸，形成的蛋白质中的氨基酸数量应该少于N/6个，C错误；该DNA中G数为(N－2a)/2，第n次复制需合成2n-1个新DNA，所需G数为2n-1×(N－2a)/2＝(N－2a)·2n-2，D正确。 答案　D 6．(2025·广西南宁期末)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。下列说法错误的是(　　) A．图1过程发生在细胞分裂前的分裂间期，以脱氧核苷酸为原料 B．图1中复制泡大小不一，可能是因为多个复制起点并非同时启动 C．图2中模板链a端→c端和b端→d端对应的方向分别为5′→3′和3′→5′ D．图2复制泡两侧的子链延伸方向相反，但均沿模板链的5′→3′方向合成 解析　DNA复制发生于细胞分裂前的间期，解旋酶破坏氢键使DNA解旋，脱氧核苷酸是合成子链的原料，A正确；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正确；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正确；子链合成方向：均从5′→3′延伸(如图中箭头所示)；模板链提供方向：子链合成时，DNA聚合酶只能沿模板链的3′→5′方向移动(即模板链方向始终为3′→5′)，D错误。 答案　D 7．(2025·河南郑州期末)为研究DNA的复制方式，科学家以大肠杆菌为实验材料，进行了如下图所示的实验，相关叙述错误的是(　　) A．离心后得到的轻带是14N标记的DNA单链 B．第一代只出现了一条中带，由此可排除全保留复制 C．若细胞分裂到第三代，轻带DNA分子数占DNA总数的3/4 D．若测得重带的平均密度是a，中带的平均密度是b，则轻带的平均密度是2b－a 解析　离心后得到的轻带是14N标记的双链DNA，A错误；若为全保留复制，第一代离心的结果为轻带和重带，而第一代只出现了中带，说明不是全保留复制，B正确；若细胞分裂到第三代，DNA的总数为23＝8个，有2个DNA分子为15N/14N，为中带，6个DNA分子为轻带，轻带DNA分子数占DNA总数的3/4，C正确；中带的平均密度＝(重带的平均密度＋轻带的平均密度)÷2，故轻带的平均密度是2b－a，D正确。 答案　A 8．(2025·天津宁河模拟)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 解析　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；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；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；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。 答案　A 9．(多选)(2025·辽宁东北育才学校月考)细环病毒(TTV)是世界上第一个被发现的具有单链环状DNA的人类病毒。单链环状DNA的主要复制方式为滚环式复制，简易过程如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A．TTV和HIV的遗传物质彻底水解，所得产物最多有4种物质相同 B．图示①和②过程需要解旋酶、DNA聚合酶等酶参与 C．图示③过程既有磷酸二酯键的合成，也有磷酸二酯键的断裂 D．图示③和④过程所需模板与图示①和②过程所需模板是相同的 解析　TTV的遗传物质是DNA，HIV的遗传物质是RNA，两者的遗传物质彻底水解，所得产物最多有4种物质相同，即磷酸、胞嘧啶、腺嘌呤和鸟嘌呤，A正确；由于该病毒的DNA是单链的，所以该DNA复制过程不需要解旋酶参与，B错误；图示③过程，需要先将图示①和②过程合成的单链环状DNA切开，再沿着切口的3′端进行延伸，故该过程既有磷酸二酯键的合成，也有磷酸二酯键的断裂，C正确；据图分析，③和④过程所需模板与①和②过程所需模板是不相同的，D错误。 答案　AC 10．(多选)(2025·河北邯郸联考)ChREBP基因是调节碳水化合物代谢和脂肪生成的重要基因，ChREBP基因的缺失会导致肝糖原积累，脂肪生成缺陷，无法清除饮食中过量的果糖。下列关于ChREBP基因的叙述，正确的是(　　) A．ChREBP基因的一条链中相邻的C和G通过氢键连接 B．ChREBP基因单链中A＋T的比例与互补链中A＋T比例不同 C．若该基因有50个碱基对，则该基因的排列方式是450种中的一种 D．ChREBP基因若发生缺失，应减少果糖的摄入以减轻肝脏的负担 解析　ChREBP基因一条链中相邻的C和G通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，A错误；由于基因的两条链之间遵循碱基互补配对，因此ChREBP基因单链中A＋T的比例与互补链中A＋T比例相同，B错误；该基因有50个碱基对，但ChREBP基因有特定的碱基排列顺序，因此该基因的排列方式只是450种中的一种，C正确；已知ChREBP基因缺失会导致肝糖原积累，脂肪生成缺陷，无法清除饮食中过量的果糖。因此ChREBP基因若发生缺失，应减少果糖的摄入以减少减轻肝脏的负担，D正确。 答案　CD 二、非选择题 11．(11分)(2025·湖北荆门期末)图1为某链状DNA分子片段的结构图；图2为DNA复制过程模式图。引发体是一类多酶复合物，位于复制叉的前端，主要成分为引物酶以及DNA解旋酶等。单链结合蛋白(SSB)可结合于解旋酶解开的单链区，待复制的各项条件具备后，SSB脱离单链区，子链开始合成。回答下列问题： 图1 图2 (1)图1所示DNA的基本骨架由______________(填名称)交替排列构成。该DNA分子具有____________个游离的磷酸基团。 (2)图2中参与DNA复制过程的酶有____________________________________等，其中参与形成磷酸二酯键的酶有________________________________。若图1中DNA分子共含有X个碱基，该DNA分子以含有32P标记的脱氧核苷酸为原料复制2次，则获得的所有DNA分子的平均相对分子质量比原来增加________。 (3)图2中SSB结合于解旋酶解开的单链区，可以防止核酸酶将解开的单链降解，也可以防止________________________________，从而保证解旋后的DNA处于单链状态。DNA复制时，后随链的合成____________(填“不需要引物”“需要一种引物”或“需要多种引物”)。 (4)某小组为验证图2 DNA复制的方式为半保留复制，进行了如下操作：将普通大肠杆菌转移到含3H的培养基上繁殖一代，再将子代大肠杆菌的DNA处理成单链，然后进行离心处理。他们的实验结果________(填“能”或“不能”)证明DNA的复制方式是半保留复制而不是全保留复制，理由是____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　(2)分析图2可知，在DNA复制时参与的酶有解旋酶、DNA连接酶和DNA聚合酶等。其中DNA连接酶和DNA聚合酶参与形成磷酸二酯键。若图1中DNA分子共含有X个碱基，那么就含有X个磷酸基团，P的相对原子质量是31，该DNA分子在含有32P标记的培养液中复制2次，形成的4个DNA中，相当于新增加了3个DNA含32P，因此获得的DNA分子的平均相对分子质量比原来增加3X/4。(3)DNA复制时，后随链的合成是分段进行的，因此需要多种引物。(4)子代大肠杆菌的DNA处理成单链后，含有标记和不含有标记的单链均各占一半，因此他们的实验结果不能证明DNA的复制方式是半保留复制而不是全保留复制。 答案　(除标注外，每空1分，共11分)(1)脱氧核糖和磷酸　2　(2)解旋酶、DNA连接酶和DNA聚合酶(DNA聚合酶Ⅰ、DNA聚合酶Ⅲ)　DNA连接酶和DNA聚合酶(DNA聚合酶Ⅰ、DNA聚合酶Ⅲ)　3X/4　(3)解旋的单链DNA重新配对形成双链　需要多种引物　(4)不能　处理成单链后，无论是半保留复制还是全保留复制，含有标记和不含有标记的单链均各占一半(3分) 学科网（北京）股份有限公司 $