2027届高考生物一轮复习练习 第21讲　DNA的结构和复制、基因的本质

**基本信息** 聚焦DNA结构、复制及基因本质，以基础概念辨析与图表分析题构建“结构-功能-应用”逻辑链，强化生命观念与科学思维 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |必备知识基础练|8题（考点一3题/考点二5题）|概念辨析（如DNA骨架、基因与DNA关系）、基础计算（复制原料消耗）|DNA双螺旋结构→基因本质（与DNA关系）→复制过程（解旋、延伸）| |关键能力突破练|2题|同位素标记分析（¹⁵N标记）、实验设计（复制假说验证）|复制特点（半保留）→实验证据→科学探究方法|

第21讲　DNA的结构和复制、基因的本质 (单项选择题每小题2分,多项选择题每小题3分) 必备知识基础练 考点一　DNA的结构和基因的本质 1.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.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.磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架 2.下列有关DNA、基因、RNA、蛋白质的叙述,错误的是(　　) A.DNA两条链所含有的遗传信息不完全相同 B.同一DNA不同基因的模板链不都在同一条链上 C.RNA聚合酶不需要引物就能将单核苷酸相互连接 D.细胞中仅有两种RNA参与蛋白质的合成过程 3.下图表示一个DNA分子的片段,下列相关叙述正确的是(　　) A.不同生物的DNA分子中④的种类有特异性 B.DNA分子中A与T碱基对含量越高,其结构越稳定 C.一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基A和T通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接 D.若该DNA分子片段中含A 20个,其复制三次需消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸160个 考点二　DNA的复制及相关计算 4.复制原点是一段富含A、T碱基的DNA序列,DNA复制时,双链在复制原点解旋并向两侧延伸,形成Y字形的复制叉,如图所示。相关叙述错误的是(　　) A.复制原点含氢键较少更易解旋 B.一个DNA分子中可能含多个复制原点 C.Ⅲ、Ⅳ链的延伸方向与复制叉移动方向相同 D.Ⅰ链与Ⅳ链中的碱基排列顺序相同 5.(多选)某些线性DNA病毒以下图所示方式进行DNA复制,相关叙述正确的有(　　) A.复制过程遵循碱基互补配对原则 B.以脱氧核苷酸为原料,使子链沿5'端→3'端方向延伸 C.新合成的链1和链2组成新的DNA分子 D.该复制方式具有多起点、单向、半不连续复制的特点 6.DNA分子复制时,解旋后的DNA单链极不稳定,可重新形成双链DNA,但在细胞内存在大量的DNA单链结合蛋白(SSB),能很快与DNA单链结合,从而阻止DNA的重新螺旋。当新DNA链合成到某一位置时,SSB会自动脱落。下图表示细胞核中DNA分子复制的部分过程,下列说法错误的是(　　) A.酶①的作用是完成DNA分子中遗传信息的暴露,利于子链合成 B.酶②在解旋酶、SSB后起作用,需模板和引物,催化方向是5'→3'端 C.SSB与DNA间易形成磷酸二酯键也易断裂,便于SSB的结合和脱落 D.复制形成的两个子代DNA分子随着丝粒的分裂而分开 7.研究人员将1个含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 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA解开双螺旋,变成单链,然后进行密度梯度离心,试管中出现两种条带(如图)。下列说法正确的是(　　) A.由结果可推知该大肠杆菌的细胞周期大约为15 min B.若直接将子代DNA进行密度梯度离心也能得到两条条带 C.解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的磷酸二酯键 D.根据条带的数目和位置可以确定DNA的复制方式为半保留复制 8.关于DNA合成原料的来源,科学家曾提出三种假说:①细胞内自主合成,②从培养基中摄取,③二者都有。为验证三种假说,设计如下实验:将大肠杆菌在含15N标记的脱氧核苷酸培养基中培养一代,然后对提取的DNA进行离心,记录离心后试管中DNA的位置。图甲、乙、丙表示DNA在离心管中的可能位置。下列叙述正确的是(　　) 甲　　乙 丙 A.大肠杆菌的拟核DNA含有两个游离的磷酸基团 B.离心后离心管不同位置的DNA放射性强度不同 C.若支持观点①,则实验结果应为图丙所示结果 D.若支持观点②,则实验结果应为图乙所示结果 关键能力突破练 9.DNA分子的碱基具有吸收260 nm波长光的特性。当DNA两条链碱基紧密连接时,相对吸光度偏低;两条链分离时,相对吸光度升高,因此DNA变性可通过DNA溶液对260 nm波长光的吸光度来检测。肺炎链球菌DNA的变性曲线如图所示,相对吸光度达到最大值的50%时的温度称为熔解温度(Tm)。下列说法正确的是(　　) A.加热会破坏脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键使DNA变性 B.A—T碱基对所占比例越高的DNA,变性曲线中Tm值越高 C.加热至约70 ℃时DNA两条链从一端向另一端逐渐分离 D.利用PCR技术检测目的基因时需要先将DNA变性 10.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6 407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(　　) A.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DNA D.过程②~⑥需要断裂2个磷酸二酯键,合成6 407个磷酸二酯键 参考答案 1.D　解析 互补的碱基在单链上所占的比例相等,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%,A项错误;双链DNA中GC碱基对占比越高,DNA热变性温度越高,B项错误;DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键,C项错误;DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架,内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对,D项正确。 2.D　解析 基因指导蛋白质合成过程需要mRNA、rRNA和tRNA三种RNA的参与,D项错误。 3.C　解析 不同生物的DNA分子中④(即胞嘧啶脱氧核苷酸)的种类没有特异性,A项错误;由于A—T碱基对有两个氢键、G—C碱基对有三个氢键,DNA分子中A—T碱基对含量越高,其结构越不稳定,B项错误;据图,一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基A和T通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接,C项正确;若该DNA分子片段中含A 20个,其复制三次得到8个DNA分子,其中相当于新合成7个DNA分子,故需消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸20×7=140个,D项错误。 4.C　解析 由题意可知,复制原点是一段富含A、T碱基的DNA序列,A—T碱基对之间含有两个氢键,G—C碱基对之间含有三个氢键,故复制原点中含氢键较少,DNA结构不稳定,更容易发生解旋,A项正确;一个DNA分子可存在多个复制原点,进行多起点复制,这样可缩短复制时间,B项正确;DNA聚合酶只能沿模板链的3'→5'方向,故Ⅲ链的延伸方向由左→右,Ⅳ链的延伸方向由右→左,复制叉的移动方向由左→右,故Ⅲ链的延伸方向与复制叉移动方向相同,Ⅳ链的延伸方向与复制叉移动方向不同,C项错误;依据DNA半保留复制的特点可知,Ⅰ链与Ⅱ链碱基互补配对,Ⅱ链与Ⅳ链碱基互补配对,故Ⅰ链与Ⅳ链中的碱基排列顺序相同,D项正确。 5.AB　解析 新合成的链1和链2分别与模板链组成新的DNA分子,C项错误;据图判断,该复制方式具有多起点、单向的特点,且不是半不连续复制,D项错误。 6.C　解析 分析题图可知,酶①为解旋酶,能将DNA双螺旋的两条链解开,暴露遗传信息,利于子链合成,A项正确;酶②为DNA聚合酶,在解旋酶、SSB后起作用,能以解开的每一条母链为模板,以细胞中游离的四种脱氧核苷酸为原料合成与母链互补的DNA子链,且催化方向为5'端→3'端,B项正确;SSB是一种蛋白质,与DNA之间不能形成磷酸二酯键,C项错误;通过DNA复制形成的两个子代DNA分子会随着丝粒的分裂而分开,从而分配到子细胞中,D项正确。 7.B　解析 由于14N单链∶15N单链=1∶7,说明DNA复制了3次,因此可推知该细菌的细胞周期大约为60÷3=20 min,A项错误;DNA复制3次,有2个DNA含15N和14N,离心后为中带,有6个DNA只含15N,离心后为重带,故将子代DNA离心也能得到两条条带,B项正确;解开DNA双螺旋的实质是破坏脱氧核苷酸之间的氢键,C项错误;将DNA解开双螺旋,变成单链,根据条带的数目和位置只能判断DNA单链的标记情况,但无法判断DNA的复制方式,D项错误。 8.C　解析 大肠杆菌的拟核DNA为环状DNA,不含游离的磷酸基团,A项错误;15N没有放射性,B项错误;将大肠杆菌在15N标记的脱氧核苷酸培养基中培养一代,然后利用密度梯度离心法分离提取的DNA,若合成DNA的原料是细胞内自主合成,则合成的DNA没有15N标记,离心后DNA均为14N,位于顶部,对应图丙;若合成DNA的原料是从培养基中摄取,则得到的子代DNA分子一条链是15N,一条链是14N,离心后位于中部,对应图甲,C项正确,D项错误。 9.D　解析 加热是使DNA分子互补碱基对之间的氢键断裂,使DNA分子双螺旋结构解旋,双链裂解变成单链,进行解链反应,使DNA变性,A项错误;A—T碱基对有两个氢键,C—G碱基对有三个氢键,A—T碱基对所占比例越高的DNA变性时需要的温度越低,即变性曲线中Tm值越低,B项错误;加热至约70 ℃时相对吸光度偏低,说明DNA两条链基本不分离,C项错误;利用PCR技术检测目的基因时,需要先将DNA变性,使DNA双链打开,D项正确。 10.B　解析 ①过程需要先合成RNA引物来引导子链延伸,③不需要,A项错误;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项正确;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项错误;该DNA为含有6 407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6 409个磷酸二酯键,D项错误。 1 学科网（北京）股份有限公司 $