2027届高考生物人教版一轮复习训练：DNA分子的结构、复制和基因的本质

**基本信息** 聚焦DNA结构、复制及基因本质，通过基础辨析与综合应用分层训练，构建从分子结构到功能机制的知识逻辑链，渗透结构与功能观及科学思维。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础强化练|9题|概念辨析与基础原理判断|从DNA分子结构（碱基组成、骨架）→复制基本原理（半保留复制、条件）→基因本质（遗传物质特性）递进| |综合提升练|4题|实验分析与过程模型应用|结合同位素标记实验、复制过程模型及实际应用（DNA存储、药物作用）深化理解，体现科学思维与探究实践|

2027届高考生物人教版一轮复习同步训练：DNA分子的结构、复制和基因的本质 姓名： 学号： 班级： 一、基础强化练 高三生物学同步训练 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 1.（2026·山东聊城期末）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 2.（2026·天津模拟）下列关于DNA的叙述，错误的是（　　） A.双链DNA中嘌呤数目等于嘧啶数目 B.双链DNA中G—C碱基对越多，其热稳定性越强 C.双链DNA中A＋T的量等于G＋C的量 D.叶肉细胞的线粒体和叶绿体中含少量双链DNA 3.（2026·江苏盐城期中）下列关于DNA分子的叙述，错误的是（　　） A.具有细胞结构的生物的遗传物质均为DNA B.叶绿体中含有DNA，并能控制叶绿体中部分蛋白质的合成 C.DNA的多样性主要取决于其碱基对的特定排列顺序 D.线性双链DNA分子片段中的两个游离的磷酸基团位于DNA分子的同一端 4.（2026·陕西渭南期末）DNA鉴定技术被广泛用于遗传病风险评估、刑事案件的侦破、被拐卖人口寻亲等很多方面。这是因为DNA作为遗传物质，结构稳定而独特。下列有关DNA的结构叙述错误的是（　　） A.作为生物大分子，DNA由很多个脱氧核苷酸构成 B.磷酸与脱氧核糖交替排列在外侧构成了基本骨架 C.DNA的每条链中鸟嘌呤和胞嘧啶的数量总是相等的 D.每个DNA中特定的脱氧核苷酸序列蕴含着特定的遗传信息 5.（2025·湖北卷，14）大数据时代，全球每天产生海量数据，预计2040年需一百万吨硅基芯片才能储存全球一年产生的数据。为解决这一难题，科学家尝试运用DNA来储存数据。我国科学家已经将汉代拓片、熊猫照片等文化数据写入DNA，实现数据长期保存。下列叙述中，DNA可以作为存储介质的优点不包括（　　） A.DNA具有可复制性，有利于数据的传播 B.可通过DNA转录和翻译传递相应数据信息 C.DNA长链中碱基排列的多样化，为大量数据的存储提供可能 D.DNA作为存储介质体积小，为数据携带和保存节约了大量空间 6.（2025·北京卷，5）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 7.（2026·福建福州质检）大肠杆菌在环境适宜的条件下每20 min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 min，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 min，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40 min后所得结果对应乙图的e、f曲线 8.（2026·云南红河月考）大肠杆菌拟核主要由环状双链DNA分子等组成，其DNA复制过程是单起点双向复制，如下图。下列有关大肠杆菌DNA复制的叙述正确的是（　　） A.单起点双向复制使其DNA复制不具有边解旋边复制的特点 B.复制起点处富含A—T碱基对，易于解旋酶识别并解开双链 C.碱基互补配对原则是保证DNA能准确复制的唯一条件 D.双向复制时子链的合成方向相反，一条为5′→3′，另一条为3′→5′ 9.（2026·河南南阳调研）20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。科学家经过长时间的研究，证明DNA具有遗传效应。下列关于细胞生物遗传物质特点的叙述，错误的是（　　） A.分子组成既具有多样性，也具有特异性 B.空间结构既具有稳定性，也具有多样性 C.能在亲子代间传递，也能控制生物体的性状 D.遗传信息在传递时既具有准确性，也具有可变性 二、综合提升练 10.（2026·山东淄博期中）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、深色、浅色 C.浅色、浅色、深色 D.深色、浅色、深色 11.（2026·湖北武汉模拟）将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上，置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像，①和②表示新合成的单链，①的5′端指向解旋方向，丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象，但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则，下列说法错误的是（　　） A.据图分析，①和②延伸时均存在暂停现象 B.甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等 C.丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等 D.②延伸方向为5′端至3′端，其模板链3′端指向解旋方向 12.（2026·河北张家口模拟）DNA旋转酶目前仅在原核生物中发现，左氧氟沙星可通过特异性抑制细菌DNA旋转酶的活性，阻止细菌DNA复制而抑制其增殖。下列有关叙述正确的是（　　） A.左氧氟沙星可阻止DNA复制，因此对DNA病毒的感染也有很好的疗效 B.细菌无线粒体，其感染人体细胞后DNA复制消耗的ATP全部来自人体细胞 C.DNA复制时以每条单链为模板，沿模板链的5′→3′方向合成互补链 D.将DNA双链均被32P标记的细菌，置于仅含31P的培养基中，复制n次后，子代中DNA被32P标记的个体占1/2n－1 13.（2026·江西萍乡模拟）研究发现，人体快速思考或应对突发情况容易发生DNA双链断裂，并在断裂位点进行标记，此时，Parp1基因会迅速合成Parp1蛋白。Parp1蛋白能感知DNA损伤并发出睡眠信号，进而在睡眠期高效修复损伤的DNA，所以良好的睡眠能够提高我们学习工作的效率。已知咖啡因既能抑制Parp1基因的表达也能促进DNA双链断裂。下列说法错误的是（　　） A.DNA的断裂未改变DNA分子的结构，利于Parp1蛋白与之结合 B.Parp1蛋白在断裂位点召集多种蛋白质，如DNA聚合酶，从而修复断裂的DNA片段 C.Parp1蛋白增多促进睡眠，体现了蛋白质的信息传递功能 D.喝咖啡只能短期内提神，但后期需要更多睡眠时间来修复DNA 参 考 答 案 一、基础强化练 1.答案：A　 解析：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；DNA存在5甲基胞嘧啶和N6甲基腺嘌呤，两者不含脱氧核糖；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。 2.答案：C　 解析：在双链DNA中，A与T的数量相等，G与C的数量相等，但A＋T的量不一定等于G＋C的量，它们的数量关系取决于DNA的具体碱基序列。 3.答案：D　 解析：线性双链DNA分子片段中的两个游离的磷酸基团分别位于DNA分子的两个末端。 4.答案：C　 解析：DNA中一条链中的鸟嘌呤与另一条链中的胞嘧啶数量相等，但DNA的每条链中鸟嘌呤和胞嘧啶的数量不一定相等。 5.答案：B　 解析：DNA通过半保留复制可快速扩增数据，便于传播；转录和翻译为生物体内表达遗传信息的过程，与数据存储无关；DNA碱基对排列顺序的多样性使其可编码海量信息，是存储优势；DNA分子结构紧凑，体积小，单位体积存储密度极高，节省空间。 6.答案：B　 解析：15N没有放射性，它与14N的相对原子质量不同，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；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；若将DNA解聚为单链后再离心，无论是全保留复制还是半保留复制，都只有两条条带，不能证明DNA的半保留复制；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。 7.答案：D　 解析：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；DNA复制需要脱氧核糖核苷酸，而非核糖核苷酸；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区分不同标记的DNA（15N和14N），而非差速离心；若大肠杆菌DNA通过半保留方式复制，则40 min复制两次，所得结果对应乙图中的e、f曲线。 8.答案：B　 解析：单起点双向复制过程中DNA复制也是边解旋边复制；A—T碱基对具有2个氢键，C—G碱基对有3个氢键，富含A—T序列更易于DNA双链的分离；虽然碱基互补配对原则在DNA复制中起着至关重要的作用，但它并不是唯一条件，如规则的双螺旋结构为DNA的复制提供精确的模板；子链合成的方向都是5′→3′。 9.答案：B　 解析：DNA分子由四种脱氧核苷酸组成，其碱基序列的排列组合具有多样性，同时碱基特定序列具有特异性；DNA的空间结构通常为稳定的双螺旋结构，DNA的空间结构不具有多样性；DNA通过复制将遗传信息传递给子代，实现亲子代间传递；同时，DNA通过转录和翻译指导蛋白质合成，从而控制生物体的性状；DNA复制时具有准确性，同时遗传信息在传递过程中可能发生可遗传的变异。 二、综合提升练 10.答案：B 解析：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，结合题干显色情况，DNA 双链区段①为浅色，②中两条链均含有3H显深色，③中一条链含有3H、一条链不含3H显浅色。 11.答案：D 解析：据图分析，图甲时新合成的单链①比②短，图乙时①比②长，因此可以说明①和②延伸时均存在暂停现象；①和②两条链中碱基是互补的，图甲时新合成的单链①比②短，但②中多出的部分可能不含有A、T，因此①中A、T之和与②中A、T之和可能相等；①和②两条链中碱基是互补的，丙为复制结束时的图像，新合成的单链①与②等长，图丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等；①和②两条单链由一个双链DNA分子复制而来，其中一条母链合成子链时①的5′端指向解旋方向，那么另一条母链合成子链时②延伸方向为5′端至3′端，其模板链5′端指向解旋方向。 12.答案：D　 解析：根据题意，左氧氟沙星可通过抑制细菌DNA旋转酶的活性，阻止其DNA复制，而DNA旋转酶目前仅在原核生物中发现，因此左氧氟沙星对DNA病毒在真核生物宿主中的增殖没有影响，因此对DNA病毒的感染没有疗效；细菌无线粒体，但也可以通过自身细胞呼吸产生ATP；DNA复制时子链延伸方向是5′→3′，因此是沿模板链的3′→5′方向合成互补链；一个DNA复制n次后形成2n个DNA分子，其中含有32P的DNA分子有2个，占1/2n－1。 13.答案：A　 解析：DNA双链断裂属于结构损伤，会改变DNA分子的完整性；分析题意可知，Parp1蛋白能感知DNA损伤并发出睡眠信号，进而在睡眠期高效修复损伤的DNA，据此推测Parp1蛋白在断裂位点召集多种蛋白质，如DNA聚合酶，从而修复断裂的DNA片段；Parp1蛋白通过发出睡眠信号传递信息，该过程中蛋白质属于信号分子，体现蛋白质的信息传递功能；Parp1蛋白能感知DNA损伤并发出睡眠信号，而咖啡因抑制Parp1基因表达（减少修复信号）且促进DNA断裂，导致损伤累积，后期需更多睡眠补偿修复。 $