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第20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的分子结构和特点 【题型二】探究DNA分子复制的过程 【题型三】DNA的复制过程、特点 【题型四】DNA的相关计算 【题型五】基因的结构与功能 02 能力突破练（新角度+新情境+新考法） 03 高考溯源练（含2025年高考真题）
题型一 DNA的分子结构和特点
1．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
【答案】C
【解析】A、DNA分子中3'端的结构①只连接1个磷酸基团，A错误；
B、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；
C、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；
D、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。
2．DNA双螺旋结构的揭示是划时代的伟大发现，在生物学的发展中具有里程碑的意义。下列关于DNA双螺旋结构的叙述，正确的是（　　）
A．DNA分子由4种核糖核苷酸组成
B．鸟嘌呤和胞嘧啶之间由3个氢键相连
C．磷酸和脱氧核糖交替连接排列于内侧
D．DNA单链上相邻碱基以磷酸二酯键相连
【答案】B
【解析】A、DNA分子由4种脱氧核糖核苷酸组成，而非核糖核苷酸（RNA的组成单位），A错误；
B、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）之间通过3个氢键连接，符合碱基互补配对原则，B正确；
C、磷酸和脱氧核糖交替连接构成DNA骨架，排列在外侧，而碱基对位于内侧，C错误；
D、DNA单链上相邻碱基通过“脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖”连接，而非直接以磷酸二酯键相连，磷酸二酯键连接的是相邻核苷酸，D错误。
故选B。
3．细胞核内的DNA分子同时有多种不同的空间构型，不同构型间可相互转化，主要类型如下表所示：
空间构型 B型DNA A型DNA Z型DNA
双螺旋直径 2.37nm 2.55nm 1.84nm
常见环境 主要存在形式 RNA-DNA杂交时 富含GC的区域
下列相关分析错误的是（ ）
A．获取的每种构型DNA片段均具有2个游离的磷酸基团和2个游离的羟基
B．磷酸和核糖交替连接，排列在外侧，构成了各型DNA的基本骨架
C．A型DNA的直径大，可为RNA聚合酶提供空间，便于基因的转录
D．若Z型DNA过度形成，紧凑的结构可能会干扰DNA的复制和转录
【答案】B
【解析】A、DNA 分子的每条链一端有 1 个游离的磷酸基团，另一端有 1 个游离的羟基。所以一个双链DNA 片段有 2 条链，就会有2个游离的磷酸基团和2个游离的羟基 ，无论DNA是哪种空间构型（B 型、A 型、Z 型），均为双链，符合该特征，A正确；
B、DNA 分子的基本骨架是由磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧构成的，而不是磷酸和核糖，核糖是 RNA 的组成成分 ，B错误；
C、A型DNA直径较大，可能为RNA聚合酶提供结合空间，符合其在RNA-DNA杂交时的功能（如转录），C正确；
D、Z型DNA结构紧凑（直径最小），过度形成会阻碍DNA解旋，干扰复制和转录所需的链分离，D正确。
4．科学家曾在蓝细菌体内发现一种名为S-2L的噬菌体，并发现该噬菌体部分碱基A被Z（2-氨基腺嘌呤）取代，Z与T之间的结合力和G与C之间的结合力一样强，且这种Z-DNA（含有Z的DNA）能够帮助噬菌体更好地抵抗细菌中某些蛋白质的攻击。下列叙述错误的是（　　）
A．S-2L与蓝细菌所含有的核酸种类不完全相同
B．Z-DNA分子结构的稳定性较原DNA高
C．Z-DNA可能不易被细菌中的限制酶识别
D．Z-DNA中嘌呤比例大于嘧啶比例
【答案】D
【解析】A、S-2L噬菌体的核酸为DNA，蓝细菌含有DNA和RNA，两者核酸种类不同，A正确；
B、Z与T的结合力等同于G与C（3个氢键），替换后Z-DNA中强配对比例增加，稳定性提高，B正确；
C、限制酶识别特定碱基序列，Z取代A可能改变序列结构，导致不易被识别，C正确；
D、DNA中嘌呤数始终等于嘧啶数（互补配对原则），替换后嘌呤还是等于嘧啶，D错误。
故选D。
5．下图甲所示物质b是组成图乙或图丙所示物质的基本单位。下列相关叙述错误的是（　　）
A．如果图甲中的a是核糖，则b是图丙所示物质的基本单位
B．如果m是胸腺嘧啶（T），则b是图乙所示物质的基本单位
C．在多个b聚合成图乙或图丙所示物质的过程中都要产生水
D．含有乙的生物体内有5种m，含有丙的生物体内有4种m
【答案】D
【解析】A、图甲中a是五碳糖，如果a是核糖，则b是核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位，则b （核苷酸）是丙（tRNA）的基本单位，A正确；
B、T是DNA特有的碱基，所以如果m为T，则b为乙（DNA）的基本单位，B正确；
C、b聚合成乙或丙的过程中，在核苷酸的磷酸基团和相邻核苷酸的五碳糖的羟基之间脱水缩合形成磷酸二酯键，因此产生水，C正确；
D、m表示碱基，图乙表示DNA，图丙表示tRNA，DNA病毒中只含有DNA，故只有4中m（碱基），含有丙（tRNA）的生物体为细胞生物，体内有5种m碱基），D错误。
故选D。
题型二 探究DNA分子复制的过程
6．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
【答案】A
【解析】A、离心后得到的轻带是14N 标记的双链DNA ，A错误；
B、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；
C、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；
D、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。
故选A。
7．1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔将DNA双链都被15N标记的亲代大肠杆菌转移到含14N的培养液中培养两代，分别收集亲代、子一代和子二代大肠杆菌并提取DNA，对提取的DNA进行离心，其结果如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．子二代含15N的DNA分子有4个
B．由亲代和子一代的离心结果可排除全保留复制
C．由实验结果可以证明DNA为半保留复制
D．该实验运用了同位素标记技术和离心技术
【答案】A
【解析】A、亲代大肠杆菌的DNA双链都被15N标记，转移到含14N的培养液中培养。DNA 复制为半保留复制，子一代 DNA 分子均为一条链含15N，一条链含14N；子二代 DNA 分子中，一半是一条链含15N、一条链含14N，另一半是两条链都含14N。一个大肠杆菌细胞内，子二代含15N的 DNA 分子有2个，而不是4个，A错误；
B、若为全保留复制，亲代 DNA 离心后应为重带（两条链都为15N），子一代 DNA 离心后会出现重带（两条链都为15N）和轻带（两条链都为14N），但实际子一代离心结果只有中带（一条链15N、一条链14N ），所以由亲代和子一代的离心结果可排除全保留复制，B正确；
C、结合半保留复制的特点，子一代为中带（一条链15N、一条链14N ），子二代为中带（一条链15N、一条链14N ）和轻带（两条链14N ），与实验结果相符，所以由实验结果可以证明 DNA 为半保留复制，C正确；
D、实验中用15N标记 DNA，运用了同位素标记技术；对提取的 DNA 进行离心，运用了离心技术，D正确。
故选A。
8．为证明DNA复制是半保留复制，某生物兴趣小组重做了科学家的实验：将大肠杆菌置于含15N的培养基中繁殖数代后，使大肠杆菌的DNA都含15N（亲代），然后再将其转入含14N的培养基中培养，提取亲代及子代的DNA，离心分离，绘制了如图①～⑤的可能结果。下列有关叙述错误的是（　　）
A．该实验过程中使用了同位素标记技术和离心技术
B．⑤为亲代，将其转入含14N的培养基中培养一代的结果为②
C．⑤为亲代，将其转入含14N的培养基中培养两代的结果为①
D．⑤为亲代，将其转入含14N的培养基中培养三代的结果为④
【答案】D
【解析】A、在该实验中，使用15N标记大肠杆菌的DNA，这是同位素标记技术；对亲代及子代DNA进行离心分离，这是离心技术，A正确；
B、亲代DNA两条链都含15N，即15N/15N-DNA，离心后位于最下方，对应⑤。将其转入含14N的培养基中培养一代，由于DNA是半保留复制，子代DNA都是一条链含15N，一条链含14N，即15N/14N- DNA，离心后位于中间位置，对应②，B正确；
C、亲代DNA（15N/15N-DNA，对应⑤）转入含14N的培养基中培养两代，根据DNA半保留复制，会产生2个15N/14N-DNA和2个14N/14N-DNA，离心后结果为①（一半中带，一半轻带），C正确；
D、亲代DNA（15N/15N-DNA，对应⑤）转入含14N的培养基中培养三代，根据半保留复制，会产生2个15N/14N-DNA和23- 2=6个14N/14N-DNA，离心后结果为③（1/4中带，3/4轻带），而不是④，D错误。
故选D。
9．科学家曾提出DNA复制方式的三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制（图1），其中分散复制假说认为，亲代DNA断裂成短片段，以这些短片段为模板，合成同样长短的新的短片段，然后新、旧短片段混合连接形成完整DNA链。为探究以上假说是否正确，科学家以大肠杆菌为实验材料，进行了如下实验（图2）。下列叙述正确的是（ ）
A．无论何种复制方式，子代DNA离心后试管中均无重带出现
B．仅根据第一代离心结果能说明DNA复制方式一定是半保留复制
C．第一、二代的离心结果支持DNA复制方式是分散复制而不是半保留复制
D．若DNA复制方式是半保留复制方式，推测第三代离心后轻带比例将增加
【答案】D
【解析】A、若为全保留复制，则子代DNA离心后试管中有重带出现，A错误;
BC、第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，则可以排除全保留复制，但不能肯定是半保留复制或分散复制，继续做第二代DNA密度鉴定，若第二代可以分出一条中密度带和一条轻密度带，则可以排除分散复制，同时肯定是半保留复制，BC错误；
D、若DNA复制方式是半保留复制方式，推测第三代离心后（只有一个DNA为一条链含15N，一条链含14N，其余DNA均为14N）轻带比例将增加，D正确。
10．1958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．得到的DNA带的位置有三个，证明了DNA的半保留复制
B．因为15N有放射性，所以能够区分DNA的母链和子链
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】A
【解析】A、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，A正确；
B、15N是稳定性同位素，无放射性，实验中通过密度梯度离心区分DNA分子密度差异，而非放射性标记，且无法直接区分母链与子链，B错误；
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、大肠杆菌被选用的主要原因是其繁殖快、拟核DNA为环状且易于提取，而非因质粒的存在，D错误。
题型三 DNA的复制过程、特点
11．DNA 复制时双螺旋会解开并形成复制叉。下图为DNA 复制叉的结构示意图 （仅图示部分结构，不完整），引物是一小段核糖核酸，后随链合成过程中，会形成冈崎片段，它们的合成是不连续的。结合所学知识分析，下列说法正确的是（　　）
A．DNA 聚合酶催化游离核苷酸与模板链之间按碱基互补配对形成氢键
B．冈崎片段的形成与DNA 的子链只能从5'端向3'端合成有关
C．冈崎片段由引物酶催化合成，需要被连接起来以保持后随链的完整
D．原核生物的DNA 分子是环状的，复制过程中不会产生冈崎片段
【答案】B
【解析】A、DNA 聚合酶催化游离核苷酸子链形成磷酸二酯键，A错误；
B、DNA复制具有半不连续性，是因为DNA复制只能从5'端向3'端合成子链，形成两条子链的方向相反，因此后随链上产生了冈崎片段，B正确；
C、由图可知，引物由引物酶催化合成，冈崎片段也是DNA子链，由DNA聚合酶催化合成，C错误；
D、冈崎片段形成的原因是由于DNA复制只能从5'端向3'端合成子链，原核生物DNA复制时同样会产生冈崎片段，D错误。
12．λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列，这种噬菌体在侵染大肠杆菌后DNA会发生如图所示的环化，环化后的DNA才能为外壳蛋白基因、尾部蛋白基因等基因的表达提供关键的、功能完整的RNA聚合酶结合位点。下列相关分析错误的是（　　）
A．线性DNA两端的单链片段可发生碱基互补配对
B．环化DNA的每个脱氧核糖均连接两个磷酸基团
C．环化DNA解旋后，子链沿模板链的3′→5′方向复制子链
D．线性双链DNA可以直接进行转录，完成子代λ噬菌体的合成
【答案】D
【解析】A、结合题干信息和题图可知，噬菌体DNA两端的单链序列在侵入大肠杆菌后会发生自连环化，形成环状双链DNA分子，由此说明线性DNA两端的单链片段可发生碱基互补配对，A正确；
B、环化DNA的每个脱氧核糖均连接两个磷酸基团，B正确；
C、子链的合成方向为5′→3′，子链与模板链反向平行，因此环化DNA解旋后，子链沿模板链的3′→5′方向复制子链，C正确；
D、结合题干信息可知，环化后的DNA才能为外壳蛋白基因、尾部蛋白基因等基因的表达提供关键的、功能完整的RNA聚合酶结合位点，因此线性双链DNA不能直接进行转录，D错误。
13．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
【答案】D
【解析】A、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；
B、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；
C、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；
D、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。
14．如图表示真核细胞内发生的某种生理过程。下列叙述正确的是（　　）
A．酶1可使磷酸二酯键断裂，酶2可催化磷酸二酯键的形成
B．b链与c链的碱基互补配对，a链与b链的碱基排列顺序相同
C．该图表示DNA半保留复制过程，遗传信息传递方向是DNA→RNA
D．从图中可看出DNA复制具有半保留复制和边解旋边复制的特点
【答案】D
【解析】A、提图表示真核细胞内DNA复制的过程，酶1为解旋酶，可催化氢键断裂，酶2为DNA聚合酶，可催化磷酸二酯键的形成，A错误；
B、b链以c链为模板形成，与c链的碱基互补配对，a链是以亲代DNA的另一条单链为模板形成，与c链的碱基排列顺序相同， B错误；
C、该图表示DNA半保留复制过程，遗传信息传递方向是DNA→DNA，C错误；
D、从图中可看出子代DNA分子各有亲代DNA的一条母链，解旋的同时进行着子链的合成，即DNA复制具有半保留复制和边解旋边复制的特点，D正确。
15．下列有关DNA分子的叙述，正确的是（ ）
A．在DNA分子的一条链中，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数
B．在DNA分子的一条链中，相邻的两个碱基通过氢键相连接
C．DNA分子复制时，碱基互补配对原则保证了复制的准确性
D．DNA分子复制时，DNA聚合酶将核糖核苷酸连成核苷酸链
【答案】C
【解析】A、在DNA单链中，嘌呤碱基与嘧啶碱基数量不一定相等，在DNA双链中，嘌呤碱基与嘧啶碱基数量相等，A错误；
B、DNA单链中相邻碱基通过脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖连接，氢键仅存在于双链的互补碱基对之间（如A-T、C-G），B错误；
C、DNA复制时，碱基互补配对原则确保新链与模板链严格对应（如A与T配对，C与G配对），从而保证复制的准确性，C正确；
D、DNA聚合酶催化的是脱氧核糖核苷酸连接成DNA链，而核糖核苷酸是RNA合成的原料，D错误。
故选C。
题型四 DNA的相关计算
16．研究发现，许多真核生物细胞中都存在染色体外的环状DNA分子，环状DNA的复制原点通常富含AT重复序列，有利于复制起始蛋白的结合，启动复制过程。下列叙述正确的是（　　）
A．若环状DNA分子中胸腺嘧啶为M个，占总碱基数的比例为q，则其含有鸟嘌呤M（1-2q）/2q个
B．复制原点富含AT重复序列，不利于环状DNA双链解旋
C．环状DNA分子的一条脱氧核苷酸链上的嘌呤比例为1/2
D．若用3H标记环状DNA并将其置于不含标记的缓冲液中连续复制3次，子代DNA中一半有标记
【答案】A
【解析】A、由胸腺嘧啶的数量和占总碱基数的比例可知：该DNA分子的总碱基数为M/q个，因“任意两个不互补的碱基之和占总碱基数的一半”，故该DNA分子中鸟嘌呤的数量＝M/2q－M＝M（1－2q）/2q个，即M（1－2q）/2q个，A正确；
B、A-T对之间由两个氢键，C-G之间有三个氢键，AT重复序列的稳定性较低，利于环状DNA双链解旋，B错误；
C、整个DNA分子中嘌呤和嘧啶数量相等，各占1/2，但每条链上的嘌呤比例不确定，不一定为1/2，C错误；
D、若用3H标记环状DNA并将其置于不含标记的缓冲液中连续复制3次，子代DNA中1/4有3H标记，D错误；
17．已知幽门螺旋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
【答案】D
【解析】A、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；
B、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；
C、幽门螺旋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；
D、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。
18．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
【答案】B
【解析】A、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；
B、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；
C、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；
D、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。
故选B。
19．20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
【解析】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。
20．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
【答案】B
【解析】A、 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；
B、 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；
C、 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；
D、 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。
题型五 基因的结构与功能
21．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
【答案】A
【解析】A、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；
B、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；
C、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；
D、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。
22．对小立碗藓的研究显示，一种名为 LAS 的基因有助它形成良好的配子囊。如果该基因失效，则无法产生能繁衍后代的生殖细胞。LAS 基因来源于某种细菌，小立碗藓在进化过程中将该细菌的 LAS 基因纳入到了自身的基因组中。下列叙述错误的是（　　）
A．小立碗藓和细菌的基因都是由 4 种脱氧核苷酸组成
B．组成小立碗藓和细菌的基因都分布在染色体上
C．LAS 基因在小立碗藓中也具有遗传效应
D．DNA 上的碱基对数目远多于其上基因的碱基对数目
【答案】B
【解析】A、基因的本质是DNA片段，由4种脱氧核苷酸（腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶、鸟嘌呤）组成，小立碗藓（真核生物）和细菌（原核生物）的基因均符合此特征，A正确；
B、小立碗藓的核基因位于染色体上，但细菌属于原核生物，其基因分布在拟核区或质粒中，而非染色体上，B错误；
C、题干指出LAS基因失效会导致无法产生生殖细胞，说明该基因在小立碗藓中能控制特定性状，具有遗传效应，C正确；
D、真核生物的DNA含有基因片段和非基因片段，因此DNA上的总碱基对数远超过其所有基因的碱基对数之和，D正确。
23．下图基因I和基因Ⅱ表示某细胞中一条染色体上相邻的2个基因，2个基因之间为间隔序列，下列说法正确的是（ ）
A．图中基因I和基因Ⅱ不可能控制该生物的同一性状
B．在四分体时期，图中基因I和基因Ⅱ可发生基因重组
C．图中的基因I也可以是有遗传效应的RNA片段
D．图中间隔序列的碱基对替换不属于基因突变
【答案】D
【解析】A、基因与性状不是简单的一一对应关系，基因I和基因Ⅱ可能控制该生物的同一性状，A错误；
B、基因重组发生在同源染色体的非姐妹染色单体互换（四分体时期）或非同源染色体自由组合，基因I和基因Ⅱ在同一条染色体上，四分体时期不会发生基因重组，B错误；
C、图中的基因I是有遗传效应的DNA片段，不是RNA片段，C错误；
D、基因突变是指DNA分子中发生碱基的增添、缺失或替换，而引起的基因碱基序列的改变，间隔序列不是基因，其碱基对替换不属于基因突变，D正确。
24．下列关于基因、DNA、染色体及其相互关系的叙述，正确的有几项（ ）
①真核生物基因中的遗传信息蕴含在DNA4种碱基的排列顺序中
②基因是具有遗传效应的DNA片段
③DNA中的碱基对数目不等于其上所有基因中的碱基对数目之和
④同源染色体同一位置上的基因不都是等位基因
⑤染色体是基因的载体，基因都位于染色体上
⑥基因、DNA、染色体均能复制、分离和传递
A．2项 B．3项 C．4项 D．5项
【答案】C
【解析】①真核生物的基因（包括核基因和细胞质基因）的遗传信息由DNA的4种碱基（A、T、C、G）排列顺序决定，①正确；
②基因通常是具有遗传效应的DNA片段，某些病毒的基因是具有遗传效应的RNA片段，②错误；
③DNA中存在非基因序列（如调控序列、内含子等），因此DNA的碱基对数目大于所有基因的碱基对之和，③正确；
④同源染色体同一位置上的基因可能是等位基因（如Aa）或相同基因（如AA），④正确；
⑤基因并非都位于染色体上，例如线粒体和叶绿体中的基因位于细胞质DNA中，⑤错误；
⑥基因的复制和分离依附于DNA和染色体，三者均能复制、分离和传递，⑥正确。
综上所述，正确的是①③④⑥。
25．真核生物的基因大多为断裂基因，即两个基因之间含有一段不能编码RNA的无遗传效应序列。原核生物和某些病毒的基因组中常见重叠基因，即两个或两个以上的基因共用一段DNA序列。下列说法错误的是（ ）
A．真核生物基因中的碱基数量小于其DNA分子中的碱基数量
B．重叠基因中某个碱基发生改变可能会影响多种蛋白质功能
C．发生重叠的两个基因编码的蛋白质中氨基酸序列完全相同
D．重叠基因可提高碱基的利用率，使有限的DNA序列能够编码更多的蛋白质
【答案】C
【解析】A、真核生物的DNA分子包含多个基因及非基因中的碱基序列（如基因间区），所有基因的碱基总数必然小于整个DNA分子的碱基总数，A正确；
B、重叠基因共用同一段DNA序列，若某碱基突变可能影响多个基因的转录和翻译，导致多种蛋白质功能异常，B正确；
C、重叠基因的阅读框或转录方向可能不同，即使共用同一段DNA，编码的蛋白质氨基酸序列通常不同，C错误；
D、重叠基因即两个或两个以上的基因共用一段DNA序列，通过共用DNA序列提高碱基利用率，使有限DNA编码更多蛋白质，D正确。
1．（2025·四川巴中·二模）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
【解析】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。
2．（2025·内蒙古呼伦贝尔·二模）下图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，下列叙述正确的是（　　）
A．基因R、S、N、O 中都有 5 种碱基，8 种核苷酸
B．基因S（白眼基因）、O（棒眼基因）互为等位基因
C．R、S、N、O中（A+C）/（T+G）相同，（A+T）/（G+C）值一般不同
D．R、S、N、O四个基因最本质的区别是核苷酸种类不同
【答案】C
【解析】A、R、S、N、O都是基因，在一条染色体上，含有4种碱基，4种核苷酸，A错误；
B、基因S（白眼基因）、O（棒眼基因）位于同一条染色体上，互为非等位基因，B错误；
C、R、S、N、O都是基因，根据碱基互补配对原则，A=T，C=G，因此，（A+C）/（T+G）=1，（A+T）/（G+C）的值一般不相同，C正确；
D、R、S、N、O四个基因最本质的区别是核苷酸序列不同，D错误。
故选C。
3．（2025·湖北黄石·二模）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
【解析】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。
4．（2025·甘肃金昌·三模）细胞中DNA分子复制时，在解旋酶的作用下DNA双链解开，DNA单链结合蛋白与解旋后的DNA单链结合，使单链呈伸展状态而有利于复制。下图是原核细胞中DNA复制过程的DNA单链结合蛋白示意图，下列有关分析正确的是（　　）
A．在真核细胞中，间期DNA复制与染色体复制是先后进行的
B．DNA是边解旋边复制的，两条子链的合成都是连续的
C．DNA能准确复制取决于其具有独特的双螺旋结构
D．DNA单链结合蛋白能防止解旋的DNA单链重新配对
【答案】D
【解析】A、在真核细胞中，间期DNA复制与染色体复制是同步进行的，A错误；
B、DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构，由题图可知，DNA是边解旋边复制的，在复制的过程中，两条子链的合成有一条是不连续的，B错误；
C、DNA能准确复制的原因有独特的双螺旋结构提供了精确的模板，碱基互补配对保证了复制能够准确地进行，C错误；
D、DNA单链结合蛋白与解旋后的DNA单链结合，可避免两条单链间相互配对而复旋，D正确。
5．（以为肺炎克雷伯菌情境）研究人员发现肺炎克雷伯菌能以非编码RNA的局部为模板通过多轮滚环逆转录产生cDNA，如图所示。当克雷伯菌被噬菌体侵染后，会以单链cDNA为模板合成双链cDNA，然后表达出氨基酸序列重复的蛋白质，抑制细菌自身生长，从而阻止噬菌体复制。相关叙述正确的是（　　）
A．双链cDNA的合成不需要用到DNA聚合酶
B．逆转录过程的原料是4种核糖核苷酸
C．翻译时mRNA上终止密码子5’-UAG-3’会和tRNA上5’-CUA-3’的反密码子配对
D．克雷伯菌能合成逆转录酶是其阻止噬菌体复制的基础
【答案】D
【解析】A、双链cDNA的合成即DNA复制需要用到DNA聚合酶，A错误；
B、滚环逆转录的产物是DNA，合成DNA的原料是4种脱氧核糖核苷酸，B错误；
C、终止密码子一般没有对应的氨基酸，不会与tRNA上的反密码子配对，C错误；
D、cDNA表达出氨基酸序列重复的蛋白质，抑制细菌自身生长，从而阻止噬菌体复制，克雷伯菌能合成逆转录酶是其阻止噬菌体复制的基础，D正确。
6．（2025·山东青岛·三模）某些病毒的DNA为双链环状，其中内环链（H链）密度大，外环链（L链）密度小。两条链的复制原点位置不同，H链的称为OH，L链的称为OL。复制时，RNA聚合酶在开口处合成一段引物，当H链合成约2/3时，OL启动，复制过程如图所示。SSBP为单链DNA结合蛋白。下列说法正确的是（ ）
A．该类型DNA中有2个复制原点，同时启动加快DNA复制速度
B．该类型DNA分子复制时，一条链为连续复制，另一条链为不连续复制
C．产生的子代DNA经离心处理后，试管中会出现一条DNA带
D．SSBP与DNA结合形成染色体，能防止L链和H链重新盘绕成双链
【答案】C
【解析】A、题干明确提到“H链的称为OH，L链的称为OL。复制时，当H链合成约2/3时，OL启动”，这表明两条链的复制原点不是同时启动的，而是有先后顺序，A错误；
B、DNA的两条链是反向平行的，两条链复制时，脱氧核糖核苷酸均与引物的3′端连接，即都是沿着子链的5’→3’方向延伸，所以该类型DNA分子复制时，两条链均为连续复制，B错误；
C、DNA的两条链是反向平行的，该病毒DNA的H链密度大，L链密度小，子代DNA中一条链是原来的母链（有H链或L链），一条链是新合成的链（有L链或H链），即得到的所有DNA分子的两条链，一条链的密度大，一条链的密度小，经离心处理后，试管中会出现一条DNA带，C正确；
D、染色体是由DNA和蛋白质结合形成的，但是病毒没有染色体结构，且SSBP是单链DNA结合蛋白，其作用是防止L链和H链重新盘绕成双链，而不是形成染色体，D错误。
7．（以核苷酸受损为情境）DNA分子上的碱基有时会发生脱氨基反应使某个核苷酸受损，对DNA的结构造成损伤。但在一定条件下，细胞内的糖苷水解酶能特异性切除受损核苷酸上的嘌呤或嘧啶形成AP位点，而AP内切核酸酶会识别并切除带有AP位点的小片段DNA，并由其他酶完成修复。下列说法正确的是（ ）
A．糖苷水解酶与AP内切核酸酶均作用于磷酸二酯键
B．细胞中的DNA发生脱氨基反应不会导致基因突变
C．含一个发生脱氨基反应但未修复的DNA的体细胞分裂n次后，有2n-1个细胞的遗传物质发生改变
D．带AP位点的小片段DNA被切除后，以未受损链为模板用DNA聚合酶催化合成新片段即可完成修复
【答案】C
【解析】A、分析题意可知，糖苷水解酶能特异性切除受损核苷酸上的嘌呤或嘧啶，即五碳糖与碱基之间的化学键，而AP内切核酸酶会识别并切除带有AP位点的小片段DNA，即磷酸二酯键，A错误；
B、细胞中的DNA发生脱氨基反应可能会导致基因中碱基种类发生改变，即改变了基因的结构，会导致基因突变，B错误；
C、根据DNA的伴保留复制，一个发生脱氨基反应但未被修复的DNA中，一条链正常，另一条链错误，则以这两条链为模板进行复制的DNA，有一半正确，一半错误，即该细胞分裂n次后，有2n-1个细胞的遗传物质发生改变，C正确；
D、带有AP位点的小片段DNA被切除后，需要用DNA连接酶催化合成新的片段，D错误。
8．（2025·福建福州·三模）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
【解析】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（ N和 N），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。
9．（2025·湖南邵阳·三模）噬菌体内存在两个或两个以上的基因共有一段DNA序列的重叠基因，下图为前后两个基因重叠及部分遗传信息传递的情况。下列叙述正确的是（　　）
A．DNA 甲基化修饰不改变基因的碱基序列故不能遗传
B．两个基因重叠区域编码的氨基酸序列一定相同
C．M端为DNA单链的5“端，有一个游离磷酸基团
D．图中三种酶都能催化形成磷酸二酯键
【答案】C
【解析】A、DNA甲基化修饰虽然不改变基因的碱基序列，但属于表观遗传现象，是可以遗传的，表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达和表型发生可遗传变化的现象，A错误；
B、两个基因重叠区域由于转录的模板链不一定相同，密码子的阅读方式也可能不同，所以编码的氨基酸序列不一定相同，B 错误；
C、根据DNA聚合酶只能从5′端向3′端延伸子链可知，图中与酶3结合的一端为3′端，那么M端为DNA单链的5′端，有一个游离磷酸基团，C正确；
D、图中酶1为解旋酶，作用是解开双链，不催化形成磷酸二酯键，酶2为DNA聚合酶，催化形成磷酸二酯键，酶3为RNA聚合酶，催化形成磷酸二酯键，D错误。
10．（2025·河北张家口·三模）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
【答案】D
【解析】A、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，即左氧氟沙星可阻止DNA复制，因此对DNA病毒的感染真核生物没有疗效，A错误；
B、细菌无线粒体，但也可以通过自身细胞呼吸产生ATP，而不是消耗人体细胞的，B错误；
C、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，C错误；
D、一个DNA复制n次后形成2n个DNA分子，其中含有亲代母链的2个DNA分子被32P标记，占1/2 n-1，D正确。
11．（2025·湖北·三模）下列关于基因和染色体关系的叙述，正确的是（ ）
A．真核生物的基因都位于染色体上
B．同源染色体相同位置上的基因控制不同性状
C．性染色体上基因的遗传总与性别相关联，都与性别决定有关
D．在配子形成和受精过程中，基因和染色体都有一定的独立性和完整性
【答案】D
【解析】A、真核生物的核基因都位于染色体上，而质基因位于线粒体等细胞器内，A错误；
B、同源染色体相同位置上的基因控制同一性状，B错误；
C、性染色体上基因的遗传总与性别相关联，但这些基因不一定都与性别决定有关，如红绿色盲基因，C错误；
D、基因和染色体是平行关系，在配子形成和受精过程中，基因和染色体都有一定的独立性和完整性，D正确。
12．（2025·内蒙古赤峰·二模）用诱变剂EMS处理野生型水稻可获得雄性不育株和其他新的性状。用雄性不育株与野生型杂交，F1可育，F2中可育植株占3/4：其他新性状是由10号染色体末端4处发生了单个碱基对替换所致，两处在A、B基因间隔区，一处在D基因的某内含子（是真核细胞基因非编码蛋白的DNA序列，不参与蛋白编码），一处在M基因的某外显子（是真核细胞基因编码蛋白的DNA序列，参与蛋白编码）。下列叙述错误的是（　　）
A．诱导水稻产生新性状可体现基因突变的不定向性，雄性不育为隐性突变
B．A、B、D、M基因在染色体上呈线性排列，各基因的首端存在起始密码子
C．发生在A和B基因之间的碱基对替换未引起基因结构的改变不属于基因突变
D．发生在D基因某内含子碱基序列变化不一定改变生物的性状
【答案】B
【解析】A、用诱变剂处理野生型水稻获得多种新性状，这体现了基因突变可以产生多种不同的结果，即基因突变的不定向性。雄性不育株与野生型杂交，F1可育，说明野生型为显性，雄性不育为隐性，是隐性突变，A正确；
B、基因在染色体上呈线性排列，但是起始密码子位于mRNA上，而不是基因的首端，B错误；
C、基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。 发生在A和B基因之间的碱基对替换，因为A、B基因之间是基因间隔区，不是基因结构，所以未引起基因结构的改变，不属于基因突变，C正确；
D、D基因的内含子是真核细胞基因非编码蛋白的DNA序列，不参与蛋白编码。所以发生在D基因某内含子的碱基序列变化，不一定会改变生物的性状，D正确。
1．（2025·重庆·高考真题）细胞中F蛋白和M蛋白均可进入细胞核。X蛋白选择性地结合F蛋白或乙酰化修饰的M蛋白，从而阻止被结合的蛋白进入细胞核，具体机制如图。下列说法合理的是（ ）
A．M基因和F基因都属于原癌基因
B．M蛋白和F蛋白都是DNA聚合酶
C．在癌细胞中过量表达X可能会减缓癌细胞增殖
D．在正常细胞中去除F蛋白，可能会抑制正常细胞凋亡
【答案】C
【解析】A、一般来说，原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，抑癌基因表达的蛋白质能促进细胞凋亡，由图可知，正常细胞中的M蛋白进入细胞核促进凋亡基因转录，癌细胞中的F蛋白进入细胞核促进增殖基因转录，说明M基因属于抑癌基因，F基因属于原癌基因，A错误；
B、DNA聚合酶参与DNA复制，M蛋白和F蛋白在转录过程中发挥作用，所以M蛋白和F蛋白都不是DNA聚合酶，B错误；
C、X蛋白选择性地结合F蛋白或乙酰化修饰的M蛋白，从而阻止被结合的蛋白进入细胞核，在癌细胞中，X蛋白结合乙酰化修饰的M蛋白，促进F蛋白进入细胞核，若过量表达X蛋白，可能会导致部分X蛋白与F蛋白结合，使进入细胞核内的F蛋白减少，从而减缓癌细胞增殖，C正确；
D、由图可知，在正常细胞中去除M蛋白，可能会抑制正常细胞凋亡，D错误。
2．（2025·四川·高考真题）为杀死蜜蜂寄生虫瓦螨，研究人员对蜜蜂肠道中的S菌进行改造，使其能释放特定的双链RNA（dsRNA）。进入瓦螨体内的dsRNA被加工成siRNA后，能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合使其降解，导致瓦螨死亡。下列叙述正确的是（ ）
A．siRNA的嘌呤与嘧啶之比和dsRNA相同
B．dsRNA加工成siRNA会发生氢键的断裂
C．瓦螨死亡的原因是目标基因的转录被抑制
D．用改造后的S菌来杀死瓦螨属于化学防治
【答案】B
【解析】A、dsRNA为双链结构，嘌呤数等于嘧啶数，其嘌呤与嘧啶之比为1:1。siRNA是由dsRNA加工而来的单链片段，其嘌呤与嘧啶之比不一定为1:1，A错误；
B、双链dsRNA加工成单链siRNA的过程会发生氢键的断裂，B正确；
C、根据题干信息，siRNA能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合使其降解，导致瓦螨死亡，所以siRNA直接抑制的是翻译过程，C错误；
D、用改造后的S菌来杀死瓦螨属于生物防治，D错误。
3．（2025·广东·高考真题）Solexa测序是一种将PCR与荧光检测相结合的高通量测序技术。为了确保该PCR过程中，DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后，DNA链不继续延伸，应保护底物中脱氧核糖结构上的（ ）
A．1'-碱基 B．2'-氢 C．3'-羟基 D．5'-磷酸基团
【答案】C
【解析】已知DNA聚合酶催化延伸子链方向只能从5′→3′，原因是脱氧核苷酸的3'碳有羟基，可以结合下一个脱氧核苷酸的5′碳的磷酸基团，故为了DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后，DNA链不继续延伸，应保护底物中脱氧核糖结构上的3'-羟基，使其不能结合下一个脱氧核苷酸的5′碳的磷酸基团，C正确。
故选C。
4．（2025·湖北·高考真题）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
【答案】B
【解析】A、DNA通过半保留复制可快速扩增数据，便于传播，A不符合题意；
B、DNA储存数据时，信息读取依赖测序技术而非转录翻译（后者为生物体内表达遗传信息的过程），与数据存储无关，B符合题意；
C、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，C不符合题意；
D、DNA分子结构紧凑，单位体积存储密度极高，节省空间，D不符合题意；
5．（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
【解析】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。
6．（2025·山东·高考真题）关于豌豆胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程，下列说法错误的是（ ）
A．三个过程均存在碱基互补配对现象
B．三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内
C．根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列
D．RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同
【答案】C
【解析】A、DNA复制、转录和翻译过程中均遵循碱基互补配对原则，因此都存在碱基互补配对现象，A正确；
B、翻译发生在细胞质基质中的核糖体上，豌豆胞核中淀粉酶基因复制和转录的场所都是细胞核，B正确；
C、DNA复制和转录可以通过产物序列确定其模板序列，但翻译的产物是蛋白质，蛋白质的基本单位是氨基酸，由于密码子具有简并性，因此知道氨基酸序列不一定能准确知道mRNA上的碱基序列，C错误；
D、转录时需要RNA聚合酶的参与，RNA聚合酶从模板链的3'→5'，翻译时，核糖体从mRNA的5'→3'，移动方向不同，D正确。
7．（2025·浙江·高考真题）多种多样的生物通过遗传信息控制性状，并通过繁殖将遗传物质传递给子代。下列关于遗传物质的叙述正确的是（ ）
A．S型肺炎链球菌的遗传物质主要通过质粒传递给子代
B．水稻、小麦和玉米三大粮食作物的遗传物质主要是DNA
C．控制伞藻伞帽的遗传物质通过半保留复制表达遗传信息
D．烟草叶肉细胞的遗传物质水解后可产生4种脱氧核苷酸
【答案】D
【解析】A、S型肺炎链球菌是原核生物，其遗传物质主要分布于拟核。因此，S型肺炎链球菌的遗传物质主要通过拟核传递给子代，A错误；
B、水稻、小麦和玉米三大粮食作物都是植物，都属于真核生物，真核生物的遗传物质是DNA，B错误；
C、基因指导蛋白质的合成过程是遗传信息的表达过程，伞藻通过复制传递遗传信息，而不是表达遗传信息，C错误；
D、烟草叶肉细胞的遗传物质是DNA，其单体是脱氧核苷酸，DNA水解后可产生4种脱氧核苷酸，D正确。
故选D。
8．（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
【解析】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。
9．（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
【解析】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。
10．（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
【解析】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。
11．（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
【解析】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。
12．（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
【解析】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。
13．（2024·河北·高考真题）下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是（ ）
A．DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链
B．复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋
C．复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开
D．DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端
【答案】D
【解析】A、DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误；
B、复制时，解旋酶使得DNA双链从复制起点开始，以双向进行的方式解旋，这并不是从5′端到3′端的单向解旋，B错误；
C、转录时不需要解旋酶，RNA聚合酶即可完成解旋，C错误；
D、DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端，D正确；
14．（2024·浙江·高考真题）大肠杆菌在含有 H-脱氧核苷培养液中培养， H-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 H-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
【解析】大肠杆菌在含有 H-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 H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 H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。
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第20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的分子结构和特点 【题型二】探究DNA分子复制的过程 【题型三】DNA的复制过程、特点 【题型四】DNA的相关计算 【题型五】基因的结构与功能 02 能力突破练（新角度+新情境+新考法） 03 高考溯源练（含2025年高考真题）
题型一 DNA的分子结构和特点
1．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
2．DNA双螺旋结构的揭示是划时代的伟大发现，在生物学的发展中具有里程碑的意义。下列关于DNA双螺旋结构的叙述，正确的是（　　）
A．DNA分子由4种核糖核苷酸组成
B．鸟嘌呤和胞嘧啶之间由3个氢键相连
C．磷酸和脱氧核糖交替连接排列于内侧
D．DNA单链上相邻碱基以磷酸二酯键相连
3．细胞核内的DNA分子同时有多种不同的空间构型，不同构型间可相互转化，主要类型如下表所示：
空间构型 B型DNA A型DNA Z型DNA
双螺旋直径 2.37nm 2.55nm 1.84nm
常见环境 主要存在形式 RNA-DNA杂交时 富含GC的区域
下列相关分析错误的是（ ）
A．获取的每种构型DNA片段均具有2个游离的磷酸基团和2个游离的羟基
B．磷酸和核糖交替连接，排列在外侧，构成了各型DNA的基本骨架
C．A型DNA的直径大，可为RNA聚合酶提供空间，便于基因的转录
D．若Z型DNA过度形成，紧凑的结构可能会干扰DNA的复制和转录
4．科学家曾在蓝细菌体内发现一种名为S-2L的噬菌体，并发现该噬菌体部分碱基A被Z（2-氨基腺嘌呤）取代，Z与T之间的结合力和G与C之间的结合力一样强，且这种Z-DNA（含有Z的DNA）能够帮助噬菌体更好地抵抗细菌中某些蛋白质的攻击。下列叙述错误的是（　　）
A．S-2L与蓝细菌所含有的核酸种类不完全相同
B．Z-DNA分子结构的稳定性较原DNA高
C．Z-DNA可能不易被细菌中的限制酶识别
D．Z-DNA中嘌呤比例大于嘧啶比例
5．下图甲所示物质b是组成图乙或图丙所示物质的基本单位。下列相关叙述错误的是（　　）
A．如果图甲中的a是核糖，则b是图丙所示物质的基本单位
B．如果m是胸腺嘧啶（T），则b是图乙所示物质的基本单位
C．在多个b聚合成图乙或图丙所示物质的过程中都要产生水
D．含有乙的生物体内有5种m，含有丙的生物体内有4种m
题型二 探究DNA分子复制的过程
6．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
7．1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔将DNA双链都被15N标记的亲代大肠杆菌转移到含14N的培养液中培养两代，分别收集亲代、子一代和子二代大肠杆菌并提取DNA，对提取的DNA进行离心，其结果如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．子二代含15N的DNA分子有4个
B．由亲代和子一代的离心结果可排除全保留复制
C．由实验结果可以证明DNA为半保留复制
D．该实验运用了同位素标记技术和离心技术
8．为证明DNA复制是半保留复制，某生物兴趣小组重做了科学家的实验：将大肠杆菌置于含15N的培养基中繁殖数代后，使大肠杆菌的DNA都含15N（亲代），然后再将其转入含14N的培养基中培养，提取亲代及子代的DNA，离心分离，绘制了如图①～⑤的可能结果。下列有关叙述错误的是（　　）
A．该实验过程中使用了同位素标记技术和离心技术
B．⑤为亲代，将其转入含14N的培养基中培养一代的结果为②
C．⑤为亲代，将其转入含14N的培养基中培养两代的结果为①
D．⑤为亲代，将其转入含14N的培养基中培养三代的结果为④
9．科学家曾提出DNA复制方式的三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制（图1），其中分散复制假说认为，亲代DNA断裂成短片段，以这些短片段为模板，合成同样长短的新的短片段，然后新、旧短片段混合连接形成完整DNA链。为探究以上假说是否正确，科学家以大肠杆菌为实验材料，进行了如下实验（图2）。下列叙述正确的是（ ）
A．无论何种复制方式，子代DNA离心后试管中均无重带出现
B．仅根据第一代离心结果能说明DNA复制方式一定是半保留复制
C．第一、二代的离心结果支持DNA复制方式是分散复制而不是半保留复制
D．若DNA复制方式是半保留复制方式，推测第三代离心后轻带比例将增加
10．1958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．得到的DNA带的位置有三个，证明了DNA的半保留复制
B．因为15N有放射性，所以能够区分DNA的母链和子链
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
题型三 DNA的复制过程、特点
11．DNA 复制时双螺旋会解开并形成复制叉。下图为DNA 复制叉的结构示意图 （仅图示部分结构，不完整），引物是一小段核糖核酸，后随链合成过程中，会形成冈崎片段，它们的合成是不连续的。结合所学知识分析，下列说法正确的是（　　）
A．DNA 聚合酶催化游离核苷酸与模板链之间按碱基互补配对形成氢键
B．冈崎片段的形成与DNA 的子链只能从5'端向3'端合成有关
C．冈崎片段由引物酶催化合成，需要被连接起来以保持后随链的完整
D．原核生物的DNA 分子是环状的，复制过程中不会产生冈崎片段
12．λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列，这种噬菌体在侵染大肠杆菌后DNA会发生如图所示的环化，环化后的DNA才能为外壳蛋白基因、尾部蛋白基因等基因的表达提供关键的、功能完整的RNA聚合酶结合位点。下列相关分析错误的是（　　）
A．线性DNA两端的单链片段可发生碱基互补配对
B．环化DNA的每个脱氧核糖均连接两个磷酸基团
C．环化DNA解旋后，子链沿模板链的3′→5′方向复制子链
D．线性双链DNA可以直接进行转录，完成子代λ噬菌体的合成
13．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
14．如图表示真核细胞内发生的某种生理过程。下列叙述正确的是（　　）
A．酶1可使磷酸二酯键断裂，酶2可催化磷酸二酯键的形成
B．b链与c链的碱基互补配对，a链与b链的碱基排列顺序相同
C．该图表示DNA半保留复制过程，遗传信息传递方向是DNA→RNA
D．从图中可看出DNA复制具有半保留复制和边解旋边复制的特点
15．下列有关DNA分子的叙述，正确的是（ ）
A．在DNA分子的一条链中，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数
B．在DNA分子的一条链中，相邻的两个碱基通过氢键相连接
C．DNA分子复制时，碱基互补配对原则保证了复制的准确性
D．DNA分子复制时，DNA聚合酶将核糖核苷酸连成核苷酸链
题型四 DNA的相关计算
16．研究发现，许多真核生物细胞中都存在染色体外的环状DNA分子，环状DNA的复制原点通常富含AT重复序列，有利于复制起始蛋白的结合，启动复制过程。下列叙述正确的是（　　）
A．若环状DNA分子中胸腺嘧啶为M个，占总碱基数的比例为q，则其含有鸟嘌呤M（1-2q）/2q个
B．复制原点富含AT重复序列，不利于环状DNA双链解旋
C．环状DNA分子的一条脱氧核苷酸链上的嘌呤比例为1/2
D．若用3H标记环状DNA并将其置于不含标记的缓冲液中连续复制3次，子代DNA中一半有标记
17．已知幽门螺旋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
18．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
19．20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
20．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
题型五 基因的结构与功能
21．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
22．对小立碗藓的研究显示，一种名为 LAS 的基因有助它形成良好的配子囊。如果该基因失效，则无法产生能繁衍后代的生殖细胞。LAS 基因来源于某种细菌，小立碗藓在进化过程中将该细菌的 LAS 基因纳入到了自身的基因组中。下列叙述错误的是（　　）
A．小立碗藓和细菌的基因都是由 4 种脱氧核苷酸组成
B．组成小立碗藓和细菌的基因都分布在染色体上
C．LAS 基因在小立碗藓中也具有遗传效应
D．DNA 上的碱基对数目远多于其上基因的碱基对数目
23．下图基因I和基因Ⅱ表示某细胞中一条染色体上相邻的2个基因，2个基因之间为间隔序列，下列说法正确的是（ ）
A．图中基因I和基因Ⅱ不可能控制该生物的同一性状
B．在四分体时期，图中基因I和基因Ⅱ可发生基因重组
C．图中的基因I也可以是有遗传效应的RNA片段
D．图中间隔序列的碱基对替换不属于基因突变
24．下列关于基因、DNA、染色体及其相互关系的叙述，正确的有几项（ ）
①真核生物基因中的遗传信息蕴含在DNA4种碱基的排列顺序中
②基因是具有遗传效应的DNA片段
③DNA中的碱基对数目不等于其上所有基因中的碱基对数目之和
④同源染色体同一位置上的基因不都是等位基因
⑤染色体是基因的载体，基因都位于染色体上
⑥基因、DNA、染色体均能复制、分离和传递
A．2项 B．3项 C．4项 D．5项
25．真核生物的基因大多为断裂基因，即两个基因之间含有一段不能编码RNA的无遗传效应序列。原核生物和某些病毒的基因组中常见重叠基因，即两个或两个以上的基因共用一段DNA序列。下列说法错误的是（ ）
A．真核生物基因中的碱基数量小于其DNA分子中的碱基数量
B．重叠基因中某个碱基发生改变可能会影响多种蛋白质功能
C．发生重叠的两个基因编码的蛋白质中氨基酸序列完全相同
D．重叠基因可提高碱基的利用率，使有限的DNA序列能够编码更多的蛋白质
1．（2025·四川巴中·二模）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
2．（2025·内蒙古呼伦贝尔·二模）下图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，下列叙述正确的是（　　）
A．基因R、S、N、O 中都有 5 种碱基，8 种核苷酸
B．基因S（白眼基因）、O（棒眼基因）互为等位基因
C．R、S、N、O中（A+C）/（T+G）相同，（A+T）/（G+C）值一般不同
D．R、S、N、O四个基因最本质的区别是核苷酸种类不同
3．（2025·湖北黄石·二模）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
4．（2025·甘肃金昌·三模）细胞中DNA分子复制时，在解旋酶的作用下DNA双链解开，DNA单链结合蛋白与解旋后的DNA单链结合，使单链呈伸展状态而有利于复制。下图是原核细胞中DNA复制过程的DNA单链结合蛋白示意图，下列有关分析正确的是（　　）
A．在真核细胞中，间期DNA复制与染色体复制是先后进行的
B．DNA是边解旋边复制的，两条子链的合成都是连续的
C．DNA能准确复制取决于其具有独特的双螺旋结构
D．DNA单链结合蛋白能防止解旋的DNA单链重新配对
5．（以为肺炎克雷伯菌情境）研究人员发现肺炎克雷伯菌能以非编码RNA的局部为模板通过多轮滚环逆转录产生cDNA，如图所示。当克雷伯菌被噬菌体侵染后，会以单链cDNA为模板合成双链cDNA，然后表达出氨基酸序列重复的蛋白质，抑制细菌自身生长，从而阻止噬菌体复制。相关叙述正确的是（　　）
A．双链cDNA的合成不需要用到DNA聚合酶
B．逆转录过程的原料是4种核糖核苷酸
C．翻译时mRNA上终止密码子5’-UAG-3’会和tRNA上5’-CUA-3’的反密码子配对
D．克雷伯菌能合成逆转录酶是其阻止噬菌体复制的基础
6．（2025·山东青岛·三模）某些病毒的DNA为双链环状，其中内环链（H链）密度大，外环链（L链）密度小。两条链的复制原点位置不同，H链的称为OH，L链的称为OL。复制时，RNA聚合酶在开口处合成一段引物，当H链合成约2/3时，OL启动，复制过程如图所示。SSBP为单链DNA结合蛋白。下列说法正确的是（ ）
A．该类型DNA中有2个复制原点，同时启动加快DNA复制速度
B．该类型DNA分子复制时，一条链为连续复制，另一条链为不连续复制
C．产生的子代DNA经离心处理后，试管中会出现一条DNA带
D．SSBP与DNA结合形成染色体，能防止L链和H链重新盘绕成双链
7．（以核苷酸受损为情境）DNA分子上的碱基有时会发生脱氨基反应使某个核苷酸受损，对DNA的结构造成损伤。但在一定条件下，细胞内的糖苷水解酶能特异性切除受损核苷酸上的嘌呤或嘧啶形成AP位点，而AP内切核酸酶会识别并切除带有AP位点的小片段DNA，并由其他酶完成修复。下列说法正确的是（ ）
A．糖苷水解酶与AP内切核酸酶均作用于磷酸二酯键
B．细胞中的DNA发生脱氨基反应不会导致基因突变
C．含一个发生脱氨基反应但未修复的DNA的体细胞分裂n次后，有2n-1个细胞的遗传物质发生改变
D．带AP位点的小片段DNA被切除后，以未受损链为模板用DNA聚合酶催化合成新片段即可完成修复
8．（2025·福建福州·三模）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
9．（2025·湖南邵阳·三模）噬菌体内存在两个或两个以上的基因共有一段DNA序列的重叠基因，下图为前后两个基因重叠及部分遗传信息传递的情况。下列叙述正确的是（　　）
A．DNA 甲基化修饰不改变基因的碱基序列故不能遗传
B．两个基因重叠区域编码的氨基酸序列一定相同
C．M端为DNA单链的5“端，有一个游离磷酸基团
D．图中三种酶都能催化形成磷酸二酯键
10．（2025·河北张家口·三模）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
11．（2025·湖北·三模）下列关于基因和染色体关系的叙述，正确的是（ ）
A．真核生物的基因都位于染色体上
B．同源染色体相同位置上的基因控制不同性状
C．性染色体上基因的遗传总与性别相关联，都与性别决定有关
D．在配子形成和受精过程中，基因和染色体都有一定的独立性和完整性
12．（2025·内蒙古赤峰·二模）用诱变剂EMS处理野生型水稻可获得雄性不育株和其他新的性状。用雄性不育株与野生型杂交，F1可育，F2中可育植株占3/4：其他新性状是由10号染色体末端4处发生了单个碱基对替换所致，两处在A、B基因间隔区，一处在D基因的某内含子（是真核细胞基因非编码蛋白的DNA序列，不参与蛋白编码），一处在M基因的某外显子（是真核细胞基因编码蛋白的DNA序列，参与蛋白编码）。下列叙述错误的是（　　）
A．诱导水稻产生新性状可体现基因突变的不定向性，雄性不育为隐性突变
B．A、B、D、M基因在染色体上呈线性排列，各基因的首端存在起始密码子
C．发生在A和B基因之间的碱基对替换未引起基因结构的改变不属于基因突变
D．发生在D基因某内含子碱基序列变化不一定改变生物的性状
1．（2025·重庆·高考真题）细胞中F蛋白和M蛋白均可进入细胞核。X蛋白选择性地结合F蛋白或乙酰化修饰的M蛋白，从而阻止被结合的蛋白进入细胞核，具体机制如图。下列说法合理的是（ ）
A．M基因和F基因都属于原癌基因
B．M蛋白和F蛋白都是DNA聚合酶
C．在癌细胞中过量表达X可能会减缓癌细胞增殖
D．在正常细胞中去除F蛋白，可能会抑制正常细胞凋亡
2．（2025·四川·高考真题）为杀死蜜蜂寄生虫瓦螨，研究人员对蜜蜂肠道中的S菌进行改造，使其能释放特定的双链RNA（dsRNA）。进入瓦螨体内的dsRNA被加工成siRNA后，能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合使其降解，导致瓦螨死亡。下列叙述正确的是（ ）
A．siRNA的嘌呤与嘧啶之比和dsRNA相同
B．dsRNA加工成siRNA会发生氢键的断裂
C．瓦螨死亡的原因是目标基因的转录被抑制
D．用改造后的S菌来杀死瓦螨属于化学防治
3．（2025·广东·高考真题）Solexa测序是一种将PCR与荧光检测相结合的高通量测序技术。为了确保该PCR过程中，DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后，DNA链不继续延伸，应保护底物中脱氧核糖结构上的（ ）
A．1'-碱基 B．2'-氢 C．3'-羟基 D．5'-磷酸基团
4．（2025·湖北·高考真题）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
5．（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
6．（2025·山东·高考真题）关于豌豆胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程，下列说法错误的是（ ）
A．三个过程均存在碱基互补配对现象
B．三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内
C．根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列
D．RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同
7．（2025·浙江·高考真题）多种多样的生物通过遗传信息控制性状，并通过繁殖将遗传物质传递给子代。下列关于遗传物质的叙述正确的是（ ）
A．S型肺炎链球菌的遗传物质主要通过质粒传递给子代
B．水稻、小麦和玉米三大粮食作物的遗传物质主要是DNA
C．控制伞藻伞帽的遗传物质通过半保留复制表达遗传信息
D．烟草叶肉细胞的遗传物质水解后可产生4种脱氧核苷酸
8．（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
9．（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
10．（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
11．（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%
12．（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
13．（2024·河北·高考真题）下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是（ ）
A．DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链
B．复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋
C．复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开
D．DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端
14．（2024·浙江·高考真题）大肠杆菌在含有 H-脱氧核苷培养液中培养， H-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 H-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
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