2026届高考生物一轮总复习提能训练练案23DNA分子的结构复制与基因的本质

这是一份2026届高考生物一轮总复习提能训练练案23DNA分子的结构复制与基因的本质，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题
1．(2025·海南高三阶段练习)DNA指纹技术在案件侦破工作中有重要的用途。刑侦人员将从案发现场收集到的血液、头发等样品中提取的DNA与犯罪嫌疑人的DNA进行比较，就有可能为案件的侦破提供证据。下图是某核苷酸链的示意图，下列说法正确的是( )
A．人的遗传物质主要是DNA
B．图中编号4对应的物质属于该核酸的单体
C．核酸是细胞内携带遗传信息的物质，人体细胞中含有的碱基有8种
D．每个人都有自己独有的DNA分子，说明DNA分子具有特异性
答案：D
解析：人的细胞中有DNA和RNA，其中DNA是遗传物质，A错误；图示核苷酸链含碱基T，故该链为脱氧核苷酸链。脱氧核苷酸链的单体由一分子磷酸和一分子含氮碱基及一分子脱氧核糖组成。其中，磷酸和含氮碱基分别连接在脱氧核糖的5′－C及1′－C上，图中编号1的磷酸连接在3′－C上，故编号4对应的物质不属于该核酸的单体，B错误；人体细胞中含有DNA和RNA，故人体细胞中含有的碱基有A、T、G、C、U五种，C错误；每个人都有自己独有的DNA分子，每个DNA分子都有独有的碱基排列顺序，而碱基特定的排列顺序构成了每个DNA分子的特异性，D正确。故选D。
2．(2024·广西南宁一模)科学家发现，现代人类的两个不同个体之间，基因的差异最多只有1.5%，这些DNA可能是现代人类真正区别的最重要线索。下列关于人体DNA的叙述，正确的是( )
A．DNA的脱氧核糖由C、H、O、N、P元素构成
B．DNA的两条单链方向相反，链间的碱基以氢键连接
C．DNA分子中的每一个磷酸基因都与两个脱氧核糖连接
D．遗传信息鉴定检测的是特定基因的碱基种类
答案：B
解析：DNA的脱氧核糖由C、H、O元素构成，A错误；DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的，两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，B正确；DNA分子中的每条链都有一端，其磷酸基团只连接一个脱氧核糖，C错误；基因的碱基种类相同，都是4种，遗传信息鉴定检测的是特定基因的脱氧核苷酸顺序，而不是特定基因的碱基种类，D错误。
3．(2025·江苏泰州高三开学考试)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
答案：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错误；双链DNA中GC碱基对占比越高，DNA热变性温度越高，B错误；DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键，C错误；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，D正确。
4．(2024·福建福州一模)冈崎等人发现DNA的一条链是“半不连续”复制的。复制时，以若干小段的RNA为引物，先在DNA模板链上合成一些短的片段(被称为“冈崎片段”)，通过酶去除RNA引物后再用对应的脱氧核糖核苷酸替换，最后将冈崎片段连接成与母链等长的新链。下列有关说法错误的是( )
A．在能量的驱动下，解旋酶解开DNA双螺旋的两条链作为复制的模板
B．在DNA聚合酶的作用下，新合成的两条子链均由3′→5′的方向延伸
C．有丝分裂后期，复制出的两个子代DNA分子分开后被拉向细胞的两极
D．冈崎片段上的引物被切除和替换后，在DNA连接酶作用下连成长链
答案：B
解析：在DNA复制过程中，解旋酶解开DNA双螺旋的两条链作为复制的模板，这一过程需要能量驱动，A正确；DNA聚合酶只能在5′→3′方向上合成新的DNA链，因此新合成的两条子链中，一条是连续合成的(前导链)，另一条是以冈崎片段的形式不连续合成的(后随链)，B错误；有丝分裂后期，复制出的两个子代DNA分子，即位于姐妹染色单体上的DNA分子分开后被拉向细胞的两极，C正确；冈崎片段是指在DNA模板链上合成一些短的片段，冈崎片段上的引物被切除和替换后，在DNA连接酶的作用下连成长链，D正确。
5．(2025·华中师大附中测试)如图为大肠杆菌DNA复制模式图，催化④⑤两个DNA片段之间连接的酶是( )
A．DNA酶 B．DNA聚合酶
C．DNA连接酶 D．限制酶
答案：C
解析：DNA复制需要多种酶参与，连接不同片段需要DNA连接酶，A、B、D错误，C正确。
6．(2024·东北三省三校第二次联考)大肠杆菌的生长模式可以分为快生长和慢生长两种，如图所示，下列叙述错误的是( )
A．营养丰富的条件下，大肠杆菌可以利用快生长模式快速增殖
B．由图可知，大肠杆菌在一个复制原点上进行双向复制
C．大肠杆菌慢生长过程中不存在蛋白质与DNA复合体
D．一次复制结束之前，再次开始新一轮的复制，可提高复制频率
答案：C
解析：快生长繁殖速率快，营养丰富的条件下，大肠杆菌可以利用快生长模式快速增殖，A正确；由图可知，大肠杆菌在一个复制原点上沿两边双向复制，B正确；大肠杆菌慢生长过程也存在DNA复制，存在DNA聚合酶与DNA模板链的结合，C错误；在一次复制结束之前继续开始一轮新的复制，可节约复制的时间，提高复制的效率，D正确。
7．(2024·福建三校联考)DNA半不连续复制假说认为：DNA复制时，一条子链的合成是连续的(产生大片段)，另一条子链的合成是不连续的(产生一条条小片段后再连接成大片段)，如图所示。为证明该假说，研究人员将细菌置于含3H标记胸苷的培养基培养，在不同时间(均小于细菌繁殖一代所需时间)提取并测定大、小片段的含量。下列说法正确的是( )
A．上述实验也可以利用3H标记的腺苷进行
B．实验中培养时间越长，检测到的小片段会越多
C．据图可知，DNA解旋方向与大片段延伸方向一致
D．实验中抑制DNA聚合酶的活性会导致小片段积累
答案：C
解析：3H标记的腺苷，可能会标记RNA，而胸苷只标记DNA，因此上述实验不可以利用3H标记的腺苷进行，A错误；培养时间长，小片段可能会连接成大片段，可能检测出的小片段会越少，B错误；边解旋边复制，故DNA解旋方向与大片段延伸方向一致，C正确；连接DNA片段的是DNA连接酶，实验中抑制DNA连接酶的活性会导致小片段积累，D错误。
二、非选择题
8．(2025·生物课时规范训练)DNA分子双螺旋结构模型提出之后，人们推测DNA可能通过图1中三种方式进行复制。生物兴趣小组准备通过实验来探究DNA的复制方式，基本思路是用14N标记大肠杆菌的DNA双链，然后在含15N的培养基上让其繁殖两代，提取每代大肠杆菌的DNA并作相应处理，可能出现的实验结果如图2。
图1
图2
图3
(1)该实验将会用到的实验技术有______________技术和密度梯度离心。若亲代大肠杆菌繁殖一次，出现实验结果1，可以说明DNA复制方式不是全保留复制，理由是______________________________。
(2)若亲代大肠杆菌繁殖二代，出现实验结果2，说明DNA复制方式是________复制。按照此复制方式：
①亲代大肠杆菌繁殖N代(N≥2)，实验结果中轻带、中带、重带中DNA分子数量之比应为______________。
②图3中DNA片段2至少需要经过________次复制才能获得DNA片段3。
答案：(1)同位素标记 若为全保留复制，实验结果1应只出现轻带和重带 (2)半保留 ① 0∶2∶(2N－2) ② 2
解析：(1)本研究使用14N对DNA分子进行了标记，应用了同位素标记技术，同时用密度梯度离心法对DNA分子进行分离；若亲代大肠杆菌繁殖一次，出现实验结果1(离心后只有1条中带)，可以说明DNA分子的复制可能是半保留复制，也可能是分散复制，但可以排除全保留复制，因为若为全保留复制，则DNA复制一次后形成的2个DNA分子是一个只含14N，另一个只含15N，实验结果应出现一条轻带和一条重带。
(2)若DNA复制方式是半保留复制，则亲代大肠杆菌繁殖二代，形成的4个DNA分子中有2个只含15N，有2个一条链含14N、一条链含15N，经离心出现实验结果2；按照半保留复制方式：①亲代大肠杆菌繁殖N代(N≥2)，无论复制多少代，形成的2N个DNA分子中，只含14N的有0个，一条链含14N、一条链含15N的有2个，只含15N的有2N－2个，即实验结果中轻带、中带、重带中DNA分子数量之比应为0∶2∶(2N－2)。②图3中与DNA片段3相比，DNA片段2中G/U替换为了A/T，进行第一次复制时会出现A/U(模板链上的碱基U与A配对)；进行第二次复制时会出现T与A配对；即至少需要经过2次复制，DNA片段2中G/U可替换为A/T，才能获得DNA片段3。
B组
一、选择题
1．(2025·湖北模拟预测)为了构建DNA的双螺旋结构模型，许多科学家进行了不懈努力。以下关于DNA双螺旋结构的说法，错误的是( )
A．DNA由两条单链组成，这两条链的方向相反
B．DNA的一条单链的一端有一个游离的磷酸基团
C．GC碱基对比AT碱基对更稳定
D．G一定与T配对，A一定与C配对
答案：D
解析：DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的，具有独特的双螺旋结构；两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且碱基的配对是有一定原则的，即A只能与T配对，G只能与C配对，A正确，D错误；DNA的一条单链具有两个末端，一端为3′端，是游离羟基，一端为5′端，是游离的磷酸，B正确；GC碱基对之间含有3个氢键，AT碱基对之间含有2个氢键，GC碱基对比AT碱基对更稳定，C正确。故选D。
2．(2025·江苏盐城高三阶段练习)沃森和克里克发现了DNA双螺旋结构，开启了分子生物学时代，DNA条形码技术就是一种利用一个或者多个特定的小段DNA进行物种鉴定的分子生物学技术。如图展示的中药材DNA条形码就是中药材的基因身份证。下列叙述错误的是( )
A．利用DNA条形码可以鉴定物种及物种间亲缘关系
B．DNA中G—C对的比例会影响DNA双螺旋结构稳定性
C．中药材遗传信息“条形码”源于DNA分子中核糖核苷酸的排列顺序
D．不同种类中药材细胞的DNA分子不同，不同DNA分子彻底水解产物种类相同
答案：C
解析：由于DNA分子具有特异性，因此利用DNA条形码可以鉴定物种及物种间亲缘关系，A正确；DNA中G—C对通过3个氢键相连的，A—T通过2个氢键相连，因此G—C对的比例越大DNA双螺旋结构稳定性越高，B正确；中药材的遗传物质是DNA，遗传信息就储存在脱氧核苷酸的排列顺序中，C错误；不同种类的中药材细胞中的DNA分子不同，但不同的DNA分子彻底水解的产物是相同的，都是磷酸基团、脱氧核糖和4种含氮碱基，D正确。
3．(2025·黑龙江牡丹江高三期中)线粒体和叶绿体中也含有少量DNA，如图是人体细胞线粒体某DNA的复制过程。下列有关叙述正确的是( )
A．图示过程需要解旋酶和RNA聚合酶的参与
B．若②的α链是模板链，则③的β链也是模板链
C．若①有1 000个碱基，则第3次复制需要游离的脱氧核苷酸7 000个
D．用15N标记①的双链，复制n次后含14N/15N的DNA占全部DNA的1/2n
答案：B
解析：DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶，A错误；DNA复制以两条链做模板，故若②的α链是模板链，则③的β链也是模板链，B正确；若①有1 000个碱基，则第3次复制需要游离的脱氧核苷酸(23－22)×1 000＝4 000个，C错误；DNA是半保留复制，故用15N标记①的双链，复制n次后含14N/15N的DNA有2个，占全部DNA的2/2n＝1/2(n－1)，D错误。
4．(2024·三省三校四模)近日《科学》杂志报道，科学家设计出了可检测活生物体中肿瘤DNA是否存在的细菌。将该细菌作为生物传感器部署在肠道内，可检测结直肠肿瘤细胞释放的DNA。下列相关叙述错误的是( )
A．细菌的DNA上每个脱氧核糖都连接两个磷酸基团
B．细菌DNA在复制过程需要解旋酶和RNA聚合酶的催化
C．肿瘤细胞释放的DNA可能被细菌吸收并与细菌的DNA形成杂交分子
D．设计检测肿瘤DNA的细菌的过程中需使细菌的遗传物质发生定向改变
答案：B
解析：细菌的DNA为环状DNA，因此其DNA上每个脱氧核糖都连接两个磷酸基团，A正确；细菌DNA在复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶的催化，B错误；肿瘤细胞释放的DNA可能被细菌吸收并与细菌的DNA形成杂交分子，据此可检测肿瘤细胞DNA的存在，C正确；将该细菌作为生物传感器部署在肠道内，可检测结直肠肿瘤细胞释放的DNA。设计检测肿瘤DNA的细菌的过程中需使细菌的遗传物质发生定向改变，并据此做出判断，D正确。
5．(多选)科学家发现了单链DNA的一种四螺旋结构，一般存在于人体快速分裂的活细胞(如癌细胞)中。形成该结构的DNA单链中富含G，每4个G之间通过氢键等形成一个正方形的“G－4平面”，继而形成立体的“G－四联体螺旋结构”(如图)。下列叙述错误的是( )
A．每个“G－四联体螺旋结构”中含有两个游离的磷酸基团
B．该结构中富含G－C碱基对
C．该结构中(A＋G)/(T＋C)的值与双链DNA中不一定相等
D．该“G－四联体螺旋结构”可以抑制癌细胞的分裂
答案：ABD
解析：每个“G－四联体螺旋结构”是一条单链形成的，该结构中含有1个游离的磷酸基团，A错误；“G－四联体螺旋结构”是由单链DNA形成的一种四螺旋结构，该结构中富含G，而不是富含G－C碱基对，B错误；双链DNA中(A＋G)/(T＋C)的值始终等于1，而该单链结构中(A＋G)/(T＋C)的值不一定等于1，因此该结构中(A＋G)/(T＋C)的值与双链DNA中不一定相等，C正确；根据题意可知，此“G－四联体螺旋结构”一般存在于人体快速分裂的活细胞(如癌细胞)中，因此该结构不能抑制癌细胞的分裂，可能促进癌细胞的分裂，D错误。
6．(多选)(2025·黑龙江省龙东地区高三期中)某DNA分子中，共有碱基对m个，其中一条链中腺嘌呤占该链的20%，整个DNA分子中腺嘌呤占比25%。该DNA分子在第4次复制过程中，一个DNA分子的一条链中碱基A突变为碱基G，其他链的碱基未发生改变，下列叙述正确的是( )
A．该DNA分子另一条链中，腺嘌呤占该链的30%
B．碱基突变之前，该DNA片段复制3次，共需要消耗游离的腺嘌呤4m个
C．突变后的DNA分子热稳定性增强
D．发生突变的DNA分子经过n次复制产生的子代DNA中，突变位点为G－C的DNA占1/2
答案：ACD
解析：整个DNA分子中腺嘌呤A占比25%，则整个DNA中的胸腺嘧啶T占比是25%，则整个DNA中A和T占比是50%，由于整个DNA中A和T占比和单链中两者的占比相同，一条链中腺嘌呤占该链的20%，则该链中胸腺嘧啶T＝50%－20%＝30%，该DNA分子另一条链中，腺嘌呤与该链的胸腺嘧啶相等，比例是30%，A正确；该DNA分子中共有碱基对m个，即2m个碱基，DNA中腺嘌呤占25%，有腺嘌呤m/2个，碱基突变之前，该DNA片段复制3次，共需要消耗游离的腺嘌呤(23－1)×m/2＝7/2m＝3.5m个，B错误；DNA分子中A与T之间有2个氢键，G与C之间有3个氢键，一个DNA分子的一条链中碱基A突变为碱基G，突变后的DNA分子热稳定性增强，C正确；一个DNA分子的一条链中碱基A突变为碱基G，即出错后的DNA片段一条链发生了变化，另一条链并未发生变化，所以复制n次，变化的DNA和未改变的DNA各占一半，突变位点为G－C的DNA占1/2，D正确。
7．(多选)(2025·河北邯郸模拟)复制泡是DNA进行同一起点双向复制时形成的。在复制启动时，尚未解开螺旋的亲代双链DNA同新合成的两条子代双链DNA在交界处形成的Y型结构，称为复制叉。如图为DNA复制时形成复制泡和复制叉的示意图，其中a～h代表相应位置。下列相关叙述正确的是( )
A．根据子链的延伸方向可以判断图中a处为模板链的3′端
B．新合成的两条子链中(A＋T)/(C＋G)的比值相同
C．DNA两条子链的延伸方向相反，其中一条链与复制叉的推进方向相同
D．DNA可同时从不同起点开始复制，形成多个复制泡，提高复制速率
答案：BCD
解析：子链的延伸方向是从5′端向3′端，且与模板链是反向平行关系，因此，根据子链的延伸方向，可以判断图中a处是模板链的5′端，b处是模板链的3′端，A错误；新合成的两条子链中(A＋T)/(C＋G)的比值相同，B正确；DNA两条子链反向平行，复制时DNA聚合酶只能沿模板链的3′→5′方向移动，所以延伸方向相反，其中一条链与复制叉的推进方向相同，C正确；DNA可同时从不同起点开始复制，形成多个复制泡，提高复制速率，D正确。
二、非选择题
8．(2025·辽宁高三阶段练习)洋葱根尖分生区某细胞内的某种生理过程如图1，图中甲、乙、丙均表示DNA分子，a、b、c、d均表示DNA的一条链，A、B表示相关酶。回答下列问题。
(1)DNA的基本骨架是由________构成的，排列在外侧，图1过程发生在洋葱根尖细胞的________(填场所)，其中乙、丙分开的时期为________。
(2)若一个DNA分子含有1 800个碱基，其中鸟嘌呤占20%，则该DNA复制2次后共需要________个腺嘌呤。
(3)若a链中1个腺嘌呤被胞嘧啶替换，经复制得到的第三代DNA分子中，发生差错的DNA分子占________。
(4)梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记技术证明了DNA是半保留复制。选用含有15NH4Cl的原料来培养大肠杆菌若干代作为亲代，然后，将大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中增殖一代。提取大肠杆菌的DNA并进行离心，图2是设想的几种可能的离心结果。下列分析正确的是________(单选)。
A．密度梯度离心依据DNA分子大小使其分离
B．通过测定放射性强度最终确定DNA复制的方式
C．若DNA为全保留复制，则离心后试管中DNA的位置对应图中③
D．若DNA的复制方式为半保留复制，则子代的两个DNA分子分别为14N－15N、14N－14N
(5)将一个噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，使其感染无32P标记的大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(32个)并释放，其中含有32P的噬菌体只有2个，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案：(1)脱氧核糖和磷酸交替连接 细胞核、线粒体 有丝分裂后期 (2)1 620 (3)1/2 (4)C (5)一个含有32P标记的双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子
解析：(1)图中DNA的基本骨架是脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，图1过程为DNA的复制，发生在洋葱根尖细胞的细胞核、线粒体，其中乙、丙分开的时期为有丝分裂后期，即着丝粒分裂，姐妹染色体单体分开。
(2)若一个DNA分子含有1 800个碱基，其中鸟嘌呤占20%，则腺嘌呤占30%，腺嘌呤的数量为 1 800×30%＝540，则该DNA复制2次共需腺嘌呤540×(22－1)＝1 620。
(3)若a链中1个腺嘌呤被胞嘧啶替换，以这条链为模板合成的子代DNA分子发生差错，以另一条母链为模板合成的子代DNA正确，则经复制得到的第三代DNA分子中，发生差错的DNA分子占DNA分子总数的1/2。
(4)密度梯度离心依据DNA分子密度大小使其分离，A错误；由于15N没有放射性，因此本实验不能通过测定放射性强度来最终确定DNA的复制方式，B错误；若DNA的复制方式为全保留复制，亲代DNA为15N－15N，大肠杆菌繁殖一代，得到的子代的两个DNA分子分别为15N－15N,14N－14N，位于离心管重带和轻带位置，如图2中③所示，C正确；若DNA的复制方式为半保留复制，亲代DNA为15N－15N，大肠杆菌繁殖一代，得到的子代的两个DNA分子都为14N－15N，位于离心管中带位置，如图2中②所示，D错误。
(5)将一个噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体，共32个，并释放，则其中含有32P的噬菌体只有2个，原因是一个含有32P标记的双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子，因此得到的32个噬菌体中只有2个带有标记。