2027年高考生物一轮复习 突破练习含答案 033-课时作业20 DNA的结构、复制及基因的本质（教用）

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1．（2026·江苏徐州期末）下列有关DNA双螺旋结构模型构建的叙述，错误的是（ ）
A. 20世纪30年代后期瑞典科学家证明DNA分子是不对称的
B. 威尔金斯和富兰克林应用X射线衍射技术获得DNA衍射图谱
C. 查哥夫发现在DNA中，A的量总是等于T的量，G的量总是等于C的量
D. 沃森和克里克采用了构建模型的方法来分析DNA分子中碱基的数量关系
【答案】D
【解析】沃森和克里克构建模型时，直接引用了查哥夫的碱基数量关系(A=T、G=C)，而非通过模型方法分析得出该结论，他们是通过物理模型推导DNA的空间结构，D错误。
2．构建DNA双螺旋结构的重要依据是DNA两条单链的碱基数量关系，以下说法正确的是（ ）
A. 一般来说，DNA两条单链不仅碱基数量相等，而且都有A、T、C、G四种碱基
B. 在同一DNA分子中，两条单链的(A+C)/(T+G)的值相同
C. 在双链DNA分子中，腺嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量，鸟嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量
D. 当(A+T)/(G+C)=(A+C)/(T+G)时，可判断这个DNA分子是双链
【答案】A
【解析】DNA两条链之间通过碱基互补配对，一般来说，DNA两条单链不仅碱基数量相等，而且都有A、T、C、G四种碱基，A正确；DNA两条链之间A与T配对，G与C配对，因此在同一DNA分子中，两条单链的(A+C)/(T+G)的值互为倒数，B错误；由于DNA两条链之间A与T配对，G与C配对，故在双链DNA分子中，腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量，鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量，C错误；双链DNA分子中A=T，G=C，当(A+T)/(G+C)=(A+C)/(T+G)时，不能判断这个DNA分子是双链，D错误。
3．（2025·山东联考）H−DNA是第三条核苷酸链插入DNA双螺旋结构中，通过Hgsteen配对（第三个碱基A或者T与原正常A—T碱基对形成A—T—A或A—T—T，第三个碱基C或者G与原正常C—G碱基对形成C—G—C或C—G—G）而形成的三股DNA螺旋结构。下列说法正确的是（ ）
A. H−DNA是细胞生物遗传物质的主要存在形式
B. H−DNA中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量相同
C. Hgsteen配对方式与双螺旋结构中的碱基配对方式不同
D. 若不考虑环境的影响，则理论上双螺旋结构的解旋要难于H−DNA的
【答案】C
【解析】细胞生物遗传物质是DNA，DNA一般是双螺旋结构，A错误；H−DNA含有三条脱氧核苷酸链，所以腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量不一定相同，B错误；从题干信息可以看出，Hgsteen配对方式存在A—T—T，C—G—G，即T和T配对，G和G配对，所以与双螺旋结构中的碱基配对方式不同，C正确；H−DNA中配对碱基间形成氢键的数目多于双螺旋结构中碱基对之间的氢键数目，所以若不考虑环境的影响，则理论上双螺旋结构的解旋要比H−DNA的容易，D错误。
4．（2025·广东五校联考）某同学利用模型建构方法尝试构建DNA平面结构。收集到五边形卡片32张代表脱氧核糖，圆形卡片40张代表磷酸基团，不同颜色卡片代表4种碱基，其中红色卡片10张代表胸腺嘧啶，粉红卡片14张代表胞嘧啶，蓝色卡片8张代表鸟嘌呤，浅蓝卡片12张代表腺嘌呤。各分子间的连接键及氢键都用订书针代替，一个订书针代表一个键。该同学尝试利用上述材料制作一个结构相对最为稳定的链状DNA结构模型，将消耗订书针数目为（ ）
A. 132B. 134C. 142D. 150
【答案】B
【解析】因为有32个脱氧核糖，所以消耗32个磷酸，可以形成由16对碱基构成的双链DNA，根据碱基互补配对原则，A与T配对，有10对，C与G配对，有8对，但需要制作一个结构相对最为稳定的链状DNA结构模型，所以C—G碱基对需要的最多（8对），A—T之间形成2个氢键，C—G之间形成3个氢键，形成16对碱基需要的氢键为8×2+8×3=40（个），形成双链DNA时，每个脱氧核苷酸中脱氧核糖和磷酸之间消耗1个订书针，脱氧核糖和碱基之间消耗1个订书针，需要消耗订书针数目为16×2×2=64（个），一条链中相邻脱氧核苷酸之间通过1个磷酸二酯键连接，形成16个碱基对的双链DNA时，需要消耗订书针数目为15×2=30（个），所以形成结构相对最为稳定的链状DNA结构模型，共将消耗订书针数目为40+64+30=134（个），B正确。
5．（2025·四川达州一模）日本学者冈崎等人发现在DNA复制过程中，滞后链的合成是由酶X催化合成的不连续、较短的DNA片段通过酶Y连接而成的长链，这些不连续、相对较短的DNA片段称为冈崎片段。下列叙述不正确的是（ ）
A. 由此图可知DNA是边解旋边复制，复制方式是半保留方式
B. 图中的a链是滞后链，冈崎片段延伸的方向是3′→5′
C. 酶X、Y、Z分别为DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶
D. 细胞中有多种引物，蛋白质m可防止DNA双链重新螺旋
【答案】B
【解析】DNA聚合酶只能在5′→3′方向上合成新的DNA链，因此冈崎片段延伸的方向是5′→3′，B错误。
6．科学家曾提出DNA复制的全保留复制、半保留复制假说，并进行了如下实验。实验一：从含​15N的大肠杆菌和含​14N的大肠杆菌中分别提取亲代DNA，混合后放在100℃条件下进行热变性处理，即解开双螺旋，变成单链，然后进行密度梯度离心，再测定离心管中混合的DNA单链含量，结果如图a所示。实验二：将1个含​15N的大肠杆菌转移到含​14NH4Cl培养液中，繁殖一代后提取子代大肠杆菌的DNA(F1DNA)，将F1DNA热变性处理后进行密度梯度离心，再测定离心管DNA单链含量，结果如图b所示。
以下分析正确的是（ ）
A. 根据图a、图b，可判断DNA的复制方式是“半保留复制”
B. 若实验一中热变性后再降温复性，然后进行密度梯度离心，将得到两个条带
C. 若实验二中繁殖两代，提取的F2DNA不做热变性处理直接进行密度梯度离心，离心管中只出现两个条带，据此推测DNA的复制方式是半保留复制
D. 若DNA的复制方式为半保留复制，将含​15N的大肠杆菌转移到​14NH4Cl培养液中培养24h，子代大肠杆菌DNA经实验二的相关处理后，​14N条带与​15N条带峰值的相对比值为15:1，则大肠杆菌的分裂周期为6h
【答案】D
【解析】实验一、二中，无论DNA复制方式是全保留复制还是半保留复制，经热变性后都能得到相同的实验结果，故根据图a、图b中条带的数目和位置，不能判断DNA的复制方式，A错误。若实验一中热变性后再降温复性，可能得到2条链都是​15N的DNA分子、2条链都是​14N的DNA分子和一条链含​15N一条链含​14N的DNA分子，然后进行密度梯度离心，将得到三个条带，B错误。实验二中繁殖两代，若是半保留复制，提取的F2DNA为2个一条链含​15N、另一条链含​14N的DNA和2个两条链都含​14N的DNA，不做热变性处理直接进行密度梯度离心，离心管中会出现两个条带；若为全保留复制，则F2DNA为1个两条链都含​15N的DNA和3个两条链都含​14N的DNA，同样方法离心后也会出现两个条带，故不能据此推测DNA的复制方式，C错误。将含​15N的大肠杆菌转移到​14NH4Cl培养液中培养24h，提取子代大肠杆菌的DNA经实验二的相关处理后，​l4N条带与​15N条带峰值的相对比值为15:1，即30:2，根据DNA的复制方式为半保留复制可知，子代中含​15N的链只有2条，此时子代DNA共有32条链，即16个DNA分子，即24h复制了4次，分裂周期为6h，D正确。
7．（2025·广东汕尾联考）一个DNA分子中共有300个碱基对，其中一条链中腺嘌呤所占的比例是20%，另一条链上G与C之和所占的比例是60%。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 腺嘌呤在另一条链上的比例也是20%
B. 若G与C之和所占的比例改为50%，则该DNA分子的热稳定性会降低
C. 该DNA复制3次共需要消耗1 440个胞嘧啶
D. 该DNA第2次复制共需要消耗360个鸟嘌呤
【答案】C
【解析】一条链中A所占比例是20%，则另一条链上T所占比例为20%，另一条链G+C占60%，则另一条链A所占比例为1−20%−60%=20%，A正确；双链DNA分子中氢键数目越多，热稳定性越高，碱基对G和C之间有三个氢键，A和T之间有两个氢键，若G与C之和所占的比例改为50%，则该DNA分子的热稳定性会降低，B正确；该DNA分子中共有300个碱基对，G+C占60%，则G=C=600×30%=180（个），经过3次复制需消耗游离的胞嘧啶数为180×(23−1)=1260（个），C错误；该DNA第2次复制时，需消耗游离的鸟嘌呤数为180×22−1=360（个），D正确。
8．（2025·河北石家庄联考）大肠杆菌环状DNA复制起始于riC，采用双向复制的方式进行。终止位点TerA、TerD、TerE是复制叉1的终点，终止位点TerC、TerB、TerF是复制叉2的终点。Tus蛋白单体结合Ter位点，通过阻止解旋酶的作用，使复制终止。下列叙述正确的是（ ）
A. 终止位点即为终止子，是基因转录停止的地方
B. 一个终止区域只对一个方向的复制叉有作用
C. 一个复制叉想要到达其对应的终点无须穿过另一个复制叉的终点
D. Tus蛋白单体能够与Ter位点结合是因为两者能够碱基互补配对
【答案】B
【解析】终止位点是复制终止的位点，而终止子才是基因转录停止的地方，A错误；一个终止区域只对一个方向的复制叉有作用，即复制叉1终点只对复制叉1这个方向的复制起作用，B正确；由图可知，复制叉1(2)要到达其终点须穿过复制叉2(1)的终点，C错误；Tus蛋白单体没有碱基，与Ter位点结合不是因为两者能够碱基互补配对，D错误。
9．（2026·广东清远开学考）在Sanger法DNA测序中，使用2′，3′−双脱氧核苷酸(ddNTP)作为链终止底物。当ddNTP掺入新生DNA链后，聚合反应立即停止。该现象的根本原因是（ ）
A. ddNTP的5′−磷酸基团被甲基化，无法形成磷酸二酯键
B. ddNTP的脱氧核糖缺少3′−羟基，下一个核苷酸无法连接
C. ddNTP的碱基结构异常，导致DNA聚合酶活性丧失
D. ddNTP无法提供聚合反应所需的能量，使子链延伸终止
【答案】B
【解析】ddNTP的脱氧核糖在2′和3′位均无羟基，而正常脱氧核苷酸仅2′位无羟基，因此ddNTP掺入链末端后，后续核苷酸无法通过3′−羟基形成磷酸二酯键，故选B。
10．（2025·广东广州模拟）跳跃基因是基因组中可在同一染色体的不同位点或不同染色体之间转移的DNA片段。人类基因组中的跳跃基因的转移及相关表达产物可能引发神经退行性疾病和癌症等。下列叙述错误的是（ ）
A. 跳跃基因的基本组成单位是4种脱氧核糖核苷酸
B. 跳跃基因的转移过程引发的基因改变属于可遗传变异
C. 跳跃基因可能造成基因组不稳定，降低遗传多样性，不利于生物的进化
D. 通过DNA甲基化等方式抑制跳跃基因过度表达，可减少相关疾病的发生
【答案】C
【解析】跳跃基因的转移过程可引发基因改变（可能会增加遗传多样性），从而发生可遗传变异，可遗传变异可为生物进化提供原材料，有利于生物进化，C错误；根据题意，人类基因组中的跳跃基因的转移及相关表达产物可能引发神经退行性疾病和癌症等，故通过DNA甲基化等方式抑制跳跃基因过度表达，可减少相关疾病的发生，D正确。
11．（2025·山东名校联考）（10分）植物病毒根据所含的遗传物质不同，分为DNA病毒和RNA病毒。如图为某DNA病毒复制模式图，甲乙为两条正在延伸的子链。
（1） 图示过程中来自病毒的结构为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，酶②和酶③沿模板链移动方向为_ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 甲乙两条子链在延伸的过程中只有一条链为连续合成，另一条链的合成是不连续的，只能合成若干段短链，最后通过DNA连接酶连接形成长链。推测不连续合成的链为_ _ _ _ 。DNA连接酶连接的是磷酸基团与脱氧核糖的_ _ _ _ _ _ _ _ （填“3′−C”或“5′−C”）的羟基。
（3） 某病毒可感染菠菜，使菠菜叶片出现病斑，为探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA，某同学做了如下实验。
实验方法：用下表所列的溶液处理菠菜叶片。（请将表中内容补充完善）
结果预测及结论：若_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，说明DNA是该病毒的遗传物质。
【答案】（1） DNA模板；3′→5′
（2） 乙；3′−C
（3） 病毒和等量的蒸馏水；DNA水解酶；A、D不出现病斑，B、C出现病斑
【解析】
（1） 图示表示DNA分子的复制过程，其中来自病毒的结构是DNA模板，酶②和酶③沿模板链的移动方向是3′→5′。
（2） 据图可知，甲链的合成是连续的，乙链的合成是不连续的，是先合成片段，再经过DNA连接酶的连接，合成子链。DNA连接酶连接形成的化学键是磷酸二酯键，连接的是磷酸基团与脱氧核糖的3′−C的羟基。
（3） 实验目的是探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA，依据减法原理和已填信息可知，B组中所用溶液的成分为病毒和等量的蒸馏水，D组中所用溶液成分为病毒和DNA水解酶。若DNA是该病毒的遗传物质，DNA水解酶可以将DNA水解，无法发挥作用，则A、D组不出现病斑，B、C组出现病斑。组别
A
B
C
D
处理叶片所用溶液的成分
蒸馏水
① _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
病毒和RNA水解酶
病毒和②_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _