2027届高三生物一轮复习训练：课时规范练27　DNA的结构和复制、基因的本质（含解析）

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必备知识基础练
考点一 DNA分子的结构与基因的本质
1.(2026·河南南阳模拟)下列关于DNA分子结构和复制的叙述,错误的是( )
A.DNA分子中磷酸与脱氧核糖交替连接,构成DNA的基本骨架
B.科学家利用“假说—演绎法”证实DNA是以半保留的方式复制的
C.DNA复制时,DNA聚合酶可催化脱氧核苷酸间形成磷酸二酯键
D.DNA双螺旋结构模型的建立为DNA复制机制的阐明奠定了基础
2.(2026·江苏模拟)科学家在癌细胞中发现一类存在于细胞核内,独立于染色体之外的环状DNA分子(eccDNA)。下列相关叙述正确的是( )
A.每个eccDNA分子含有两个游离的磷酸基团
B.双链eccDNA中A+G的比例具有特异性
C.eccDNA可通过着丝粒与纺锤丝连接,确保均等分配至子细胞
D.eccDNA一条链中相邻的两个碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连
3.(2025·辽宁大连一模)某同学要建构双链DNA平面结构模型。用带孔的小圆片、五边形木片、长方形木片分别表示磷酸、脱氧核糖、含氮碱基,数量各50个;用铁丝和订书钉分别代表化学键和氢键,数量充足。下列叙述错误的是( )
A.应先建构出脱氧核苷酸模型
B.长方形木片排列在模型内侧
C.每个五边形连接2个小圆片
D.模型中碱基对最多可以有25个
4.(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
5.(2025·内蒙古呼伦贝尔二模)如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
考点二 DNA的复制及相关计算
6.(2026·江苏模拟)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)。科学家以大肠杆菌为实验材料,通过图2实验对相关假说进行验证,下列有关说法错误的是( )
图1
图2
A.相关实验采用了同位素标记法和密度梯度离心法
B.转移到新培养液后分裂产生的第一代细菌DNA离心后,只出现中带,可排除全保留复制的假说
C.转移到新培养液后的大肠杆菌至少需要分裂两次并离心,才可验证DNA的复制方式为半保留复制
D.若DNA的复制方式为半保留复制,则转移到新培养液后,推测每一代的DNA经加热变性为单链后再离心,只出现1条中带和1条重带
7.(2025·天津宁河模拟)下图为某真核生物细胞核DNA复制的示意图。下列有关叙述正确的是( )
A.图中酶1与酶2的移动方向一致,与酶3的移动方向相反
B.图中的酶包括解旋酶、DNA聚合酶以及RNA聚合酶
C.复制完成后,子链③和④会形成一个完整的子代DNA分子
D.复制形成的两个DNA分子会随同源染色体的分离而分开
8.(2026·湖南模拟)下图为果蝇DNA的电镜照片,图中的泡状结构叫作DNA复制泡,是DNA上正在复制的部分。下列有关说法错误的是( )
果蝇DNA的电镜照片
A.每出现一个复制泡,则代表着该位点存在一个DNA的复制起点
B.在DNA复制过程中需要解旋酶、RNA聚合酶等酶的参与
C.图中多个复制泡的出现有利于为细胞进入分裂期做好物质准备
D.在复制泡的结构上,会出现多个不连续的DNA短单链
9.(2024·河北卷)某病毒具有蛋白质外壳,其遗传物质的碱基含量如下表所示。下列叙述正确的是( )
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
关键能力提升练
10.(2026·江苏模拟)下图为真核细胞核DNA复制延伸过程及结束阶段部分示意图,a链和b链代表母链。下列相关叙述正确的是( )
A.前导链和滞后链合成的过程均需要引物
B.滞后链延伸方向和解旋酶的移动方向相同
C.引物①②③被切除后均需要端粒酶修复
D.复制过程中DNA聚合酶将脱氧核苷酸连接到子链的5'端
11.(2025·山东泰安三模)若用带有32P的dATP(脱氧腺苷三磷酸,dA—Pα~Pβ~Pγ,)作为DNA生物合成的原料,获得32P标记的DNA,在DNA复制过程中需要引物,引物在复制完成后被降解,如图表示DNA复制过程。下列分析正确的是( )
A.应用32P标记α位的dATP作为DNA生物合成的原料之一
B.图中a链的延伸方向为5'端→3'端,b链的延伸方向为3'端→5'端
C.图中酶的种类不同,它们作用的对象与化学键都不同
D.引物是一小段短单链核酸,引物对碱基序列没有要求
参考答案
必备知识基础练
1.B 解析 DNA分子中磷酸与脱氧核糖通过磷酸二酯键交替连接,形成DNA的基本骨架,碱基对排列在内侧,A项正确。科学家证实DNA半保留复制是通过同位素标记法和密度梯度离心实验,而未利用“假说—演绎法”,B项错误。DNA复制时,DNA聚合酶催化脱氧核苷酸连接到脱氧核苷酸链的3'端,形成磷酸二酯键,C项正确。DNA双螺旋结构模型揭示了DNA的结构特点,为后续阐明DNA复制机制(如半保留复制等)奠定了基础,D项正确。
2.D 解析 eccDNA为环状结构,其双链闭合,没有游离的磷酸基团,A项错误。双链DNA中,A与T配对,C与G配对,因此(A+G)的总比例等于(T+C),且(A+G)在双链中的比例为1/2,不具有特异性,B项错误。着丝粒是染色体特有的结构,eccDNA独立于染色体存在,无法通过着丝粒与纺锤丝连接,C项错误。DNA单链中,相邻两个碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接,D项正确。
3.C 解析 DNA的基本单位是脱氧核苷酸,所以建构双链DNA平面结构模型应先建构出脱氧核苷酸模型,A项正确。在DNA结构中,磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧,含氮碱基排列在内侧,长方形木片表示含氮碱基,所以长方形木片排列在模型内侧,B项正确。DNA链两端的脱氧核苷酸中的脱氧核糖(五边形)只连接1个磷酸(小圆片),C项错误。由于碱基互补配对原则,A与T配对,G与C配对,所以50个含氮碱基最多可形成25个碱基对,D项正确。
4.D 解析 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项错误。同源染色体相同位置上的基因控制同一性状,B项错误。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项错误。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项正确。
5.C 解析 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项错误。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项错误。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项正确。R、S、N、O四个基因最本质的区别是核苷酸序列不同,D项错误。
6.D 解析 实验中用15N(重氮)和14N(轻氮)标记DNA的碱基,通过密度梯度离心(根据DNA密度不同分离条带)来观察DNA分布,所以采用了同位素标记法和密度梯度离心法,A项正确。若为全保留复制,第一代DNA应是“1条重带(亲代15N/15N)+1条轻带(子代14N/14N)”,但实验中第一代离心只出现中带(15N/14N),与全保留复制的预测结果矛盾,因此可排除全保留复制的假说,B项正确。要验证“半保留复制”,需观察两代DNA的离心结果,第一代半保留复制产生的DNA全为15N/14N(中带),这与“分散复制”的结果(第一代也为中带)无法区分,第二代半保留复制会产生“14N/14N(轻带)+15N/14N(中带)”,而分散复制产生的DNA条带会是“介于轻带和中带之间的单一带”,因此,至少需要分裂两次并离心,才能通过两代的结果差异验证半保留复制(排除分散复制),C项正确。若为半保留复制,转移到新培养液(含14N)后,第一代DNA全为15N/14N(中带),第二代DNA的1/2为15N/14N(中带)、1/2为14N/14N(轻带),若将每一代DNA加热变性为单链后离心,亲代单链全为15N(重带),第一代单链1/2为15N(重带)、1/2为14N(轻带),第二代单链1/4为15N(重带)、3/4为14N(轻带),可见,变性为单链后离心不会只出现“1条中带和1条重带”,D项错误。
7.A 解析 图示为DNA复制的过程,酶1为解旋酶,酶2和酶3均为DNA聚合酶,根据图示可知,④链为连续链,而③链为不连续链,因此可知,③链是由左向右延伸,而④链是由右向左延伸,酶1的解旋也是由右向左,故图中酶1与酶2的移动方向一致,与酶3的移动方向相反,A项正确。RNA聚合酶催化转录过程,图示没有涉及转录,不需要RNA聚合酶,B项错误。DNA复制为半保留复制,形成的子代DNA一条链为亲代链,一条链为新合成的链,因此子链③和④不会形成一个完整的子代DNA分子,C项错误。复制形成的两个DNA分子为姐妹染色单体上的DNA,随着着丝粒的断裂、姐妹染色单体的分离而分开,D项错误。
8.B 解析 复制泡是DNA进行同一起点双向复制时形成的结构,每出现一个复制泡就有一个DNA复制的起点,A项正确。DNA复制时需要解旋酶、DNA聚合酶等酶参与,RNA聚合酶参与转录,B项错误。多个复制泡代表着多起点同时复制,有利于提高DNA复制的效率,为细胞进入分裂期做好物质准备,C项正确。由于DNA聚合酶只能将子链由5'端到3'端方向延伸,在复制泡的结构上,会出现多个不连续的DNA短单链,D项正确。
9.B 解析 该病毒不含碱基T,且互补碱基含量不同,为单链RNA病毒,复制合成的互补链中G+C含量与该病毒自身G+C含量一致,为20.8%+28.0%=48.8%,A项错误。一些RNA病毒的遗传物质可以通过逆转录产生DNA,整合到宿主DNA中,引起宿主DNA变异,B项正确。病毒没有细胞结构,没有核糖体,C项错误。进行有性生殖的真核生物同源染色体上的等位基因的遗传符合分离定律,病毒没有细胞结构,其基因的遗传不符合分离定律,D项错误。
关键能力提升练
10.A 解析 DNA复制时,需要引物先与模板链配对,随后脱氧核苷酸连接在引物的3'端,所以前导链和滞后链合成的过程均需要引物,A项正确。滞后链延伸方向和解旋酶的移动方向相反,B项错误。引物①②被切除后需要DNA聚合酶修复,引物③被切除后无法使用DNA聚合酶修复,这正是端粒缩短的原因,除非具有较高的端粒酶活性启动端粒的修复,C项错误。复制过程中DNA聚合酶将脱氧核苷酸连接到子链的3'端,D项错误。
11.A 解析 应用32P标记α位的dATP作为DNA生物合成的原料之一,因为dATP去掉两个磷酸基团后是DNA的基本单位之一,A项正确。a链和b链的延伸方向均为5'端→3'端,B项错误。DNA聚合酶和DNA连接酶都能催化磷酸二酯键的形成,C项错误。引物是一小段短单链核酸,引物对碱基序列有要求,引物需要与模板链互补配对,D项错误。
碱基种类
A
C
G
T
U
含量/%
31.2
20.8
28.0
0
20.0