新高考生物一轮复习小题过关训练第17练 DNA的结构、复制及基因的本质（含解析）

专题06  遗传的分子基础

第17练   DNA的结构、复制及基因的本质

1．（2022·广东·高考真题）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其DNA会自连环化（如图），该线性分子两端能够相连的主要原因是（     ）

A．单链序列脱氧核苷酸数量相等

B．分子骨架同为脱氧核糖与磷酸

C．单链序列的碱基能够互补配对

D．自连环化后两条单链方向相同

【答案】C

【详解】单链序列脱氧核苷酸数量相等、分子骨架同为脱氧核糖与磷酸交替连接，不能决定该线性DNA分子两端能够相连，AB错误；据图可知，单链序列的碱基能够互补配对，决定该线性DNA分子两端能够相连，C正确；DNA的两条链是反向的，因此自连环化后两条单链方向相反，D错误。

2．（2022·浙江·高考真题）某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了足够的相关材料，下列叙述正确的是（    ）

A．在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基

B．制作模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连

C．制成的模型中，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和

D．制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧

【答案】C

【详解】在制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基，A错误；鸟嘌呤和胞嘧啶之间由3个氢键连接，B错误；DNA的两条链之间遵循碱基互补配对原则，即A=T、C=G，故在制作的模型中A+C=G+T，C正确；DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧，D错误。

3．（2022·广东·高考真题）下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述，错误的是（     ）

A．孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律

B．摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上

C．赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质

D．沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式

【答案】D

【详解】孟德尔用统计学方法分析杂合子自交子代的表现型及比例，发现了遗传规律，A正确；摩尔根等基于果蝇眼色与性别的关联，证明了基因在染色体上，B正确；赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记T2噬菌体DNA和蛋白质，通过对比两组实验结果，证明了DNA是遗传物质，C正确；沃森和克里克用DNA衍射图谱得出了DNA的螺旋结构，D错误。

4．（2021·北京·高考真题）酵母菌的DNA中碱基A约占32%，关于酵母菌核酸的叙述错误的是（　　）

A．DNA复制后A约占32% B．DNA中C约占18%

C．DNA中（A+G）/（T+C）=1 D．RNA中U约占32%

【答案】D

【详解】DNA分子为半保留复制，复制时遵循A-T、G-C的配对原则，则DNA复制后的A约占32%，A正确；

酵母菌的DNA中碱基A约占32%，则A=T=32%，G=C=（1-2×32%）/2=18%，B正确；DNA遵循碱基互补配对原则，A=T、G=C，则（A+G）/（T+C）=1，C正确；由于RNA为单链结构，且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来，故RNA中U不一定占32%，D错误。

5．（2021·海南·高考真题）已知5-溴尿嘧啶（BU）可与碱基A或G配对。大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A-T转变为A-BU，要使该位点由A-BU转变为G-C，则该位点所在的DNA至少需要复制的次数是（     ）

A．1 B．2 C．3 D．4

【答案】B

【详解】根据题意可知：5-BU可以与A配对，又可以和G配对，由于大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A-T转变为A-BU，由半保留复制可知，复制一次会得到G-5-BU，复制第二次时会得到有G-C，所以至少需要经过2次复制后，才能实现该位点由A-BU转变为G-C，B正确。

6．（2021·山东·高考真题）利用农杆菌转化法，将含有基因修饰系统的 T-DNA 插入到水稻细胞 M 的某条染色体上，在该修饰系统的作用下，一个 DNA 分子单链上的一个 C 脱去氨基变为 U，脱氨基过程在细胞 M 中只发生一次。将细胞 M 培育成植株 N。下列说法错误的是（     ）

A．N 的每一个细胞中都含有 T-DNA

B．N 自交，子一代中含 T-DNA 的植株占 3/4

C．M 经 n（n≥1）次有丝分裂后，脱氨基位点为 A-U 的细胞占 1/2n

D．M 经 3 次有丝分裂后，含T-DNA 且脱氨基位点为 A-T 的细胞占 1/2

【答案】D

【详解】N是由M细胞形成的，在形成过程中没有DNA的丢失，由于T-DNA 插入到水稻细胞 M 的某条染色体上，所以M细胞含有T-DNA，因此N的每一个细胞中都含有 T-DNA，A正确；N植株的一条染色体中含有T-DNA，可以记为+，因此N植株关于是否含有T-DNA的基因型记为+-，如果自交，则子代中相关的基因型为++∶+-∶--=1∶2∶1，有 3/4的植株含 T-DNA ，B正确；M中只有1个DNA分子上的单链上的一个 C 脱去氨基变为 U，所以复制n次后，产生的子细胞有2n个，但脱氨基位点为 A-U 的细胞的只有1个，所以这种细胞的比例为1/2n，C正确；如果M 经 3 次有丝分裂后，形成子细胞有8个，由于M细胞 DNA 分子单链上的一个 C 脱去氨基变为 U，所以是G和U配对，所以复制三次后，有4个细胞脱氨基位点为C-G，3个细胞脱氨基位点为A-T，1个细胞脱氨基位点为U-A，因此含T-DNA 且脱氨基位点为 A-T 的细胞占 3/8，D错误。

7．（2021·浙江·高考真题）含有100个碱基对的—个DNA分子片段，其中一条链的A+T占40%，它的互补链中G与T分别占22%和18%，如果连续复制2 次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为（　　）

A．240个 B．180个 C．114个 D．90个

【答案】B

【详解】分析题意可知：该DNA片段含有100个碱基对，即每条链含有100个碱基，其中一条链（设为1链）的A+T占40%，即A1+T1=40个，则C1+G1=60个；互补链（设为2链）中G与T分别占22%和18%，即G2=22，T2=18，可知C1=22，则G1=60-22=38=C2，故该DNA片段中C=22+38=60。已知DNA复制了2次，则DNA的个数为22=4，4个DNA中共有胞嘧啶脱氧核苷酸的数量为4×60=240，原DNA片段中有60个胞嘧啶脱氧核糖核苷酸，则需要游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为240-60=180，B正确，ACD错误。

8．（2021·浙江·高考真题）在 DNA 复制时，5-溴尿嘧啶脱氧核苷（BrdU）可作为原料，与腺嘌呤配对，掺入新合成的子链。用 Giemsa 染料对复制后的染色体进行染色，DNA分子的双链都含有 BrdU 的染色单体呈浅蓝色，只有一条链含有 BrdU 的染色单体呈深蓝色。现将植物根尖放在含有BrdU的培养液中培养，取根尖用 Giemsa 染料染色后，观察分生区细胞分裂中期染色体的着色情况。下列推测错误的是（　　）

A．第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色

B．第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体着色都不同

C．第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体均为1/4

D．根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后，还能观察到深蓝色的染色单体

【答案】C

【详解】根据分析，第一个细胞周期的每条染色体的染色单体都只有一条链含有 BrdU，故呈深蓝色，A正确；第二个细胞周期的每条染色体复制之后，每条染色体上的两条染色单体均为一条单体双链都含有 BrdU呈浅蓝色，一条单体只有一条链含有 BrdU呈深蓝色，故着色都不同，B正确；第二个细胞周期结束后，不同细胞中含有的带有双链都含有 BrdU的染色体和只有一条链含有 BrdU 的染色体的数目是不确定的，故第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体比例不能确定，C错误； 根尖分生区细胞可以持续进行有丝分裂，所以不管经过多少个细胞周期，依旧可以观察到一条链含有BrdU的染色单体，成深蓝色，D正确。

9．（2022·湖南·模拟预测）科学家首次在人体活细胞内发现了一种新的DNA结构——DNA纽结（如图）。这表明除了双螺旋结构外，人类DNA还拥有更复杂的结构，下列有关DNA说法错误的是（     ）

A．可以通过荧光标记法对“DNA纽结”所在区域进行定位

B．构成DNA的每个脱氧核糖都同时连接2个磷酸基团

C．磷酸与脱氧核糖交替排列形成了DNA的基本骨架

D．“DNA纽结”由C、H、O、N、P元素组成

【答案】B

【详解】可以通过荧光标记法对“DNA纽结”所在区域进行定位，A正确；在DNA双螺旋分子中，每条链的末端各有一个游离的脱氧核糖，只连接1个磷酸基团，B错误；磷酸与脱氧核糖交替排列形成了DNA的基本骨架，C正确；“DNA纽结”的本质仍为DNA，由C、H、O、N、P元素组成，D正确。

10．（2022·河北·模拟预测）20世纪中叶，科学家发现染色体主要由DNA和蛋白质组成，为探究这两种物质究竟谁是遗传物质，赫尔希、蔡斯等人做了很多努力。下列相关叙述正确的是（     ）

A．用标记噬菌体的方法与用标记细菌的方法相同

B．让DNA的两条链均被标记的噬菌体在细菌体内增殖一代，子代噬菌体中有一半含

C．用含有标记的噬菌体侵染未标记的细菌，子代噬菌体均不含

D．噬菌体的DNA分子中，相邻碱基通过“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—”连接

【答案】C

【详解】用35S标记噬菌体时，需先用含35S的培养基培养细菌，接着让噬菌体侵染带标记的细菌；用32P标记细菌时直接用含32P的培养基培养即可，A错误；让DNA的两条链均被32P标记的噬菌体在细菌体内增殖一代，子代噬菌体均含32P，B错误；噬菌体侵染细菌时，只将DNA注入细菌内，蛋白质外壳留在细菌外，其利用细菌细胞内的物质合成子代噬菌体，故子代噬菌体均不含35S，C正确；DNA分子单链中相邻碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，DNA分子的两条链中的碱基之间通过氢键连接，D错误。

11．（2022·湖南·雅礼中学二模）如图为DNA分子结构示意图，对该图的叙述正确的是（     ）

A．若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建如图的片段，则需订书钉30个

B．④是构成DNA的基本组成单位，名称是胞嘧啶脱氧核苷酸

C．该DNA分子可能有4种碱基对排列顺序，但不一定都能出现在生物体内

D．某双链DNA分子中，G占总数的30%，其中一条链中的T占该DNA分子全部总数的7%，那么另一条链中T在该DNA分子中的碱基比例为13%

【答案】D

【详解】用订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体，构建一个DNA的基本单位需要2个订书钉；将两个基本单位连在一起需要一个订书钉，若搭建含4对碱基组成的DNA双链片段，需安将8个基本单位连成两条长度相等的链，需要6个订书钉；碱基A和T之间有2个氢键，G和C之间有3个氢键，碱基对之间的氢键也需要订书钉连接，因此使用订书钉的个数为8×2+3×2+2×2+2×3=32个，A错误；图中④由①、②和③组成，不能表示胞嘧啶脱氧核苷酸，②、③和下一个磷酸才能构成胞嘧啶脱氧核苷酸，B错误；图中DNA分子序列已经确定，没有其他排列顺序，DNA分子中的遗传信息储存在碱基对的排列顺序中，即其中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息，并不是所有的碱基对排列在生物体内都会存在，C错误；根据碱基互补配对原则，G占总数的30%，则T占总数的50%-30%=20%，若其中一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的7%，则另一条链中T在该DNA分子中的碱基比例为20%-7%=13%，D正确。

12．（2022·重庆市涪陵高级中学校一模）用15N标记果蝇（2n=8）的精原细胞核DNA双链，置于含14N的培养液中培养，让该精原细胞在特定的条件下进行一次有丝分裂或减数分裂。下列有关叙述正确的是（   ）

A．有丝分裂中期与减数第二次分裂中期细胞核DNA数量相同

B．有丝分裂后期细胞中的核DNA分子均含有15N标记

C．减数第一次分裂中期含14N的染色单体有8条

D．分别对减数分裂产生的四个精子的核DNA 进行密度梯度离心，其结果不同

【答案】B

【详解】有丝分裂中期细胞DNA数量是减数第二次分裂中期细胞DNA数量的两倍，A错误；由于DNA的半保留复制，有丝分裂后期DNA一条链为15N，一条链为14N，所以均含有15N，B正确；由于减数分裂DNA复制，减Ⅰ中期含有14N的染色体共有16条，C错误；由于减数分裂过程中DNA分子进行一次半保留复制，所以分别对减数分裂产生的四个精子的DNA进行密度梯度离心，其结果一致，D错误。

13．（2022·山西吕梁·二模）如图表示大肠杆菌质粒DNA的复制过程，其中复制叉是DNA复制时在DNA链上形成的Y型结构。若该细菌的质粒DNA含有的碱基数目为m，胸腺嘧啶数目为a，下列叙述错误的是（    ）

A．该DNA复制的特点为边解旋边复制、双向复制

B．该过程需要解旋酶和DNA酶的参与，且两种酶发挥作用时均消耗ATP

C．该DNA复制n次，消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为（2n-1）×（m/2-a）

D．该DNA复制一次，共形成m个磷酸二酯键

【答案】B

【详解】据图分析，图中有两个复制叉，部分解旋后开始进行复制，体现该DNA复制过程的特点是边解旋边复制、双向复制，A正确；该过程需要解旋酶和DNA聚合酶的参与，且两种酶发挥作用时均消耗ATP，B错误；DNA分子中含有的碱基数目为m，含有T的数目为a，则一个DNA分子中含有的C的数目是（m-2a）/2，因此复制n次共需要G的数目为（2n-1）×（m-2a）/2，C正确；据题意可知，图中DNA含有的碱基数为m，即含有的脱氧核苷酸数为m，因为该DNA为环状双链分子，磷酸二酯键数等于脱氧核苷酸数，因此复制过程形成2条环状的DNA链，故形成的磷酸二酯键为m，D正确。

14．（2022·湖南师大附中三模）下图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，下列相关叙述错误的是（       ）

A．朱红眼和深红眼基因不是一对等位基因

B．基因通常是有遗传效应的DNA片段

C．截翅基因和棒眼基因的遗传不遵循基因自由组合定律

D．图中各个基因同时在一个细胞内表达

【答案】D

【详解】图中朱红眼基因和深红眼基因位于一条染色体上，为非等位基因，A正确；基因是有遗传效应的DNA片段，是生物遗传的基本功能单位，B正确；截翅基因和棒眼基因位于一条染色体上，故不遵循基因的自由组合定律，C正确；由于基因的选择性表达，图中所示的各个基因不都是同时表达，也不都在一个细胞中完成表达，D错误。

15．（2022·辽宁·三模）组成生物体的化合物和化学元素是生物体生命活动的物质基础。下列关于化合物叙述正确的是（    ）

A．真核细胞中DNA上的碱基对数与所有基因的碱基对数之和相等

B．肌糖原不能水解成葡萄糖，所以不能补充血糖

C．长期素食的人，有可能因为缺少某些必需氨基酸而影响身体健康

D．大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸，其熔点较低，容易凝固成固态

【答案】C

【详解】基因是有遗传效应的DNA片段，因此真核细胞中DNA上的碱基对数大于所有基因的碱基对数之和，A错误；肌糖原能水解成葡萄糖，只是不能直接水解成葡萄糖，因此不能补充血糖，B错误；植物性食物所含必需氨基酸的种类不齐全，因此长期素食的人，有可能因为缺少某些必需氨基酸而影响身体健康，C正确；大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸，其熔点较高，容易凝固成固态，D错误。