考点通关卷21 DNA分子的结构、复制与基因的本质-备战2024年高考生物一轮复习精品高效导与练

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考点01 DNA的结构
地 城
知识填空
考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：5分钟
1．在对DNA结构的探索中，于1953年摘取桂冠的是两位年轻的科学家——美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。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式的意义。（P48）
2．DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。（P50）
3．DNA中的磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。（P50）
4．DNA分子内侧由两条链上的碱基通过氢键形成碱基对，即A和T配对（氢键有2个），G和C配对（氢键有3个）。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。双链DNA中A（腺嘌呤）的量总是和T（胸腺嘧啶）的量相等，C（胞嘧啶）的量总是和G（鸟嘌呤）的量相等。（P50）
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：25分钟
一、单选题
1．（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
【分析】DNA的双螺旋结构：①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的；②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧；③两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。
【详解】A、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；
B、鸟嘌呤和胞嘧啶之间由3个氢键连接，B错误；
C、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；
D、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。
故选C。
2．（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
【分析】双链DNA的两条单链方向相反，脱氧核糖与磷酸交替连接构成DNA分子的基本骨架，两条单链之间的碱基互补配对。
【详解】AB、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；
C、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；
D、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。
故选C。
3．（2021·北京·统考高考真题）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）=1D．RNA中U约占32%
【答案】D
【分析】酵母菌为真核生物，细胞中含有DNA和RNA两种核酸；其中DNA分子为双链结构，A=T，G=C，RNA分子为单链结构。据此分析作答。
【详解】A、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；
B、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；
C、DNA遵循碱基互补配对原则，A=T、G=C，则（A+G）/（T+C）=1，C正确；
D、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。
故选D。
4．（2021·广东·统考高考真题）DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是（ ）
①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验
②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱
③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等
④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制
A．①②B．②③C．③④D．①④
【答案】B
【分析】威尔金斯和富兰克林提供了DNA衍射图谱；查哥夫提出碱基A的量总是等于T的量，C的量总是等于G的量；沃森和克里克在以上基础上提出了DNA分子的双螺旋结构模型。
【详解】①赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了DNA是遗传物质，与构建DNA双螺旋结构模型无关，①错误；
②沃森和克里克根据富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱，推算出DNA分子呈螺旋结构，②正确；
③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等，沃森和克里克据此推出碱基的配对方式，③正确；
④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制，是在DNA双螺旋结构模型之后提出的，④错误。
故选B。
5．（2023·浙江·统考模拟预测）某DNA片段一条链上的碱基序列为5＇-GAATTC-3＇，则其互补链的碱基序列是（ ）
A．5＇-CUUAAG-3＇B．3＇-CTTAAG-5＇
C．5＇-CTTAAG-3＇D．3＇-CAATTG-5＇
【答案】B
【分析】碱基互补配对的方式为：A-T、T-A、G-C、C-G。
【详解】某DNA片段一条链上的碱基序列为5′-GAATTC-3′，根据碱基互补配对原则（A-T、T-A、G-C、C-G），则其互补链的碱基序列是3′-CTTAAG-5′，B正确。
故选B。
6．（2023·安徽蚌埠·统考模拟预测）以下是探究DNA的结构时科学家提供的资料：①通过分析物理性质发现，细胞中的环境是亲水的而DNA分子的含氮碱基是疏水的，磷酸基团是亲水的；②嘌呤是双环化合物，所占空间大。嘧啶是单环化合物，所占空间小，但DNA螺旋直径是恒定的，约为2nm；③富兰克林曾把DNA晶体上下颠倒180°，发现其X衍射图谱是一样的。据材料以下说法不正确的是（ ）
A．根据资料①得出磷酸基团可能排列在外侧，含氮碱基可能排列在内侧
B．根据资料②得出嘌呤与嘧啶可能相互配对，使DNA螺旋的直径恒定
C．根据资料②可推测出鸟嘌呤与胞嘧啶配对，腺嘌呤与胸腺嘧啶配对
D．根据资料②③得出DNA分子可能具有两条链，且是反向平行的关系
【答案】C
【分析】DNA的双螺旋结构：
（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的；
（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧；
（3）两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。
【详解】A、由资料①：细胞中的环境是亲水的而DNA分子的含氮碱基是疏水的，磷酸基团是亲水的，推测磷酸基团因为亲水性可能排列在外侧，含氮碱基因疏水性排列在内侧，A正确；
B、根据资料②：嘌呤是双环化合物，所占空间大。嘧啶是单环化合物，所占空间小，但DNA螺旋直径是恒定的，可以推测嘌呤与嘧啶可能相互配对，使DNA螺旋的直径恒定，B正确；
C、根据资料② ：嘌呤是双环化合物，所占空间大。嘧啶是单环化合物，所占空间小，但DNA螺旋直径是恒定的，可以推测嘌呤与嘧啶可能相互配对，但无法推测鸟嘌呤与胞嘧啶配对，腺嘌呤与胸腺嘧啶配对，C错误；
D、根据资料②嘌呤是双环化合物，所占空间大。喀院是单环化合物，所占空间小，但DNA螺旋直径是恒定的，资料③富兰克林把DNA晶体上下颠倒180°，发现其X衍射图谱是一样的，推测DNA分子可能具有两条反向平行排列的链，D正确。
故选C。
7．（2023·辽宁·模拟预测）G-四链体通常是由富含串联重复鸟嘌呤（G）的DNA单链折叠形成的高级结构。G-四分体是四链体的结构单元，由氢键连接4个G形成环状平面，两层或两层以上的四分体堆积形成四链体；另一条DNA单链C与C配对，则形成i-mtif，如图所示。研究发现，与CO2浓度为5%的培养液相比，CO2浓度分别为2%和8%的培养液培养的细胞中i-mtif的DNA位点分别少了20%左右和多了30%左右。下列相关叙述正确的是（ ）
A．不同DNA分子的G-四链体，所含碱基G的数量相同
B．i-mtif的DNA位点多少可能与细胞培养液的酸碱度有关
C．DNA分子的G-四链体或i-mtif区域仍能形成双螺旋结构
D．G-四链体和i-mtif的形成均改变了脱氧核苷酸的连接顺序
【答案】B
【分析】DNA的双螺旋结构：
①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的；
②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧；
③两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。
【详解】A、G-四链体通常是由富含串联重复鸟嘌呤（G）的DNA单链折叠形成的高级结构。不同DNA分子的G-四链体，所含碱基G的数量未必相同，A错误；
B、研究发现，与CO2浓度为5%的培养液相比，CO2浓度分别为2%和8%的培养液培养的细胞中i-mtif的DNA位点分别少了20%左右和多了30%左右，而二氧化碳在培养液中的作用是维持培养液的pH，可见i-mtif的DNA位点多少可能与细胞培养液的酸碱度有关，B正确；
C、结合图示可以看出，DNA分子的G-四链体或i-mtif区域不能形成双螺旋结构，C错误；
D、G-四链体和i-mtif的空间结构不同，但并未改变原有的脱氧核苷酸的连接顺序，D错误。
故选B。
8．（2023·湖南·统考二模）如图是人体细胞中某DNA片段结构示意图。下列有关叙述正确的是（ ）
A．图中X代表磷酸基团，A代表腺苷
B．DNA的基本骨架是N所示的化学键连接的碱基对
C．每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基
D．双链DNA分子中，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数
【答案】D
【分析】分析题图：图示是人体细胞中某DNA片段结构示意图，其中N是氢键，X是磷酸。
【详解】A、据图可知，图中X是磷酸基团，A代表腺嘌呤，A错误；
B、DNA基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接的，B错误；
C、大多数脱氧核糖上连接2个磷酸和一个碱基，每条链一端的一个脱氧核糖只连接一个磷酸和一个碱基，C错误；
D、DNA双链中遵循A-T、G-C的碱基互补配对原则，且互补配对的碱基彼此相等，嘌呤数和嘧啶数相等，D正确。
故选D。
二、综合题
9．（2021·贵州毕节·统考二模）图一是用DNA测序仪测出的一个DNA分子片段中一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序（TGCGTATTGG），请回答下列问题。
（1）据图一推测，此双链DNA片段中鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是 个。
（2）根据图一脱氧核苷酸链碱基排列顺序，分析图二显示的脱氧核苷酸链碱基序列为 。（从上往下排序）。
（3）图一与图二对应的双链DNA片段中A/G的比值分别为 ，由此说明了DNA分子具有 。
（4）一个含1000个碱基对的双链DNA分子中鸟嘌呤脱氧核苷酸占20%，该DNA分子连续复制三次，则第三次复制时需消耗游离腺嘌呤脱氧核苷酸 个。
【答案】 5 CCAGTGCGCC 1、1/4 特异性 2400
【解析】1、分析图一：碱基排列顺序已经解读，其顺序是：TGCGTATTGG，所以图中碱基序列应从上向下读，且由左至右的顺序依次是ACGT，所以图二碱基序列为：CCAGTGCGCC。
2、DNA分子的多样性主要表现为构成DNA分子的四种脱氧核苷酸的种类数量和排列顺序；特异性主要表现为每个DNA分子都有特定的碱基序列。
【详解】（1）图1中显示的一条链上鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是4个，胞嘧啶脱氧核苷酸的数量是1个，根据碱基互补配对原则，互补链上还有1个鸟嘌呤脱氧核苷酸，即总共有5个鸟嘌呤脱氧核苷酸。
（2）看清楚各列所示的碱基种类是读脱氧核苷酸链碱基序列的关键，由以上分析可知，图二碱基序列为：CCAGTGCGCC。
（3）在双链DNA分子中，因为碱基互补配对，A=T、C=G，图一中的DNA片段的一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序（TGCGTATTGG），可计算出此DNA片段中的A/G=（1+4）/（4+1）=1/1=1；图二中的DNA片段中一条链脱氧核苷酸的碱基排列顺序为CCAGTGCGCC，可计算出此DNA片段中A/G=（1+1）/（4+4）=2/8=1/4，可知：不同生物DNA分子中A/G是不同的，进而（A+T）/（G+C）、T/C也是不同的，体现了DNA分子的特异性。
（4）图中DNA片段由1000对碱基组成，G占碱基总数的20%，则C占碱基总数的20%，则A=T=30%，A=1000×2×30%=600，该DNA片段复制3次，则第三次复制时需消耗游离腺嘌呤脱氧核苷酸等于600×（23-22）=2400个。
【点睛】本题着重考查了DNA分子结构的有关内容，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，能用数学方式准确地描述生物学方面的内容、以及数据处理能力。
10．（2023春·新疆阿勒泰·高一统考期末）下图所示为DNA分子结构模式图，请据图回答下列问题。
(1)组成DNA的基本单位是 。
(2)图中2为 ，1为 。
(3)若3为胞嘧啶，则4为何种碱基 （写中文名称），3、4之间应满足 原则，两者之间通过 相连。
(4)DNA分子由于 ，构成了DNA分子的多样性。基因通常是有 的DNA片段。
【答案】(1)脱氧核苷酸/脱氧核糖核苷酸
(2) 脱氧核糖 磷酸或磷酸基团
(3) 鸟嘌呤 碱基互补配对 氢键
(4) 碱基（或脱氧核苷酸）的排列顺序千变万化\多种多样 遗传效应的
【分析】分析题图：图示为DNA分子结构模式图，其中1为磷酸，2为脱氧核糖，3、4为含氮碱基，5为脱氧核糖核苷酸，6为碱基对，7为氢键，8为脱氧核苷酸链的片段。
【详解】（1）组成DNA的基本单位是5脱氧核苷酸。
（2）图中2为脱氧核糖，1为磷酸。
（3）若3为胞嘧啶，4应是鸟嘌呤，遵循碱基互补配对原则；双链的碱基之间通过氢键键相连。
（4）构成DNA分子的碱基有4种（A、C、G、T），由于碱基（脱氧核苷酸）的排列顺序的千变万化，因此构成了DNA分子的多样性；基因通常是有遗传功能的DNA片段。
考点02 DNA的复制
地 城
知识填空
考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：10分钟
1．1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记技术，设计了一个巧妙的实验，证明了DNA的半保留复制。（P53）
2．真核生物DNA的复制
（1）概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
（2）复制方式：半保留复制。
（3）复制条件 ：①模板；②原料；③能量；④酶；（4）复制特点：①边解旋边复制；②半保留复制。
（5）复制意义：保持了遗传信息的连续性。
（6）精确复制的原因：DNA双螺旋结构为复制提供了精确的模板，碱基互补配对原则保证了复制能够准确地进行。
3．与DNA复制有关的碱基计算
（1）一个DNA连续复制n次后，DNA分子总数为：2n
（2）第n代的DNA分子中，含原DNA母链的有2个，占1/2n－1
（3）若某DNA分子中含碱基T为a，①则连续复制n次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a（2n－1）
②第n次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a×2n－1
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：25分钟
一、单选题
1．（2023·山东·高考真题）将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上，置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像，①和②表示新合成的单链，①的5'端指向解旋方向，丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象，但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则，下列说法错误的是（ ）

A．据图分析，①和②延伸时均存在暂停现象
B．甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等
C．丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等
D．②延伸方向为5'端至3'端，其模板链3'端指向解旋方向
【答案】D
【分析】1、DNA的双螺旋结构：
(1) DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。
(2) DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧。
(3)两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。
2、 DNA分子复制的特点：半保留复制；边解旋边复制，两条子链的合成方向是相反的。
【详解】A、据图分析，图甲时新合成的单链①比②短，图乙时①比②长，因此可以说明①和②延伸时均存在暂停现象，A正确；
B、①和②两条链中碱基是互补的，图甲时新合成的单链①比②短，但②中多出的部分可能不含有A、T，因此①中A、T之和与②中A、T之和可能相等，B正确；
C、①和②两条链中碱基是互补的，丙为复制结束时的图像，新合成的单链①与②等长，图丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等，C正确；
D、①和②两条单链由一个双链DNA分子复制而来，其中一条母链合成子链时①的5'端指向解旋方向，那么另一条母链合成子链时②延伸方向为5'端至3'端，其模板链5'端指向解旋方向，D错误；
故选D。
2．（2022·海南·统考高考真题）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）。对此假说，科学家以大肠杆菌为实验材料，进行了如下实验（图2）：
下列有关叙述正确的是（ ）
A．第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，说明DNA复制方式一定是半保留复制
B．第二代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带和1条轻带，说明DNA复制方式一定是全保留复制
C．结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果，说明DNA复制方式一定是分散复制
D．若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带
【答案】D
【分析】DNA的复制是半保留复制，即以亲代DNA分子的每条链为模板，合成相应的子链，子链与对应的母链形成新的DNA分子，这样一个DNA分子经复制形成两个子代DNA分子，且每个子代DNA分子都含有一条母链。将DNA被15N标记的大肠杆菌移到14N培养基中培养，因合成DNA的原料中含14N，所以新合成的DNA链均含14N。根据半保留复制的特点，第一代的DNA分子应一条链含15N，一条链含14N。
【详解】ABC、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，继续做子代ⅡDNA密度鉴定，若子代Ⅱ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，ABC错误；
D、若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，形成的子代DNA只有两条链均为14N，或一条链含有14N一条链含有15N两种类型，因此细菌DNA离心后试管中只会出现1条中带和1条轻带，D正确。
故选D。
3．（2009·江苏·高考真题）如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，有关叙述错误的是（ ）
A．图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的
B．图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的
C．真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶
D．真核生物的这种复制方式提高了复制效率
【答案】A
【分析】DNA分子的复制过程：首先DNA分子在解旋酶的作用下解旋成两条单链，解开的两条链分别为模板，在DNA聚合酶的作用下，按照碱基互补配对原则形成子链，子链与模板链双螺旋成新的DNA分子，DNA分子复制是边解旋边复制的过程。
【详解】A、由图可看出，此段DNA分子有三个复制起点， 三个复制点复制的DNA片段的长度不同，因此复制的起始时间不同，A错误；
B、由图中的箭头方向可知，DNA分子是双向复制的，且边解旋边复制，B正确；
C、DNA分子的复制首先要在解旋酶的作用下进行解旋，故真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶，C正确；
D、真核细胞的DNA分子具有多个复制起点，这种复制方式加速了复制过程，提高了复制速率，D正确。
故选A。
4．（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．1B．2C．3D．4
【答案】B
【分析】基因突变是基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失或替换。
【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。
故选B。
5．（2021·辽宁·统考高考真题）下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是（ ）
A．子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端
B．子链的合成过程不需要引物参与
C．DNA每条链的5′端是羟基末端
D．DNA聚合酶的作用是打开DNA双链
【答案】A
【分析】DNA复制需要的基本条件：
（1）模板：解旋后的两条DNA单链；
（2）原料：四种脱氧核苷酸；
（3）能量：ATP；
（4）酶：解旋酶、DNA聚合酶等。
【详解】A、子链延伸时5′→3′合成，故游离的脱氧核苷酸添加到3′端，A正确；
B、子链的合成过程需要引物参与，B错误；
C、DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是羟基末端，C错误；
D、解旋酶的作用是打开DNA双链，D错误。
故选A。
【点睛】
6．（2022·河南·统考三模）“嘧啶型”三螺旋DNA由三条链组成，如图所示，中间一条链全部由嘌呤组成，两侧的链全部由嘧啶组成，即组成三链DNA的每条链全部由同类碱基组成，嘌呤链与其中一条嘧啶链组成双螺旋，第三条嘧啶链缠绕到双螺旋的大沟上。下列相关叙述错误的是（ ）

A．该三螺旋DNA含三个游离的磷酸基团
B．组成该DNA的碱基中嘧啶数等于嘌呤数
C．用DNA解旋酶可以打开该结构中的氢键
D．三螺旋的出现可能会导致基因无法被复制
【答案】B
【分析】DNA的双螺旋结构：
①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的；
②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧；
③两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。
【详解】A、每一条脱氧核苷酸链上有一个游离的磷酸基团，该三螺旋DNA含三个游离的磷酸基团，A正确；
B、“嘧啶型”三螺旋DNA由三条链组成，组成该DNA的碱基中嘧啶更多，B错误；
C、解旋酶能将氢键打开，DNA解旋酶可以打开该结构中的氢键，C正确；
D、若三螺旋出现在DNA某部位，可能会影响该部位基因无法被复制，D正确。
故选B。
7．（2022·内蒙古·统考一模）叶绿体DNA分子呈环状，在该DNA分子上有两个复制起点，同时在起点处解旋并复制，其过程如下图。下列叙述正确的是（ ）

A．图中DNA分子复制过程需要解旋酶和RNA聚合酶
B．图中DNA分子复制是边解旋边复制的
C．图中新合成的两条脱氧核苷酸链的序列相同
D．图中两起点解旋后均以两条链为模板合成子链
【答案】B
【分析】DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程，从一个原始DNA分子产生两个相同DNA分子的生物学过程。DNA复制是通过名为半保留复制的机制来得以顺利完成的。
【详解】A、图中DNA分子复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶，A错误；
B、图中为环状DNA，DNA分子复制是边解旋边复制的，B正确；
C、图中新合成的两条脱氧核苷酸链的序列不同，是互补的，C错误；
D、结合图示可知，图中两起点解旋后是以一条链为模板合成子链，D错误。
故选B。
8．（2023·海南省直辖县级单位·嘉积中学校考模拟预测）DNA是绝大多数生物的遗传物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。下列有关DNA的叙述，正确的是（ ）
A．单链DNA分子中相邻的碱基通过氢键相连
B．DNA分子中碱基特定的排列顺序构成了每个DNA分子的特异性
C．DNA分子复制过程中，DNA聚合酶既能断开氢键也能连接磷酸二酯键
D．生物体内的DNA数和基因数不同，构成基因的碱基总数大于构成DNA的碱基总数
【答案】B
【分析】DNA的双螺旋结构：①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧。③两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。
【详解】A、单链DNA分子中相邻的碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖进行连接，A错误；
B、DNA分子中碱基特定的排列顺序构成了每个DNA分子的特异性，B正确；
C、DNA分子复制过程中，DNA聚合酶不能断开氢键，C错误；
D、生物体内的DNA数和基因数不同，构成基因的碱基总数小于构成DNA的碱基总数，D错误。
故选B。
【点睛】本题考查DNA分子的结构、特性，DNA复制的过程以及DNA和基因的关系等知识内容，旨在考查学生对相关知识点的识记和理解，体现了生命观念等核心素养。
二、实验题
9．（2010·北京·高考真题）科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。
请分析并回答：
（1）要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过 代培养，且培养液中的 是唯一氮源。
（2）综合分析本实验的DNA离心结果，第 组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与第 组和第 组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是 。
（3）分析讨论：
①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于 代，据此可判断DNA分子的复制方式不是 复制。
②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果 （选填“能”或“不能”）判断DNA的复制方式。
③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置 ，宽度发生变化的是 带。
④若某次实验的结果中，子Ⅰ代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成DNA单链中的N尚有少部分为 。
【答案】 多 15NH4Cl 3 1 2 半保留复制 B 半保留 不能 没有变化 轻 15N
【详解】（1）培养液中以15NH4Cl为唯一氮源，需经过多代培养，才能要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B。
（2）若证明DNA的复制为半保留复制，则需证明后代DNA的两条链，一条链是母链，另一条链是新合成的子链，第3组结果与第1组、第2组的结果对比可以证实。
（3）①若子I代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于B，据此可判断DNA分子的复制方式不是半保留复制。
②将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，无法判断后代DNA的两条链的来源，不能判断DNA的复制方式；
③将子Ⅱ代继续培养，子n代DNA的情况是有两个为14N/15N-DNA，其余全部为14N/14N-DNA，所以子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置没有变化，宽度发生变化的是轻带；
④“中带”为14N/15N-DNA，“中带”略宽，说明新合成的DNA单链中N尚含有部分15N。
考点03 基因通常是有遗传效应的DNA片段
地 城
知识填空
考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：10分钟
1．一个DNA分子上有许多个基因，每一个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应。（P58）
2．人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体＋X＋Y）上DNA的碱基序列。（P58“思考·讨论”）
3．DNA上分布着许多个基因，基因通常是有遗传效应的DNA片段。（P59）
4．有些病毒的遗传物质是RNA，如人类免疫缺陷病毒（艾滋病病毒）、流感病毒等。对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。（P59“小字内容”）
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：25分钟
一、单选题
1．自从摩尔根提出基因在染色体上的理论以后，基因在人们的认识中不再是抽象的“因子”，而是存在于染色体上的一个个单位。下列说法错误的是（ ）
A．基因通常是有遗传效应的DNA片段
B．基因就是碱基对随机排列的DNA片段
C．基因是控制生物性状的基本单位，可转移
D．细胞中的DNA数目远远小于基因数目
【答案】B
【分析】1、染色体的主要成分是DNA和蛋白质，染色体是DNA的主要载体。
2、基因是有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位，DNA和基因的基本组成单位都是脱氧核苷酸。
3、基因在染色体上，且一条染色体含有多个基因，基因在染色体上呈线性排列。
【详解】A、基因为DNA上具有遗传效应的DNA片段，A正确；
B、基因中碱基的排列顺序并不是随机的，而是有特定的排列顺序，B错误；
C、基因是控制生物性状的基本单位，具有独立性，可以转移，C正确；
D、一个DNA上可以有很多个基因，DNA分子数目远远小于基因数目，D正确。
故选B。
2．科学家用离心技术分离得到有核糖体结合的微粒体，即膜结合核糖体。其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽（SP）以及信号识别颗粒（SRP）。研究发现，SRP与SP结合是引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工的前提，经囊泡包裹离开内质网的蛋白质均不含SP，此时的蛋白质一般无活性。下列说法错误的是（ ）
A．微粒体中的膜是内质网膜结构的一部分
B．细胞中的基因都有控制SP合成的脱氧核苷酸序列
C．SP合成缺陷的浆细胞中，无法进行抗体的加工和分泌
D．内质网腔中含有能够在特定位点催化肽键水解的酶
【答案】B
【分析】分泌蛋白先在游离的核糖体合成，形成一段多肽链后，信号识别颗粒（SRP）识别信号，再与内质网上信号识别受体结合，将核糖体-新生肽引导至内质网，SRP脱离，信号引导肽链进入内质网，形成折叠的蛋白质，随后，核糖体脱落。
【详解】A、分析题意，微粒体上有核糖体结合，其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽（SP）以及信号识别颗粒（SRP），且两者结合能引导多肽链进入内质网，据此推测微粒体中的膜是内质网膜结构的一部分，A正确；
B、基因是有遗传效应的核酸片段，信号肽（SP）是由控制“信号肽”（SP）合成的脱氧核苷酸序列合成的，所以分泌蛋白基因中有控制SP合成的脱氧核苷酸序列，细胞中每个基因不一定都有控制SP合成的脱氧核苷酸序列，B错误；
C、SRP与SP结合可引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工，SP合成缺陷的细胞中，不会合成SP，也无法分泌，C正确；
D、经囊泡包裹离开内质网的蛋白质上均不含“信号肽”，说明在内质网腔内“信号肽”被切除，进而说明内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的有机物（酶），D正确。
故选B。
3．下图为某同学制作的DNA双螺旋结构模型，相关描述正确的是（ ）
A．一个细胞周期中，c处化学键可能多次断裂、生成
B．模型中d处小球代表磷酸，它和脱氧核糖交替连接构成DNA分子的基本骨架
C．DNA的两条链反向平行，故a链从左向右的碱基序列和b链从右向左的碱基序列相同
D．DNA分子上不具有遗传效应的片段一般不能遗传给下一代
【答案】A
【分析】DNA分子双螺旋结构的主要特点：DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。DNA分子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。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律。
【详解】A、据图可知，c处表示碱基之间的氢键，DNA复制是会断裂和生成，一个细胞周期中，分裂间期存在DNA复制，因此c处化学键可能多次断裂、生成，A正确；
B、模型中d处小球代表脱氧核糖，它和磷酸交替连接分布在DNA的外侧，构成DNA分子的基本骨架，B错误；
C、DNA的两条链反向平行是指一条链是从3'→5'，另一条是从5'→3'，但a链从左向右的碱基序列和b链从右向左的碱基序列并不相同，C错误；
D、DNA分子上不具有遗传效应的片段不是基因，无论基因还是非基因片段，都可以通过减数分裂遗传给下一代，D错误。
故选A。
4．人类基因组中有大量短串联重复序列（STR），重复次数在不同个体间存在差异，具有高度多样性。提取某犯罪现场证据 DNA 及嫌疑人 DNA，PCR 扩增某基因座 STR 后电泳，结果如图，据此可排除嫌疑的是（ ）
A．甲
B．乙
C．丙
D．丁
【答案】C
【分析】DNA分子具有特应性，人与人之间存在差异，可以采用DNA的这一特性来识别身份，电泳后，不同的DNA形成的条带不一样，相同的DNA形成的条带一致。
【详解】据图分析，和证据DNA对照，甲、乙、丁的结果与证据DNA都有一致的条带，不能排除嫌疑，只有丙的结果与证据DNA有不一样的条带，可以排除嫌疑，ABD错误，C正确。
故选C。
5．下列关于基因和染色体关系的叙述，正确的是（ ）
A．细胞分裂各时期的每条染色体上都含有一个 DNA 分子
B．基因都位于染色体上
C．一条染色体上有一个或多个基因
D．基因在染色体上呈线性排列
【答案】D
【分析】1、染色体的主要成分是DNA和蛋白质，染色体是DNA的主要载体。
2、基因是有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位，DNA和基因的基本组成单位都是脱氧核苷酸。
3、基因在染色体上，且一条染色体含有多个基因，基因在染色体上呈线性排列。
【详解】A.细胞有丝分裂的前期、中期以及减数第一次分裂过程和减数第二次分裂的前期、中期的细胞中每条染色体上都含有2个DNA分子；有丝分裂后期和末期以及减数第二次分裂后期和末期细胞中每条染色体上都含有1个DNA分子，A错误；
B.基因是有遗传效应的DNA片段，主要存在于染色体上，在线粒体和叶绿体中的DNA上也有少量分布，B错误；
CD.一条染色体上含有一个或两个DNA，每个DNA上有许多基因，基因在染色体上呈线性排列，C错误；D正确。
故选D。
6．下列有关基因的叙述，正确的是( )
A．碱基对是体现生物遗传效应的结构单位和功能单位
B．经测定一个由n个脱氧核苷酸构成的DNA分子中，包含了m个基因，则每个基因的平均长度不超过n/2m个脱氧核苷酸对
C．人体细胞内的基因全部位于染色体上
D．基因中脱氧核苷酸的排列顺序就是遗传信息，只能通过减数分裂传递给后代
【答案】B
【分析】带有遗传信息的DNA片段称为基因，是决定生物性状的遗传物质的结构和功能单位。染色体是DNA的主要载体，每条染色体上有1—2条DNA分子，每个DNA分子上含有多个基因。
【详解】多对碱基组成的基因是控制生物遗传效应的结构单位和功能单位，A选项错误；经测定一个由n个脱氧核苷酸构成的DNA分子中，故DNA分子长度为n/2个脱氧核苷酸对，该DNA分子中包含了m个基因，故每个基因的平均长度不超过n/2m个脱氧核苷酸对，B选项正确；人体细胞内的基因主要位于染色体上，还有少部分位于线粒体中，C选项错误；基因中脱氧核苷酸序列就是遗传信息，可以通过有丝分裂和减数分裂传递给后代，D选项错误。
7．下列关于基因、DNA、染色体的叙述错误的是
A．基因是有遗传效应的DNA片段
B．染色体由DNA和蛋白质组成
C．基因在染色体上呈线性排列
D．每条染色体上都含有一个DNA分子
【答案】D
【详解】基因是具有遗传效应的DNA片段，A正确。染色体主要是由DNA和蛋白质组成的，B正确。基因在染色体上呈线性排列，C正确。每条染色体上含一个或两个DNA分子，在分裂时期进行复制后一条染色体上含有2个DNA分子，D错误。
8．关于真核生物的基因与染色体的关系，下列叙述错误的是（ ）
A．一条染色体上基因的碱基数可能大于DNA的碱基数
B．基因在染色体上呈线性排列
C．一条染色体上有一个或两个DNA
D．基因与染色体的行为存在平行关系
【答案】A
【分析】基因是有遗传效应的DNA片段，是决定生物性状的遗传物质的结构和功能单位，染色体的主要成分是DNA和蛋白质。染色体是DNA的主要载体，每个染色体上有一个或两个DNA分子。每个DNA分子含多个基因，每个基因中含有许多脱氧核苷酸。
【详解】A、基因是一段有遗传效应的核酸片段，基因的碱基数小于DNA的碱基数，A错误；
B、基因是有遗传效应的DNA片段，基因在染色体上呈线性排列，B正确；
C、基因是有遗传效应的DNA片段，一条染色体上一般有1个DNA，复制后有2个DNA，C正确；
D、基因主要位于染色体上，基因与染色体的行为存在平行关系，D正确。
故选A。
二、综合题
9．下列甲图中DNA分子有a和d两条链，将甲图中某一片段放大后如乙图所示，结合所学知识回答下列问题：

(1)分析甲图可知，DNA的复制方式是 ，甲图中，A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶，其中B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链，则A是 酶，其作用是 。B是 酶。
(2)图甲过程在绿色植物根尖分生区细胞中进行的场所有 ，进行的时间为 。
(3)乙图中，7是 。DNA分子的基本骨架由 交替连接而成，DNA分子两条链上的碱基通过 连接成碱基对。相同长度的DNA片段， （填“2”或“3”）越多则DNA分子的热稳定性越高。
(4)若该双链DNA分子中C占27%，其中一条链中的A占该单链的18%，则另一条链中的A占该单链碱基总数的比例为 。若该DNA分子的一条链中（A+C）/（T+G）=2，那么在它的互补链中（A+C）/（T+G）= ，在整个DNA中（A+C）/（T+G）= 。
(5)基因通常是指 。
【答案】(1) 半保留复制 解旋 解旋、断裂氢键 DNA聚合
(2) 细胞核、线粒体 有丝分裂间期
(3) 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 脱氧核糖和磷酸 氢键 3
(4) 28% 1/2 1
(5)有遗传效应的DNA片段
【分析】根据题意和图示分析可知：甲图是DNA分子复制过程，A的作用是使DNA分子的双螺旋结构解开，形成单链DNA，因此A是DNA解旋酶，B是催化以DNA单链d为模板形成DNA分子的子链c，因此B是DNA聚合酶，由图可以看出形成的新DNA分子中都含有一条模板链和一条子链，因此DNA分子的复制是半保留复制；
图乙是DNA分子的平面结构，1是碱基C，2是碱基A，3是碱基G，4是碱基T，5是脱氧核糖，6是磷酸，7是脱氧核糖核苷酸，8是碱基对，9是氢键，10是脱氧核糖核苷酸链。
【详解】（1）分析题图可知，DNA分子的复制方式是半保留复制；分析题图可知，A酶的作用是使DNA分子的双螺旋结构解旋，同时断裂氢键，因此是解旋酶；B酶的作用是催化形成DNA子链进而进行DNA分子的复制，是DNA聚合酶。
（2）绿色植物根尖分生区细胞中没有叶绿体，DNA存在于细胞核和线粒体中，因此DNA分子复制的场所是细胞核和线粒体；该处细胞只能通过有丝分裂方式增殖，因此进行的时间为有丝分裂的间期。
（3）图乙中，7是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸，DNA分子中的磷酸和脱氧核糖交替排列形成DNA分子的骨架，2是两个氢键，3是三个氢键，氢键数量越多，DNA分子的热稳定性越高，因此3越多，则DNA分子的热稳定性越高。DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸，脱氧核苷酸由磷酸二酯键连接形成脱氧核苷酸链，DNA分子一般由2条反向平行的脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构，磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧，由氢键连接形成碱基对，两条链上的碱基遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则。
（4）若该双链DNA分子中C占27%，双链DNA中A=T，C=G，A+C=50%，所以该DNA中A=23%=T，A+T=46%，每条链中的A+T=46%，其中一条链中的A占该单链的18%，那么该条链中的T=28%，该条链中的T等于互补链中的A的数目，所以另一条链中的A占该单链碱基总数的比例为28%；若该DNA分子的一条链中（A+C）/（T+G）=2，根据碱基互补配对的原则，那么在它的互补链中（A+C）/（T+G）=1/2，在整个DNA中A=T，C=G，所以上述比例为1。
（5）基因通常是有遗传效应的DNA片段。
10．下图为某生物体内的部分物质与结构关系图，请据图回答：
(1)若图1中A为糖类，则A是 ；
(2)F的基本组成单位是图1的 （填字母），F的主要载体是图1中的 （填字母）。
(3)如图2所示，E在H上呈 排列，E中的遗传信息是 （“随机的”或者“特定的”）碱基排列顺序。
【答案】(1)脱氧核糖
(2) D H
(3) 线性
特定的
【分析】图示表示H染色体的化学组成，染色体由DNA和蛋白质组成，因此图中G为蛋白质；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，则A、C表示磷酸、脱氧核糖。
【详解】（1）若图1中A为糖类，参与构建脱氧核苷酸，则A是脱氧核糖。
（2）F表示DNA，DNA的基本组成单位是图1的D（脱氧核苷酸），F（DNA）的主要载体是图中的H染色体。
（3）如图2所示，E基因在H染色体上呈线性排列，E基因中的遗传信息是特定的碱基排列顺序。
组别
1组
2组
3组
4组
培养液中唯一氮源
14NH4Cl
15NH4Cl
14NH4Cl
14NH4Cl
繁殖代数
多代
多代
一代
两代
培养产物
A
B
B的子Ⅰ代
B的子Ⅱ代
操作
提取DNA并离心
离心结果
仅为轻带（14N/14N）
仅为重带（15N/15N）
仅为中带（15N/14N）
1/2轻带（14N/14N）
1/2中带
（15N/14N）