文档内容
通关卷 21 DNA 分子的结构、复制与基因的本质
（必备知识填空+优选试题精练）
考点01 DNA的结构
知识填空
地 城 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）=1 D．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．①② B．②③ C．③④ D．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-motif，如图所示。研究发现，与CO 浓度为5%的培养液
2
相比，CO 浓度分别为2%和8%的培养液培养的细胞中i-motif的DNA位点分别少了20%左右和多了30%
2
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-motif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-motif区域仍能形成双螺旋结构
D．G-四链体和i-motif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CO 浓度为5%的培养液相比，CO 浓度分别为2%和8%的培养液培养的细胞中i-motif的
2 2
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-
motif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-motif区域不能形成双螺旋结构，C错误；
D、G-四链体和i-motif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的复制知识填空
地 城 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： 2 n
（2）第n代的DNA分子中，含原DNA母链的有2个，占 1/2 n － 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 （ 2 n －
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 × 2 n － 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．1 B．2 C．3 D．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。
组别 1组 2组 3组 4组
培养液中唯一氮
14NH Cl 15NH Cl 14NH Cl 14NH Cl
源 4 4 4 4
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
1/2轻带（14N/
14N）
仅为重带（15N/ 仅为中带（15N/
离心结果 仅为轻带（14N/14N）
15N） 14N） 1/2中带
（15N/14N）
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 15NH Cl 3 1 2 半保留复制 B 半保留 不能
4
没有变化 轻 15N
【详解】（1）培养液中以15NH Cl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
4
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
知识填空
地 城 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。
