文档内容
夯基提能练 19 DNA 分子的结构和复制、基因的本质
第一部分【夯实基础】
1．真核细胞中某生理过程如图所示，下列叙述错误的是( )
答案和解
析在卷尾
A．a链和b链的方向相反，a链与c链的碱基序列相同
B．酶1可使磷酸二酯键断裂，酶2可催化磷酸二酯键的形成
C．该图表示DNA半保留复制过程，遗传信息传递方向是DNA→DNA
D．植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生该过程
2．如图为DNA分子的片段，下列相关叙述正确的是( )
A．构成DNA分子的基本单位是⑦
B．解旋酶可以切断⑤
C．复制时DNA聚合酶催化形成①②之间的化学键
D．⑥构成DNA分子中基本骨架
3．(2021·河北选择性考试改编)许多抗肿瘤药物通过干扰DNA合成及功能抑
制肿瘤细胞增殖。下表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述不正确的是
( )
药物名称 作用机理
羟基脲 阻止脱氧核糖核苷酸的合成
放线菌素D 抑制DNA的模板功能
阿糖胞苷 抑制DNA聚合酶活性
A．羟基脲处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都出现原料匮乏
B．放线菌素D处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都受到抑制C．阿糖胞苷处理后，肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸
D．将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响
4．如图为某真核细胞中DNA复制过程模式图，下列分析错误的是( )
A．酶①和酶②均作用于氢键
B．该过程可发生在细胞有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期
C．该过程的模板链是a、b链
D．DNA复制的特点是半保留复制
5．一个 32P 标记的噬菌体侵染在 31P 环境中培养的大肠杆菌，已知噬菌体
DNA上有m个碱基对，其中胞嘧啶有n个，以下叙述不正确的是( )
A．大肠杆菌为噬菌体增殖提供原料和酶等
B．噬菌体DNA含有(2m＋n)个氢键
C．该噬菌体增殖四次，子代噬菌体中只有14个含有31P
D．噬菌体DNA第四次复制共需要8(m－n)个腺嘌呤脱氧核苷酸
6．(2022·北京丰台模拟)一种深海火山噬菌体基因组编码的 DNA 聚合酶
(NrS1 DNA聚合酶)识别复制起点后，以dNTP为原料，在解旋酶和DNA结合蛋
白的帮助下，就能完成DNA的单向复制，而真核生物采取多起点双向复制的方
式。下列叙述不正确的是( )
A．上述两种复制方式都是半保留复制
B．解旋酶完全解开DNA双链后再复制
C．NrS1 DNA聚合酶起作用时不需要引物
D．NrS1 DNA聚合酶可以简化PCR过程
7．下列关于DNA的有关叙述，正确的有几项( )
①碱基互补配对原则是DNA精确复制的保障之一 ②DNA复制时一定需要
解旋酶的参与 ③DNA分子的特异性是指脱氧核苷酸序列的千变万化 ④嘌呤碱基与嘧啶碱基的配对保证了DNA分子空间结构的相对稳定 ⑤在细菌的一个
完整质粒中含有两个游离的磷酸基团
A．0项 B．1项
C．2项 D．3项
第二部分【能力提升】
8．图1为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡(DNA上
正在复制的部分)；图2为图1中一个复制泡的模式图。下列说法错误的是( )
A．DNA聚合酶只能催化子链从5′→3′延伸
B．DNA的复制为边解旋边复制，多起点双向复制
C．一个DNA分子上出现多个复制泡可提高DNA复制的效率
D．图2中酶甲为解旋酶，酶乙为DNA聚合酶或RNA聚合酶
9．DNA是主要的遗传物质，下列与此相关的特征描述不正确的是( )
A．独特的“双螺旋”结构保证了遗传物质的稳定性
B．“分子量大”可体现遗传物质在分子水平的多样性
C．“半保留”复制保持了遗传信息传递的连续性
D．能产生可遗传的变异使后代获得遗传多样性
10．将一个用15N标记的DNA放到14N的培养基上培养，让其连续复制三次，
再将全部复制产物置于试管内进行离心，如图中分别代表复制 1次、2次、3次
后分层结果的是( )
A．c、e、f B．a、e、b
C．a、b、d D．c、d、f11．下列关于基因的叙述，完全正确的一组是( )
①基因是控制生物性状的基本单位 ②烟草花叶病毒的基因是有遗传效应的
RNA片段 ③真核生物基因分布于线粒体、叶绿体和细胞核 ④生物的遗传信息
是指基因中的碱基序列
A．①②④ B．②③④
C．①③④ D．①②③④
12．有人将大肠杆菌的DNA聚合酶、4种脱氧核苷三磷酸(其中的脱氧腺苷三磷
酸即dATP已被某种放射性同位素标记)、微量的 T 噬菌体DNA的混合液在有
2
Mg2＋存在的条件下于37 ℃时静置30 min，检测发现，DNA分子被该种放射性
同位素标记。下列关于该实验的叙述，正确的是( )
A．无DNA合成，因为缺乏能量供应
B．无DNA合成，因为细菌DNA聚合酶不能催化噬菌体的DNA复制
C．有DNA合成，新合成DNA的碱基序列与T 噬菌体相同
2
D．有DNA合成，新合成DNA的碱基序列与大肠杆菌相同
13．(2021·全国甲卷)用一段由放射性同位素标记的 DNA片段可以确定基因
在染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位素32P标记的脱氧腺苷三磷酸
(dATP，dA—P ～P ～P )等材料制备了DNA片段甲(单链)，对W基因在染色体
α β γ
上的位置进行了研究，实验流程的示意图如下。
回答下列问题：
(1)该研究人员在制备32P标记的DNA片段甲时，所用dATP的α位磷酸基团
中 的 磷 必 须 是 32P ， 原 因 是
________________________________________________
________________________________________。
(2)该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品，在混合操作之前去除了样品
中的RNA分子，去除RNA分子的目的是__________________________________________________________________________________。
(3)为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的 W基因结合，需
要通过某种处理使样品中的染色体DNA________。
(4)该研究人员在完成上述实验的基础上，又对动物细胞内某基因的 mRNA
进行了检测，在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA，这种酶是________。
14．图1是用DNA测序仪测出的某生物的一个 DNA分子片段上被标记的一
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1推测，此DNA片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是________个。
(2)根据图1脱氧核苷酸链的碱基排列顺序，分析图2显示的脱氧核苷酸链的
碱基序列为________(从上往下排序)。
(3)图1所测定的DNA片段与图2所显示的DNA片段中(A＋G)/(T＋C)分别
为________、________，由此证明DNA分子碱基数量关系是________________。
图 1 中的 DNA 片段与图 2 中的 DNA 片段中 A/G 的比值分别为________、
________，由此说明了DNA分子的特异性。
(4)若用35S标记某噬菌体，让其在不含 35S的细菌中繁殖5代，则含有35S标
记的噬菌体所占比例为________。
第三部分【综合拓展】
15.在含有BrdU(中文名称是5溴脱氧尿嘧啶核苷，在 DNA合成期可代替胸
腺嘧啶脱氧核苷，即胸苷)的培养液中进行DNA复制时BrdU会取代胸苷掺入新
合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色
时，发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮的荧光，含全标记
DNA(两条链均被标记)的染色单体的荧光被抑制(无明亮荧光)。如图表示DNA
复制过程模式图。请据图回答：(1)DNA复制时，与BrdU进行配对的核苷酸的名称是__________________，
该核苷酸的各个组成部分之间的连接方式可以用简图表示为_______________。
(2)若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，细胞分裂一次后，用荧光染料对
细胞中每个DNA分子进行染色，观察到的现象是________________________，
出现这种现象的原因是________________________________。
(3)DNA复制是一个边解旋边复制的过程，需要____________________等基
本条件，图中解旋酶可将DNA的两条链分开，解旋需要ATP提供能量的原因是
____________________。
(4)在刑侦领域，DNA能像指纹一样用来鉴定个人身份的原因是该DNA分子
具有________性，DNA分子具有这种特性的原因是______________________。
(5)基因中发生个别碱基对的替换往往不改变其指导合成蛋白质的氨基酸种类，
原因是__________________________________________等；科学家将人的胰岛素
基因转入大肠杆菌中，成功合成人的胰岛素，说明__________________
________________________________。
16．DNA的复制方式可以通过设想来进行预测，可能的情况是全保留复制、
半保留复制、分散复制三种。究竟是哪种复制方式呢？下面设计实验来证明
DNA的复制方式。
实验步骤：
a．在氮源为 14N 的培养基中生长的大肠杆菌，其 DNA 分子均为 14N—DNA(对照)。
b．在氮源为 15N 的培养基中生长的大肠杆菌，其 DNA 分子均为 15N—
DNA(亲代)。
c．将亲代含15N的大肠杆菌转移到氮源为14N的培养基中，再连续繁殖两代
(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度离心法分离，不同相对分子质量的DNA分子将分布在试
管中的不同位置上。
实验预测：
(1)如果与对照(14N/14N)相比，子代Ⅰ能分辨出两条 DNA带：一条________
带和一条________带，则可以排除______________________________________
__________________________________。
(2)如果子代Ⅰ只有一条中密度带，则可以排除________，但不能肯定是
________________________。
(3)如果子代Ⅰ只有一条中密度带，再继续做子代ⅡDNA密度鉴定：若子代
Ⅱ可以分出____________和________________，则可以排除分散复制，同时肯定
半保留复制；如果子代Ⅱ不能分出________密度两条带，则排除________，同时
确定为________。
参考答案及解析
1.B解析：由题图可知，a链和b链螺旋形成新的DNA分子，因此a、b链是
反向的，a、c链都与b链互补，因此a链与c链的碱基序列相同，A正确；酶1
是解旋酶，作用是使氢键断裂，使双链DNA分子解旋，B错误；分析题图可知，
DNA分子的复制是半保留复制，通过DNA分子的复制，遗传信息从DNA流向
DNA，C正确；植物细胞的线粒体和叶绿体中都含有少量DNA，可以发生DNA
分子的复制过程，D正确。
2.B解析 图中⑦是脱氧核苷酸单链，构成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，
应是④，A错误；解旋酶能将 DNA解旋，可以切断⑤氢键，B 正确；复制时
DNA聚合酶催化形成的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键，而①②之间的键是同
一个核苷酸内的化学键，C错误；⑥是碱基对，脱氧核糖和磷酸交替连接构成
DNA的基本骨架，D错误。
3.A解析 羟基脲阻止脱氧核糖核苷酸的合成，从而影响肿瘤细胞中DNA复制过程，而转录过程需要的原料是核糖核苷酸，不会受到羟基脲的影响，A错误；
放线菌素 D 通过抑制 DNA 的模板功能，可以抑制 DNA 的复制和转录，因为
DNA复制和转录均需要DNA模板，B正确；阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性而
影响DNA复制过程，DNA聚合酶活性受抑制后，会使肿瘤细胞DNA复制过程
中子链无法正常延伸，C正确。
4.A解析 酶①是解旋酶，酶②是DNA聚合酶，前者作用于氢键，后者作用
于磷酸二酯键，A错误。
5.C解析 噬菌体没有细胞结构，不能独立生活，需要依赖大肠杆菌为其增
殖提供原料和酶等，A正确；该噬菌体DNA上有m个碱基对，其中胞嘧啶有n
个，则胸腺嘧啶为(m－n)个，噬菌体DNA含有氢键数＝3n＋2(m－n)＝2m＋n个
氢键，B正确；该噬菌体增殖四次，子代噬菌体全部含有 31P，C错误；该噬菌
体DNA含有腺嘌呤数量为(m－n)个，第四次复制共增加8个DNA分子，共需要
8(m－n)个腺嘌呤脱氧核苷酸，D正确。
6.B解析 在解旋酶的作用下，DNA边解旋边复制，B错误；由题意可知，
在NrS1 DNA聚合酶识别复制起点后，以 dNTP为原料，在解旋酶和DNA结合
蛋白的帮助下，就能完成 DNA的单向复制，不需要引物的作用，C 正确；在
NrS1 DNA聚合酶的作用下，不需要添加引物，简化了 PCR过程中复性的步骤，
D正确。
7.C解析 碱基互补配对原则保证DNA复制准确无误地进行，DNA双螺旋
结构为其复制提供精确的模板，①正确；在细胞内进行的DNA复制在解旋酶和
DNA聚合酶的作用下，边解旋边复制，但在 PCR技术扩增目的基因时利用了高
温变性解旋，②错误；DNA分子的特异性取决于DNA分子中脱氧核苷酸特定的
排列顺序，即碱基的排列顺序，③错误；嘌呤碱基与嘧啶碱基之间通过氢键连接，
它们的结合遵循碱基互补配对原则，这保证了DNA分子空间结构的相对稳定，
④正确；细菌的一个完整质粒是环状的DNA分子，不存在游离的磷酸基团，⑤
错误。
8.D解析 根据图示，DNA聚合酶在DNA分子上从3′→5′移动，说明其
只能催化子链从5′→3′延伸，A正确；DNA的复制为边解旋边复制，且可多
起点双向复制，B正确。9.B解析 DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨
架，碱基对排在内侧，DNA独特的“双螺旋”结构保证了遗传物质的稳定性，
A正确；遗传物质在分子水平的多样性，体现在 DNA分子中碱基的排列顺序的
多样性，B错误；DNA分子的“半保留”复制，为复制提供精确的模板，保持
了遗传信息传递的连续性，C正确；DNA中遗传信息的改变可以遗传给后代，
使后代遗传多样性增加，D正确。
10.A解析 由于DNA分子的复制是半保留复制，一个用15N标记的DNA在
含14N的培养基上培养，第一次复制后产生2个DNA分子，每个DNA分子的一
条链含15N，一条链含14N，密度中，对应图中的c；第二次复制后，共产生4个
DNA分子，其中含15N和14N的DNA分子为2个，密度中，只含14N的DNA分
子为2个，密度小，对应图中的 e；第三次复制后，共产生8个DNA分子，其
中含15N和14N的DNA分子为2个，密度中，只含14N的DNA分子为6个，密
度小，对应图中的f。
11.D解析 基因是控制生物性状的功能单位和结构单位，①正确；烟草花叶
病毒的遗传物质是RNA，故其有遗传效应的片段是RNA片段，②正确；真核生
物的基因主要位于染色体上，其次位于细胞质中(包括线粒体和叶绿体)，③正确；
基因中脱氧核苷酸(碱基)排列顺序代表着遗传信息，④正确。
12.C解析：脱氧腺苷三磷酸即dATP带放射性标记，它是DNA的基本单位，模
板只有T 噬菌体DNA，静置30 min，检测发现，DNA分子被该种放射性同位素
2
标记，说明有新的DNA合成，故推测DNA发生了复制。dATP是DNA的合成
原料之一，静置30 min，检测发现，DNA分子被该种放射性同位素标记，说明
有新的DNA合成，而混合液中模板只有噬菌体的 DNA，故推测是以噬菌体的
DNA为模板进行了DNA的复制，子代DNA与噬菌体的DNA相同。综上所述，
ABD不符合题意，C符合题意。
13.答案 (1)dATP脱去β、γ位上的两个磷酸基团后，则为腺嘌呤脱氧核苷酸，
是合成DNA的原料之一
(2)防止RNA分子与染色体DNA的W基因片段发生杂交
(3)解旋
(4)DNA酶解析 (1)dA—P ～P ～P 脱去β、γ位上的两个磷酸基团后，则为腺嘌呤脱
α β γ
氧核苷酸，是合成DNA的原料之一。因此研究人员在制备 32P标记的DNA片段
甲时，所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32P。
(2)RNA分子也可以与染色体DNA进行碱基互补配对产生杂交带，从而干扰
32P 标记的 DNA 片段甲与染色体 DNA 的杂交，故去除 RNA 分子，可以防止
RNA分子与染色体DNA的W基因片段发生杂交。
(3)DNA分子解旋后的单链片段才能与 32P标记的DNA片段甲进行碱基互补
配对，故需要使样品中的染色体DNA解旋。
(4)DNA酶可以水解DNA分子从而去除了样品中的DNA。
14.答案 (1)5 (2)CCAGTGCGCC (3)1 1 嘌呤数等于嘧啶数 1∶1
1∶4 (4)0
解析 (1)图1所示的一条链上有4个G、1个C，故另一条链上有1个G、4
个C，所以，此DNA片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是5个。
(2)由图1确定从左到右的4种碱基依次是A、C、G、T，故图2中从上往下
的脱氧核苷酸链的碱基序列为CCAGTGCGCC。
(3)因为是双链DNA，A＝T、C＝G，故其中(A＋G)/(T＋C)总是为1。
(4)因亲代噬菌体外壳留在细菌外面，DNA进入细菌内部，故子代噬菌体中
都不含35S标记。
15.答案 (1)腺嘌呤脱氧核糖核苷酸
(2)每条染色体都发出明亮的荧光 DNA分子的复制是半保留复制 (3)模板、
原料、能量和酶 打开氢键需要能量供应 (4)特异 DNA分子的碱基具有特定
的排列顺序 (5)不同的密码子可能对应同一种氨基酸 自然界中所有生物共用
一套遗传密码子
解析 (2)DNA分子为半保留复制，若将一个细胞置于含 BrdU的培养液中，
细胞分裂一次后，所有染色体的 DNA都有一条链是新合成的(含有BrdU)，故将
一个细胞置于含BrdU的培养液中，细胞分裂一次后，用荧光染料对细胞中每个
DNA分子进行染色，观察到的现象是每条染色体都发出明亮的荧光。
16.答案 (1)轻(14N/14N) 重(15N/15N) 半保留复制和分散复制(2)全保留复制 半保留复制还是分散复制
(3)一条中密度带 一条轻密度带 中、轻 半保留复制 分散复制
解析 由图示可知，深色为亲代DNA的脱氧核苷酸链(母链)，浅色为新形成
的子代DNA的脱氧核苷酸链(子链)。因此全保留复制后得到的两个DNA分子，
一个是原来的两条母链重新形成的亲代DNA分子，一个是两条子链形成的子代
DNA分子；半保留复制后得到的每个子代DNA分子的一条链为母链，一条链为
子链；分散复制后得到的每个子代DNA分子的单链都是由母链片段和子链片段
间隔连接而成的。
