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第20 讲 DNA 分子的结构、复制与基因的本质
目录
01 模拟基础练
【题型一】DNA 结构及相关计算
【题型二】DNA 复制过程中的有关计算
【题型三】基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系
02 重难创新练
03 真题实战练
题型一 DNA 结构及相关计算
1．科学家曾在一种病毒中发现部分碱基A 可以被2-氨基腺嘌呤（Z）取代，这样的DNA 被称为Z-DNA。
进一步研究发现碱基Z 与T 之间有3 个氢键，Z-DNA 的存在能帮助病毒更好地抵抗细菌中某些蛋白质的攻
击。下列相关叙述错误的是（ ）
A．组成Z-DNA 的化学元素有五种，彻底水解后可得到7 种化合物
B．与正常DNA 相比，Z-DNA 中嘌呤碱基的比例较大，结构较稳定
C．病毒DNA 中碱基A 被Z 取代，属于可遗传变异中的基因突变
D．Z-DNA 复制时也需遵循碱基互补配对原则且需DNA 聚合酶参与
【答案】B
【分析】病毒为非细胞生物，胞内寄生生物，其遗传物质是DNA 或RNA，因而病毒分为RNA 病毒和
DNA 病毒。病毒只能通过活细胞培养获得，不能在培养基中直接培养。
【详解】A、Z-DNA 的组成中部分A 被替换，因此组成Z-DNA 的化学元素有五种，为C、H、O、N、P，
彻底水解后可得到7 种产物，包括脱氧核糖、磷酸和五种碱基，A 正确；
B、题意显示，碱基Z 与碱基T 之间有三个氢键，因此，与没有发生替换的同种DNA 比较，Z-DNA 分子
结构更稳定，但Z-DNA 的形成是由于A 被Z 替换所致，因而该DNA 种的嘌呤碱基和嘧啶碱基依然相等，
B 错误；
C、病毒DNA 中碱基A 被Z 取代，相当于碱基序列发生改变，属于可遗传变异中的基因突变，C 正确；
D、Z-DNA 也具有双链结构，其复制时也需遵循碱基互补配对原则且需DNA 聚合酶参与，D 正确。
故选B。
1
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2．DNA 是生物主要的遗传物质，能储存遗传信息的基本功能是由其结构决定的。下图为DNA 分子部分
结构示意图，相关叙述正确的是（ ）
A．真核细胞内的DNA 分子主要分布在细胞核，也可以分布在细胞质
B．①②③共同组成的胞嘧啶核糖核苷酸是组成DNA 的基本单体之一
C．不同DNA 的碱基种类相同,（A+T）/（C+G）的比例也相同
D．此片段复制3 次，需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸21 个
【答案】A
【分析】据图分析，①是磷酸，②是脱氧核糖，③是胞嘧啶碱基。
【详解】A、真核细胞内的DNA 分子主要分布在细胞核，也可以分布在细胞质，如线粒体、叶绿体，A 正
确；
B、①②③不能共同组成胞嘧啶脱氧核糖核苷酸，构成DNA 的基本单位是脱氧核苷酸，B 错误；
C、不同DNA 的碱基种类相同,（A+T）/（C+G）的比例不相同，C 错误；
D、该片段中含有胸腺嘧啶脱氧核苷酸2 个，复制3 次共产生8 个DNA 分子，需要的胸腺嘧啶脱氧核苷酸
数量为2×7=14 个，D 错误。
故选A。
3．如图为某细胞中遗传信息的传递和表达过程的示意图，下列说法错误的是（ ）
A．该图可表示人体神经细胞核中，RNA 聚合酶以DNA 为模板转录合成RNA
B．一种tRNA 只能转运一种氨基酸，过程②合成的多条肽链的氨基酸序列相同
C．在RNA 一DNA 的杂交双链中，形成的碱基的配对方式是A—T、U—A、C—G、G—C
D．过程②的a 链及其模板链中G 分别占27%、17%，则a 链对应的双链DNA 区段中A 占28%
【答案】A
【分析】分析题图：过程①表示以DNA 的一条链为模板合成mRNA 的过程，该过程称为转录。过程②表
示以a 链所示的mRNA 为模板合成多肽的过程，该过程称为翻译。图中所示的转录过程还未结束就开始了
翻译过程，因此发生在原核细胞中。b 链为转录时的模板链。
2
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【详解】A、该图是原核细胞转录翻译过程图，不可表示人体神经细胞核中基因的转录和翻译，A 错误；
B、一种tRNA 只能识别并转运一种氨基酸，过程②合成的多条肽链的模板相同，故合成的多条肽链的氨
基酸序列相同，B 正确；
C、RNA 含有碱基A、G、C、U，DNA 含有碱基A、G、C、T，在RNA—DNA 的杂交双链中，形成的碱
基的配对方式是A—T、U—A、C—G、G—C，C 正确；
D、转录时a 链及其模板链中鸟嘌呤（G）分别占27%、17%，根据碱基互补配对原则可得出模板链的C 占
27%，则模板链C＋G 占44%，因此双链DNA 中的C＋G 占44%，双链DNA 分子中A＋T 占56%，双链中
A＝T，则该a 链对应的双链DNA 区段中腺嘌呤所占的碱基比例为28%，D 正确。
故选A。
题型二 DNA 复制过程中的有关计算
4．将苏云金芽孢杆菌的Bt 抗虫蛋白基因转入普通棉花，Bt 基因能够在棉花细胞中复制和表达，从而使
培育出来的棉花植株合成毒蛋白，具有抗虫性状。有关该过程的说法，正确的是（ ）
A．Bt 抗虫蛋白基因的复制发生于棉花细胞的细胞核，转录发生于细胞质
B．Bt 基因复制和表达时，DNA 聚合酶和RNA 聚合酶的结合位点分别在DNA 和RNA 上
C．Bt 抗虫蛋白的合成，能减少棉花栽培过程中杀虫剂的使用，更好地保护生态环境
D．在棉花细胞中Bt 基因能够表达出抗虫蛋白，说明翻译过程中密码子具有简并性，生物界具有统一
性
【答案】C
【分析】DNA 复制的主要场所是细胞核，模板是DNA 的两条链，原料是脱氧核苷酸，所需的酶是解旋酶
和DNA 聚合酶。转录的主要场所是细胞核，模板是DNA 中的一条单链，原料是核糖核苷酸，所需的酶是
RNA 聚合酶。
【详解】A、Bt 抗虫蛋白基因的复制和转录均发生于棉花细胞的细胞核，A 错误；
B、Bt 基因复制和表达时，DNA 聚合酶和RNA 聚合酶的结合位点都是在DNA 上，B 错误；
C、Bt 抗虫蛋白的合成，导致棉花具有抗虫性状，从而减少棉花栽培过程中杀虫剂的使用，更好地保护生
态环境，C 正确；
D、在棉花细胞中Bt 基因能够表达出抗虫蛋白，说明翻译过程中密码子具有通用性，生物界具有统一性，
D 错误。
故选C。
5．下图为某生物 DNA 分子复制过程的模式图，图中“→”表示子链的复制方向，甲和乙表示合成的两
个子代DNA 分子（注：亲代DNA 分子只含
14N）。下列叙述错误的是（ ）
A．由图可知，DNA 分子复制为多起点同时双向复制
3
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B．把此DNA 放在含
15N 的培养液中复制2 代，子代中含
15N 的DNA 占100%
C．在分裂间期复制完成后，甲、乙可在有丝分裂后期、减数分裂Ⅱ后期分开
D．该复制过程中需要解旋酶、DNA 聚合酶等酶的催化，并消耗能量
【答案】A
【分析】DNA 复制：
1、复制时间：有丝分裂和减数第一次分裂间期；
2、DNA 复制条件：模板（DNA 的双链）、能量（ATP 水解提供）、酶（解旋酶和DNA 聚合酶
等）、原料（游离的脱氧核苷酸）；
3、DNA 复制过程：边解旋边复制；
4、DNA 复制特点：DNA 复制时，解旋后DNA 分别以两条母链为模板按照碱基互补配对原则合
成两条子链，所以子代DNA 分子中一条为母链，一条为子链，为半保留复制；
5、DNA 复制结果：一条DNA 复制出两条DNA；
6、DNA 复制意义：通过复制，使亲代的遗传信息传递给子代，使前后代保持一定的连续性；
【详解】A、从图中可以看出有多个复制起点，但由于复制环的大小不同，所以复制的起始时间不
同，A 错误；
B、DNA 复制具有半保留复制的特点，因此把此DNA 放在含
15N 的培养液中复制2 代，子代中含
15N 的
DNA 占100%，B 正确；
C、复制结果是一个DNA 变成两个子代DNA，分别位于同一条染色体的两个姐妹染色单体上，在有丝分
裂后期、减数分裂Ⅱ后期随染色单体分开而分开，C 正确；
D、DNA 复制和过程中需要解旋酶、DNA 聚合酶等催化，需要消耗能量，D 正确。
故选A。
6．某一环状DNA 分子含有1000 个碱基对，其中含腺嘌呤300 个。该DNA 分子复制时，首先1 链被断开
形成3'、5'端口，接着5'剪切端与2 链发生分离，随后DNA 分子以2 链为模板，通过滚动从1 链的3'端开
始延伸子链，同时还会以分离出来的5'端单链为模板合成另一条子链，其过程如图所示。下列相关叙述正
确的是（ ）
A．1 链被断开后该DNA 分子中有2 个游离磷酸基团
B．1 链延伸复制时，需要DNA 聚合酶、解旋酶的催化作用
C．该DNA 复制时, 子链由3'→5'方向延伸
D．若该DNA 连续复制3 次，则第三次复制需要鸟嘌呤脱氧核苷酸4900 个
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【答案】A
【分析】DNA 分子的复制时间：有丝分裂和减数分裂间期；条件：模板（DNA 的双链）、能量（ATP 水
解提供）、酶（解旋酶和DNA 聚合酶等）、原料（游离的脱氧核苷酸）；过程：边解旋边复制；结果：
一条DNA 复制出两条DNA；特点：半保留复制。
【详解】A、1 链被断开前是环状DNA 分子，不含游离的磷酸基团，断开后成为双链DNA 分子，含有2
个游离的磷酸基团，A 正确；
B、解旋酶的作用是催化DNA 双链解开，而1 链延伸复制时，需要DNA 聚合酶（催化子链的形成），B
错误；
C、DNA 复制时，引物只能与模板链的3'端结合，故该DNA 复制时，子链都是由5'→3'方向延伸的，C 错
误；
D、由于1000 个碱基对的环状DNA 分子中含腺嘌呤300 个，则A=T=300 个，所以含鸟嘌呤G=C=（2000-
600）/2=700 个，若该DNA 连续复制3 次，则第3 次共需要鸟嘌呤700×23-1=2800 个，D 错误。
故选A。
题型三 基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系
7．采用限制酶 1 和酶2 分别切割某种表达产物能降解除草剂的基因和几丁质酶基因，再用E、coli DNA
连接酶连接，可以构建重组DNA。以下分析错误的是（ ）
A．组成表达产物能降解除草剂的基因和几丁质酶基因的基本单位都是脱氧核苷酸
B．表达产物能够降解除草剂的基因和几丁质酶基因都具有双螺旋结构
C．分别用限制酶1 和酶2 切割后两种基因产生的黏性末端可发生碱基互补配对
D．重组后的DNA 片段，还可用酶1 或酶2 在连接位点进行切割
【答案】D
【分析】基因工程的工具：（1）限制酶：能够识别双链DNA 分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条
链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。（2）DNA 连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸
二酯键。（3）运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体、动植物病毒。
【详解】A、表达产物能降解除草剂的基因和几丁质酶基因都是由脱氧核苷酸连接而成，具有相同的组成
单位，A 正确；
B、表达产物能降解除草剂的基因和几丁质酶基因都是双螺旋结构，结构相类似，B 正确；
C、分别用限制酶1 和酶2 切割后两种基因产生的黏性末端互补，可通过氢键连接，C 正确；
D、重组后的DNA 片段连接位点处的碱基序列已不能再被限制酶1 和酶2 识别，不能再用酶1 或酶2 在
连接位点进行切割，D 错误。
故选D。
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8．转基因实验表明，转入水母绿色荧光蛋白基因（水母DNA 上一段长度为5170 个碱基对的片段）的转
基因鼠，在紫外灯照射下也能像水母一样发光。下列分析正确的是（ ）
A．一个DNA 上通常只有一个基因
B．该基因中碱基的排列方式多种多样
C．该基因在不同细胞中的遗传效应相同
D．所有生物的基因都位于DNA 分子上
【答案】C
【分析】DNA 能够储存足够量的遗传信息，遗传信息蕴藏在4 种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千
变 万化，构成了DNA 的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA 分子的特异性；DNA 的多
样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。DNA 上分布着许多个基因，基因通常是有遗传效应的
DNA 片段。
【详解】A、基因通常是有遗传效应的DNA 片段，一个DNA 分子上通常有很多个基因，A 错误；
B、该基因具有特定的碱基排列顺序，B 错误；
C、依题意，水母绿色荧光蛋白基因在小鼠中也能表达，也表达出绿色荧光蛋白，说明该基因在不同细胞
中的遗传效应相同，C 正确；
D、RNA 病毒的遗传物质是RNA，则其基因是有遗传效应的RNA 片段，其基因位于RNA 分子上，D 错误。
故选C。
9．人类基因组计划测定的DNA 分子共有31.6 亿碱基对，约有2.5 万个基因，这些基因的碱基对数目不超
过全部碱基对数目的2%。下列叙述错误的是（ ）
A．人类基因组计划共测定24 条染色体上的DNA
B．一条DNA 上的基因之间通常是存在间隔序列
C．遗传信息即生物体所能表现出来的遗传性状
D．遗传信息的特异性可用于刑侦上的身份确认
【答案】C
【分析】人类基因组计划的目的是测定人类基因组的全部DNA 序列，解读其中包含的遗传信息，人类基
因组计划测定的是22 条常染色体+X+Y，共24 条染色体上的DNA 碱基序列。
【详解】A、人类基因组计划共测定是22 条常染色体+X+Y，即测定24 条染色体上的DNA，A 正确；
B、基因是具有遗传效应的核酸片段，一条DNA 上的基因之间通常是存在间隔序列（非基因序列），B 正
确；
C、遗传信息控制生物遗传性状，C 错误；
D、不同个体遗传信息不同，因此遗传信息的特异性可用于刑侦上的身份确认，D 正确。
故选C。
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一、单选题
1．紫外线照射DNA 后，其中一条链上的两个相邻胞嘧啶核苷酸通过共价键连接，形成二聚体如图1。当
DNA 复制时，含有胞嘧啶二聚体的DNA 母链为模板合成的子链在二聚体互补位置留下缺口如图2，当
DNA 转录时，RNA 聚合酶通过二聚体位置时，发生不依赖于模板的转录，腺嘌呤核糖核苷酸优先错误掺
入，导致转录产物mRNA 中碱基的改变如图3。下列分析正确的是（ ）
A．图1 中紫外线照射导致DNA 中嘧啶数目减少
B．若图1 含二聚体的DNA 未被修复，复制n 代后正常子代DNA 占1/2
C．图3 过程实现了基因的定向突变
D．图3 过程中密码子改变可导致RNA 聚合酶无法与DNA 结合
【答案】B
【分析】DNA 连接酶和DNA 的聚合酶都是可以连接磷酸二酯键的。但是DNA 连接酶是把两个分离的
DNA 链在特定的末端连接起来。而DNA 聚合酶则将单个的脱氧核苷酸连接到子链上，形成新的DNA 链。
DNA 聚合酶需要模板能够完成，而DNA 连接酶只是将DNA 片段的两个接口连接起来，这种情况是不需
要模板的。
【详解】A、根据题意，图1 中紫外线照射DNA 后，一条链上的两个相邻胞嘧啶核苷酸通过共价键形成二
聚体，此时DNA 中碱基的数目、排序、种类等均未改变，A 错误；
B、由于该DNA 中一条链形成了二聚体，一条链正常，而DNA 复制是半保留了复制，故以含有二聚体的
链为模板合成的子代DNA 均异常，以正常链为模板合成的子代DNA 均正常，因此，复制n 代后正常子代
DNA 占1/2 ，B 正确；
C、基因突变是不定向的，C 错误；
D、密码子位于mRNA 上，密码子改变可影响翻译，不影响RNA 聚合酶与DNA 结合（即转录），D 错误。
故选B。
2．真核生物体内的DNA 分子长期以来一直被认为主要以线性的形式存在于细胞核中，直至 1965 年发现
了一种存在于染色体外的环状DNA 分子——染色体外环状 DNA（eccDNA），如图为eccDNA 的结构示
意图。下列关于eccDNA 分子的相关叙述,错误的是（ ）
A．每条链上的嘌呤碱基数一定等于嘧啶碱基数
B．基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接形成
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C．含C-G 碱基对越多，其热稳定性就越高
D．若该分子含有 n 个碱基对，且T 有m 个，则其氢键有（3n-m）个
【答案】A
【分析】DNA 分子的结构特点是：DNA 分子由两条链构成，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，即A=T，C=G。
【详解】A、eccDNA 分子中每条链上的嘌呤碱基数与嘧啶碱基数不一定相等，但由于双链之间通过碱基互
补配对，故eccDNA 分子中嘌呤碱基数与嘧啶碱基数一定相等，A 错误；
B、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，B 正确；
C、热稳定性与氢键数有关，C 与G 之间有三个氢键相连，A 与T 之间为两个氢键，eccDNA 分子中含C—
G 碱基对越多，其热稳定性就越强高，C 正确；
D、若eccDNA 分子有n 个碱基对，其中T 有m 个，则G 和C 有（2n－2m）个，G=C=n－m，A 与T 之间
有两个氢键相连，C 与G 之间有三个氢键相连，故该DNA 分子中共有氢键3×（n－m）+2m=（3n－m）个，
D 正确。
故选A。
3．“永生DNA 链假说”解释了成体干细胞的不对称分裂（如下图）。为了验证假说，科学家将亲代未被
标记的肌肉干细胞放在含标记物CldU（参与子链合成）的培养基上培养一代，然后将子一代细胞转移到含
标记物IdU（参与子链合成）的培养基继续培养一代，得到子二代细胞。下列关于该假说的说法正确的是
（ ）
A．成体干细胞的“不对称分裂”不符合DNA 半保留复制的方式
B．子二代成体干细胞中不含CldU，但子二代所有细胞中均含有IdU
C．子二代细胞中未被标记的DNA 单链与被标记的DNA 单链比值是1:4
D．“不对称分裂”过程中产生的基因突变更容易在成体干细胞中积累
【答案】B
【分析】根据题意和图示分析可知：成体干细胞总是将含有相对古老的DNA 链（永生化链）的染色体分
配给其中一个子代细胞，使其成为成体干细胞，同时将含有相对新的DNA 链染色体分配给另一个子代细
胞，开始分化并最终衰老死亡，这样减少了积累基因突变的概率，也可保持成体干细胞的数量基本不变。
【详解】A、成体干细胞的“不对称分裂”实际上是通过DNA 的半保留复制实现的，其中一条链是新合成
的，而另一条链则保留了原有的DNA，A 错误；
B、在第一轮分裂中，细胞使用CIdU 进行DNA 复制，因此在第一轮分裂后，所有细胞都会含有CIdU 标
记的DNA。然后，在第二轮分裂中，细胞使用IdU 进行DNA 复制。由于DNA 的半保留复制特性，子二代
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成体干细胞（即第二轮分裂产生的原始细胞）的DNA 链中只有新合成的链（使用IdU），因此不含
CIdU。但是，由于在第一轮分裂中所有细胞都已经被CIdU 标记，因此第二轮分裂产生的所有子细胞（包
括成体干细胞和其他细胞）都会含有IdU 标记的DNA，B 正确；
C、在第二轮分裂中，每条DNA 链都会复制一次，其中一条链是新合成的（使用IdU），而另一条链则
是第一轮分裂中合成的（可能含有CIdU 或不含，但在第二轮分裂时不再被标记）。因此，子二代细胞中
未被标记的DNA 单链与 被标记的DNA 单链比值并不是1:4，C 错误；
D、基因突变的积累与多种因素有关，根据题干信息，不能仅凭“不对称分裂”就断定其更容易在成体干
细胞中积累，D 错误。
故选B。
4．现有性别决定方式为XY 型的某纯合动物（2n=12）。将其一个精原细胞（细胞中所有染色体的P 元素
都为
32P）放在不含
32P 的培养液中先进行一次有丝分裂后再减数分裂，减数分裂过程中某时期的细胞如图
所示。图中仅显示部分染色体，①和②代表染色体。下列叙述正确的是（ ）
A．①的姐妹染色单体上出现基因A 和a，原因可能是基因突变或交叉互换的结果
B．染色体①和②的分离可发生在后期I 和后期II，基因A 与a 的分离发生在后期Ⅱ
C．该图可表示初级精母细胞，细胞中含有4 套遗传信息和12 条含
32P 标记的染色体
D．若该细胞是次级精母细胞，形成的一个精细胞中含
32P 标记的染色体数可能为12 条
【答案】D
【分析】据图分析，图中不含同源染色体，且着丝粒（着丝点）整齐排列在赤道板上，处于减数第二次分
裂中期，据此分析作答。
【详解】A、①的姐妹染色单体上出现基因A 和a，据图中颜色相同可知，应是发生了基因突变，原因可
能是基因突变，A 错误；
B、染色体①和②属于同源染色体，分离可发生在后期I，而由于①所在染色体含有等位基因A 和a，基因
A 与a 的分离发生在后期I 和后期Ⅱ，B 错误；
CD、图中不含同源染色体，且着丝粒（着丝点）整齐排列在赤道板上，处于减数第二次分裂中期，表示次
级精母细胞，该生物含有12 条染色体，细胞中所有染色体的P 元素都为
32P，减数分裂时DNA 分子复制一
次，每条染色体的每条染色单体都有一条DNA 单链被标记，减数第一次分裂结束同源染色体分离，减数
第二次分裂着丝粒（着丝点）分裂，姐妹染色单体分开，故形成的一个精细胞中含
32P 标记的染色体数可
能为12 条，C 错误，D 正确。
故选D。
5．现有碱基塑料片5 个 A、8 个G、6 个C、6 个T，脱氧核糖与磷酸的连接物14 个， 脱氧核糖塑料片22
个，代表氢键的连接物、碱基与脱氧核糖连接物、磷酸塑料片均充足，某学习小组尝试构建如下图含5 个
碱基对的DNA 双螺旋结构模型。下列叙述正确的是（ ）
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A．能搭建出45种DNA 分子结构模型
B．现有材料不能搭建出如右图的模型
C．现有材料搭建的模型最多需利用10 个碱基塑料片
D．现有材料最多能搭建含22 个脱氧核苷酸的模型
【答案】B
【分析】DNA 是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构；DNA 的外侧由脱氧核糖和磷
酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，碱基之间的配对遵循碱基互补配对
原则（A-T、C-G，其中A-T 之间有2 个氢键，C-G 之间有3 个氢键）。
【详解】A、题干信息，碱基塑料片5 个 A、8 个G、6 个C、6 个T，由于A=T，G=C，则A 和T 均消耗5
个，G 和C 均消耗6 个；又脱氧核糖与磷酸的连接物14 个，假设可知构建n 个碱基对，则2（2n-1）=14，
n=4，即只能搭建成含四个碱基对的结构模型，由于A、T、G、C 存在数量的限制，故能搭建出的DNA
分子结构模型小于44种，A 错误；
B、由A 项分析可知，现有材料只能搭建4 个碱基对的结构模型，故现有材料不能搭建出如右图的模型，B
正确；
C、由A 项分析可知，现有材料搭建的模型最多需利用5+5+6+6=22 个碱基塑料片，C 错误；
D、由A 项分析可知，现有材料只能搭建4 个碱基对的结构模型，可见现有材料最多能搭建含4×2=8 个脱
氧核苷酸的模型，D 错误。
故选B。
6．DNA 指纹技术在案件侦破工作中有重要用途。刑侦人员将从案发现场收集到的头发等样品中提取的
DNA，与犯罪嫌疑人的DNA 进行比较，就有可能为案件的侦破提供证据。下列有关说法错误的是
（ ）
A．刑侦人员可以通过DNA 指纹获得嫌疑人信息，根本原因在于生物的遗传信息储存在DNA 分子中
B．进行DNA 比对能为案件的侦破提供证据体现了DNA 分子的特异性
C．提取DNA 时需要加入酒精，是因为DNA 能溶解在酒精中
D．将提取的DNA 中加入相应酶彻底水解可得到6 种水解产物
【答案】C
【分析】每个特定的DNA 分子中具有特定的碱基排列顺序，而特定的排列顺序代表着遗传信息，所以每
个特定的DNA 分子中都贮存着特定的遗传信息，这种特定的碱基排列顺序就决定了DNA 分子的特异性。
【详解】A、遗传信息储存在DNA 的碱基的排列顺序之中，提取嫌疑人DNA 可获得嫌疑人遗传信息，A
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正确；
B、每个人的DNA 有其特定的碱基排列顺序，通过DNA 比对可确定是否为嫌疑人的DNA，B 正确；
C、“DNA 的粗提取与鉴定”实验中明确提到：“DNA 不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原
理，可以初步分离DNA 与蛋白质。”C 错误；
D、DNA 彻底水解可得到脱氧核糖、磷酸、4 种含氮碱基共6 种水解产物，D 正确。
故选C。
7．紫外线引发的DNA 损伤，可通过“核苷酸切除修复（NER）”方式修复，机制如图所示。着色性干皮
症（XP）患者的NER 酶系统存在缺陷，受阳光照射后，皮肤出现炎症等症状。患者幼年发病，20 岁后开
始发展成皮肤癌。下列叙述错误的是（ ）
A．修复过程需要限制酶和DNA 聚合酶
B．填补缺口时，新链合成以5’到3’的方向进行
C．DNA 有害损伤发生后，在细胞增殖后进行修复，对细胞最有利
D．随年龄增长，XP 患者几乎都会发生皮肤癌的原因，可用突变累积解释
【答案】C
【分析】DNA 分子复制的过程：①解旋：在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。②合成子链：以解
开的每一条母链为模板，以游离的四种脱氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，
各自合成与母链互补的子链。③形成子代DNA：每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构。从而形成2
个与亲代DNA 完全相同的子代DNA 分子。
【详解】A、由图可知，修复过程中需要将损伤部位的序列切断，因此需要限制酶的参与；同时修复过程
中，单个的脱氧核苷酸需要依次连接，要借助DNA 聚合酶，A 正确；
B、填补缺口时，新链即子链的延伸方向为5’到3’的方向进行，B 正确；
C、DNA 有害损伤发生后，在细胞增殖中进行修复，保证DNA 复制的正确进行，对细胞最有利，C 错误；
D、癌症的发生是多个基因累积突变的结果，随年龄增长，XP 患者几乎都会发生皮肤癌的原因，可用突变
累积解释，D 正确。
故选C。
8．物理模型有助于直观的表达认识对象的特征。学习小组打算构建脱氧核糖核苷酸和DNA 等物质的物理
模型。若4 种碱基塑料片共32 个，其中6 个C，10 个G，8 个A，8 个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物
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24 个，脱氧核糖塑料片、磷酸塑料片、代表氢键的连接物、脱氧核糖和碱基之间的连接物等材料均充足，
则构建脱氧核糖核苷酸和DNA 的数量描述正确的是（ ）
A．若构建脱氧核糖核苷酸，最多能够构建24 个
B．若构建DNA 分子，则最长为7 个碱基对
C．构建DNA 分子，最多需要34 个氢键连接物
D．能搭建出424种不同的DNA 分子模型
【答案】A
【分析】在双链DNA 中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A=T、G=C，则A=T 有8 对，G=C
有6 对。但是本题中脱氧核糖和磷酸的连接物数较少，大大制约了搭建的模型中脱氧核苷酸数。
【详解】A、脱氧核糖和磷酸之间的连接物24 个，因此若构建脱氧核糖核苷酸，最多能够构建24 个，A 正
确；
B、在双链DNA 中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A=T、G=C，则A=T 有8 对，G=C 有6
对，设能搭建的DNA 分子含有n 个碱基对，则每条链需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物的数目为2n-1，
共需（2n-1）×2 个，已知脱氧核糖和磷酸之间的连接物有24 个，则n≈6，所以只能搭建出一个6 碱基对的
DNA 分子片段，B 错误；
C、只能搭建出一个6 碱基对的DNA 分子片段，假定全是G=C 碱基对，多需要6×3=18 个氢键连接物，C
错误；
D、能建出一个6 碱基对的DNA 分子片段，最多能搭建出46种不同的DNA 分子模型，D 错误。
故选A。
9．下图是人体某细胞的细胞核中发生的两个过程，下列有关叙述正确的是（ ）
A．基因1 进行转录，a 链延伸的方向是从5'→3'
B．基因2 进行复制，酶1 为RNA 聚合酶、酶2 为DNA 聚合酶
C．基因1 和基因2 在细胞核中不能同时进行转录和复制
D．甲基化不仅抑制基因1 的表达，也能抑制基因2 的复制
【答案】A
【分析】DNA 分子复制的过程：①解旋：在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。②合成子链：以解
开的每一条母链为模板， 以游离的四种脱氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，
各自合成与母链互补的子链。③形成子代DNA：每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构。从而形成2
个与亲代DNA 完全相同的子代DNA 分子。
【详解】A、无论转录还是复制，核苷酸延伸的方向都是从5'→3'，A 正确；
B、基因2 进行复制，酶1 为解旋酶、酶2 为DNA 聚合酶、酶3 为RNA 聚合酶，B 错误；
C、基因1 和基因2 在细胞核中可以同时进行，一个基因不能同时进行转录和翻译，C 错误；
D、甲基化抑制基因表达，不抑制基因的复制，D 错误。
故选A。
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10．端粒酶是一种依赖RNA 的DNA 聚合酶，可维持染色体两端端粒结构的完整，在人类肿瘤细胞中可被
重新激活。端粒酶是由蛋白质和RNA 两种成分组成，RNA 含有与端粒DNA 互补的重复序列，这一部分作
为逆转录酶的模板存在，其作用机制如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A．抑制端粒酶基因的表达可抑制癌症的发生
B．若分裂中期的肿瘤细胞含有的DNA 数为92 个，含有的端粒个数是184 个
C．端粒酶可催化DNA 子链沿3′→5′方向合成，从而延长端粒
D．染色体DNA 末端修复过程中有A＝T、T＝A、U＝A、G＝C、C＝G 碱基配对
【答案】C
【分析】端粒酶是真核生物染色体DNA 复制所特有的酶，它依赖于RNA 的DNA 聚合酶来维持染色体两
端端粒结构的完整性。端粒酶在人类肿瘤细胞中可以被重新激活，它是由蛋白质和RNA 两种成分组成的。
其中，蛋白质具有逆转录酶的活性，而RNA 含有与端粒DNA 互补的重复序列，这部分作为逆转录酶的模
板存在。
【详解】A、端粒酶能延伸端粒DNA，故抑制端粒酶基因的表达可抑制癌症的发生，A 正确；
B、染色体（DNA）的两端各有一个端粒，分裂中期的肿瘤细胞含有的DNA 数为92 个，含有的端粒个数
是92×2=184 个，B 正确；
C、由于端粒酶含有引物特异识别位点，合成端粒DNA 并加到染色体末端，故端粒酶可催化DNA 子链沿
5'→3'方向合成，C 错误；
D、结合题干信息可知，端粒酶是由蛋白质和RNA 两种成分组成，RNA 含有与端粒DNA 互补的重复序列，
即染色体DNA 末端修复过程中，以RNA 为模板形成单链DNA，在以DNA 为模板复制DNA 的另一条链，
因此染色体DNA 末端修复过程中有A＝T、T＝A、U＝A、G＝C、C＝G 碱基配对，D 正确。
故选C。
二、非选择题
11．下图甲表示大肠杆菌细胞中遗传信息传递的部分过程，图乙为图甲中④的放大图。请据图答：
(1)在图甲中，转录时DNA 的双链解开，该变化还可发生在 过程中。mRNA 是以图中的②为模板
合成的。能特异性识别mRNA 上密码子的分子是 ，该分子中 （填“存在”或“不存
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在”）碱基配对。
(2)图乙中，如果C 中尿嘧啶和腺嘌呤之和占42%，则可得出与C 合成有关的DNA 分子中胞嘧啶占
。
(3)图乙中一个正被运载的氨基酸是 ，其后将要连接上去的一个氨基酸是 。相关密码子见
下表：
氨基酸
丙氨酸
谷氨酸
赖氨酸
色氨酸
密码子
GCA、GCU、GCC、GCU
GAA、GAG
AAA、AAG
UGG
(4)一个mRNA 上串联有多个核糖体，其生物学意义为 。
【答案】(1) DNA 复制 tRNA（转运RNA） 存在
(2)29%
(3) 丙氨酸 赖氨酸
(4)短时间内合成大量蛋白质，提高翻译效率
【分析】1、转录：（1）概念：RNA 是在细胞核中，通过RNA 聚合酶以DNA 的一条链为模板合成的，这
一过程叫作转录。（2）酶：RNA 聚合酶；（3）RNA 的合成方向：5'→3'；（4）原料：游离的4 种核糖核
苷酸
2、翻译：（1）概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA 为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，
这一过程叫作翻译。（2）原料：氨基酸；（3）核糖体沿mRNA 移动的方向：5'→3'；（4）特点：一个
mRNA 分子上可以结合多个核糖体，同时合成多条肽链。因此，少量的mRNA 分子就可以迅速合成大量
蛋白质。
【详解】（1）由于DNA 复制和转录过程都需要以DNA 链为模板，所以解旋过程发生在DNA 的复制和转
录过程中。
tRNA 能特异性识别mRNA 上密码子并转运相应的氨基酸分子，该分子中存在碱基配对。
（2）分析题图可知，C 是mRNA，其中尿嘧啶和腺嘌呤之和占42%，即U+A=42%，根据碱基互补配对原
则，转录该mRNA 的DNA 中A+T=42%，且DNA 分子中A=T，则A=21%，C+C=58%，则C=G=29%。
（3）图示中一个正被运载的氨基酸的密码子是GCU，对应的氨基酸是丙氨酸，丙氨酸密码子的下一位密
码子是AAA，对应的氨基酸是赖氨酸。
（4）一个mRNA 上串联有多个核糖体同时合成多条肽链，可以在短时间内合成大量蛋白质，提高翻译效
率。
12．滚环扩增技术（RCA）是借鉴自然界中病原生物体环状DNA 分子滚环式复制方式发展起来的一种核
酸扩增方法，在致病菌、核酸肿瘤标记物、蛋白质、生物小分子和病毒检测领域有着广泛应用。图1 为
RCA 原理示意图。具核梭杆菌为一种强粘附性消化道细菌，侵入肠黏膜后可诱导局部炎症和细胞因子的表
达增加，导致结直肠肿瘤的形成。科研人员采用基于RCA 的荧光标记滚环扩增检测方法，实现了在微量
样品及复杂环境下的高灵敏度、高特异性的检测。图2 为荧光标记滚环扩增检测过程示意图，过程②是使
锁式探针环化的过程。其中nusG 基因为具核梭杆菌的特异性基因，锁式探针为依据nusG 基因序列设计出
来的单链DNA 分子，由两端的检测臂和无关序列组成。只有当环境中存在靶核酸序列时，锁式探针才能
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完成成环连接反应。检测探针中的荧光基团（FAM）距离淬灭基团（BHQ-1）比较近时，荧光会被淬灭。
(1)由图1 推测，Phi29DNA 聚合酶的作用是 。与常规PCR 相比，RCA 缺乏 环节，
因此可推测RCA 扩增过程中使用的Phi29DNA 聚合酶不具有 的特性。
(2)过程②锁式探针完成成环连接反应需要 的催化。肠道中含有多种微生物，为保证检测的特
异性，在设计锁式探针时需保证 ，同时还需注意无关序列中不含 。
(3)若检测样品存在具核梭杆菌，检测探针中荧光基团发出荧光的原理是 。该检测方法具有高
灵敏度的原因是 。
【答案】(1) 能既需催化磷酸二酯键的形成，也能催化氢键的断裂 变性 耐高温
(2) DNA 连接酶 检测臂中含nusG 基因的特异性序列 其它微生物的特异性碱基序列
(3) 长重复单链DNA 与检测探针特异性结合，导致探针两端的FAM 与BHQ-1 距离增大，发出荧光
长重复单链DNA 中可同时结合多个检测探针，从而使荧光强度增加
【分析】PCR 是体外模拟DNA 复制的过程，其原理是DNA 双链复制。体内DNA 复制过程中需要模板、
原料、能量、引物和酶等，PCR 过程中原料和能量由dNTP 提供，酶是热稳定DNA 聚合酶（Taq 酶）。
【详解】（1）由图1 可知，以单链环状DNA 为模板可在Phi29DNA 聚合酶作用下形成滚动形成长重复单
链DNA，说明Phi29DNA 聚合酶既需催化磷酸二酯键的形成，也需催化氢键的断裂；由于模板是单链
DNA，因此扩增时不需要解旋形成单链，故与常规PCR 相比，RCA 缺乏变性环节，即该扩增过程不需要
在高温条件下进行，因此可说明RCA 扩增过程中所使用的Phi29DNA 聚合酶不具有耐高温特性；
（2）过程②为锁式探针进行连接以实现环化，即在nusG 基因一条链与锁式探针碱基互补配对的前提下，
通过DNA 连接酶形成磷酸二酯键将锁式探针连接形成环状，因此②过程中需要的酶是DNA 连接酶；在设
计锁式探针时需保证检测臂中含nusG 基因的特异性序列，同时还需注意无关序列中不含其它微生物的特
异性碱基序列，防止扩增的长重复单链中含有其它微生物的特定碱基序列；
（3）若检测样品存在具核酸杆菌，经图2 中②-④过程得到的长重复单链DNA 与检测探针特异性结合，导
致探针两端的FAM 与BHQ-1 距离增大，发出荧光；由于长重复单链DNA 中可同时结合多个检测探针，从
而使荧光强度增加，因此提高了该检测方法的灵敏度。
13．下图1 中DNA 分子有a 和d 两条链，将图1 中某一片段放大后如图2 所示，请结合所学知识回答下列
问题：
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(1)若用放射性同位素
32P 标记该DNA，则在图2 的结构4、5、6 中 （填数字）结构将出现较高的放
射性。
(2)图1 中，A 和B 均是DNA 分子复制过程中所需要的酶，则A、B 分别是 和 。图1 过程在水
稻根尖分生区细胞中进行的场所是 。
(3)上述结构模式图中，若一条DNA 单链片段的序列是5′—GATACC—3′，那么它的互补链的序列是______
（填字母）。
A．5′—CTATGG—3′
B．5′—GATACC—3′
C．5′—GGTATC—3′
D．5′—CCATAG—3′
(4)DNA 分子具有一定的热稳定性，加热能破坏图2 中9 处氢键而打开双链，现在有两条等长的DNA 分子
甲和乙、经测定发现甲DNA 分子热稳定性较高，你认为可能的原因是 。
【答案】(1)6
(2) 解旋酶 DNA 聚合酶 细胞核、线粒体
(3)C
(4)甲分子中C、G 比例高，氢键数目多
【分析】DNA 由脱氧核苷酸组成的大分子聚合物。脱氧核苷酸由碱基、脱氧核糖和磷酸构成。其中碱基有
4 种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。
【详解】（1）4 为含氮碱基，5 为脱氧核糖，6 为磷酸基团，只有6 中含有P，因此若用放射性同位素
32P
标记该DNA，放射性出现在6。
（2）A 处在解旋，需要使用解旋酶，破坏氢键；B 处在合成子链DNA，需要使用DNA 聚合酶促进单个的
脱氧核苷酸聚合成单链DNA；图1 过程为DNA 复制，在水稻根尖分生区细胞中细胞核、线粒体中进行。
（3）DNA 两条链反向平行，且两条链之间遵循碱基互补配对原则，因此另一条互补链为3′—CTATGG—
5′，即5′—GGTATC—3′，故选C。
（4）氢键有助于DNA 结构的稳定，氢键越多热稳定性越高，G、C 之间有3 个氢键，A、T 之间有2 个氢
键，甲分子中C、G 比例高，氢键数目多，因此甲更稳定。
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一、单选题
1．（2024·吉林·高考真题）下图表示DNA 半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现，50 岁同卵双胞胎间
基因组DNA 甲基化的差异普遍比3 岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是（ ）
A．酶E 的作用是催化DNA 复制
B．甲基是DNA 半保留复制的原料之一
C．环境可能是引起DNA 甲基化差异的重要因素
D．DNA 甲基化不改变碱基序列和生物个体表型
【答案】C
【分析】甲基化是指在DNA 某些区域的碱基上结合一个甲基基团，故不会发生碱基对的缺失、增加或减
少，甲基化不同于基因突变。DNA 甲基化后会控制基因表达，可能会造成性状改变，DNA 甲基化后可以
遗传给后代。
【详解】A、由图可知，酶E 的作用是催化DNA 甲基化，A 错误；
B、DNA 半保留复制的原料为四种脱氧核糖核苷酸，没有甲基，B 错误；
C、“研究发现，50 岁同卵双胞胎间基因组DNA 甲基化的差异普遍比3 岁同卵双胞胎间的差异大”，说明
环境可能是引起DNA 甲基化差异的重要因素，C 正确；
D、DNA 甲基化不改变碱基序列，但会影响生物个体表型，D 错误。
故选C。
2．（2024·北京·高考真题）科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲，依据的是DNA 的（ ）
A．元素组成
B．核苷酸种类
C．碱基序列
D．空间结构
【答案】C
【分析】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排列顺序千变万化；特异性主
要表现为每个DNA 分子都有特定的碱基序列。
【详解】A、DNA 的元素组成都是C、H、O、N、P，A 不符合题意；
B、DNA 分子的核苷酸种类只有4 种，B 不符合题意；
C、每种DNA 的碱基序列不同，“尼安德特人”与现代人的DNA 碱基序列有相似部分，证明“尼安德特
人”与现代人是近亲，C 符合题意；
D、DNA 的空间结构都是规则的双螺旋结构，D 不符合题意。
故选C。
3．（2024·浙江·高考真题）某二倍体动物（2n=4）精原细胞DNA 中的P 均为
32P，精原细胞在不含
32P 的
培养液中培养，其中1 个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后，产生甲~丁4 个细胞。这些细胞
的染色体和染色单体情况如下图所示。
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不考虑染色体变异的情况下，下列叙述正确的是（ ）
A．该精原细胞经历了2 次DNA 复制和2 次着丝粒分裂
B．4 个细胞均处于减数第二次分裂前期，且均含有一个染色体组
C．形成细胞乙的过程发生了同源染色体的配对和交叉互换
D．4 个细胞完成分裂形成8 个细胞，可能有4 个细胞不含
32P
【答案】C
【分析】DNA 中的P 均为
32P 的精原细胞在不含
32P 的培养液中培养，进行一次有丝分裂后，产生的每个细
胞的每条DNA 都有一条链含有
32P，继续在不含
32P 的培养液中培养进行减数分裂，完成复制后，8 条染色
单体中有4 条含有
32P，减数第一次分裂完成后，理论上，每个细胞中有2 条染色体，四条染色单体，其中
有2 条单体含有
32P。
【详解】A、图中的细胞是一个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后产生的，据图所示，这些
细胞含有染色单体，说明着丝粒没有分裂，因此该精原细胞2 次DNA 复制，1 次着丝粒分裂，A 错误；
B、四个细胞还没有进入减数第二次分裂后期（着丝粒分裂），因此可能处于减数第一次分裂末期、减数
第二次分裂前期、中期，且均含有一个染色体组，B 错误；
C、精原细胞进行一次有丝分裂后，产生的子细胞每个DNA 上有一条链含有
32P，减数分裂完成复制后，
每条染色体上有1 个单体含有
32P，另一个单体不含
32P，减数第一次分裂结束，每个细胞中应该含有2 条
染色体，四个染色单体，其中有两个单体含有放射性，但乙细胞含有3 个染色单体含有放射性，原因是形
成乙的过程中发生了同源染色体的配对和交叉互换，C 正确；
D、甲、丙、丁完成减数第二次分裂至少产生3 个含
32P 的细胞，乙细胞有3 个单体含有
32P，完成减数第二
次分裂产生的2 个细胞都含有
32P，因此4 个细胞完成分裂形成8 个细胞，至多有3 个细胞不含
32P，D 错误。
故选C。
4．（2024·河北·高考真题）下列关于DNA 复制和转录的叙述，正确的是（ ）
A．DNA 复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链
B．复制时，解旋酶使DNA 双链由5′端向3′端解旋
C．复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA 双链解开
D．DNA 复制合成的子链和转录合成的RNA 延伸方向均为由5′端向3′端
【答案】D
【分析】DNA 分子复制的方式是半保留复制，且合成两条子链的方向是相反的；DNA 在复制过程中，边
解旋边进行半保留复制。由图可知，DNA 解旋酶能使双链DNA 解开，且需要消耗ATP；
【详解】A、DNA 复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A 错误；
B、复制时，解旋酶使得DNA 双链从复制起点开始，以双向进行的方式解旋，这并不是从5′端到3′端的单
向解旋，B 错误；
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C、转录时不需要解旋酶，RNA 聚合酶即可完成解旋，C 错误；
D、DNA 复制合成的子链和转录合成的RNA 延伸方向均为由5′端向3′端，D 正确；
故选D。
5．（2023·浙江·高考真题）紫外线引发的DNA 损伤，可通过“核苷酸切除修复（NER）”方式修复，机
制如图所示。着色性干皮症（XP）患者的NER 酶系统存在缺陷，受阳光照射后，皮肤出现炎症等症状。
患者幼年发病，20 岁后开始发展成皮肤癌。下列叙述错误的是（ ）
A．修复过程需要核酸内切酶和DNA 聚合酶
B．填补缺口时，新链合成以5’到3’的方向进行
C．DNA 有害损伤发生后，在细胞增殖后进行修复，对细胞最有利
D．随年龄增长，XP 患者几乎都会发生皮肤癌的原因，可用突变累积解释
【答案】C
【分析】DNA 分子复制的过程：①解旋：在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。②合成子链：以解
开的每一条母链为模板，以游离的四种脱氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，
各自合成与母链互补的子链。③形成子代DNA：每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构。从而形成2
个与亲代DNA 完全相同的子代DNA 分子。
【详解】A、由图可知，修复过程中需要将损伤部位的序列切断，因此需要核酸内切酶的参与；同时修复
过程中，要借助DNA 聚合酶，A 正确；
B、填补缺口时，新链即子链的延伸方向为5’到3’的方向进行，B 正确；
C、DNA 有害损伤发生后，在细胞增殖中进行修复，保证DNA 复制的正确进行，对细胞最有利，C 错误；
D、癌症的发生是多个基因累积突变的结果，随年龄增长，XP 患者几乎都会发生皮肤癌的原因，可用突变
累积解释，D 正确。
故选C。
6．（2023·河北·高考真题）关于基因、DNA、染色体和染色体组的叙述，正确的是（ ）
A．等位基因均成对排布在同源染色体上
B．双螺旋DNA 中互补配对的碱基所对应的核苷酸方向相反
C．染色体的组蛋白被修饰造成的结构变化不影响基因表达
D．一个物种的染色体组数与其等位基因数一定相同
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【答案】B
【分析】DNA 的基本单位是脱氧核苷酸，双链DNA 中磷酸与脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成DNA
的基本骨架；碱基对排列在内侧。两条链反向平行盘旋成双螺旋结构。两条链之间的碱基遵循碱基的互补
配对原则（A-T、C-G）。
【详解】A、细胞内决定相对性状的等位基因绝大部分成对地排布在同源染色体上。但在具有异型性染色
体的个体细胞内，位于性染色体上的等位基因并非完全成对排布，A 错误；
B、双螺旋DNA 是由两条单链按反向平行方式盘旋构成，且两条链上的碱基遵循碱基互补配对原则一一对
应。因此，组成DNA 双螺旋结构中的互补配对碱基所对应的单体核苷酸方向也必然相反，B 正确；
C、在生物表观遗传中，除了DNA 甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因
的表达，C 错误；
D、一个物种的染色体组数不一定与等位基因数目相等，例如二倍体生物有两个染色体组，但人体控制
ABO 血型的基因有三个，D 错误。
故选B。
7．（2023·海南·高考真题）噬菌体ΦX174 的遗传物质为单链环状DNA 分子，部分序列如图。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．D 基因包含456 个碱基，编码152 个氨基酸
B．E 基因中编码第2 个和第3 个氨基酸的碱基序列，其互补DNA 序列是5′-GCGTAC-3′
C．噬菌体ΦX174 的DNA 复制需要DNA 聚合酶和4 种核糖核苷酸
D．E 基因和D 基因的编码区序列存在部分重叠，且重叠序列编码的氨基酸序列相同
【答案】B
【分析】图示重叠基因的起始和终止位点不同，对应的氨基酸序列不同；DNA 分子的基本单位是脱氧核苷
酸；DNA 分子的两条链是反向平行的规则的双螺旋结构。
【详解】A、根据图示信息，D 基因编码152 个氨基酸，但D 基因上包含终止密码子对应序列，故应包含
459 个碱基，A 错误；
B、分析图示信息，E 基因中编码第2 个和第3 个氨基酸的碱基序列5′-GTACGC-3′，根据DNA 分子两条链
反向平行，其互补DNA 序列是5′-GCGTAC-3′，B 正确；
C、DNA 的基本单位是脱氧核糖核酸，噬菌体ΦX174 的DNA 复制需要DNA 聚合酶和4 种脱氧核糖核苷酸，
C 错误；
D、E 基因和D 基因的编码区序列存在部分重叠，但重叠序列编码的氨基酸序列不相同，D 错误。
故选B。
8．（2022·重庆·高考真题）下列发现中，以DNA 双螺旋结构模型为理论基础的是（ ）
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A．遗传因子控制性状
B．基因在染色体上
C．DNA 是遗传物质
D．DNA 半保留复制
【答案】D
【分析】1、DNA 分子复制的特点：半保留复制；边解旋边复制。
2、DNA 分子复制的场所：细胞核、线粒体和叶绿体。
3、DNA 分子复制的过程：①解旋：在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。②合成子链：以解开的
每一条母链为模板，以游离的四种脱氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自
合成与母链互补的子链。③形成子代DNA：每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构。从而形成2 个与
亲代DNA 完全相同的子代DNA 分子。
4、DNA 分子复制的时间：有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。
【详解】A、孟德尔利用假说—演绎法提出了生物的性状是由遗传因子控制的，总结出了分离定律，并未
以DNA 双螺旋结构模型为理论基础，A 不符合题意；
B、萨顿根据基因与染色体的平行关系，运用类比推理法得出基因位于染色体上的推论，并未以DNA 双螺
旋结构模型为理论基础，B 不符合题意；
C、艾弗里、赫尔希和蔡斯等科学家，设法将DNA 和蛋白质分开，单独、直接地研究它们的作用，证明了
DNA 是遗传物质，并未以DNA 双螺旋结构模型为理论基础，C 不符合题意；
D、沃森和克里克成功构建DNA 双螺旋结构模型，并进一步提出了DNA 半保留复制的假说， DNA 半保
留复制，以DNA 双螺旋结构模型为理论基础，D 符合题意。
故选D。
9．（2022·辽宁·高考真题）选用合适的实验材料对生物科学研究至关重要。下表对教材中相关研究的叙述，
错误的是（ ）
选项
实验材料
生物学研究
A
小球藻
卡尔文循环
B
肺炎链球菌
DNA 半保留复制
C
枪乌贼
动作电位原理
D
T2 噬菌体
DNA 是遗传物质
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】B
【分析】1、肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲思体内
转化实验证明S 型细菌中存在某种“转化因子”，能将R 型细菌转化为S 型细菌；艾弗里体外转化实验证
明DNA 是遗传物质。
2、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用
35S 或
32P 标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵
染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。该实验证明DNA
是遗传物质。
【详解】A、科学家利用小球藻、运用同位素标记法研究卡尔文循环，A 正确；
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B、科学家通过培养大肠杆菌，探究DNA 半保留复制方式，运用了同位素示踪法和密度梯度离心法，B 错
误；
C、科学家以枪乌贼离体粗大的神经纤维为实验材料，研究动作电位原理，C 正确；
D、赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记法分别用
35S 或
32P 标记的噬菌体进行噬菌体侵染细菌的实验，证
明DNA 是遗传物质，D 正确。
故选B。
10．（2022·河北·高考真题）关于遗传物质DNA 的经典实验，叙述错误的是（ ）
A．摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上
B．孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”化学本质相同
C．肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验均采用了能区分DNA 和蛋白质的技术
D．双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA 分子具有稳定的直径
【答案】A
【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说-演绎法，其基本步骤：提出问题→作出假说→演绎推理→实验
验证（测交实验）→得出结论。
2、肺炎双球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲思体内转化实验
证明S 型细菌中存在某种“转化因子”，能将R 型细菌转化为S 型细菌；艾弗里体外转化实验证明DNA
是遗传物质。
3、T2 噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用
35S 或
32P 标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵
染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【详解】A、摩尔根通过假说—演绎法利用果蝇杂交遗传实验证明了基因位于染色体上，A 错误；
B、孟德尔描述的“遗传因子”实质是基因，基因是有遗传效应的DNA 片段，格里菲思提出的“转化因
子”是DNA，两者化学本质相同，B 正确；
C、肺炎双球菌体外转化实验利用酶解法去掉DNA 或者DNA 蛋白质，噬菌体浸染细菌实验利用同位素标
记法区分DNA 和蛋白质，两者均采用了能区分DNA 和蛋白质的技术，C 正确；
D、DNA 两条链上的碱基由氢键连接形成碱基对，且遵循A 与T 配对、G 与C 配对的碱基互补配对原则，
使DNA 分子具有稳定的直径，D 正确。
故选A。
二、多选题
11．（2023·辽宁·高考真题）DNA 在细胞生命过程中会发生多种类型的损伤。如损伤较小，RNA 聚合酶经
过损伤位点时，腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA（如图1）；如损伤较大，修复因子Mfd 识
别、结合滞留的RNA 聚合酶，“招募”多种修复因子、DNA 聚合酶等进行修复（如图2）。下列叙述正
确的是（ ）
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A．图1 所示的DNA 经复制后有半数子代DNA 含该损伤导致的突变基因
B．图1 所示转录产生的mRNA 指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不变
C．图2 所示的转录过程是沿着模板链的5'端到3'端进行的
D．图2 所示的DNA 聚合酶催化DNA 损伤链的修复，方向是从n 到m
【答案】ABD
【分析】由题意可知，损伤较小，RNA 聚合酶经过损伤位点时，腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入
mRNA，所转录出的mRNA 较正常的mRNA 插入了一个碱基A，导致其指导合成的蛋白质氨基酸序列一定
改变，而损伤较大，修复因子Mfd 识别、结合滞留的RNA 聚合酶，“招募”多种修复因子、DNA 聚合酶
等进行修复，即修复因子Mfd 识别在前，滞留的RNA 聚合酶，多种修复因子、DNA 聚合酶等修复在后。
【详解】A、根据半保留复制可知，图1 所示的DNA 经复制后有半数子代DNA 含该损伤导致的突变基因，
A 正确；
B、由题意可知，图1 所示为损伤较小，RNA 聚合酶经过损伤位点时，腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板
掺入mRNA，因为密码子存在简并性，mRNA 掺入腺嘌呤脱氧核苷酸之后，不同的密码子可能绝对相同的
氨基酸，B 正确；
C、转录时mRNA 是由5'端到3'端进行的，模板链是由3'端到5'端进行的，C 错误；
D、由mRNA 的合成方向可知，2 中上侧为模板链，m 是3’端，n 是5’端，切除后DNA 聚合酶会以下侧链
为模板，根据 DNA 聚合酶合成子链方向可知，修复是从n 向m 进行，D 正确。
故选ABD。
12．（2022·河北·高考真题）人染色体DNA 中存在串联重复序列，对这些序列进行体外扩增、电泳分离后
可得到个体的DNA 指纹图谱。该技术可用于亲子鉴定和法医学分析。下列叙述错误的是（ ）
A．DNA 分子的多样性、特异性及稳定性是DNA 鉴定技术的基础
B．串联重复序列在父母与子女之间的遗传不遵循孟德尔遗传定律
C．指纹图谱显示的DNA 片段属于人体基础代谢功能蛋白的编码序列
D．串联重复序列突变可能会造成亲子鉴定结论出现错误
【答案】BC
【分析】1、基因的概念：基因是具有遗传效应的DNA 片段，是决定生物性状的基本单位。
2、DNA 分子的多样性：构成DNA 分子的脱氧核苷酸虽只有4 种，配对方式仅2 种，但其数目却可以成千
上万，更重要的是形成碱基对的排列顺序可以千变万化，从而决定了DNA 分子的多样性（n 对碱基可形成
4n 种）。
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3、DNA 分子的特异性：每个特定的DNA 分子中具有特定的碱基排列顺序，而特定的排列顺序代表着遗传
信息，所以每个特定的DNA 分子中都贮存着特定的遗传信息，这种特定的碱基排列顺序就决定了DNA 分
子的特异性。
【详解】A、DNA 分子的多样性、特异性及稳定性是DNA 鉴定技术的基础，A 正确；
B、串联重复序列在染色体上，属于核基因，在父母与子女之间的遗传遵循孟德尔遗传定律，B 错误；
C、指纹图谱由串联重复序列扩增获得，串联重复序列是广泛分布于真核生物核基因组中的简单重复非编
码序列，C 错误；
D、串联重复序列突变后，分离得到的指纹图谱可能会发生改变，可能会造成亲子鉴定结论出现错误，D
正确。
故选BC。
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