1选择题
为备战校运会，某中学体育兴趣小组在学习运动与健康知识时，围绕“运动损伤后肌肉细胞中遗传物质的修复与复制”展开讨论，其中涉及 DNA 的结构与复制。下列有关 DNA 结构与复制的叙述，错误的是（ ）
- A. DNA 分子由两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构，A 与 T 配对、G 与 C 配对
- B. DNA 复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件
- C. 一个含 ¹⁵N 标记的 DNA 分子在含 ¹⁴N 的原料中连续复制 3 次，子代 DNA 分子中含 ¹⁵N 的有 2 个，只含 ¹⁴N 的有 6 个
- D. DNA 复制是全保留复制，即新合成的每个 DNA 分子中两条链都是新合成的
答案：D
解析：A 项：DNA 是双螺旋结构，由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成，碱基互补配对关系为 A—T、G—C，正确。B 项：DNA 复制的基本条件包括模板（亲代 DNA 的两条链）、原料（4 种游离的脱氧核苷酸）、能量（ATP）和酶（如解旋酶、DNA 聚合酶），正确。C 项：DNA 复制为半保留复制，亲代两条 ¹⁵N 链始终保留并各自进入一个子代 DNA 分子，故含 ¹⁵N 的 DNA 分子恒为 2 个；复制 3 次共产生 2³ = 8 个 DNA 分子，其中只含 ¹⁴N 的为 8 − 2 = 6 个，正确。D 项：DNA 复制的方式是半保留复制，每个子代 DNA 分子都含一条母链和一条新链，而非两条链都是新合成的，故该项错误。易错点：一是把“含亲代链的 DNA 分子数（恒为 2 个）”误算成 2ⁿ 个；二是混淆半保留复制与全保留复制模型；三是漏记复制条件中的能量或酶。故选 D。
2选择题
某中学开展「阳光体育长跑」活动，体育老师讲解运动与遗传的关系时提到：运动员的耐力差异与其体内与有氧呼吸有关的酶的合成有关，而酶的合成受基因控制。下列关于基因、DNA和基因突变的叙述，正确的是（ ）
- A. 基因是DNA上任意一个片段，一个DNA分子上只有一个基因
- B. DNA复制的方式是全保留复制，即复制后每个DNA分子只含新合成的链
- C. 基因突变是DNA分子中碱基对的替换、增添和缺失，属于分子水平的变异，在光学显微镜下观察不到
- D. 基因突变只能发生在生物个体发育的特定时期，且体细胞发生的突变都不能遗传给后代
答案：C
解析：逐项分析：
A错误：基因是有遗传效应的DNA片段，并非DNA上任意片段，且一个DNA分子上含有许多个基因。
B错误：DNA复制是半保留复制，每个新DNA分子含一条母链和一条新链，不是全保留复制。
C正确：基因突变的本质是DNA分子中碱基对的替换、增添和缺失，属分子水平变异，光镜下无法直接观察，需借助分子生物学方法检测。
D错误：基因突变具有随机性，可发生在个体发育的任何时期；体细胞突变虽一般不通过有性生殖传给后代，但可通过无性繁殖（如扦插、组织培养）传给后代，不能绝对表述为「都不能遗传」。
易错点：①把「基因」与「DNA」概念混同；②把半保留复制误记为全保留复制；③把基因突变（分子水平）与染色体变异（细胞水平，光镜可见）混淆；④把基因突变的随机性与低频性混淆，或绝对化表述体细胞突变不可遗传。
故选C。
3选择题
为倡导健康生活方式，某中学开展了"科学运动、合理膳食"主题活动，并结合生物学知识解释运动与性状的关系。下列关于基因、基因表达与人类遗传病调查的叙述，错误的是（ ）
- A. 基因是有遗传效应的DNA片段，基因通过指导蛋白质的合成来控制生物的性状
- B. 白化病是由于编码酪氨酸酶的基因异常，导致不能合成黑色素，属于基因通过控制酶的合成来控制代谢进而控制性状的实例
- C. 基因与性状之间都是一一对应的简单线性关系，一个基因只控制一种性状，一种性状也只由一个基因决定
- D. 调查某种遗传病的发病率时，应在人群中随机抽样调查且样本足够大；调查其遗传方式时，则应在患者家系中调查
答案：C
解析：本题以健康生活情境为载体，综合辨析基因的本质、基因表达与性状的关系、人类遗传病调查方法三组易混概念。
A项：基因是有遗传效应的DNA片段，基因通过指导蛋白质的合成控制生物性状，表述正确。
B项：白化病由编码酪氨酸酶的基因异常引起，患者不能合成黑色素，属于基因通过控制酶的合成控制代谢过程，进而间接控制生物性状的途径（间接途径），表述正确。
C项：基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。生物体的性状可能受多个基因共同控制（如人的身高、血压等），一个基因也可能影响多种性状，且性状还受环境因素影响（如运动员的运动成绩受训练、营养等影响）。故该项"都是一一对应"的绝对化说法错误。
D项：调查遗传病发病率应在广大人群中随机抽样并保证样本足够大；调查遗传方式应在患者家系中进行，二者目的不同、范围不同，表述正确。
易错点：①混淆基因控制性状的直接途径（控制蛋白质结构直接控制性状）与间接途径（控制酶的合成控制代谢进而控制性状）；②把基因与性状理解为绝对的一一对应，忽略多基因控制、一因多效及环境影响；③混淆发病率调查（人群随机抽样）与遗传方式调查（患者家系）的对象范围；④误认为所有遗传病都适合在人群中随机调查，实际调查遗传病类型最好选择发病率较高的单基因遗传病。
故选C。
4选择题
某校田径队为了解队员体质状况，采集了队员口腔上皮细胞用于DNA相关检测。已知检测样本中一个双链DNA分子含有碱基2400个，其中鸟嘌呤（G）占全部碱基的22%。下列关于该DNA分子的叙述，正确的是（ ）
- A. 该DNA分子中胞嘧啶（C）占全部碱基的22%，腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）之和占56%
- B. 该DNA分子中腺嘌呤（A）的数量为528个
- C. 该DNA分子彻底水解后，可得到脱氧核糖、磷酸和4种含氮碱基，其中磷酸基团的数量为4800个
- D. 该DNA分子的两条脱氧核苷酸链是平行排列的，且碱基排列顺序相同
答案：A
解析：解析：DNA双链遵循碱基互补配对原则，G与C配对，A与T配对，因此G＝C＝22%，A＋T＝100%－（G＋C）＝100%－44%＝56%，A项正确。该DNA分子碱基总数2400个，A的数量＝2400×28%＝672个，而非528个（528是G的数量2400×22%），故B项错误。彻底水解产物是脱氧核糖、磷酸和含氮碱基，其中磷酸基团数＝脱氧核苷酸数＝2400个，不是4800个，C项错误，这是本题最易错处——误认为每条链的磷酸数翻倍。DNA两条链是反向平行（而非平行）排列的，且碱基序列互补而非相同，故D项错误。故选A。
5填空题
某校高一田径队在体检后开展了一次以"运动与健康"为主题的生物知识竞答，其中一道题涉及DNA分子的结构与复制。已知信息：某双链DNA分子的一条链中腺嘌呤（A）占该链碱基总数的20%，该链中鸟嘌呤（G）占该链碱基总数的30%。请回答：
（1）DNA分子的两条脱氧核苷酸链按______方式盘旋成双螺旋结构，两条链的方向是______的。
（2）该DNA分子中，与腺嘌呤配对的是______，与鸟嘌呤配对的是______；两条链之间碱基通过______连接形成碱基对。
（3）由已知信息推算，在该DNA分子的整个双链中，胸腺嘧啶（T）占全部碱基的______%，胞嘧啶（C）占全部碱基的______%。
（4）该DNA分子复制时，需要以两条母链分别为______，以细胞中游离的四种脱氧核苷酸为______，并需要______（酶）催化和ATP供能。复制完成后，每个子代DNA分子中都含有______条母链和______条新合成的链，这种复制方式称为______复制。
答案：（1）双螺旋；反向平行（或相反）。
（2）胸腺嘧啶（T）；胞嘧啶（C）；氢键。
（3）20；30。推算：设该链碱基总数为100，则该链中A=20、G=30，故该链中T+C=50。由碱基互补配对可知互补链中T=20、C=30，则整个双链中T=20+20=40，占40÷200=20%；C=30+30=60，占60÷200=30%。也可由双链中A=T、G=C，且一条链中A的比例等于互补链中T的比例直接得出T%=20%、C%=30%。
（4）模板；原料；解旋酶和DNA聚合酶；1；1；半保留。
解析：本题以体育队体检与知识竞答为情境，考查DNA双螺旋结构的主要特点、碱基互补配对、碱基比例计算及DNA复制的条件与半保留复制特点。
易错点：①把两条链的方向写成"相同"，忽略两条链反向平行；②碱基配对记混，误写成A配G、T配C，正确的是A—T、G—C；③计算碱基比例时把"一条链中的比例"直接当成"整个双链中的比例"，或误认为双链中A+T一定等于G+C（只有当A+T=G+C即各占50%时才相等，一般情况下不一定相等）；④复制条件记漏，只写模板和原料，漏掉能量（ATP）和酶（解旋酶、DNA聚合酶）；⑤误认为子代DNA全由新链组成，实际半保留复制中每个子代DNA分子都含1条母链和1条新链。
提示：利用"一条链中某碱基的比例＝互补链中其互补碱基的比例"可快速求解第（3）问，避免繁琐计算。
6解答题
马拉松运动员在长时间训练后，骨骼肌细胞中部分 DNA 会因氧化损伤而需要修复，修复过程同样遵循 DNA 的结构与复制规律。已知信息：某段受损 DNA 片段的一条链（模板链）碱基序列为 5′—ATGCCGTTA—3′；该 DNA 片段所在基因连续复制 4 次（原料均为 ¹⁴N 标记的脱氧核苷酸，亲代 DNA 两条链均被 ¹⁵N 标记）。回答下列问题：
（1）请写出与该模板链互补配对的另一条链的碱基序列（按 5′→3′ 方向书写），并说明 DNA 分子中碱基互补配对的原则。
（2）复制 4 次后，共产生多少个子代 DNA 分子？其中含 ¹⁵N 的 DNA 分子有多少个？只含 ¹⁴N 的 DNA 分子有多少个？只含 ¹⁴N 的 DNA 分子占子代 DNA 分子总数的比例是多少？
（3）该结果说明 DNA 复制的方式是什么？请简述其含义，并写出 DNA 复制所需要的四个基本条件。
（4）若该 DNA 片段属于一个有遗传效应的基因片段，简要说明基因与 DNA 的关系。
答案：（1）另一条链按 5′→3′ 方向书写为 5′—TAACGGCAT—3′。碱基互补配对原则：腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）配对，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）配对。
（2）复制 4 次后共产生 2⁴ = 16 个子代 DNA 分子。由于 DNA 复制是半保留复制，亲代两条 ¹⁵N 链始终保留并分别进入两个子代 DNA 分子，故含 ¹⁵N 的 DNA 分子有 2 个；只含 ¹⁴N 的 DNA 分子有 16 − 2 = 14 个，占子代 DNA 分子总数的比例为 14/16 = 7/8。
（3）该结果说明 DNA 复制的方式是半保留复制，即新合成的每个 DNA 分子中都保留了一条亲代链（母链），另一条链是新合成的。DNA 复制需要的四个基本条件是：模板（亲代 DNA 的两条链）、原料（4 种游离的脱氧核苷酸）、能量（ATP）和酶（如解旋酶、DNA 聚合酶等）。
（4）基因是有遗传效应的 DNA 片段，一个 DNA 分子上含有许多个基因；基因通过指导蛋白质的合成来控制生物的性状。
解析：本题以运动损伤修复为情境，综合考查 DNA 结构、碱基互补配对、半保留复制计算及基因概念辨析。
（1）易错点：①碱基配对写错，误写成 A—G、T—C；②忽略两条链反向平行，把互补链方向写反。模板链 5′—ATGCCGTTA—3′ 的互补链应为 3′—TACGGCAAT—5′，换写成 5′→3′ 即 5′—TAACGGCAT—3′。
（2）易错点：①把“含亲代链的 DNA 分子数”当成 2ⁿ 个，实际上无论复制多少次，含 ¹⁵N 的 DNA 分子恒为 2 个；②混淆“含 ¹⁵N”与“只含 ¹⁵N”，本题中子代 DNA 均为一条 ¹⁵N 链＋一条 ¹⁴N 链或两条 ¹⁴N 链，不存在只含 ¹⁵N 的 DNA；③计算比例时忘记总数是 2ⁿ = 16，或把比例写成 14/15 等错误数值。
（3）易错点：①把半保留复制误答为全保留复制；②复制条件记漏，只写模板、原料、酶而漏掉能量，或把酶漏掉。
（4）易错点：把基因等同于 DNA，忽略“有遗传效应的 DNA 片段”这一限定，也易漏答“基因指导蛋白质合成控制性状”。
7解答题
某校田径队为提高队员的耐力水平，长期开展有氧耐力训练。科研人员从一名长跑运动员的肌肉活检组织中提取DNA，对其线粒体DNA（环状双链DNA）进行分析，结果如下：
已知信息：①该线粒体DNA由两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构，一条链上某片段的碱基序列为5'—AATGCCGTA—3'；②经测算，该片段中腺嘌呤（A）与鸟嘌呤（G）之和占该片段碱基总数的60%；③该片段连续复制3次，共得到8个相同的DNA片段；④研究还发现，该运动员肌肉细胞中与耐力相关的某个基因可指导合成一种与有氧呼吸有关的酶，从而影响细胞的有氧呼吸供能。
请回答下列问题：
（1）与该片段5'—AATGCCGTA—3'互补的另一条链的碱基序列是什么？请写出该片段中碱基互补配对的具体关系。
（2）该片段中胸腺嘧啶（T）占该片段碱基总数的百分比是多少？请写出计算依据。
（3）复制3次得到的8个DNA片段中，含最初亲代链的DNA片段有几个？请说明DNA复制的方式及其特点，并指出DNA复制需要哪些基本条件。
（4）请说明基因与DNA的关系，并解释为什么说「基因通过指导蛋白质的合成来控制生物的性状」在该运动员耐力性状上得到体现。
答案：（1）与5'—AATGCCGTA—3'互补的链为3'—TTACGGCAT—5'。碱基互补配对关系为：腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）配对，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）配对。
（2）该片段共9个碱基。已知A＋G＝60%，而双链DNA中A＝T、G＝C（即A＋G＝T＋C＝50%），题干给出的A＋G＝60%是针对「一条链」而言的（一条链中A＋G不一定等于50%）。但若按双链统计，A＋G恒为50%，故本题应理解为：该片段一条链中A＋G占该链碱基的60%。设该链中A＋G＝60%，则该链中T＋C＝40%；互补链中A＋G＝40%，T＋C＝60%。整个双链片段中A＋G＝(60%＋40%)÷2＝50%，T＝A，C＝G，因此双链中T＝25%。若直接按双链理解题干数据（A＋G＝60%），则T＋C＝40%，由A＝T、G＝C得T＝20%。答题时应指出：双链DNA中嘌呤数＝嘧啶数，A＋G恒占50%，故若题干数据指双链，则T＝20%；若指单链，则双链中T＝25%。建议按题干字面（双链）作答：T＝20%。
（3）含最初亲代链的DNA片段有2个。DNA复制为半保留复制：新合成的每个DNA分子都含有一条母链和一条新链。复制需要的条件包括：模板（亲代DNA的两条链）、原料（4种游离的脱氧核苷酸）、能量（ATP）和酶（解旋酶、DNA聚合酶等）。
（4）基因是有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上含有许多个基因。基因通过转录和翻译指导蛋白质（酶）的合成，进而控制生物性状：该运动员耐力相关基因指导合成与有氧呼吸有关的酶，酶促进有氧呼吸释放更多能量，从而表现为耐力较强，体现了基因通过控制蛋白质合成来控制性状。
解析：本题围绕DNA双螺旋结构、碱基互补配对、半保留复制、复制条件及基因概念命题，属于概念辨析题。
易错点：①碱基互补配对关系写反（A—G、T—C），应牢记A—T、G—C；②写互补链时忘记方向相反，应写成3'—TTACGGCAT—5'；③DNA复制条件记漏，只写模板和原料，漏掉能量（ATP）和酶；④半保留复制的要点记错，误答为「每个DNA都是全新合成」，实际每个子代DNA含一条母链和一条新链；复制3次共2³＝8个DNA，只有2个含亲代链；⑤概念混淆：把「基因」等同于「DNA」，应答出「基因是有遗传效应的DNA片段」；⑥计算碱基比例时，双链DNA中嘌呤（A＋G）恒等于50%，若题干数据与之矛盾，应按题干字面数据推算，T＝20%。
8解答题
为研究运动训练对肌细胞内DNA分子的影响，研究人员从长期进行耐力训练的运动员和久坐不动的普通人身上各采集了肌肉组织样本。已知信息：某运动员肌细胞中一个双链DNA分子共有1200个碱基对，其中一条链上腺嘌呤（A）占该链全部碱基的20%，鸟嘌呤（G）占该链全部碱基的28%。请回答下列问题：
（1）该DNA分子中，胞嘧啶（C）占全部碱基的比例是多少？请写出计算过程。
（2）该DNA分子彻底水解后，能得到多少个脱氧核糖、多少个磷酸和多少个含氮碱基？
（3）若将该DNA分子放在含¹⁵N的培养液中连续复制两次，共得到4个DNA分子。请说明这4个DNA分子的组成特点，并写出DNA复制所需的四项基本条件。
答案：（1）该DNA分子共有1200个碱基对，即2400个碱基。一条链上A占20%、G占28%，则该链上A＋G＝48%，故另一链（互补链）上T＋C＝48%，即互补链上A＋G＝52%。双链中A＋G所占比例＝（48%＋52%）÷2＝50%。由于双链中A＝T、G＝C，故G＋C＝50%，C占全部碱基的比例＝25%。
（2）彻底水解产物为脱氧核糖、磷酸和含氮碱基。1200个碱基对＝2400个脱氧核苷酸，故得到脱氧核糖2400个、磷酸2400个、含氮碱基2400个。
（3）DNA复制方式为半保留复制。复制两次共得到4个DNA分子，每个DNA分子都含有一条母链（¹⁴N链）和一条新合成的子链（¹⁵N链），因此4个DNA分子全部为¹⁴N/¹⁵N杂合双链（不含两条链均为¹⁵N的DNA分子）。
DNA复制所需的四项基本条件：①模板——亲代DNA分子的两条链；②原料——4种游离的脱氧核苷酸；③能量——ATP；④酶——解旋酶、DNA聚合酶等。
解析：解析与易错点：
（1）本问关键在于不能直接用单链的比例代替双链比例。正确做法是：一条链A＋G＝48%，其互补链A＋G＝52%，双链取平均得50%，即G＋C＝50%，C＝25%。若误认为「单链中G＝28%则双链G＝28%」，会算出C＝28%，这是典型错误。
（2）易错点是误认为磷酸数是脱氧核糖数的两倍，或误答「彻底水解后得到脱氧核苷酸」。实际上彻底水解产物是脱氧核糖、磷酸、含氮碱基三种，且三者数量均等于脱氧核苷酸数（2400个）。
（3）易错点有二：一是复制两次后误认为会出现两条链都是¹⁵N的DNA分子（实际只有母链为¹⁴N、子链为¹⁵N的杂合分子）；二是只写出模板、原料、酶而漏掉能量（ATP），或漏掉解旋酶。半保留复制、碱基互补配对、复制四条件是本考点核心，务必记全。