人教版高中生物必修2重点突破练3DNA是主要的遗传物质与DNA的结构和复制含答案

重点突破练3　DNA是主要的遗传物质与DNA的结构和复制

(建议用时：40分钟)

一、选择题

1．在格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，将加热致死的S型细菌与活的R型细菌混合后一起注射到小鼠体内，小鼠死亡，小鼠体内S型细菌、R型细菌数量的变化情况如图所示。下列分析正确的是(　　)

A．ab段R型细菌数量减少的原因是部分R型细菌不断被小鼠的免疫系统所清除

B．bc段R型细菌数量上升是S型细菌大量转化成R型细菌所致

C．S型细菌是由R型细菌中的“转化因子”进入加热致死的S型细菌体内产生的

D．该实验可以证明“转化因子”是S型细菌的DNA

A　[bc段R型细菌数量上升的原因是部分R型细菌转化成了S型细菌，S型细菌破坏了小鼠的免疫系统，R型细菌在小鼠体内大量增殖，B错误。S型细菌是由加热致死的S型细菌中的“转化因子”进入R型细菌体内产生的，C错误。格里菲思的肺炎链球菌转化实验只能证明加热致死的S型细菌体内存在某种“转化因子”，没有证明哪种物质是“转化因子”，D错误。]

2．赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质，下列关于该实验的叙述正确的是 (　　)

A．实验中可用15N代替32P标记DNA

B．T2噬菌体蛋白质外壳是大肠杆菌指导合成的

C．T2噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌

D．实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA

C　[蛋白质和DNA都含有N，所以不能用15N代替32P标记DNA，A错误；T2噬菌体蛋白质外壳是由T2噬菌体体内控制T2噬菌体蛋白质外壳合成的相关基因指导合成的，B错误；T2噬菌体侵染大肠杆菌后，会利用大肠杆菌体内的物质来合成T2噬菌体DNA，C正确；该实验证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。]

3．在搭建DNA模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C，6个G，3个A，7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则(　　)

A．能搭建出20个脱氧核苷酸

B．所搭建的DNA片段最长为7个碱基对

C．能搭建出410种不同的DNA模型

D．能搭建出一个4个碱基对的DNA片段

D　[每个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。根据碱基互补配对原则，“4个C、6个G、3个A、7个T”能配对4个G—C和3个A—T，共7个碱基对。本题中脱氧核糖和磷酸的连接物仅为14个，大大制约了搭建的模型中脱氧核苷酸数。从DNA结构图分析，14个脱氧核糖和磷酸的连接物能搭建的模型中每条链最多4个脱氧核苷酸，最多能搭建出一个含有4个碱基对的DNA分子片段，共含有8个脱氧核苷酸，理论上能搭建出不同的DNA分子模型远少于410种，所以D项正确。]

4．某个DNA片段由500对碱基组成，G＋C占碱基总数的34%。若该DNA片段连续复制三次，第三次复制时，需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为(　　)

A．1 155　 B．1 320

C．2 310 D．2 640

B　[由于G＋C占总数的34%，所以A＋T占66%，A与T各占33%，整个DNA片段中含有500对碱基，该DNA片段中腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为33%×1 000＝330个，在第三次复制时需新合成8条DNA单链，相当于4个DNA分子，因此需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为330×4＝1 320(个)。]

5．假设将有一对同源染色体的精原细胞的DNA分子用15N标记，并供给14N的原料，该细胞进行减数分裂产生的4个精子中，含15N标记的DNA的精子所占比例为(　　)

A．0 B．25%

C．50% D．100%

D　[精原细胞中一条染色体上含1个15N标记的DNA分子，一对同源染色体含两个DNA分子，经过间期的复制，2个15N标记的DNA分子变成4个DNA分子，每个DNA分子中一条链是含15N，另一条链含14N。减数第一次分裂结束，形成两个次级精母细胞，每个次级精母细胞含2个DNA分子，减数第二次分裂结束后，形成4个精细胞，每个精细胞中含1个DNA分子，这个分子中一条链含15N，另一条链含14N。因此，4个精子中都含15N标记的DNA，因此选D。]

6．下面为含有四种碱基的DNA分子结构示意图，对该图的描述，正确的是(　　)

A．③有可能是腺嘌呤

B．与⑤有关的碱基对一定是A—T

C．①②③特有的元素分别是P、C、N

D．②和③相间排列，构成DNA分子的基本骨架

B　[据图分析可知，由于③⑥碱基之间有3个氢键，配对的碱基为C—G，所以③是鸟嘌呤或者胞嘧啶，A项错误；分析题图可知，和⑤配对的碱基之间有2个氢键，配对的碱基为A—T，故⑤为A或者T，因此与⑤有关的碱基对一定是A—T，B项正确；①是磷酸，组成元素是C、H、O、P，②是脱氧核糖，组成元素为C、H、O，③是含氮碱基(C或G)，组成元素是C、H、O、N，故①③特有的元素分别是P、N，脱氧核糖没有特有的元素，C项错误；DNA分子的基本骨架是由①磷酸和②脱氧核糖交替排列形成的，D项错误。]

7．研究人员将含14N—DNA的大肠杆菌转移到15NH4Cl培养液中，培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA热变性处理，即解开双螺旋，变成单链；然后进行离心，离心管中出现的两种条带分别对应图中的两个峰，则大肠杆菌的细胞周期为(　　)

A．4 h B．6 h

C．8 h D．12 h

C　[将含14N—DNA的大肠杆菌转移到15NH4Cl培养液中，培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA，DNA变性离心后，得到的14N—DNA单链占1/8，15N—DNA单链占7/8，则子代DNA共8个，繁殖了3代，细胞周期为24/3＝8(h)，C正确。]

8．某双链DNA分子中A＋T占整个DNA分子碱基总数的38%，其中一条a链上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链b上的G占该链碱基总数的比例是(　　)

A．41% B．38%

C．28% D．21%

A　[在整个DNA分子中，A＋T＝38%，则G＋C＝62%。在a链上G＋C＝62%，由G＝21%，推知C＝62%－21%＝41%。根据碱基互补配对原则可知，在b链上G＝41%。]

9．关于DNA和RNA的叙述，正确的是(　　)

A．DNA有氢键，RNA没有氢键

B．一种病毒同时含有DNA和RNA

C．原核细胞中既有DNA，也有RNA

D．叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA

C　[本题考查DNA和RNA的有关知识。依据DNA和RNA的有关内容，逐项进行分析解答。DNA分子结构中，配对的碱基之间以氢键相连，A与T之间形成两个氢键，C与G之间形成三个氢键；与DNA不同，RNA一般为单链分子，不形成双螺旋结构，但是很多RNA也需要通过碱基互补配对形成一定的结构来行使特殊的生物学功能，RNA的碱基配对规律和DNA基本相同，即A与U配对、G与C配对，故A项错误。病毒只含有DNA或RNA一种遗传物质，没有同时含有DNA和RNA的病毒，故B项错误。具有细胞结构的生物，其遗传物质都是DNA，但同时存在RNA，如细菌这类原核生物细胞中的质粒是环状DNA，核糖体上存在RNA，故C项正确。在叶绿体和线粒体中有DNA和RNA，在核糖体中只有RNA，故D项错误。]

10．下列实验及结果中，能作为直接证据说明“核糖核酸是遗传物质”的是   (　　)

A．红花植株与白花植株杂交，F1为红花，F2中红花∶白花＝3∶1

B．病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲

C．加热致死的S型肺炎链球菌与R型活菌混合培养后可分离出S型活菌

D．用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白，在子代噬菌体中检测不到放射性

B　[病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲，说明病毒甲的RNA是遗传物质，B项正确。]

11．(不定项)将一个含有两对同源染色体，且DNA分子双链都已用32P标记的精原细胞，放在不含32P的普通培养液中，让其进行减数分裂。下列有关叙述不正确的是    (　　)

A．此细胞产生的4个精子中所有的染色体都含有32P

B．初级精母细胞中，半数的染色体中有一条染色单体含有32P

C．初级精母细胞中，每条染色体中有一条染色单体含有32P

D．某个时期的次级精母细胞中，半数的染色体含有32P

BCD　[减数分裂过程中染色体复制一次，细胞分裂两次。DNA分子的复制是半保留复制，一个DNA分子在细胞分裂间期复制形成的两个DNA分子都含有一条母链和一条子链，这两个DNA分子存在于由着丝粒连接的两条染色单体上，因此，初级精母细胞中每条染色体的两条染色单体都含有32P，B、C错误；初级精母细胞经过减数分裂Ⅰ形成次级精母细胞，初级精母细胞的所有的染色体两条染色单体中都含有32P，所以次级精母细胞中所有的染色体都含有32P，由其分裂产生的精子中所有染色体也均含32P，A正确，D错误。]

12．(不定项)用不同的放射性同位素标记T2噬菌体后，侵染细菌得到相关数据如图所示，下列叙述正确的是  (　　)

A．用同位素示踪被标记DNA和蛋白质的数量增减，得出实验结论

B．曲线①表示子代噬菌体没有释放

C．曲线②③表示噬菌体蛋白质未进入细菌，噬菌体DNA进入细菌体内

D．本实验证明在噬菌体的遗传和繁殖过程中，DNA起作用

BCD　[本题是用同位素示踪被标记DNA和蛋白质的位置来判断DNA和蛋白质哪一个成分进入了大肠杆菌中参与遗传从而得出的实验结论，A错误；曲线①表示被侵染的大肠杆菌全部存活，故子代噬菌体没有释放，B正确；35S标记噬菌体的蛋白质，32P标记噬菌体的DNA，故根据曲线②③可判断蛋白质未进入细菌，噬菌体DNA进入细菌体内，C正确；本实验证明了噬菌体参与遗传的物质是DNA，D正确。]

二、非选择题

13．科学家从T2噬菌体中分离出甲、乙两个不同品系，并进行了4组相关实验，实验过程和结果如下表所示。

回答问题：

(1)该实验的设计思路是____________________________________________

_______________________________________________________________。

整个实验能够证明_______________________________________________。

(2)若用3H、32P、35S同时标记T2噬菌体后，让其侵染未标记的大肠杆菌，在产生的子代噬菌体中，能够检测到的放射性元素有________。T2噬菌体不能独立生活的原因可能是________________________________________________

_________________________________________________(答出1点即可)。

(3)若用烟草细胞替代大肠杆菌进行上述实验，______(填“能”或“不能”)得到上述实验结果，依据是____________________________________________

_____________________________________________________________________

___________________________________________________________________。

[解析]　(1)探索遗传物质的实验设计思路是将病毒的遗传物质和蛋白质分离，单独研究它们各自的功能，根据实验结果可知，子代噬菌体的性状与提供DNA的噬菌体一致，说明T2噬菌体的遗传物质是DNA。(2)若用3H、32P、35S同时标记T2噬菌体后，让其侵染未标记的大肠杆菌，由于35S只存在于蛋白质外壳中，不进入大肠杆菌细胞内，所以在产生的子代噬菌体中，能够检测到的放射性元素是3H、32P。由于噬菌体没有细胞结构，缺乏相应的酶，不能通过细胞呼吸产生能量，因此T2噬菌体不能独立生活。(3)由于T2噬菌体只能寄生在大肠杆菌细胞内，不能寄生在烟草细胞内，所以若用烟草细胞替代大肠杆菌进行题述实验，不能得到题述实验结果。

[答案]　(1)将T2噬菌体的DNA和蛋白质分离，单独研究它们各自的功能　T2噬菌体的遗传物质是DNA　(2)3H、32P　没有细胞结构；缺乏相应的酶；不能通过细胞呼吸产生能量(任选一条作答)　(3)不能　T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，不能寄生在烟草细胞中

14．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(弥散)复制三种。究竟是哪种复制方式呢？下面通过设计实验来证明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 15N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，不同分子量的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Ⅰ代能分辨出两条DNA带：一条________带和一条________带，则可以排除__________________________________。

(2)如果子Ⅰ代只有一条中密度带，则可以排除______________________，但不能肯定是_______________________________________________________

__________________________________________________________________。

[解析]　从题目中的图示可知，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代片段间隔连接而成的。

[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　半保留复制或分散复制

15．如图为真核生物中DNA分子的结构(图甲)及发生的生理过程(图乙)，请据图回答下列问题：

甲

乙

(1)图甲为DNA分子的结构示意图，其基本骨架由________和________(填序号)交替排列构成，④为__________________。

(2)从图乙可看出，该过程是从________个起点开始复制的，从而____________复制的速率；图甲中解开DNA双链所需的酶为________酶，作用于图甲中的________(填序号)。

(3)若图乙中亲代DNA分子在复制时，一条链上的G变成了A，则该DNA分子经过n次复制后，发生差错的DNA分子占DNA分子总数的________。

[解析]　(1)DNA分子的基本骨架由①磷酸和②脱氧核糖交替连接构成。图甲中的④是由一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子C(胞嘧啶)组成的胞嘧啶脱氧核苷酸。(2)分析图乙可知，该过程是从多个起点开始复制的，这样可以大大提高复制的速率。解旋酶使碱基对之间的⑨氢键断裂，DNA双链解开。(3)DNA分子复制时，一条链上的碱基发生差错，另一条链上的碱基不发生差错，以碱基发生差错的单链为模板复制形成的DNA分子都是异常的，以碱基没有发生差错的单链为模板合成的DNA分子都是正常的，因此无论复制多少次，发生差错的DNA分子占DNA分子总数的。

[答案]　(1)①　②　胞嘧啶脱氧核苷酸　(2)多　提高　解旋　⑨　(3)