新教材适用2023年高中生物第3章基因的本质测评新人教版必修2

第3章测评

(时间:90分钟　满分:100分)

一、选择题(本题共15小题。每小题2分,共30分。每小题给出的4个选项中,只有1个选项是符合题目要求的)

1.下列有关人类对遗传物质探索历程的叙述,正确的是 (　　)

A.20世纪20年代,大多数科学家认为DNA是生物体的遗传物质

B.艾弗里证明DNA是遗传物质的实验采用了细菌体外培养等技术

C.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质

D.烟草花叶病毒侵染烟草的实验证明了蛋白质和RNA是遗传物质

答案:B

解析:20世纪20年代,大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质,A项错误。艾弗里证明DNA是遗传物质的实验是将S型细菌的提取物分别用蛋白酶、RNA酶、酯酶或DNA酶处理,然后与R型细菌混合培养,进而确定遗传物质,B项正确。赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验只证明了DNA是遗传物质,并未证明DNA是主要的遗传物质,C项错误。烟草花叶病毒侵染烟草的实验只证明了RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,D项错误。

2.确认两个基因是相同基因的依据是两者(　　)

A.位于同一条染色体上

B.位于同源染色体的同一位置

C.控制相对性状

D.具有相同的碱基排列顺序

答案:D

解析:基因中碱基的排列顺序就代表遗传信息,如果两个基因相同,两者的碱基排列顺序一定相同。

3.下列关于T2噬菌体的叙述,正确的是(　　)

A.T2噬菌体的核酸和蛋白质中都含S

B.T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中

C.RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质

D.T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖

答案:D

解析:T2噬菌体的遗传物质是DNA,不是RNA,DNA中不含S。T2噬菌体不能寄生在酵母菌中。

4.赫尔希和蔡斯用32P标记的T2噬菌体与无标记的细菌混合培养,一段时间后经搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。下列与此有关的叙述,错误的是(　　)

A.32P主要集中在沉淀物中,但上清液中也不排除有少量放射性

B.如果离心前混合时间过长,会导致上清液中放射性降低

C.本实验的目的是独立研究DNA在遗传中的作用

D.本实验说明了DNA在亲子代之间的传递具有连续性

答案:B

解析:32P主要集中在沉淀物中,但上清液中也不排除有少量放射性,因为可能会有少量亲代噬菌体未侵染细菌,经离心后存在于上清液中。如果混合培养时间过长,噬菌体在细菌体内大量繁殖,造成细菌裂解,子代噬菌体被释放出来,离心后存在于上清液中,也会使上清液的放射性升高。T2噬菌体的DNA和蛋白质是不结合的,可以通过同位素标记技术单独研究它们在遗传中的作用。

5.用32P标记S型肺炎链球菌的DNA,35S标记其蛋白质,将其加热致死后与未标记的R型活细菌混合并注射到小鼠体内。一段时间后,从死亡的小鼠体内提取到S型活细菌和R型活细菌。下列有关元素分布的分析,最可能的情况是(　　)

A.部分S型细菌含有32P,不含35S

B.部分R型细菌含有32P和35S

C.所有S型细菌都含有32P,不含32S

D.所有R型细菌都含有35S,不含32P

答案:A

解析:加热致死的S型细菌与未标记的R型细菌混合并注射到小鼠体内,能进入R型细菌起转化作用的是32P标记的DNA,而失去活性的蛋白质不能进入细菌,所以加热致死的S型细菌的DNA进入R型活细菌将其转化为S型活细菌,因此提取到的S型活细菌部分含有32P,全部不含35S。

6.1928年,英国微生物学家格里菲思以小鼠为实验材料做了如下表所示的实验。

下列关于此实验的分析,错误的是(　　)

A.实验的关键现象是第四组小鼠死亡并分离到S型活细菌

B.对第四组实验的分析必须以第一组至第三组的实验为参照

C.本实验说明R型肺炎链球菌发生了某种类型的转化

D.本实验的结论为“DNA是促使R型活细菌转化为S型活细菌的转化因子”

答案:D

解析:题述实验只能得出已经加热致死的S型细菌中存在某种转化因子,不能得出转化因子是DNA的结论。

7.在“噬菌体侵染细菌的实验”中,如果对35S标记的甲组噬菌体不进行搅拌、32P标记的乙组噬菌体保温时间过长,则最可能的实验结果是(　　)

A.甲组的上清液中无放射性

B.甲组的沉淀物中有放射性

C.乙组的沉淀物中无放射性

D.乙组的上清液中无放射性

答案:B

解析:如果对35S标记的甲组噬菌体不进行搅拌,则部分噬菌体的蛋白质外壳不从细菌表面脱离,则甲组的沉淀物中会出现放射性。如果对32P标记的乙组噬菌体保温时间过长,则子代噬菌体就会从细菌体内释放出来,则乙组的上清液中会出现放射性。

8.用含32P和35S的培养基培养细菌,将1个未标记的噬菌体在细菌中培养9 h,经检测共产生了64个子代噬菌体。下列叙述正确的是(　　)

A.32P和35S只能分别标记细菌的DNA和蛋白质

B.子代噬菌体的DNA和蛋白质一定具有放射性

C.DNA具有放射性的子代噬菌体占1/32

D.噬菌体繁殖1代的时间约为1 h

答案:B

解析:磷脂也可以被32P标记。子代噬菌体的DNA和蛋白质是利用细菌的原料合成的,故一定具有放射性。培养9h产生了64个子代噬菌体,说明噬菌体繁殖了6代,故噬菌体繁殖1代的时间约为1.5h。

9.在“制作DNA双螺旋结构模型”的实验中,若有4种代表碱基的纸片,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有14个,代表脱氧核糖的纸片有40个,代表磷酸的纸片有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.搭建的DNA分子片段中每个脱氧核糖都与2个磷酸相连

C.能搭建出44种不同的DNA分子模型

D.实际上只能搭建出一个含4个碱基对的DNA分子片段

答案:D

解析:脱氧核糖和磷酸之间的连接物有14个,根据此条件可知最多只能搭建出14个脱氧核苷酸。根据题干中提供的条件,只能搭建出一个具有4个碱基对的DNA分子片段,搭建的DNA分子片段中有6个脱氧核糖都与2个磷酸相连,还有2个脱氧核糖只与1个磷酸相连。由于提供的材料中有3对A—T碱基对,有4对G—C碱基对,因此可搭建出的DNA分子模型少于44种。

10.下列关于下图中“A”的含义的表述,正确的有(　　)

①甲中的“A”代表腺苷　②乙中的“A”代表腺嘌呤核糖核苷酸　

③丙中的“A”代表腺嘌呤脱氧核苷酸　④丁中的“A”代表腺嘌呤

A.①② B.②③ C.①④ D.③④

答案:C

解析:甲中的“A”代表腺苷。乙中的“A”代表腺嘌呤脱氧核苷酸。丙中的“A”代表腺嘌呤核糖核苷酸。丁中的“A”代表腺嘌呤。

11. 一个DNA分子中,(G+C)占全部碱基的46%,又知在该DNA分子的一条单链中,A和C分别占该链碱基总数的28%和22%,则在该DNA分子另一条链的所有碱基中,A和C分别占(　　)

A.28%、22% B.22%、28%

C.23%、27% D.26%、24%

答案:D

解析:在DNA分子中,(G+C)占全部碱基的46%,则在每一条单链中(G+C)占该链碱基总数的46%,又因为在一条单链中,A和C分别占该链碱基总数的28%和22%,故在这条单链中,G占24%、T占26%,则其互补链中C占24%、A占26%。

12.果蝇的体细胞中有8条染色体,携带有1万个以上的基因。这一事实说明(　　)

A.基因通常是DNA分子上有遗传效应的片段

B.基因即染色体

C.1条染色体上有许多个基因

D.基因只存在于染色体上

答案:C

解析:8条染色体上含有1万多个基因,说明1条染色体上含有许多个基因;线粒体内的基因不在染色体上。

13.下图为某同学在学习DNA的结构后画的含有2个碱基对的DNA片段(其中代表磷酸)。下列几项为几名同学对此图的评价,其中正确的是(　　)

A.甲:该图没有物质和结构上的错误

B.乙:该图有1处错误,就是U应改为T

C.丙:该图有3处错误,其中核糖应改为脱氧核糖

D.丁:如果他画的是RNA双链,则该图就是正确的

答案:C

解析:题图中有3处错误:①组成DNA的五碳糖应该是脱氧核糖,所以题图中的核糖应改为脱氧核糖;②DNA中的碱基为A、T、G、C四种,题图中的U应改为T;③题图左侧单链中不同核苷酸的脱氧核糖和磷酸的连接方式错误。

14.下列实验及结果中,能作为直接证据说明“RNA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.烟草花叶病毒甲的RNA与烟草花叶病毒乙的蛋白质混合后感染烟草,只能得到烟草花叶病毒甲

C.加热致死的S型细菌与R型活细菌混合培养后可分离出S型活细菌

D.用放射性同位素标记T2噬菌体的蛋白质外壳,在子代噬菌体中检测不到放射性

答案:B

解析:红花植株与白花植株杂交,F1为红花,F2中红花∶白花=3∶1,属于性状分离现象,不能说明RNA是遗传物质。烟草花叶病毒甲的RNA与烟草花叶病毒乙的蛋白质混合后感染烟草,只能得到烟草花叶病毒甲,说明烟草花叶病毒甲的RNA是遗传物质。加热致死的S型细菌与R型活细菌混合培养后可分离出S型活细菌,只能说明加热致死的S型细菌中存在转化因子,不能说明RNA是遗传物质。用放射性同位素标记T2噬菌体的蛋白质外壳,在子代噬菌体中检测不到放射性,是因为蛋白质未进入大肠杆菌,不能证明RNA是遗传物质。

15.将大肠杆菌在含有15N标记的NH4Cl培养液中培养后,再转移到含有14N的普通培养液中培养,8 h后提取DNA进行分析,得到含15N的DNA占总DNA的1/16,则该大肠杆菌的分裂周期是(　　)

A.2 h　 B.4 h C.1.6 h　 D.1 h

答案:C

解析:假设该大肠杆菌分裂了n次,则DNA复制了n次,由题意可得的关系式为2∶2n=1∶16,2n=32,n=5,8h大肠杆菌分裂了5次,因此该大肠杆菌分裂的周期是8/5=1.6(h)。

二、选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题给出的4个选项中,至少有1个选项正确,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)

16.下图是某DNA片段的结构示意图。下列叙述正确的是 (　　)

A.DNA复制时,解旋酶先将①全部切割,再进行复制

B.DNA分子中A—T碱基对含量高时,其稳定性较高

C.磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA分子的基本骨架

D.a链、b链方向相同,a链与b链的碱基互补配对

答案:C

解析:DNA复制是边解旋边复制。碱基A与T之间有2个氢键,碱基G与C之间有3个氢键,因此G—C碱基对含量高的DNA分子的稳定性较高。磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA分子的基本骨架。DNA分子的两条单链方向相反,a链与b链的碱基互补配对。

17. 下列关于DNA复制的叙述,正确的是(　　)

A.细菌DNA的复制只发生在拟核中

B.1个DNA分子连续复制2次,可形成4个DNA分子

C.DNA复制形成的子链与母链的方向相反

D.DNA分子复制时解旋酶与DNA聚合酶不能同时发挥作用

答案:BC

解析:细菌中的DNA主要分布在拟核中,此外在细胞质中也含有少量DNA(如质粒),因此,细菌中的DNA复制发生在拟核和细胞质中。DNA复制形成的子链与母链的方向相反。DNA分子复制的特点是边解旋边复制,因此,DNA分子复制时,解旋酶与DNA聚合酶可同时发挥作用。

18.一个被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。下列叙述错误的是(　　)

A.大肠杆菌为噬菌体的增殖提供原料和酶等

B.噬菌体的DNA含有(2m-2n)个氢键

C.该噬菌体繁殖4次,子代中只有14个含有31P

D.噬菌体DNA第4次复制共需要8(m-n)个腺嘌呤脱氧核苷酸

答案:BC

解析:噬菌体DNA的复制及子代噬菌体蛋白质外壳的合成需要大肠杆菌提供原料、酶和ATP等。噬菌体DNA上有m个碱基对,胞嘧啶有n个,由此可知腺嘌呤为(2m-2n)/2=(m-n)个,A和T之间有2个氢键,C和G之间有3个氢键,因此氢键为3n+2(m-n)=(2m+n)个。噬菌体增殖所需原料由大肠杆菌提供,模板由噬菌体DNA提供,所以噬菌体繁殖4次,共产生24个子代噬菌体;DNA复制的方式是半保留复制,因此所有的子代噬菌体都含有31P。根据以上分析可知,1个DNA分子含有(m-n)个腺嘌呤,DNA分子第4次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为24-1×(m-n)=8(m-n)(个)。

19.下图为DNA片段1经过诱变处理后获得DNA片段2,而后DNA片段2经过复制得到DNA片段3的示意图(除图中变异位点外不考虑其他位点的变异)。下列叙述正确的是(　　)

A.在DNA片段3中同一条链上相邻碱基A与T通过两个氢键连接

B.理论上DNA片段3的结构不如DNA片段1的结构稳定

C.DNA片段2至少需要经过3次复制才能获得DNA片段3

D.DNA片段2复制n次后,可获得个DNA片段1

答案:BD

解析:DNA中同一条脱氧核苷酸链上相邻碱基A与T通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”进行连接。DNA片段3中氢键的数目比DNA片段1少,故其结构不如DNA片段1稳定。DNA片段2经过2次复制即可获得DNA片段3。DNA片段2复制n次后,获得的DNA片段中,DNA片段1所占的比例为1/2,即个。

20.下列关于下面概念图的叙述,正确的是(　　)

A.D有四种,是构成F的基本单位

B.G是生命活动的主要承担者

C.所有E的总和构成F,且E在F上的排列顺序代表遗传信息

D.E是具有遗传效应的F片段

答案:ABD

解析:除E外,F上还有无遗传效应的片段,遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序,DNA上的非基因片段不包含遗传信息。

三、非选择题(本题包括5小题,共55分)

21.(10分)科学家用去污剂裂解加热致死的S型肺炎链球菌,然后抽取裂解产物依次进行如下图所示的肺炎链球菌转化实验(S型细菌有荚膜且具有致病性,能使小鼠患败血症;R型细菌无荚膜,也无致病性)。回答下列问题。

(1)上述实验中,　　　　和　　　　对照能说明S型细菌的DNA是转化因子。  

(2)除了通过观察注射后小鼠的生活情况来判断R型和S型细菌外,还可以通过什么方法区别R型和S型细菌?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)上述实验利用了酶具有　　　　的特点。与“设法将物质分开,单独、直接地观察它们各自作用”的实验思路相比,本实验的优势在于　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  

答案:(1)①　⑤

(2)显微镜下观察细菌有无荚膜(或在固体培养基中培养,观察菌落特征,若菌落表面光滑,则为S型细菌;若菌落表面粗糙,则为R型细菌)

(3)专一性　避免物质纯度不足带来的干扰

解析:(1)实验①和⑤对照,可证明DNA是遗传物质。(2)R型细菌和S型细菌的结构是不同的,在显微镜下观察细菌有无荚膜可区分R型细菌和S型细菌。也可观察菌落特征,菌落表面光滑的是有荚膜的S型细菌,菌落表面粗糙的是无荚膜的R型细菌。(3)利用分离提纯法进行肺炎链球菌体外转化实验的缺点是物质纯度不能保证达到100%。

22.(10分)1952年赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染大肠杆菌的实验,下图为其所做实验中的一组。请据图回答下列问题。

(1)图甲中,噬菌体的核酸位于　　　　(用图甲中字母表示)部位。 

(2)在图乙实验过程中,经过离心后的沉淀物中含有　　　　　　　　　　　　　。 

(3)图乙实验利用了同位素标记技术,由实验结果可知,此次实验的标记元素是　　　　,根据该组实验结果可以说明　　　　进入了细菌。 

(4)以35S标记组为例,如果搅拌不充分,可能造成的结果是　　　　　　　　　　　　　　　 。 

答案:(1)A　(2)细菌及进入细菌的噬菌体DNA　(3)32P　DNA　(4)上清液和沉淀物中都出现较强的放射性

解析:(1)噬菌体的核酸位于其头部(即A部位)。(2)由于细菌的密度较大,在图乙实验过程中,经过离心后的沉淀物中含有细菌及进入细菌的噬菌体DNA。(3)标记DNA应该用32P,该组实验结果可以说明噬菌体的DNA进入了细菌。(4)35S标记组,若搅拌不充分可能导致上清液和沉淀物都出现较强的放射性。

23.(15分)按照下图所示的1→2→3→4的顺序进行实验,本实验验证了朊病毒的遗传物质是蛋白质。朊病毒是一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物,题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。请分析回答下列问题。

(1)本实验采用的方法是　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)从理论上讲,离心后上清液中　　　　　　　(填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P,沉淀物中　　　　　　　　(填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P,出现上述结果的原因是　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)如果添加试管5,从试管2中提取朊病毒后先加入试管5,同时添加35S标记的(NH4SO4,连续培养一段时间后,再提取朊病毒加入试管3,培养适宜时间后离心,检测放射性应主要位于　　　　　　　　中,少量位于　　　　　　　　中,原因是　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)一般病毒与朊病毒之间的最主要区别:一般病毒侵入细胞是向宿主细胞提供　　　　(物质),利用宿主细胞的　　　　　　　　　进行　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)同位素标记技术

(2)几乎不能　几乎不能　朊病毒不含核酸只含蛋白质,蛋白质中P含量极低,故试管2中提取的朊病毒几乎不含32P

(3)沉淀物　上清液　经试管5中牛脑组织细胞培养出的朊病毒(蛋白质)被35S标记,提取后加入试管3中,35S随朊病毒侵入牛脑组织细胞中,因此放射性物质主要位于沉淀物中,同时会有少量的朊病毒不能成功侵入牛脑组织细胞,离心后位于上清液中,因此上清液中含少量放射性物质

(4)核酸　核苷酸和氨基酸(原料)　自身核酸的复制和蛋白质的合成

24.(12分)图1~5表示DNA双螺旋结构模型的构建过程,请据图回答相关问题。

(1)图1中物质是构成DNA的基本单位,与RNA的基本单位相比,两者成分方面的差别是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)催化形成图2中不同核苷酸之间的化学键的酶是　　　　　　　　　(填“RNA聚合酶”“DNA聚合酶”或“DNA解旋酶”)。 

(3)图3和图4中的氢键用于连接两条脱氧核苷酸链,如果DNA耐高温的能力较强,则　　　　　　(填“G—C”或“A—T”)碱基对的比例较高。 

(4)RNA病毒比DNA病毒更容易发生变异,请结合图5和有关RNA的结构说明原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)图1物质中的五碳糖是脱氧核糖,特有的碱基是T,而RNA的基本单位中的五碳糖是核糖,特有的碱基是U　(2)DNA聚合酶　(3)G—C　(4)DNA的双螺旋结构较RNA的单链结构更稳定

解析:(1)DNA的基本单位与RNA的基本单位相比,主要区别是DNA的基本单位中的五碳糖是脱氧核糖,特有的碱基是T,而RNA的基本单位中的五碳糖是核糖,特有的碱基是U。(2)图2是脱氧核苷酸链,形成脱氧核苷酸链的过程中需要DNA聚合酶催化。(3)DNA分子中氢键越多,DNA分子越稳定,越耐高温,G—C碱基对之间有3个氢键,A—T碱基对之间有2个氢键。G—C碱基对的比例越高,DNA耐高温的能力越强。(4)RNA分子是单链结构,DNA分子是双螺旋结构,DNA分子的稳定性较强,单链RNA更容易发生变异。

25.(8分)正常情况下细胞内可以自主合成组成核酸的核糖核苷酸和脱氧核苷酸,某细胞系由于发生基因突变而不能自主合成,必须从培养基中摄取。

为验证“DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸,而不是核糖核苷酸”,现提供如下实验材料,请完成实验方案。

(1)实验材料:突变细胞系、基本培养基、12C-核糖核苷酸、14C-核糖核苷酸、12C-脱氧核苷酸、14C-脱氧核苷酸、细胞放射性检测仪等。

(2)实验步骤

第一步,取基本培养基若干,随机分成两组,分别编号为甲组和乙组。

第二步,在甲组培养基中加入适量的12C-核糖核苷酸和14C-脱氧核苷酸;在乙组培养基中加入　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

第三步,在甲、乙两组培养基中分别接种　　　　　　　　　　　,在体积分数为5%的CO2恒温培养箱中培养一段时间,使细胞增殖。 

第四步,分别取出甲、乙两组培养基中的细胞,检测细胞中出现放射性的部位。

(3)预期结果:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)实验结论:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(2)等量的14C-核糖核苷酸和12C-脱氧核苷酸　等量的突变细胞系

(3)甲组培养基中细胞的放射性部位主要在细胞核;乙组培养基中细胞的放射性部位主要在细胞质

(4)DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸,而不是核糖核苷酸