第3章进阶突破 试卷

第3章进阶突破

(题目较难，有志冲击“双一流”高校的学生选做)

(本栏目对应学生用书P197)

一、选择题

1．关于遗传物质的发现过程，下列说法错误的是(　　)

A．美国科学家艾弗里通过确凿的实验证据向遗传物质是蛋白质的观点提出挑战

B．格里菲思将R型活菌与加热杀死的S型细菌混合注入小鼠体内，小鼠体内两种活菌均有

C．赫尔希和蔡斯利用35S和32P同时标记一组T2噬菌体，进行了侵染大肠杆菌的实验

D．若要利用同位素标记T2噬菌体，需先利用含有同位素的培养基培养其寄主细菌

【答案】C　

【解析】艾弗里通过确凿的实验证据向遗传物质是蛋白质的观点提出挑战，其实验是在格里菲思的实验基础上进行的，A正确；格里菲思将R型活菌与加热杀死的S型细菌混合注入小鼠体内，部分R型活菌会发生转化，产生S型细菌，所以小鼠体内两种活菌均有，B正确；赫尔希和蔡斯利用35S和32P两种同位素分别标记两组T2噬菌体，并非同时标记一组T2噬菌体，C错误；若要利用同位素标记T2噬菌体，需先利用含有同位素的培养基培养其寄主细菌(大肠杆菌)，再用T2噬菌体侵染含有同位素标记的细菌(大肠杆菌)，D正确。

2．下图是关于肺炎链球菌的转化实验，下列分析错误的是(　　)

A．肺炎链球菌转化实质是一种基因重组

B．结果1中全部为S型肺炎链球菌

C．该实验证明DNA是遗传物质

D．结果2中全部为R型肺炎链球菌

【答案】B　

【解析】肺炎链球菌转化的实质是基因重组，A正确；结果1中有S型细菌，也有R型细菌，因为只有部分R型细菌会转化为S型细菌，B错误；该实验可证明DNA是遗传物质，C正确；S型菌的DNA被DNA酶降解后将不会使R型菌发生转化，因此，结果2中全部为R型肺炎链球菌，D正确。

3．下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图，有关叙述正确的是(　　)

A．被标记的噬菌体是直接接种在含有35S的培养基中获得的

B．培养时间过长会影响上清液中放射性物质的含量

C．培养时间过短会影响上清液中放射性物质的含量

D．搅拌不充分会影响上清液中放射性物质的含量

【答案】D　

【解析】病毒必须寄生在活细胞中，不能用培养基直接培养，A错误；培养时间的长短会影响32P标记的实验结果，不影响35S标记的实验结果，因此B、C错误；搅拌不充分会使部分噬菌体的蛋白质外壳仍吸附在大肠杆菌表面，使沉淀物中有少量放射性，D正确。

4．研究发现rep蛋白可以将DNA双链解旋；结合蛋白可以和解旋的DNA单链结合，并随着子链的延伸而在DNA单链上移动。下列叙述正确的是(　　)

A．rep蛋白能使A与C、T与G之间的氢键断裂

B．低温处理DNA分子也可以使DNA双链解旋

C．DNA复制具有边解旋边复制和半保留复制的特点

D．结合蛋白与DNA单链结合不利于DNA新链的形成

【答案】C　

【解析】因为rep蛋白可以将DNA双链解旋，则rep蛋白应为解旋酶，能破坏氢键；DNA双链碱基之间互补配对原则是A与T配对，C与G配对，即rep蛋白可破坏A与T、C与G之间形成的氢键，A错误。高温处理DNA分子能使DNA双链解旋，B错误。DNA复制的特点是边解旋边复制、半保留复制，C正确。DNA结合蛋白缠绕在DNA单链上，可防止单链之间重新螺旋化，对DNA新链的形成有利，D错误。

5．下图为某同学在学习DNA的结构后画的含有两个碱基对的DNA片段(“”代表磷酸基团)，下列为几位同学对此图的评价，其中正确的是(　　)

A．甲说：“物质组成和结构上没有错误”

B．乙说：“只有一处错误，就是U应改为T”

C．丙说：“有三处错误，其中核糖需改为脱氧核糖”

D．丁说：“如果说他画的是RNA双链则该图是正确的”

【答案】C　

【解析】图中的核糖应改为脱氧核糖；DNA分子中没有U，应将U改为T；磷酸与磷酸之间无化学键，而且磷酸应连接在两个五碳糖之间。

6．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；然后进行密度梯度离心，管中出现的两种条带分别对应下图中的两个峰，则大肠杆菌的细胞周期为(　　)

A．4 h B．6 h

C．8 h D．12 h

【答案】C　

【解析】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14N－DNA占1/8,15N－DNA占7/8，则子代DNA共8条，繁殖了3代，细胞周期为24/3＝8(h)，C正确。

7．用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个。该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次，其结果可能是(　　)

A．含有14N的DNA分子占100%

B．复制过程中需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸640个

C．含15N的链占1/8

D．子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是2∶3

【答案】A　

【解析】在含14N的培养基中连续复制4次，得到24＝16个DNA分子，32条链，其中含14N的DNA分子占100%，含15N的链有2条，占1/16，A正确，C错误；根据已知条件，每个DNA分子中腺嘌呤脱氧核苷酸数为(100×2－60×2)/2＝40，则复制过程中需消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸数为40×(24－1)＝600(个)，B错误；每个DNA分子中嘌呤和嘧啶互补相等，两者之比是1∶1，D错误。

8．某双链DNA分子有100个碱基对，其中有腺嘌呤35个，下列叙述正确的是(　　)

A．该DNA分子蕴含的遗传信息种类最多有4100种

B．该DNA分子在第4次复制时消耗520个胞嘧啶脱氧核苷酸

C．每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基

D．DNA分子每一条链中相邻的碱基通过氢键相连

【答案】B　

【解析】因4种碱基的数量是特定的，该DNA分子蕴含的遗传信息种类少于4100种，A错误；该DNA分子含有100个碱基对，腺嘌呤有35个，则胸腺嘧啶有35个，胞嘧啶＝鸟嘌呤＝65个，与第3次复制相比，第4次复制后增加的DNA分子数是16－8＝8，所以第4次复制时需要的胞嘧啶脱氧核苷酸为8×65＝520(个)，B正确；DNA分子中多数的脱氧核糖与两个磷酸基团相连，C错误；DNA分子中，一条链上的相邻碱基由“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，D错误。

9．生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光，这是因为该种海蜇DNA分子上有一段长度为5 170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了海蜇的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像海蜇一样发光。这个材料说明：(　　)

①基因是DNA分子上的片段

②基因在染色体上

③基因控制特定的遗传性状

④基因控制性状的途径有两条

⑤转基因技术可以定向地改造生物的遗传性状

A．①②③ B．②③④

C．①④⑤ D．①③⑤

【答案】D　

【解析】海蜇DNA分子上一段长度为5 170个碱基对的片段为绿色荧光蛋白基因，说明基因是DNA分子上的片段，①正确；题干材料未涉及染色体，不能说明基因在染色体上，②错误；绿色荧光蛋白基因控制发光，说明基因控制特定的遗传性状，③正确；题中信息不能体现基因控制性状的途径，④错误；转入了海蜇绿色荧光蛋白基因的转基因鼠也能发光，说明转基因技术可以定向改造生物的遗传性状，⑤正确。

10．某犯罪嫌疑人为逃脱法律的制裁，进行了面部整容。假如你是一位专家，你认为在国家公安部门已经获得该犯罪嫌疑人的照片、指纹、口腔上皮细胞标本的条件下，哪种鉴定方法最可靠(　　)

A．研究嫌疑人的牙齿结构、成分和年龄，然后进行分析判断

B．鉴定指纹特点，并与档案中指纹相比较，进行确认

C．检测嫌疑人口腔上皮细胞中DNA的碱基排列顺序，并与档案中的相比较

D．检测嫌疑人口腔上皮细胞中RNA的核苷酸排列顺序，并与档案中的相比较

【答案】C　

【解析】DNA分子具有特异性，不同的DNA分子中脱氧核苷酸(碱基)的排列顺序不同，因此在个体鉴定中是最可靠的鉴定方法。

二、非选择题

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

(1)图甲为DNA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________复制速率；图中所示的酶为________酶；作用于图甲中的______(填序号)。

(3)若用1个32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，释放出300个子代噬菌体，其中含有32P的噬菌体所占的比例是________。

 (4)若图甲中的亲代DNA分子含有100个碱基对，将该DNA分子放在含有用32P标记的脱氧核苷酸培养液中复制一次，则一个子代DNA分子的相对分子质量比亲代的增加________。

(5)若图乙中亲代DNA分子在复制前，一条母链上的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________。

【答案】(1)①　②　胞嘧啶脱氧核苷酸　(2)2　提高　解旋　⑨

(3)1/150　(4)100　(5)1/2

【解析】(1)DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接构成。图中的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，有2个复制的起点，这样可以大大提高复制的速率。图中酶使碱基对间的氢键断裂，使DNA双链解旋，应为解旋酶。(3)用32P标记的1个噬菌体侵染大肠杆菌，根据DNA分子半保留复制的特点，则新形成的300个噬菌体中有2个含32P，占1/150。(4)亲代DNA分子含有100个碱基对，在含有用32P标记的脱氧核苷酸的培养液中复制一次形成的子代DNA分子一条链含32P，一条链含31P，标记部分的脱氧核苷酸比未标记的相对分子质量增加1，因此相对分子质量增加100。(5)DNA分子复制时一条母链上的碱基发生突变，另一条母链上的碱基不发生突变，以发生突变的单链为模板复制形成的DNA分子都是异常的，以碱基没有发生突变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分子都占1/2。

12．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，请你完成实验方案。

(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、细胞放射性检测技术等。

(2)实验步骤：

第一步：取基本培养基若干，随机等量地分成两组，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 5%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

【解析】(2)根据生物实验需要遵循对照原则和控制单一变量原则，可进行如下实验：

实验步骤：

第一步：编号，取基本培养基若干，随机等量地分成两组，编号为甲、乙，两组之间进行对照。

第二步：设置对比实验。在培养基甲中加入适量的12C—核糖核苷酸和14C—脱氧核苷酸；在培养基乙中加入等量的14C—核糖核苷酸和12C—脱氧核苷酸。

第三步：培养。在甲、乙培养基中分别接种等量的突变细胞系，放到适宜的相同环境中培养一段时间，让细胞增殖。

第四步：观察、检测。分别取出培养基甲、乙中的细胞，用放射性探测显微仪探测观察细胞核和细胞质的放射性强弱。

(3)预期结果：由于DNA主要分布在细胞核中，而RNA主要分布在细胞质中，所以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)实验结论：DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸。