1、第第 3 3 章章 基因的本质基因的本质 重点突破练重点突破练 题组一 噬菌体侵染细菌的实验 1下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是( ) A分别用含有放射性同位素 35S 和放射性同位素32P 的培养基培养噬菌体 B分别用 35S 和32P 标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养 C用 35S 标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致 D32P、35S 标记的噬菌体侵染细菌实验分别说明 DNA 是遗传物质、蛋白质不是遗传物质 答案 C 解析 噬菌体营寄生生活，不能用培养基直接培养；保温时间不能过长，若保温时间太长则可能有含 32P 的 子
2、代噬菌体被释放出来，离心后存在于上清液中，导致上清液中也能检测到放射性。用 35S 标记的是噬菌体 的蛋白质，理论上应存在于上清液中，但可能因搅拌不充分而使部分噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，离心 后存在于沉淀物中；本实验可证明 DNA 是噬菌体的遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质。 2下列有关“噬菌体侵染细菌的实验”的说法，不正确的是( ) A搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 BT2 噬菌体侵入大肠杆菌后利用自身的物质进行大量增殖 C在该实验中 T2 噬菌体的 DNA 发生了复制 D保温、搅拌和离心操作不当都会影响实验结果 答案 B 3(2019 年 四川成都外国语学校月考)某研
3、究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行以下 4 个实验；用未标记的噬菌体侵染 35S 标记的细菌；用32P 标记的噬菌体侵染未标记的细菌；用未标 记的噬菌体侵染 3H 标记的细菌；用14C 标记的噬菌体侵染未标记的细菌，以上 4 个实验，经过一段时间 后离心，检测到放射性的主要部位是( ) A沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液 B沉淀物、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液 C上清液、上清液、沉淀物和上清液、上清液 D 沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液 答案 B 解析 用未标记的噬菌体侵染 35S 标记的细菌，35S 将出现在新的噬菌体中，所以离心后主要在沉淀物中 检
4、测到放射性； 用 32P 标记的噬菌体侵染未标记的细菌，32P 标记噬菌体的 DNA， 将出现在新的噬菌体中， 所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性； 用未标记的噬菌体侵染 3H 标记的细菌，3H 将出现在新的噬菌 体中，所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性；用 14C 标记的噬菌体侵染未标记的细菌，由于14C 标记 噬菌体的 DNA 和蛋白质，蛋白质外壳出现在上清液中，14C 标记的噬菌体 DNA 将出现在新的噬菌体中， 所以离心后主要在沉淀物和上清液中检测到放射性。故选 B。 4 用一个具有放射性元素标记的双链 DNA 分子的噬菌体去侵染细菌， 若此细菌裂解后释放出 n 个噬菌体， 则具有
5、放射性标记的噬菌体占总数的( ) A.2 n B. 1 n C. 1 2n D. 1 2 答案 A 解析 用一个具有放射性元素标记的双链 DNA 分子的噬菌体去侵染细菌，当这个噬菌体的 DNA 注入细菌 后，会以该 DNA 分子为模板进行半保留复制。由于亲代 DNA 只含有两条放射性元素标记的 DNA(单)链， 因此产生的后代噬菌体中最多含有 2个具有放射性标记的噬菌体。 所以具有放射性标记的噬菌体占总数的2 n， 故选 A 项。 题组二 DNA 的结构、复制及相关计算 5(2019 河南豫南九校期中)在制作 DNA 双螺结构模型的实验中，若 4 种碱基塑料片共 30 个，其中 6 个 C、1
6、0 个 G、6 个 A、8 个 T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物 18 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( ) A能制作出含 30 个脱氧核苷酸的 DNA 分子片段 B所制作出的 DNA 分子片段最多含 12 个碱基对 C能制作出 415种不同的 DNA 分子模型 D能制作出一个含 5 个碱基对的 DNA 分子片段 答案 D 解析 在双链 DNA 分子中，碱基之间遵循碱基互补配对原则，设制作的 DNA 分子片段含有 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 2n1，制作的 DNA 分子片段需要脱氧核糖和磷酸之 间
7、的连接物的数目为(2n1)2，已知脱氧核糖和磷酸之间的连接物有 18 个，则 n5，又 4 种碱基数均大 于 5，其他材料充足，所以题干提供的材料最多能制作出一个含 5 个碱基对的 DNA 分子片段，最多可以制 作出 45种不同的 DNA 分子模型，故选 D。 6在一个双链 DNA 分子中，脱氧核苷酸数为 a，腺嘌呤碱基数为 b，则下列有关说法错误的是( ) A鸟嘌呤的数量为 ab B碱基总数磷酸数a C两条链中 AT 的数量为 2b D碱基之间的氢键数为3 2ab 答案 A 解析 1 分子脱氧核糖核苷酸由 1 分子磷酸、1 分子碱基和 1 分子脱氧核糖组成，因此 DNA 分子中脱氧核 苷酸数
8、磷酸数碱基总数a，B 项正确；由于双链 DNA 分子中 ATb，所以 AT2b，GC1 2(a 2b)1 2ab，A 项错误，C 项正确；由于在碱基对中，A 与 T 之间的氢键是 2 个，G 与 C 之间的氢键是 3 个，所以该 DNA 分子中氢键的总数是 2b3 1 2ab 3 2ab，D 项正确。 7(2019 首都师范大学第二附属中学月考)DNA 分子中碱基 A 与 T 配对，C 与 G 配对，下列关于双链 DNA 分子中AT CG的叙述正确的是( ) A不同的生物该比值可能会相同 B如果一条链中该比值为 m，则互补链中该比值为1 m C不同生物该比值越接近，亲缘关系越近 D同一生物个体
9、不同细胞中核 DNA 分子的该比值不同 答案 A 解析 DNA 分子中，AT，CG，但 AT 与 CG 不一定相等，不同的生物该比值可能会相同，A 项正 确；如果 DNA 分子中的一条单链中A1T1 C1G1m，则互补链中 A2T2 C2G2 T1A1 G1C1m，B 项错误；不同生物该 比值接近，只说明碱基含量情况，并不能说明不同生物的 DNA 中碱基排列顺序是否接近，所以亲缘关系无 法确定，C 项错误；同一生物个体不同体细胞中的核 DNA 分子相同，所以该比值相同，D 项错误。 8(2019 山东新泰一中期中)在一个 DNA 分子中，腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占全部碱基的 42%，若其中一条 链
10、的胞嘧啶占该链碱基总数的 24%，胸腺嘧啶占 30%，则在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占( ) A12%和 34% B21%和 24% C34%和 12% D58%和 30% 答案 C 解析 因为腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的 42%，由于 AT，则 AT21%，GC29%。设 这条 DNA 分子的碱基数量是 2a， 则一条链上胞嘧啶数量设为 C1， 其互补链上胞嘧啶的数量为 C2， 则C1C2 2a 29%，又由已知 C124%a，则C2 a 34%，也就是互补链上胞嘧啶的含量是 34%；设一条链上的胸腺嘧啶 的数量是 T1，即 T130%a，其互补链上胸腺嘧啶的数量是 T2，则T
11、1T2 2a 21%，T2 a 12%，故选 C。 9DNA 分子是双螺旋结构，如图表示 DNA 分子的一个片段，下列有关说法错误的是( ) ADNA 聚合酶作用于部位 B解旋酶作用于部位 C把此 DNA 放在含 15N 的培养液中复制 3 代，子代中含15N 的 DNA 占 75% D该 DNA 的特异性表现在碱基的排列顺序中 答案 C 解析 把此 DNA 放在含 15N 的培养液中复制 3 代，子代中含15N 的 DNA 占 100%，C 项错误。 10(2019 湖南邵阳高二上月考)用 15N 标记一个含有 100 个碱基对的 DNA 分子，该 DNA 分子中有胞嘧啶 60 个。若该 D
12、NA 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 的脱氧核苷酸链占总链数的 15/16 B复制过程中需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸 640 个 C含 15N 的脱氧核苷酸链占总链数的 1/8 D子代 DNA 分子中嘌呤数与嘧啶数之比是 23 答案 A 解析 含 15N 标记的 DNA 分子在含14N 的培养基中连续复制 4 次，得到 2416(个)DNA 分子，由 DNA 分 子的半保留复制， 含 15N的脱氧核苷酸链有2条， 占总链数的1/16， 含14N的脱氧核苷酸链占总链数的15/16， A 项正确， C 项错误； 根据已知条件， 可知每个 DNA 分子
13、中含腺嘌呤脱氧核苷酸(1002602) 240(个)， 则复制过程中需消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数为 40(241)600(个)，B 项错误；每个双链 DNA 分子 中的嘌呤数和嘧啶数相等，两者之比是 11，D 项错误。 11某一个双链 DNA 分子中腺嘌呤为 200 个，复制 n 次后消耗周围环境中腺嘌呤脱氧核苷酸共 3 000 个， 则该 DNA 分子已经复制了几次(第几代)( ) A三次(第四代) B四次(第五代) C五次(第六代) D六次(第七代) 答案 B 解析 设该 DNA 分子复制了 n 次，则 3 000200(2n1)，所以 n4。 12某一个 DNA 被 32P 标记的精原
14、细胞在不含32P 的培养液中经过一次有丝分裂，产生两个精原细胞，其 中一个接着进行一次减数分裂，其四分体时期的一对同源染色体上的 DNA 组成示意图正确的是( ) 答案 B 解析 一个 DNA 被 32P 标记的精原细胞在不含32P 的培养液中经过一次有丝分裂， 子细胞中每个 DNA 分子 的一条单链被 32P 标记，减数分裂前的间期核 DNA 再进行一次半保留复制，前期同源染色体联会，形成四 分体，每个四分体中的四个 DNA 分子中，各有两个 DNA 分子的一条单链被 32P 标记，B 项正确。 13回答下列与噬菌体侵染细菌的实验有关的问题： (1)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验中，采
15、用的实验方法是_。采用该实验方法可判断进 入细菌体内的是_。具体是用 32P 标记_，用35S 标记_。 (2)若要大量制备含 35S 标记的噬菌体，需先用含35S 的培养基培养_，再用噬菌体去侵染 _。 (3) 上述实 验中， _(填 “能”或 “不能 ”) 用 14C 来标 记噬菌 体 的 DNA，理由是 _。 (4)新合成的噬菌体的 DNA 与蛋白质外壳，组装出很多与亲代一模一样的子代噬菌体，基遗传情况 _(填“符合”或“不符合”)孟德尔的遗传规律。 (5)噬菌体侵染细菌的实验证明了_。 答案 (1)放射性同位素标记技术 DNA 噬菌体的DNA 噬菌体的蛋白质 (2)大肠杆菌 被 35S
16、标记的大 肠杆菌 (3)不能 DNA 和蛋白质中都含有 C (4)不符合 (5)DNA 是噬菌体的遗传物质 14据图分析回答下列问题： (1)填出图 1 中部分结构的名称：_、_。 (2)DNA 分子的基本骨架是由_和_交替连接组成的。 (3)碱基通过_连接成碱基对。 (4)如果该 DNA 片段有 200 个碱基对，氢键共 540 个，胞嘧啶脱氧核苷酸有_个，该 DNA 分子 复制 3 次， 需要原料腺嘌呤脱氧核苷酸_个， 复制过程中需要的条件是原料、 模板、 _、 _酶和_酶等。一个用 15N 标记的 DNA 分子，放在14N 的环境中培养，复制 4 次后，含 有 14N 的 DNA 分子总
17、数为_个。 (5)图 2 为不同生物或生物不同器官(细胞核)的 DNA 分子中AT CG的比值情况，据图回答问题： 上述三种生物中的 DNA 分子，热稳定性最强的是_(填名称)。 假设小麦 DNA 分子中AT GC1.2，那么 AG TC_。 答案 (1)脱氧核苷酸单链片段 腺嘌呤脱氧核苷酸 (2)磷酸 脱氧核糖 (3)氢键 (4)140 420 能量 解旋 DNA 聚合 16 (5)小麦 1 解析 (4)如果一个 DNA 片段有 200 个碱基对，氢键共 540 个，由于 C 和 G 之间有 3 个氢键，A 和 T 之间 有 2 个氢键，设 C 的含量为 x，则 3x2(200 x)540，
18、解得胞嘧啶脱氧核苷酸有 140 个，则腺嘌呤脱氧 核苷酸有 60 个；该 DNA 分子复制 3 次，需要原料腺嘌呤脱氧核苷酸数为(231)60420(个)。一个用 15N 标记的 DNA 分子，放在 14N 的环境中培养，复制 4 次后，根据 DNA 分子半保留复制的特点，子代 DNA 分 子都含有 14N，即含有14N 的 DNA 分子总数为 2416(个)。(5)C 和 G 之间有 3 个氢键，A 与 T 之间有 2 个氢键，因此 C 和 G 的含量越高，DNA 分子越稳定。图 2 为不同生物或生物不同器官(细胞核)的 DNA 分 子中AT GC的比值情况，其中小麦的比值最小，其热稳定性最
19、强。DNA 分子中 AT，CG，所以 AG TC 1，与AT GC的值无关。 15如图是 DNA 复制的有关图示，ABC 表示大肠杆菌的 DNA 复制。DG 表示某哺乳动物的 DNA 复制。图中黑点表示复制起始点。回答下列问题： (1)解旋酶能使双链 DNA 解开，但解旋过程需要细胞提供_。 (2)真核细胞中 DNA 复制的场所是_；在复制完成后，分开的时期为 _。 (3)若 A 中含 48 502 个碱基对，而子链延伸速度是 105个碱基对/min，则此 DNA 分子复制完成约需 30s，而 实际上只需约 16 s，根据图 AC 分析，是因为_。 (4)某哺乳动物的 DNA 分子展开可达 2
20、 m 之长，若按 AC 的方式复制，复制完成至少需要 8 h，而实际上约 需要 6 h 左右。据 DG 图分析，是因为_。 (5)AG 均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明 DNA 分子复制是_的。 (6)C 与 A 相同，G 与 D 相同，C、G 能被如此准确地复制出来，是因为_。 答案 (1)能量(ATP) (2)细胞核、线粒体和叶绿体 有丝分裂后期、减数分裂后期 (3)DNA 复制是双向 进行的 (4)DNA 是从多个起点同时进行复制的 (5)边解旋边复制 (6)DNA 独特的双螺旋结构为复制提供 精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行 解析 (1)解旋过程中需要断开氢键，消耗 ATP。(2)真核细胞中 DNA 主要存在于细胞核中，此外线粒体、 叶绿体中也存在少量 DNA。(3)据图 AC 可知，DNA 分子的复制向两个方向同时进行，因而复制时间缩短 了。(4)据图 DG 可知，在一个较长的 DNA 分子上，复制起点有很多，正是由于 DNA 从多个起始点一起 复制，所以需要的时间才较短。