重點突破練3　DNA是主要的遺傳物質(zhì)與DNA的結(jié)構(gòu)和復制(建議用時：40分鐘)一、選擇題1．在格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗中，將加熱致死的S型細菌與活的R型細菌混合后一起注射到小鼠體內(nèi)，小鼠死亡，小鼠體內(nèi)S型細菌、R型細菌數(shù)量的變化情況如圖所示。下列分析正確的是(　　)A．ab段R型細菌數(shù)量減少的原因是部分R型細菌不斷被小鼠的免疫系統(tǒng)所清除B．bc段R型細菌數(shù)量上升是S型細菌大量轉(zhuǎn)化成R型細菌所致C．S型細菌是由R型細菌中的“轉(zhuǎn)化因子”進入加熱致死的S型細菌體內(nèi)產(chǎn)生的D．該實驗可以證明“轉(zhuǎn)化因子”是S型細菌的DNAA　[bc段R型細菌數(shù)量上升的原因是部分R型細菌轉(zhuǎn)化成了S型細菌，S型細菌破壞了小鼠的免疫系統(tǒng)，R型細菌在小鼠體內(nèi)大量增殖，B錯誤。S型細菌是由加熱致死的S型細菌中的“轉(zhuǎn)化因子”進入R型細菌體內(nèi)產(chǎn)生的，C錯誤。格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗只能證明加熱致死的S型細菌體內(nèi)存在某種“轉(zhuǎn)化因子”，沒有證明哪種物質(zhì)是“轉(zhuǎn)化因子”，D錯誤。]2．赫爾希和蔡斯的T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗證實了DNA是遺傳物質(zhì)，下列關(guān)于該實驗的敘述正確的是 (　　)A．實驗中可用15N代替32P標記DNAB．T2噬菌體蛋白質(zhì)外殼是大腸桿菌指導合成的C．T2噬菌體DNA的合成原料來自大腸桿菌D．實驗證明了大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNAC　[蛋白質(zhì)和DNA都含有N，所以不能用15N代替32P標記DNA，A錯誤；T2噬菌體蛋白質(zhì)外殼是由T2噬菌體體內(nèi)控制T2噬菌體蛋白質(zhì)外殼合成的相關(guān)基因指導合成的，B錯誤；T2噬菌體侵染大腸桿菌后，會利用大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)來合成T2噬菌體DNA，C正確；該實驗證明了T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，D錯誤。]3．在搭建DNA模型的實驗中，若有4種堿基塑料片共20個，其中4個C，6個G，3個A，7個T，脫氧核糖和磷酸之間的連接物14個，脫氧核糖塑料片40個，磷酸塑料片100個，代表氫鍵的連接物若干，脫氧核糖和堿基之間的連接物若干，則(　　)A．能搭建出20個脫氧核苷酸B．所搭建的DNA片段最長為7個堿基對C．能搭建出410種不同的DNA模型D．能搭建出一個4個堿基對的DNA片段D　[每個脫氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子含氮堿基組成。根據(jù)堿基互補配對原則，“4個C、6個G、3個A、7個T”能配對4個G—C和3個A—T，共7個堿基對。本題中脫氧核糖和磷酸的連接物僅為14個，大大制約了搭建的模型中脫氧核苷酸數(shù)。從DNA結(jié)構(gòu)圖分析，14個脫氧核糖和磷酸的連接物能搭建的模型中每條鏈最多4個脫氧核苷酸，最多能搭建出一個含有4個堿基對的DNA分子片段，共含有8個脫氧核苷酸，理論上能搭建出不同的DNA分子模型遠少于410種，所以D項正確。]4．某個DNA片段由500對堿基組成，G＋C占堿基總數(shù)的34%。若該DNA片段連續(xù)復制三次，第三次復制時，需游離的腺嘌呤脫氧核苷酸分子個數(shù)為(　　)A．1 155　 B．1 320C．2 310 D．2 640B　[由于G＋C占總數(shù)的34%，所以A＋T占66%，A與T各占33%，整個DNA片段中含有500對堿基，該DNA片段中腺嘌呤脫氧核苷酸分子個數(shù)為33%×1 000＝330個，在第三次復制時需新合成8條DNA單鏈，相當于4個DNA分子，因此需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸分子個數(shù)為330×4＝1 320(個)。]5．假設(shè)將有一對同源染色體的精原細胞的DNA分子用15N標記，并供給14N的原料，該細胞進行減數(shù)分裂產(chǎn)生的4個精子中，含15N標記的DNA的精子所占比例為(　　)A．0 B．25%C．50% D．100%D　[精原細胞中一條染色體上含1個15N標記的DNA分子，一對同源染色體含兩個DNA分子，經(jīng)過間期的復制，2個15N標記的DNA分子變成4個DNA分子，每個DNA分子中一條鏈是含15N，另一條鏈含14N。減數(shù)第一次分裂結(jié)束，形成兩個次級精母細胞，每個次級精母細胞含2個DNA分子，減數(shù)第二次分裂結(jié)束后，形成4個精細胞，每個精細胞中含1個DNA分子，這個分子中一條鏈含15N，另一條鏈含14N。因此，4個精子中都含15N標記的DNA，因此選D。]6．下面為含有四種堿基的DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖，對該圖的描述，正確的是(　　)A．③有可能是腺嘌呤B．與⑤有關(guān)的堿基對一定是A—TC．①②③特有的元素分別是P、C、ND．②和③相間排列，構(gòu)成DNA分子的基本骨架B　[據(jù)圖分析可知，由于③⑥堿基之間有3個氫鍵，配對的堿基為C—G，所以③是鳥嘌呤或者胞嘧啶，A項錯誤；分析題圖可知，和⑤配對的堿基之間有2個氫鍵，配對的堿基為A—T，故⑤為A或者T，因此與⑤有關(guān)的堿基對一定是A—T，B項正確；①是磷酸，組成元素是C、H、O、P，②是脫氧核糖，組成元素為C、H、O，③是含氮堿基(C或G)，組成元素是C、H、O、N，故①③特有的元素分別是P、N，脫氧核糖沒有特有的元素，C項錯誤；DNA分子的基本骨架是由①磷酸和②脫氧核糖交替排列形成的，D項錯誤。]7．研究人員將含14N—DNA的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到15NH4Cl培養(yǎng)液中，培養(yǎng)24 h后提取子代大腸桿菌的DNA。將DNA熱變性處理，即解開雙螺旋，變成單鏈；然后進行離心，離心管中出現(xiàn)的兩種條帶分別對應圖中的兩個峰，則大腸桿菌的細胞周期為(　　)A．4 h B．6 hC．8 h D．12 hC　[將含14N—DNA的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到15NH4Cl培養(yǎng)液中，培養(yǎng)24 h后提取子代大腸桿菌的DNA，DNA變性離心后，得到的14N—DNA單鏈占1/8，15N—DNA單鏈占7/8，則子代DNA共8個，繁殖了3代，細胞周期為24/3＝8(h)，C正確。]8．某雙鏈DNA分子中A＋T占整個DNA分子堿基總數(shù)的38%，其中一條a鏈上的G占該鏈堿基總數(shù)的21%，那么，對應的另一條互補鏈b上的G占該鏈堿基總數(shù)的比例是(　　)A．41% B．38%C．28% D．21%A　[在整個DNA分子中，A＋T＝38%，則G＋C＝62%。在a鏈上G＋C＝62%，由G＝21%，推知C＝62%－21%＝41%。根據(jù)堿基互補配對原則可知，在b鏈上G＝41%。]9．關(guān)于DNA和RNA的敘述，正確的是(　　)A．DNA有氫鍵，RNA沒有氫鍵B．一種病毒同時含有DNA和RNAC．原核細胞中既有DNA，也有RNAD．葉綠體、線粒體和核糖體都含有DNAC　[本題考查DNA和RNA的有關(guān)知識。依據(jù)DNA和RNA的有關(guān)內(nèi)容，逐項進行分析解答。DNA分子結(jié)構(gòu)中，配對的堿基之間以氫鍵相連，A與T之間形成兩個氫鍵，C與G之間形成三個氫鍵；與DNA不同，RNA一般為單鏈分子，不形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，但是很多RNA也需要通過堿基互補配對形成一定的結(jié)構(gòu)來行使特殊的生物學功能，RNA的堿基配對規(guī)律和DNA基本相同，即A與U配對、G與C配對，故A項錯誤。病毒只含有DNA或RNA一種遺傳物質(zhì)，沒有同時含有DNA和RNA的病毒，故B項錯誤。具有細胞結(jié)構(gòu)的生物，其遺傳物質(zhì)都是DNA，但同時存在RNA，如細菌這類原核生物細胞中的質(zhì)粒是環(huán)狀DNA，核糖體上存在RNA，故C項正確。在葉綠體和線粒體中有DNA和RNA，在核糖體中只有RNA，故D項錯誤。]10．下列實驗及結(jié)果中，能作為直接證據(jù)說明“核糖核酸是遺傳物質(zhì)”的是   (　　)A．紅花植株與白花植株雜交，F1為紅花，F2中紅花∶白花＝3∶1B．病毒甲的RNA與病毒乙的蛋白質(zhì)混合后感染煙草只能得到病毒甲C．加熱致死的S型肺炎鏈球菌與R型活菌混合培養(yǎng)后可分離出S型活菌D．用放射性同位素標記T2噬菌體外殼蛋白，在子代噬菌體中檢測不到放射性B　[病毒甲的RNA與病毒乙的蛋白質(zhì)混合后感染煙草只能得到病毒甲，說明病毒甲的RNA是遺傳物質(zhì)，B項正確。]11．(不定項)將一個含有兩對同源染色體，且DNA分子雙鏈都已用32P標記的精原細胞，放在不含32P的普通培養(yǎng)液中，讓其進行減數(shù)分裂。下列有關(guān)敘述不正確的是    (　　)A．此細胞產(chǎn)生的4個精子中所有的染色體都含有32PB．初級精母細胞中，半數(shù)的染色體中有一條染色單體含有32PC．初級精母細胞中，每條染色體中有一條染色單體含有32PD．某個時期的次級精母細胞中，半數(shù)的染色體含有32PBCD　[減數(shù)分裂過程中染色體復制一次，細胞分裂兩次。DNA分子的復制是半保留復制，一個DNA分子在細胞分裂間期復制形成的兩個DNA分子都含有一條母鏈和一條子鏈，這兩個DNA分子存在于由著絲粒連接的兩條染色單體上，因此，初級精母細胞中每條染色體的兩條染色單體都含有32P，B、C錯誤；初級精母細胞經(jīng)過減數(shù)分裂Ⅰ形成次級精母細胞，初級精母細胞的所有的染色體兩條染色單體中都含有32P，所以次級精母細胞中所有的染色體都含有32P，由其分裂產(chǎn)生的精子中所有染色體也均含32P，A正確，D錯誤。]12．(不定項)用不同的放射性同位素標記T2噬菌體后，侵染細菌得到相關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示，下列敘述正確的是  (　　)A．用同位素示蹤被標記DNA和蛋白質(zhì)的數(shù)量增減，得出實驗結(jié)論B．曲線①表示子代噬菌體沒有釋放C．曲線②③表示噬菌體蛋白質(zhì)未進入細菌，噬菌體DNA進入細菌體內(nèi)D．本實驗證明在噬菌體的遺傳和繁殖過程中，DNA起作用BCD　[本題是用同位素示蹤被標記DNA和蛋白質(zhì)的位置來判斷DNA和蛋白質(zhì)哪一個成分進入了大腸桿菌中參與遺傳從而得出的實驗結(jié)論，A錯誤；曲線①表示被侵染的大腸桿菌全部存活，故子代噬菌體沒有釋放，B正確；35S標記噬菌體的蛋白質(zhì)，32P標記噬菌體的DNA，故根據(jù)曲線②③可判斷蛋白質(zhì)未進入細菌，噬菌體DNA進入細菌體內(nèi)，C正確；本實驗證明了噬菌體參與遺傳的物質(zhì)是DNA，D正確。]二、非選擇題13．科學家從T2噬菌體中分離出甲、乙兩個不同品系，并進行了4組相關(guān)實驗，實驗過程和結(jié)果如下表所示。實驗編號實驗過程實驗結(jié)果①甲品系T2噬菌體侵染大腸桿菌分離出甲品系T2噬菌體②乙品系T2噬菌體侵染大腸桿菌分離出乙品系T2噬菌體③甲品系T2噬菌體的DNA＋乙品系T2噬菌體的蛋白質(zhì)侵染大腸桿菌分離出甲品系T2噬菌體④乙品系T2噬菌體的DNA＋甲品系T2噬菌體的蛋白質(zhì)侵染大腸桿菌分離出乙品系T2噬菌體回答問題：(1)該實驗的設(shè)計思路是___________________________________________________________________________________________________________。整個實驗能夠證明_______________________________________________。(2)若用3H、32P、35S同時標記T2噬菌體后，讓其侵染未標記的大腸桿菌，在產(chǎn)生的子代噬菌體中，能夠檢測到的放射性元素有________。T2噬菌體不能獨立生活的原因可能是_________________________________________________________________________________________________(答出1點即可)。(3)若用煙草細胞替代大腸桿菌進行上述實驗，______(填“能”或“不能”)得到上述實驗結(jié)果，依據(jù)是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]　(1)探索遺傳物質(zhì)的實驗設(shè)計思路是將病毒的遺傳物質(zhì)和蛋白質(zhì)分離，單獨研究它們各自的功能，根據(jù)實驗結(jié)果可知，子代噬菌體的性狀與提供DNA的噬菌體一致，說明T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA。(2)若用3H、32P、35S同時標記T2噬菌體后，讓其侵染未標記的大腸桿菌，由于35S只存在于蛋白質(zhì)外殼中，不進入大腸桿菌細胞內(nèi)，所以在產(chǎn)生的子代噬菌體中，能夠檢測到的放射性元素是3H、32P。由于噬菌體沒有細胞結(jié)構(gòu)，缺乏相應的酶，不能通過細胞呼吸產(chǎn)生能量，因此T2噬菌體不能獨立生活。(3)由于T2噬菌體只能寄生在大腸桿菌細胞內(nèi)，不能寄生在煙草細胞內(nèi)，所以若用煙草細胞替代大腸桿菌進行題述實驗，不能得到題述實驗結(jié)果。[答案]　(1)將T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)分離，單獨研究它們各自的功能　T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA　(2)3H、32P　沒有細胞結(jié)構(gòu)；缺乏相應的酶；不能通過細胞呼吸產(chǎn)生能量(任選一條作答)　(3)不能　T2噬菌體是專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒，不能寄生在煙草細胞中14．DNA的復制方式，可以通過設(shè)想來進行預測，可能的情況是全保留復制、半保留復制、分散(彌散)復制三種。究竟是哪種復制方式呢？下面通過設(shè)計實驗來證明DNA的復制方式。實驗步驟：a．在氮源為 14N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為 14N－DNA(對照)。b．在氮源為 15N的培養(yǎng)基中生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N－DNA(親代)。c．將親代 15N大腸桿菌轉(zhuǎn)移到氮源為14N的培養(yǎng)基中，再連續(xù)繁殖兩代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度離心法分離，不同分子量的DNA分子將分布在試管中的不同位置上。實驗預測：(1)如果與對照(14N/14N)相比，子Ⅰ代能分辨出兩條DNA帶：一條________帶和一條________帶，則可以排除__________________________________。(2)如果子Ⅰ代只有一條中密度帶，則可以排除______________________，但不能肯定是_________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]　從題目中的圖示可知，深色為親代DNA的脫氧核苷酸鏈(母鏈)，淺色為新形成的子代DNA的脫氧核苷酸鏈(子鏈)。因此全保留復制后得到的兩個DNA分子，一個是原來的兩條母鏈重新形成的DNA分子，一個是兩條子鏈形成的子代DNA分子；半保留復制后得到的每個子代DNA分子的一條鏈為母鏈，一條鏈為子鏈；分散復制后得到的每個子代DNA分子的單鏈都是由母鏈片段和子代片段間隔連接而成的。[答案]　(1)輕(14N/14N)　重(15N/15N)　半保留復制和分散復制　(2)全保留復制　半保留復制或分散復制15．如圖為真核生物中DNA分子的結(jié)構(gòu)(圖甲)及發(fā)生的生理過程(圖乙)，請據(jù)圖回答下列問題：甲乙(1)圖甲為DNA分子的結(jié)構(gòu)示意圖，其基本骨架由________和________(填序號)交替排列構(gòu)成，④為__________________。(2)從圖乙可看出，該過程是從________個起點開始復制的，從而____________復制的速率；圖甲中解開DNA雙鏈所需的酶為________酶，作用于圖甲中的________(填序號)。(3)若圖乙中親代DNA分子在復制時，一條鏈上的G變成了A，則該DNA分子經(jīng)過n次復制后，發(fā)生差錯的DNA分子占DNA分子總數(shù)的________。[解析]　(1)DNA分子的基本骨架由①磷酸和②脫氧核糖交替連接構(gòu)成。圖甲中的④是由一分子脫氧核糖、一分子磷酸和一分子C(胞嘧啶)組成的胞嘧啶脫氧核苷酸。(2)分析圖乙可知，該過程是從多個起點開始復制的，這樣可以大大提高復制的速率。解旋酶使堿基對之間的⑨氫鍵斷裂，DNA雙鏈解開。(3)DNA分子復制時，一條鏈上的堿基發(fā)生差錯，另一條鏈上的堿基不發(fā)生差錯，以堿基發(fā)生差錯的單鏈為模板復制形成的DNA分子都是異常的，以堿基沒有發(fā)生差錯的單鏈為模板合成的DNA分子都是正常的，因此無論復制多少次，發(fā)生差錯的DNA分子占DNA分子總數(shù)的。[答案]　(1)①　②　胞嘧啶脫氧核苷酸　(2)多　提高　解旋　⑨　(3)

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