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第3章 基因的本質 (時間:60分鐘,滿分:100分) 一、選擇題(共20小題,每小題3分,共60分) 1.赫爾希和蔡斯分別用32P和35S標記噬菌體的DNA和蛋白質,參照下圖判斷被標記的部位是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.①② B.③④ C.①④ D.②④ 解析：根據脫氧核苷酸的分子組成特點進行判斷,①磷酸基團含磷元素,可用32P標記,氨基酸中只有④R基團可能含硫元素,可用35S標記。 答案：C 2.下列關于遺傳物質的敘述,正確的是(　　) ①肺炎雙球菌轉化實驗,證明DNA是主要的遺傳物質 ②大腸桿菌的遺傳物質是DNA ③病毒的遺傳物質是DNA或RNA ④水稻的遺傳物質是DNA A.①②④ B.②③④ C.①③④ D.①③ 解析：DNA是主要的遺傳物質,指絕大多數生物的遺傳物質是DNA。肺炎雙球菌轉化實驗證明DNA是遺傳物質,但不能證明DNA是主要的遺傳物質;水稻是真核生物,體細胞中有2種核酸,只有DNA是遺傳物質;大腸桿菌為原核生物,細胞中有DNA和RNA,但只有DNA是遺傳物質;病毒的遺傳物質是DNA或RNA。 答案：B 3.豌豆的高莖基因(D)與矮莖基因(d)的根本區(qū)別是(　　) A.分別控制顯性和隱性性狀 B.所含的核苷酸種類不同 C.脫氧核苷酸的排列順序不同 D.在染色體上的位置不同 解析：D與d為一對等位基因,在同一對同源染色體的相同位置,控制一對相對性狀,其根本區(qū)別在于兩個基因的遺傳信息不同,即脫氧核苷酸的排列順序不同。 答案：C 4.用15N同位素標記細菌的DNA分子,再將它們放入含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)繁殖四代,a、b、c為三種DNA分子:a只含15N,b同時含14N和15N,c只含14N,下圖中這三種DNA分子的比例正確的是(　　) 解析：1個含15N的DNA分子在含14N培養(yǎng)基上繁殖四代,共產生16個DNA分子,其中有2個是15N- 14N DNA分子,14個為14N- 14N DNA分子,沒有15N- 15N DNA分子。 答案：D 5.下列關于下圖中DNA分子片段的說法,正確的是(　　) A.解旋酶可作用于①②處 B.“G”是鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸 C.不同DNA的堿基種類相同,(A+T)/(C+G)的比例也相同 D.把此DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復制2代,子代中含15N的DNA占3/4 解析：解旋酶破壞的是氫鍵;不同DNA分子具有相同的堿基種類,但不同DNA分子中(A+T)/(C+G)的比例不同;DNA復制2代后,得到4個DNA分子,均含有15N,其中含有親代DNA的兩條單鏈的有2個。 答案：B 6.下列關于DNA分子結構的敘述,不正確的是(　　) A.每個DNA分子一般都含有4種脫氧核苷酸 B.在DNA分子中,堿基數=磷酸數=脫氧核苷酸數=脫氧核糖數 C.雙鏈DNA分子中的一段,若含有30個胞嘧啶,就一定會同時含有30個鳥嘌呤 D.每個脫氧核糖均只與一個磷酸和一個含氮堿基相連 解析：DNA分子是由4種脫氧核苷酸構成的。每個脫氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子含氮堿基構成的。因此,在DNA分子中,堿基數=磷酸數=脫氧核苷酸數=脫氧核糖數。雙鏈DNA分子中堿基C與G配對,因此G=C。從DNA分子的結構圖中可以看出,大部分脫氧核糖都與兩個磷酸相連,只有兩端各有一個脫氧核糖只與一個磷酸相連。 答案：D 7.導學號52240037已知病毒的核酸有雙鏈DNA、單鏈DNA、雙鏈RNA、單鏈RNA四種類型?，F發(fā)現一種新病毒,要確定其核酸屬于哪一種類型,應該(　　) A.分析堿基類型,確定堿基比例 B.分析蛋白質的氨基酸組成,確定五碳糖類型 C.分析堿基類型,確定五碳糖類型 D.分析蛋白質的氨基酸組成,確定堿基類型 解析：DNA的堿基組成是A、T、G、C,RNA的堿基組成是A、U、G、C;含T的一定是DNA,含U的一定是RNA;雙鏈DNA的堿基中A=T,G=C;雙鏈RNA的堿基中A=U,G=C;單鏈DNA和單鏈RNA中的堿基沒有一定的比例。 答案：A 8.胰島B細胞內存在某個DNA分子,已知在該DNA分子的一條鏈上G+C占60%,A占24%,則在另一條鏈上A占整個DNA分子的堿基比例為(　　) A.60% B.24% C.8% D.16% 解析：由一條鏈上G+C占60%推知,另一條鏈上G+C也占該鏈的60%。已知一條鏈上A占24%,則另一條鏈上T占24%。另一條鏈上A應占該鏈比例為1-60%-24%=16%,占整個DNA分子的比例為16%2=8%。 答案：C 9.下列關于DNA復制的敘述,不正確的是(　　) A.DNA的復制過程是邊解旋邊復制 B.在葉肉細胞中DNA的復制發(fā)生在細胞核、葉綠體和線粒體中 C.DNA復制過程中,要消耗ATP并且需要酶的催化 D.DNA復制需要的原料是脫氧核糖核酸 解析：DNA復制需要的原料是脫氧核糖核苷酸,不是脫氧核糖核酸。 答案：D 10.在基因工程中,若有一個控制有利性狀的DNA分子片段為,要使其數量增多,可進行人工復制,復制時應給予的條件是(　　) ①ATGTG或TACAC模板鏈 ②A、U、G、C堿基 ③A、T、C、G堿基 ④核糖 ⑤脫氧核糖 ⑥DNA聚合酶 ⑦ATP ⑧磷酸 ⑨DNA水解酶 A.①③④⑦⑧⑨ B.①②④⑥⑦⑧ C.①②⑤⑥⑦⑨ D.①③⑤⑥⑦⑧ 解析：DNA復制所需的基本條件包括模板、原料(4種脫氧核苷酸)、酶和能量等。磷酸、脫氧核糖、堿基(A、T、C或G)可用于合成脫氧核苷酸即原料。所需的酶包括DNA聚合酶等,不包括DNA水解酶。 答案：D 11.細菌在含15N的培養(yǎng)基中繁殖數代后,細菌的DNA皆含有15N,然后再移入含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng),提取其子代的DNA進行梯度離心,下圖①~⑤為可能的結果,下列敘述錯誤的是(　　) A.第一次分裂的子代DNA應為⑤ B.第二次分裂的子代DNA應為① C.第三次分裂的子代DNA應為③ D.親代的DNA應為⑤ 解析：DNA分子的復制方式是半保留復制,根據題干信息可知,親代DNA的兩條鏈都含15N,應為圖⑤;一個親代DNA分子第一次復制后產生的2個子代DNA分子,均是一條鏈含15N、另一條鏈含14N,即全為15N/14N-DNA分子,經離心后,應為圖②;經過第二次復制后,共得到4個DNA分子,其中2個DNA分子為15N/14N-DNA分子,另外2個DNA分子兩條鏈均為14N,離心后應為圖①;經過第三次復制后,共得到8個DNA分子,15N/14N-DNA分子有2個,兩條鏈均為14N的DNA分子有6個,離心后應為圖③。 答案：A 12.蠶豆根尖細胞在含被3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷培養(yǎng)基中完成一個細胞周期,然后在不含放射性標記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期,其染色體的放射性標記分布情況是(　　) A.每條染色體的兩條單體都被標記 B.每條染色體中都只有一條單體被標記 C.只有半數的染色體中一條單體被標記 D.每條染色體的兩條單體都不被標記 解析：完成一個細胞周期后,一條染色體上只有一個DNA,該DNA的一條鏈為正常鏈,另一條鏈為標記鏈。再復制一次后得到兩個DNA,一個DNA的兩條鏈全為正常鏈,另一個DNA的一條鏈為正常鏈,另一條鏈為標記鏈,這兩個DNA分子位于同一染色體的兩條姐妹染色單體上。 答案：B 13.某親本DNA分子雙鏈均以白色表示,以灰色表示第一次復制出的DNA子鏈,以黑色表示第二次復制出的DNA子鏈,該親本雙鏈DNA分子連續(xù)復制兩次后的產物是(　　) 解析：親代DNA雙鏈用白色表示,DNA復制方式是半保留復制,因此復制一次后得到的兩個DNA分子只含有白色和灰色,而第二次復制是以這兩個DNA分子的四條鏈為模板,合成四個DNA分子,這四個DNA分子都含有黑色的DNA子鏈,故D項正確。 答案：D 14.下圖為真核生物染色體上DNA分子復制過程示意圖,有關敘述錯誤的是(　　) A.圖中DNA分子復制是從多個起點同時開始的 B.圖中DNA分子復制是邊解旋邊雙向復制的 C.真核生物DNA分子復制過程需要解旋酶 D.真核生物的這種復制方式提高了復制速率 解析：從圖中能看出有多個復制起點,但并不是同時開始的,所以A項錯誤。圖中DNA分子復制是邊解旋邊雙向復制的,真核生物DNA分子復制過程需要解旋酶、DNA聚合酶等參與。這種半保留復制的模式不僅保持了前后代的穩(wěn)定性,而且多個DNA片段同時進行復制,提高了效率。 答案：A 15.DNA分子經過誘變,某位點上的一個正常堿基(設為P)變成了尿嘧啶。該DNA連續(xù)復制兩次,得到的4個子代DNA分子相應位點上的堿基對分別為U—A、A—T、G—C、C—G。推測“P”可能是(　　) A.胸腺嘧啶 B.腺嘌呤 C.胸腺嘧啶或腺嘌呤 D.胞嘧啶或鳥嘌呤 解析：根據半保留復制的特點,DNA分子經過兩次復制后,突變鏈形成的兩個DNA分子中含有U—A、A—T堿基對,而另一條正常鏈形成的兩個DNA分子中含有G—C、C—G堿基對,因此替換的可能是G,也可能是C。 答案：D 16.導學號52240038假定某大腸桿菌含14N的DNA分子的相對分子量為a,若將其長期培養(yǎng)在含15N的培養(yǎng)基中,得到含15N的DNA,相對分子量為b?，F在將含15N DNA分子的大腸桿菌再培養(yǎng)在含14N的培養(yǎng)基中,那么,子二代DNA的相對分子量平均為(　　) A.(a+b)/2 B.(3a+b)/4 C.(2a+3b)/2 D.(a+3b)/4 解析：親代DNA是兩條鏈都含有15N的DNA分子,在含14N的培養(yǎng)基上繁殖兩代產生4個子代DNA分子,其中完全含14N的有2個,相對分子質量為2a,其余2個DNA分子都是一條鏈含15N,另一條鏈含14N,即相對分子質量為(a+b),則4個子代DNA相對分子質量為(a+b)+2a=3a+b,平均相對分子質量為(3a+b)/4。 答案：B 17.(2016全國高考甲理綜)某種物質可插入DNA分子兩條鏈的堿基對之間,使DNA雙鏈不能解開。若在細胞正常生長的培養(yǎng)液中加入適量的該物質,下列相關敘述錯誤的是(　　) A.隨后細胞中的DNA復制發(fā)生障礙 B.隨后細胞中的RNA轉錄發(fā)生障礙 C.該物質可將細胞周期阻斷在分裂中期 D.可推測該物質對癌細胞的增殖有抑制作用 解析：DNA雙鏈不能解開,則DNA不能解旋,所以DNA不能復制,也不能轉錄,A、B兩項正確;DNA復制在間期進行,所以該物質可將細胞周期阻斷在分裂間期,C項錯誤;DNA不能復制,則細胞不能增殖,所以該物質對癌細胞的增殖有抑制作用,D項正確。 答案：C 18.“肺炎雙球菌的轉化實驗”證明了DNA是遺傳物質,而蛋白質不是遺傳物質。得出這一結論的關鍵是(　　) A.用S型活細菌和加熱殺死后的R型細菌分別對小白鼠進行注射,并形成對照 B.用殺死的S型細菌與無毒的R型細菌混合后注射到小白鼠體內,測定小白鼠體液中抗體的含量 C.從死亡小白鼠體內分離獲得了S型細菌 D.將S型細菌的各種因子分離并分別加入到各培養(yǎng)基中,培養(yǎng)R型細菌,觀察是否發(fā)生變化 解析：實驗的關鍵就是設法把DNA和蛋白質等其他物質分開,單獨地、直接地觀察各種物質的作用。 答案：D 19.某研究小組測定了多個不同雙鏈DNA分子的堿基組成,根據測定結果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數目比值的關系圖,下列正確的是(　　) 解析：整個DNA分子中,=1,A項錯誤;一條單鏈中,的值等于其互補鏈中的值,即與其互補鏈中的的值互為倒數,B項錯誤;一條單鏈中的=互補鏈中的=整個DNA分子中的,C項正確,D項錯誤。 答案：C 20.下列有關基因的敘述,正確的是(　　) A.基因是控制生物性狀的遺傳物質的結構單位和功能單位 B.經測定一個由n個脫氧核苷酸構成的DNA分子中,包含了m個基因,則每個基因的平均長度為n/2m個脫氧核苷酸對 C.人體細胞內的基因全部位于染色體上 D.基因中脫氧核苷酸的排列順序就是遺傳信息,只能通過減數分裂傳遞給后代 解析：基因是有遺傳效應的DNA片段,是控制生物性狀的結構單位和功能單位。一個DNA分子上有許多個基因,但基因與基因并非緊密相連,那些沒有遺傳效應的DNA片段并不是基因,因此B項中基因的平均長度小于n/2m個脫氧核苷酸對。人體細胞內的基因主要在染色體上,線粒體DNA分子上也有少量基因。進行有性生殖的生物通過減數分裂將遺傳信息傳遞給下一代;進行無性生殖的生物通過有絲分裂將遺傳信息傳遞給下一代。 答案：A 二、非選擇題(共40分) 21.(10分)下圖是赫爾希和蔡斯研究遺傳物質實驗中的物質示意圖及實驗過程圖,請回答下列問題。 (1)圖3中用35S標記噬菌體蛋白質外殼,標記元素所在部位是圖2中的　　　。如果用32P標記噬菌體的DNA, 標記元素所在部位是圖1中的　　　。 (2)實驗材料對實驗成功具有重要的作用,選擇T2噬菌體作為實驗材料,是因為它的結構簡單,只含有蛋白質和DNA,且　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)獲得分別被32P、35S標記的噬菌體的具體方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)實驗中采用攪拌和離心等手段,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)僅有圖3的實驗過程,　　　　(填“能”或“不能”)說明蛋白質不是遺傳物質,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)④?、? (2)侵染細菌過程中蛋白質與DNA(核酸)會自然分離 (3)分別用含32P和35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌,再用噬菌體分別侵染被32P和35S標記的大腸桿菌 (4)讓噬菌體的蛋白質外殼與細菌分離 (5)不能　蛋白質外殼沒有進入細菌體內 22.(12分)下圖是DNA復制的有關圖示,A→C表示大腸桿菌的DNA復制,D→G表示哺乳動物的DNA分子復制。圖中黑點表示復制起始點,“→”表示復制方向。 (1)若A中含48 502個堿基對,而子鏈延伸速度是105個堿基對/min,則此DNA分子復制完成需約 30 s。而實際上只需約16 s。根據A→C圖分析,是因為　　　　　　　　　　。 (2)哺乳動物的DNA分子展開可達2 m,若按A→C的方式復制,至少8 h,而實際上為6 h左右。據D→G圖分析,是因為　。 (3)A→G均有以下特點:延伸的子鏈緊跟著解旋酶,這說明DNA分子復制是　　　　　　的。 (4)C與A相同,G與D相同,C、G能被如此準確地復制出來,是因為 　　　　　　　　。 (5)若DNA分子有基因a,基因a會隨　　　　　產生　　　個基因a。 解析：據圖A→C可知,DNA分子的復制向兩個方向同時進行,因而復制時間縮短了。據圖D→G,在一個較長的DNA分子上,復制起點很多,正是從多個起點同時復制,所需時間才較短。基因隨DNA的復制而復制,DNA數量增加,基因數量也增加。 答案：(1)DNA的復制是雙向進行的 (2)DNA從多個起始點同時進行復制 (3)邊解旋邊復制 (4)DNA分子獨特的雙螺旋結構為復制提供精確的模板;DNA分子的堿基互補配對原則保證了DNA分子復制準確無誤地完成 (5)DNA復制　2 23.(10分)下圖是某DNA分子的局部結構示意圖,請據圖回答問題。 (1)寫出下列圖中序號代表的結構的中文名稱:①　　　　　　　;⑦　　　　　　　　　;⑧　　　　　　　　　　　　　　;⑨　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)圖中DNA片段中有　　　對堿基對,該DNA分子應有　　　個游離的磷酸基團。 (3)從主鏈上看,兩條單鏈方向　　　　　　　　;從堿基關系看,兩條單鏈　　　　。 (4)如果將14N標記的細胞培養(yǎng)在含15N標記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中,此圖所示的　　　　　　　　　　　(填圖中序號)中可測到15N。若細胞在該培養(yǎng)液中分裂4次,該DNA分子也復制4次,則得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例為　　　　。 (5)若該DNA分子共有a個堿基,其中腺嘌呤有m個,則該DNA分子復制4次,需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸為　　　　　　個。 解析：根據堿基互補配對原則可知,①是胞嘧啶,②是腺嘌呤,③是鳥嘌呤,④是胸腺嘧啶,⑤是磷酸基團,⑥是胸腺嘧啶,⑦是脫氧核糖,⑧是胸腺嘧啶脫氧核苷酸,⑨是一條脫氧核苷酸鏈的片段。該DNA分子復制4次,產生16個DNA分子,由于DNA復制方式為半保留復制,含14N的DNA分子共2個,所有的DNA分子都含有15N,所以子代DNA分子中含14N和15N的比例為1∶8。A=T=m,則G=C=a/2-m,復制4次,需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸為(24-1)(a/2-m)=15(a/2-m)。 答案：(1)胞嘧啶　脫氧核糖　胸腺嘧啶脫氧核苷酸　一條脫氧核苷酸鏈的片段 (2)4　2 (3)反向平行　互補 (4)①②③④⑥⑧⑨　1∶8 (5)15(a/2-m) 24.(8分)(2016全國高考乙理綜)在有關DNA分子的研究中,常用32P來標記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個磷酸基團所處的位置(A-Pα~Pβ~Pγ或dA-Pα~Pβ~Pγ)?；卮鹣铝袉栴}。 (1)某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉移到DNA末端上,同時產生ADP。若要用該酶把32P標記到DNA末端上,那么帶有32P的磷酸基團應在ATP的　　　(填“α”“β”或“γ”)位上。 (2)若用帶有32P的dATP作為DNA生物合成的原料,將32P 標記到新合成的DNA分子上,則帶有32P的磷酸基團應在dATP的　　　　(填“α”“β”或“γ”)位上。 (3)將一個某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進行標記,并使其感染大腸桿菌,在不含有32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個)并釋放,則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n,原因是 　。 解析：(1)ATP 水解時,遠離腺苷的高能磷酸鍵斷裂提供能量。ATP水解變?yōu)锳DP時,要把其中的32P標記到DNA末端上,那么帶有32P的磷酸基團應在ATP的γ位上。(2)若用帶有32P 標記的dATP作為DNA生物合成的原料,dATP要斷裂兩個高能磷酸鍵才變?yōu)槊撗鹾塑账?。所以要?2P標記到新合成的DNA分子上,則帶有32P的磷酸基團應在dATP的α位上。(3)DNA分子的復制方式為半保留復制。一個噬菌體DNA分子用32P標記后,在不含32P的大腸桿菌中培養(yǎng),不管復制多少代,復制形成的n個DNA分子中只有2個DNA分子含32P,所以含有32P的噬菌體所占比例為2/n。 答案：(1)γ (2)α (3)一個含有32P標記的噬菌體雙鏈DNA分子經半保留復制后,32P標記的兩條單鏈只能分配到兩個噬菌體的雙鏈DNA分子中,因此在得到的n個噬菌體中只有2個帶有標記