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第3章 基因的本质(时间:60分钟,满分:100分)一、选择题(共20小题,每小题3分,共60分)1.赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质,参照下图判断被标记的部位是()A.B.C.D.解析：根据脱氧核苷酸的分子组成特点进行判断,磷酸基团含磷元素,可用32P标记,氨基酸中只有R基团可能含硫元素,可用35S标记。答案：C2.下列关于遗传物质的叙述,正确的是()肺炎双球菌转化实验,证明DNA是主要的遗传物质大肠杆菌的遗传物质是DNA病毒的遗传物质是DNA或RNA水稻的遗传物质是DNAA.B.C.D.解析：DNA是主要的遗传物质,指绝大多数生物的遗传物质是DNA。肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传物质,但不能证明DNA是主要的遗传物质;水稻是真核生物,体细胞中有2种核酸,只有DNA是遗传物质;大肠杆菌为原核生物,细胞中有DNA和RNA,但只有DNA是遗传物质;病毒的遗传物质是DNA或RNA。答案：B3.豌豆的高茎基因(D)与矮茎基因(d)的根本区别是()A.分别控制显性和隐性性状B.所含的核苷酸种类不同C.脱氧核苷酸的排列顺序不同D.在染色体上的位置不同解析：D与d为一对等位基因,在同一对同源染色体的相同位置,控制一对相对性状,其根本区别在于两个基因的遗传信息不同,即脱氧核苷酸的排列顺序不同。答案：C4.用15N同位素标记细菌的DNA分子,再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖四代,a、b、c为三种DNA分子:a只含15N,b同时含14N和15N,c只含14N,下图中这三种DNA分子的比例正确的是()解析：1个含15N的DNA分子在含14N培养基上繁殖四代,共产生16个DNA分子,其中有2个是15N- 14N DNA分子,14个为14N- 14N DNA分子,没有15N- 15N DNA分子。答案：D5.下列关于下图中DNA分子片段的说法,正确的是()A.解旋酶可作用于处B.“G”是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸C.不同DNA的碱基种类相同,(A+T)/(C+G)的比例也相同D.把此DNA放在含15N的培养液中复制2代,子代中含15N的DNA占3/4解析：解旋酶破坏的是氢键;不同DNA分子具有相同的碱基种类,但不同DNA分子中(A+T)/(C+G)的比例不同;DNA复制2代后,得到4个DNA分子,均含有15N,其中含有亲代DNA的两条单链的有2个。答案：B6.下列关于DNA分子结构的叙述,不正确的是()A.每个DNA分子一般都含有4种脱氧核苷酸B.在DNA分子中,碱基数=磷酸数=脱氧核苷酸数=脱氧核糖数 C.双链DNA分子中的一段,若含有30个胞嘧啶,就一定会同时含有30个鸟嘌呤D.每个脱氧核糖均只与一个磷酸和一个含氮碱基相连解析：DNA分子是由4种脱氧核苷酸构成的。每个脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基构成的。因此,在DNA分子中,碱基数=磷酸数=脱氧核苷酸数=脱氧核糖数。双链DNA分子中碱基C与G配对,因此G=C。从DNA分子的结构图中可以看出,大部分脱氧核糖都与两个磷酸相连,只有两端各有一个脱氧核糖只与一个磷酸相连。答案：D7.导学号52240037已知病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA、单链RNA四种类型。现发现一种新病毒,要确定其核酸属于哪一种类型,应该()A.分析碱基类型,确定碱基比例B.分析蛋白质的氨基酸组成,确定五碳糖类型C.分析碱基类型,确定五碳糖类型D.分析蛋白质的氨基酸组成,确定碱基类型解析：DNA的碱基组成是A、T、G、C,RNA的碱基组成是A、U、G、C;含T的一定是DNA,含U的一定是RNA;双链DNA的碱基中A=T,G=C;双链RNA的碱基中A=U,G=C;单链DNA和单链RNA中的碱基没有一定的比例。答案：A8.胰岛B细胞内存在某个DNA分子,已知在该DNA分子的一条链上G+C占60%,A占24%,则在另一条链上A占整个DNA分子的碱基比例为()A.60%B.24%C.8%D.16%解析：由一条链上G+C占60%推知,另一条链上G+C也占该链的60%。已知一条链上A占24%,则另一条链上T占24%。另一条链上A应占该链比例为1-60%-24%=16%,占整个DNA分子的比例为16%2=8%。答案：C9.下列关于DNA复制的叙述,不正确的是()A.DNA的复制过程是边解旋边复制B.在叶肉细胞中DNA的复制发生在细胞核、叶绿体和线粒体中C.DNA复制过程中,要消耗ATP并且需要酶的催化D.DNA复制需要的原料是脱氧核糖核酸解析：DNA复制需要的原料是脱氧核糖核苷酸,不是脱氧核糖核酸。答案：D10.在基因工程中,若有一个控制有利性状的DNA分子片段为,要使其数量增多,可进行人工复制,复制时应给予的条件是()ATGTG或TACAC模板链A、U、G、C碱基A、T、C、G碱基核糖脱氧核糖DNA聚合酶ATP磷酸DNA水解酶A.B.C.D.解析：DNA复制所需的基本条件包括模板、原料(4种脱氧核苷酸)、酶和能量等。磷酸、脱氧核糖、碱基(A、T、C或G)可用于合成脱氧核苷酸即原料。所需的酶包括DNA聚合酶等,不包括DNA水解酶。答案：D11.细菌在含15N的培养基中繁殖数代后,细菌的DNA皆含有15N,然后再移入含14N的培养基中培养,提取其子代的DNA进行梯度离心,下图为可能的结果,下列叙述错误的是()A.第一次分裂的子代DNA应为B.第二次分裂的子代DNA应为C.第三次分裂的子代DNA应为D.亲代的DNA应为解析：DNA分子的复制方式是半保留复制,根据题干信息可知,亲代DNA的两条链都含15N,应为图;一个亲代DNA分子第一次复制后产生的2个子代DNA分子,均是一条链含15N、另一条链含14N,即全为15N/14N-DNA分子,经离心后,应为图;经过第二次复制后,共得到4个DNA分子,其中2个DNA分子为15N/14N-DNA分子,另外2个DNA分子两条链均为14N,离心后应为图;经过第三次复制后,共得到8个DNA分子,15N/14N-DNA分子有2个,两条链均为14N的DNA分子有6个,离心后应为图。答案：A12.蚕豆根尖细胞在含被3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期,然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期,其染色体的放射性标记分布情况是()A.每条染色体的两条单体都被标记B.每条染色体中都只有一条单体被标记C.只有半数的染色体中一条单体被标记D.每条染色体的两条单体都不被标记解析：完成一个细胞周期后,一条染色体上只有一个DNA,该DNA的一条链为正常链,另一条链为标记链。再复制一次后得到两个DNA,一个DNA的两条链全为正常链,另一个DNA的一条链为正常链,另一条链为标记链,这两个DNA分子位于同一染色体的两条姐妹染色单体上。答案：B13.某亲本DNA分子双链均以白色表示,以灰色表示第一次复制出的DNA子链,以黑色表示第二次复制出的DNA子链,该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是()解析：亲代DNA双链用白色表示,DNA复制方式是半保留复制,因此复制一次后得到的两个DNA分子只含有白色和灰色,而第二次复制是以这两个DNA分子的四条链为模板,合成四个DNA分子,这四个DNA分子都含有黑色的DNA子链,故D项正确。答案：D14.下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图,有关叙述错误的是()A.图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的B.图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的C.真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶D.真核生物的这种复制方式提高了复制速率解析：从图中能看出有多个复制起点,但并不是同时开始的,所以A项错误。图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的,真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等参与。这种半保留复制的模式不仅保持了前后代的稳定性,而且多个DNA片段同时进行复制,提高了效率。答案：A15.DNA分子经过诱变,某位点上的一个正常碱基(设为P)变成了尿嘧啶。该DNA连续复制两次,得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为UA、AT、GC、CG。推测“P”可能是()A.胸腺嘧啶B.腺嘌呤C.胸腺嘧啶或腺嘌呤D.胞嘧啶或鸟嘌呤解析：根据半保留复制的特点,DNA分子经过两次复制后,突变链形成的两个DNA分子中含有UA、AT碱基对,而另一条正常链形成的两个DNA分子中含有GC、CG碱基对,因此替换的可能是G,也可能是C。答案：D16.导学号52240038假定某大肠杆菌含14N的DNA分子的相对分子量为a,若将其长期培养在含15N的培养基中,得到含15N的DNA,相对分子量为b。现在将含15N DNA分子的大肠杆菌再培养在含14N的培养基中,那么,子二代DNA的相对分子量平均为()A.(a+b)/2B.(3a+b)/4C.(2a+3b)/2D.(a+3b)/4解析：亲代DNA是两条链都含有15N的DNA分子,在含14N的培养基上繁殖两代产生4个子代DNA分子,其中完全含14N的有2个,相对分子质量为2a,其余2个DNA分子都是一条链含15N,另一条链含14N,即相对分子质量为(a+b),则4个子代DNA相对分子质量为(a+b)+2a=3a+b,平均相对分子质量为(3a+b)/4。答案：B17.(2016全国高考甲理综)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间,使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质,下列相关叙述错误的是()A.随后细胞中的DNA复制发生障碍B.随后细胞中的RNA转录发生障碍C.该物质可将细胞周期阻断在分裂中期D.可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用解析：DNA双链不能解开,则DNA不能解旋,所以DNA不能复制,也不能转录,A、B两项正确;DNA复制在间期进行,所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期,C项错误;DNA不能复制,则细胞不能增殖,所以该物质对癌细胞的增殖有抑制作用,D项正确。答案：C18.“肺炎双球菌的转化实验”证明了DNA是遗传物质,而蛋白质不是遗传物质。得出这一结论的关键是()A.用S型活细菌和加热杀死后的R型细菌分别对小白鼠进行注射,并形成对照B.用杀死的S型细菌与无毒的R型细菌混合后注射到小白鼠体内,测定小白鼠体液中抗体的含量C.从死亡小白鼠体内分离获得了S型细菌D.将S型细菌的各种因子分离并分别加入到各培养基中,培养R型细菌,观察是否发生变化解析：实验的关键就是设法把DNA和蛋白质等其他物质分开,单独地、直接地观察各种物质的作用。答案：D19.某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成,根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图,下列正确的是()解析：整个DNA分子中,=1,A项错误;一条单链中,的值等于其互补链中的值,即与其互补链中的的值互为倒数,B项错误;一条单链中的=互补链中的=整个DNA分子中的,C项正确,D项错误。答案：C20.下列有关基因的叙述,正确的是()A.基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位B.经测定一个由n个脱氧核苷酸构成的DNA分子中,包含了m个基因,则每个基因的平均长度为n/2m个脱氧核苷酸对C.人体细胞内的基因全部位于染色体上D.基因中脱氧核苷酸的排列顺序就是遗传信息,只能通过减数分裂传递给后代解析：基因是有遗传效应的DNA片段,是控制生物性状的结构单位和功能单位。一个DNA分子上有许多个基因,但基因与基因并非紧密相连,那些没有遗传效应的DNA片段并不是基因,因此B项中基因的平均长度小于n/2m个脱氧核苷酸对。人体细胞内的基因主要在染色体上,线粒体DNA分子上也有少量基因。进行有性生殖的生物通过减数分裂将遗传信息传递给下一代;进行无性生殖的生物通过有丝分裂将遗传信息传递给下一代。答案：A二、非选择题(共40分)21.(10分)下图是赫尔希和蔡斯研究遗传物质实验中的物质示意图及实验过程图,请回答下列问题。(1)图3中用35S标记噬菌体蛋白质外壳,标记元素所在部位是图2中的。如果用32P标记噬菌体的DNA, 标记元素所在部位是图1中的。(2)实验材料对实验成功具有重要的作用,选择T2噬菌体作为实验材料,是因为它的结构简单,只含有蛋白质和DNA,且。(3)获得分别被32P、35S标记的噬菌体的具体方法是。(4)实验中采用搅拌和离心等手段,其目的是。(5)仅有图3的实验过程,(填“能”或“不能”)说明蛋白质不是遗传物质,原因是。答案：(1)(2)侵染细菌过程中蛋白质与DNA(核酸)会自然分离(3)分别用含32P和35S的培养基培养大肠杆菌,再用噬菌体分别侵染被32P和35S标记的大肠杆菌(4)让噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离(5)不能蛋白质外壳没有进入细菌体内22.(12分)下图是DNA复制的有关图示,AC表示大肠杆菌的DNA复制,DG表示哺乳动物的DNA分子复制。图中黑点表示复制起始点,“”表示复制方向。(1)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分子复制完成需约 30 s。而实际上只需约16 s。根据AC图分析,是因为。(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2 m,若按AC的方式复制,至少8 h,而实际上为6 h左右。据DG图分析,是因为。(3)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。(4)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。(5)若DNA分子有基因a,基因a会随产生个基因a。解析：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。据图DG,在一个较长的DNA分子上,复制起点很多,正是从多个起点同时复制,所需时间才较短。基因随DNA的复制而复制,DNA数量增加,基因数量也增加。答案：(1)DNA的复制是双向进行的(2)DNA从多个起始点同时进行复制(3)边解旋边复制(4)DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板;DNA分子的碱基互补配对原则保证了DNA分子复制准确无误地完成(5)DNA复制223.(10分)下图是某DNA分子的局部结构示意图,请据图回答问题。(1)写出下列图中序号代表的结构的中文名称:;。(2)图中DNA片段中有对碱基对,该DNA分子应有个游离的磷酸基团。(3)从主链上看,两条单链方向;从碱基关系看,两条单链。(4)如果将14N标记的细胞培养在含15N标记的脱氧核苷酸的培养液中,此图所示的(填图中序号)中可测到15N。若细胞在该培养液中分裂4次,该DNA分子也复制4次,则得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例为。(5)若该DNA分子共有a个碱基,其中腺嘌呤有m个,则该DNA分子复制4次,需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为个。解析：根据碱基互补配对原则可知,是胞嘧啶,是腺嘌呤,是鸟嘌呤,是胸腺嘧啶,是磷酸基团,是胸腺嘧啶,是脱氧核糖,是胸腺嘧啶脱氧核苷酸,是一条脱氧核苷酸链的片段。该DNA分子复制4次,产生16个DNA分子,由于DNA复制方式为半保留复制,含14N的DNA分子共2个,所有的DNA分子都含有15N,所以子代DNA分子中含14N和15N的比例为18。A=T=m,则G=C=a/2-m,复制4次,需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为(24-1)(a/2-m)=15(a/2-m)。答案：(1)胞嘧啶脱氧核糖胸腺嘧啶脱氧核苷酸一条脱氧核苷酸链的片段(2)42(3)反向平行互补(4)18(5)15(a/2-m)24.(8分)(2016全国高考乙理综)在有关DNA分子的研究中,常用32P来标记DNA分子。用、和表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A-PPP或dA-PPP)。回答下列问题。(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上,同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上,那么带有32P的磷酸基团应在ATP的(填“”“”或“”)位上。(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料,将32P 标记到新合成的DNA分子上,则带有32P的磷酸基团应在dATP的(填“”“”或“”)位上。(3)将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记,并使其感染大肠杆菌,在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放,则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n,原因是。解析：(1)ATP 水解时,远离腺苷的高能磷酸键断裂提供能量。ATP水解变为ADP时,要把其中的32P标记到DNA末端上,那么带有32P的磷酸基团应在ATP的位上。(2)若用带有32P 标记的dATP作为DNA生物合成的原料,dATP要断裂两个高能磷酸键才变为脱氧核苷酸。所以要将32P标记到新合成的DNA分子上,则带有32P的磷酸基团应在dATP的位上。(3)DNA分子的复制方式为半保留复制。一个噬菌体DNA分子用32P标记后,在不含32P的大肠杆菌中培养,不管复制多少代,复制形成的n个DNA分子中只有2个DNA分子含32P,所以含有32P的噬菌体所占比例为2/n。答案：(1)(2)(3)一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后,32P标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中,因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记9
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