（新高考）2021届小题必练12 遗传物质的探索DNA的结构和复制 教师版

1、（新高考）小题必练12：遗传物质的探索 dna的结构和复制本专题是根据近三年（20182020）的高考真题情况，去组织和命制题目。专题中有近三年的高考真题，根据真题加以模仿的题和百强名校对应考点的题。该专题主要考查dna是主要的遗传物质、dna的结构和复制等。专题内容较为基础，涉及的知识点较多，试题一般是多个章节内容的综合考查，试题的每个选项可能覆盖一至二个知识点。对遗传的分子基础的考查以遗传物质的发现实验、核酸的元素组成、结构、分布、dna的结构和复制，同时侧重对实验的分析能力、对知识的深化理解和运用能力的考查。1（2020年江苏卷·20）位素可用于追踪物质运行和变化规律。在生物科

2、学史中，下列科学研究未采用同位素标记法的是（ ）a卡尔文（mcalvin）等探明co2中的碳在光合作用中的转化途径b赫尔希（adhershey）等利用t2噬菌体侵染大肠杆菌证明dna是遗传物质c梅塞尔森（mmeselson）等证明dna进行半保留复制d温特（fwwent）证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质【答案】d【解析】卡尔文用同位素标记法探明了co2中的碳在光合作用中转化途径，a错误；利用t2噬菌体侵染大肠杆菌实验中用了同位素标记法，b错误；证明dna的半保留复制的实验中用了同位素标记法，c错误；温特证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质的实验中未采用同位素标记法，d正确。2（2019浙江4月选考

3、·20）为研究r型肺炎双球菌转化为s型肺炎双球菌的转化物质是dna还是蛋白质，进行了肺炎双球菌体外转化实验，其基本过程如图所示：下列叙述正确的是（ ）a甲组培养皿中只有s型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性b乙组培养皿中有r型及s型菌落，推测转化物质是蛋白质c丙组培养皿中只有r型菌落，推测转化物质是dnad该实验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是dna【答案】c【解析】艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验中，将s型菌的dna、蛋白质和荚膜等物质分离开，与r型菌混合培养，观察s型菌各个成分所起的作用。最后再s型菌的dna与r型菌混合的培养基中发现了新的s型菌，证明了dna是遗传物质。甲组中培

4、养一段 时间后可发现有极少的r型菌转化成了s型菌，因此甲组培养皿中不仅有s型菌落也有r型菌落，a选项错误；乙组培养皿中加入了蛋白质酶，故在乙组的转化中已经排除了蛋白质的干扰，应当推测转化物质是dna，b选项错误；丙组培养皿中加入了dna酶，dna被水解后r型菌便不发生转化，故可推测是dna参与了r型菌的转化，c选项正确；该实验只能证明肺炎双球菌的遗传物质是dna，无法证明还有其他的物质也可做遗传物质，d选项错误。3（2019海南卷，21）下列实验及结果中，能作为直接证据说明“核糖核酸是遗传物质”的是（ ）a红花植株与白花植株杂交，f1为红花，f2中红花白花=31b病毒甲的rna与病毒乙的蛋白质

5、混合后感染烟草只能得到病毒甲c加热杀死的s型肺炎双球菌与r型活菌混合培养后可分离出s型活菌d用放射性同位素标记t2噬菌体外壳蛋白，在子代噬菌体中检测不到放射性【答案】b【解析】红花植株与白花植株杂交，f1为红花，f2中红花白花=31，属于性状分离现象，不能说明rna是遗传物质，a错误；病毒甲的rna与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲，说明病毒甲的rna是遗传物质，b正确；加热杀死的s型肺炎双球菌与r型活菌混合培养后可分离出s型活菌，只能说明加入杀死的s型菌存在转化因子，不能说明rna是遗传物质，c错误；用放射性同位素标记t2噬菌体外壳蛋白，在子代噬菌体中检测不到放射性，说明蛋白质未进

6、入大肠杆菌，不能证明rna是遗传物质，d错误。1下列有关人类对遗传物质探索过程及结论的说法，正确的是（ ）a肺炎双球菌的体内转化实验证明dna是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质b艾弗里在s型菌的dna中加dna酶进行实验是为了证明脱氧核苷酸不是遗传物质c用p标记的噬菌体侵染无放射性大肠杆菌，释放的子代噬菌体全部有放射性d使用烟草花叶病毒不同物质感染烟草，证明了rna是遗传物质，蛋白质不是遗传物质【答案】d【解析】肺炎双球菌的体内转化实验，只提出了s型菌内存在“转化因子”的推论，肺炎双球菌的体外转化实验证明dna是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质，a错误；艾弗里在s型菌的dna中加dna酶进行实验是

7、为了从反面证明dna是遗传物质，b错误；根据dna半保留复制特点，用32p标记的噬菌体侵染无放射性大肠杆菌，释放的子代噬菌体只有少部分有放射性，c错误；使用烟草花叶病毒不同物质感染烟草，证明了rna是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，d正确。 2下列是生物学发展史上的几个重要实验，其中没有应用放射性同位素示踪技术的是（ ）a研究光合作用过程中co2的转化途径b赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验c艾弗里的肺炎双球菌转化实验ddna半保留复制的实验证据【答案】c【解析】卡尔文循环中用放射性碳元素标记二氧化碳探究碳元素的转移过程，a正确；噬菌体侵染细菌的实验分别用35s或32p标记噬菌体，证明dna是遗传

8、物质，b正确；艾弗里的肺炎双球菌转化实验是将dna与蛋白质分开，单独与r型活菌培养，证明dna是遗传物质，c错误；用15n或32p标记dna可证明dna的半保留复制，d正确。3有关赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验的说法，正确的是（ ）a选用t2噬菌体作为实验材料的原因之一是其仅由蛋白质外壳和dna组成b标记噬菌体的方法是分别用含32p和35s的培养基培养噬菌体c噬菌体dna在细菌体内复制利用的原料是自身的脱氧核苷酸d若噬菌体dna复制了三次，则含有35s的子代噬菌体占总数的1/2【答案】a【解析】t2噬菌体的结构简单，仅由蛋白质外壳和dna组成，这是选用t2噬菌体作为实验材料的原因之一，a项正

9、确；标记噬菌体的方法是：先分别用含32p和35s的培养基培养大肠杆菌，再用这些大肠杆菌培养噬菌体，b项错误；噬菌体dna在细菌体内复制利用的原料是细菌的脱氧核苷酸，c项错误；35s标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳没有进入细菌细胞中，子代噬菌体蛋白质外壳合成的原料是细菌的氨基酸，所以，若噬菌体dna复制了三次，则子代噬菌体均不含有35s，d项错误。4（多选）s型肺炎双球菌的dna转化r型菌的机理为：特殊生长状态的r型菌分泌细胞壁自溶素（专一性破坏细菌细胞壁的蛋白质，对细菌其他成分无破坏作用）破坏部分细胞壁，暴露出内部的细胞膜。少量s型细菌的控制荚膜合成的基因与细胞膜上相应受

10、体结合后，可被解旋成两条单链dna，其中 一条进入r型菌并替换相应片段，一条在细菌外被分解为核苷酸。随着细菌的繁殖，后代出现s型菌和r型菌两种类型的细菌后代。根据以上信息判断，下列说法错误的是（ ）ar型菌分泌的细胞壁自溶素可从培养液中提取，并用于分解植物细胞的细胞壁b将r型菌的dna与s型菌混合，也能产生r型菌和s型菌两种细菌后代cr型菌转变为s型菌，这种可遗传变异属于基因重组d题干中细菌后代中的s型菌主要来源于r型菌的转化，转化过程伴随着氢键的打开和合成【答案】abd【解析】细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，而植物细胞的细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此r型菌分泌的细胞壁自溶素不能用于分解植

11、物细胞的细胞壁，a错误；由于只有特殊生长状态的r型菌能够分泌细胞壁自溶素，而s型细菌不能分泌细胞壁自溶素，故将r型菌的dna与s型菌混合，不能产生r型菌和s型菌两种细菌后代，b错误；s型细菌的dna的其中一条链进入r型菌并替换相应片段属于基因重组，c正确；细菌后代中的s型菌主要来源于相应片段被替换r型菌的繁殖，d错误。5噬菌体展示技术是将编码蛋白质的基因导入噬菌体的基因中，使外源蛋白和噬菌体蛋白融合表达，融合蛋白质随子代噬菌体的重新组装而展示在噬菌体表面的一项技术，具体过程如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）a可用动物细胞代替大肠杄菌培养噬菌体b外源基因表达所需要的模板和原料来自宿主细胞c子代

12、噬菌体表面的融合蛋白具有特定的生物功能d若用35s标记噬菌体外壳，则可在子代噬菌体表面融合蛋白上检测到35s【答案】c【解析】病毒的宿主细胞往往具有特异性，如t2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内，a错误；外源基因表达所需的模板来自自己，原料来自宿主细胞，b错误；融合蛋白具有特定的生物功能，c正确；若用35s标记噬菌体外壳，则子代噬菌体表面融合蛋白上检测不到35s，d错误。【点睛】本题考查基因工程和细胞工程的相关知识，要求考生识记基因工程的操作工具及操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能结合所学的知识准确判断。6下列关于双螺旋dna的分子结构与特点的叙述，错误的是（ ）a脱氧核苷酸是脱氧核糖和

13、磷酸连接起来的结构b每个dna分子中，游离的磷酸数=游离的脱氧核糖数c每个dna分子中，碱基数=磷酸数=脱氧核糖数d双链dna分子中，若一条脱氧核苷酸链中g+c=28%，则dna分子中a占36%【答案】a【解析】脱氧核苷酸是脱氧核糖核酸的基本单位，脱氧核苷是脱氧核糖和对应碱基构成，是脱氧核苷和磷酸连接起来的结构单元，a错误；dna分子的每一条链中都有一个游离的磷酸基团和游离的脱氧核糖数，所以每个dna分子片段中均含有2个游离的磷酸基团和游离的脱氧核糖数，b正确；dna的基本组成单位是脱氧核苷酸，一分子脱氧核苷酸含有一个磷酸、一个脱氧核糖和一个含氮碱基，因此每个dna分子中，碱基数=磷酸数=脱氧

14、核糖数，c正确；d、双链dna分子中，若一条脱氧核苷酸链中g+c=28%，则dna分子中g+c=28%，a+t=72%，a=t=36%，d正确。7生物学能有今天如此辉煌的成就，离不开众多科学家倾其一生孜孜不倦的研究，下面提及的科学家实验中有设置对照实验的是（ ）萨克斯实验证明植物光合作用产生了淀粉；鲁宾和卡门证明了光合作用释放的氧全部来自水；赫尔希和蔡斯证明了噬菌体的dna是遗传物质；艾弗里证明了促使r型菌转化成s型菌的物质是dna；沃森和克里克提出dna分子双螺旋状结构模型a b c d【答案】b【解析】萨克斯实验证明植物光合作用产生了淀粉，该实验设置了对照实验，即遮光的一半作为对照，正确；

15、鲁宾和卡门证明了光合作用释放的氧全部来自水，该实验属于对比实验，为相互对照，正确；赫尔希和蔡斯证明了噬菌体的dna是遗传物质，该实验属于对比实验，存在对照，正确；艾弗里证明了促使r型菌转化成s型菌的物质是dna，该实验设置了对照实验，正确；沃森和克里克提出dna分子双螺旋状结构模型，他们采用的是构建模型的方法，没有设置对照实验，错误。综上分析，b正确，acd错误。8某病毒的dna分子共有碱基600个，其中一条链的碱基比例为atgc=1234，在侵染宿主细胞时共消耗了嘌呤类碱基2100个，相关叙述错误的是（ ）a该病毒dna在宿主细胞中进行半保留复制b子代病毒的dna中(a+t)/(c+g)=3

16、/7c该病毒在宿主细胞内复制产生了8个子代dnad该病毒dna复制3次共需要360个腺嘌呤脱氧核苷酸【答案】d【解析】病毒dna在宿主细胞中复制时遵循dna分子半保留复制的原则，a正确；该dna分子中（a+t）/（c+g）=3/7，根据碱基互补配对关系，子代病毒的dna中（a+t）/（c+g）=3/7，b正确；由题干信息可知，在侵染宿主细胞时共消耗嘌呤类碱基2100个，应是复制了3次，则该病毒在宿主细胞内复制产生了8个子代dna，c正确；该病毒dna复制3次需要腺嘌呤脱氧核苷酸数目为（23-1）×90=630个，d错误。9y-str检验是法医学中对精子进行的一种dna检测手段，y-s

17、tr基因座是y染色体dna中的短片段重复序列。警方运用y-str检验，能大幅缩小破案范围至犯罪嫌疑人的父系家族。下列有关叙述错误的是（ ）ay-str检验可作为性别鉴定的依据by-str基因座可能由四种脱氧核苷酸组成cy-str检验运用了dna分子的特异性d在父系家庭中，不同个体的y-str基因座的差异较大【答案】d【解析】因为y-str基因座是y染色体dna中的短片段重复序列，所以y-str检验可作为性别鉴定的依据，a正确；y-str基因座是dna中的短片段重复序列，故其可能由四种脱氧核苷酸组成，b正确；y-str检验利用不同父系家族中y-str基因座的差异缩小破案范围，利用了dna分子的特

18、异性，c正确；在父系家庭中，不同个体的y-str基因座的差异较小，故能缩小破案范围至犯罪嫌疑人的父系家族，d错误。【点睛】本题考查基因的组成、结构等知识，考查考生对相关知识的理解和运用能力，以及对题干信息的提取和分析能力。10dna分子经过诱变，某位点上一个正常碱基（设为p）变成了尿嘧啶。该dna连续复制两次，得到4个子代dna分子相应位点上的碱基对分别为u-a、a-t、g-c、c-g，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【答案】d【解析】由4个子代dna分子的碱基对可知该dna分子经过诱变处理后，其中1条链上的碱基发生了突变，另一条链是正常的，所以得到的4个子代

19、dna分子中正常的dna分子和异常的dna分子各占1/2，因此含有g与c、c与g的2个dna分子是未发生突变的，这两个正常的dna分子和亲代dna分子的碱基组成是一致的，即亲代dna分子中的碱基组成是cg或gc，因此x可能是g或c。11（多选）如下甲图为鲍林小组在dna分子结构的“螺旋竞赛”中提出的dna三股螺旋模型结构图，如下乙图为4种脱氧核糖核苷酸的分子结构简式，最终的科学研究证明，鲍林小组提出的dna三股螺旋模型是一种错误的假说，存在一些难以解释的漏洞。下列选项中，叙述正确的是（ ）a该模型中的每一条单链都由磷酸基团和脱氧核糖交替连接而成b该模型无法解释卡伽夫法则c该模型中的dna分子由

20、3条单链左旋形成d该模型中的磷酸基团位于dna分子内部【答案】acd【解析】三螺旋结构是指由三条脱氧核苷酸链组成，而脱氧核苷酸链就是由磷酸基团和脱氧核糖交替连接而成，a正确；卡伽夫原则认为不同生物的dna中总是（a+g）=（c+t），但（g+c）（a+t），三条链配对肯定不遵循这个原则，但该dna分子的含氮碱基没有在内部，而是在外部没有进行配对，所以是可以解释该原则的，b错误；从图中看出该模型中的dna分子的含氮碱基排列在外侧沿着左边方向旋转，c正确；从图中看出该模型中的dna分子的含氮碱基排列在外侧，所以磷酸分子排列在内部，d正确。【点睛】该题需要从dna的三螺旋结构中找到脱氧核苷酸的各个部

21、分再结合dna分子的双螺旋结构相关知识进行解答。12关于dna分子的结构与复制的叙述中，正确的有几项（ ）一含有m个腺嘌吟的dna分子复制n次，共消耗腺嘌呤脱氧核苷酸（2n-1）×m个双链dna分子，g+c占碱基总数的m%，那么该dna分子的每条链中g+c都占该链碱基总数的m%细胞内全部dna被32p印标记后在不含32p的环境中进行连续有丝分裂，第2次分裂产生的每个子细胞染色体均有一半有32p标记dna双链被32p标记后，在31p中复制n次，子代dna中有32p标记的占1/2na0项 b1项 c2项 d3项【答案】c【解析】含有m个腺嘌呤的dna分子经n次复制，其实就是有2n-1个d

22、na分子在复制，每个需要m个腺嘌呤脱氧核苷酸，那么2n-1个dna分子就需要(2n-1)×m个腺嘌呤脱氧核苷酸，正确；在一个双链dna分子中，g+c占碱基总数的m%，由于两条链中g+c的数目是相等的，那么该dna分子的每条链中g+c所占比例就相当于分子、分母各减半，其比例是不变的，正确；细胞内全部dna被32p标记后，在不含32p的环境中进行连续有丝分裂，在有丝分裂后期，着丝点分开后形成的每条染色体随机分布到两极，第2次分裂产生的每个子细胞染色体不一定一半有32p标记，错误；dna双链被32p标记后，不管复制多少次，都只有2个dna带有标记，所以复制n次，子代dna中有标记的占2/2

23、n，错误；综上所述，c正确，a、b、d错误。13羟胺可使胞嘧啶转化为羟化胞嘧啶而与腺嘌呤配对，假如一个精原细胞在进行dna复制时，一个dna分子的两个胞嘧啶碱基发生羟化，不可能出现的现象是（ ）a减数分裂产生的四个精子中，两个精子的dna序列改变，两个没有改变b产生的初级精母细胞中可能有四条姐妹染色单体含有羟化胞嘧啶cdna序列发生改变的精子与正常卵细胞结合并发育成具有突变性状的个体ddna序列发生改变的精子与正常卵细胞结合发育成的个体没有该性状的改变【答案】b【解析】一个精原细胞在进行dna复制时，若一个dna分子的每条链上的一个胞嘧啶碱基发生羟化，依据半保留复制和减数分裂过程，初级精母细胞

24、的一对同源染色体上的四个dna分子中，会有两个dna序列改变，所以减数分裂产生的4个精子中，两个精子的dna序列改变，两个没有改变，a正确；b错误；由于基因突变不一定引起生物性状的改变，所以dna序列发生改变的精子和卵细胞结合可能发育成具有突变性状的个体（即出现新的性状），也可能发育成没有突变性的个体，cd正确。14下列有关染色体、dna、基因、脱氧核苷酸的说法，正确的是（ ）a一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的比例决定的b基因是具有遗传效应的dna片段，不是4种碱基对的随机排列c在dna分子结构中，脱氧核苷酸的排列构成了dna分子的基本骨架d染色体是dna的主要载体，

25、一条染色体上只含有1个dna分子【答案】b【解析】一个基因含有许多个脱氧核苷酸,基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的,而不是由脱氧核苷酸的比例决定的，a错误；基因是具有遗传效应的dna片段,基因中碱基对的排列顺序是特定的,而不是随机的，b正确；在dna分子结构中,脱氧核糖和磷酸交替连接构成了dna分子的基本骨架，c错误；染色体是dna的主要载体，一条染色体上含有1个或2个dna分子(染色体复制之后和着丝点分裂之前)，d错误。15（多选）dna复制方式当时推测可能有如图甲所示的三种方式。1958年，meslson和stahl用密度梯度离心的方法，追踪由15n标记的dna亲本链的去向，实验过

26、程是：将亲代大肠杆菌转移到含14n的培养基上，再连续繁殖两代（子代和子代）后离心得到如图乙所示的结果。下列有关叙述正确的是（ ）a若子代离心后只有中密度带，则一定是半保留复制b区分分散复制还是半保留复制，应该要从子代离心结果开始c如果将子i代dna分子解旋后再离心，则三种复制方式的结果是一样的d若dna确实是半保留复制，则复制5代后，含14n的dna分子占100%【答案】bd【解析】若子代离心后只有中密度带，则可能是半保留复制，也可能是分散复制，a错误；区分分散复制还是半保留复制，应该要从子代离心结果开始，b正确；如果将子代dna分子解旋后再离心，则全保留复制和半保留复制的结果是一样的，都是轻

27、、重各一半，而分散复制的结果是全中，c错误；若dna确实是半保留复制，则复制5代后，含14n的dna分子占100%，d正确。16人类对遗传的认知逐步深入：(1)格里菲思用于转化实验的肺炎双球菌中，s型菌有s、s、s等多种类型，r型菌是由s型突变产生。利用加热杀死的s与r型菌混合培养，出现了s型菌。有人认为s型菌出现是由于r型菌突变产生，但该实验中出现的s型菌全为_，否定了这种说法。(2)沃森和克里克构建了dna双螺旋结构模型，该模型用_解释dna分子的多样性，此外，_的高度精确性保证了dna遗传信息稳定传递。【答案】(1)s (2)碱基对排列顺序的多样性 碱基互补配对【解析】（1）由于变异存在

28、不定向性，而该实验中出现的s菌全为s，说明不是突变产生的，从而否定了前面的说法。（2）沃森和克里克构建了dna双螺旋结构模型，该模型用碱基对排列顺序的多样性解释dna分子的多样性，此外，碱基互补配对高度精确性保证了dna遗传信息稳定传递。17如图是dna片段的结构图，请据图回答：（1）图甲是dna片段的_结构，图乙是dna片段的_结构。（2）从图中可以看出dna分子中的两条链是由磷酸和_交替连接的。（3）连接碱基对的结构是7_，碱基配对的方式如下：即a与_配对；g与_配对。（4）从图甲可以看出组成dna分子的两条链的方向是_的，从图乙可以看出组成dna分子的两条链相互缠绕成独特的_结构。【答案

29、】（1）平面 立体 （2）脱氧核糖 （3）氢键 t c （4）反向平行 双螺旋【解析】（1）分析题图可知，甲是dna分子的平面结构，乙是dna分子的空间结构，即立体结构。（2）dna分子的两条链的磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成基本骨架。（3）dna分子之间的碱基通过氢键连接成碱基对，7为碱基对之间的氢键，碱基配对的方式如下：即a（腺嘌呤）与t（胸腺嘧啶）配对；g（鸟嘌呤）与c（胞嘧啶）配对。（4）图甲可以看出，dna的左链中脱氧核糖的顶点朝上，右链中脱氧核糖的顶点朝下，即组成dna分子的两条链是反向平行的；dna分子的空间结构是规则的双螺旋结构。【点睛】易错点dna的分子结构是双螺旋结构，牢记dna分子是磷酸和脱氧核糖在外侧排列构成了基本骨架。18在目前已发现的一百多种元素中，许多元素都存在同位素，且大多具有放射性。放射性