2023-2024学年 人教版 必修二 　重点突破练（三）　DNA是主要的遗传物质与DNA的结构和复制 作业

重点突破练（三）DNA是主要的遗传物质与DNA的结构和复制一、选择题1．细菌学家艾弗里等人进行了离体转化实验过程如图所示。下列叙述正确的是()A．用高倍显微镜观察①可看到胶状荚膜只有核糖体细胞器且光滑型(S)菌株B．②过程用差速离心法分别提取DNA、蛋白质和荚膜物质C．提取到的各种物质分别与致死的R型细菌混合后在④固体培养基中培养D．③中的DNA＋DNA酶组经④培养后没有S型细菌，但处理后的产物可以进入R型细菌中成为繁殖的原料D[用电子显微镜观察①可看到胶状荚膜只有核糖体细胞器且光滑型(S)菌株，A错误；②过程用分离提纯法分别提取DNA、蛋白质和荚膜物质，B错误；提取到的各种物质分别与活的R型细菌混合后在④固体培养基中培养，C错误；③中的DNA＋DNA酶组经④培养后没有S型细菌，但处理后的产物脱氧核苷酸可以进入R型细菌中成为繁殖的原料，D正确。]2．将S型肺炎链球菌的DNA与R型活细菌混合后，均分为两组，一组注射到小鼠体内（体内转化实验），一组接种到适宜的培养基中进行培养（体外转化实验）。下图为该小组绘制的实验过程中两种细菌数量变化的曲线图。下列相关叙述正确的是()A．甲、乙分别代表的是体内转化和体外转化实验B．2、4代表R型活细菌C．1、4代表R型活细菌D．4号曲线先下降的原因是部分S型细菌被小鼠的免疫系统杀死C[体内转化实验是在小鼠体内进行，由于小鼠的免疫系统会将部分的R型细菌杀死，所以R型细菌会先呈现下降趋势；只有乙图中的4出现了下降趋势，所以乙为体内转化实验，甲为体外转化实验，A、D错误。S型细菌由于需要R型细菌的转化，所以不会一开始就呈现数量上的增长，要在一段时间后会呈现增长趋势，而体内转化实验中的R型细菌会先呈现下降趋势，所以1、4代表R型活细菌，B错误，C正确。]3．赫尔希和蔡斯的“噬菌体侵染细菌的实验”证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，下图表示部分实验过程。下列相关叙述错误的是()A．放射性主要出现在沉淀中，该组实验证明噬菌体的遗传物质是DNAB．该实验产生的子代噬菌体中仅少部分DNA的一条链被32P标记C．噬菌体侵染细菌的实验成功的原因之一是噬菌体只将DNA注入大肠杆菌细胞中D．该实验中，噬菌体以自身DNA为模板在大肠杆菌内完成DNA复制A[32P标记的是噬菌体的DNA，放射性主要出现在沉淀中，但该实验没有对照，不能证明噬菌体的遗传物质是DNA，需要再用35S标记的噬菌体作对照，A错误；因为DNA分子进行半保留复制，所以该实验产生的子代噬菌体中仅少部分DNA的一条链被32P标记，B正确；噬菌体侵染细菌的过程中只将DNA注入大肠杆菌细胞中，实现了DNA和蛋白质的完全分离，这样可以单独研究二者的功能，C正确；该实验中，噬菌体直接以自身DNA为模板在大肠杆菌内完成DNA复制，大肠杆菌细胞提供复制的原料、酶、能量等，D正确。]4．某同学用橡皮泥和牙签来制作DNA双螺旋结构模型。她列出的材料及对应的结构和用量如表。其中说法不正确的是()材料白橡皮泥蓝橡皮泥红橡皮泥绿橡皮泥紫橡皮泥黄橡皮泥牙签代表结构磷酸脱氧核糖腺嘌呤胸腺嘧啶鸟嘌呤胞嘧啶化学键数量3030610104112A．该同学最多可以做出30个脱氧核苷酸B．该同学做出的DNA中，每条链最多有15个基本单位C．每个红色橡皮泥和绿色橡皮泥之间需用2根牙签D．她做出的DNA模型，两端分别有1个白色橡皮泥B[根据表中信息，脱氧核糖及磷酸各30个，故该同学最多可以做出30个脱氧核苷酸，A正确；根据碱基互补配对原则，只能制作6个A—T碱基对，4个G—C碱基对，该同学做出的DNA每条链最多有10个基本单位，B错误；A与T之间有两个氢键，每个红色橡皮泥（腺嘌呤）和绿色橡皮泥（胸腺嘧啶）之间需用2根牙签，C正确；由于两条链反向平行，若一条链的下端是磷酸，则另一条链的上端也是磷酸，则做出的DNA模型，两端分别有1个白色橡皮泥，D正确。]5．研究人员发现，人类和小鼠的软骨细胞中富含“miR140”分子，这是一种微型单链核糖核酸。与正常小鼠比较，不含“miR140”分子的实验鼠软骨的损伤程度要严重得多。下列关于“miR140”分子的叙述，错误的是()A．“miR140”分子中一定含有C、H、O、N、P五种元素B．“miR140”分子中磷酸数＝脱氧核糖数＝碱基数C．“miR140”分子有一个游离的磷酸基团D．“miR140”分子不是人和小鼠的遗传物质B[由题意可知，“miR140”分子的本质是RNA，RNA一定含有C、H、O、N、P五种元素，A正确；“miR140”分子的本质是一种单链RNA，因此“miR140”分子中磷酸数＝核糖数＝碱基数，且“miR140”分子有一个游离的磷酸基团，在5′端，B错误，C正确；“miR140”分子不是人和小鼠的遗传物质，人和小鼠的遗传物质是DNA，D正确。]6．DNA双螺旋结构具有不同的构象，常见的有B型和Z型，两种DNA的相关参数如下表。下列叙述错误的是()类型螺旋方向直径(A)螺距(A)每圈碱基对数B－DNA右2.03.410Z－DNA左1.84.512A．两种类型DNA均为双螺旋结构，都遵循碱基互补配对原则B．若B－DNA与Z－DNA等长，则B－DNA螺旋的圈数更多C．两种类型DNA的遗传信息均储存在碱基对的排列顺序中D．Z－DNA上基因的碱基数目多于B－DNA上基因的碱基数目D[两种类型DNA均为反向平行的双螺旋结构，均遵循碱基互补配对原则，A正确；由图可知，B－DNA螺距更短，若B－DNA与Z－DNA等长，则B－DNA螺旋的圈数要更多，B正确；DNA是遗传信息的携带者，遗传信息就储存在碱基对的排列顺序中，C正确；题干中无法得出Z－DNA上基因与B－DNA上基因的长度，因此无法判断出Z－DNA上基因的碱基数目多于B－DNA上基因的碱基数目，D错误。]7．双螺旋结构模型有多种形式，其中B－DNA是Watson－Crick的DNA双螺旋结构模型，是右手螺旋。在正常生理状态时，DNA大都属于这种形式，碱基的平面对DNA分子的中轴是垂直的。细胞内每转一圈平均包括10个核苷酸对，也可说是10个碱基对。下列关于该螺旋结构叙述错误的是()A．两条链是反向平行的，一条链走向是3′→5′，另一条链是5′→3′B．DNA分子的稳定性取决于碱基互补配对形成的氢键C．DNA的一条单链具有两个末端，有一个磷酸的末端为5′端D．在DNA的双链结构中，碱基的比例总是(A＋G)/(T＋C)＝1B[DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的，一条链走向是3′→5′，另一条链是5′→3′，A正确；DNA分子的稳定性取决于磷酸和脱氧核糖交替连接构成的基本骨架，B错误；DNA分子具有方向性，通常有羟基的末端称为3′端，而有磷酸的末端称为5′端，C正确；在DNA的双链结构中，A＝T、G＝C，碱基的比例总是(A＋G)/(T＋C)＝1，D正确。]8．假设将有一对同源染色体的精原细胞的DNA分子用15N标记，并供给14N的原料，该细胞进行减数分裂产生的4个精子中，含15N标记的DNA的精子所占比例为()A．0 B．25%C．50% D．100%D[精原细胞中一条染色体上含1个15N标记的DNA分子，一对同源染色体含2个DNA分子，经过间期的复制，2个15N标记的DNA分子变成4个DNA分子，每个DNA分子中一条链是含15N，另一条链含14N。减数第一次分裂结束，形成两个次级精母细胞，每个次级精母细胞含2个DNA分子，减数第二次分裂结束后，形成4个精细胞，每个精细胞中含1个DNA分子，这个分子中一条链含15N，另一条链含14N。因此，4个精子中都含15N标记的DNA，因此选D。]9．用一个32P标记的噬菌体侵染在31P环境中培养的大肠杆菌，已知噬菌体DNA上有m个碱基对，其中胞嘧啶有n个。下列叙述不正确的是()A．大肠杆菌为噬菌体增殖提供原料和酶等B．噬菌体DNA含有(2m＋n)个氢键C．该噬菌体繁殖4次，子代中只有14个含有31PD．噬菌体DNA第4次复制共需要8(m－n)个腺嘌呤脱氧核苷酸C[噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成，其DNA的复制及表达需要大肠杆菌提供原料、酶和ATP等，A正确；DNA上有m个碱基对，其中胞嘧啶有n个，T有(m－n)个，因此氢键个数＝2(m－n)＋3n＝(2m＋n)个，B正确；子代噬菌体中全部含31P，C错误；噬菌体DNA第4次复制共需要腺嘌呤脱氧核苷酸＝(24-1)(m－n)＝8(m－n)个，D正确。]10．复制泡是DNA进行同一起点双向复制时形成的。在复制启动时，尚未解开螺旋的亲代双链DNA同新合成的两条子代双链DNA的交界处形成的Y型结构，就称为复制叉。图1为真核细胞核DNA复制的电镜照片，其中泡状结构为复制泡，图2为DNA复制时，形成的复制泡和复制叉的示意图，其中a～h代表相应位置。下列相关叙述正确的是()A．图1过程发生在分裂前期，以脱氧核苷酸为原料B．图1显示拟核的DNA有多个复制原点，可加快复制速率C．根据子链的延伸方向，可以判断图2中c处是模板链的3′端D．图2中e处和f处子链合成用到的酶种类都是相同的C[DNA的复制发生在细胞分裂前的间期，以游离的四种脱氧核苷酸为原料，A错误；图1为真核细胞核DNA复制，其中一个DNA分子有多个复制泡，可加快复制速率，B错误；子链的延伸方向是从5′端到3′端延伸，且与模板链的关系是反向平行，因此，根据子链的延伸方向，可以判断图中c处是模板链的3′端，C正确；e处和f处子链合成用到的酶不都是相同的，f处还需要有DNA连接酶，D错误。]11．（不定项）DNA复制过程中遇到不利因素的现象，称为DNA复制胁迫。为了应对复制胁迫，生物体进化出了检验点，检测DNA复制是否正常并做出正确反应。Rad53是行使检验点功能的重要蛋白。研究人员发现当降低胞内dNTP（4种脱氧核苷酸）水平时，Rad53缺失的细胞中，解旋酶复合体仍会前进并解开双链DNA，但以两条DNA单链为模板的复制速度不同，从而导致暴露出大段单链区域。下列说法正确的是()A．真核细胞中DNA复制发生的场所主要在细胞核B．降低dNTP水平是为了使该细胞Rad53缺失C．大段单链DNA的暴露可能引起DNA损伤D．Rad53能够协调解旋酶复合体移动与两条链的复制速度ACD[真核细胞中DNA复制的场所主要是细胞核，A正确；根据题干信息可知，降低dNTP水平不是为了使该细胞Rad53缺失，而是为研究Rad53缺失时DNA复制的特点，B错误；大段单链DNA的暴露可能引起DNA损伤，C正确；Rad53缺失的细胞中，解旋酶复合体仍会前进并解开双链DNA，但以两条DNA单链为模板的复制速度不同，由此可知Rad53能够协调解旋酶复合体移动与两条链的复制速度，D正确。]12．（不定项）某种动物(2n＝12)核DNA两条链均被32P标记的卵原细胞和精原细胞，在含31P的培养液中进行减数分裂，然后完成受精作用并继续在含31P的培养液中进行一次有丝分裂，下列叙述错误的是()A．形成精子时，减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期细胞中只含31P的染色体均为12条B．减数分裂Ⅱ中期细胞中只含32P的核DNA有6条C．有丝分裂中期不含32P的染色体有12条D．有丝分裂后期，移向同一极并含32P的染色体最多12条ABC[形成精子的过程是减数分裂过程，DNA只复制一次，所有的DNA分子一条链含31P，另一条链含32P，没有只含31P的染色体，A错误；DNA分子是半保留复制，没有只含32P的核DNA，B错误；减数分裂后所有的DNA一条链含31P，另一条链含32P，再进行有丝分裂形成的DNA一半是一条链含31P，另一条链含32P，一半是两条链都含31P，有丝分裂中期着丝粒没有分裂，不含32P的染色体有0条，C错误；有丝分裂形成的DNA中12个是一条链含31P，另一条链含32P，12个是两条链都含31P，有丝分裂后期，移向同一极并含32P的染色体最多12条，D正确。]二、非选择题13．科学家从T2噬菌体中分离出甲、乙两个不同品系，并进行了4组相关实验，实验过程和结果如下表所示。实验编号实验过程实验结果①甲品系T2噬菌体侵染大肠杆菌分离出甲品系T2噬菌体②乙品系T2噬菌体侵染大肠杆菌分离出乙品系T2噬菌体③甲品系T2噬菌体的DNA＋乙品系T2噬菌体的蛋白质侵染大肠杆菌分离出甲品系T2噬菌体④乙品系T2噬菌体的DNA＋甲品系T2噬菌体的蛋白质侵染大肠杆菌分离出乙品系T2噬菌体回答下列问题：(1)该实验的设计思路是_____________________________________________________________________________________________________________________。整个实验能够证明_____________________________________________________。(2)若用3H、32P、35S同时标记T2噬菌体后，让其侵染未标记的大肠杆菌，在产生的子代噬菌体中，能够检测到的放射性元素有。T2噬菌体不能独立生活的原因可能是__________________________________________________________________________________________________________________________（答出1点即可）。(3)若用烟草细胞替代大肠杆菌进行上述实验，（填“能”或“不能”）得到上述实验结果，依据是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)探索遗传物质的实验设计思路是将病毒的遗传物质和蛋白质分离，单独研究它们各自的功能，根据实验结果可知，子代噬菌体的性状与提供DNA的噬菌体一致，说明T2噬菌体的遗传物质是DNA。(2)若用3H、32P、35S同时标记T2噬菌体后，让其侵染未标记的大肠杆菌，由于35S只存在于蛋白质外壳中，不进入大肠杆菌细胞内，所以在产生的子代噬菌体中，能够检测到的放射性元素是3H、32P。由于噬菌体没有细胞结构，缺乏相应的酶，不能通过细胞呼吸产生能量，因此T2噬菌体不能独立生活。(3)由于T2噬菌体只能寄生在大肠杆菌细胞内，不能寄生在烟草细胞内，所以若用烟草细胞替代大肠杆菌进行题述实验，不能得到题述实验结果。[答案](1)将T2噬菌体的DNA和蛋白质分离，单独研究它们各自的功能T2噬菌体的遗传物质是DNA(2)3H、32P没有细胞结构；缺乏相应的酶；不能通过细胞呼吸产生能量（任选一条作答）(3)不能T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，不能寄生在烟草细胞中14．科学家冈崎提出DNA半不连续复制假说：DNA复制形成互补子链时，一条子链是连续形成，另一条子链先形成短链片段（如图1）。为验证这一假说，冈崎进行了如下实验：让T4噬菌体在20℃时侵染大肠杆菌70min后，将同位素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，在2s、7s、15s、30s、60s、120s后，分离T4噬菌体DNA并通过加热使DNA分子全部解螺旋，再进行密度梯度离心，以DNA单链片段分布位置确定片段大小（分子越小离试管口距离越近），并检测相应位置DNA单链片段的放射性，结果如图2，请回答下列问题：(1)大肠杆菌DNA呈环状，环状DNA分子中每个磷酸基团连接个脱氧核糖，其上基因的特异性是由决定的。(2)根据图2所示结果，在实验时间内，均能检测到，为冈崎提出的假说提供了有力证据。与60s结果相比，120s结果中短链片段减少的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)从图1可以看出，DNA复制时，子链延伸的方向是，需要的原料是。[解析](1)环状DNA分子中每个磷酸基团连接2个脱氧核糖，基因通常是有遗传效应的DNA片段，DNA上基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定。(2)DNA单链片段越小离试管口距离越近，据图2可知，时间较短时，离心后分布的位置距离试管口较近，说明形成的短链片段较多，随着时间延长，离心后的位置距离试管口变远，说明长链片段增多，该实验结果为冈崎假说提供了有力证据。图2中，与60s结果相比，120s时有些短链片段连接成长链片段，所以短链片段减少了。(3)从图1可以看出，DNA的子链延伸的方向总是从子链的5′端向3′端延伸，其合成DNA的原料为脱氧核苷酸。[答案](1)2脱氧核苷酸的排列顺序(2)较多的短链片段短链片段连接形成长链片段，所以短链片段减少(3)5′→3′脱氧核苷酸15．DNA的复制方式，可以通过设想来进行预测，可能的情况是全保留复制、半保留复制、分散（弥散）复制三种。(1)根据图中的示例对三种复制作出可能的假设：①如果是全保留复制，则一个DNA分子形成的两个DNA分子中，一个是亲代，而另一个是新形成的。②如果是半保留复制，则新形成的两个DNA分子中，各有______________________________________________________________________________________。③如果是分散复制，则新形成的DNA分子中__________________________________________________________________________________________________。(2)下列为探究DNA的复制方式的实验设计。实验步骤：①在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA均为14N/14N-DNA（对照）；②在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA均为15N/15N-DNA（亲代）；③将亲代大肠杆菌（含15N/15N-DNA）转移到氮源为14N的培养基中，再连