2023-2024学年 人教版 必修二 基因的本质 作业

基因的本质一、单项选择题(每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的)1．肺炎链球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是()A．S型细菌的菌落是粗糙的，R型细菌的菌落是光滑的B．S型细菌的DNA经加热后失活，因而注射S型细菌后的小鼠仍存活C．从病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌只有S型细菌而无R型细菌D．该实验未证明R型细菌转化为S型细菌是由S型细菌的DNA引起的答案D解析S型细菌的菌落光滑，R型细菌的菌落粗糙，A错误；S型细菌的DNA经加热后变性失活，但温度降低后其活性可恢复，B错误；S型细菌中某种物质可促使部分R型细菌转化为S型细菌，因此从死亡小鼠中分离得到S型细菌和R型细菌，C错误；该实验证明S型细菌中存在某种转化因子，但不能证明转化因子是S型细菌的DNA，D正确。2．在噬菌体侵染细菌的实验过程中，先将噬菌体在含32P的培养液中培养12h，然后将其与35S标记的大肠杆菌混合保温，在大肠杆菌裂解前，搅拌离心并检测放射性，下列叙述正确的是()A．悬浮液能检测到35S的放射性，沉淀物中能检测到32P的放射性B．仅在悬浮液可以检测到放射性，说明噬菌体的蛋白质未进入大肠杆菌内C．仅在沉淀物可以检测到放射性，既有来自32P又有来自35S的放射性D．仅在沉淀物可以检测到放射性，无法判断噬菌体的DNA是否进入大肠杆菌答案D3．细菌转化是指某一受体细菌通过直接吸收来自另一供体细菌的一些含有特定基因的DNA片段，从而获得供体细菌的相应遗传性状的现象，如肺炎链球菌转化实验中即存在着这种现象。S型肺炎链球菌有荚膜且具有致病性，R型肺炎链球菌无荚膜也无致病性，二者对青霉素敏感。已知在多代培养的S型菌中存在能抗青霉素的突变型(记为PenrS型)。现用PenrS型菌和R型菌进行如图所示实验，下列分析合理的是()A．甲组中小鼠患败血症，注射青霉素治疗后均可康复B．乙组中可观察到两种菌落，加青霉素后仍有两种菌落继续生长C．丙组培养基中含有青霉素，所以生长的菌落可能是PenrS型菌的菌落D．丁组中因为DNA被分解而无转化因子，所以无菌落生长答案C解析甲组实验中部分R型菌能转化形成PenrS型菌，所以小鼠患败血症，由于PenrS型菌能抗青霉素，因此注射青霉素治疗，小鼠不能恢复健康，A不符合题意；乙组实验中部分R型菌能转化形成PenrS型菌，因此可观察到两种菌落，但是由于R型菌不抗青霉素，加青霉素后只有一种菌落能继续生长，B不符合题意；丙组实验中PenrS型菌的DNA和R型菌混合后，部分R型菌能转化为PenrS型菌，由于R型菌在含有青霉素的培养基中不能生长，所以生长的菌落可能是PenrS型菌的菌落，C符合题意；丁组实验中因为PenrS型菌的DNA被分解而无转化因子，所以没有PenrS型菌的形成，又因为丁组为普通培养基，R型菌能生长，故丁组中有R型菌的菌落生长，D不符合题意。4.如图为DNA分子片段结构示意图。下列关于DNA分子的结构与特点的叙述，正确的是()A．含胞嘧啶15%的DNA比含腺嘌呤17%的DNA耐热性高B．⑨的数量只与碱基的数量有关C．若一条单链的序列是5′—AGCTT—3′，则其互补链的对应序列是5′—AAGCT—3′D．若一条单链中G和C共占1/2，则DNA分子中G占1/2答案C解析A与T之间是两个氢键，C与G之间是三个氢键，含C—G碱基对多的DNA耐热性高，含腺嘌呤17%的DNA的胞嘧啶含量为33%，含胞嘧啶15%的DNA比含腺嘌呤17%的DNA耐热性低，A错误；A与T之间是两个氢键，C与G之间是三个氢键，⑨氢键的数量与碱基数目和种类都有关，B错误；若一条单链中G和C共占1/2，则DNA分子中G＋C占1/2，G占1/4，D错误。5．某研究性学习小组以细菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心法对DNA是半保留复制还是全保留复制进行了探究(已知培养用的细菌大约每20min分裂一次，产生子代，实验结果见相关图示)。下列叙述错误的是()A．前三组实验中，实验三的结果对结论的得到起到了关键性作用B．对前三组实验的结果进行比较，能说明DNA的复制方式C．实验四若DNA有1/4位于轻带位置、3/4位于重带位置，则是全保留复制D．若将实验三得到的DNA双链分开再离心，其结果能判断DNA的复制方式答案D解析实验一和实验二起对照作用，实验三的结果对结论的得到起到了关键性作用，但需将其与第一组和第二组的结果进行比较，才能说明DNA的复制方式，A正确；若为全保留复制，则实验三的DNA有1/2位于轻带位置，1/2位于重带位置，若为半保留复制，则实验三的DNA全部位于中带位置，因此对前三组实验的结果进行比较，能说明DNA的复制方式，B正确；实验四培养40min，细菌分裂了两次，若DNA进行全保留复制，则只含14N的DNA位于轻带位置，占1/4，只含15N的DNA位于重带位置，占3/4，C正确；将实验三得到的DNA双链分开，无论是半保留复制，还是全保留复制，均只能得到14N和15N标记的两种单链，离心后结果相同，故不能据此判断DNA的复制方式，D错误。6．有人将大肠杆菌的DNA聚合酶和解旋酶等、4种脱氧核苷三磷酸dNTP(即dN－Pα～Pβ～Pγ，其中Pγ用32P标记)、微量的T2噬菌体DNA混合液在有Mg2＋存在的条件下于37℃静置30min，检测是否能合成DNA分子以及放射性。下列关于该实验的叙述，正确的是()A．无DNA合成，原DNA中无放射性，因为实验装置中未提供能量B．有DNA合成，新DNA中无放射性，新DNA碱基序列与T2噬菌体的DNA相同C．有DNA合成，新DNA中有放射性，新DNA碱基序列与T2噬菌体的DNA相同D．有DNA合成，新DNA中有放射性，新DNA碱基序列与大肠杆菌的DNA相同答案B解析DNA复制需要的基本条件：模板：解旋后的两条DNA单链；原料：四种脱氧核苷酸；能量：ATP；酶：解旋酶、DNA聚合酶等。dNTP要作为DNA复制的原料则需要脱去Pβ和Pγ两个磷酸基团，该过程中可为DNA复制提供能量，T2噬菌体的DNA可作为模板，有原料、酶和能量，所以有DNA合成，且新合成DNA的碱基序列与T2噬菌体相同，又因Pγ用32P标记，用作原料时已被脱去，故合成的DNA无放射性，B正确，A、C、D错误。7．如图为DNA分子的复制方式模式图，图中“→”表示复制方向。下列叙述错误的是()A．由图可知，DNA分子复制为多起点双向复制B．DNA复制是边解旋边双向复制C．DNA分子复制时，子链的合成方向是从5′­端到3′­端D．除图示酶外，DNA分子复制还需要DNA聚合酶和DNA连接酶(连接DNA片段)答案A解析由图可知，DNA分子复制为双向复制，不能看出多起点，A错误；DNA复制，需要图示解旋酶打开双链间的氢键，使双链DNA解开，需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接到DNA片段末端，而将片段连成完整的子链需要DNA连接酶，D正确。8．某双链DNA片段含有500个碱基对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸有200个。将该DNA的双链均用15N标记，然后用含14N的脱氧核苷酸为原料复制3次。下列叙述错误的是()A．共需要消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸2100个B．子代DNA中含有15N标记的占全部DNA的比例为1/8C．第3次复制消耗游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸800个D．对子代DNA进行离心，将出现轻和中两个条带答案B解析一个DNA分子含有500个碱基对，即1000个脱氧核糖核苷酸，其中腺嘌呤脱氧核糖核苷酸为200个，那么该DNA分子中胞嘧啶脱氧核苷酸＝(1000－200×2)÷2＝300个，该DNA分子连续复制3次后共需要消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸＝300×(23－1)＝2100个，A正确；子代DNA中含有15N标记的DNA有2个，经过3次复制子代DNA分子有8个，故子代DNA中含有15N标记的占全部DNA的比例为1/4，B错误；第3次复制消耗游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸＝23－1×200＝800个，C正确；子代DNA分子有2个是一条链含15N，一条链含14N，6个是只含14N，故对子代DNA进行离心，将出现轻和中两个条带，D正确。9．在一定条件下，如加热或极端pH，可使DNA双链解旋变为单链，导致DNA变性；两条彼此分开的单链在适当条件下重新缔合成为双螺旋结构的过程称为复性。下列叙述正确的是()A．双链DNA分子加热变性过程中不会破坏磷酸二酯键B．双链DNA分子中A、T含量越多，变性所需要的温度越高C．复性后DNA分子的功能会发生改变D．复性后的双链DNA分子按照同向平行方式盘旋成双螺旋结构答案A解析双链DNA分子加热变性过程是通过破坏双链之间的氢键而解旋，不会破坏磷酸二酯键，A正确；A与T之间有2个氢键，G与C之间有3个氢键，双链DNA分子中G、C含量越多，变性所需要的温度越高，B错误；复性后DNA分子双链结构恢复，复性后DNA分子功能不变，C错误；复性后的双链DNA分子按照反向平行方式盘旋成双螺旋结构，D错误。10．小鼠的睾丸中一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸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完成减数分裂过程(不考虑染色体互换)，其染色体的放射性标记分布情况是()A．初级精母细胞中每条染色体的两条单体都被标记B．次级精母细胞中每条染色体都被标记C．只有半数精细胞中有被标记的染色体D．产生的精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标记数相等答案D解析一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期后，每条染色体的DNA分子有一条链被标记，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程，初级精母细胞中每条染色体只有一条染色单体被标记，A错误；着丝粒分裂后的次级精母细胞有一半的染色体被标记，B错误；由于减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后产生的两条子染色体随机移向细胞两极，所以一个精原细胞减数分裂产生的含有被标记染色体的精细胞数目可能为2、3、4个，C错误；整体来看，产生的精细胞中的全部染色体，被标记数与未被标记数相等，D正确。11．下列关于基因的叙述中，正确的是()A．一个DNA分子上所有基因的碱基对数目之和与该DNA分子中的碱基对数目相等B．细胞中的基因是具有遗传效应的DNA片段，但病毒中的基因可能是RNA片段C．真核生物基因中的遗传信息指的是核糖核苷酸的排列顺序，是决定生物性状的基本单位D．每条染色体上含有1个DNA分子，每个DNA分子上含有多个基因答案B解析一个DNA分子中有多个基因，但由于DNA的一些片段并非基因，所以一个DNA分子中所有基因的碱基对数目之和小于DNA分子中的碱基对数目，A错误；对细胞生物和DNA病毒来说，基因是有遗传效应的DNA片段，但对于RNA病毒而言，基因是具有遗传效应的RNA片段，B正确；真核生物基因中的遗传信息指的是脱氧核苷酸的排列顺序，基因是决定生物性状的基本单位，C错误；每条染色体上含有1个或2个DNA分子，每个DNA分子上含有多个基因，D错误。二、不定项选择题(每题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求)12．下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是()A．一个基因含多个脱氧核苷酸，脱氧核苷酸的排列顺序决定基因的特异性B．基因通常是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上只含一个基因C．在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的都是两个磷酸基团和一个碱基D．原核生物的染色体主要由DNA和蛋白质组成答案BCD解析一个DNA分子上可含有成百上千个基因，B错误；在DNA分子结构中，除3′­端外，与脱氧核糖直接相连的都是两个磷酸基团和一个碱基，C错误；原核生物不含染色体，D错误。13．关于“探究核酸是遗传物质”的经典实验的叙述，正确的是()A．肺炎链球菌活体转化实验中，加热致死的S型菌能引起R型菌产生稳定且可遗传的变化B．肺炎链球菌离体转化实验中，在S型菌的细胞提取物中加入DNA酶，细胞提取物会失去转化活性C．噬菌体侵染细菌的实验中，如搅拌不充分，32P标记的噬菌体实验组中沉淀物放射性明显增强D．烟草花叶病毒(TMV)感染实验中，单独使用TMV的RNA感染烟草，可从烟草细胞中分离出TMV答案ABD14.DNA分子中发生碱基错配时，相对的两个碱基不配对形成一个较为松散的凸起，如图所示，此结构可被细胞中的相关酶系统识别，并将错配碱基去除，从而保证DNA复制的准确性。下列有关叙述正确的是()A．不配对碱基之间形成的凸起结构可能与碱基的分子结构有关B．若第一次DNA复制时错配不能被识别，则所形成的凸起结构一般在第二次复制时会消失C．出现此结构的DNA在复制时仍为半保留复制D．若第一次DNA复制时错配不能被识别，则发生错配的DNA的后代中可能有一半发生改变答案ABCD解析若第一次DNA复制时错配不能被识别，在第二次复制时，会发生正常的A—T配对，C—G配对，所形成的凸起结构一般在第二次复制时会消失，B正确；出现此结构的DNA在复制时也是半保留复制，若第一次DNA复制时错配不能被识别，由于DNA复制为半保留复制，亲代DNA分子的一条母链异常，另一条母链可能正常，则发生错配的DNA的后代中可能有一半异常，C、D正确。15．科学家发现，癌细胞中存在一种单链DNA分子，可促进癌细胞分裂，该单链DNA分子中富含G，每4个G之间通过氢键连接成一个正方形的“G­4平面”，使该DNA分子形成独特的四联体螺旋结构。下列有关分析错误的是()A．水分子之间、氨基酸分子之间、碱基之间都可能存在氢键B．该单链DNA分子中，磷酸、五碳糖和含氮碱基的数量相等C．与RNA分子相比，该单链DNA分子不含脱氧核糖和尿嘧啶D．破坏该单链DNA的四联体螺旋结构，可能会阻止癌细胞的增殖答案C解析该单链DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，而一分子脱氧核苷酸由一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子含氮碱基组成，因此其磷酸、五碳糖和含氮碱基的数量相等，B正确；该单链DNA分子含有的五碳糖是脱氧核糖，与RNA相比，该单链DNA分子不含核糖和尿嘧啶，C错误；该单链DNA分子可促进癌细胞分裂，若破坏该单链DNA的四联体螺旋结构，可能会阻止癌细胞的增殖，D正确。三、非选择题16．科研工作者做噬菌体侵染细菌的实验时，分别用同位素32P、35S、18O和14C对噬菌体以及大肠杆菌成分做了如下标记。请回答下列问题：第一组第二组第三组噬菌体成分用35S标记未标记用14C标记大肠杆菌成分用32P标记用18O标记未标记(1)第二组实验中，子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素是________。第三组实验中，子代噬菌体的DNA中________________(填“一定都含有”“一定都不含有”或“不一定都含有”)14C。(2)假设在第一组实验中，噬菌体DNA在大肠杆菌体内复制了三次，那么从大肠杆菌体内释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和含有35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的________。(3)第二组与第三组实验经过一段时间培养后搅拌、离心，能检测到同位素标记的主要部位分别是________、________________。(填“沉淀物”“上清液”或“沉淀物和上清液”)(4)若第一组和第三组的噬菌体标签脱落，无法辨别，请设计实验进行鉴别，写出实验设计思路：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)18O不一定都含有(2)100%、0(3)沉淀物沉淀物和上清液(4)让第一组和第三组的噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌，经短时间保温后搅拌、离心，比较沉淀物中放射性强度的大小，放射性强度很低的是第一组噬菌体，放射性强度较高的是第三组噬菌体解析(1)合成子代噬菌体蛋白质外壳的原料来自大肠杆菌，因此，第二组实验中，子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素是18O。第三组实验中噬菌体用14C标记，14C既可标记DNA也可标记蛋白质外壳，而大肠杆菌未标记，根据噬菌体侵染过程以及DNA半保留复制的特点可知，第三组实验中，子代噬菌体的DNA中不一定都含有14C。(2)根据DNA的半保留复制特点等知识可得出：第一组实验中，用35S标记了噬菌体的蛋白质外壳，而大肠杆菌用32P标记，由于噬菌体的蛋白质外壳不进入大肠杆菌，则噬菌体DNA在大肠杆菌体内复制三次，从大肠杆菌体内释放出的子代噬菌体都含32P，都不含35S。(3)第二组实验用未标记的噬菌体去侵染用18O标记的大肠杆菌，子代噬菌体会带上18O标记，经一段时间后搅拌、离心，子代噬菌体和大肠杆菌主要存在于沉淀物中，即放射性主要位于沉淀物中；第三组实验用14C标记的噬菌体(蛋白质外壳与DNA都被标记)去侵染未标记的大肠杆菌，经过一段时间培养后搅拌、离心，沉淀物和上清液中都含有14C。17．据图分析回答下列问题：(1)填出图中部分结构的名称：②____________________、⑤____________________。(2)DNA分子的基本骨架是由________和________交替连接组成的。(3)碱基通过________连接成碱基对。(4)如果该DNA片段有200个碱基对，氢键共540个，胞嘧啶脱氧核苷酸有________个，该DNA分子复制3次，需要原料腺嘌呤脱氧核苷酸________个，复制过程中需要的条件是原料、模板、________、________酶和________酶等。一个用15N标记的DNA分子，放在14N的环境中培养，复制4次后，含有14N的DNA分子总数为________个。答案(1)脱氧核苷酸单链片段腺嘌呤脱氧核苷酸(2)磷酸脱氧核糖(两空顺序可颠倒)(3)氢键(4)140420能量解旋DNA聚合16解析(4)如果一个DNA片段有200个碱基对，氢键共540个，由于C和G之间有3个氢键，A和T之间有2个氢键，设C的含量为x，则3x＋2×(200－x)＝540，解得胞嘧啶脱氧核苷酸有140个，则腺嘌呤脱氧核苷酸有60个；该DNA分子复制3次，需要原料腺嘌呤脱氧核苷酸数为(23－1)×60＝420(个)。一个用15N标记的DNA分子，放在14N的环境中培养，复制4次后，根据DNA分子半保留复制的特点，子代DNA分子都含有14N，即含有14N的DNA分子总数为24＝16(个)。18．科学家对于基因的本质的探究进行了不懈的努力。请回答以下相关问题：(1)在“肺炎链球菌的转化实验”中选用细菌作为实验材料的优点主要有___________________