第3章《基因的本质》
(60分钟，100分)
一、选择题(每小题2.5分，共50分)
锦州质检?某同学模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染大肠杆菌的部分实验，有关1.?2015·
分析错误的是( )
A．上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质
B．沉淀物b中含放射性的高低，与②过程中搅拌是否充分有关 C．上清液a中放射性较强 35
D．S标记的是噬菌体的遗传物质
35
【解析】 S只存在于噬菌体蛋白质，不进入细菌参加子代噬菌体合成，需要再设置32
一组P标记噬菌体DNA的实验组对照，才能证明DNA是遗传物质，A正确，D错。经过搅拌后，噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌分离，离心后，噬菌体蛋白质外壳密度较小，在上清液中，大肠杆菌密度大，在沉淀物中，故上清液放射性高，如果搅拌不充分，噬菌体外壳与细菌分离不彻底，附着在细菌上进入沉淀物，造成沉淀物有部分放射性，B、C正确。
【答案】 D
2．艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质，该实验最关键的设计思路是( )
A．分离噬菌体和细菌，比较其差异 B．降解DNA以研究其结构组成 C．用同位素标记DNA和蛋白质
D．分别研究DNA和蛋白质是否具有遗传效应 【解析】 艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质，该实验最关键的设计思路是分别研究DNA和蛋白质是否具有遗传效应。
【答案】 D
3.?2015·忻州一中期中?以下与遗传物质相关的叙述，正确的是( ) A．豌豆的遗传物质是DNA和RNA B．甲流病毒的遗传物质含有S元素
C．T2噬菌体内，碱基A、C、G参与组成的核苷酸有6种
D．核酸是所有生物的遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质
【解析】 细胞生物的遗传物质都只能是DNA，A错误；甲流病毒的遗传物质是RNA，不含有S元素，B错误；T2噬菌体内仅含有DNA，碱基A、C、G参与组成的核苷酸有3种，C错误；核酸是所有生物的遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质，D正确。
【答案】 D
4．一百多年前，人们就开始了对遗传物质的探索历程。下列有关叙述错误的是( ) A．最初认为遗传物质是蛋白质，是推测氨基酸的多种排列顺序可能蕴含遗传信息 B．格里菲思通过肺炎双球菌的转化实验得出DNA是遗传物质的结论
C．噬菌体侵染细菌实验之所以更有说服力，是因为其蛋白质与DNA能完全分开 D．沃森和克里克运用建构物理模型的方法研究确认了DNA的分子结构 【解析】 最初认为遗传物质是蛋白质，是因为推测氨基酸的多种排列顺序可能蕴含遗传信息，故A正确；格里菲思通过肺炎双球菌的转化实验得出S型细菌中存在某种转化因子，能将R型细菌转化为S型细菌，故B错误；噬菌体侵染细菌时只有DNA进入细菌，其蛋白质外壳留在细菌外，导致DNA和蛋白质彻底分开，因此该实验比艾弗里体外转化实验更有说服力，故C正确；沃森和克里克构建了DNA的双螺旋结构模型，故D正确。
【答案】 B
5.?2015·湖北期中?下列有关生物科学研究的说法，正确的是( )
A．肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染大肠杆菌实验的方法不同，但实验思路是一致的 B．科学家用放射性同位素示踪技术，证明了DNA复制方式是全保留复制、边解旋边复制 C．摩尔根通过类比推理法，证明了基因在染色体上 D．格里菲思的小鼠肺炎双球菌体内转化实验，通过把S型细菌和R型细菌经过的不同处理后注射小鼠，观察小鼠的死亡情况，可以证明DNA是遗传物质 【解析】 肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染大肠杆菌实验的方法不同，但实验思路是一致的，都是设法让DNA和蛋白质分离，然后单独直接地观察DNA的作用，A正确；科学家用放射性同位素示踪技术，证明了DNA复制方式是半保留复制，但不能证明是边解旋边复制，B错误；摩尔根通过假说—演绎法，证明了基因在染色体上，C错误；格里菲思的小鼠肺炎双球菌体内转化实验，通过把S型细菌和R型细菌经过的不同处理后注射小鼠，观察小鼠的死亡情况，可以证明S型肺炎双球菌细胞内含有转化因子，D错误。 【答案】 A 6．下面是噬菌体侵染细菌实验的部分步骤示意图，对此过程的有关叙述中，正确的是( ) A．选用噬菌体作为实验材料的原因之一是其结构简单，成分只有蛋白质和DNA 3535B．被S标记的噬菌体是通过将其置于含有S的培养基或培养液中直接获得的 C．离心后上清液的放射性很高，原因是被标记的DNA在上清液中 D．上图的实验充分说明了噬菌体的DNA是遗传物质，而蛋白质不是 【解析】 选用噬菌体作为实验材料的原因之一是其结构简单，成分只有蛋白质和DNA，3535A正确；被S标记的噬菌体是通过让其感染含有S的细菌后间接获得的，B错误；离心后上清液的放射性很高，原因是被标记的蛋白质在上清液中，C错误；上图的实验说明了蛋白质不是遗传物质，没能显示DNA的遗传途径，D错误。 【答案】 A 357．下列有关S标记噬菌体侵染无标记细菌实验的叙述中，正确的是( ) 35A．S主要集中在沉淀物中，上清液中也不排除有少量的放射性 3535B．要得到S标记噬菌体必须直接接种在含S的动物细胞培养基中才能培养出来 C．采用搅拌和离心手段，是为了把蛋白质和DNA分开，再分别检测其放射性 3235D．在该实验中，若改用P、S分别标记细菌DNA、蛋白质，复制4次，则子代噬菌体3235100%含P和S 35【解析】 S标记噬菌体的蛋白质外壳，所以放射性主要集中在上清液中，A错误；噬3535菌体属于细菌病毒，营寄生生活，所以要得到S标记的噬菌体必须直接接种在含S的大肠杆菌中才能培养出来，B错误；搅拌和离心是为了把噬菌体和细菌分离，C错误；由于噬菌3235体侵染细菌实验中，所用原料都是细菌的，所以在该实验中，若改用P、S分别标记细菌3235DNA、蛋白质，复制4次，则子代噬菌体100%含P和S，D正确。 【答案】 D 8.?2015·大庆模拟?1928年，英国细菌学家格里菲斯以小鼠为实验材料做了如下实验： 第1组 第2组 第3组 第4组 注射活的R型菌实验 注射加热杀死的注射活的R型菌 注射活的S型菌 与加热杀死的S处理 S型菌 型菌 小鼠死亡，从小鼠小鼠死亡，从小鼠实验 小鼠不死亡 体内分离出S型小鼠不死亡 体内分离出S型现象 活细菌 活细菌 下列关于此实验的分析，不正确的是( )
A．实验的关键现象是第4组小鼠死亡并分离到S型活细菌 B．对第4组实验的分析必须是以1－3组的实验为参照 C．本实验说明R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化
D．本实验结论为“DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子”
【解析】 本实验的目的是探究生物体内的遗传物质，只能通过观察现象，判断是不是发生了遗传，第4组中，观察到了S型细菌，一定遗传了，A正确。试验必须满足对照原则和单一变量原则，B正确。本实验中第4组证明R型细菌转化成了S型细菌，C正确。本实验只能证明存在转化因子，但是转化因子的化学本质，不能证明。
【答案】 D
9．下列关于科学家探究“DNA是遗传物质”实验的叙述，正确的是( )
3535
A．用含S标记的噬菌体侵染未标记的细菌，子代噬菌体中也有S标记 B．分别给两组小鼠注射R型活细菌、加热杀死的S型细菌，小鼠均不死亡
32
C．用含P标记的噬菌体侵染未标记的细菌，离心后上清液中具有较强的放射性
D．艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验，赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验的技术相同
35
【解析】 S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳未进入
35
细菌，而且合成子代噬菌体所需的原料均由细菌提供，所以子代噬菌体中不含S，A错误；R型活细菌没有毒性，将其注射到小鼠体内，小鼠存活，加热会导致S型细菌的蛋白质变性，
32
使其失去侵染能力，再将其注射进小鼠体内，小鼠不死亡，B正确；P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌并随细菌离心到沉淀物中，所以沉淀物中具有较强的放射性，C错误；艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验没有用到同位素示踪技术，而赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验用到了该技术，D错误。
【答案】 B
10. ?2015·唐山模拟?具有x个碱基对的一个双链DNA分子片段，含有y个嘧啶。下列叙述正确的是( )
A．该分子片段即为一个基因
B．该分子片段中，碱基的比例y/x＝1
C．该DNA单链中相邻的两个碱基通过氢键连接
nD．该分子片段完成n次复制需要(2x－y)·2个游离的嘌呤脱氧核苷酸 【解析】 基因是有遗传效应的DNA片段，依题意无法判断该双链DNA分子片段是否有遗传效应，A项错误；依题意，在该双链DNA分子片段中，A＋T＋C＋G＝2x，T＋C＝y，依据碱基互补配对原则，在该双链DNA分子片段中，则有A＝T、C＝G，所以解得x＝y，即在该分子片段中，碱基的比例y/x＝1，B项正确；该DNA单链中，相邻的两个碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接，C项错误；依题意，该双链DNA分子片段中，A＋T＋C＋G＝2x，T＋C＝y，解得A＋G＝2x－y，该分子片段完成n次复制需要游离的嘌呤脱氧核苷酸为n(2－1)(2x－y)个，D项错误。
【答案】 B
11.?2015·南通调研?某双链DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的比例为a，其中一条链上鸟嘌呤占该链全部碱基的比例为b，则互补链中鸟嘌呤占整个DNA分子碱基的比例为( )
A．a/2—b/2 B．a—b C．(a—b)/(1—a) D．b—a/2
【解析】 依题意，某双链DNA分子中，G＋C＝a，依据碱基互补配对原则，则有G＝C＝a/2，即两条链中所含有的鸟嘌呤之和为a/2；一条链上鸟嘌呤(G)占该链全部碱基的比例为b，则占整个DNA分子碱基的比例＝b/2；互补链中鸟嘌呤(G)占整个DNA分子碱基的比例＝a/2—b/2，A项正确，B、C、D三项均错误。
【答案】 A
3132
12．假如某一含P的DNA分子中含有1 000个碱基对，将该DNA分子放在用P标记的脱氧核苷酸的培养液中培养让其复制n次，则子代DNA分子的平均相对分子质量比原来增加( )
A．1 000 B．2 000
nn－1nnC．1 000×(2－1)/(2) D．1 000×(2－1)/2
32
【解析】 DNA的基本组成单位为脱氧核苷酸，用P标记后，每一个基本组成单位的相对分子质量增加1，所以一个DNA分子的相对分子质量共增加2 000。复制n次后共增加
nnnn2 000×(2－1)，则子代DNA的平均相对分子质量比原来增加2 000×(2－1)/2＝1 000×(2
n－1
－1)/(2)。
【答案】 C
13．如图为DNA分子结构示意图，对该图的正确的描述是( )
A．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架
B．④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸，DNA聚合酶用于⑨的形成
C．DNA片段中每个脱氧核糖都连着2个磷酸，每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个
D．DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息
【解析】 ①磷酸和②脱氧核糖的交替排列构成了DNA分子的基本骨架，A错误；图中④不能表示胞嘧啶脱氧核苷酸，②、③和下一个磷酸才能构成胞嘧啶脱氧核苷酸，B错误；DNA分子两条链中最下端的脱氧核糖连接1个磷酸，每个链状DNA分子含有2个游离的磷酸基团，分别位于DNA分子的两端，C错误；DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息，D正确。
【答案】 D
14．关于DNA分子的结构与复制的叙述中，正确的是( )
n－1
①含有a个腺嘌呤的DNA分子第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸2×a个
②在一个双链DNA分子中，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%
3232
③细胞内全部DNA被P标记后在不含P的环境中进行连续有丝分裂，第2次分裂的每个子细胞染色体均有一半有标记
32n④DNA双链被P标记后，复制n次，子代DNA中有标记的占1/2( ) A．①② B．②③ C．③④ D．②④
n－1n【解析】 第n次复制时，DNA分子数目从2个变为2个，而每个DNA分子中含有a
nn－1n－1
个腺嘌呤，因此需要腺嘌呤脱氧核苷酸数目为(2－2)×a＝2×a个，故①正确；DNA分子中的每一条链中互补碱基之和所占比例与整个DNA分子中所占比例相等，故②正确；细胞中的DNA分子标记后，原料不含放射性标记，由于DNA复制为半保留复制，第一次分裂形成的每个子细胞中的DNA分子都含有一条有标记的链，第二次复制后形成的子代DNA分子，一半有放射性标记，由于有丝分裂后期移向两极时的DNA分子是随机的，因此形成的子细胞中标记的DNA分子比例不确定，故③错误；DNA分子双链标记后，无论复制多少次，含有放射
nn－1
性标记的DNA分子所占比例为2/2，即为1/2，故④错误。综上所述，A正确。
【答案】 A
15.?2015·乌鲁木齐诊断?下列叙述错误的是( )
A．探究遗传物质的基本思路是设法将DNA与蛋白质分开，分别观察各自的作用 B．萨顿运用假说—演绎法提出“基因位于染色体上”的假说
C．某DNA分子的一条单链中(A＋T)/(C＋C)＝0.4，其互补链中该碱基比例也是0.4 D．沃森和克里克运用构建物理模型的方法研究DNA分子结构 【解析】 艾弗里肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌的实验的基本思路是设法将DNA与蛋白质分开，单独地直接地观察各自的作用，通过这两个实验证明了DNA是遗传物质，A正确；萨顿运用类比推理法提出“基因位于染色体上”的假说，B错误；某DNA分子的一条单链中(A＋T)/(C＋C)＝0.4，其互补链中该碱基比例也是0.4，C正确；沃森和克里克运用构建物理模型的方法研究DNA分子结构，D正确。
【答案】 B
16.?2015·金山中学期末?下图为DNA分子部分结构示意图，以下叙述错误的是( )
A．DNA的稳定性与⑤有关
B．④是一个胞嘧啶脱氧核苷酸 C．DNA连接酶可催化⑦键形成 D．加热可以断开⑤键
【解析】 DNA的稳定性和⑤氢键有关，A正确。①是上一个脱氧核苷酸的磷酸，B错误。DNA连接酶作用于⑦磷酸二酯键，C正确。加热能使氢键断裂，D正确。
【答案】 B
17.?2015·河南联考?据报道，哈佛大学研究人员将一本大约有5.34万个单词的书籍编码进不到亿万分之一克的DNA微芯片中，然后成功利用DNA测序来阅读这本书。这是迄今为止人类使用DNA遗传物质储存数据量最大的一次实验。下列有关DNA的说法，正确的是( )
A．DNA测序实际就是确定基因在DNA中的排列顺序 B．每个DNA分子不仅具有多样性，还具有特异性 C．DNA的稳定性与胸腺嘧啶的含量成正相关
D．大肠杆菌的DNA中每个脱氧核糖均连接两个磷酸基团
【解析】 DNA测序实际上是测定DNA中碱基对的排列顺序，A项错误；每个DNA分子具有特定的碱基排列顺序，具有特异性，B项错误；DNA中含有的氢键数量越多，结构越稳定，A与T碱基对之间有2个氢键，C与G碱基对之间有3个氢键，因此DNA的稳定性与胸腺嘧啶的含量成反相关，C项错误；大肠杆菌的拟核中有一个大型环状DNA分子，质粒为小型环状DNA分子，所以大肠杆菌的DNA中每个脱氧核糖均连接两个磷酸基团，D项正确。
【答案】 D
18．DNA双螺旋结构是1953年沃森和克里克发现的，现已知基因M含有碱基共N个，腺嘌呤n个，具有类似下图的平面结构，下列说法正确的是( )
A．基因M共有4个游离的磷酸基，氢键1.5N＋n个
B．如图a可以代表基因M，基因M的等位基因m可以用b表示；a链含有A的比例最多为2n/N
C．基因M的双螺旋结构，脱氧核糖和磷脂交替排列在外侧，构成基本骨架 D．基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等
【解析】 基因M的每一条链有1个游离的磷酸基，故有2个，故A错误。基因是两条脱氧核苷酸链组成的，图中a和b共同组成基因M，故B错误。双螺旋结构中脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架，故C错误。基因M和它的等位基因m的碱基数或排列顺序可以不同，故D正确。
【答案】 D
15
19.?2015·松江区期末?如图为真核细胞内某基因(N标记)结构示意图，该基因全部碱基中A占20%，下列说法正确的是( )
A．该基因一定存在于细胞核内染色体DNA上
B．该基因的一条核苷酸链中(C＋G)/(A＋T)为3︰2
C．DNA解旋酶作于①部位，限制性核酸内切酶作用于②部位
1415
D．将该基因置于N培养液中复制3次后，含N的DNA分子占1/8
【解析】 基因是有遗传效应的DNA片段，真核细胞的DNA分布在细胞核、线粒体和叶绿体中，所以该基因还有可能存在于线粒体或叶绿体中，A项错误；依据碱基互补配对原则，该基因全部碱基中，A＝T＝20%，C＝G＝30%，该基因的一条核苷酸链中，(C＋G)与该基因的全部碱基C相等，(A＋T)等于该基因全部碱基T，所以该基因的一条核苷酸链中(C＋G)/(A＋T)为3?:2，B项正确；DNA解旋酶作于②部位，限制性核酸内切酶作用于①部位，C项错
14
误；依据半保留复制方式，将该基因置于N培养液中复制3次后，共产生8个子代DNA分
1515
子，其中有2个DNA分子含有N，因此含N的DNA分子占2/8＝1/4，D项错误。
【答案】 B
20．下列表述不够科学的是( ) A．基因的基本单位是四种脱氧核苷酸 B．遗传信息是指DNA中碱基的排列顺序 C．豌豆细胞中DNA复制的主要场所是细胞核
D．松鼠细胞中组成遗传物质的碱基有4种，五碳糖有1种
【解析】 基因为有遗传效应的DNA片断，DNA的单位为四种脱氧核苷酸，A正确。有遗传效应的DNA中碱基的排列顺序多种多样，代表遗传信息，没有遗传效应的DNA片断碱基排序不是遗传信息，B错。DNA主要在细胞核染色体，C正确。细胞的遗传物质为DNA，含有ATCG四种碱基和脱氧核糖，D正确。
【答案】 B 二、非选择题
21．(10分)如图是DNA分子结构模式图，请据图回答下列问题：