高中生物竞赛辅导专题训练——基因的本质
一 DNA是主要的遗传物质
典型题解
【例1】用同位素32P、35S分别标记的噬菌体的DNA和蛋白质，然后进行噬菌体侵染大肠杆菌（未用同位素标记），侵染后产生的子代噬菌体的DNA分子和蛋白质分子应含有的P、S元素是（ ） A．31P、32P与32S B．31P、32P与35S C．31P、32P 与32S、35S D．35P与32S、35S 【解答】A
【例2】肺炎双球菌中的S型具有多糖类荚膜，R型则不具有。下列叙述错误的是（ ） A．培养R型活细菌时加S型细菌的多糖类物质，能够产生一些具有荚膜的细菌 B．培养R型活细菌时加S型细菌DNA的完全水解产物，不能够产生具有荚膜的细菌 C．培养R型活细菌时加S型细菌的DNA，能够产生具有荚膜的细菌 D．培养R型活细菌时加S型细菌的蛋白质，不能够产生具有荚膜的细菌 【解答】A
【例3】用32P标记一个T2噬菌体的双链DNA分子，它侵染一个细菌后释放出了200个后代，则后代中含32P的噬菌体占总数的（ ）
A．2% B．1% C．0.5% D．50% 【解答】B
【例4】1943年，美国科学家艾弗里和他的同事，从S型活细菌中提取了DNA、蛋白质和多糖等物质，然后将它们分别加入培养R型细菌的培养基中，结果发现加入DNA的培养基中，R型细菌都转化成了S型细菌。而加入蛋白质、多糖等物质的培养基中，R型细菌不能发生这种变化。这一现象说明（ ） ①S型细菌的性状是由DNA决定的
②在转化过程中，S型细菌的DNA可能进入到了R型细菌细胞中 ③DNA是遗传物质
④蛋白质和多糖在该转化实验中，正好起了对照的作用
A．①④ B．②③ C．①②③ D．①②③④ 【解答】D
【例5】下列有关遗传物质的说法，正确的是（ ） A．生物的遗传物质是脱氧核糖核酸 B．生物的主要遗传物质是脱氧核糖核酸 C．病毒的遗传物质是DNA和RNA
D．控制细胞核遗传的物质是DNA，控制细胞质遗传的物质是RNA 【解答】B
巩固训练
1．2003年春季流行的非典型肺炎（SARS）的病原体为一新型冠状病毒，其遗传物质是（ ） A．RNA B．DNA C．蛋白质 D．DNA或RNA
2．用32P和15N标记的噬菌体侵染大肠杆菌，然后进行测试，在子代噬菌体的化学成分中可测到（ ） A．有15N B．有32P C．有15N和32P D．没有15N和32P 3．用噬菌体去感染体内含32P的细菌，在细菌解体后含32P的是（ ） A．子代噬菌体DNA B．子代噬菌体蛋白质外壳 C．子代噬菌体所有部分 D．子代噬菌体不含32P
4．从肺炎双球菌的s型活菌中提取DNA，将s型活DNA与R型活菌混合培养时，R型活菌繁殖的后代中有少量s型菌体，这些s型菌体的后代均为s型菌体。这个实验表明DNA（ ） A．分子结构相对稳定 B．能够自我复制 C．能够指导蛋白质合成 D．能引起遗传的变异
5．用下列哪种情况下，肺炎双球菌注射到小鼠的体内，不能使它致病的（ ） A．S型活细菌
B．高温杀死的S型细菌和R型活菌的混合液 C．S型细菌的DNA和R型活细菌的混合液 D．S型细菌的蛋白质和R型活细菌的混合液
6．病毒甲具有RNA甲和蛋白质甲，病毒乙具有RNA乙和蛋白质乙，若将RNA甲和蛋白质乙组成病毒丙，再以病毒丙感染宿主细胞，则细胞中的病毒具有（ ）
A．RNA甲和蛋白质乙 B．RNA甲和蛋白质甲 C．RNA乙和蛋白质甲 D．RNA乙和蛋白质乙
7．用DNA酶处理过的S型细菌就不能使R型细菌发生转化。下列关于这一实验的叙述不正确的是（ ） A．为了证实DNA的分解产物是不是遗传物质 B．为了从反面证明DNA是遗传物质 C．证实了DNA的分解产物不是“转化因子” D．是艾弗里关于遗传物质研究的重要工作之一 8．噬菌体侵染细菌的实验不能说明的是（ ）
A．DNA是主要的遗传物质 B．DNA能自我复制 C．DNA对蛋白质合成有指导作用 D．DNA是遗传物质 9．下列说法中正确的是（ ）
A．细胞中的所有DNA都是染色体的组成成分
B．真核生物细胞中的遗传物质都是DNA，病毒中遗传物质都是RNA
C．证实DNA是遗传物质的实验，都是设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA的作用 D．噬菌体侵染细菌的实验只证明DNA是遗传物质，没能证明蛋白质不是遗传物质 10．在“肺炎双球菌转化”的实验中，下列说法正确的是（ ） ①R型与S型的肺炎双球菌是两种同类型的肺炎双球菌 ②R型细菌，菌落粗糙，有荚膜；S型细菌，菌落光滑，无荚膜 ③用DNA酶处理提取出来的DNA来做转化实验不能成功 ④在转化实验中，蛋白质、多糖等物质不起作用
A．①②③④ B．②③④ C．②③ D．③④
11．某科学家做“噬菌体侵染细菌的实验时”用同位素32P和35S作了如下表中的标记： 子代噬菌体与亲代噬菌体相同，请分析：
核苷酸 32P 氨基酸 32S 感染前 31P 35S 感染后 31P、32P 35S 噬菌体成分 细菌成分 噬菌体成分
（1）子代噬菌体的DNA分子中含有的上述元素是 ，原因是 。 （2）子代噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是 ，原因是 。 （3）此实验证明了 。 12．科学家将大肠杆菌的核糖体用15N标记并放入 含32P和35S的培养基中培养一段时间，然后由噬 菌体侵染这种大肠杆菌，如右图的所示：
（1）图中所示的过程是 ， 图中A为 ，B为 。 （2）与酵母菌相比，大肠杆菌最显著的区别是缺 少 。
（3）在细菌体中只发现有15N标记的核糖体，而在新合成的噬菌体蛋白质中35S，说明合成噬菌体的蛋白质过程是由大肠杆菌提供 。噬菌体的DNA中含有32P，说明噬菌体的DNA复制时是由 提供原料的。
（4）噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明了 。
A
B
13．现有两个实验数据：
①测得衣藻中DNA有84%在染色体上，14%在叶绿体上，2%在线粒体上。 ②测得豌豆染色体成分是：DNA占36%，RNA占9.6%，蛋白质占48.9%。 通过以上数据可以说明：
（1） 。 （2） 。
14．烟草花叶病毒（TMV）和车前草病毒（HRV）均为能感染烟叶使之出现感染斑的RNA病毒，都可因苯酚的处理而发生RNA和蛋白质的分离，由于亲缘关系很近，两者能重组，其RNA分子和蛋白质形成杂种“病毒感染叶”如下图。请据图回答下列问题：
1 Ⅰ Ⅲ
2 3 4 5 Ⅱ 6 3、HRV的蛋白质感染
1、TMV的蛋白质感染
2、TMV的RNA感染 4、HRV的RNA感染 5、HRV的蛋白质与TMV的RNA杂交后感染
6、TMV的蛋白质与HRV的RNA杂交后感染
（1）1与2，3与4的结果不同，说明 （2）2 与4的结果不同，说明
（3）图中5被杂交病毒感染后，在繁殖子代病毒过程中合成蛋白质的模板来自 ，合成蛋白质的原料氨基酸由 提供。
（4）图中6被杂交病毒感染后，繁殖出的子代病毒将具有来自 的RNA和来自 的蛋白质。
15．R型肺炎双球菌菌体无多糖类的荚膜，是无毒性细菌；S型肺炎双球菌菌体有多糖类的荚膜，是有毒性细菌，可使人患肺炎或使小鼠患败血症。科学家艾弗里及其同事利用肺炎双球菌来探究什么是遗传物质的问题。 实验材料、用具：S 型细菌、R型细菌、DNA水解酶、培养基、培养皿等。 艾弗里等人先做了一下3组实验：
培养基 ①S型细菌的蛋白质 + R型活细菌 R型菌落 培养基 ②S型细菌荚膜的多糖 + R型活细菌 R型菌落
③S型细菌的DNA + R型活细菌 培养基 S型菌落
（1）艾弗里等人后来发现上述实验步骤并不严密，于是又做了第4组实验，请按照①②③的表达式写出第4组实验方法和结果：④ 。 （2）从上述实验可以得出的结论是 。
（3）从③④组实验可知，S型细菌的DNA或基因能否通过R型细菌的细胞膜？ 。
（4）有人认为，上述4组实验并不能说明蛋白质和多糖不是遗传物质，理由是 。
参考答案：
1．A 2．C 3．A 4．C 5．D 6．B 7．A 8．A 9．C 10．D
11．（1）31P、32P 噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌内，利用细菌的原料（脱氧核苷酸）进行自我复制 （2）35S 噬菌体DNA指导细菌的核糖体利用细菌的原料（氨基酸）合成噬菌体的蛋白质
（3）遗传物质是DNA，不是蛋白质；DNA能自我复制；DNA能指导蛋白质的合成 12．（1）噬菌体将DNA注入大肠杆菌内 噬菌体蛋白质外壳 大肠杆菌拟核
（2）核膜 （3）原料和场所 大肠杆菌 （4）DNA是遗传物质 13．（1）染色体是遗传物质DNA有主要载体 （2）染色体主要由DNA和蛋白质组成
14．（1）RNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质 （2）TMV的RNA和HRV的RNA所携带的遗传信息是不同的 （3）TMV的RNA 烟草细胞提供 （4）HRV的RNA HRV的RNA指导合成的 15．（1）S型细菌的DNA + DNA酶 + R型活细菌 R型菌落
（2）DNA是遗传物质 （3）能 （4）未能证明蛋白质和多糖已进入细菌体内
二 DNA分子的结构和复制
典型题解
【例1】下列有关DNA的叙述中正确的是（ ）
①同一生物个体各种体细胞核中的DNA，具有相同的碱基组成 ②双链DNA分子的碱基含量是A+G=C+T或A+C=G+T ③细胞缺水和营养不足将影响DNA的碱基组成 ④DNA只存在于细胞核中
A．①② B．③④ C．②③ D．①④ 【解答】A
【例2】决定DNA遗传特异性的是（ ）
A．脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特点 B．嘌吟总数与嘧啶总数的比值 C．碱基互补配对的原则 D．碱基排列顺序 【解答】D
【例3】有一待测核酸样品，经检测后，对碱基个数统计和计算得到下列结果：根据此结果，该样品（A+T）/（G+C）=1, （A+G）/（T+C）=1，则（ ）
A．无法被确定是脱氧核糖核酸还是核糖核酸 B．可以被确定为双链DNA
C．无法被确定是单链DNA还是双链DNA D．可被确定为单链RNA 【解答】C
【点评】据含A、T、C、G四种碱基可确定其是DNA，但题中给的二个比例在单链DNA和双链DNA中都可能出现，所以无法确定被测样品是单链DNA还是双链DNA。
【例4】某DNA分子共有a个碱基，其中含胞嘧啶m个，则该DNA分子复制3次，需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为（ ）
A．7（a－m） B．8（a－m） C．7（1/2a－m） D．8（2a－m） 【解答】C
【例5】下列关于双链DNA的叙述错误的是（ ）
A．若一条链上A和T的数目相等，则另一条链上的A和T数目也相等 B．若一条链上A的数目大于T，则另一条链上A的数目小于T
C．若一条链上的A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，则另一条链也是A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4 D．若一条链上的A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，则另一条链也是A∶T∶G∶C=2∶ 1∶4∶3 【解答】C
【例6】在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N-DNA（对照）；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N-DNA（亲代）。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代（Ⅰ和Ⅱ），用某种离心方法得到的结果如下图A所示：请分析：
（1）由实验结果可推测第一代（Ⅰ）细菌DNA分子中一条链是 ，另一条链是 。结果说明DNA的复制方式是 ，DNA的自我复制能使生物的 保持相对稳定。
（2）分析得知，新合成的DNA分子中，A=T，G=C。这个事实说明，DNA合成遵循于 。 （3）将第一代（Ⅰ）细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得细菌的DNA用同样方法分离。请参照右图，将DNA可能出现在试管中的位置在下图B中标出。
对照 亲代 Ⅰ Ⅱ 轻 中 重 轻 中 重
【解答】（1）15N母链 14N新链 半保留复制 遗传特性 （2）碱基互补配对原则 （3）见右图
巩固训练
1．DNA分子的多样性和特异性主要决定于（ ）
A．DNA主链的稳定性 B．DNA碱基对不同的排列顺序 C．DNA规则的双螺旋结构 D．DNA是生物高分子物质
2．构成DNA分子的碱基有4种，下列各种碱基数量比中，因生物种类不同而有区别的（ ） A．（C+T）/（T+G） B．（A+G）/（T+C） C．（A+T）/（G+C） D．A/T 3．下面关于DNA分子结构的叙述中，错误的是（ ） A．每个DNA分子中都会含有四种脱氧核苷酸
B．每个DNA分子中，都是碱基数=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40个腺嘌呤，就一定会同时含有40个胸腺嘧啶 D．每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸基和一个碱基
4．一个DNA分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多40 %，两者之和占DNA分子碱基总数的24%，则这个DNA分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链碱基数目（ ） A．44% B．24% C．14% D．28%
5．在含有4种碱基的DNA区段中，有腺嘌呤a个，占该区段全部碱基的比例为b。下列说法中，正确的是（ ） A．b ≤0.5 B．b≥0.5 C．胞嘧啶为a（1/2b-1）个 D．胞嘧啶为b（1/2a-1）
6．从某生物组织中提取DNA进行分析，其四种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%，又知该DNA的一条链 （H链）所含的碱基中28%是腺嘌呤，问与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的（ ）A．26% B．24% C．14% D．11%
7．某DNA分子中有脱氧核糖核苷酸4000个，已知腺嘌呤和胸嘧啶之和占碱基总数的60%，那么该DNA分子连续复制二次所需的游离鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是（ ） A．800个 B．1600个 C．2400个 D．3200个
8．有甲乙两个DNA分子，其碱基对数是一样的，甲DNA分子中A+T占75%的；乙DNA分子中A+T占35%。试问这两个DNA分子结构的稳定性（ ）
A．甲>乙 B．甲<乙 C．甲=乙 D．无法确定
9．植物基因工程往往需要接受外来DNA的细胞经有丝分裂形成植株。细胞每次分裂的DNA都复制一次，每次复制都是（ ）
A．母链与母链，子链和子链，各组成一条子代DNA B．每条子链和它的母链组成子代DNA
C．每条子链随机地和两条母链之一组成子代DNA D．母链降解，重新形成两个子代DNA
10．一双链DNA分子，在复制解旋时，一条链上的G变成C，则DNA经n次复制后，发生差错的DNA占（ ） A．1/2 B．1/2n-1 C．1/2n D．1/2n+1
11．某DNA分子的碱基总数中，腺嘌呤为200个。复制数次后，消耗周围环境中含腺嘌呤的脱氧核苷酸3000个。该DNA分子已复制的次数（是第几代）是（ ） A．三次（第四代） B．四次（第五代） C．五次（第六代） D．六次（第七代）
轻 中 重