第3章 基因的本質(zhì)（非選擇題）-高一下學期生物學人教版（2019）期末考前提分練

第3章基因的本質(zhì)（非選擇題）——高一下學期生物學人教版（2019）期末考前提分練1.人類對遺傳物質(zhì)的探索經(jīng)歷了一個漫長而復雜的過程。在此過程中，少不了一些經(jīng)典的科學實驗，這些實驗對最終結論的得出都有著不可磨滅的貢獻。（1）作為遺傳物質(zhì)，必須具備的特點有_______（答出2點）。（2）格里菲思的肺炎鏈球菌轉化實驗中，能從死亡的小鼠體內(nèi)分離出S型菌和R型菌的組實驗的處理是將_______注射到小鼠體內(nèi)；艾弗里和他的同事進行肺炎鏈球菌轉化實驗時，利用_______原理對自變量進行控制。他們選用肺炎鏈球菌作為實驗材料的優(yōu)點有：_______（答出2點）。（3）赫爾希和蔡斯進一步證明DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。該實驗包括4個步驟：①標記的T2噬菌體侵染未被標記的細菌；②35S和32P分別標記T2噬菌體；③放射性檢測；④攪拌離心分離。該實驗步驟的正確順序是____。用35S可以標記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，如何實現(xiàn)對噬菌體的蛋白質(zhì)外殼的標記？請簡要說明步驟：______。（4）噬菌體侵染細菌之后，合成新的噬菌體蛋白質(zhì)外殼需要_____（填字母）。A.細菌的DNA及其氨基酸B.噬菌體的DNA及其氨基酸C.噬菌體的DNA和細菌的氨基酸D.細菌的DNA和噬菌體的氨基酸（5）用35S標記的噬菌體去侵染未被標記的大腸桿菌，離心后，發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)主要存在于____（填“上清液”或“沉淀物”）中，實際上會由于_______，導致沉淀物中含有少量的放射性，產(chǎn)生一定的誤差。2.如圖為不同生物或生物不同器官（細胞）的DNA分子中（A+T）/（G+C）的比值情況，據(jù)圖回答問題：（1）豬的不同組織細胞的DNA分子堿基比例大致相同，原因是_____________。（2）上述三種生物中的DNA分子，熱穩(wěn)定性最高的是________（填文字）。（3）假設小麥DNA分子中（A+T）/（G+C）=1.2，那么（A+G）/（T+C）=________。（4）假如豬的某一DNA分子中有腺嘌呤30%，則該分子一條鏈上鳥嘌呤含量的最大值可占此鏈堿基總數(shù)的________。（5）小麥的DNA分子中，（G+C）之和占全部堿基的35.8%，其中一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%，則它的互補鏈中，T和C分別占堿基總數(shù)的________。3.大腸桿菌DNA呈環(huán)狀，下圖表示其復制過程。據(jù)圖回答：（1）環(huán)狀DNA分子中每個磷酸基連接_____個脫氧核糖，其上基因的特異性由_____決定。（2）復制原點是DNA分子中復制起始的一段序列，該序列中A—T含量很高，有利于DNA復制起始時的解旋，原因是_____。（3）酶1作用時需要由_____直接供能，酶2催化子鏈延伸的方向是_____（填“5′→3′”或“3′→5′”）。（4）大腸桿菌DNA的復制屬于_____。A.單起點連續(xù)復制B.單起點半不連續(xù)復制C.多起點連續(xù)復制D.多起點半不連續(xù)復制（5）為證明DNA復制的方式為半保留復制而不是全保留復制，科學家利用大腸桿菌進行了相關實驗：將大腸桿菌在15NH4Cl培養(yǎng)液中培養(yǎng)若干代，再將其轉移到14NH4Cl培養(yǎng)液中培養(yǎng)，在不同時刻收集大腸桿菌并提取DNA進行密度梯度離心，記錄離心后試管中DNA帶的位置。下圖表示幾種可能的離心結果，則：①大腸桿菌轉移到14NH4Cl培養(yǎng)液中增殖一代，如果DNA為全保留復制，則DNA帶的分布應如圖中試管_____所示；如果為半保留復制，則DNA帶的分布應如圖中試管_____所示。②在整個實驗中出現(xiàn)了甲、乙、丙三條帶，證明DNA是半保留復制，則大腸桿菌轉移到14NH4Cl培養(yǎng)液中增殖三代后，含15N的DNA分子占_____%。4.科學家們?yōu)椤敖颐鼗虻幕瘜W本質(zhì)，解析DNA的優(yōu)美螺旋，驗證DNA的精巧復制，測讀ATGC的生命長卷”，在不斷的爭論中開展合作探究，他們的研究精神值得我們學習。請回答下列問題：（1）組成染色體的化學成分主要是___。在研究它們的遺傳功能時，科學家設計實驗的關鍵思路是_____，最終證明了DNA是遺傳物質(zhì)。（2）科學家沃森和克里克默契配合，共同揭示了“DNA的優(yōu)美螺旋”，該結構內(nèi)部[_____]（填圖1中數(shù)字及結構名稱）的排列順序代表著遺傳信息。對細胞生物而言，基因是指_____。（3）“測讀ATGC的生命長卷”是指DNA的測序。從第一個模式植物擬南芥被測序，植物基因組的測序已有20多年的歷史。蘆筍（2n=20）為XY型性別快定的植物，玉米（2n=20）為雌雄同株異花植物，則測定蘆筍、玉米的基因組序列需要分別測定_____條染色體上DNA的堿基序列。（4）科學家梅塞爾森和斯塔爾證明了DNA復制的方式。圖2中的④⑤是某個卵原細胞內(nèi)對同源染色體上的兩個DNA分子（細胞中的其他染色體及其上的DNA不考慮，只考慮這兩個DNA分子）。將該卵原細胞放在只含有32P的完全培養(yǎng)液中完成減數(shù)分裂，請在圖3中畫出該卵原細胞產(chǎn)生的卵細胞中DNA放射性標記情況。（5）7-乙基鳥嘌呤不與胞嘧啶（C）配對而與胸腺嘧啶（T）配對。某DNA分子中腺嘌呤（A）占堿基總數(shù)的30%，其中的鳥嘌呤（G）全部被7-乙基化，該DNA分子正常復制產(chǎn)生兩個DNA分子，其中一個DNA分子中胸腺嘧啶（T）占堿基總數(shù)的45%，另一個DNA分子中鳥嘌呤（G）所占比例為______。5.科學家以T4噬菌體和大腸桿菌為實驗對象，運用同位素標記技術及密度梯度離心法進行了DNA復制方式具體過程的探索實驗。（1）從結構上看（圖1），DNA兩條鏈的方向_______。DNA復制時，催化脫氧核苷酸添加到DNA子鏈上的酶是_______。該酶只能使新合成的DNA鏈從5′向3′方向延伸，依據(jù)該酶催化DNA子鏈延伸的方向推斷，圖1中的DNA復制模型________（填“是”或“不是”）完全正確的。

（2）為探索DNA復制的具體過程，科學家做了如下實驗：20℃條件下，用T4噬菌體侵染大腸桿菌，進入T4噬菌體DNA活躍復制期時，在培養(yǎng)基中添加含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷，培養(yǎng)不同時間后，阻斷DNA復制，將DNA變性處理為單鏈后，離心分離不同長度的T4噬菌體的DNA片段，檢測離心管不同位置的放射性強度，結果如圖2所示（DNA片段越短，與離心管頂部距離越?。?/p>

①根據(jù)上述實驗結果推測，DNA復制時子鏈合成的過程存在先合成________，之后再________，依據(jù)為________。②若抑制DNA連接酶的功能，再重復上述實驗，則可能的實驗結果是________。（3）請根據(jù)以上信息，補充下圖，表示可能的DNA復制過程。

6.肺炎鏈球菌分為S型菌和R型菌，加熱滅活的S型菌會遺留下完整的細菌DNA的各個片段。下圖為肺炎鏈球菌轉化實驗的實質(zhì)，據(jù)圖分析回答下列問題。（1）艾弗里等人選用肺炎鏈球菌作為實驗材料具有的優(yōu)點有__________，在該實驗中控制自變量采用的實驗原理是__________。（2）據(jù)圖推測S基因的作用是__________，作為遺傳物質(zhì)必須具備的特點有__________（答出2點）。（3）已知S型菌分為SI、SII、SIII類型，R型菌分為RI、RII、RIII類型。R型菌可接受不同S型菌的S基因并轉化成相應的S型菌；R型菌只可回復突變?yōu)橄鄳愋偷腟型菌?，F(xiàn)有SI、RI、RII三種類型的肺炎鏈球菌，從中選擇合適的肺炎鏈球菌，設計實驗通過觀察細菌類型，探究R型菌是發(fā)生了轉化還是發(fā)生了回復突變。實驗思路：__________。實驗結果及結論：若__________則說明只發(fā)生了轉化；若__________則說明只發(fā)生了回復突變；若__________則說明發(fā)生了轉化和回復突變。

答案以及解析1.答案：（1）能夠儲存遺傳信息：可以準確復制，并傳遞給下一代：結構比較穩(wěn)定等（任答2點即可）（2）R型活菌與加熱致死的S型菌的混合液；減法；個體小，結構簡單，易于觀察因遺傳物質(zhì)改變導致的結構與功能變化：繁殖快（3）②①④③；先用含35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再用含35S的大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體（4）C（5）上清液；攪拌不充分解析：（1）作為遺傳物質(zhì)至少應具備以下幾個特點：能夠精確的自我復制；具有儲存遺傳信息的能力；結構比較穩(wěn)定；等等。（2）格里菲思的肺炎鏈球菌轉化實驗中，給小鼠注射R型活菌與加熱致死的S型菌的混合液，一段時間后，小鼠死亡，從死亡的小鼠體內(nèi)能分離出S型活菌，同時也能分離出R型活菌；艾弗里和他的同事所做的體外轉化實驗中，每個實驗組加入特定的酶除去某一特定物質(zhì)，從而得出DNA是遺傳物質(zhì)，該過程利用了減法原理對自變量進行控制。選用肺炎鏈球菌作為實驗材料的優(yōu)點有：肺炎鏈球菌是原核生物，個體很小，結構簡單，易于觀察因遺傳物質(zhì)改變導致的結構和功能的變化；而且其繁殖快，短時間內(nèi)可大量繁殖。（3）赫爾希和蔡斯用同位素標記法進行了噬菌體侵染大腸桿菌的實驗，證明了DNA是遺傳物質(zhì)，該實驗的步驟是：②35S和32P分別標記T2噬菌體→①標記的T2噬菌體侵染未被標記的細菌→④攪拌離心分離→③放射性檢測。由于病毒必須寄生在活細胞中才能生存，因此對噬菌體的蛋白質(zhì)外殼進行標記要先用含35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再用含32S的大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體。（4）噬菌體侵染細菌之后，會在自身遺傳物質(zhì)DNA的作用下，利用細菌體內(nèi)的物質(zhì)來合成自身的組成成分，因此合成新的噬菌體蛋白質(zhì)外殼需要噬菌體的DNA和細菌的氨基酸。故選C。（5）35S標記的是噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，噬菌體侵染細菌時，蛋白質(zhì)外殼沒有進入細菌，經(jīng)過攪拌離心后分布在上清液中，因此，用35S標記的噬菌體去侵染未被標記的大腸桿菌，離心后，發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)主要存在于上清液中；理論上離心之后沉淀物中不含有放射性，但實際上會由于攪拌不充分等導致部分噬菌體未能與細菌分離，從而導致沉淀物中含有少量的放射性，產(chǎn)生一定的誤差。2.答案：（1）不同的組織細胞來源于同一個受精卵（2）小麥（3）1（4）40%（5）31.3%；18.7%解析：（1）豬的不同組織細胞中DNA分子堿基比例大致相同，是因為它們由同一個受精卵發(fā)育而來，含有的DNA分子相同。（2）在A與T之間有兩個氫鍵，G與C之間有三個氫鍵，根據(jù)題圖中數(shù)值可判斷小麥中（G+C）所占比例最大，所以小麥DNA的熱穩(wěn)定性最高。（3）根據(jù)堿基互補配對原則，A=T，C=G，因此只要是雙鏈DNA分子，（A+G）/（T+C）的值均為1。（4）據(jù)A+G=T+C=50%，該DNA分子中有腺嘌呤30%，可知鳥嘌呤占20%。若所有鳥嘌呤分布在一條鏈上，則一條鏈上的鳥嘌呤含量最大值可占此鏈堿基總數(shù)的40%。（5）DNA分子中（G+C）占全部堿基的比例與在單鏈DNA中該比例相等；已知一條鏈中G+C=35.8%，因T與C分別占32.9%與17.1%，則可推知該鏈中的A=1-（G+C+T）=31.3%，G=35.8%-17.1%=18.7%，則它的互補鏈中T和C分別與該鏈中A與G含量相等。3.答案：（1）2；脫氧核苷酸（或堿基對）的排列順序（2）A與T之間的氫鍵數(shù)量少，容易打開（3）ATP；5′→3′（4）B（5）①C；D；②25解析：（1）環(huán)狀DNA中脫氧核糖與磷酸交替連接形成基本骨架，每一個磷酸均與2個脫氧核糖相連，DNA具有特異性原因是堿基對的特定排列順序。（2）DNA中A與T之間氫鍵數(shù)目少于C與G，解旋中更容易斷開。（3）ATP是直接能源物質(zhì)，DNA子鏈延伸時是脫氧核糖的3′端與下一個脫氧核苷酸的5′端相連，故子鏈延伸方向是5′→3′。（4）原核生物的DNA復制時是單起點半不連續(xù)復制。（5）①若DNA為全保留復制，子一代15N15N：14N14N=1：1，含有重帶、輕帶；若DNA為半保留復制，子一代全為15N14N，只有中帶。②增殖三代后，DNA分子中15N14N：14N14N=2：6。4.答案：（1）DNA、蛋白質(zhì)；設法把DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨、直接地觀察各種組分的作用（2）③；（含氮）堿基；有遺傳效應的DNA片段（3）11、10（4）（5）20%解析：（1）組成染色體的主要化學成分是DNA、蛋白質(zhì)，還有少量RNA。在研究它們的遺傳功能時，科學家設計實驗的關鍵思路是設法把DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨、直接地觀察各種組分的作用，最終證明了DNA是遺傳物質(zhì)。（2）科學家沃森和克里克揭示了DNA雙螺旋結構，DNA中的堿基，即圖1中的③的排列順序代表著遺傳信息。對細胞生物來說，基因是有遺傳效應的DNA片段；對RNA病毒來說，基因是有遺傳效應的RNA片段。（3）蘆筍（2n=20）為XY型性別決定的植物，則測定蘆筍的基因組序列需要測定9條常染色體+X、Y染色體，即11條染色體上DNA的堿基序列；而玉米為雌雄同株異花植物，沒有常染色體和性染色體之分，故只需測定10條染色體上DNA的堿基序列。（4）DNA的復制是半保留復制，該卵原細胞的DNA在含32P的完全培養(yǎng)液中完成復制，DNA分子④⑤產(chǎn)生的子代DNA的結果是一條單鏈含31P，另一條單鏈含32P；由于同源染色體分離，一個卵原細胞只有一條染色體，產(chǎn)生的卵細胞中放射性標記情況見答案。（5）據(jù)DNA分子中的A占30%可知，T占30%，C占20%，G占20%。當其中的G全部被7-乙基化后，G不與C配對而與T配對，該DNA復制產(chǎn)生兩個DNA分子過程中，會影響C和T的數(shù)量，但不影響A和G的數(shù)量，新復制的兩個DNA分子中G的比例不變，仍為20%。5.答案：（1）相反；DNA聚合酶；不是（2）①較短的DNA片段；將較短的DNA片段連接成DNA長鏈；時間較短時，短片段DNA數(shù)量較多，隨著時間推移，長片段DNA數(shù)量較多；②隨著時間推移，短片段DNA的數(shù)量一直較多（3）（畫出任意一個即可）解析：（1）據(jù)圖1可知，DNA兩條鏈的方向相反。DNA復制時，催化脫氧核苷酸添加到DNA子鏈上的酶是DNA聚合酶。該酶只能使新合成的DNA鏈從5′向3′方向延伸，而圖1中該酶催化DNA子鏈延伸的方向相同，因此圖1中的DNA復制模型不是完全正確的。（2）圖2中信息顯示，時間較短時短片段DNA數(shù)量較多，隨著時間推移，長片段DNA數(shù)量較多，因此推測，DNA復制時是先合成較短的DNA片段，之后再將較短的DNA片段連接