第3章 基因的本質(zhì)（非選擇題）-高一下學(xué)期生物學(xué)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(xué)期生物學(xué)人教版（2019）期末考前提分練1.人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)而復(fù)雜的過(guò)程。在此過(guò)程中，少不了一些經(jīng)典的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)對(duì)最終結(jié)論的得出都有著不可磨滅的貢獻(xiàn)。（1）作為遺傳物質(zhì)，必須具備的特點(diǎn)有_______（答出2點(diǎn)）。（2）格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，能從死亡的小鼠體內(nèi)分離出S型菌和R型菌的組實(shí)驗(yàn)的處理是將_______注射到小鼠體內(nèi)；艾弗里和他的同事進(jìn)行肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用_______原理對(duì)自變量進(jìn)行控制。他們選用肺炎鏈球菌作為實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)有：_______（答出2點(diǎn)）。（3）赫爾希和蔡斯進(jìn)一步證明DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。該實(shí)驗(yàn)包括4個(gè)步驟：①標(biāo)記的T2噬菌體侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌；②35S和32P分別標(biāo)記T2噬菌體；③放射性檢測(cè)；④攪拌離心分離。該實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是____。用35S可以標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)噬菌體的蛋白質(zhì)外殼的標(biāo)記？請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明步驟：______。（4）噬菌體侵染細(xì)菌之后，合成新的噬菌體蛋白質(zhì)外殼需要_____（填字母）。A.細(xì)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(xì)菌的氨基酸D.細(xì)菌的DNA和噬菌體的氨基酸（5）用35S標(biāo)記的噬菌體去侵染未被標(biāo)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(shí)際上會(huì)由于_______，導(dǎo)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(xì)胞）的DNA分子中（A+T）/（G+C）的比值情況，據(jù)圖回答問(wèn)題：（1）豬的不同組織細(xì)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(shè)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(bǔ)鏈中，T和C分別占?jí)A基總數(shù)的________。3.大腸桿菌DNA呈環(huán)狀，下圖表示其復(fù)制過(guò)程。據(jù)圖回答：（1）環(huán)狀DNA分子中每個(gè)磷酸基連接_____個(gè)脫氧核糖，其上基因的特異性由_____決定。（2）復(fù)制原點(diǎn)是DNA分子中復(fù)制起始的一段序列，該序列中A—T含量很高，有利于DNA復(fù)制起始時(shí)的解旋，原因是_____。（3）酶1作用時(shí)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(fù)制屬于_____。A.單起點(diǎn)連續(xù)復(fù)制B.單起點(diǎn)半不連續(xù)復(fù)制C.多起點(diǎn)連續(xù)復(fù)制D.多起點(diǎn)半不連續(xù)復(fù)制（5）為證明DNA復(fù)制的方式為半保留復(fù)制而不是全保留復(fù)制，科學(xué)家利用大腸桿菌進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)：將大腸桿菌在15NH4Cl培養(yǎng)液中培養(yǎng)若干代，再將其轉(zhuǎn)移到14NH4Cl培養(yǎng)液中培養(yǎng)，在不同時(shí)刻收集大腸桿菌并提取DNA進(jìn)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(jié)果，則：①大腸桿菌轉(zhuǎn)移到14NH4Cl培養(yǎng)液中增殖一代，如果DNA為全保留復(fù)制，則DNA帶的分布應(yīng)如圖中試管_____所示；如果為半保留復(fù)制，則DNA帶的分布應(yīng)如圖中試管_____所示。②在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)了甲、乙、丙三條帶，證明DNA是半保留復(fù)制，則大腸桿菌轉(zhuǎn)移到14NH4Cl培養(yǎng)液中增殖三代后，含15N的DNA分子占_____%。4.科學(xué)家們?yōu)椤敖颐鼗虻幕瘜W(xué)本質(zhì)，解析DNA的優(yōu)美螺旋，驗(yàn)證DNA的精巧復(fù)制，測(cè)讀ATGC的生命長(zhǎng)卷”，在不斷的爭(zhēng)論中開展合作探究，他們的研究精神值得我們學(xué)習(xí)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）組成染色體的化學(xué)成分主要是___。在研究它們的遺傳功能時(shí)，科學(xué)家設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵思路是_____，最終證明了DNA是遺傳物質(zhì)。（2）科學(xué)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(jié)構(gòu)內(nèi)部[_____]（填圖1中數(shù)字及結(jié)構(gòu)名稱）的排列順序代表著遺傳信息。對(duì)細(xì)胞生物而言，基因是指_____。（3）“測(cè)讀ATGC的生命長(zhǎng)卷”是指DNA的測(cè)序。從第一個(gè)模式植物擬南芥被測(cè)序，植物基因組的測(cè)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(cè)定蘆筍、玉米的基因組序列需要分別測(cè)定_____條染色體上DNA的堿基序列。（4）科學(xué)家梅塞爾森和斯塔爾證明了DNA復(fù)制的方式。圖2中的④⑤是某個(gè)卵原細(xì)胞內(nèi)對(duì)同源染色體上的兩個(gè)DNA分子（細(xì)胞中的其他染色體及其上的DNA不考慮，只考慮這兩個(gè)DNA分子）。將該卵原細(xì)胞放在只含有32P的完全培養(yǎng)液中完成減數(shù)分裂，請(qǐng)?jiān)趫D3中畫出該卵原細(xì)胞產(chǎn)生的卵細(xì)胞中DNA放射性標(biāo)記情況。（5）7-乙基鳥嘌呤不與胞嘧啶（C）配對(duì)而與胸腺嘧啶（T）配對(duì)。某DNA分子中腺嘌呤（A）占?jí)A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(fù)制產(chǎn)生兩個(gè)DNA分子，其中一個(gè)DNA分子中胸腺嘧啶（T）占?jí)A基總數(shù)的45%，另一個(gè)DNA分子中鳥嘌呤（G）所占比例為______。5.科學(xué)家以T4噬菌體和大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，運(yùn)用同位素標(biāo)記技術(shù)及密度梯度離心法進(jìn)行了DNA復(fù)制方式具體過(guò)程的探索實(shí)驗(yàn)。（1）從結(jié)構(gòu)上看（圖1），DNA兩條鏈的方向_______。DNA復(fù)制時(shí)，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(fù)制模型________（填“是”或“不是”）完全正確的。

（2）為探索DNA復(fù)制的具體過(guò)程，科學(xué)家做了如下實(shí)驗(yàn)：20℃條件下，用T4噬菌體侵染大腸桿菌，進(jìn)入T4噬菌體DNA活躍復(fù)制期時(shí)，在培養(yǎng)基中添加含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷，培養(yǎng)不同時(shí)間后，阻斷DNA復(fù)制，將DNA變性處理為單鏈后，離心分離不同長(zhǎng)度的T4噬菌體的DNA片段，檢測(cè)離心管不同位置的放射性強(qiáng)度，結(jié)果如圖2所示（DNA片段越短，與離心管頂部距離越?。?。

①根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)，DNA復(fù)制時(shí)子鏈合成的過(guò)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(fù)上述實(shí)驗(yàn)，則可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是________。（3）請(qǐng)根據(jù)以上信息，補(bǔ)充下圖，表示可能的DNA復(fù)制過(guò)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(huì)遺留下完整的細(xì)菌DNA的各個(gè)片段。下圖為肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)，據(jù)圖分析回答下列問(wèn)題。（1）艾弗里等人選用肺炎鏈球菌作為實(shí)驗(yàn)材料具有的優(yōu)點(diǎn)有__________，在該實(shí)驗(yàn)中控制自變量采用的實(shí)驗(yàn)原理是__________。（2）據(jù)圖推測(cè)S基因的作用是__________，作為遺傳物質(zhì)必須具備的特點(diǎn)有__________（答出2點(diǎn)）。（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(zhuǎn)化成相應(yīng)的S型菌；R型菌只可回復(fù)突變?yōu)橄鄳?yīng)類型的S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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)通過(guò)觀察細(xì)菌類型，探究R型菌是發(fā)生了轉(zhuǎn)化還是發(fā)生了回復(fù)突變。實(shí)驗(yàn)思路：__________。實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論：若__________則說(shuō)明只發(fā)生了轉(zhuǎn)化；若__________則說(shuō)明只發(fā)生了回復(fù)突變；若__________則說(shuō)明發(fā)生了轉(zhuǎn)化和回復(fù)突變。

答案以及解析1.答案：（1）能夠儲(chǔ)存遺傳信息：可以準(zhǔn)確復(fù)制，并傳遞給下一代：結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定等（任答2點(diǎn)即可）（2）R型活菌與加熱致死的S型菌的混合液；減法；個(gè)體小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于觀察因遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)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(yīng)具備以下幾個(gè)特點(diǎn)：能夠精確的自我復(fù)制；具有儲(chǔ)存遺傳信息的能力；結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定；等等。（2）格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)也能分離出R型活菌；艾弗里和他的同事所做的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)實(shí)驗(yàn)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(guò)程利用了減法原理對(duì)自變量進(jìn)行控制。選用肺炎鏈球菌作為實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)有：肺炎鏈球菌是原核生物，個(gè)體很小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于觀察因遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的變化；而且其繁殖快，短時(shí)間內(nèi)可大量繁殖。（3）赫爾希和蔡斯用同位素標(biāo)記法進(jìn)行了噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)，證明了DNA是遺傳物質(zhì)，該實(shí)驗(yàn)的步驟是：②35S和32P分別標(biāo)記T2噬菌體→①標(biāo)記的T2噬菌體侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌→④攪拌離心分離→③放射性檢測(cè)。由于病毒必須寄生在活細(xì)胞中才能生存，因此對(duì)噬菌體的蛋白質(zhì)外殼進(jìn)行標(biāo)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(xì)菌之后，會(huì)在自身遺傳物質(zhì)DNA的作用下，利用細(xì)菌體內(nèi)的物質(zhì)來(lái)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(xì)菌的氨基酸。故選C。（5）35S標(biāo)記的是噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，蛋白質(zhì)外殼沒(méi)有進(jìn)入細(xì)菌，經(jīng)過(guò)攪拌離心后分布在上清液中，因此，用35S標(biāo)記的噬菌體去侵染未被標(biāo)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(shí)際上會(huì)由于攪拌不充分等導(dǎo)致部分噬菌體未能與細(xì)菌分離，從而導(dǎo)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(xì)胞來(lái)源于同一個(gè)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(xì)胞中DNA分子堿基比例大致相同，是因?yàn)樗鼈冇赏粋€(gè)受精卵發(fā)育而來(lái)，含有的DNA分子相同。（2）在A與T之間有兩個(gè)氫鍵，G與C之間有三個(gè)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(bǔ)配對(duì)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(bǔ)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(duì)）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(gè)磷酸均與2個(gè)脫氧核糖相連，DNA具有特異性原因是堿基對(duì)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(shí)是脫氧核糖的3′端與下一個(gè)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(fù)制時(shí)是單起點(diǎn)半不連續(xù)復(fù)制。（5）①若DNA為全保留復(fù)制，子一代15N15N：14N14N=1：1，含有重帶、輕帶；若DNA為半保留復(fù)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(shè)法把DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)、直接地觀察各種組分的作用（2）③；（含氮）堿基；有遺傳效應(yīng)的DNA片段（3）11、10（4）（5）20%解析：（1）組成染色體的主要化學(xué)成分是DNA、蛋白質(zhì)，還有少量RNA。在研究它們的遺傳功能時(shí)，科學(xué)家設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵思路是設(shè)法把DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)、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(xué)家沃森和克里克揭示了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，DNA中的堿基，即圖1中的③的排列順序代表著遺傳信息。對(duì)細(xì)胞生物來(lái)說(shuō)，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段；對(duì)RNA病毒來(lái)說(shuō)，基因是有遺傳效應(yīng)的RNA片段。（3）蘆筍（2n=20）為XY型性別決定的植物，則測(cè)定蘆筍的基因組序列需要測(cè)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(méi)有常染色體和性染色體之分，故只需測(cè)定10條染色體上DNA的堿基序列。（4）DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制，該卵原細(xì)胞的DNA在含32P的完全培養(yǎng)液中完成復(fù)制，DNA分子④⑤產(chǎn)生的子代DNA的結(jié)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(gè)卵原細(xì)胞只有一條染色體，產(chǎn)生的卵細(xì)胞中放射性標(biāo)記情況見(jiàn)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(dāng)其中的G全部被7-乙基化后，G不與C配對(duì)而與T配對(duì)，該DNA復(fù)制產(chǎn)生兩個(gè)DNA分子過(guò)程中，會(huì)影響C和T的數(shù)量，但不影響A和G的數(shù)量，新復(fù)制的兩個(gè)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(zhǎng)鏈；時(shí)間較短時(shí)，短片段DNA數(shù)量較多，隨著時(shí)間推移，長(zhǎng)片段DNA數(shù)量較多；②隨著時(shí)間推移，短片段DNA的數(shù)量一直較多（3）（畫出任意一個(gè)即可）解析：（1）據(jù)圖1可知，DNA兩條鏈的方向相反。DNA復(fù)制時(shí)，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(fù)制模型不是完全正確的。（2）圖2中信息顯示，時(shí)間較短時(shí)短片段DNA數(shù)量較多，隨著時(shí)間推移，長(zhǎng)片段DNA數(shù)量較多，因此推測(cè)，DNA復(fù)制時(shí)是先合成較短的DNA片段，之后再將較短的DNA片段連接