2021-2022学年下学期高一生物暑假巩固练习4 基因的本质

例1．在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是（　　）

A．与R型菌相比，S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关

B．S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成

C．加热杀死S型菌会使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响

D．将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合，可以得到S型菌

一、选择题

1．下列关于生物遗传物质的叙述，正确的是（　　）

A．真核生物的遗传物质主要是DNA 

B．少数原核生物的遗传物质是RNA

C．病毒的遗传物质是DNA和RNA 

D．小鼠的遗传物质主要分布在染色体上

2．如果用15N、32P、35S共同标记噬菌体后，让其侵染大肠杆菌，在产生的子代噬菌体的组成结构中，能够检测到15N、35S的结构为（　　）

A．子代噬菌体的外壳　　　　　　　　　　　B．子代噬菌体的DNA

C．子代噬菌体的外壳和DNA　　　　　　　　D．不存在

3．下图是“探究烟草花叶病毒（TMV）遗传物质”的实验过程，据此推断错误的是（　　）

A．水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA

B．设计思路和肺炎链球菌的体内转化实验相同

C．该实验证明TMV的遗传物质是RNA

D．TMV的遗传信息蕴含在RNA的碱基排列顺序中

4．酵母菌的DNA中碱基T约占32%，下列关于酵母菌核酸的叙述，不正确的是（　　）

A．DNA复制后A约占32%

B．DNA中G约占18%

C．DNA中（A＋G）/（T＋C）＝1

D．DNA中（A＋T）/（G＋C）＝1

5．eccDNA是一类独立于染色体外的环状DNA分子，与染色体结构相比，呈环状，较稳定，如图为eccDNA的结构示意图。下列叙述错误的是（　　）

A．该DNA分子中，嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数

B．该DNA分子中，每个脱氧核糖都和两个磷酸分子相连

C．脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧构成该DNA的骨架

D．该DNA分子5'端有游离的磷酸基团，3'端有羟基

6．假设T2噬菌体的DNA含1000个碱基对，其中胞嘧啶占全部碱基的20%。1个32P标记的T2噬菌体侵染细菌，释放出61个子代噬菌体。下列叙述正确的是（　　）

A．子代噬菌体中只有1个含32P标记的噬菌体

B．噬菌体增殖的翻译过程在噬菌体的核糖体中进行

C．细菌为噬菌体增殖提供复制和翻译的原料

D．产生这些子代噬菌体共消耗了24000个胸腺嘧啶脱氧核苷酸

7．下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，正确的是（　　）

A．一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的比例决定的

B．基因通常是有遗传效应的DNA片段，是四种碱基对的随机排列

C．在DNA分子结构中，每个磷酸基团都连接两个脱氧核糖

D．相同基因在一个四分体中可以出现四个

8．研究人员将1个DNA双链均用14N标记的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养1 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA解开双螺旋变成单链，之后进行密度梯度离心，试管中出现两种条带（如图）。下列叙述错误的是（　　）

A．由结果可推知该大肠杆菌的细胞周期大约为20 min

B．根据条带的数目和位置可以确定DNA的复制方式

C．若直接将子代DNA进行密度梯度离心也能得到两条条带

D．通过高温或利用解旋酶可以解开DNA双螺旋结构的氢键

二、非选择题

9．为了研究肺炎双球菌是如何使人患肺炎的，科学家格里菲思利用小鼠进行了一系列体内转化实验（如下图甲所示），请回答下列有关问题：

（1）图甲的实验4中，死亡的小鼠中能够分离出______________型细菌。

（2）图乙表示肺炎双球菌中的感受态R型细菌与S型细菌之间的转化过程，首先将S型细菌加热杀死，S型细菌的DNA双链片段与A细胞膜表面的相关蛋白结合，双链中的一条链与感受态特异蛋白结合进入______________型细菌细胞内。

（3）用显微镜可以观察肺炎双球菌有无荚膜，在培养基中培养观察菌落特征也能区分菌体类型，据图甲可知，你还可以通过怎样的方法来区分R型和S型细菌？______________。

（4）1944年，艾弗里将去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质的S型细菌提取物，进行不同的处理后，加入到含有R型活菌的培养基中，处理方法及实验结果如下表所示：

设置第一组实验的目的是______________；只有当其余四组培养基中的活菌类型分别表现为______________时，才能证明DNA是转化因子。

10．图甲表示遗传物质的相关组成，用14N培养的大肠杆菌（DNA分子均为14N·DNA）作对照，用15N培养的大肠杆菌（DNA分子均为15N·DNA）作亲代，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），用离心的方法分离得到的结果如图乙所示。据图回答下列问题：

（1）图中A代表的物质为___________，E的基本单位有_______种，组成F的基本单位之间是通过_______连接的。

（2）图乙中，亲代、I、II的DNA的离心结果说明DNA的复制方式不是___________（填“半保留”或“全保留”）复制，若将亲代大肠杆菌在14N培养基上连续复制n次，则所产生的子代DNA中，轻DNA（全不含15N）、中DNA（一条链含15N）、重DNA（全含15N）的数目分别为_____、_____、_____，在这些子代DNA中，含15N的链占全部子代DNA链的比例为_______。

【答案】D

【解析】A．与R型菌相比，S型菌具有荚膜多糖，S型菌有毒，故可推测S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关，A正确；B．根据S型菌的DNA进入R型菌细胞后使R型菌具有了S型菌的性状，可知S型菌的DNA进入R型菌细胞后指导蛋白质的合成，B正确；C．加热杀死的S型菌不会使小白鼠死亡，说明加热杀死的S型菌的蛋白质功能丧失，而加热杀死的S型菌的DNA可以使R型菌发生转化，可知其DNA功能不受影响，C正确；D．将S型菌的DNA经DNA酶处理后，DNA被水解为小分子物质，故与R型菌混合后，不能得到S型菌，D错误。故选D。

1．【答案】D

【解析】AB．真核生物和原核生物都有细胞结构，遗传物质是DNA，A、B错误；C．病毒只有一种核酸，它的遗传物质是DNA或RNA，C错误；D．小鼠的遗传物质是DNA，主要分布在染色体上，其次分布在线粒体，D正确。故选D。

2．【答案】D

【解析】A．合成子代噬菌体蛋白质外壳的原料均由细菌提供，因此在子代噬菌体的蛋白质外壳中找不到15N和35S，A错误；B．合成子代噬菌体DNA的原料均由细菌提供，但DNA的复制方式为半保留复制，因此在子代噬菌体的DNA中可以找到15N和32P，B错误；C．合成子代噬菌体蛋白质外壳的原料均由细菌提供，因此在子代噬菌体的蛋白质外壳中也找不到15N，C错误；D．综上所述，不存在能够检测到15N、35S的结构，D正确。故选D。

3．【答案】B

【解析】据图分析，水和苯酚能分离TMV的RNA和蛋白质，用TMV的RNA和TMV的蛋白质外壳分别感染烟草，TMV的RNA能感染烟草，TMV的蛋白质外壳不能感染烟草，说明TMV的遗传物质是RNA而不是蛋白质。因此，A．从图示分析，TMV放入水和苯酚中后，RNA和蛋白质分离，故水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA，A正确；B．该实验设计思路是将RNA和蛋白质分离，分别验证其作用，和肺炎双球菌的体外转化实验的设计思路相同，B错误；C．此实验说明TMV的遗传物质是RNA，而不是蛋白质，C正确；D．基因中碱基的排列顺序代表遗传信息，因此TMV的遗传信息蕴含在遗传物质RNA的碱基排列顺序中，D正确。故选B。

4．【答案】D

【解析】A．DNA分子为半保留复制，复制时遵循A-T、G-C的配对原则，则DNA复制后的A约占32%，A正确；B．酵母菌的DNA中，碱基A约占32%，则A=T=32%，G=C=（1－2×32%）/2=18%，B正确；CD．DNA遵循碱基互补配对原则，A=T、G=C，则（A＋G）/（T＋C）=1，（A＋T）/（G＋C）不一定等于1，C正确，D错误。故选D。

5．【答案】D

【解析】A．此DNA分子是双链，双链DNA分子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，且互补配对的碱基数目彼此相等，即A=T，C=G，因此双链DNA所含的嘌呤碱基数量等于嘧啶碱基数量，A正确；B．此DNA分子环状，脱氧核苷酸首尾相连，所以该DNA分子中每个脱氧核糖都和两个磷酸分子相连，B正确；C．此DNA分子是双链，每个双链DNA分子中都是脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，C正确；D．此DNA分子环状，脱氧核苷酸首尾相连，每一条单链相邻的脱氧核苷酸在3'端与5'端形成磷酸二酯键，因此该DNA分子5'端没有游离的磷酸基团，3'端没有羟基，D错误。故选D。

6．【答案】C

【解析】由于T2噬菌体的一个DNA分子中胞嘧啶占全部碱基的20%，则胞嘧啶为1000×2×20%=400个，胸腺嘧啶为（1000×2－400×2）÷2=600个。因此，A．因为噬菌体进行DNA复制所需的原料由细菌提供，且DNA的复制特点为半保留复制，所以子代噬菌体中只有2个含32P标记的噬菌体，A错误；B．噬菌体是病毒，没有核糖体，噬菌体增殖的翻译过程在细菌的核糖体中进行，B错误；C．细菌为噬菌体增殖提供复制和翻译的原料，噬菌体增殖需要的模板由噬菌体提供，C正确；D．产生这些子代噬菌体共消耗了（61－1）×600=36000个胸腺嘧啶脱氧核苷酸，D错误。故选C。

7．【答案】D

【解析】A．一般来说，基因是有遗传效应的DNA片段，所以一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的，A错误；B．基因通常是有遗传效应的DNA片段，但不是四种碱基对的随机排列，B错误；C．在链状DNA分子结构中，位于5'端的磷酸基团只连接一个脱氧核糖，在环状DNA分子结构中，每个磷酸基团都连接两个脱氧核糖，C错误；D．四分体是一对联会的同源染色体，位于同源染色体相同位置的可以是相同基因或等位基因，由于四分体时期的染色体已经复制完毕，故此时一个四分体中可以出现4个相同基因，D正确。故选D。

8．【答案】B

【解析】A．由于14N单链∶15N单链=1∶7，因为实际应该有两条14N链，总的单链数为16，所以可说明DNA复制了3次，因此可推知该细菌的细胞周期大约为60÷3=20 min，A正确；B．由于DNA经过热变性后解开了双螺旋，变成单链，所以根据条带的数目和位置只能判断DNA单链的标记情况，但无法判断DNA的复制方式，B错误；C．经过分析可知，DNA复制3次，有2个DNA是15N和14N，中带，有6个都是15N的DNA，重带，故若直接将子代DNA进行密度梯度离心也能得到两条条带，C正确；D．解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的氢键，D正确。故选B。

9．【答案】（1）R和S

（2）感受态R

（3）使用注射法，给小鼠注射两种细菌中的一种后观察小鼠的生活状况，若小鼠存活说明注射的是R型菌，若小鼠死亡说明注射的是S型菌

（4）对照　　第二、三、四组为R型＋S型，第5组为R型

【解析】肺炎双球菌转化实验包括活体转化实验和离体转化实验，其中活体转化实验证明S型菌中存在某种“转化因子”，能使少量的R型菌转化为S型菌，离体转化实验证明该种转化因子为DNA。

（1）实验4中，加热后的S型菌与R型菌混合后，会产生新的具有致病性的S型菌，故死亡的小鼠中能够分离出R型菌和S型菌。

（2）分析题图可知，S型细菌的DNA双链片段与A细胞膜表面的相关蛋白结合，双链中的一条链与感受态特异蛋白结合进入R型菌细胞内。

（3）根据图甲可知，可以使用注射法，给小鼠注射两种细菌中的一种后观察小鼠的生活状况，若小鼠存活说明注射的是R型菌，若小鼠死亡说明注射的是S型菌。

（4）在艾弗里的体外转化实验中，第一组将S型细菌提取物，不进行处理，加入到含有R型活菌的培养基中，作为对照组；酶具有专一性，要证明DNA是转化因子，应只有加入DNA酶的一组（第五组）不能转化，只有R型菌，对照组和加入蛋白酶RNA酶及酯酶的组（第二、三、四组），由于都存在DNA，都可以发生转化，即培养基中都有R型＋S型细菌。

10．【答案】（1）含氮碱基　　4　　肽键

（2）全保留　　2n－2　　2　　0　　1/2n

【解析】A（腺嘌呤）一定与T（胸腺嘧啶）配对；G（鸟嘌呤）一定与C（胞嘧啶）配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。又由题图甲分析可知，图中A是含氮碱基，B是脱氧核糖，C是磷酸，D是脱氧核苷酸，E是DNA，F是蛋白质，G是染色体。图乙中，Ⅰ中为全中，说明DNA分子是半保留复制，一条链为14N，另一条链为15N，Ⅱ中一半为轻，一半为中，说明复制两次后一半DNA都是14N，另一半DNA中一条链为14N，另一条链为15N。

（1）图中的A表示含氮碱基，参与组成脱氧核苷酸，是组成DNA的基本单位，共有4种。根据分析可知，F是蛋白质，组成F的基本单位是氨基酸，氨基酸之间通过脱水缩合形成肽键连接起来。

（2）由图乙可知，亲代全是重带，Ⅰ为中带（含有亲本的一条链15N），Ⅱ为中带和轻带，可推测DNA复制是半保留复制，不是全保留复制。若将亲代大肠杆菌在14N培养基上连续复制n次，产生子代DNA的数目为2n个，其中只有2个DNA分子中各含有亲代DNA分子的一条链，即一条链含有14N，一条链含有15N，另外2n－2个大肠杆菌的DNA只有14N，即产生的子代DNA中，轻DNA（2n－2个全不含15N）、中DNA（2个，一条链含15N）、重DNA（0个，全含15N）。在这些子代DNA中，含15N的链（只有2条）与全部子代DNA链（2n×2条）的比值为1/2n。