人教生物必修2 遗传与进化-章末质量检测(三)　基因的本质(含答案）

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人教生物必修2 遗传与进化-章末质量检测
(三)　基因的本质
一、单项选择题
1．(2021·山东潍坊期末)下列关于肺炎链球菌转化实验的叙述，正确的是(　　)
A．格里菲思和艾弗里的细菌转化实验都能证明DNA是遗传物质
B．艾弗里的体外转化实验是通过观察培养皿中菌落的特征来判断细菌是否发生转化的
C．该实验中的“细菌转化”指的是S型细菌和R型细菌相互转化
D．体内转化实验中，S型细菌的DNA使小鼠致死
B　[格里菲思的实验证明R型细菌中有转化因子的存在，而艾弗里的细菌转化实验证明了DNA是遗传物质，A错误；通过菌落的特征可以鉴别细菌的种类，据此推测，艾弗里的体外转化实验是通过观察培养皿中菌落的特征来判断细菌是否发生转化的，是否出现S型细菌，B正确；该实验中的“细菌转化”指的是R型细菌转化为S型细菌，C错误；体内转化实验中，S型细菌的DNA不能使小鼠致死，而是有毒性的S型细菌使小鼠致死，D错误。]
2．(2021·山东高一期末)某研究性学习小组做了两组实验：甲组用无放射性的T2噬菌体去侵染用3H、35S标记的大肠杆菌；乙组用3H、35S 标记的T2噬菌体去侵染无放射性的大肠杆菌。经短时间保温、搅拌、离心后，分析放射性情况。若该过程中大肠杆菌未裂解，下列有关说法正确的是(　　)
A．甲组上清液与沉淀物放射性都很强
B．甲组子代噬菌体的蛋白质与DNA分子中都可检测到3H
C．乙组上清液放射性很强而沉淀物几乎无放射性
D．乙组子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、35S
B　[甲组用无放射性的T2噬菌体去侵染用3H、35S标记的大肠杆菌，由于噬菌体的蛋白质外壳以及DNA的合成均是利用的大肠杆菌的原料，所以新形成的噬菌体的蛋白质外壳含有3H、35S，而DNA含有3H，放射性全部分布在沉淀物中，上清液是亲代噬菌体的蛋白质外壳，不含放射性，A错误；噬菌体的蛋白质和DNA中均含有H，所以甲组子代噬菌体的蛋白质与DNA分子中都可检测到3H，B正确；乙组用3H、35S标记T2噬菌体，则噬菌体的蛋白质外壳被3H、35S标记，而噬菌体的DNA只被3H标记，用其去侵染无放射性的大肠杆菌，由于噬菌体的DNA进入大肠杆菌，而蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，所以离心后上清液和沉淀物中都有放射性，C错误；乙组子代噬菌体的DNA中不含35S，D错误。]
3．(2020·福建龙岩高一检测)下列有关DNA片段分子结构的说法，正确的是(　　)
A．相邻的碱基被相邻的两个核糖连在一起
B．每个磷酸基团上都连着两个五碳糖
C．碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性
D．每个脱氧核糖均只与一个磷酸和一个含氮碱基相连
C　[DNA分子中一条链上相邻的碱基被“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连在一起，两条链上相邻的碱基被氢键连在一起，A错误；DNA链末端的磷酸基团上连着一个五碳糖，B错误；碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性，C正确；除末端外，每个脱氧核糖均与两个磷酸和一个含氮碱基相连，D错误。]
4．在一个双链DNA分子中，碱基总数为a，A碱基数为b，则下列有关数目关系正确的是(　　)
①脱氧核苷酸数＝脱氧核糖数＝磷酸数＝碱基数＝a　②A＝T＝b　③G＝C＝(a－2b)/2　④A＋G＝C＋T
A．①②　　　　　　　 B．③④
C．①②④ D．①②③④
D　[脱氧核苷酸由一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成，所以①正确；双链DNA分子中，碱基互补配对，A＝T＝b，G＝C＝(a－2b)/2，且嘌呤之和等于嘧啶之和，所以②③④也正确。]
5．(2021·湖北仙桃期末)现已知基因M含有碱基共N个，腺嘌呤n个，具有类似如图的平面结构，下列说法正确的是(　　)
A．基因M共有4个游离的磷酸基，1.5N－n个氢键
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
C．基因M的双螺旋结构中，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所含的遗传信息不同
C　[图中a和b共同组成基因M，基因M的每一条链有1个游离的磷酸基团，故共有2个游离的磷酸基团，A、B错误；遗传信息蕴藏在碱基的排列顺序之中，C正确；基因M及其等位基因m控制的性状不同，两者的碱基总数可能不同，D错误。]
6．研究发现：DNA分子完成复制约需30 s，而大肠杆菌拟核中的DNA复制形成两个DNA分子实际只需16 s。下列关于该DNA复制的叙述，错误的是(　　)
A．双向复制
B．边解旋边复制
C．至少需要两种酶参与
D．发生在细胞分裂过程中着丝粒分裂时
D　[由题中信息可推知，DNA应为双向复制，A正确；DNA边解旋边复制，B正确；DNA复制需要解旋酶、DNA聚合酶等参与，C正确；大肠杆菌为原核细胞，无染色体，D错误。]
7．(2021·安徽宣城期末)在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，则下列有关叙述正确的是(　　)
①脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基总数＝m ②碱基之间的氢键数为(3m/2)－n
③一条链中A＋T的数量为n ④G的数量为m－n
A．①②③④ B．①②③
C．③④ D．①③④
B　[每个脱氧核苷酸是由一个磷酸、一个碱基和一个脱氧核糖组成的，因此，DNA分子中脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基总数＝m；碱基总数为m，腺嘌呤A数为n，则胸腺嘧啶T数也为n，鸟嘌呤G和胞嘧啶C数均为(m－2n)/2，在A与T之间形成2个氢键，在G与C之间形成3个氢键，因此，氢键总数为2n＋3×(m－2n)/2＝(3m－2n)/2＝(3m/2)－n；DNA分子中A＋T的数量为2n，由于两条链上A与T互补配对，因此，每一条链上A＋T的数量为n。]
8．科学家以含有15N标记的NH4Cl培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖几代，再将一大肠杆菌转移到14N的普通培养液中连续培养3代，然后将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。预期轻链DNA、中链DNA、重链DNA分子数依次是(　　)
A．7、1、0 B．6、2、0
C．2、4、2 D．2、2、0
B　[该DNA繁殖3次，得到的8个DNA分子中，2个DNA分子的一条链含15N，一条链含14N；还有6个DNA分子只含14N。然后将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置，预期轻链DNA(两条链都为14N)、中链DNA(一条链为14N，另一条链为15N)、重链DNA(两条链均为15N)的DNA分子数依次是6、2、0。]
9．将一个不含放射性同位素32P标记的大肠杆菌(拟核DNA呈环状，共含有m个碱基，其中有a个胸腺嘧啶)放在含有32P标记的胞嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间，检测到如图Ⅰ、Ⅱ两种类型的DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)。下列有关该实验的结果预测与分析，正确的是(　　)
A．DNA第二次复制产生的子代DNA有Ⅰ、Ⅱ两种类型，比例为1∶3
B．DNA复制后分配到两个子细胞时，其上的基因遵循基因分离定律
C．复制n次需要胞嘧啶的数目是(2n－1)(m－a)/2
D．复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链为2n＋1－2条
D　[由DNA的半保留复制方式可知，DNA第二次复制产生的子代DNA有Ⅰ、Ⅱ两种类型，比例为1∶1，A错误；大肠杆菌是原核生物，其基因不遵循基因分离定律，B错误；一个DNA分子中有m个碱基，a个胸腺嘧啶，则胞嘧啶有m/2－a个，复制n次需要胞嘧啶的数目是(m/2－a)·(2n－1)，C错误；无论复制多少次，子代DNA均只有两条链不含标记，故复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链数为2n＋1－2，D正确。]
10．如图所示DNA分子复制过程，图中a、b、c、d各自表示一条脱氧核苷酸链。一般地说，下列各项正确的是(　　)
A．a和c的碱基序列互补
B．b和c的碱基序列相同
C．a链和b链中的(A＋T)/(G＋C)比值相同
D．a链与d链中的(A＋G)/(T＋C)比值相同
C　[DNA分子进行半保留复制，a和c的碱基序列相同；b和c的碱基序列互补；DNA分子的两条链碱基互补配对，a链和b链中的(A＋T)/(G＋C)比值相同；a链与d链中的(A＋G)/(T＋C)比值互为倒数。]
二、不定项选择题
11．(2021·山东潍坊期中)将所有DNA链均被3H标记的洋葱(2n＝16)幼根转到普通培养基中培养一段时间，剪取根尖，制片并检测染色体的放射性。下列相关叙述正确的是(　　)
A．在普通培养基中培养后的根尖伸长区细胞一定没有放射性
B．根尖分生区的一个细胞中含有放射性的染色体最多有32条
C．增殖两次后形成的某个子细胞中，放射性染色体的数量可为0
D．进行到第一次分裂中期的细胞，每条染色体中都只有一条单体有放射性
BC　[伸长区细胞是由分生区细胞分裂、分化成的，故在普通培养基中培养后的根尖伸长区细胞也可具有放射性，A错误；洋葱正常体细胞含有16条染色体，由于DNA复制方式为半保留复制，故在根尖分生区细胞第一次有丝分裂后期细胞中含有放射性的染色体最多，有32条，B正确；由于DNA复制方式为半保留复制，有丝分裂后期染色体随机进入两极，因此增殖两次后形成的某个子细胞中，放射性染色体的数量可为0，C正确；进行到第一次分裂中期的细胞，每条染色体中的两条单体都有放射性，D错误。]
12．一个32P标记的噬菌体侵染在31P环境中培养的大肠杆菌，已知噬菌体DNA上有m个碱基对，其中胞嘧啶有n个，以下叙述不正确的是(　　)
A．大肠杆菌为噬菌体增殖提供原料和酶等
B．噬菌体DNA含有(2m＋n)个氢键
C．该噬菌体繁殖四次，子代中只有14个噬菌体含有31P
D．噬菌体DNA复制四次共需要8(m－n)个腺嘌呤脱氧核苷酸
CD　[噬菌体营寄生生活，大肠杆菌为噬菌体增殖提供原料、能量、酶和场所等，A正确；噬菌体中含有双链DNA，胞嘧啶有n个，鸟嘌呤有n个，腺嘌呤数目＝胸腺嘧啶数目＝(2m－2n)/2＝m－n(个)，A与T之间有两个氢键，G与C之间有三个氢键，所以噬菌体DNA含有的氢键数目＝(m－n)×2＋n×3＝2m＋n(个)，B正确；DNA复制方式是半保留复制，该噬菌体繁殖四次，一共可形成16个噬菌体，其中子代中含有32P的噬菌体有2个，含有31P的噬菌体有16个，只含有31P的噬菌体有14个，C错误；噬菌体DNA第四次复制共需要的腺嘌呤脱氧核苷酸数目＝24×(m－n)－23×(m－n)＝8(m－n)(个)，D错误。]
三、非选择题
13．(2021·辽宁葫芦岛期末)1952年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记法，完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验，实验包括4个步骤：①标记的噬菌体与细菌混合　②35S和32P分别标记噬菌体　③放射性检测　④离心分离
(1)该实验步骤的正确顺序是 (　　)
A．①②④③ B．④②①③
C．②①④③ D．②①③④
(2)下图中锥形瓶内的培养液是用来培养 _________的 ，其内的营养成分中能否含有32P _______。
(3)如果让放射性同位素主要分布在图中离心管的上清液中，则获得该实验中的噬菌体的培养方法是(　　)
A．用含35S的培养基直接培养噬菌体
B．用含32P的培养基直接培养噬菌体
C．用含35S的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体
D．用含32P的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体
(4)用被32P标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，发现上清液中有放射性物质存在，这些放射性物质的来源可能是(两种可能)____________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)若按上述方式连续培养噬菌体n代，则含32P的个体应占总数的____________。
解析　(1)噬菌体是病毒，是在活细胞中营寄生生活的生物，不能直接在培养基上培养，所以要先培养细菌，使细菌被标记，用噬菌体侵染被标记的细菌，再用被标记的噬菌体侵染未标记的细菌，保温、离心处理，检测放射性，因此顺序为②①④③，故选C。(2)如果标记噬菌体，则先标记细菌，图中锥形瓶内的培养液是用来培养大肠杆菌的；根据图示：上清液测得放射性，说明标记的是S元素，培养液的营养成分中不含有32P。(3)标记噬菌体的方法：分别用含35S和含32P的培养基培养细菌，再用此细菌培养出带相应标记的噬菌体。根据图示：上清液测得放射性，说明标记的是S元素。噬菌体只能寄生在活细胞内，不能单独用普通培养基培养，A、B错误。根据分析可知：标记的是S元素，所以C正确、D错误。(4)用被32P 标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，发现上清液中有放射性物质存在，这些放射性物质的来源可能是有未注入DNA的噬菌体或者离心时间过长，子代噬菌体得以释放，经离心后到达上清液中。(5)DNA复制是半保留复制，合成子代噬菌体需利用细菌提供的原料，所以子代的噬菌体DNA组成是只有两个DNA分子含有新代DNA分子的各一条链，同时含有32P 和31P的是2个，n代后DNA分子总数为2n，含亲代噬菌体DNA的个体应占总数的2÷2n＝21－n。
答案　(1)C　(2)大肠杆菌　不含有　(3)C　(4)没有侵入大肠杆菌的噬菌体、侵入大肠杆菌的噬菌体经增殖后释放出的子代噬菌体　(5)1/2n－1
14．(2021·重庆期中)如图为真核生物DNA的结构(图甲)及发生的生理过程(图乙)，请据图回答问题：
图甲
图乙
(1)图甲为DNA的结构示意图，其基本骨架由________和________(填序号)交替排列构成，④为______________________。
(2)从图乙可看出，该过程是从____(填“单”或“多”)个起点开始复制的，从而________复制速率；图乙中所示的酶为________酶，作用于图甲中的________(填序号)。
(3)若用1个被32P标记的噬菌体侵染标记的大肠杆菌，释放出300个子代噬菌体，其中含有32P的噬菌体所占的比例是______________。
(4)若图甲中的亲代DNA含有100个碱基对，将一个该DNA分子放在含有用32P标记的脱氧核苷酸培养液中复制一次，则子代一个DNA分子的相对分子质量比亲代增加________。
解析　(1)DNA的基本骨架由磷酸①和脱氧核糖②交替连接构成。图中的④是由一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子C(胞嘧啶)组成的胞嘧啶脱氧核苷酸。(2)分析图乙，有多个复制起点，这样可以大大提高复制的速率。图乙中酶应为解旋酶，作用是使⑨氢键断裂。(3)用32P标记的1个噬菌体侵染大肠杆菌，根据DNA 半保留复制的特点，新形成的300个噬菌体中有2个含32P，含32P的噬菌体所占比例为1/150。(4)亲代DNA含有100个碱基对，将一个亲代DNA分子在含有用32P标记的脱氧核苷酸的培养液中复制一次，形成的子代DNA一条链含32P，一条链含31P，每个标记部分的脱氧核苷酸与未标记的脱氧核苷酸相比，相对分子质量增加1，因此子代一个DNA分子的相对分子质量比亲代增加100。
答案　(1)①　②(两空顺序可颠倒)　胞嘧啶脱氧核苷酸　(2)多　提高　解旋　⑨　(3)1/150　(4)100
15．科学家在研究DNA分子复制方式时进行了如图所示的实验研究(已知培养用的细菌大约每20 min分裂一次)：
实验一：
实验二：
实验三：
(1)实验一和实验二的作用是___________________________________________________ _____________________________________________________________________________。
(2)从实验三的结果C、D可以看出DNA分子复制________(填“是”或“不是”)半保留复制。
(3)如果实验三的结果都为F，则可判断DNA分子的复制方式________(填“是”或“不是”)半保留复制。
(4)如果DNA分子的复制方式是半保留复制，某次实验的结果中，结果C比以往实验结果所呈现的带略宽，那么可能的原因是新合成DNA单链中的N尚有少部分为________。
(5)如果DNA分子的复制方式是半保留复制，与结果D相比，结果E密度带的数量和位置________，不同的是结果E的________(填“重”“中”或“轻”)带略宽。
解析　(1)实验一只用14N的培养基，实验二只用15N的培养基，两者为实验三起对照作用。(2)由于结果C中子代DNA位于中链(14N/15N)，而结果D中子代DNA位于中链和轻链位置，说明DNA分子复制是半保留复制。(3)结果F有轻链和重链，则DNA复制不是半保留复制。(4)由于新合成DNA单链中的N尚有少部分为15N，所以结果C比以往实验结果所呈现的带略宽。(5)与D相比，E中培养时间长，所以E密度带的数量和位置没有变化，但E中轻带略宽。
答案　(1)为实验三起对照作用　(2)是　(3)不是　(4)15N　(5)没有变化　轻