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一、选择题
1．在肺炎双球菌转化实验中，哪位科学家通过实验证明了DNA是转化因子( )
A．格里菲思 B．艾弗里
C．赫尔希 D．蔡斯
解析 格里菲思利用肺炎双球菌进行实验，作出假设，在加热杀死的S型菌中存在转化因子，它可以把R型菌转化为S型菌，艾弗里在此基础上，通过实验证明了DNA是转化因子。
答案 B
2．噬菌体侵染细菌的实验中，子代噬菌体外壳的蛋白质是( )
A．在噬菌体DNA指导下，用细菌的物质合成的
B. 在细菌的DNA指导下，用细菌的物质合成的
C. 在噬菌体DNA指导下，用噬菌体的物质合成的
D. 在细菌的DNA指导下，用噬菌体的物质合成的
解析 噬菌体合成子代DNA及外壳均利用细菌的原料，但指导者仍是噬菌体的DNA。
答案 A
3．在证明DNA是遗传物质的几个著名实验中，实验设计思路中最关键的是( )
A．要用同位素标记DNA和蛋白质
B．要分离DNA和蛋白质
C．要分离DNA和蛋白质，单独观察它们的作用
D．要得到噬菌体和肺炎双球菌
解析 在证明DNA是遗传物质的实验中，因为DNA和蛋白质结合在一起，所以分不出是DNA还是蛋白质的作用，或者是这两种物质以外的其他物质的作用。因此要分离DNA和蛋白质，单独去观察它们的作用，体现实验设计的对照性原则，从而得出令人信服的结论。
答案 C
二、非选择题
4．某科学家做“杂种”病毒侵染实验。车前草病毒(HRV)和烟草花叶病毒(TMV)都是以RNA为遗传物质的病毒，由于所含RNA不同，因而侵染后导致的植物症状不同(如下图中a、b所示)，将病毒的RNA和蛋白质分离，使其单独感染植物；或使不同病毒的RNA和蛋白质之间重新组合形成“杂种”病毒，然后使其感染植物(感染图示如下图c所示)。
(1)图a、图b的表现症状不同，其根本原因是________________。
(2)写出叶片①、叶片②、叶片③表现出的感染症状：________、________、________。
(3)从以上感染实验可知，起感染作用的是________。
(4)画出叶片③中繁殖产生的子代病毒的图示。
(5)以上实验证明_________________________________。
(6)该实验的设计思路是___________________________。
解析 实验中所用两种病毒性状均由RNA控制，病毒不同RNA不同，从而决定了两者性状不同，从题中知，感染①的是蛋白质，感染②的是RNA，③则是被HRV的RNA和TMV的蛋白质外壳组成的杂种病毒感染，所以①无症状，②、③症状相同。该实验中，科学家采用了将RNA和蛋白质分开研究的思路和方法来进行有关实验。
答案 (1)TMV与HRV具有不同的RNA
(2)无症状 同b 同b
(3)病毒的RNA
(4)如图
(5)TMV与HRV的遗传物质是RNA
(6)将病毒RNA与蛋白质分开，单独研究各自作用
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一、选择题
1．下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在DNA分子结构构建方面的突出贡献的说法中，正确的是( )
A．威尔金斯和富兰克林提供了DNA分子的电子显微镜图像
B．沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型
C．查哥夫提出了A与T配对、C与G配对的正确关系
D．富兰克林和查哥夫发现A的量等于T的量、C的量等于G的量
解析 在DNA分子结构构建方面，威尔金斯和富兰克林提供了DNA的衍射图谱；查哥夫发现了A的量总是等于T的量、C的量总是等于G的量。沃森和克里克在此基础上提出了DNA分子的双螺旋结构模型。
答案 B
2．在制作DNA双螺旋结构模型时，各“部件”之间需要连接。如图所示的连接中，错误的是( )
解析 观察图中的四个选项，选项A为脱氧核苷酸的结构示意图；选项C、D只是方向不同，其他的连接方式都相同，它们都为脱氧核苷酸链的片段；选项B中相邻两个脱氧核苷酸所连接位置不正确。
答案 B
3．下列各项中，能正确表示DNA分子中脱氧核苷酸对的是( )
解析 DNA分子中的碱基互补配对原则为：A与T配对，G与C配对，A与T之间形成两个氢键，C与G之间形成三个氢键，两条链反向平行，所以A项正确；B、D两项配对方式不对；C项两链方向不对。
答案 A
二、非选择题
4．不同生物或不同器官(细胞)的DNA分子有关碱基比率不同，下表绘出了一些数值，请根据数值回答相关问题：
(1)从表中可以看出，不同种生物的DNA分子碱基比率显著不同，这一事实说明DNA分子结构具有________。
(2)猪或牛的各种组织细胞的DNA分子碱基比率大致相同，这一事实说明DNA分子结构具有________。
(3)牛的肝和肺DNA碱基比率相同，原因是_________________，但精子与肝、肺的碱基比率稍有不同，原因是___________________。
答案 (1)多样性 (2)特异性 (3)均来源于同一受精卵的有丝分裂 一对同源染色体的两条DNA分子有不同的碱基比率
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一、选择题
1．DNA分子的半保留复制是指( )
A．DNA分子中的一条链进行复制，另一条链不复制
B．DNA分子中的一半进行复制，另一半不复制
C．每一个子代DNA分子均保留了其亲代DNA分子中的一条单链
D．DNA分子复制后，一条仍为亲代DNA分子，另一条为子代DNA分子
解析 DNA复制时，总是以DNA分子解旋后的两条母链为模板，模板链与由它为模板合成的子链构成双螺旋结构，所以新DNA分子总是保留原DNA分子的一条链。
答案 C
2．细菌在15N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入14N培养基中培养，抽取亲代及子代的DNA经高速离心分离，图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是( )
A．子一代DNA应为② B．子二代DNA应为①
C．子三代DNA应为④ D．亲代的DNA应为⑤
解析 由于DNA分子的复制是半保留复制，因此依据这一特点来分析，⑤为亲代DNA，②为子一代DNA，①为子二代DNA，③为子三代及以后代数的DNA。不可能出现④中的情形。
答案 C
3．一个双链DNA分子为第一代，经过3次复制，在第四代DNA分子中，有几条第一代脱氧核苷酸的长链( )
A．2 B．4
C．8 D．16
解析 一个DNA分子无论复制多少代，只有两条链是第一代的脱氧核苷酸链。
答案 A
二、非选择题
4．下图是DNA的复制图解，请据图回答下列问题：
(1)DNA复制发生在__________________________期。
(2)②过程称为________，需在________酶的催化下将________间氢键断裂。
(3)指出③中的子链是________。
(4)③过程所需原料是________________________________，必须遵循________原则。
(5)子代DNA分子中只有一条链来自亲代DNA分子，由此说明DNA的复制具有________的特点。
(6)一个双链均被15N标记的DNA分子，利用含14N的4种脱氧核苷酸为原料连续复制4次，则含14N的DNA分子占总数的________，含15N的DNA分子占总数的________，只含14N的DNA分子占总数的________，只含15N的DNA分子占总数的________。
(7)已知原来的DNA中有100个碱基对，其中碱基A有40个，则复制4次，在复制过程中将需要________个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸参加。
解析 DNA分子复制发生在有丝分裂间期及减数第一次分裂前的间期，复制时首先在解旋酶的作用下解开双螺旋，同时将碱基间氢键断开，然后遵照碱基互补配对原则合成子链，并且所得新的DNA分子各保留一条母链，所以称为半保留复制。一个DNA分子复制4次产生16个DNA分子，2个为含15N—14N的，14个只含14N的，所以含14N的为100%，含15N的为12.5%，仅含14N的为87.5%。一个DNA分子中有200个碱基，且A＝T＝40个，则C＝G＝60个，复制4次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为60×(24－1)＝900个。
答案 (1)有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间
(2)解旋 解旋 碱基
(3)Ⅱ和Ⅲ
(4)四种游离的脱氧核苷酸 碱基互补配对
(5)半保留复制
(6)100% 12.5% 87.5% 0
(7)900
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一、选择题
1．对一个基因正确的描述是( )
①它是DNA分子上特定的片段
②它的分子结构首先由孟德尔发现
③它决定某一遗传性状或功能
④它的化学结构不会发生变化
A．①和② B. ①和③
C．③和④ D. ①和④
解析 基因是有遗传效应的DNA片段，是DNA上一个个特定的片段；基因的结构不是孟德尔首先发现的，在孟德尔的年代，人们还没有条件分析出基因的结构；每个基因控制一种性状；基因的化学结构在某种条件下也可能发生变化，这就是基因突变。
答案 B
2．近来的科学研究发现，小鼠体内HMGIC基因与肥胖直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组小鼠变得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常，说明( )
A．基因在DNA上
B．基因在染色体上
C．基因具有遗传效应并且能够表达
D．DNA具有遗传效应
解析 从题干叙述可知，具有HMGIC基因缺陷的小鼠与对照组小鼠吃同样多的高脂肪食物，实验鼠体重仍保持正常，说明HMGIC基因具有遗传效应。该实验无法说明HMGIC基因在DNA或染色体上，同理也无法说明DNA具有遗传效应。
答案 C
3．生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光，这是因为海蜇DNA分子上有一段长度为5 170个碱基对的片段——绿色荧光基因。转基因实验表明，转入了海蜇的绿色荧光基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像海蜇一样发光。这个资料不能表明( )
A．基因是有遗传效应的DNA片段
B．基因是DNA上的有一定功能的特定碱基排列顺序的片段
C．基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位
D．DNA的任意片段都能在另一种生物体内表达
解析 此资料只能证明绿色荧光基因在鼠体内表达。
答案 D
二、非选择题
4．分析下图，回答有关问题：
(1)图中B是________，C是________，C有________、________、________、________四种，它们之间的配对方式是________________。D是________，F是________，其空间结构是________，G是________。
(2)F的基本组成单位是图中的________，共有________种。F与H的关系是________________，E与G的关系是________________。
(3)图中E和F的关系是____________________________。决定F结构多样性的是________的排列顺序。
(4)通常情况下，1个H中含有________个F,1个F中含有______
个E,1个E中含有________个D。
解析 本题以图的形式表示出了DNA与基因、染色体、脱氧核苷酸的关系。DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，它由1分子磷酸、1分子脱氧核糖和1分子含氮碱基组成；含氮碱基有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)4种；A与T配对，G与C配对；DNA的空间结构是规则的双螺旋结构；F是DNA，G是蛋白质，基因控制蛋白质的合成；基因在染色体上呈线性排列。基因是有遗传效应的DNA片段；染色体是遗传物质DNA的主要载体；通常情况下1条染色体含有一个DNA分子，一个DNA分子上有很多个基因，1个基因由成百上千个脱氧核苷酸构成。
答案 (1)脱氧核糖 含氮碱基 腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G) 胞嘧啶(C) 胸腺嘧啶(T) A与T配对，G与C配对 脱氧核苷酸 DNA 规则的双螺旋结构 蛋白质
(2)D 4 H是F的主要载体 E控制G的合成
(3)E是有遗传效应的F片段 D
(4)1 许多 成百上千
双基限时练(十) 基因是有遗传效应的DNA片段
一、选择题(每题4分，共60分)
1．关于基因的概念，错误的是( )
A．基因是有遗传效应的DNA片段
B．基因是DNA上有一定功能的特定碱基排列顺序的部分
C．基因是DNA上任意一段
D．基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位
解析 基因是有遗传效应的DNA片段，具特定的碱基排列顺序。由于DNA分子上有很多不能控制生物性状的区段，所以基因不能是DNA上的任意一段。
答案 C
2．下列关于染色体与DNA分子的叙述，正确的是( )
A．染色体、DNA都是遗传物质
B．DNA是染色体的组成成分之一，染色体是DNA的主要载体
C．不同生物中，染色体上具有的DNA数量不同
D．DNA在细胞中全部存在于染色体上
解析 染色体是DNA的主要载体，但并不是唯一载体，另外还有线粒体与叶绿体，一般地说，一条染色体上只有一个DNA分子。
答案 B
3．下列关于遗传信息的说法，不确切的是( )
A．基因的脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息
B．遗传信息是通过染色体上的基因传递的
C．生物体内的遗传信息主要储存在DNA分子上
D．遗传信息即生物表现出来的性状
解析 生物的性状是指生物体表现出来特定的形态结构和生物特性。而遗传信息是指基因(代表遗传物质)中脱氧核苷酸的排列顺序，和性状是两个层面的内容。
答案 D
4．由80个碱基组成的DNA分子片段，可由其碱基对组成不同的序列而携带不同的遗传信息，其种数可达( )
A．4120 B．1202
C．440 D．260
解析 DNA分子中特定的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息。在DNA分子内部碱基互补配对的方式虽然只有两种，但碱基对的排列顺序有多种。因为DNA分子的两条链遵循碱基互补配对原则结合而成，所以一条链的碱基序列也决定了另一条链的碱基序列。根据数学的排列知识，n个不同碱基的排列有4n种，由于在一条单链上有40个碱基，其排列的种类就有440种之多。
答案 C
5．通过分析，发现甲、乙两个生物细胞中的DNA总量完全相同，四种碱基的量也分别相等，下列诸项均是对此现象的解释，其中正确的是( )
A．这两个生物的遗传信息必定相同
B．这两个生物的DNA分子数量相同
C．这两个生物的性状相似
D．还不足以做出任何判断
解析 构成DNA的碱基虽然只有四种，但数量很多，排列顺序多样，造成了碱基的排列方式是多种多样的，遗传信息也是多种多样的，性状也就多种多样。DNA数量不同，所含的碱基总量可能相同，但这并不能说明什么问题，不足以做出任何判断。
答案 D
6．不同的DNA分子之间存在着差异，其原因不可能是( )
A．所含的碱基数目不同
B．碱基的排列顺序不同
C．(A＋T):(G＋C)的比值不同
D．(A＋G):(T＋C)的比值不同
解析 不同的DNA分子中所含碱基数目不同，碱基对的排列顺序不同，一般用4n(n表示碱基对数)表示DNA储存遗传信息的多样性(差异性)，但DNA双链中，A＝T，G＝C，所以(A＋G)/(T＋C)＝1，无差异。
答案 D
7．不同的基因携带不同的遗传信息的原因是( )
A．不同基因的碱基的种类不同
B．碱基对的排列顺序决定基因的不同
C．磷酸和核糖排列顺序决定了基因的不同
D．碱基种类的不同决定了基因的不同
解析 基因中碱基的排列顺序是决定其不同的主要原因。
答案 B
8．某生物体有10对同源染色体，其生殖细胞中的DNA总量约为7×109个脱氧核苷酸对，假定每个基因平均含有1.4× 104个脱氧核苷酸，则此生殖细胞中，染色体上的基因个数( )
A．小于5×105个 B．等于5×105个
C．小于1×106个 D．等于1×106个
解析 假若DNA上的碱基全部构成了基因，则基因个数＝＝106。实际上，基因只是DNA上有遗传效应的片段，还有许多无效片段不能形成基因，因此应小于1×106个。
答案 C
9．2008年诺贝尔化学奖授予了发现和发展了“水母绿色荧光蛋白”的三位科学家。将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是( )
A．追踪目的基因在细胞内的复制过程
B．追踪目的基因插入到染色体上的位置
C．追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布
D．追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构
解析 将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质带有绿色荧光，从而可以追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布，故C正确。
答案 C
10．“人类基因组计划”最新研究表明：人体24条染色体上含有2万到3.5万个基因，这一事实说明( )
A．基因是有遗传效应的DNA片段
B．一个DNA分子上有许多个基因
C．基因是染色体片段
D．基因只存在于染色体上
解析 人类24条染色体上含有2万到3.5万个基因，说明一个DNA分子上有许多个基因，B项正确。其他选项无法从题干信息中读出。
答案 B
11．对染色体、DNA、基因三者关系的叙述中，错误的是( )
A．每条染色体上含有一个或两个DNA分子，DNA分子上含有多个基因
B．都能复制、分离和传递，且三者行为一致
C．三者都是生物细胞内的遗传物质
D．生物的传种接代中，染色体的行为决定着DNA和基因的行为
解析 生物细胞内的遗传物质是DNA或基因，而不是染色体，染色体上还含有蛋白质，蛋白质不是遗传物质。
答案 C
12．一条染色体中有一个DNA分子，一个DNA分子中有许多个基因。若该DNA分子中某个脱氧核苷酸发生了改变，下列有关叙述错误的是( )
A．DNA分子结构一定发生了改变
B．DNA分子所携带的遗传信息可能发生改变
C．DNA分子上一定有某个基因的结构发生了改变
D．该DNA分子控制合成的蛋白质的分子结构可能发生改变
解析 DNA分子上的某些区段并没有基因存在，若这个部位的脱氧核苷酸发生了改变，基因结构就不会发生变化。
答案 C
13．豌豆的高茎基因(D)与矮茎基因(d)本质上的区别是( )
A．所含有的性状不同
B．豌豆所在的环境不同
C．在同源染色体上存在的位置不同
D．4种脱氧核苷酸的排列顺序不同
解析 不同的基因之所以能控制不同的性状，根本原因是基因之间的脱氧核苷酸或碱基的排列顺序不同。
答案 D
14．用a表示DNA，b表示基因，c表示脱氧核苷酸，d表示碱基。下列图中四者关系中正确的是( )
解析 本题以概念图的形式表达DNA、基因、脱氧核苷酸、碱基之间的相互关系。基因是有遗传效应的DNA片段，DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子碱基、一分子脱氧核糖组成。
答案 D
15．生物界形形色色、丰富多彩的根本原因是( )
A．蛋白质分子结构的多样性
B．自然环境的多样性
C．DNA分子的复杂多样
D．非同源染色体组合形式多样
解析 DNA分子的复杂多样，控制合成出多种多样的蛋白质，使生物体表现出复杂多样的性状，构成了形形色色、丰富多彩的生物界。注意，这里问的是“根本原因”。
答案 C
二、简答题(共40分)
16．(12分)如图所示细胞内与基因有关的物质或结构，请仔细阅读并回答问题：
元素(a)―→―→e―→基因(f)―→gi
(1)细胞内的遗传物质是[ ]________。基因和它的关系是_________________________________________________________。
(2)e和g的关系是________________，g被彻底水解后的产物可用字母________________表示。
(3)f和i的位置关系是________________，f和h的关系是________________。
(4)1个i与g有两种比例关系：________和________。
(5)每个g中含有________个f，每个f中可以由________个e组成，e有________种。
(6)g的空间结构一般表现为_________________________，
若其中＝0.5，则A占总碱基数的比例为________，其单链之一的为________。
解析 由题意知，a代表组成基因的元素C、H、O、N、P；b、c、d代表磷酸、脱氧核糖、含氮碱基；e代表4种脱氧核苷酸；g代表DNA；h代表蛋白质，i代表染色体；双链DNA中，A＝T，C＝G，又因为＝，所以T＋A占总数的2/3，A占总数的1/3。
答案 (1)g DNA 基因是有遗传效应的DNA片段，1个DNA分子上含有许多个基因
(2)e是g的基本单位 b、c、d
(3)f在i上呈线性排列 f控制h的合成
(4)1:1 1:2
(5)许多 成百上千 4
(6)规则的双螺旋结构 1/3 1/2
17．(14分)果蝇是非常小的蝇类，下图是科学家对果蝇正常染色体上部分基因的测序结果。请据图回答：
图1 图2
(1)由图可知，基因在染色体上的排列方式是________________。
(2)根据图1，控制黄身和朱红眼的两个基因在形成配子时，是否遵循孟德尔遗传定律，原因是__________________________。
(3)果蝇体内的图1染色体上所呈现的基因，不一定能在后代中全部表达，主要原因是
①____________________________________________________；
②____________________________________________________；
③____________________________________________________。
(4)与图1相比，图2发生了______________________________。
(5)一般情况下，用一对相对性状的真核生物亲本进行正交和反交如果结果一致，可说明控制性状的基因在________________。
解析 (1)分析题图可以明显看出，基因与染色体的关系是：基因在染色体上呈线性排列。(2)由于控制黄身和朱红眼的两个基因位于同一条染色体上，因此这两个基因在形成配子时，不遵循孟德尔遗传定律。(3)若该基因为隐性基因或基因的选择性表达或受环境的影响等原因，一条染色上的所有基因并不一定能全部表达。(4)分析图1与图2，可以发现这对同源染色体上控制黄身、白眼、红宝石眼、截翅和朱红眼的基因颠到了，因此某一染色体发生了结构变异。(5)正反交结果保持一致的杂交实验一般可以说明控制性状的基因在常染色体上。
答案 (1)呈线性排列
(2)不遵循，控制黄身和朱红眼的两个基因位于同一条染色体上(不是位于非同源染色体上)
(3)①当出现杂合体时，隐性基因不能表达 ②基因的选择性表达 ③基因的表达还与环境有关
(4)染色体结构变异(染色体片段倒置)
(5)常染色体上
18.(14分)基因芯片技术是近几年才发展起来的一项崭新技术，其涉及生命科学、信息学、微电子学、材料学等众多科学。固定在芯片上的各个探针是已知的单链DNA分子，而待测DNA分子被用同位素或者能够发荧光的物质标记。如果这些待检测的DNA分子中正好有能与芯片上DNA配对的，它们就会结合起来，并在结合的位置发出荧光或者射线，出现“反应信号”。如下图为一张分布有7个基因探针的“基因芯片”，通过与待检测的DNA分子“反应”后，现在打“*”号的方格中出现了“反应信号”。根据上述材料回答下列问题：
(1)基因芯片的工作原理是______________________。
(2)待测DNA分子首先要____________，变为单链，才可用基因芯片测序。
(3)上文中待测的DNA分子片段上共有____________个脱氧核苷酸，该片段由____________种碱基对组成，其排列顺序为_________。
(4)由于基因芯片技术可检测未知DNA碱基对序列，因而具有广泛的应用前景，举例说明__________________________。
解析 (1)分析题干信息可知，探针是已知的单链DNA分子，用来检测待测的DNA分子能否与之配对，可见基因芯片的工作原理是碱基互补配对原则。
(2)从基因芯片的工作原理可知，待测DNA分子首先要解旋变为单链，才能碱基互补配对。
(3)基因芯片上有6个碱基，待测DNA分子为双链，故有12个脱氧核苷酸；由于单链上碱基只有3种，所以碱基对也只有3种，碱基排列顺序可按碱基互补配对原则确定。
(4)可用于基因检测、基因身份证等。
答案 (1)碱基互补配对原则
(2)解旋
(3)12 3
(4)识别身份的基因身份证等
双基限时练(七) DNA是主要的遗传物质
一、选择题(每题4分，共60分)
1．下列关于生物体内的遗传物质的说法正确的是( )
A．细菌的遗传物质主要是DNA
B．病毒的遗传物质主要是RNA
C．有细胞结构的生物遗传物质是DNA
D．细胞质中的遗传物质主要是RNA
解析 凡是具有细胞结构的生物，遗传物质都是DNA，多数病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA，所以DNA是主要的遗传物质，每种生物的遗传物质只有一种，是DNA或是RNA。
答案 C
2．探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括( )
A．不同生物的蛋白质在结构上存在差异
B．蛋白质与生物的性状密切相关
C．蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制
D．蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量遗传信息
解析 作为遗传物质的特点：结构上存在差异，其基本单位不同的排列组合可以贮存大量遗传信息，与生物性状密切相关，具有较高的稳定性，并且能够自我复制。选项C应为DNA比蛋白质具有更高的热稳定性，并且能够自我复制。
答案 C
3．关于病毒遗传物质的叙述，下列哪一项是正确的( )
A．都是脱氧核糖核酸
B．都是核糖核酸
C．同时存在脱氧核糖核酸和核糖核酸
D．有的是脱氧核糖核酸，有的是核糖核酸
解析 本题考查生物控制遗传性状的物质基础。绝大多数生物在性状遗传上，DNA是主要的遗传物质，但RNA在遗传上也起作用。但病毒只含有一种核酸——DNA或者RNA。含有DNA的病毒以DNA为遗传物质，含有RNA的病毒以RNA作为遗传物质。熟知不同生物核酸的种类是解决这类题目的关键。
答案 D
4．格里菲思(F.Griffith)用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果( )
A．证明了DNA是遗传物质
B．证明了RNA是遗传物质
C．证明了蛋白质是遗传物质
D．没有具体证明哪一种物质是遗传物质
解析 格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行的转化实验，没有将死的S型菌的组成成分进行分离，无法确定到底是蛋白质、DNA或多糖哪一种物质使R型菌发生了转化。
答案 D
5．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
解析 由题干得知，肺炎双球菌中的S型具有多糖类荚膜，R型则不具有。要使R型具有荚膜，必须使R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌。而起这种转化作用的物质必须是遗传物质。在构成细菌的化合物中，DNA才是遗传物质，因此只有DNA才能使R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌。
答案 A
6．在肺炎双球菌的转化实验中，能够证明DNA是遗传物质的最关键的实验设计是( )
A．将无毒R型活细菌与有毒S型活细菌混合后培养，发现R型细菌转化为S型细菌
B．将无毒R型细菌与加热杀死后的S型细菌混合后培养，发现R型细菌转化为S型细菌
C．从加热杀死的S型细菌中提取DNA、蛋白质和多糖，混合加入培养R型细菌的培养基中，发现R型细菌转化为S型细菌
D．从S型活细菌中提取DNA、蛋白质和多糖，分别加入培养R型细菌的培养基中，发现只有加入DNA，R型细菌才转化为S型细菌
解析 A项，S型活细菌中的各成分没有分开，不能证明是DNA使R型细菌转化为S型细菌。B项，该结论仅能证明加热杀死的S型细菌中含有转化因子，但不能证明转化因子是DNA。C项，将DNA蛋白质和多糖混合加入培养基中，不能分清它们谁是转化因子。D项，S型活细菌的组成物质分开后，只有DNA使R型细菌转化成S型细菌，则证明DNA是遗传物质。
答案 D
7．有关肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的叙述正确的是( )
A．加热杀死后的S型细菌也能使小鼠的体细胞发生转化
B．在转化过程中，加热杀死后的S型细菌中的DNA没有进入R型细菌的细胞中
C．噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是主要的遗传物质
D．通过两个实验可以证明DNA是遗传物质
解析 在肺炎双球菌转化实验中，加热杀死的S型细菌中的DNA进入R型细菌的细胞中，并使之发生转化，但并不能使小鼠体细胞发生转化。这两个实验证明了DNA是遗传物质，并没有证明DNA是主要的遗传物质。
答案 D
8．为研究噬菌体侵染细菌的详细过程，你认为应如何选择同位素标记的方案( )
A．用14C和3H培养噬菌体，再去侵染细菌
B．用18O和15N培养噬菌体，再去侵染细菌
C．将一组噬菌体用32P和35S标记
D．一组用32P标记DNA，另一组用35S标记蛋白质外壳
解析 DNA与蛋白质的组成元素中，都有C、H、O、N，两者的区别元素是蛋白质中一般含有S，而不含P，DNA中一定含有P而不含S，所以分别用32P和35S来标记DNA和蛋白质。为了检测方便，应用两种同位素分别标记两组噬菌体，然后检测放射性情况。
答案 D
9．噬菌体侵染细菌过程中，最能说明DNA是遗传物质的步骤是( )
A．子代噬菌体的组装、释放
B．细菌提供条件，合成噬菌体DNA、蛋白质
C．亲代噬菌体DNA在细菌内多次复制
D．亲代噬菌体将DNA注入细菌细胞内，形成很多完全相同的噬菌体
解析 子代只获得了亲代的DNA即表现出与亲代相同的性状，D项最能说明生物亲代和子代的关系。
答案 D
10．噬菌体侵染细菌的实验，不仅证明了DNA是遗传物质，同时还能证明( )
A．蛋白质也是遗传物质
B．DNA能指导蛋白质的合成
C．RNA也是遗传物质
D．糖类也是遗传物质
解析 噬菌体的蛋白质外壳是在其自身的DNA的指导下合成的。
答案 B
11．如图示“肺炎双球菌转化实验”的部分研究过程。能充分说明“DNA是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质”的是( )
含R型活菌的培养基
A．①②④ B．①②③
C．①③④ D．①②③④
解析 能真正说明DNA是遗传物质的实验是①，但为了排除其他物质是遗传物质的可能性，还要设计一系列的对照实验，②、③、④均分别与①构成对照。在此实验中，实验变量是加入到含R型活菌的培养基中的物质(DNA、RNA、蛋白质、多糖)。
答案 D
12．如下图所示，甲、乙为两种不同的病毒，经病毒重建形成“杂种病毒”丙，用丙病毒侵染植物细胞，在植物细胞内产生的新一代病毒可表示为( )
解析 由于核酸是病毒的遗传物质，蛋白质外壳不是，所以“杂种病毒”侵染植物细胞后，在植物细胞中产生的新一代病毒性状是由提供核酸的乙病毒的核酸所决定的，应与乙病毒相近。
答案 D
13．赫尔希和蔡斯在分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，下列叙述符合该实验设计的是( )
A．目的是得到含有32P标记的DNA和35S标记的蛋白质
B．目的是得到DNA含有32P标记或蛋白质含有35S标记的噬菌体
C．该实验设计的自变量是一组的培养基中含有35S和32P，另一组不含放射性同位素标记的元素
D．该实验设计的自变量是在培养基上是否培养了噬菌体
解析 赫尔希和蔡斯的实验步骤是：(1)在分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基中培养大肠杆菌；(2)再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体；(3)得到DNA含有32P标记或蛋白质含有35S标记的噬菌体；(4)用32P标记或35S标记的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌；(5)离心分离，放射性检测。该对照实验设计的自变量是被标记的蛋白质或DNA，也就是一组被标记了DNA，而另一组被标记了蛋白质。
答案 B
14．下列叙述不能作为DNA是主要遗传物质的理由的是( )
A．现代细胞学的研究已经提供了DNA是主要的遗传物质的有力证据
B．通过反复细致的化学成分分析已经得知，细胞里面的DNA大部分是在染色体上
C．所有细胞生物(包括真核生物和原核生物)的遗传物质是DNA，只有少数RNA病毒的遗传物质是RNA，说明DNA是主要的遗传物质
D．已有充分的科学研究资料证明，绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的
解析 大部分生物的遗传物质是DNA，因此，DNA是主要的遗传物质。
答案 B
15．关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是( )
A．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体
B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养
C．用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致
D．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质
解析 噬菌体营寄生生活，不能用培养基直接培养，需用含放射性的大肠杆菌培养才能使噬菌体带上放射性标记，A项错误；实验中保温时间不能过长，若保温时间太长则可能使一些含32P的子代噬菌体释放出来。离心后存在于上清液中，导致上清液中检测到32P，B项错误，35S标记的是噬菌体的蛋白质，理论上应存在于上清液中，但可能因搅拌不充分，部分噬菌体仍吸附在细菌表面而存在于沉淀物中，C项正确；本实验可说明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质，因为缺少蛋白质进入细菌细胞的对照实验，D项错误。
答案 C
二、简答题(共40分)
16．(12分)下图为肺炎双球菌转化实验的图解，据图回答下列问题：
(1)分析图A可以看出，将加热杀死的有毒的S型细菌与活的R型无毒的细菌混合注入小鼠体内，小鼠将________，原因是_________________________________________________________。
(2)若用同位素标记法分别对蛋白质和DNA进行标记，可选用下列哪一组( )
A．14C和18O B．35S和32P
C．14C和32P D．35S和18O
(3)分析图B可以看出，该实验获得成功的关键设计是
_____________________________________________________。
解析 (1)此题考查肺炎双球菌的转化实验和结论，分析图A可以看出，将加热杀死的有毒的S型细菌与活的R型无毒的细菌混合后，可转化为有毒性的S型活细菌，小鼠将死亡。(2)蛋白质含有S元素，不含P元素，核酸含有P元素而不含S元素，因此可用35S和32P分别对蛋白质和DNA进行标记。(3)分析图B可知，加入S型细菌的DNA，R型无毒的细菌发生转化，表现出S型细菌的性状，这说明S型细菌的DNA进入了R型细菌中，实现对其性状的控制，也说明DNA是遗传物质。该实验获得成功的最关键设计是设法将DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察它们的作用。
答案 (1)死亡 S型细菌的DNA将R型细菌转化成活的有毒的S型细菌，使小鼠死亡
(2)B
(3)设法将DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察它们的作用
17．(12分)某科学家做“噬菌体侵染细菌的实验”，分别用同位素32P、35S做了如下表所示的标记：
噬菌体成分
细菌成分
DNA或核苷酸
标记32P
标记31P
蛋白质或氨基酸
标记32S
标记35S
此实验所得的结果是：子代噬菌体与亲代噬菌体的外形和侵染特性均相同，请分析回答下列问题：
(1)子代噬菌体的DNA分子中含有的上述元素是___________。
(2)子代噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是__________。
(3)此实验证明了______________________________________。
解析 根据表中的内容和结果分析，噬菌体的DNA标记32P进入到细菌体内，以细菌体内含31P的原料合成新DNA、含35S的原料合成蛋白质。而噬菌体的蛋白质外壳未进入细菌，所以子代噬菌体与亲代噬菌体的外形和侵染特性相同是亲代DNA作用的结果。
答案 (1)32P和31P
(2)35S
(3)DNA是遗传物质
18．(16分)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酶、培养基、培养皿等。艾弗里等人先做了以下三组实验：①S型细菌的蛋白质＋R型活细菌―→R型菌落；②S型细菌的荚膜多糖＋R型活细菌―→R型菌落；③S型细菌的DNA＋R型活细菌―→S型菌落。
(1)艾弗里等人后来发现上述实验步骤并不严密，于是又做了第四组实验，请按照①②③中表达式写出第四组实验方法和结果：
④___________________________________________________。
(2)从上述实验可以得出的结论是________________________。
(3)本实验的设计思路是________________________________。
(4)有人认为，上述四组实验并不能说明蛋白质和多糖不是遗传物质，理由是______________________________________________。
解析 艾弗里等人的实验过程中显示，是把S型细菌的各种成分分离，单独观察它们的作用，第③步中是把S型细菌的DNA与R型活细菌进行转化，结果出现了S型菌落，是DNA的作用还是DNA中某种化学成分的作用，需要进一步的实验验证，所以第④步的实验应该是DNA酶＋S型细菌的DNA＋R型活细菌―→R型菌落，从而证明了DNA是遗传物质；从③、④组实验可知，S型细菌的DNA能通过R型细菌的细胞膜，否则不会出现S型菌落；从上述实验过程和方法来看，艾弗里等人进行实验的关键设计思路是设法把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用；由于上述实验不能验证蛋白质和多糖是否能进入R型细菌体内，所以从实验的角度分析，不能说明蛋白质和多糖不是遗传物质。
答案 (1)DNA酶＋S型细菌的DNA＋R型活细菌―→R型菌落
(2)DNA是遗传物质
(3)设法把DNA和蛋白质等分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质等的作用
(4)没有验证蛋白质、多糖能否进入R型活细菌体内
双基限时练(八) DNA分子的结构
一、选择题(每题4分，共60分)
1．双链DNA分子中所含的嘌呤数必然等于( )
A．腺嘌呤和胸腺嘧啶的总数
B．胞嘧啶和鸟嘌呤的总数
C．胸腺嘧啶和腺嘌呤的总数
D．胸腺嘧啶和胞嘧啶的总数
解析 双链DNA分子中的嘌呤数必然等于嘧啶数，即A＋G＝T＋C。
答案 D
2．下列与生物体内核酸分子功能多样性无关的是( )
A．核苷酸的组成种类
B．核苷酸的连接方式
C．核苷酸的排列顺序
D．核苷酸的数量多少
解析 核酸包括DNA和RNA，两种物质功能不同。DNA由4种脱氧核苷酸组成，RNA由4种核糖核苷酸组成；核苷酸的数量和排列顺序的不同，决定了核酸分子结构的多样性，结构的多样性决定了功能的多样性；组成核酸的核苷酸分子之间都是通过磷酸二酯键连接而成的。
答案 B
3．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．嘌呤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
解析 DNA的遗传特异性是由遗传信息决定的，不同的DNA具有不同的遗传信息。遗传信息是指DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序(或碱基的排列顺序，或碱基对的排列顺序)。由于DNA是由两条脱氧核苷酸链盘旋而成的独特的双螺旋结构，磷酸和脱氧核糖交替连接排列在双螺旋结构的外侧，构成基本支架，对DNA的遗传特异性没有影响；两条链上的碱基排列在内侧，通过氢键形成碱基对，碱基对的形成遵循碱基互补配对原则，即A与T、C与G之间配对，所以存在A＝T，C＝G的等量关系，因此任何双链DNA分子中的嘌呤碱基和都等于嘧啶碱基和。
答案 D
4．下图为DNA分子结构示意图，对该图的正确描述是( )
A．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架
B．④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸
C．图示DNA片段中含有8种脱氧核苷酸
D．DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息
解析 图中②和①相间排列，构成了DNA分子的基本骨架；由于每个DNA分子是由两条反向平行排列的脱氧核苷酸单链构成，故④中的①不是这个胞嘧啶脱氧核苷酸的磷酸基团，④中②下方的磷酸基团与②③才共同构成这个胞嘧啶脱氧核苷酸的结构；图示DNA片段中含有4种脱氧核苷酸。
答案 D
5．下列不是DNA结构特征的是( )
A．DNA两条链反向平行排列
B．碱基按胸腺嘧啶与腺嘌呤、胞嘧啶与鸟嘌呤互补配对
C．DNA分子排列中，两条长链上的脱氧核糖与磷酸排列千变万化
D．DNA螺旋沿中心轴旋转
解析 DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架。
答案 C
6．关于DNA分子结构的叙述不正确的是( )
A．每个DNA分子一般都含有四种脱氧核苷酸
B．每个DNA分子中的碱基、磷酸的数目是相等的
C．每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和两个碱基
D．双链DNA分子中的一段，如果有40个腺嘌呤，就一定同时含有40个胸腺嘧啶
解析 DNA分子的结构单位是脱氧核苷酸，在形成DNA分子时，相邻的脱氧核苷酸之间的磷酸和脱氧核糖之间形成了磷酸二酯键，因此，除DNA分子处于两端的脱氧核糖之外，其余脱氧核糖均连接有两个磷酸基团。
答案 C
7．在DNA分子双螺旋结构中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有2个氢键，胞嘧啶与鸟嘌呤之间有3个氢键，现有4种DNA样品，根据样品中碱基的百分含量判断最有可能来自嗜热菌(生活在高温环境中)的是( )
A．含胸腺嘧啶32%的样品
B．含腺嘌呤17%的样品
C．含腺嘌呤30%的样品
D．含胞嘧啶15%的样品
解析 碱基对之间氢键数量并不相同，A、T之间有2个氢键，G、C之间有3个氢键，DNA分子中的G、C碱基对越多，DNA越稳定，越能适应高温环境。将四个选项都转换成G、C碱基对的比例，G、C碱基对A项18%；B项33%；C项20%；D项15%，所以B项最稳定。
答案 B
8．关于DNA分子的叙述错误的是( )
A．绝大多数生物体的遗传信息都存在于DNA分子中
B．DNA分子中，每个脱氧核糖分子只与1分子含氮碱基和1分子磷酸基团相连
C．DNA分子中碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性
D．DNA分子中碱基对特定的排列顺序构成了每个DNA分子的特异性
解析 从DNA分子基本结构来看，五碳糖与磷酸交替连接排列在外侧，因此，每个脱氧核糖与两个磷酸分子相连。
答案 B
9．DNA分子的多样性和特异性分别取决于( )
A．碱基对的不同的排列顺序和特定的碱基排列顺序
B．DNA分子的双螺旋结构和解旋酶的特异性
C．碱基对有不同的排列顺序和碱基互补配对原则
D．细胞分裂的多样性和DNA复制的稳定性
解析 DNA分子具有多样性和特异性，碱基对的不同排列顺序决定其多样性，对每个DNA分子来说，其碱基对的排列顺序是特定的，这决定了DNA分子的特异性。
答案 A
10．20世纪50年代初，英国科学家威尔金斯等用X射线衍射技术对DNA结构潜心研究了3年，意识到DNA是一种螺旋结构。1953年，沃森、克里克构建了DNA规则的双螺旋结构模型，沃森、克里克和威尔金斯分享了1962年的诺贝尔生理学或医学奖。关于DNA分子的双螺旋结构的描述有误的是( )
A．DNA分子是由4种脱氧核糖核苷酸相互连接而形成的生物大分子
B．DNA分子的基本骨架是由磷酸和脱氧核糖交替连接而形成的
C．脱氧核糖核苷酸相互连接形成DNA能够产生水
D．DNA分子的两条链是反向平行的，并且游离的磷酸基位于同一端
解析 脱氧核糖核苷酸之间失去水分子才能连接在一起形成DNA，同理，DNA水解才能形成脱氧核糖核苷酸；DNA分子的两条链是反向平行的，但是游离的磷酸基不位于同一端。
答案 D
11．DNA分子彻底水解后，得到的物质是( )
A．脱氧核糖、核酸和磷酸
B．脱氧核糖、碱基和磷酸
C．核糖、碱基和磷酸
D．核糖、嘧啶、嘌呤和磷酸
解析 DNA分子的组成单位是脱氧核苷酸，而一分子的脱氧核苷酸是由三部分组成的，即一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基、一分子磷酸。因此，DNA分子如果彻底水解，应得到脱氧核糖、碱基和磷酸。
答案 B
12．DNA分子片段中有200个碱基对，其中腺嘌呤有90个，因此这个片段中含有的游离的磷酸基的数目和氢键的数目依次为( )
A．200个和400个 B．2个和510个
C．2个和400个 D．400个和510个
解析 DNA分子是由两条链组成，而且这两条链的方向是相反的，在每一条链的一端都有一个游离的磷酸基，则两条链共有两个游离的磷酸基。在DNA分子中，A与T配对，G与C配对，且A与T之间有两个氢键，G与C之间有三个氢键，由题可知，氢键的数目是90×2＋(200－90)×3＝510个。
答案 B
13．某DNA分子的一条单链中(A＋G)/(T＋C)＝0.4，上述比例在其互补单链中和整个DNA分子中分别是( )
A．0.4和0.4 B．0.4和0.6
C．0.6和0.1 D．2.5和1
解析 本题主要考查对碱基互补配对原则的理解，根据碱基互补配对原则可知，在每个DNA分子中，嘌呤碱基(A＋G)和嘧啶碱基(T＋C)是相等的，而两条链上的碱基又是互补的，也就是说，一条链上的(A＋G)等于另一条链上的(T＋C)，同样一条链上的(T＋C)等于另一条链上的(A＋G)，则两条链上的(A＋G)/(T＋C)的值互为倒数。一条链上的(A＋G)/(T＋C)＝0.4，那么，其互补链上的则是2.5，而在整个DNA分子中这个比值应是1。
答案 D
14．分析一个双链DNA分子时，发现30%的脱氧核苷酸含有腺嘌呤，由此可知该分子中一条链上鸟嘌呤含量的最大值可占此链碱基总数的( )
A．20% B．30%
C．40% D．70%
解析 双链DNA分子中A＝30%，根据碱基互补配对原则可知A＝T，G＝C，所以A＋T＝60%，G＋C＝1－60%＝40%。双链DNA分子中，相互配对的碱基之和所占比例等于分子内单链中该碱基之和的比例，由此单链中G＋C＝40%，当该链中的C＝0时，G的比例最大，为40%。
答案 C
15．已知病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA和单链RNA四种类型。现发现了一种新病毒，要确定其核酸属于上述哪一种类型，应该( )
A．分析碱基类型，确定碱基比率
B．分析碱基类型，分析核糖类型
C．分析蛋白质的氨基酸组成，分析碱基类型
D．分析蛋白质的氨基酸组成，分析核糖类型
解析 本题考查的是病毒核酸的分类与结构。在生物体中，DNA和RNA都是高分子化合物，它们的化学组成单位是碱基(嘌呤和嘧啶)、五碳糖和磷酸。碱基和五碳糖结合为核苷，再与磷酸结合为核苷酸。
答案 A
二、简答题(共40分)
16．(12分)下图是DNA分子结构模式图，请据图回答下列问题。
(1)组成DNA的基本单位是[ ]________。
(2)若3为胞嘧啶，则4应是________。
(3)图中8示意的是一条________的片段。
(4)DNA分子中，由于[ ]________具有多种不同的排列顺序，因而构成了DNA分子的多样性。
(5)3和4之间通过________键相连接。
(6)从图中可知DNA分子的基本骨架是由________排列而成的。
(7)构成DNA分子的碱基有________种，但由于________的排列顺序的千变万化，因此构成了DNA分子的多样性。
(8)DNA的分子结构具有稳定性的原因是什么？
_____________________________________________________。
答案 (1)5 脱氧核苷酸
(2)鸟嘌呤 (3)脱氧核苷酸链 (4)6 碱基对
(5)氢 (6)磷酸和脱氧核糖交替
(7)4 碱基对
(8)外侧的脱氧核糖和磷酸的相间排列方式稳定不变，内侧碱基配对方式稳定不变
17．(16分)沃森与克里克综合当时多位科学家的发现才确立了DNA双螺旋模型，两人的默契配合成为科学合作研究的典范，请根据课本故事介绍回答下列问题：
(1)DNA的组成单位是________，含________种碱基，分别为_________________________________________________________。
(2)美国科学家威尔金斯和富兰克林提供________________，推算出DNA分子呈________结构。
(3)美国生物学家鲍林揭示生物大分子结构的方法，即按X射线衍射图谱分析的实验数据建立________的方法。
(4)奥地利生物化学家查哥夫指出碱基配对原则即___________。
(5)沃森和克里克借鉴各科学家们的发现，从最初模型中________在外侧，________在内侧，相同碱基配对，到最终________在外侧，构成基本骨架，________在内侧的A—T、G—C互补配对的DNA双螺旋模型，并于1962年与________三人获得诺贝尔奖。
解析 DNA的基本单位是脱氧核苷酸，一分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一个碱基组成，其中碱基有4种——A、T、G、C。配对原则——A—T、C—G,1962年沃森、克里克和威尔金斯共同获得了诺贝尔奖。
答案 (1)脱氧核苷酸 4 ATGC
(2)DNA的X射线衍射图谱 螺旋
(3)模型
(4)A与T、G与C
(5)碱基 磷酸、脱氧核糖 磷酸、脱氧核糖交替排列 碱基对 威尔金斯
18．(12分)下表显示一系列生物中核酸的腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶的成分比。
DNA的来源
A
G
C
T
植物
27.3
22.7
22.9
27.1
真菌
31.3
18.7
18.1
31.9
细菌
26.0
23.9
24.3
28.5
动物
32.0
18.0
18.0
32.0
(1)根据此表说明DNA分子的一个特征是__________________。
(2)说明这个特征在DNA复制中的作用是___________________。
(3)细菌体内A≠T，G≠C，可初步判断原因为______________。
(4)植物、真菌中为何(A＝27.3，T＝27.1，G＝22.7，C＝22.9)不严格遵循碱基互补配对原则？其可能原因是
_____________________________________________________。
答案 (1)DNA分子中碱基是互补配对的，即A与T配对，G与C配对
(2)以母链为模板，按碱基互补配对合成子代DNA
(3)细菌DNA为环状
(4)有部分DNA存在于细胞质中(如线粒体、叶绿体)，为非双链DNA(环状或双链环状DNA)
双基限时练(九) DNA的复制
一、选择题(每题4分，共60分)
1．下列有关DNA复制的叙述，正确的是( )
A．DNA分子在解旋酶的作用下，水解成脱氧核苷酸
B．全部解旋之后才开始碱基配对
C．解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链
D．复制后，每个新DNA分子中含有一条母链和一条子链
解析 DNA分子在解旋酶作用下把两条螺旋的双链解开，而且是边解旋边复制，复制时以亲代DNA分子的每一条母链作为模板，是半保留复制，即复制完成后，形成了两个完全相同的DNA分子，每个新DNA分子中含有一条母链和一条子链。
答案 D
2．DNA分子能够自我复制的结构基础是( )
A．DNA具有独特的双螺旋结构
B．配对的脱氧核苷酸之间连接成与母链互补的子链
C．磷酸和脱氧核苷酸交互排列的顺序稳定不变
D．DNA分子具有多样性和特异性
解析 DNA独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，而碱基互补配对原则保证了复制能准确无误地进行。
答案 A
3．DNA复制能够准确无误地进行，保证了子代DNA分子的结构与母代DNA分子的结构相同，其根本原因是( )
A．DNA有独特的双螺旋结构
B．碱基有严格的互补配对关系
C．参与复制过程的酶有专一性
D．复制过程有充足的能量供给
解析 解此题应抓住关键词语“准确无误”，显然，碱基严格互补配对关系保证了DNA复制能够准确无误地进行。A、C、D三项也与DNA复制的完成有关，但不是根本原因。
答案 B
4．DNA分子复制时，解旋酶作用的部位应该是( )
A．腺嘌呤与鸟嘌呤之间的氢键
B．腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的氢键
C．脱氧核糖与含氮碱基之间的化学键
D．脱氧核糖与磷酸之间的化学键
解析 解旋酶的作用部位是碱基对间的氢键。
答案 B
5．半保留复制方式使DNA分子( )
A．分子结构具有相对稳定性
B．能精确进行自我复制，保证代与代之间的连续性
C．能够精确地指导蛋白质合成
D．能产生可遗传的变异
解析 DNA分子的半保留复制方式使自我复制能够精确进行，保证代与代之间的连续性。
答案 B
6．含31P的DNA分子利用含32P的原料复制一次后形成的两个子代DNA分子( )
A．比重相同，所携带的遗传信息相同
B．比重不同，所携带的遗传信息相同
C．比重相同，所携带的遗传信息不同
D．比重不同，所携带的遗传信息不同
解析 根据DNA半保留复制的过程可知，新形成的子代DNA都是一条链含31P(母链)，另一条链含32P(子链)，并且由于复制过程遵循碱基互补配对原则，新形成的子代DNA所携带的遗传信息与原DNA完全一致。
答案 A
7．下列关于DNA复制的叙述，正确的是( )
A．在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制
B．DNA通过一次复制后产生四个DNA分子
C．DNA双螺旋结构全部解链后，开始DNA的复制
D．单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链
解析 DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期，是以亲代DNA的两条链为模板，合成两个子代DNA分子的过程。DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶，不需要DNA(水解)酶。DNA是边解旋边复制，而不是双螺旋全部解链后才开始DNA的复制。
答案 A
8．假如一个含31P的DNA分子含有1 000个碱基对，将这个DNA分子放在用32P标记的脱氧核苷酸的培养液中让其复制一次，则新形成的DNA分子的相对分子质量比原来增加了 ( )
A．1 000 B．2 000
C．500 D．无法确定
解析 在自然界中，磷元素主要是以31P状态存在，31P的原子核中有15个质子和16个中子，相对原子质量是31。按题意，亲代DNA分子中的P是31P。32P的原子核中有15个质子和17个中子，相对原子质量是32,32P的相对原子质量比31P大1。DNA分子复制是半保留复制，亲代DNA分子放在含有32P的培养基中培养，复制一次，子代DNA分子中一条链中含31P，另一条链中含32P。由于亲代DNA分子有1 000个碱基对，单链含1 000个碱基，分别以这两条单链为模板合成的子代DNA分子中，每条单链也是1 000个碱基。脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，所以子代DNA分子中一条链上有1 000个31P，另一条链上有1 000个32P；亲代DNA分子中两条链均是31P，所以子代DNA分子的相对分子质量比亲代DNA分子增加了1 000。
答案 A
9．假设将含有一对同源染色体的精原细胞的DNA分子用15N标记，并供给14N的原料，该细胞进行减数分裂产生的4个精子中，含15N标记DNA的精子所占比例为( )
A．0 B．25%
C．50% D．100%
解析 将减数分裂与DNA的复制结合起来。精原细胞中一条染色体上含1个15N标记的DNA分子，一对同源染色体含2个DNA分子，经过间期的复制，2个15N标记的DNA分子变成4个DNA分子，每个DNA分子中一条链是15N标记的，另一条链含14N。减数第一次分裂结束，形成2个次级精母细胞，每个次级精母细胞含2个DNA分子，减数第二次分裂结束后，形成4个精细胞，每个精子中含1个DNA分子，这个DNA分子中一条链含15N，另一条链含14N。因此，4个精子中都含15N标记的DNA，因此选D。本题很容易错选C，认为2个DNA分子复制成4个，则2个含15N标记，2个不含15N标记，这是没有掌握DNA的半保留复制的特点所造成的误选。
答案 D
10．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 D．8(2a－m)
解析 根据碱基互补配对原则，G＝C，A＝T，DNA分子复制3次，则会产生23个DNA分子，一个DNA分子中T的数量是(a－2m)/2，复制3次后共有T＝(a－2m)/2×23，则需游离的T＝(a－2m)/2×23－(a－2m)/2＝7(a/2－m)。
答案 C
11．假定某大肠杆菌含14N的DNA的相对分子质量为a，若将其长期培养在含15N的培养基中，便得到含15N的DNA，相对分子质量为b。现将含15N的DNA的大肠杆菌再培养在含14N的培养基中，那么，子二代DNA的相对分子质量平均为( )
A．(a＋b)/2 B．(3a＋b)/4
C．(2a＋3b)/2 D．(a＋3b)/4
解析 考查DNA的半保留复制。亲代DNA是两条链都含15N的DNA分子，在14N的培养基上繁殖两代产生4个子代DNA分子，其中完全含14N的有两个，相对分子质量为2a。另两个DNA分子两条链都是一条链含15N，另一条链含14N，即相对分子质量为(a＋b)。则4个子代DNA相对分子质量为：(a＋b)＋2a＝3a＋b，平均相对分子质量为：(3a＋b)/4。
答案 B
12．1个DNA2个DNA，这两个携带完全相同遗传信息的DNA分子彼此分离发生在( )
A．细胞分裂间期
B．减数第一次分裂后期
C．减数第一次分裂后期和有丝分裂后期
D．减数第二次分裂后期和有丝分裂后期
解析 考查有丝分裂和减数分裂。在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期着丝点分裂，染色单体分开，复制形成的两个DNA分子分开。
答案 D
13．把培养在含轻氮(14N)环境中的某细菌，转移到含重氮(15N)环境中，培养相当于复制一轮的时间，然后放回原环境中培养相当于连续复制两轮的时间后，细菌DNA组成分析表明( )
A．3/4轻氮型、1/4中间型
B．1/4轻氮型、3/4中间型
C．1/2轻氮型、1/2中间型
D．3/4重氮型、1/4中间型
解析 轻氮(14N)环境中的一细菌转移到重氮(15N)环境中培养相当于复制一轮的时间后，DNA分子全为15N/14N，再返回轻氮(14N)环境中培养复制两次，产生8个DNA分子，3/4轻氮型、1/4中间型。
答案 A
14．1956年美国生物化学家康贝格首次在试管中人工合成了DNA分子。实验中，他曾将从大肠杆菌中提取出的DNA聚合酶加入到具有四种丰富的脱氧核苷酸和适量的Mg2＋的人工合成体系中，四种脱氧核苷酸并不能聚合成脱氧核苷酸链——并没有发生DNA的合成。下列关于其原因的叙述，错误的是( )
A．缺少合成DNA的模板
B．缺乏能量供应
C．试管中缺乏大肠杆菌
D．合成过程需要适宜的温度、pH等条件
解析 人工合成DNA只需要模拟细胞内DNA复制需要的条件，不需要加入生物。
答案 C
15．保证准确无误地进行DNA复制的关键步骤是( )
A．DNA解旋酶促进DNA的两条互补链分离
B．游离的脱氧核苷酸与母链碱基进行互补配对
C．脱氧核苷酸之间连接成与母链互补的子链
D．模板母链与互补子链盘绕成双螺旋结构
解析 DNA碱基遵循严格的互补配对原则，通过碱基互补配对，保证了复制能够精确地进行。
答案 B
二、简答题(共40分)
16．(10分)康贝格(Komberg)曾以噬菌体为引子，用四种脱氧核苷酸为原料，加入适量ATP和DNA聚合酶，在试管中把游离的脱氧核苷酸合成了噬菌体DNA，这种半人工合成的DNA也能够在寄主(细菌)体内繁殖。请据此回答下列问题：
(1)该实验说明的问题是_________________。
(2)加入ATP的目的是________________，说明该过程是_________________________________________________________。
(3)加入DNA聚合酶的目的是_______________________。
(4)若DNA是在细菌细胞内合成，则其场所是____________；若在真菌细胞内合成，其场所可能是_____________________________；若在高等植物叶肉细胞内合成，其场所又可能是________________。
解析 DNA的复制需要四个条件，其中需要ATP说明DNA复制是个耗能过程。原核细胞无细胞核，只有拟核。真菌细胞的细胞核和线粒体中都含有DNA。高等植物叶肉细胞不仅细胞核和线粒体中都含有DNA，还有叶绿体也含有DNA。
答案 (1)在一定条件下，DNA具有自我复制功能
(2)为DNA复制提供能量 一个耗能过程
(3)促进DNA新链的合成
(4)原核细胞的拟核 细胞核、线粒体 细胞核、线粒体、叶绿体
17．(12分)现有从生物体内提取的ATP分子和一个DNA分子，还有标记了放射性同位素3H的四种脱氧核苷酸。模拟在实验室中合成出多个DNA分子。
请回答：
(1)除上述几种物质外，还需要_______________。
(2)一段时间后，测得容器内共有8个DNA分子，可知DNA分子在此段时间内共复制了________次。
(3)在第一代的两个DNA分子中，含3H的链均叫_____________。
(4)第三代DNA分子中，不含3H的DNA、一条链中含3H的DNA和两条链中含3H的DNA，其数目分别是_____________________。
(5)由以上叙述可知，合成DNA分子所需要的原料是________，模板是____________________________________。
答案 (1)酶
(2)3
(3)子链
(4)0、2、6
(5)四种脱氧核苷酸 亲代DNA分子的两条链
18．(18分)DNA复制方式，可以通过设想来进行预测，可能的情况是：全保留复制、半保留复制、分散复制。
(1)根据图中的示例对三种复制作出可能的假设：①如果是全保留复制，则一个DNA分子形成两个DNA分子，其中一个是________，而另一个是________；②如果是半保留复制，则新形成的两个DNA分子，各有________________________________________；③如果是分散复制，则新形成的DNA分子中，每一条链中有一些片段是母链的，而另一些片段则是新合成的。
(2)究竟是哪种复制方式呢？请同学们设计实验来证明DNA的复制方式。
实验步骤：
①在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N—DNA(对照)。
②在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N—DNA(亲代)。
③将亲代15N大肠杆菌转移到含14N的培养基中，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度离心方法分离。
实验预测：
①如果与对照(14N/14N)相比，子代Ⅰ中有一条轻带(14N/14N)和一条重带(15N/15N)，则可以排除________________________________。
②如果子代Ⅰ只有一条中密度带，则可以排除________，但不能肯定是________。
③再继续做子代ⅡDNA密度鉴定，如果子代Ⅱ也只有一条中密度带，则可以排除________，即DNA分子是________；如果子代Ⅱ中出现一条中密度带和一条轻密度带，则可以排除________，同时肯定DNA分子是________。
实验结果：(请在图示中画出)
解析 本题考查实验探究的能力。(1)根据图中的示例可知：如果是全保留复制，则一个亲代DNA分子形成两个子代DNA分子时，其中一个子代DNA分子的两条链全是亲代的，而另一个子代DNA分子的两条链全是新形成的；如果是半保留复制，则新形成的两个子代DNA分子中，各有一条链是来自亲代DNA分子的一条母链，另一条链则是新形成的；如果是分散复制，则新形成的两个子代DNA分子中的每一条链中都有一些片段是母链的，而另一些片段则是新形成的；(2)如果子代Ⅰ中有一条轻带(14N/14N)和一条重带(15N/15N)，则说明DNA分子是全保留复制，故可排除半保留复制和分散复制；如果子代Ⅰ只有一条中密度带，则说明DNA分子是半保留复制或分散复制，故可以排除全保留复制；如果子代Ⅱ也只有一条中密度带，则说明DNA分子是分散复制；如果子代Ⅱ中出现一条中密度带和一条轻密度带，则说明DNA分子是半保留复制。
答案 (1)①亲代的 新形成的 ②一条链是来自亲代DNA分子的一条母链，另一条链是新形成的
(2)①半保留复制和分散复制
②全保留复制 半保留复制
③半保留复制 分散复制 分散复制 半保留复制
实验结果：
