第3章 基因的本质（选择题）
——高一下学期生物学人教版（2019）期末考前提分练
一、单项选择题
1.为研究肺炎链球菌中的R型菌转化为S型菌时是否需要二者直接接触，研究人员利用如图所示装置进行实验。将两类菌株分别加入U型管左、右两臂内，U型管中间隔有微孔滤板。在U型管右臂端口对培养液缓慢吸压，让两菌株共享培养液。已知吸压过程会导致两臂内少量菌体破裂。一段时间后取U型管两臂菌液分别涂布培养，发现左臂菌液只出现S型菌的菌落，右臂菌液同时出现S型菌和R型菌的菌落。下列叙述错误的是（ ）
A.微孔滤板应允许肺炎链球菌通过而不允许DNA分子通过
B.该实验结果可以证明R型菌转化成S型菌不需要两者直接接触
C.左臂菌液涂布只出现S型菌的菌落，表明R型菌的DNA不能使S型菌发生转化
D.S型菌的DNA可能与R型菌发生基因重组从而使R型菌转化为S型菌
2.根据S型肺炎双球菌荚膜多糖的差异，将其分为SⅠ、SⅡ、SⅢ等类型，不同类型的S型发生基因突变后失去荚膜，成为相应类型的R型（RⅠ、RⅡ、RⅢ），R型也可回复突变为相应类型的S型（SⅠ、SⅡ、SⅢ）。S型的荚膜能阻止外源DNA进入细胞，为探究S型菌的形成机制，科研人员将加热杀死的甲菌破碎后获得提取物，冷却后加到乙菌培养液中混合均匀，再接种到平板上，经培养后检测子代细菌的类型。下列相关叙述正确的是（ ）
A.肺炎双球菌的拟核DNA有2个游离的磷酸基团
B.该实验中的甲菌应为R型菌，乙菌应为S型菌
C.若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅡ，子代细菌为SⅢ和RⅡ，则能说明SⅢ是转化而来
D.若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅢ，子代细菌为SⅢ和RⅢ，则能排除基因突变的可能
3.某科研小组进行噬菌体侵染细菌实验中，经搅拌、离心后，检测放射性强度的实验数据如图所示。下列叙述中错误的是（ ）
A.35S标记噬菌体侵染细菌组的沉淀物中出现了较强的放射性与保温时间长短无关
B.32P标记噬菌体侵染细菌组的上清液出现了较强的放射性与搅拌是否充分无关
C.上清液中35S的所占比例先增大后保持在80%左右，搅拌4min后仍有20%左右的噬菌体没有与细菌脱离
D.搅拌4min后，细胞外32P含量为30%左右是因为混合培养时间过长，细菌裂解后子代噬菌体释放
4.1977年，英国科学家桑格在测定噬菌体更X174中的单链环状DNA的核苷酸序列时，发现基因D中包含着基因E，他将这种基因称为重叠基因（如下图所示）。下列相关说法错误的是（ ）
A.该DNA两个相邻的脱氧核苷酸之间通过氢键相连
B.基因E的碱基序列与基因D的碱基序列一定不相同
C.该DNA分子没有游离的磷酸和游离的脱氧核糖
D.基因重叠使核苷酸数目有限的DNA分子中包含了更多的遗传信息
5.研究人员将1个含14N-DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养24h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA解开双螺旋，变成单链，然后进行密度梯度离心，试管中出现两种条带（如图）。下列说法正确的是（ ）
A.由结果可推知该大肠杆菌的细胞周期大约为6h
B.根据条带的数目和位置可以确定DNA的复制方式
C.解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的磷酸二酯键
D.若直接将子代DNA进行密度梯度离心也能得到两条条带
6.早期，科学家对DNA分子复制方式的预测如图甲所示。1958年，科学家以大肠杆菌为实验材料，设计了一个巧妙的实验（如图乙所示），试管②③④⑤是模拟实验中可能出现的结果。下列相关叙述正确的是（ ）
A.图乙实验运用的主要技术包括荧光标记和密度梯度离心
B.图乙中Ⅰ的目的是标记DNA，至少需要60min才会出现试管④的结果
C.若培养30min后离心得到试管③的结果，则可以确定DNA复制的方式是半保留复制
D.若为全保留复制，则复制n代后15N15N一DNA所占比例为1/2n，离心呈现结果②
7.下图为某真核细胞中一个核基因的结构及变化示意图（基因突变仅涉及图中1对碱基改变）。下列有关叙述正确的是（ ）
A.基因复制与转录所需的场所、原料不同
B.该基因所在的DNA分子中每个磷酸基团都与两个脱氧核糖相连
C.基因突变导致新基因中（A+T）/（G+C）的值和（A+G）/（T+C）的值都减小
D.基因复制过程中1链和2链均为模板，复制后形成的两个基因中遗传信息一般相同
8.真核生物线粒体基质内的DNA是双链闭合环状分子，外环为H链，内环为L链。其进行DNA复制的大体过程为：先以L链为模板，合成一段RNA引物，然后在DNA聚合酶的作用下合成新的H链片段，当H链合成2/3时，新的L链开始合成，如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.DNA内外环的复制是不同步的，但子链都是从5'端向3'端延伸
B.DNA分子中的磷酸二酯键数目与脱氧核苷酸数目相等
C.DNA复制时可能还需要RNA聚合酶和DNA连接酶
D.用15N只标记亲代DNA，复制n次后含14N/15N的DNA占总数的1/2n
9.生物学家为探究DNA复制方式，将15N标记的大肠杆菌放到只含14N的培养基中培养，通过CsCl密度梯度离心技术，分别将细胞分裂产生的第一代和第二代细胞中的14N-DNA及15N14N-DNA分离开来。该技术用紫外光源照射离心管，透过离心管在感光胶片上记录DNA带的位置就可以显示出离心管内不同密度的DNA带。下列有关DNA复制的说法，正确的是（ ）
A.根据第一代细胞只出现一条居中的DNA带，可以排除DNA的复制方式是全保留复制
B.因为15N具有放射性，所以感光胶片上可以记录DNA带的位置
C.DNA分子从一个起点复制，保证了复制能够准确进行
D.DNA分子的复制具有双向复制的特点，新合成的两条脱氧核苷酸链的延伸方向相反
10.为了分析模板DNA链的核苷酸序列，在4组反应体系中加入放射性标记的引物、单链DNA模板、DNA聚合酶、dNTP以及特定的ddNTP，ddNTP可取代相应的dNTP，终止DNA子链的延伸，反应后得到不同长度的DNA片段混合物，再进行凝胶电泳放射自显影测序，得到如下结果。下列叙述错误的是（ ）
A.构成dNTP的五碳糖是核糖，构成DdNTP的五碳糖是脱氧核糖
B.引物与模板链配对后，DNA聚合酶从引物的3′端开始延伸子链
C.上述过程的原理是DNA的半保留复制，但不需要加入解旋酶
D.根据右图分析模板链由5′→3′端的碱基序列是—CTGACTTCGACAA—
二、多项选择题
11.如图是烟草花叶病毒重建和感染的实验示意图。下列叙述错误的是（ ）
A.该实验的观察指标是烟草叶片症状和子代病毒类型
B.图中“B型后代”是由RNAB和蛋白质A组成的
C.若仅用TMV的RNA感染烟草叶片，则烟草中不会出现子代病毒
D.该实验证明了烟草花叶病毒的遗传物质主要是RNA
12.长期以来，关于DNA复制过程中是DNA聚合酶在移动还是DNA链在移动，一直存在争论。一种观点认为是DNA聚合酶沿着DNA链移动；另一种观点认为是DNA链在移动，而DNA聚合酶相对稳定不动。科学家给枯草芽孢杆菌的DNA聚合酶标上发绿色荧光的物质，在不同条件下培养，观察荧光在细胞中的分布，发现绿色荧光只分布在细胞中固定的位点，位点个数如表所示。下列说法正确的是（ ）
组别 营养物 含有下列荧光位点个数的细胞所占比例（%）
0 1 2 3 4
① 琥珀酸盐 24 56 19 0.08 <0.08
② 葡萄糖 3 43 41 9 3.6
③ 葡萄糖+氨基酸 2 33 32 22 10
A.DNA复制过程需要脱氧核苷酸为原料，并消耗能量
B.DNA聚合酶只能以DNA单链为模板合成其互补链
C.上述实验结果中绿色荧光的分布情况支持第二种观点
D.根据结果可推测枯草芽孢杆菌的分裂速度：①<③<②
13.科学家运用密度梯度离心等方法研究DNA复制的机制。
实验一：从含15N的大肠杆菌和含14N的大肠杆菌中分别提取亲代DNA，混合后放在100℃条件下进行热变性处理，然后进行密度梯度离心，再测定离心管中混合的DNA单链含量，结果如图a所示。
实验二：研究人员将含15N的大肠杆菌转移到含14NH4Cl的培养液中，繁殖一代后提取子代大肠杆菌的DNA（F1DNA），将F1DNA热变性处理后进行密度梯度离心，离心管中出现的两个条带对应图b中的两个峰。
下列有关叙述错误的是（ ）
A.热变性处理破坏了DNA分子的磷酸二酯键，使得DNA双链分开，故图a中出现两个峰
B.图b中出现两个峰，该结果可排除DNA的分散复制
C.本实验双链的F1DNA密度梯度离心结果若只有一个条带，则可排除全保留复制
D.图b与图a中两个峰的位置相同，故本研究能够证明DNA分子的复制是半保留复制
14.图1为真核细胞DNA复制的电镜照片，其中泡状结构为复制泡，是DNA上正在复制的部分。叶绿体DNA分子上有两个复制起点，同时在起点处解旋并复制，如图2。叙述错误的是（ ）
A.图1中每个复制泡中含有2条DNA母链和2条子链，且一条子链是完全连续的，另一条子链是不连续的
B.从图2可以看出，脱氧核苷酸链的合成不需要RNA引物
C.叶绿体中存在识别并转运特定氨基酸的tRNA
D.若DNA启动子处发生了甲基化，会影响其与核糖体的结合
15.图1是用DNA测序仪测出的某生物的一个DNA分子片段上被标记的一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序（TGCGTATTGG），下列说法不正确的是（ ）
A.据图1推测，此DNA片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是4个
B.根据图1脱氧核苷酸链的碱基排列顺序，分析图2显示的脱氧核苷酸链的碱基序列为CCAGTGCGCC（从上往下排序）
C.图1所测定的DNA片段与图2所显示的DNA片段中A+G/T+C都为1
D.若用35S标记某噬菌体，让其在不含35S的细菌中繁殖5代，则含有35S标记的噬菌体所占比例为50%
答案以及解析
1.答案：A
解析：为了研究转化是否需要S型菌和R型菌的直接接触，微孔滤板应不允许肺炎链球菌通过，而允许DNA分子通过；由“一段时间后取U型管两臂菌液分别涂布培养，发现左臂菌液只出现S型菌的菌落，右臂菌液同时出现S型菌和R型菌的菌落”，可知左臂S型菌的DNA可使右臂R型菌转化为S型菌，右臂R型菌的DNA不能使左臂S型菌转化为R型菌，同时说明R型菌转化为S型菌时不需要二者直接接触，A错误，B、C正确。R型菌转化为S型菌的原理是S型菌的DNA片段整合到R型菌的DNA上发生基因重组，从而使R型菌转化为S型菌，D正确。
2.答案：C
解析：肺炎双球菌的拟核DNA为环状，有0个游离的磷酸基团，A错误；实验目的是探究S型菌的形成机制，则R型菌为实验对象，S型菌的成分为自变量，因此甲菌应为S型菌，乙菌应为R型菌，B错误；若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅡ，RⅡ接受加热杀死的SⅢ的DNA，经转化得到SⅢ，繁殖所得子代细菌为SⅢ和RⅡ，RⅡ经回复突变得到SⅡ，繁殖所得子代细菌为SⅡ和RⅡ，所以若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅡ，子代细菌为SⅢ和RⅡ，则能说明S型菌是转化而来，C正确；若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅢ，RⅢ经转化形成的S菌为SⅢ，RⅢ经回复突变形成的S菌也是SⅢ，繁殖后形成的子代细菌都为SⅢ和RⅢ，不能排除基因突变的可能，D错误。
3.答案：D
解析：35S标记噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，其蛋白质外壳没有注入到大肠杆菌内，因此沉淀物中出现了较强的放射性的原因可能是搅拌不充分，与保温时间长短无关，A正确；32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染细菌时，其DNA注入到大肠杆菌内，上清液出现了较强的放射性的原因可能是培养时间过短或部分噬菌体未及时侵染细菌，与搅拌是否充分无关，B正确；从图中曲线可知，上清液中35S的所占比例先增大后保持在80%左右，搅拌4min后仍为80%左右，这说明仍有20%左右的噬菌体没有与细菌脱离，C正确；整个实验过程中，被侵染细菌存活率为100%，说明细菌没有裂解，因此搅拌4min后，细胞外32P含量为30%左右是因为混合培养时间过短，30%左右的噬菌体未侵染细菌，D错误。
4.答案：A
解析：该DNA是单链DNA，两个相邻的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连，A错误；基因E只是基因D中的一段，所以它的碱基序列与基因D的碱基序列一定不相同，B正确。
5.答案：D
解析：无论复制几次，子代中含有的母链数只有2条，由图可知条带1（母链）占DNA单链的含量为1/8，说明子代DNA分子含有的单链数为16，则子代DNA数为8（=23），说明大肠杆菌的DNA复制了3次，由此可知大肠杆菌的细胞周期大约为1h/3=20min，A错误。亲代DNA只含14N，培养液中只含15N，结合A项分析可知DNA经过3次复制后，由于DNA的复制方式为半保留复制，因此1/4的子代DNA同时含有14N和15N，3/4的子代DNA只含15N，则经过密度梯度离心后也可得到两种条带，D正确。将DNA解开双螺旋形成单链后再进行密度梯度离心，无法确定DNA的复制方式，C错误。解开DNA双螺旋的过程破坏的是两条链之间的氢键，C错误。
6.答案：B
解析：图乙实验运用的主要技术为同位素标记和密度梯度离心，A错误；图乙中Ⅰ的目的是标记大肠杆菌的DNA，每30min复制一代，故至少需要60min才会出现14N14N-DNA、14N15N—DNA的2条带，即试管④的结果，B正确；若培养30min后离心得到试管③的结果，则可以排除DNA复制的方式是全保留，但还不能确定DNA复制的方式是分散复制还是半保留复制，C错误；若为全保留复制，则复制n代后只有1个15N15N—DNA，其余全为14N14N—DNA，故15N15N-DNA所占比例为1/2n，离心呈现结果为最上边和最下边2条带，不是结果②，D错误。
7.答案：D
解析：本题考查基因的复制与转录。基因复制所需原料为脱氧核苷酸，转录的原料为核糖核苷酸，两者所需原料不同，但场所相同，均主要发生在细胞核中，A错误；该基因所在的DNA分子中，大多数磷酸基团都与两个脱氧核糖相连，但每条链末端的一个磷酸基团只连接一个脱氧核糖，B错误；题图中一个碱基对A—T被G—C替换，导致新基因中（A+T）/（G+C）的值减小，依据碱基互补配对原则可推知，新基因中在（A+G）/（T+C）的值不变，C错误；基因复制过程中1链和2链均为模板，碱基互补配对保证了复制能够准确地进行，所以复制后形成的两个基因中遗传信息一般相同，D正确。
8.答案：D
解析： DNA复制时，子链的延伸方向是5'端→3'端，A说法正确；由于形成的DNA分子是环状的，因此子链中新形成的磷酸二酯键数目和脱氧核苷酸数目相等，B说法正确；DNA复制需要解旋酶解开双链，而RNA聚合酶具有解旋功能，DNA复制需要引物与模板链结合，需要DNA连接酶起作用，所以DNA复制可能需要RNA聚合酶和DNA连接酶，C说法正确；若15N标记的DNA放在14N的培养液中复制n次得到2n个DNA分子，由于DNA的复制方式是半保留复制，新合成的子代DNA中含15N的有2个，故含14N/15N的DNA占总数的2/2n=1/2n-1，D说法错误。
9.答案：A
解析：本题考查DNA复制及相关实验。若DNA是全保留复制，第一代会有两条链都含15N标记的DNA和两条链都含14N标记的DNA，则会出现居下和居上的2条DNA带，因此根据第一代只出现一条居中的DNA带，可以排除DNA的复制方式是全保留复制，A正确；由题干信息可知，因为DNA能够强烈地吸收紫外线，用紫外光源照射离心管，可以透过离心管在感光胶片上记录DNA带的位置，如果是因为15N具有放射性，则仅含14N的DNA位置不会被记录，不符合实验设计的目的，B错误；DNA分子是多起点复制，保证了复制的快速完成，DNA分子的双螺旋结构和碱基互补配对原则保证了复制能够准确进行，C错误；DNA分子的复制具有双向复制的特点，新合成的两条脱氧核苷酸链的延伸方向均为5′端向3′端，方向相同，D错误。
10.答案：A
解析：本题主要考查DNA的结构以及DNA的复制过程和特点。dNTP是DNA复制的原料，构成dNTP的五碳糖是脱氧核糖，分析题图可知，ddNTP比dNTP少了一个氧，A错误；DNA聚合酶具有一定的方向性，只能从引物的3′端延伸子链，B正确；题述反应的原理是DNA的复制过程，因加入的模板是单链DNA，故不需要加入解旋酶，C正确；ddNTP可取代相应的dNTP，从而终止DNA子链的延伸，故形成很多长度不同的子链，在电泳时分子量较小的DNA迁移速度更快，分析凝胶电泳结果得知，子链DNA从5′→3′端的碱基序列是—TTGTCGAAGTCAG—，所以DNA模板链由5′→3′端的碱基序列是—CTGACTTCGACAA—，D正确。
11.答案：BCD
解析：分析题图可知，该实验用不同类型的烟草花叶病毒进行重建和感染烟草，观察指标是烟草叶片症状和子代病毒类型，A正确；TMV的遗传物质是RNA，仅用TMV的RNA感染烟草叶片，烟草中会出现子代病毒，且出现的子代病毒类型与提供RNA的病毒类型一致，因此图中“B型后代”是TMVB（由RNAB和蛋白质B组成），B、C错误；该实验证明了烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，而非“主要是RNA”，D错误。
12.答案：ABC
解析：DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，故DNA复制过程需要脱氧核苷酸为原料，并消耗能量，A正确；DNA的复制方式为半保留复制，以DNA分子的每条链为模板合成碱基互补的子链，所以DNA聚合酶只能以DNA单链为模板合成其互补链，B正确；科学家给枯草芽孢杆菌的DNA聚合酶标上发绿色荧光的物质，在不同条件下培养，观察荧光在细胞中的分布，发现绿色荧光只分布在细胞中固定的位点，说明DNA复制时是DNA链在移动，而DNA聚合酶相对稳定不动，C正确；DNA复制时需要DNA聚合酶的催化，含有荧光点的细胞所占比例越大，说明细胞分裂越旺盛，根据表格数据可推测，枯草芽孢杆菌的分裂速度：①<②<③，D错误。
13.答案：AD
解析：热变性处理导致DNA分子中碱基对之间的氢键发生断裂，A错误。若DNA的复制为分散复制，则实验二中F1DNA热变性处理后进行密度梯度离心，离心管中应出现一个条带，图b中出现一个峰，而图b出现了两个峰，因此由图b结果可排除DNA的分散复制，B正确。如果DNA复制方式为全保留复制，则双链的F1DNA中，一个DNA分子的两条链都含14N，另一个DNA分子的两条链都含15N，无论是否热变性，密度梯度离心结果均有两个条带。因此若不进行热变性处理，双链的F1DNA密度梯度离心结果只有一个条带，则可以排除全保留复制，C正确。图b与图a中两个峰的位置相同，说明F1DNA中既含有14N又含有15N，这种情况不能排除全保留复制，因为全保留复制的情况下，F1DNA有两条含14N的单链，有两条含15N的单链，也会出现与图a位置相同的两个峰，故本研究中的两个实验不能够证明DNA分子的复制是半保留复制，D错误。
14.答案：ABD
解析：A、DNA复制方式为半保留复制，每个复制泡中含有2条DNA母链和2条子链，DNA聚合酶只能催化子链沿5'到3'段延伸，每个复制泡向两侧双向复制，同一方向中一条子链是连续的，另一条子链是不连续的，A 错误；
B、脱氧核苷酸链的合成需要RNA引物，B错误；
C、叶绿体中的DNA能指导蛋白质的合成，故叶绿体中存在识别并转运特定氨基酸的tRNA，C正确；
D、启动子甲基化影响与RNA聚合酶结合，进而影响了该基因的转录，而核糖体与mRNA结合进行翻译，所以启动子不与核糖体结合，D错误；
故选ABD。
15.答案：AD
解析：A、图1的一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序是TGCGTATTGG，其中鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是4个，此链有一个C，推出互补链中还有一个G，此DNA片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量共5个，A错误；B、根据图1脱氧核苷酸链的碱基排列顺序，分析图中碱基序列应从上向下读，且由左至右的顺序依次是ACGT，故图2显示的脱氧核苷酸链的碱基序列为CCAGTGCGCC，B正确；C、双链DNA中，碱基遵循互补配对原则，A=T，C=G，嘌呤数=嘧啶数，故图1所测定的DNA片段与图2所显示的DNA片段中都A+G/T+C为1，C正确；D、噬菌体侵染细菌过程，蛋白质外壳不会进入细菌内部，35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，若用35S标记某噬菌体，让其在不含35S的细菌中繁殖5代，则含有35S标记的噬菌体所占比例为0，D错误。
2第3章 基因的本质（非选择题）
——高一下学期生物学人教版（2019）期末考前提分练
1.人类对遗传物质的探索经历了一个漫长而复杂的过程。在此过程中，少不了一些经典的科学实验，这些实验对最终结论的得出都有着不可磨灭的贡献。
（1）作为遗传物质，必须具备的特点有_______（答出2点）。
（2）格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，能从死亡的小鼠体内分离出S型菌和R型菌的组实验的处理是将_______注射到小鼠体内；艾弗里和他的同事进行肺炎链球菌转化实验时，利用_______原理对自变量进行控制。他们选用肺炎链球菌作为实验材料的优点有：_______（答出2点）。
（3）赫尔希和蔡斯进一步证明DNA才是真正的遗传物质。该实验包括4个步骤：①标记的T2噬菌体侵染未被标记的细菌；②35S和32P分别标记T2噬菌体；③放射性检测；④搅拌离心分离。该实验步骤的正确顺序是____。用35S可以标记噬菌体的蛋白质外壳，如何实现对噬菌体的蛋白质外壳的标记？请简要说明步骤：______。
（4）噬菌体侵染细菌之后，合成新的噬菌体蛋白质外壳需要_____（填字母）。
A.细菌的DNA及其氨基酸
B.噬菌体的DNA及其氨基酸
C.噬菌体的DNA和细菌的氨基酸
D.细菌的DNA和噬菌体的氨基酸
（5）用35S标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，发现放射性物质主要存在于____（填“上清液”或“沉淀物”）中，实际上会由于_______，导致沉淀物中含有少量的放射性，产生一定的误差。
2.如图为不同生物或生物不同器官（细胞）的DNA分子中（A+T）/（G+C）的比值情况，据图回答问题：
（1）猪的不同组织细胞的DNA分子碱基比例大致相同，原因是_____________。
（2）上述三种生物中的DNA分子，热稳定性最高的是________（填文字）。
（3）假设小麦DNA分子中（A+T）/（G+C）=1.2，那么（A+G）/（T+C）=________。
（4）假如猪的某一DNA分子中有腺嘌呤30%，则该分子一条链上鸟嘌呤含量的最大值可占此链碱基总数的________。
（5）小麦的DNA分子中，（G+C）之和占全部碱基的35.8%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%，则它的互补链中，T和C分别占碱基总数的________。
3.大肠杆菌DNA呈环状，下图表示其复制过程。据图回答：
（1）环状DNA分子中每个磷酸基连接_____个脱氧核糖，其上基因的特异性由_____决定。
（2）复制原点是DNA分子中复制起始的一段序列，该序列中A—T含量很高，有利于DNA复制起始时的解旋，原因是_____。
（3）酶1作用时需要由_____直接供能，酶2催化子链延伸的方向是_____（填“5′→3′”或“3′→5′”）。
（4）大肠杆菌DNA的复制属于_____。
A.单起点连续复制B.单起点半不连续复制C.多起点连续复制D.多起点半不连续复制
（5）为证明DNA复制的方式为半保留复制而不是全保留复制，科学家利用大肠杆菌进行了相关实验：将大肠杆菌在15NH4Cl培养液中培养若干代，再将其转移到14NH4Cl培养液中培养，在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA进行密度梯度离心，记录离心后试管中DNA带的位置。下图表示几种可能的离心结果，则：
①大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中增殖一代，如果DNA为全保留复制，则DNA带的分布应如图中试管_____所示；如果为半保留复制，则DNA带的分布应如图中试管_____所示。
②在整个实验中出现了甲、乙、丙三条带，证明DNA是半保留复制，则大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中增殖三代后，含15N的DNA分子占_____%。
4.科学家们为“揭秘基因的化学本质，解析DNA的优美螺旋，验证DNA的精巧复制，测读ATGC的生命长卷”，在不断的争论中开展合作探究，他们的研究精神值得我们学习。请回答下列问题：
（1）组成染色体的化学成分主要是___。在研究它们的遗传功能时，科学家设计实验的关键思路是_____，最终证明了DNA是遗传物质。
（2）科学家沃森和克里克默契配合，共同揭示了“DNA的优美螺旋”，该结构内部[_____]（填图1中数字及结构名称）的排列顺序代表着遗传信息。对细胞生物而言，基因是指_____。
（3）“测读ATGC的生命长卷”是指DNA的测序。从第一个模式植物拟南芥被测序，植物基因组的测序已有20多年的历史。芦笋（2n=20）为XY型性别快定的植物，玉米（2n=20）为雌雄同株异花植物，则测定芦笋、玉米的基因组序列需要分别测定_____条染色体上DNA的碱基序列。
（4）科学家梅塞尔森和斯塔尔证明了DNA复制的方式。图2中的④⑤是某个卵原细胞内对同源染色体上的两个DNA分子（细胞中的其他染色体及其上的DNA不考虑，只考虑这两个DNA分子）。将该卵原细胞放在只含有32P的完全培养液中完成减数分裂，请在图3中画出该卵原细胞产生的卵细胞中DNA放射性标记情况。
（5）7-乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶（C）配对而与胸腺嘧啶（T）配对。某DNA分子中腺嘌呤（A）占碱基总数的30%，其中的鸟嘌呤（G）全部被7-乙基化，该DNA分子正常复制产生两个DNA分子，其中一个DNA分子中胸腺嘧啶（T）占碱基总数的45%，另一个DNA分子中鸟嘌呤（G）所占比例为______。
5.科学家以T4噬菌体和大肠杆菌为实验对象，运用同位素标记技术及密度梯度离心法进行了DNA复制方式具体过程的探索实验。
（1）从结构上看（图1），DNA两条链的方向_______。DNA复制时，催化脱氧核苷酸添加到DNA子链上的酶是_______。该酶只能使新合成的DNA链从5′向3′方向延伸，依据该酶催化DNA子链延伸的方向推断，图1中的DNA复制模型________（填“是”或“不是”）完全正确的。
（2）为探索DNA复制的具体过程，科学家做了如下实验：20℃条件下，用T4噬菌体侵染大肠杆菌，进入T4噬菌体DNA活跃复制期时，在培养基中添加含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷，培养不同时间后，阻断DNA复制，将DNA变性处理为单链后，离心分离不同长度的T4噬菌体的DNA片段，检测离心管不同位置的放射性强度，结果如图2所示（DNA片段越短，与离心管顶部距离越小）。
①根据上述实验结果推测，DNA复制时子链合成的过程存在先合成________，之后再________，依据为________。
②若抑制DNA连接酶的功能，再重复上述实验，则可能的实验结果是________。
（3）请根据以上信息，补充下图，表示可能的DNA复制过程。
6.肺炎链球菌分为S型菌和R型菌，加热灭活的S型菌会遗留下完整的细菌DNA的各个片段。下图为肺炎链球菌转化实验的实质，据图分析回答下列问题。
（1）艾弗里等人选用肺炎链球菌作为实验材料具有的优点有__________，在该实验中控制自变量采用的实验原理是__________。
（2）据图推测S基因的作用是__________，作为遗传物质必须具备的特点有__________（答出2点）。
（3）已知S型菌分为SI、SII、SIII类型，R型菌分为RI、RII、RIII类型。R型菌可接受不同S型菌的S基因并转化成相应的S型菌；R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌。现有SI、RI、RII三种类型的肺炎链球菌，从中选择合适的肺炎链球菌，设计实验通过观察细菌类型，探究R型菌是发生了转化还是发生了回复突变。
实验思路：__________。
实验结果及结论：
若__________则说明只发生了转化；
若__________则说明只发生了回复突变；
若__________则说明发生了转化和回复突变。
答案以及解析
1.答案：（1）能够储存遗传信息：可以准确复制，并传递给下一代：结构比较稳定等（任答2点即可）
（2）R型活菌与加热致死的S型菌的混合液；减法；个体小，结构简单，易于观察因遗传物质改变导致的结构与功能变化：繁殖快
（3）②①④③；先用含35S的培养基培养大肠杆菌，再用含35S的大肠杆菌培养噬菌体
（4）C
（5）上清液；搅拌不充分
解析：（1）作为遗传物质至少应具备以下几个特点：能够精确的自我复制；具有储存遗传信息的能力；结构比较稳定；等等。
（2）格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，给小鼠注射R型活菌与加热致死的S型菌的混合液，一段时间后，小鼠死亡，从死亡的小鼠体内能分离出S型活菌，同时也能分离出R型活菌；艾弗里和他的同事所做的体外转化实验中，每个实验组加入特定的酶除去某一特定物质，从而得出DNA是遗传物质，该过程利用了减法原理对自变量进行控制。选用肺炎链球菌作为实验材料的优点有：肺炎链球菌是原核生物，个体很小，结构简单，易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化；而且其繁殖快，短时间内可大量繁殖。
（3）赫尔希和蔡斯用同位素标记法进行了噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了DNA是遗传物质，该实验的步骤是：②35S和32P分别标记T2噬菌体→①标记的T2噬菌体侵染未被标记的细菌→④搅拌离心分离→③放射性检测。由于病毒必须寄生在活细胞中才能生存，因此对噬菌体的蛋白质外壳进行标记要先用含35S的培养基培养大肠杆菌，再用含32S的大肠杆菌培养噬菌体。
（4）噬菌体侵染细菌之后，会在自身遗传物质DNA的作用下，利用细菌体内的物质来合成自身的组成成分，因此合成新的噬菌体蛋白质外壳需要噬菌体的DNA和细菌的氨基酸。故选C。
（5）35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳没有进入细菌，经过搅拌离心后分布在上清液中，因此，用35S标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，发现放射性物质主要存在于上清液中；理论上离心之后沉淀物中不含有放射性，但实际上会由于搅拌不充分等导致部分噬菌体未能与细菌分离，从而导致沉淀物中含有少量的放射性，产生一定的误差。
2.答案：（1）不同的组织细胞来源于同一个受精卵
（2）小麦
（3）1
（4）40%
（5）31.3%；18.7%
解析：（1）猪的不同组织细胞中DNA分子碱基比例大致相同，是因为它们由同一个受精卵发育而来，含有的DNA分子相同。
（2）在A与T之间有两个氢键，G与C之间有三个氢键，根据题图中数值可判断小麦中（G+C）所占比例最大，所以小麦DNA的热稳定性最高。
（3）根据碱基互补配对原则，A=T，C=G，因此只要是双链DNA分子，（A+G）/（T+C）的值均为1。
（4）据A+G=T+C=50%，该DNA分子中有腺嘌呤30%，可知鸟嘌呤占20%。若所有鸟嘌呤分布在一条链上，则一条链上的鸟嘌呤含量最大值可占此链碱基总数的40%。
（5）DNA分子中（G+C）占全部碱基的比例与在单链DNA中该比例相等；已知一条链中G+C=35.8%，因T与C分别占32.9%与17.1%，则可推知该链中的A=1-（G+C+T）=31.3%，G=35.8%-17.1%=18.7%，则它的互补链中T和C分别与该链中A与G含量相等。
3.答案：（1）2；脱氧核苷酸（或碱基对）的排列顺序
（2）A与T之间的氢键数量少，容易打开
（3）ATP；5′→3′
（4）B
（5）①C；D；②25
解析：（1）环状DNA中脱氧核糖与磷酸交替连接形成基本骨架，每一个磷酸均与2个脱氧核糖相连，DNA具有特异性原因是碱基对的特定排列顺序。
（2）DNA中A与T之间氢键数目少于C与G，解旋中更容易断开。
（3）ATP是直接能源物质，DNA子链延伸时是脱氧核糖的3′端与下一个脱氧核苷酸的5′端相连，故子链延伸方向是5′→3′。
（4）原核生物的DNA复制时是单起点半不连续复制。
（5）①若DNA为全保留复制，子一代15N15N：14N14N=1：1，含有重带、轻带；若DNA为半保留复制，子一代全为15N14N，只有中带。②增殖三代后，DNA分子中15N14N：14N14N=2：6。
4.答案：（1）DNA、蛋白质；设法把DNA和蛋白质分开，单独、直接地观察各种组分的作用
（2）③；（含氮）碱基；有遗传效应的DNA片段
（3）11、10
（4）
（5）20%
解析：（1）组成染色体的主要化学成分是DNA、蛋白质，还有少量RNA。在研究它们的遗传功能时，科学家设计实验的关键思路是设法把DNA和蛋白质分开，单独、直接地观察各种组分的作用，最终证明了DNA是遗传物质。
（2）科学家沃森和克里克揭示了DNA双螺旋结构，DNA中的碱基，即图1中的③的排列顺序代表着遗传信息。对细胞生物来说，基因是有遗传效应的DNA片段；对RNA病毒来说，基因是有遗传效应的RNA片段。
（3）芦笋（2n=20）为XY型性别决定的植物，则测定芦笋的基因组序列需要测定9条常染色体+X、Y染色体，即11条染色体上DNA的碱基序列；而玉米为雌雄同株异花植物，没有常染色体和性染色体之分，故只需测定10条染色体上DNA的碱基序列。
（4）DNA的复制是半保留复制，该卵原细胞的DNA在含32P的完全培养液中完成复制，DNA分子④⑤产生的子代DNA的结果是一条单链含31P，另一条单链含32P；由于同源染色体分离，一个卵原细胞只有一条染色体，产生的卵细胞中放射性标记情况见答案。
（5）据DNA分子中的A占30%可知，T占30%，C占20%，G占20%。当其中的G全部被7-乙基化后，G不与C配对而与T配对，该DNA复制产生两个DNA分子过程中，会影响C和T的数量，但不影响A和G的数量，新复制的两个DNA分子中G的比例不变，仍为20%。
5.答案：（1）相反；DNA聚合酶；不是
（2）①较短的DNA片段；将较短的DNA片段连接成DNA长链；时间较短时，短片段DNA数量较多，随着时间推移，长片段DNA数量较多；②随着时间推移，短片段DNA的数量一直较多
（3）（画出任意一个即可）
解析：（1）据图1可知，DNA两条链的方向相反。DNA复制时，催化脱氧核苷酸添加到DNA子链上的酶是DNA聚合酶。该酶只能使新合成的DNA链从5′向3′方向延伸，而图1中该酶催化DNA子链延伸的方向相同，因此图1中的DNA复制模型不是完全正确的。
（2）图2中信息显示，时间较短时短片段DNA数量较多，随着时间推移，长片段DNA数量较多，因此推测，DNA复制时是先合成较短的DNA片段，之后再将较短的DNA片段连接成DNA长链。若抑制DNA连接酶的功能，较短的DNA片段不能连接成长的DNA片段，则随着时间推移短片段DNA的数量一直较多。
（3）所画的图中应该体现出两条子链的合成方向相反，复制过程分片段完成等特点。
6.答案：（1）个体很小，结构简单，繁殖快；减法原理
（2）控制荚膜形成；能自我复制、指导蛋白质的合成、储存遗传信息、结构稳定
（3）选取SI菌加热杀死后和RII菌混合培养，一段时间后观察细菌类型；培养基中出现SI；培养基中出现SII；培养基中出现SI、SII
解析：（1）肺炎链球菌属于原核生物，具有个体很小，结构简单，繁殖快的特点，故艾弗里等人选用肺炎链球菌作为实验材料；艾弗里的实验中通过相关酶去除对应物质，属于减法原理。
（2）两种肺炎链球菌的区别在于有无荚膜，据图可知，S基因可使R型菌转化为S型菌，说明S基因的作用是控制荚膜形成；作为遗传物质必须具备的特点有：能自我复制、指导蛋白质的合成、储存遗传信息、结构稳定。
（3）分析题意，本实验目的是通过观察细菌类型，探究R型菌是发生了转化还是发生了回复突变，由于R型菌可接受不同S型菌的S基因并转化成相应的S型菌，R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌，故可选取S菌加热杀死后和RII菌混合培养，一段时间后观察细菌类型。
实验结果及结论：若只发生了转化，即S型菌的S基因并转化成相应的S型菌，则培养基中出现SI；若发生了回复突变，则R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌，培养基中出现SII；若发生了转化和回复突变，则会出现两种S型菌，即SI、SII。
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