3.2DNA的结构（含解析）——高一生物学人教版（2019）必修二课时优化训练

DNA的结构——高一生物学人教版（2019）必修二课时优化训练
一、单选题
1．下图为某同学在学习DNA的结构后画的含有两个碱基对的DNA片段（“○”代表磷酸基团），下列为几位同学对此图的评价，其中正确的是( )
A.甲说：“物质组成和结构上没有错误”
B.乙说：“只有一处错误，就是U应改为T”
C.丙说：“有三处错误，其中核糖应改为脱氧核糖”
D.丁说：“若他画的是RNA双链，则该图应是正确的”
2．为验证DNA的半保留复制，某科研团队将DNA被15N充分标记的大肠杆菌培养在仅含有14NH4Cl的普通培养液中，在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA进行分析，下列说法正确的是( )
A.该实验可通过差速离心法并检测15N的放射性分析亲子代DNA的差异
B.大肠杆菌DNA复制时，亲代DNA两条链完全解开后再合成两条子链
C.细胞分裂3代后，含15N的DNA占比为1/4，含14N的DNA占比为1
D.复制2代后，离心结果出现两种条带可证明DNA是半保留复制
3．下列四幅图表示了在“肺炎双球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”（搅拌强度、时长等都合理）中相关含量的变化，相关叙述错误的是( )
A.图甲表示在“32P标记的噬菌体侵染细菌实验”中，上清液放射性含量的变化
B.图乙表示在“35S标记的噬菌体侵染细菌实验”中，上清液放射性含量的变化
C.图丙表示“肺炎双球菌体外转化实验”中加入S型细菌DNA后，R型与S型细菌的数量变化
D.图丁表示“肺炎双球菌体外转化实验”中加入S型细菌DNA后，R型与S型细菌的数量变化
4．某一环状DNA分子含有1000个碱基对，其中含腺嘌呤300个。该DNA分子复制时，首先1链被断开形成3'、5'端口，接着5'剪切端与2链发生分离，随后DNA分子以2链为模板，通过滚动从1链的3'端开始延伸子链，同时还会以分离出来的5'端单链为模板合成另一条子链，其过程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.1链被断开后该DNA分子中有2个游离磷酸基团
B.1链延伸复制时，需要DNA聚合酶、解旋酶的催化作用
C.该DNA复制时,子链由3'→5'方向延伸
D.若该DNA连续复制3次，则第三次复制需要鸟嘌呤脱氧核苷酸4900个
5．噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程如图所示。该实验条件下，噬菌体20分钟后会引起大肠杆菌裂解。下列相关叙述正确的是( )
A.A组试管Ⅲ中有少量子代噬菌体含32P
B.本实验A组为空白对照组，B组为实验组
C.该实验证明了DNA的复制方式为半保留复制
D.大肠杆菌为噬菌体增殖提供了模板、原料和酶等
6．某研究小组用放射性同位素32P、35S分别标记T2噬菌体，然后将大肠杆菌和被标记的噬菌体置于培养液中培养，如图所示。一段时间后，分别进行搅拌、离心，并检测沉淀物和上清液中的放射性。下列分析错误的是( )
A.甲组的上清液含极少量32P标记的噬菌体DNA，但不产生含32P的子代噬菌体
B.甲组被感染的细菌内含有32P标记的噬菌体DNA，也可产生不含32P的子代噬菌体
C.乙组的上清液含极少量35S标记的噬菌体蛋白质，也可产生含35S的子代噬菌体
D.乙组被感染的细菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质，也不产生含35S的子代噬菌体
7．如图为DNA分子片段的结构模式图，有关叙述错误的是( )
A.分子的两条链呈反向平行
B.配对的碱基间以氢键连接
C.④是鸟嘌呤脱氧核苷酸
D.D.RNA分子中不存在②
8．细胞中的遗传信息能从亲代细胞传递给子代细胞的根本原因是DNA的复制。如图是DNA的复制示意图，DNA分子的复制方式是( )
A.半保留复制 B.全保留复制
C.半保留或全保留复制 D.半保留和全保留复制
9．下图表示采用同位素示踪技术和离心处理来探究DNA复制方式的过程图解，下列说法错误的是( )
A.轻带表示14N－14N的DNA分子
B.证明DNA的复制方式为半保留复制
C.细菌繁殖三代后取样，提取DNA，离心后试管中出现三条条带
D.若将DNA双链分开来离心，则b、c两组实验结果相同
10．有关基因的说法正确的是( )
①染色体行为决定着基因的行为
②基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息
③基因的基本单位是含N碱基
④基因是有遗传效应的DNA片段
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④
11．在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验。下列相关叙述正确的是( )
A.在含有32P的培养基中培养T2噬菌体，可得到DNA被32P标记的噬菌体
B.实验中用同时被32P和35S标记的噬菌体侵染细菌，将无法得出实验结论
C.T2噬菌体的DNA复制所需要的RNA聚合酶是在细菌的核糖体上合成的
D.用35S标记的T2噬菌体侵染后，细菌裂解得到的T噬菌体少数有放射性
12．某个DNA片段由1000个碱基对组成，A+T占碱基总数的40%，若DNA片段复制过程中共消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为1800，则该DNA共复制了几次，在该DNA片段第2次复制时共消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸多少个( )
A.2、1200 B.3、2400 C.4、2400 D.2、1800
13．赫尔希和蔡斯的实验表明( )
A.DNA是遗传物质
B.DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质
C.DNA是主要的遗传物质
D.加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质
14．下列有关基因、核酸和染色体的叙述正确的是( )
A.同源染色体相同位置上一定分布着等位基因
B.真核细胞中染色体既是DNA的主要载体也是基因的主要载体
C.有少数细菌的基因是有遗传效应的RNA片段
D.染色体数目加倍时，组成染色体的DNA随之加倍
二、多选题
15．肺炎链球菌S型与R型菌株，都对青霉素敏感（青霉素能抑制细菌细胞壁的形成，从而抑制其增殖）。在多代培养的S型细菌中分离出一种抗青霉素的S型细菌，记为PenrS型。现用PenrS型细菌和R型细菌进行如图所示的实验。下列分析正确的是( )
A.若组1甲中部分小鼠患败血症，通过注射青霉素治疗后可康复
B.组2培养基中可能会出现R型和S型两种菌落
C.组3培养基中出现菌落是因为PenrS型细菌的DNA转移到了R型细菌中
D.组4培养基中观察不到R型菌落和S型菌落
16．将噬菌体加入铜绿假单胞菌(PA1)菌液中，培养30min后菌液变澄清(大部分PA1已被裂解)：然后将菌液涂布在固体培养基上培养，一段时间后出现少量菌落，即为噬菌体耐受菌(PA1r)。研究发现PA1r丢失了含有脂多糖合成的关键基因galU，噬菌体不能侵染PA1r。为验证galU基因的丢失是导致PA1r耐受噬菌体的原因，设计相关实验并预期结果。下列说法正确的是( )
组别 1 2 3 4
处理方法 PA1+噬菌体 I 敲除ga1U基因的PA1+噬菌体 Ⅱ
在固体培养基上培养
预期结果 较多噬菌斑 无噬菌斑 Ⅲ 较多噬菌斑
(噬菌斑：受体菌被噬菌体感染后在平板上形成的透明圈)
A.1和3、2和4形成对照，分别利用“减法”、“加法”原理控制自变量
B.Ⅰ处应为“PA1r+噬菌体”，噬菌体可利用PA1r的原料合成自身的核酸
C.Ⅱ处应为“导入galU基因的PAlr+噬菌体”:,Ⅲ处应为“无噬菌斑”
D.在噬菌体的感染下，没有galU基因的个体具有生存和繁殖的优势
17．“T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”证实了DNA具有遗传效应。下列关于该实验的叙述正确的是( )
A.35S、32P可分别将T2噬菌体外壳蛋白质中的肽键和DNA的磷酸标记
B.理论上，35S标记组沉淀物无放射性，可推测T2噬菌体的蛋白质外壳不进入大肠杆菌
C.子代噬菌体只有部分具有放射性，说明DNA不是半保留复制
D.若侵染的大肠杆菌被32P标记，则子代噬菌体的DNA和蛋白质均具有放射性
18．下图为某DNA分子的部分平面结构图，相关叙述错误的是( )
A.⑤是氢键，其在解旋酶、高温等因素的作用下断裂
B.③是连接DNA单链上2个核糖核苷酸的磷酸二酯键
C.DNA分子中的每一个①均与两个磷酸基团相互连接
D.不同的双链DNA分子中(A+C)/(G+T)的值不同
三、判断题
19．在转化过程中，加热杀死后的S型细菌的DNA没有进入R型活细菌的细胞中( )
20．DNA两条单链的碱基数量关系是构建DNA双螺旋结构模型的重要依据。判断下列相关表述是否正确。
（1）DNA两条单链不仅碱基数量相等，而且都有A、T、G、C四种碱基。( )
（2）在DNA的双链结构中，碱基的比例总是（A+G）/（T+C）=1( )
21．DNA复制是在为细胞分裂进行必要的物质准备。据此判断下列相关表述是否正确。
（1）DNA复制与染色体复制是分别独立进行的。( )
（2）在细胞有丝分裂的中期，每条染色体是由两条染色单体组成的，所以DNA的复制也是在这个时期完成的。( )
22．每个DNA分子中一般都会含有四种脱氧核苷酸。( )
参考答案
1．答案：C
解析：题图是含有两个碱基对的DNA片段，该图有三处错误：DNA的五碳糖应是脱氧核糖，而不是核糖；DNA的含氮碱基是T，而不是U；一条链上两个相邻核苷酸之间的化学键连接不正确，应是前一个脱氧核苷酸的脱氧核糖与后一个脱氧核苷酸的磷酸基团相连接，A、B错误，C正确。如果题图画的是RNA双链，则两个相邻核苷酸的化学键连接不正确，应是前一个核糖核苷酸的核糖与后一个核糖核苷酸的磷酸基团相连接，D错误。
2．答案：C
解析： DNA半保留复制的实验中使用密度梯度离心法区分亲子代DNA差异，且15N无放射性，A错误；DNA复制为边解旋边复制，B错误。
3．答案：D
解析：肺炎双球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲斯体内转化实验证明S型细菌中存在某种转化因子,能将R型细菌转化为S型细菌;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质;T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
4．答案：B
解析：
5．答案：A
解析：A、35S标记的蛋白质外壳并未进入宿主细胞内，32P标记的DNA进入了宿主细胞内，经多次半保留复制，A组试管中沉淀中少量DNA含有32P，A正确;B、本实验中A组和B组都是实验组，形成对比实验，B错误;C、噬菌体侵染大肠杆菌实验，主要是证明DNA是遗传物质，同时也证明了DNA能自我复制，能控制蛋白质的合成，但不能证明DNA是以半保留方式复制的，C错误;D、噬菌体增殖过程中的原料、酶和能量均由大肠杆菌提供，噬菌体提供模板，D错误。故选A。
6．答案：C
解析：甲组离心后，放射性主要在沉淀物中，由于部分噬菌体未来得及侵染大肠杆菌，所以上清液中含有少量放射性，由于甲组的上清液中不存在大肠杆菌，所以噬菌体无法繁殖产生含32P标记的子代噬菌体，A正确。甲组用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，由于32P存在于DNA中，在侵染过程中，DNA进入大肠杆菌体内，因此甲组被感染的细菌内含有 32P标记的噬菌体DNA；由于噬菌体繁殖所需原料来自未被标记的大肠杆菌，所以可产生含32P的子代噬菌体和不含32P的子代噬菌体，B正确。由于噬菌体的蛋白质外壳不会进入大肠杆菌体内，所以乙组的上清液含较多35S标记的噬菌体蛋白质，不会产生含35S的子代噬菌体，C错误。由于噬菌体的蛋白质外壳不会进入大肠杆菌体内，所以乙组被感染的细菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质，也不产生含35S的子代噬菌体，D正确。
7．答案：C
8．答案：A
解析：DNA的复制是以半保留的方式进行的，A正确。
9．答案：C
解析：
10．答案：B
解析：
11．答案：B
解析：A、在含有P的培养基中培养T2噬菌体，不能得到DNA被32P标记的噬菌体，因为噬菌体无法在培养基中存活，A错误;B、实验中用同时被32P和35S标记的噬菌体侵染细菌，将无法得出实验结论，因为无法断定子代噬菌体的放射性是来自32P，还是来自35S，B正确;C、T2噬菌体DNA复制所需要的DNA聚合酶是在细菌的核糖体上合成的，C错误;D、因为噬菌体的蛋白质不能进入细菌，而35S标记的是T2噬菌体的蛋白质，所以用35S标记的T2噬菌体侵染后，细菌裂解得到的T2噬菌体没有放射性，D错误。故选B。
12．答案：A
解析：
13．答案：A
解析：赫尔希和蔡斯用T2噬菌体和大肠杆菌为原料，以同位素标记法进行试验，实验表明DNA是遗传物质。故选A。
14．答案：B
解析：A、可能是相同基因或等位基因；B、真核细胞中DNA主要位于染色体上，而基因是有遗传效应的DNA片段，因此染色体既是DNA的主要载体也是基因的主要载体C、细菌的遗传物质是DNA，其基因是有遗传效应的DNA片段；D、染色体数目加倍时组成染色体的DNA数量不变。
15．答案：BCD
解析：A、抗青霉素的S型（PenrS型）细菌的DNA是转化因子。在组1中，将加热杀死的PenrS型细菌与活的R型活细菌混合注射到小鼠体内，部分活的R型细菌会转化为PenrS型细菌，PenrS型细菌会使小鼠患败血症，注射青霉素治疗后，体内有抗青霉素的S型菌存在的小鼠不能康复，A错误；B、抗青霉素的S型（PenrS型）细菌的DNA是转化因子。在组2中，将PenrS型细菌的DNA与活的R型活细菌混合注射到小鼠体内，部分活的R型细菌会转化为PenrS型细菌，在普通培养基上，PenrS型细菌和R型菌均可以生长，因此组2培养基中可能会出现R型和S型两种菌落，B正确；C、PenrS型细菌的DNA与活的R型活细菌混合注射到小鼠体内，部分活的R型细菌会转化为PenrS型细菌，在组3含青霉素的培养基上R型菌不能生活，只有PenrS型细菌能生存，且PenrS型菌是由于PenrS型菌的DNA转移到了R型菌中形成PenrS型菌，再经过繁殖形成菌落，C正确；D、组4中因为PenrS型菌的DNA被DNA酶催化水解而无转化功能，且活的R型细菌不抗青霉素，因此培养基中无菌落生长，D正确。故选BCD。
16．答案：AD
解析：A、1和3的自变量为是否具有ga1U基因，2和4形成的自变量为是否转入ga1U基因，它们之间形成对照，根据实验结果能推测该基因的作用，实验过程中分别利用“减法”、“加法”原理控制自变量，A正确；
B、为验证galU的丢失是导致PAlr耐受噬菌体的原因，可分为4组，第1组用PA1+噬菌体处理，第2组用③PAlr+噬菌体处理，第3组敲除galU后，用PA1+噬菌体处理，第4组用导入galU基因的PAlr+噬菌体处理，然后在相同的固体培养基上培养，据此可知，Ⅰ处应为“PA1r+噬菌体”，噬菌体不能利用PA1r的原料合成自身的核酸，B错误；
C、结合B项分析可知，Ⅱ处应为“导入galU基因的PAlr+噬菌体”，Ⅲ处应为“有噬菌斑”，C错误；
D、在噬菌体的感染下，没有galU基因的个体被噬菌体感染的机会下降，因而具有生存和繁殖的优势，D正确。
故选AD。
17．答案：B
解析：A、35S标记噬菌体蛋白质外壳中氨基酸残基的R基，32P标记T2噬菌体DNA的磷酸基团，A错误；
B、论上，35S标记组沉淀物无放射性，而35S标记了噬菌体的蛋白质外壳，所以可以推测T2噬菌体的蛋白质外壳不进入大肠杆菌，B正确；
C、子代噬菌体只有部分具有放射性，是由于合成子代DNA的原料没有放射性，但不能说明DNA不是半保留复制，C错误；
D、噬菌体的蛋白质外壳几乎不含磷元素，所以若侵染的大肠杆菌被32P标记，则子代噬菌体的蛋白质不具有放射性，D错误。
故选B。
18．答案：BCD
解析：A、⑤是氢键，除使用解旋酶外，还有其他方法如高温等使⑤断裂，A正确；B、③是核苷酸内部的磷酸键，④是连接DNA单链上2个脱氧核糖核苷酸的磷酸二酯键，B错误；C、①是脱氧核糖，双链DNA分子中一个脱氧核糖主要与两个磷酸基团相连，但在DNA分子链的末端，一个脱氧核糖和一个磷酸基团相连，C错误；D、根据A-T、G-C的碱基互补配对原则可知，不同的双链DNA分子中A+C/G+T的值都是1，D错误。故选BCD。
19．答案：F
解析：在转化过程中，加热杀死后的S型细菌的DNA是能进入R型活细菌的细胞中，故本题错误。
20．答案：（1）×；（2）√
解析：（1）DNA的两条单链碱基数目相等，但不一定都含有A、T、G、C四种碱基。
（2）在DNA的双链结构中，从数量上看A=T、G=C，即A+G=T+C。
21．答案：（1）×
（2）×
解析：（1）细胞核内的DNA位于染色体上，DNA的复制和染色体复制是同时进行的，不是分别独立进行的，故题干说法错误;
（2）DNA的复制发生在细胞有丝分裂的间期，不是细胞有丝分裂的中期，故题干说法错误。
22．答案：√
解析：DNA分子的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，每个DNA分子中通常都会含有四种脱氧核苷酸。故正确。