2025人教版高中生物学必修2强化练习题--第3章　基因的本质拔高练(含解析）

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2025人教版高中生物学必修2
综合拔高练
五年高考练
考点1　对DNA是主要的遗传物质的经典实验分析
1.(2022河北,8)关于遗传物质DNA的经典实验,叙述错误的是(　　)
A.摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上
B.孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”化学本质相同
C.肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术
D.双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径
2.(2022海南,13)某团队从表①~④实验组中选择两组,模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验,验证DNA是遗传物质。结果显示:第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中,第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是(　　)
　　　　材料及标记 实验组　　　 T2噬菌体 大肠杆菌
① 未标记 15N标记
② 32P标记 35S标记
③ 3H标记 未标记
④ 35S标记 未标记
A.①和④　　　　B.②和③ C.②和④　　　　D.④和③
考点2　DNA的结构与复制
3.(2022广东,12)λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化(如图),该线性分子两端能够相连的主要原因是(　　)
A.单链序列脱氧核苷酸数量相等
B.分子骨架同为脱氧核糖与磷酸
C.单链序列的碱基能够互补配对
D.自连环化后两条单链方向相同
4.(2024河北,5改编)某病毒具有蛋白质外壳,其遗传物质的碱基含量如表所示,下列叙述正确的是　(　　)
碱基种类 A C G T U
含量(%) 31.2 20.8 28.0 0 20.0
A.该病毒复制合成的互补链中G+C含量为51.2%
B.该病毒的遗传物质是RNA
C.病毒增殖需要的蛋白质在自身核糖体合成
D.病毒基因的遗传符合分离定律
5.(2022海南,11)科学家曾提出DNA复制方式的三种假说:全保留复制、半保留复制和分散复制(图1)。对此假说,科学家以大肠杆菌为实验材料,进行了实验(图2):
图1
图2
下列有关叙述正确的是(　　)
A.第一代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带,说明DNA复制方式一定是半保留复制
B.第二代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带和1条轻带,说明DNA复制方式一定是全保留复制
C.结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果,说明DNA复制方式一定是分散复制
D.若DNA复制方式是半保留复制,继续培养至第三代,细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带
6.(2024浙江1月选考,10)大肠杆菌在含有3H-脱氧核苷培养液中培养,3H-脱氧核苷掺入到新合成的DNA链中,经特殊方法显色,可观察到双链都掺入3H-脱氧核苷的DNA区段显深色,仅单链掺入的显浅色,未掺入的不显色。掺入培养中,大肠杆菌拟核DNA第2次复制时,局部示意图如图。DNA双链区段①、②、③对应的显色情况可能是(　　)
A.深色、浅色、浅色　　　　B.浅色、浅色、深色
C.浅色、深色、深色　　　　D.深色、浅色、深色
7.(2023山东,5改编)将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上,置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像,①和②表示新合成的单链,①的5'端指向解旋方向,丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象,但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则,下列说法错误的是(　　)
A.据图分析,①和②延伸时均存在暂停现象
B.甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等
C.丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等
D.②延伸方向为5'端至3'端,其模板链3'端指向解旋方向
8.(2024山东,5改编)制备荧光标记的DNA探针时,需要模板、引物(引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸,作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸)、DNA聚合酶等。在只含大肠杆菌DNA聚合酶、扩增缓冲液、H2O和4种脱氧核苷酸(dCTP、dTTP、dGTP和碱基被荧光标记的dATP)的反应管①~④中,分别加入如表所示的适量单链DNA。已知形成的双链DNA区遵循碱基互补配对原则,且在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区。能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有(　　)
A.①②　　　　B.②③　　　　C.①④　　　　D.③④
三年模拟练
应用实践
1.(2024湖北武汉月考)细菌转化是指某一受体细菌通过直接吸收来自另一供体细菌的一些含有特定基因的DNA片段,从而获得供体细菌的相应遗传性状的现象,如肺炎链球菌转化实验。S型肺炎链球菌有荚膜,菌落光滑,可致病,对青霉素敏感。在多代培养的S型细菌中分离出了两种突变型:R型,无荚膜,菌落粗糙,不致病,对青霉素敏感;抗青霉素的S型(记为PenrS型)。现用PenrS型细菌和R型细菌进行下列实验,对其结果的分析最合理的是　(　　)
A.甲组中部分小鼠患败血症,注射青霉素治疗后均可康复
B.乙组中可观察到两种菌落,加青霉素后仍有两种菌落继续生长
C.丙组培养基中含有青霉素,所以生长的菌落是PenrS型细菌
D.丁组中无菌落生长
2.(2024福建福州月考)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),下列说法错误的是(　　)
　
A.据图1推测,此DNA片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸共有5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代表的DNA片段与图2代表的DNA片段中(A+G)/(T+C)的值都为1
D.若用35S标记某噬菌体,让其在不含35S的细菌中繁殖2代,则含有35S标记的噬菌体所占比例为50%
3.(2024重庆渝北月考)如图A点时用32P标记果蝇精原细胞所有DNA的双链,然后置于只含31P的培养液中培养,发生了a、b连续两个分裂过程。下列相关叙述中,正确的是(　　)
A.CD段细胞中一定有2条Y染色体
B.GH段细胞中可能有2条Y染色体
C.GH段细胞中含32P的染色体一定有8条
D.IJ段细胞中含32P的染色体可能有8条
4.(多选题)(2024江西鹰潭模拟)哺乳动物的线粒体DNA是双链闭合环状分子,外环为H链,内环为L链,如图所示。下列叙述不正确的是(　　)
A.线粒体DNA分子中含有两个游离的磷酸基团
B.子链中新形成的磷酸二酯键数目和脱氧核苷酸数目相同
C.子链1的延伸方向是3'端→5'端,需要DNA聚合酶的催化
D.若该线粒体DNA放在15N的培养液中复制3次,含15N的DNA有6个
迁移创新
5.(2024北京八十中月考)科学家运用密度梯度离心等方法研究DNA复制的机制。请回答问题:
(1)将两组大肠杆菌分别在15NH4Cl培养液和14NH4Cl培养液中繁殖多代,培养液中的氮元素可被大肠杆菌用于合成四种　　　　　　　　　分子,在　　　　　　　　　(写两种酶)等的催化作用下进行DNA复制,最终得到含15N的大肠杆菌和含14N的大肠杆菌。
(2)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1-a所示。热变性处理破坏了DNA分子中的　　　　键。
(3)实验二:研究人员将含15N的大肠杆菌转移到14NH4Cl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1-b中的两个峰。若将未进行热变性处理的F1DNA进行密度梯度离心,则离心管中只出现一个条带。据此分析,F1DNA是由　　　(选填①~④中的序号)组成。根据相关实验结果,可以判断DNA的复制方式(三种复制方式模型见图2)。下列说法可以作为判断依据的是　　　　(选填⑤~⑦中的序号)。
①两条15N-DNA单链
②两条14N-DNA单链
③两条既含15N、又含有14N的DNA单链
④一条15N-DNA单链、一条14N-DNA单链
⑤双链的F1DNA密度梯度离心结果只有一个条带,排除“分散复制”
⑥单链的F1DNA密度梯度离心结果有两个条带,支持“半保留复制”
⑦图1-b与图1-a中两个峰的位置相同,排除“全保留复制”
(4)研究人员继续研究发现:将只含15N的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中,培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA,经实验二的相关处理后,离心管中出现的14N条带与15N条带峰值的相对比值为7∶1,则大肠杆菌的分裂周期为　　　　h。
答案与分层梯度式解析
综合拔高练
五年高考练
1.A　萨顿首次推理出基因位于染色体上,摩尔根运用“假说—演绎法”,依据果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上,A错误;孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”的化学本质都是DNA,B正确;肺炎双(链)球菌体外转化实验利用蛋白酶和DNA酶处理细胞提取物,从而将DNA和蛋白质区分开,噬菌体侵染细菌实验利用放射性同位素分别标记DNA和蛋白质,从而探究二者在遗传中的作用,C正确;DNA两条链上的碱基A与T之间、G与C之间通过氢键形成碱基对,使DNA分子具有稳定的直径,D正确。
2.C　15N是稳定同位素,不含放射性。T2噬菌体侵染大肠杆菌时仅将DNA注入大肠杆菌内,蛋白质外壳留在细胞外,经实验处理后蛋白质外壳主要分布于上清液中,而沉淀物主要为含有亲代T2噬菌体DNA的大肠杆菌,故②组的放射性物质主要分布在沉淀物中,③组的上清液和沉淀物均有放射性,④组的放射性物质主要分布在上清液中。若想要验证DNA是遗传物质,应使用32P和35S分别标记T2噬菌体的DNA和蛋白质外壳进行侵染实验,故选C。
3.C　结合题图可知,线性双链DNA两端单链序列的碱基能够互补配对,导致该线性分子两端相连,C正确。
4.B　据题表可知,该病毒遗传物质中含有U,不含T,为RNA病毒,根据碱基互补配对原则可知,该病毒复制合成的互补链中G+C含量等于遗传物质RNA中C+G含量,应为48.8%,A错误,B正确;病毒增殖需要的蛋白质在宿主细胞内的核糖体合成,C错误;能进行有性生殖的真核生物的细胞核基因的遗传可遵循基因的分离定律,病毒基因的遗传不符合分离定律,D错误。
5.D　根据图示信息,只含15N标记的DNA离心后,试管中出现1条重带,将15N标记的大肠杆菌在含14N的培养基中培养一代,细胞分裂一次,DNA复制一次,如果第一代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带,说明DNA的复制方式为半保留复制或分散复制,DNA中的两条链均含有或分别含有15N和14N,A错误;第二代细菌DNA离心后,试管中出现中带和轻带,说明DNA的复制方式是半保留复制,处于中带的DNA的两条链分别含有15N和14N,处于轻带的DNA的两条链均含14N,B错误;结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果,说明DNA复制方式为半保留复制,C错误;若为半保留复制,继续培养至第三代,得到的DNA分子中,1/4的DNA分子的两条链分别含有15N和14N,3/4的DNA分子的两条链只含14N,细菌DNA离心后,试管中出现一条中带和一条轻带,D正确。
6.B　大肠杆菌在含有3H-脱氧核苷培养液中培养,拟核DNA第一次复制,3H-脱氧核苷掺入新合成的DNA链中,两条母链未掺入3H-脱氧核苷,仅子链单链掺入,故拟核DNA双链显浅色。拟核DNA在进行第二次复制时,区域①为暂未复制的区域,仅单链掺入,显浅色。区域②、③,DNA两条模板链中一条掺入3H-脱氧核苷,另一条无,而新合成的子链都掺入3H-脱氧核苷,故双链都掺入3H-脱氧核苷的DNA双链区段,显深色,仅单链掺入的DNA双链区段,显浅色,故选B。
7.D　甲时①短于②,乙时①长于②,丙时①与②长度相等,而延伸进行时2条链延伸速率相等,说明在两条链的合成过程中均有延伸暂停现象,A正确。根据碱基互补配对原则,若甲时②长于①的部分不含A、T碱基,则①、②中A、T碱基之和相等,若甲时②长于①的部分含A、T或A或T碱基,则①、②中A、T碱基之和不相等,B正确。丙时①、②分别以同一双链DNA的两条链为模板复制而来,根据碱基互补配对原则,①中A、T碱基之和与②中A、T碱基之和一定相等,C正确。DNA聚合酶只能催化子链DNA由5'端向3'端延伸,①的5'端指向解旋方向,①、②反向平行,则②的3'端指向解旋方向,②的模板链5'端指向解旋方向,D错误。
8.D　分析题干信息,要通过DNA复制获得带有荧光标记的探针,4支反应管中均未直接加入引物,要实现复制,只能利用加入的单链DNA互相配对进而在3'端开始延伸子链。4支试管中单链按照碱基互补配对原则进行配对,情况如图:
注:上图中两链之间的短线代表形成碱基对。
4个反应管中形成的DNA双链区均大于9个连续碱基对;要使DNA探针带有荧光标记,需要利用碱基被荧光标记的dATP合成子链,而实现这一目标,模板链的5'端要有未配对的序列且含有碱基T,即③④号管可以得到带荧光标记的探针,D符合题意。
三年模拟练
1.D　PenrS型细菌的DNA是转化因子,可使R型细菌转化为PenrS型细菌。PenrS型细菌能抗青霉素,R型细菌不抗青霉素,因此在含有青霉素的培养基上,PenrS型细菌能生长,R型细菌不能生长。根据上述原理分析:
组别 细菌类型 选项分析
甲 R型细菌(未发生转化)、转化而来的PenrS型细菌 PenrS型细菌使部分小鼠患败血症,且抗青霉素,A错误
乙 R型细菌(未发生转化)、转化而来的PenrS型细菌 加入青霉素后,R型细菌死亡,仅PenrS型菌落生长,B错误
丙、丁 无 青霉素杀死R型细菌,无转化发生,C错误,D正确
D　根据图1中一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序,得出该双链
—TGCGTATTGG—
DNA片段为 —ACGCATAACC— ,可知鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是5个,A正确;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,且测序结果图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;双链DNA中,A=T,C=G,嘌呤数=嘧啶数,C正确;噬菌体的蛋白质外壳不进入宿主细胞,故用35S标记的噬菌体侵染不被标记的细菌,繁殖2代后,子代噬菌体均不含35S标记,D错误。
3.C　图中a表示间期+有丝分裂,b表示间期+减数分裂,CD段(有丝分裂)细胞中着丝粒没有分裂时只有1条Y染色体,着丝粒分裂后有2条Y染色体,A错误。GH段(减数分裂Ⅰ)细胞中着丝粒不分裂,所以细胞中一定只有1条Y染色体,B错误。对该果蝇中DNA标记状态(表示未标记的脱氧核苷酸链,表示被32P标记的脱氧核苷酸链)及两次分裂分析如图。
4.ACD　线粒体DNA(环状)首尾相连,不会有裸露的3'端、5'端,因而不含有游离的磷酸基团,A错误;子链(环状)中新形成的磷酸二酯键数目和脱氧核苷酸数目相同,B正确;图示表明,子链1的延伸方向是5'端→3'端,C错误;若该线粒体DNA放在15N的培养液中复制3次,新合成的子链中均含有15N,由于DNA进行半保留复制,故每个DNA分子都含有新合成的子链,即含15N的DNA有23=8(个),D错误。
5.答案　(1)脱氧核糖核苷酸　解旋酶、DNA聚合酶　(2)氢　(3)④　⑥　(4)8
解析　(1)脱氧核糖核苷酸是DNA复制的原料,且脱氧核糖核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P。
(3)
现象 解释及推理
F1DNA在离心管中只出现一个条带 F1DNA均为1种密度,排除“全保留复制”
F1DNA热变性处理后,离心管中出现两种条带(14N条带和15N条带) F1DNA一条链含15N,一条链含14N,排除“分散复制”
(4)经实验二的相关处理后,离心管中出现的14N条带与15N条带峰值的相对比值为7∶1=14∶2,说明24 h内得到了8个子代DNA分子,即复制了3代,故大肠杆菌的分裂周期为8 h。
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