第三章 基因的本质 章末拓展试题 2024-2025学年生物人教版(2019) 必修第二册

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基因的本质 章末拓展试题
2024-2025学年生物人教版(2019) 必修第二册
一、单选题
1．真核细胞中DNA复制过程如图所示，下列表述错误的是 （ ）
A．多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成
B．每个子代DNA都有一条链来自亲代
C．复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化
D．DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则
2．科学发现中蕴含着值得后人借鉴的方法或原 理。下列探究实践与科学发现运用的方法或原理不一致的是（ ）
A．A
B．B
C．C
D．D
3．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
4．发现DNA是生物的遗传物质之后，科学家又将目光转向部分不含DNA的RNA病毒，烟草花叶病毒（TMV）就是其中的一种，它能使烟草叶片出现花叶病斑。下图为相关的实验过程，下列叙述不正确的是（ ）
A．通过本实验能够证明极少数病毒的遗传物质是RNA
B．图中用X溶液处理TMV的目的是将病毒的RNA和蛋白质分离
C．组成RNA的化学元素是C、H、O、N、P
D．该实验能够说明蛋白质不是TMV的遗传物质
5．如图为真核细胞内某基因（15N标记）的结构示意图，该基因全部碱基中A占20%。下列相关说法正确的是（ ）
A．该基因一定存在于细胞内的染色体DNA上
B．该基因的一条核苷酸链中（C+G）/（A+T）为3：2
C．DNA解旋酶作用于①部位，DNA聚合酶作用于②部位
D．将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA分子占1/8
6．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 D．DNA具有遗传效应
7．如图示DNA分子复制的片段，图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。一般地说，下列各项错误的是
A．b和c的碱基序列互补
B．a和c的碱基序列互补
C．a链中（A+T）/（G+C）的比值与b链中同项比值相同
D．a链中（A+T）/（G+C）的比值与c链中同项比值相同
8．现将含有两对同源染色体且核DNA都已用32P标记的一个细胞，放在不含32P的培养基中培养，若该细胞连续进行4次有丝分裂，则含32P的子细胞数量最少和最多分别是（不考虑交叉互换）
A．2 16 B．2 8 C．4 8 D．4 16
9．病毒有DNA病毒和RNA病毒之分，病毒所含有的核酸有的为双链结构，有的为单链结构。下列相关叙述正确的是
A．病毒能利用自身的核糖体合成所需的蛋白质
B．HIV和T2噬菌体分别属于DNA病毒和RNA病毒
C．DNA病毒的嘌呤碱基数量不一定等于嘧啶碱基数量
D．利用病毒侵染35S标记的宿主细胞可标记病毒的核酸
10．某基因型为AaXBY的精原细胞（2n=8）所有DNA分子双链均用15N标记后置于含14N的培养基中培养，经过1次有丝分裂后，又分别完成减数分裂，产生了一个多一条性染色体（即同时含有X和Y染色体）的异常精细胞，若无其他染色体变异和交叉互换发生，下列说法错误的是（ ）
A．与该异常精细胞同时产生的另外3个精细胞的基因型可能为AXBY、a、a
B．产生该异常精细胞的初级精母细胞中被标记的染色体不会多于8条
C．产生该异常精细胞的次级精母细胞中被标记的核DNA分子最多有5条
D．分裂产生的初级精母细胞中含15N标记的核DNA分子占1/4
11．噬菌体侵染细菌实验分析的活动如图所示（甲和丙为悬浮液，乙和丁为沉淀物)。下列叙述正确的是（ ）
A．若其他操作正常，随①过程时间延长，则甲中含有35S的蛋白质外壳的量会增多
B．若各过程操作正确，则乙中存在35S标记的子代噬菌体
C．丙中可能含有32P的亲代噬菌体、亲代噬菌体蛋白质外壳、含32P和不含32P的子代噬菌体
D．若②和③操作不当，会使丁中含32P的放射性增强
12．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，进行了如下实验（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
13．赫尔希和蔡斯利用噬菌体证明DNA是遗传物质的实验中，用32P标记噬菌体的DNA，实验过程如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．该组实验说明噬菌体进入大肠杆菌的物质只有DNA
B．完成该组实验需先后用到带32P标记和不带32P标记的大肠杆菌
C．若在上清液中检测到少量放射性，则可能是②过程搅拌不均匀
D．新噬菌体中只有部分含32P，说明只有部分噬菌体获得亲代的遗传信息
14．烟草花叶病毒（TMV）和车前草病毒（HRV）都能感染烟叶，但二者致病的病斑不同，如下图所示。下列说法中不正确的是（ ）
A．a过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，结果说明TMV的蛋白质外壳没有感染作用
B．b过程表示用HRV的RNA单独感染烟叶，结果说明其具有感染作用
C．c、d过程表示用TMV的蛋白质外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”感染烟叶，结果说明该“杂种病毒”有感染作用，表现病症为感染HRV症状，并能从中分离出HRV
D．该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质
15．5-溴尿嘧啶脱氧核苷（BrdU）可代替胸腺嘧啶脱氧核苷参与DNA复制，细胞在含BrdU的培养液中培养若干细胞周期，经染色可观察到不同染色体的染色结果，如下表所示。SCEs是指两条姐妹染色单体之间的同源片段的互换。在某细胞周期，发现了如图所示色差染色体。
1个DNA分子中BrdU的掺入情况 未掺入 只有1条掺入 2条均掺入
染色结果 深蓝色 深蓝色 浅蓝色
注：实线表示不含BrdU的DNA单链 虚线表示含BrdU的DNA单链
下列关于该色差染色体的成因分析中，错误的是（ ）
A．第1个细胞周期发生交换，第1个细胞周期能观察到SCEs现象
B．第1个细胞周期发生交换，第2个细胞周期能观察到SCEs现象
C．第2个细胞周期发生交换，第3个细胞周期能观察到SCEs现象
D．第3个细胞周期发生交换，第3个细胞周期能观察到SCEs现象
二、非选择题
16．DNA分子双螺旋结构模型提出之后，人们推测DNA可能通过图1中三种方式进行复制。生物兴趣小组准备通过实验来探究DNA复制方式，基本思路是用14N标记大肠杆菌的DNA双链，然后在含15N的培养基中让其繁殖两代，提取每代大肠杆菌的DNA并作相应处理，可能出现的实验结果如图2。回答下列问题：
(1)该实验选择大肠杆菌的原因是 。该实验用到的实验技术有 技术和密度梯度离心。若亲代大肠杆菌繁殖一次，出现实验结果1，可以说明DNA复制方式不是全保留复制，理由是 。
(2)若亲代大肠杆菌繁殖二代，出现实验结果2，说明DNA复制方式是 复制。按照此复制方式：
①亲代大肠杆菌繁殖N代（N≥2），实验结果中轻带、中带、重带中DNA分子数量之比应为 。
②图3中DNA片段2至少需要经过 次复制才能获得DNA片段3。
17．赫尔希和蔡斯研究了T2噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能。用标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，一段时间后，用搅拌器搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，并检测上清液中的放射性，得到如图所示的实验结果。请回答下列问题：
(1)要获得DNA被标记的T2噬菌体，其培养方法是 。
(2)实验中搅拌的目的是 ，搅拌时间应大于 min，否则上清液中的放射性会比较 。
(3)上清液中32P的放射性仍达到30%，其原因可能是 。图中被侵染细菌的存活率曲线的意义是作为对照，如果存活率明显低于100%，则上清液中放射性物质32P的含量会 ，原因是 。
(4)上述实验中不用14C来标记T2噬菌体的DNA或蛋白质，原因是 。
参考答案
1．C
由图可知，图中DNA分子进行复制时为多起点、双向复制。
A、多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成，提高复制效率，A正确；
B、DNA为半保留复制，每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代，B正确；
C、复制过程中氢键的破坏需要解旋酶的作用，但是氢键的形成不需要DNA聚合酶的作用，C错误；
D、碱基对之间严格的碱基互补配对原则，保证遗传信息准确从亲代DNA传向子代DNA，D正确。
故选C。
2．C
A、模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述，研究DNA结构时构建了DNA双螺旋的物理模型，研究减数分裂时可通过橡皮泥等工具进行物理模型的构建，A正确；
B、鲁宾和卡门用对比实验证明光合作用中氧气的来源是水，探究酵母菌呼吸方式时用的也是对比实验法，分别设置有氧和无氧组进行探究，B正确；
C、在探究DNA是遗传物质的实验中，肺炎链球菌的体外实验中用对应的酶设法去除相应物质，观察其作用，用到了减法原则，研究抗生素对细菌的选择作用时，利用了加法原理，C错误；
D、孟德尔验证分离定律和摩尔根研究伴性遗传都用到了假说演绎法，D正确。
故选C。
3．D
A、据图分析，图甲时新合成的单链①比②短，图乙时①比②长，因此可以说明①和②延伸时均存在暂停现象，A正确；
B、①和②两条链中碱基是互补的，图甲时新合成的单链①比②短，但②中多出的部分可能不含有A、T，因此①中A、T之和与②中A、T之和可能相等，B正确；
C、①和②两条链中碱基是互补的，丙为复制结束时的图像，新合成的单链①与②等长，图丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等，C正确；
D、①和②两条单链由一个双链DNA分子复制而来，其中一条母链合成子链时①的5'端指向解旋方向，那么另一条母链合成子链时②延伸方向为5'端至3'端，其模板链5'端指向解旋方向，D错误；
故选D。
4．A
核酸根据五碳糖不同分为DNA和RNA，含有DNA和RNA的生物的遗传物质是DNA，只含有RNA的生物的遗传物质是RNA；具有细胞结构的生物含有DNA和RNA，遗传物质是DNA，病毒只含有DNA或RNA一种核酸，遗传物质是DNA或RNA。
A、本实验只能证明TMV的遗传物质是RNA，A错误；
B、为探究病毒的遗传物质类型，需将病毒的RNA和蛋白质分离，分别研究两者的作用，即用溶液处理TMV的目的是将病毒的RNA与蛋白质分离，B正确；
C、组成RNA的化学元素是C、H、O、N、P，C正确；
D、蛋白质不能使烟叶被感染，该实验能够说明蛋白质不是TMV的遗传物质，D正确。
故选A。
5．B
A、基因不光存在于细胞核的染色体上，还存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中，A错误；
B、已知该基因全部碱基中A占20%，则T也占20%，A+T占两条链碱基的比例为40%，A+T占一条链碱基的比例也为40%，C+G占同一条链碱基的比例为60%，因此一条链中(C+G)/(A+T)为3：2，B正确；
C、DNA解旋酶作用于①氢键部位，而DNA聚合酶作用于①磷酸二酯键部位，C错误；
D、将该基因置于14N培养液中复制3次后，共有8个DNA分子，其中含有以前标记的有两个，因此含15N的DNA分子占四分之一，D错误。
故选B。
6．C
基因的概念：基因是具有遗传效应的DNA片段，是决定生物性状的基本单位。
根据对照实验，正常小鼠吃高脂肪食物则肥胖，具有基因缺陷的小鼠吃同样多的高脂肪食物体重仍保持正常，说明肥胖由基因控制，因此基因能够控制性状，具有遗传效应，C正确。
故选C。
7．B
根据题意和图示分析可以知道：图示表示DNA分子片段复制的情况，其中a和d表示模板链，b和c表示新合成的子链，其中b和c的碱基序列可以互补。母链a和子链b、母链d和子链c形成两个新的DNA分子，可见DNA复制方式为半保留复制。
A、由以上分析可以知道：a和d的碱基序列可以互补，b和c的碱基序列可以互补，A正确；
B、a和c的碱基序列相同，B错误；
C、因为a与b的碱基序列互补，根据碱基互补配对原则，a链中（A+T）/（G+C）的比值与b中的比值相同，C正确；
D、因为a与c的碱基序列相同，所以a链中（A+T）/（G+C）的比值与c链中同项。
故选B。
8．B
一个细胞含有的2对同源染色体上的4个DNA分子、共8条脱氧核苷酸链都被32P标记。将该细胞放在不含32P的培养基中培养，经过4次有丝分裂，共形成16个子细胞。依据DNA的半保留复制和有丝分裂过程可推知，8条被32P标记的脱氧核苷酸链分别进入到8个DNA分子中，最多分配到8个子细胞中，最少分配到2个子细胞中。综上分析，含32P的子细胞数量最少为2个，最多8个，B项正确，A、C、D三项均错误。
故选B。
9．C
A、病毒无细胞结构，无核糖体，其利用寄主的核糖体合成自身的蛋白质，A错误。
B、HIV和T2噬菌体分别属于RNA病毒和DNA病毒，B错误。
C、如病毒的DNA为单链，则嘌呤碱基数量不等于嘧啶碱基数量，如病毒的DNA为双链，则嘌呤碱基数量等于嘧啶碱基数量，C正确。
D、病毒的核酸中含有C、H、O、N、P元素，不含S，因此利用病毒侵染35S标记的宿主细胞不能标记病毒的核酸，D错误。
故选C。
10．D
由于DNA的半保留复制，经过1次有丝分裂后，产生的精原细胞，每个核DNA均由一条15N标记的链和一条14N的链。之后进行减数分裂，产生一个含有XY染色体的异常精细胞，是由于减数分裂Ⅰ后期时同源染色体XY未正常分离导致的，因此同时产生的三个精细胞1个XY，2个无性染色体。
A、含有XY染色体的异常精细胞，是由于减数分裂Ⅰ后期时同源染色体XY未正常分离导致的，若其基因型为AXBY，则同时产生的另外3个精细胞的基因型为AXBY、a、a，A正确；
B、由于DNA的半保留复制，经过1次有丝分裂后，产生的精原细胞，8个核DNA均由一条15N标记的链和一条14N的链，DNA复制后，初级精母细胞中（减数Ⅰ前期、中期、后期）8条染色体均被标记，该异常精细胞的初级精母细胞中被标记的染色体不会多于8条，B正确；
C、由于减数分裂Ⅰ后期时同源染色体XY未正常分离，导致产生该异常精细胞的次级精母细胞前、中期含5条染色体，每条染色体上含2个DNA，其中一个DNA双链均为14N，另一个DNA一条链含14N，一条链含15N，因此被标记的核DNA共5条，C正确；
D、某精原细胞（2n=8）所有DNA分子双链均用15N标记后置于含14N的培养基中培养，经过1次有丝分裂后，产生的精原细胞中，8个核DNA均由一条15N标记的链和一条14N的链，DNA复制后，初级精母细胞中，8个DNA双链均为14N，还有8个DNA一条链含14N一条链含15N，含15N标记的DNA占1/2，D错误。
故选D。
11．C
A、由于35S标记的是T2噬菌体的蛋白质外壳，蛋白质外壳不能进入细菌，故正确操作后放射性主要集中在上清液，若其他操作正常，无论①过程时间是否延长， 都不会影响甲（上清液）中含35S的蛋白质外壳的量的多少，A错误；
B、由于35S标记的是T2噬菌体的蛋白质外壳，蛋白质外壳不能进入细菌，若各过程操作正确，则乙（沉淀物）中都不存在35S标记的子代噬菌体，B错误；
C、32P标记的T2噬菌体的DNA分子，丙（上清液）中可能含有32P的亲代噬菌体（未侵入细菌）、亲代噬菌体蛋白质外壳、含32P和不含32P的子代噬菌体（细菌破裂后释放出来的子代噬菌体），C正确；
D、若②和③操作不当，会使放射性物质进入上清液中，则会导致丁（沉淀物）中含32P的放射性减弱，D错误。
故选C。
12．D
DNA的复制是半保留复制，即以亲代DNA分子的每条链为模板，合成相应的子链，子链与对应的母链形成新的DNA分子，这样一个DNA分子经复制形成两个子代DNA分子，且每个子代DNA分子都含有一条母链。将DNA被15N标记的大肠杆菌移到14N培养基中培养，因合成DNA的原料中含14N，所以新合成的DNA链均含14N。根据半保留复制的特点，第一代的DNA分子应一条链含15N，一条链含14N。
ABC、第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，则可以排除全保留复制，但不能肯定是半保留复制或分散复制，继续做子代ⅡDNA密度鉴定，若子代Ⅱ可以分出一条中密度带和一条轻密度带，则可以排除分散复制，同时肯定是半保留复制，ABC错误；
D、若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，形成的子代DNA只有两条链均为14N，或一条链含有14N一条链含有15N两种类型，因此细菌DNA离心后试管中只会出现1条中带和1条轻带，D正确。
13．B
A、沉淀物是大肠杆菌，放射性主要在沉淀物中，且子代噬菌体中检测到32P，说明进入大肠杆菌的是DNA，但没有对照实验，不能说明噬菌体的蛋白质不进入大肠杆菌，A错误；
B、标记噬菌体：在分别含有放射性同位素35S或放射性同位素32P培养基中培养大肠杆菌；再用上述大肠杆菌培养噬菌体，得到DNA含有32P标记或蛋白质含有35S标记的噬菌体。题干中噬菌体感染的大肠杆菌是不带32P标记的大肠杆菌，B正确；
C、若在上清液中检测到少量放射性，则可能是保温时间过长，细菌裂解，释放出带放射性的子代噬菌体，C错误；
D、新噬菌体中只有部分含32P，是由于DNA进行半保留复制，只有保留亲代噬菌体DNA链的子代噬菌体含有32P，D错误。
故选B。
14．D
A、a过程中烟叶没有出现病斑，表示用TMV蛋白质外壳感染烟叶，TMV的蛋白质外壳没有侵染作用，A正确；
B、b过程中烟叶出现病斑，表示用HRV的RNA单独接种烟叶，其有侵染作用，B正确；
C、c、d过程表示用TMV外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”接种烟叶出现病斑，并能从中分离出车前草病毒，说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为感染车前草病毒症状，C正确；
D、该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，不能证明蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质，D错误。
故选D。
15．A
A、根据分析，第1个细胞周期的每条染色体的染色单体都只有一条链含有BrdU，所有染色单体染色相同，无色差现象，即使发生了SCEs现象，也观察不到色差染色体，A错误；
B、由分析可知，第1个细胞周期发生交换后，会出现第二个细胞周期的每条染色体复制之后，每条染色体上的两条染色单体均为一条单体双链都含有BrdU呈浅蓝色，一条单体只有一条链含有BrdU呈深蓝色，故着色都不同，能观察到SCEs现象，B正确；
C、第二个细胞周期发生交换后，在第三个周期染色体复制后，出现含有1条BrdU链和一条母链的染色单体中，部分DNA片段含有两条BrdU链，染色后存在色差，能观察到SCEs现象，C正确；
D、第三个周期发生交换后，染色体复制后，不同细胞中含有双链都有BrdU的染色体和只有一条链含有BrdU的染色体，交换后染色存在色差，故在第3个周期交换，在本周期即能观察到SCEs现象，D正确。
故选A。
16．(1) 大肠杆菌易培养、繁殖快 同位素标记 若为全保留复制，实验结果1应只出现轻带和重带
(2) 半保留 0：2：2N-2 2
（1）由于大肠杆菌易培养、繁殖快，故该实验选择大肠杆菌；本研究使用了15N对DNA分子进行了标记，应用了同位素示踪技术，同时用密度梯度离心法对DNA分子进行分离；若亲代大肠杆菌繁殖一次，出现实验结果1（离心后只有1条中带） ，可以说明DNA分子的复制可能是半保留复制，也可能是分散复制，但可以排除全保留复制，因为若为全部留复制，则DNA复制一次后形成的2个DNA分子是1个只含14N，另一个只含15N，实验结果应出现一条轻带和一条重带。
（2）若DNA复制方式是半保留复制，则亲代大肠杆菌繁殖二代，形成的4个DNA分子，只含15N的两个，一条链14N、一条链15N的两个，经离心出现实验结果2；按照半保留复制方式：
①亲代大肠杆菌繁殖N代(N≥2)，无论复制多少代，形成的2N个DNA分子，只含14N的0个，一条链14N、一条链15N的两个，只含15N的2N-2个，即实验结果中轻带、中带、重带中DNA分子数量之比应为0:2:2N-2。
②图3中与DNA片段3相比，DNA片段2中G/U替换为了A/T，进行第一次复制时会出现A/U(模板链上的碱基U与A配对)；进行第二次复制时会出现T与A配对；即至少需要经过2次复制，DNA片段2中G/U可替换为A/T，才能获得DNA片段3。
17．(1)先用含32P的培养基培养大肠杆菌，再用T2噬菌体侵染被32P标记的大肠杆菌
(2) 使吸附在细菌表面的噬菌体和细菌分离 2 低
(3) 部分噬菌体未侵染细菌 增高 大肠杆菌裂解，子代噬菌体释放到上清液中
(4)DNA和蛋白质中均含有C元素
（1）T2噬菌体是病毒，病毒是非细胞结构生物，只能寄生在活细胞中才能繁殖，所以要获得DNA被标记的T2噬菌体，其培养方法是用含32P的培养基培养大肠杆菌，使大肠杆菌被32P标记，再用此细菌培养T2噬菌体。
（2）用标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。一段时间后，用搅拌器搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物。搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，便于离心分层，用35S标记噬菌体的蛋白质时，搅拌时间应大于2 min，否则上清液中的放射性会比较低。
（3）上清液中仍有少量32P的放射性，主要原因是部分噬菌体未侵染细菌。如果时间过长，被侵染的细菌裂解，释放出于代噬菌体，导致被侵染细菌的存活率明显低于100%，则上清液中放射性物质32P的含量会增高。
（4）因为DNA和蛋白质中均含有C元素，故不用14C来标记T2噬菌体的DNA或蛋白质。
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