第3章 基因的本质 综合测评（Word练习）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中生物学必修第二册（人教版2024）

第3章综合测评 (时间：75分钟　满分：100分) 一、选择题：本题共18小题，每小题2分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．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。当时人们做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 答案　C 解析　与蛋白质相比，DNA更耐高温，热稳定性大于蛋白质，另外蛋白质也不能自我复制。 2．DNA双螺旋结构模型的提出是20世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是(　　) ①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验 ②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱　③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等　④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 答案　B 解析　赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了DNA是遗传物质，与构建DNA双螺旋结构模型无关，①错误；沃森和克里克根据富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱，推算出DNA分子呈螺旋结构，②正确；查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等，沃森和克里克据此推出碱基的配对方式，③正确；沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制，是在DNA双螺旋结构模型之后，④错误。 3．下列关于生物遗传物质的说法，正确的是(　　) A．蓝细菌和绿藻都属于真核生物，它们的遗传物质均为DNA B．大肠杆菌的拟核内所含有的遗传物质为DNA，该DNA分子呈环状 C．HIV所含有的遗传物质为DNA或RNA D．真核细胞内含有的核酸有DNA和RNA，它们都是遗传物质 答案　B 解析　蓝细菌属于原核生物，A项错误；拟核由一个环状的DNA分子组成，该DNA是大肠杆菌的遗传物质，B项正确；HIV的遗传物质为RNA，C项错误；真核细胞的遗传物质是DNA，D项错误。 4．如图为DNA分子片段结构示意图。下列关于DNA分子的结构与特点的叙述，正确的是(　　) A．含胞嘧啶15%的DNA比含腺嘌呤17%的DNA耐热性高 B．⑨的数量只与碱基的数量有关 C．若一条单链的序列是5－AGCTT－3，则其互补链的对应序列是5－ AAGCT－3 D．若一条单链中G和C共占1/2，则DNA分子中G占1/2 答案　C 解析　耐热性高低与G－C所占比例呈正相关，含胞嘧啶15%(G－C占15%)的DNA比含腺嘌呤17%(G－C占33%)的DNA耐热性低，A项错误；A与T之间是两个氢键，C与G之间是三个氢键，⑨氢键的数量与碱基数目和种类都有关，B项错误；若一条单链中G和C共占1/2，则 DNA分子中G＋C占1/2，G占1/4，D项错误。 5．在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，无毒性的R型活菌与被加热杀死的S型菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的S型活菌。某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是(　　) A．与R型菌相比，S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关 B．S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成 C．加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响 D．将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合，可以得到S型菌 答案　D 解析　与R型菌相比，S型菌具有荚膜多糖，S型菌有毒，故可推测S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关，A项正确；S型菌的DNA进入R型菌细胞后使R型菌具有S型菌的性状，可知S型菌的DNA进入R型菌细胞后会指导蛋白质的合成，B项正确；加热杀死的S型菌不会使小白鼠死亡，说明加热杀死的S型菌的蛋白质功能丧失，而加热杀死的S型菌的DNA可以使R型菌发生转化，可知其DNA功能不受影响，C项正确；将S型菌的DNA经DNA酶处理后，DNA被水解为小分子物质，故与R型菌混合后，不能得到S型菌，D项错误。 6．在证明DNA是遗传物质的几个著名实验中，其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．要区分DNA和蛋白质，单独观察它们的作用 D．要得到噬菌体和肺炎链球菌 答案　C 解析　证明DNA是遗传物质的思路都是设法把DNA和蛋白质分开，单独且直接地观察它们的作用。 7．将TMV型病毒的蛋白质与HRV型病毒的RNA结合在一起，组成一个组合型病毒，用这个病毒去感染烟草，则在烟草体内分离出来的子代病毒为　(　　) A．TMV型蛋白质和HRV型RNA B．HRV型蛋白质和TMV型RNA C．TMV型蛋白质和TMV型RNA D．HRV型蛋白质和HRV型RNA 答案　D 解析　组合型病毒的核酸是由HRV型病毒提供的，该组合型病毒侵染烟草细胞后，在HRV型病毒RNA携带的遗传信息的控制下合成HRV型蛋白质。 8．在搭建DNA分子结构模型的实验中，若4种碱基塑料片共30个，其中6个C、10个G、6个A、8个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物有18个，脱氧核糖塑料片、磷酸塑料片、代表氢键的连接物、脱氧核糖和碱基之间的连接物等材料均充足，则(　　) A．能搭建出30个脱氧核苷酸 B．所搭建的DNA分子最长为5个碱基对 C．能搭建出415种不同的DNA分子模型 D．能搭建出一个12个碱基对的DNA分子片段 答案　B 解析　在双链DNA分子中，碱基之间遵循碱基互补配对原则，则A—T有6对，G—C有6对。设能搭建的DNA分子含有n个碱基对，则每条链需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物的数目为2n－1，共2(2n－1)个，已知脱氧核糖和磷酸之间的连接物有18个，则n＝5，所以只能搭建出一个含有5个碱基对的DNA分子片段。由于提供的各种碱基中A—G、G—C各6对，则能搭建出含5个碱基对的DNA分子模型最多有45种。 9．下列关于DNA或基因的叙述，错误的是(　　) A．能使R型细菌发生转化的物质是S型细菌的DNA B．基因通常是有遗传效应的DNA片段 C．构成DNA的碱基数等于构成基因的碱基数 D．利用DNA的特异性可以确认罪犯 答案　C 解析　构成DNA的碱基数远远多于构成基因的碱基数，因为DNA上具有遗传效应的片段才是基因。 10．下列关于遗传的物质基础的叙述，正确的是(　　) A．同一生物个体的不同细胞中DNA分子数均相同 B．具有a个碱基对、m个腺嘌呤的DNA分子片段，完成n次复制共需(a－m)(2n－1)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 C．在一个细胞的分化过程中，核DNA的数量会发生变化 D．含2对同源染色体的精原细胞(DNA均被15N标记)，在供给14N的环境中进行一次减数分裂，产生的4个精子中含14N的精子所占的比例为50% 答案　B 解析　同一生物个体的不同细胞中，DNA分子数不一定相同，如体细胞中的DNA分子数是2n，生殖细胞的DNA分子数是n，A项错误；每个DNA分子片段中的胞嘧啶脱氧核苷酸的数量是(a－m)个，完成n次复制共需胞嘧啶脱氧核苷酸数是(a－m)·(2n－1)个，B项正确；细胞分化过程中核DNA数量不发生变化，C项错误；DNA分子的复制方式是半保留复制，因此减数分裂形成的精子都含14N，D项错误。 11．假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是(　　) A．该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸 B．噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等 C．含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1∶49 D．其中有一个子代噬菌体含有亲代噬菌体的蛋白质外壳 答案　C 解析　噬菌体DNA中，A＝T＝5 000×2×20%＝2 000个，G＝C＝5 000－ 2 000＝3 000个，在噬菌体增殖的过程中，DNA分子进行半保留复制，100个子代噬菌体含有100个DNA分子，相当于新合成了99个DNA分子，至少需要鸟嘌呤脱氧核苷酸99×3 000＝297 000个，A项错误；噬菌体增殖的模板是由噬菌体自身提供的，细菌提供了原料、酶、能量、场所等，B项错误；在100个子代噬菌体中，含有32P 的噬菌体共有2个，只含有31P的噬菌体共有98个，两者比例为1∶49，C项正确；由于噬菌体蛋白质外壳没有进入细菌，所以子代噬菌体不可能含有亲代噬菌体的蛋白质外壳，D项错误。 12．已知某DNA分子含有500个碱基对，其中一条链上，A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4，该DNA分子连续复制数次后，消耗周围环境中含G的脱氧核苷酸4 500个，则该DNA分子已经复制了(　　) A．3次 B．4次 C．5次 D．6次 答案　B 解析　由题意可知，每个DNA分子中共有碱基G 500×6/10＝300个。假设DNA共复制了n次，可形成2n个DNA分子，则复制所需的碱基G个数为(2n－1)×300＝4 500，得出n＝4，故该DNA分子复制了4次。 13．如下图所示为双链DNA的平面结构模式图。下列叙述正确的是(　　) A．在双链DNA分子中，每个磷酸基团均连接两个脱氧核糖 B．含图示碱基对数的DNA片段共有46种，其中不含腺嘌呤的占10/500 C．只有在解旋酶的作用下图示双链才能解开 D．含图示碱基对数目的DNA片段，结构最稳定的片段中有18个氢键 答案　D 解析　每个链状DNA分子含有2个游离的磷酸基团，分别位于DNA分子的两端，只连接1个脱氧核糖，A项错误；含6个碱基对的DNA片段共有46种，其中不含腺嘌呤的DNA种类有26种，占1/64，B项错误；在高温条件下，DNA的双链也能解开螺旋，C项错误；氢键越多的DNA分子结构越稳定，C—G间含有三个氢键，故6个碱基对的DNA片段最稳定时含有18个氢键，D项正确。 14．用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，经过一段时间的保温，搅拌、离心后发现放射性主要分布在上清液中，沉淀物的放射性很低。对于沉淀物中还含有少量放射性的正确解释是(　　) A．经搅拌与离心后还是有少量含有35S的T2噬菌体吸附在大肠杆菌上 B．离心速度太快，较重的T2噬菌体有部分留在沉淀物中 C．T2噬菌体的DNA分子上含有少量的35S D．少量含有放射性35S的蛋白质进入大肠杆菌内 答案　A 解析　在侵染过程中，蛋白质外壳留在细菌细胞外，经搅拌、离心后，应分布在上清液中，但仍会有少量噬菌体吸附在细菌表面，所以，离心后在沉淀物中也有少量放射性。 15．将玉米的一个根尖细胞放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中完成一个细胞周期，然后将子代细胞转入不含放射性标记的培养基中继续培养。下列关于细胞内染色体的放射性标记分布情况的描述，正确的是(　　) A．第二次分裂结束只有一半的细胞具有放射性 B．第二次分裂结束具有放射性的细胞有4个 C．在第二次分裂的中期每条染色体只有一条染色单体都被标记 D．在第二次分裂的中期只有半数的染色体中一条染色单体被标记 答案　C 解析　根尖细胞进行有丝分裂，在细胞分裂间期DNA复制一次，所以第一次细胞分裂完成后得到的2个子细胞中，每一条染色体的DNA都只有1条链被标记。第二次分裂后期姐妹染色单体分开时，被标记的染色体随机移向细胞两极，所以第二次分裂得到的子细胞被标记的个数不确定，A项、B项错误。经过间期DNA复制后，第二次分裂前期和中期的染色体是每条染色体只有一条染色单体被标记，C项正确、D项错误。 16．我国科学家成功将正常单倍体酿酒酵母细胞中的全部16条染色体融合，创建了只有1条线型染色体的酵母菌株SY14，成为国际首例人造单染色体真核细胞。酵母菌株SY14除表现出较小的适应性限制和有性生殖缺陷外，在形态、功能等各方面全部正常。下列有关叙述错误的是(　　) A．该条人造单染色体上含有多个基因 B．该条人造单染色体上的基因呈线性排列 C．该条人造单染色体复制后含1个亲代DNA分子和1个子代DNA分子 D．酵母菌株SY14可能因为细胞中只含1条染色体，不能发生联会，导致其有性生殖缺陷 答案　C 解析　染色体上有许多基因，据此可知，该条人造单染色体上含有多个基因，A项正确；基因在染色体上呈线性排列，该条人造单染色体上的基因呈线性排列，B项正确；DNA的复制方式为半保留复制，故该条人造单染色体复制后含2个子代DNA分子，每个子代DNA分子都有一条单链是亲代DNA分子的单链，C项错误；由于酵母菌株SY14中只有一条染色体，故其有性生殖缺陷的原因可能是因为细胞中只含1条染色体，无法正常联会，D项正确。 17．下列有关DNA分子结构的叙述，正确的是(　　) A．分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息相同 B．不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值可能相同 C．DNA分子的X衍射照片属于物理模型 D．DNA分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关 答案　B 解析　分子大小相同，碱基含量相同的核酸分子中碱基排列顺序可能不同，因此它们所携带的遗传信息不一定相同，A项错误；DNA分子中A＝T、G＝C，则不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值(即A＋T与C＋G的比值)可能相同，也可能不同，B项正确；沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型属于物理模型，而DNA分子衍射图谱不属于物理模型，C项错误；DNA分子是规则的双螺旋结构，空间结构相同，DNA分子的多样性和特异性主要与其脱氧核苷酸的排列顺序密切相关，D项错误。 18．下列关于科学研究方法的叙述，正确的是(　　) A．萨顿利用假说—演绎法证明基因在染色体上 B．沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型是数学模型 C．肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染大肠杆菌实验设计思路相同 D．孟德尔采用假说—演绎法证明杂合子减数分裂时等位基因分离 答案　C 解析　摩尔根利用假说—演绎法，通过实验证明了“基因在染色体上”，A项错误；沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型是物理模型，B项错误；肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染大肠杆菌实验的设计思路相同，都是设法将DNA和蛋白质分开，研究到底是哪一种物质具有遗传效应，C项正确；孟德尔没有提出等位基因概念，D项错误。 二、非选择题：本题共4小题，共64分。 19．(16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)图中1、2、6的名称依次是[1]________；[2]____________；[6]__________。 (3)图中8表示的是____________。在双链DNA分子中嘌呤与嘧啶之间的数量 关系可表示为________________。 (4)解旋酶的作用是使[　　]________断裂，将两条扭成螺旋状的双链解开，若4是胞嘧啶，则3是________。 (5)上述DNA分子彻底水解得到的产物是(　　) A．脱氧核糖、核糖和磷酸 B．脱氧核糖、碱基和磷酸 C．核糖、碱基和磷酸 D．核糖核苷酸、碱基和磷酸 (6)基因D与d的根本区别是(　　) A．基因D能控制显性性状，基因d能控制隐性性状 B．基因D、基因d所含的脱氧核苷酸种类不同 C．4种脱氧核苷酸的排列顺序不同 D．在染色体上的位置不同 (7)如下图，两个脱氧核苷酸之间靠氢键相连，其中正确的是(　　) A　 　B C　　 D 答案　(1)5　脱氧核苷酸　(2)磷酸基团　脱氧核糖　碱基对　(3)一段脱氧核苷酸链　嘌呤数＝嘧啶数　(4)7　氢键　鸟嘌呤/G　(5)B　(6)C　(7)B 20．(17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)根据下图的示例对三种复制提出可能的假设： ①如果是全保留复制，则1个DNA分子形成2个DNA分子，其中一个是亲代，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__________________________ ____________________________________________。 (2)DNA的复制方式究竟是哪种呢？请设计实验证明。实验步骤： ①在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N－DNA(对照)。 ②在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N－DNA(亲代)。 ③将亲代15N大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度离心法分离。 实验预测： ①如果与对照(14N/14N)相比，子代Ⅰ能分辨出两条带：____________和____________，则可以排除____________________________________________。 ②如果子代Ⅰ只有一条中等密度带，则可以排除__________，但不能肯定是__________________________________。 ③如果子代Ⅰ只有一条中等密度带，再继续做子代Ⅱ DNA密度鉴定，若子代Ⅱ可以分出_______________和_______________，则可以排除______________，同时肯定__________________。 ④如果子代Ⅱ不能分出________两条密度带，则排除______________。 实验结果：请在图中画出半保留复制的结果。 解析　全保留复制的后代离心结果始终存在重带；分散复制后代密度均匀，离心结果只有一条带；而半保留复制形成的后代经离心后始终存在中带，无重带。 答案　(1)①新形成的　②一条链来自亲代DNA分子，另一条链是新形成的　③每条链中一些是母链片段，而其他部分则是子链片段　(2)①一条轻带(14N/14N)　一条重带(15N/15N)　半保留复制和分散复制　②全保留复制　半保留复制还是分散复制　③1/2中等密度带　1/2轻密度带　分散复制　半保留复制　④中、轻　半保留复制　实验结果如图 21．(15分) 在东亚海啸中，有巨大的人员罹难，事后的尸体辨认只能借助于DNA杂交技术。该方法是从尸体和死者家属提供的死者生前的生活用品中分别提取DNA，在一定温度下，水浴共热，使DNA氢键断裂，双链打开。若两份DNA样本来自同一个体，在温度降低时，两份样本的DNA单链通过氢键连接在一起；若不是来自同一个体。则在两份样本中DNA单链在一定程度上不能互补。DNA杂交技术就是通过这一过程对面目全非的尸体进行辨认。 回答下列问题： (1)人体DNA的主要载体是__________，同一个体不同组织细胞的细胞核的DNA分子中(A＋T)/(G＋C)相同的原因是_________________________________ _________________________，表明DNA分子结构具有____________。 (2)若已知DNA的一条单链的碱基组成是ATGGCAT，则与它互补的另一条单链的碱基组成是__________________；为保证实验的准确性，需要较多的DNA样品，这可以通过PCR技术使DNA分子大量复制，若一个DNA分子中，腺嘌呤含量为15%，复制所用的原料均为3H标记的脱氧核苷酸，经四次复制后，不含3H的DNA单链占全部DNA单链的______，子代DNA分子中胞嘧啶的比例为________。 (3)下表所示为分别从尸体和死者生前的生活用品中提取的三条相同染色体同一区段DNA单链的碱基序列，根据碱基配对情况，A、B、C三组DNA中不是同一人的是____________。 组别 A B C 尸体中的DNA碱基序列 ACTGA CGGTT GGCTT ATCGA GCAAT CGTGC 家属提供的DNA碱基序列 TGACT GCCAA CCGAA TAGCT CGGTA AGATG (4)DNA杂交技术同样可以用于两物种亲缘关系的判断，若两个物种的DNA样本经处理后形成的杂合DNA区段越少，则两物种的亲缘关系__________，杂合DNA区段越多，则两物种的亲缘关系__________。 解析　(1)染色体是真核生物遗传物质(DNA)的主要载体，人体也不例外；由于人体所有细胞是由同一个受精卵通过有丝分裂和分化得到的，因此同一个体不同组织细胞的细胞核的DNA分子中(A＋T)/(G＋C)相同，表明DNA分子结构具有特异性。(2)若已知DNA的一条单链的碱基组成是ATGGCAT，根据碱基互补配对原则，与它互补的另一条单链的碱基组成是TACCGTA；若一个DNA分子复制所用的原料均为3H标记的脱氧核苷酸，经四次复制后可得到24＝16个子代DNA分子，根据DNA半保留复制特点，不含3H的DNA单链占全部DNA单链的比例为＝1/16。若一个DNA分子中，腺嘌呤含量为15%，根据碱基互补配对原则，该DNA分子中胞嘧啶的含量为50%－15%＝35%。(3)观察表中给出的碱基序列，可以发现A组和B组的碱基能够互相配对，只有C组不能，所以C组不是取自同一个人。(4)两个物种的DNA样本经处理后形成的杂合DNA区段越少，说明两个物种的DNA分子的碱基序列相似度越小，则两物种的亲缘关系越远，杂合DNA区段越多，则两物种的亲缘关系越近。 答案　(1)染色体　人的所有细胞是由同一个受精卵通过有丝分裂和分化得到的　特异性 (2)TACCGTA　1/16　35%　(3)C　(4)越远　越近 22．(16分) 如下图为果蝇细胞中一个DNA分子复制的过程示意图。 请回答下列问题： (1)果蝇细胞中，DNA复制可发生在________________(填场所)中。 (2)DNA复制需要____________________________(答出四点)等基本条件；图中DNA复制的方式为____________________。 (3)DNA复制能准确地进行的原因是____________________________。 (4)已知果蝇体细胞中含有8条染色体，若将每条染色体的DNA双链都用32P标记，然后将其放在不含32P的培养液中培养，使其连续进行有丝分裂，在第________次分裂的中期和后期细胞中都有8条被标记的染色体。 解析　(1)果蝇为真核生物，其细胞中含有线粒体，线粒体是半自主性细胞器，其中可发生DNA复制，故果蝇细胞中DNA复制的场所有细胞核和线粒体。(2)DNA复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件。分析题图可知，DNA复制是一种半保留复制。(3)DNA 分子具有独特的双螺旋结构，能够为复制提供精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。(4)由于DNA的复制是半保留复制，该体细胞第一次有丝分裂中期有8条染色体含有32P标记，后期有16条染色体含有32P标记，第一次有丝分裂完成后，每条染色体的每个DNA分子中都是一条链含32P标记，另一条链不含32P标记；在第一次分裂的基础上，进行第二次分裂，其中期细胞中8条染色体中每一条染色体均含两条姐妹染色单体，其中一条染色单体上的DNA一条链含32P标记，另一条链不含32p标记，另一条染色单体上的DNA两条链均不含32P标记，分裂后期，姐妹染色单体分开，染色体总数为16条，其中有8条染色体上的DNA的一条链含有32P标记。 答案　(1)细胞核和线粒体　(2)模板、原科、能量和酶　半保留复制　(3)DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行　(4)2 学科网（北京）股份有限公司 $$