专题05 基因的本质（期中汇编，北京专用）高一生物下学期

专题05 基因的本质 3大高频考点概览 考点01 DNA是主要的遗传物质 考点02 DNA分子的结构与复制 考点03 基因通常是有遗传效应的DNA片段 地 城 考点01 DNA是主要的遗传物质 一、单选题 1．(24-25高一下·北京师范大学燕化附属中学·期中)肺炎链球菌转化实验中，使R细菌转化为S型细菌的转化因子是（　　） A．荚膜多糖 B．蛋白质 C．R型细菌的DNA D．S型细菌的DNA 2．(24-25高一下·北京市第一七一中学·期中)为研究R型肺炎链球菌转化为S型的转化因子是DNA还是蛋白质，研究者进行了下图所示的转化实验。对本实验作出的分析，不正确的是（　　） A．甲、乙组培养基中只有S型菌落出现 B．本实验通过酶解去除单一成分进行研究 C．蛋白酶处理结果显示提取物仍有转化活性 D．本实验结果表明DNA使R型菌发生转化 3．(24-25高一下·北京市八一学校·期中)本章介绍的艾弗里的实验、赫尔希和蔡斯的实验都证明DNA是遗传物质，这两个实验在设计思路上的共同点是（　　） A．应用同位素标记技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递 B．去掉DNA片段，研究其表型效应 C．重组DNA片段，研究其表型效应 D．设法分别研究DNA和蛋白质各自的效应 4．(24-25高一下·北京交通大学附属中学·期中)科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验，下列叙述正确的是（　　） A．肺炎链球菌体内转化实验中，加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性 B．肺炎链球菌体外转化实验中，利用自变量控制的“加法原理”，将“S型菌DNA+DNA酶”加入R型活菌的培养基中，结果证明DNA是转化因子 C．噬菌体侵染实验中，用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA，发现其DNA进入宿主细胞后，利用自身原料和酶完成自我复制 D．烟草花叶病毒实验中，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状 5．(24-25高一下·北京市八一学校·期中)如果用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质外壳，当它侵染到未被35S标记的细菌体内后，经多次复制，所释放的子噬菌体（　　） A．全部含32P B．少量含32P C．全部含35S D．少量含35S 6．(24-25高一下·北京市第二中学朝阳学校·期中)噬菌体在繁殖后代过程中利用的原料是（　　） A．噬菌体的核苷酸和氨基酸 B．细菌的核苷酸和氨基酸 C．噬菌体的核苷酸和细菌的氨基酸 D．细菌的核苷酸和噬菌体的氨基酸 7．(24-25高一下·北京市第一七一中学·期中)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心，检测到上清液的放射性占10%，沉淀物的放射性占90%。上清液带有放射性的原因可能是（　　） A．离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌 B．搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离 C．32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中 D．噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体 8．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)下图为用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，下列说法不正确的是（　　） A．锥形瓶中的培养液是用来培养噬菌体的，其内的营养成分中不含有32P B．搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌彼此分离 C．若上清液中含有放射性，可能是培养时间较短，部分噬菌体没有侵染大肠杆菌 D．赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验表明DNA是遗传物质 9．(24-25高一下·北京市八一学校·期中)烟草花叶病毒（TMV）和车前草病毒（HRV）同属于RNA病毒，都可以使烟草患病。将TMV的RNA和HRV的蛋白质外壳混合后感染烟草叶片，使烟草患病，可能观察到的现象是（　　） A．能检测到TMV的RNA和蛋白质 B．能检测到HRV的RNA和蛋白质 C．能检测到TMV的RNA和HRV的蛋白质 D．能检测到HRV的RNA和TMV的蛋白质 二、非选择题 10．(24-25高一下·北京市通州区·期中)20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的，在这两种物质中究竟哪一种是遗传物质呢，科学家进行了深入研究。 （1）20世纪初，大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质，请你结合遗传物质的功能，列举蛋白质适合充当遗传物质的结构特点（至少1点）：________。 （2）1928年，格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，将加热致死的S型细菌与R型活细菌混合，注入小鼠体内，小鼠死亡，并且从小鼠体内分离出S型活细菌，由此推断出S型细菌存在“转化因子”，在本实验中转化因子的功能是：________。 （3）20世纪40年代，艾弗里进行了肺炎链球菌体外转化实验，部分实验过程及结果如图1所示。 ①请完善图1中实验设计与结果：a________；b________。 ②在对照实验中，控制自变量常用“加法”原理或“减法”原理以进一步探求确切的“原因变量”。下列研究过程中运用了“减法”原理的是________。 A．艾弗里实验中，在加热杀死的S型细菌制成的细胞提取物中加入DNA酶 B．格里菲思实验中，将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注入小鼠体内 C．为探究烟草花叶病毒的遗传物质，从烟草花叶病毒中提取RNA感染烟草叶 D．验证镁是植物的必需元素时，将实验组植株种植在缺少镁离子的环境中 ③该实验得出的结论是：________。 （4）1952年赫尔希和蔡斯开展了如图2所示噬菌体侵染细菌实验。 ①在图2的实验2中搅拌离心后放射性同位素主要分布在哪里：________，该组结果说明了：________。 ②有同学认为本实验比艾弗里的实验更具有说服力，表明DNA是遗传物质，因为本实验中：________。 （5）后来研究发现有些病毒以RNA为遗传物质，因此关于生物体遗传物质的准确描述是：DNA是主要的遗传物质。以上案例表明科学结论的得出是一个逐步发展过程，科学知识可能随着研究的深入而改变。 11．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)已知S型菌分为Ⅰ-S、Ⅱ-S、Ⅲ-S三种类型，R型菌分为Ⅰ-R、Ⅱ-R、Ⅲ-R三种类型。研究发现许多细菌有自然转化能力。在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，无毒性的Ⅱ-R型活细菌与加热致死的Ⅲ-S型细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型活细菌。对于S型活细菌是怎样出现的，主要存在2种假说。假说一：R型菌突变为S型菌；假说二：加热致死的S型菌中有某种物质进入了R型菌体内导致其转化。请回答下列问题： （1）S型菌和R型菌的菌落区别是________。 （2）自然状态下会有R型菌突变为同型的S型菌，如Ⅰ-R可突变为Ⅰ-S，但不会突变为Ⅲ-S。事实上，格里菲思从小鼠体内未分离出有毒性的________型活细菌，证实了假说一是不合理的。 （3）为研究R型菌转化为S型菌的转化因子是DNA还是蛋白质，某同学进行了肺炎链球菌体外转化实验，部分实验流程如图所示。 Ⅰ．该实验在实验变量的控制上采用了________原理。 Ⅱ．请在表格中填写实验操作与实验结果。 甲组 乙组 步骤①操作 a________ b________ 培养基上的菌落类型 c________ d________ 结论 DNA是促使R型菌转化为S型菌的转化因子 注：培养基上的菌落类型填“R型菌”“S型菌”或“R型菌和S型菌” 12．(24-25高一下·北京市清华大学附属中学·期中)1952年，美国遗传学家赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用同位素标记技术，证明了DNA是噬菌体的遗传物质。下图是部分实验的示意图： （1）本实验以噬菌体作为实验材料，该实验材料的优点是________。 （2）实验开始前，用含有放射性标记的培养基培养________，再用其培养噬菌体，分别得到蛋白质被________标记的噬菌体和DNA被________标记的噬菌体。 （3）噬菌体侵染细菌之后，合成新的噬菌体蛋白质外壳需要________。 A．细菌的DNA及其氨基酸 B．噬菌体的DNA及其氨基 C．噬菌体的DNA和细菌的氨基酸 D．细菌的DNA及噬菌体的氨基酸 （4）侵染一段时间后，用搅拌器搅拌，离心得到上清液和沉淀物。检测上清液中的放射性，得到如图所示的实验结果。实验结果表明，当搅拌时间在2～5min时，上清液中的35S、32P分别占初始标记噬菌体放射性的90%和20%左右，由此可以推断出________进入细菌，________没有进入细菌。图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明________。 （5）通过噬菌体侵染细菌的实验发现，细菌裂解后释放出来的噬菌体大小、形状等都与原来噬菌体一致，实验证明噬菌体的各种性状是通过________传递给后代的。 （6）后来的研究表明，细胞结构的生物和绝大多数病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA，由此对生物界遗传物质最准确的描述是________。 地 城 考点02 DNA分子的结构与复制 一、单选题 1．(24-25高一下·北京市通州区·期中)图为DNA分子片段结构模式图，下列有关说法正确的是（　　） A．⑥为鸟嘌呤核糖核苷酸 B．a、b两条链方向相反且平行 C．⑦是胞嘧啶其中储存着遗传信息 D．只有解旋酶可以将⑨打开 2．(24-25高一下·北京市第三十五中学·期中)下列关于DNA分子双螺旋结构主要特点的叙述，正确的是（　　） A．DNA分子的两条链方向相同 B．核苷酸通过肽键互相连接 C．两条链上的碱基互补配对 D．（A+T）/（G+C）一定等于1 3．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)某DNA片段一条链上的碱基序列为5’-GAATTC-3’，则其互补链的碱基序列是（　　） A．5’-CUUAAG-3’ B．5’-GAATTC-3’ C．5’-CTTAAG-3’ D．5’-GTTAAC-3’ 4．(24-25高一下·北京交通大学附属中学·期中)通过以下4种形状的卡片与连接物进行“DNA结构模型”构建活动。下列叙述正确的是（　　） A．构建单链DNA片段时，乙与丙的数量一定相等 B．构建双链DNA片段时，甲与乙的数量一定相等 C．构建双链DNA片段时，乙和丙位于外侧，甲和丁位于内侧 D．以上4种形状卡片也可用于RNA结构模型的制作 5．(24-25高一下·北京市第三十五中学·期中)某生物DNA分子的碱基中，腺嘌呤占全部碱基的28%，胞嘧啶占全部碱基的（　　） A．11% B．22% C．28% D．44% 6．(24-25高一下·北京市对外经济贸易大学附属中学·期中)在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的44%，若其中一条链中胞嘧啶占该链碱基总数的24%，那么其互补链上胞嘧啶应占该链碱基总数的（　　） A．12% B．24% C．32% D．56% 7．(24-25高一下·北京市八一学校·期中)在含有4种碱基的DNA区段，有腺嘌呤a个，占该区段全部碱基的比例为b，则（　　） A．b≤0.5 B．b≥0.5 C．胞嘧啶为a（1/2b-1） D．胞嘧啶为b（1/2a-1） 8．(24-25高一下·北京市通州区·期中)把培养在14NH4Cl环境中的细菌，转移到15NH4Cl环境中培养相当于连续复制两轮的时间后，经密度梯度离心分离其DNA，结果应如下图（　　） A． B． C． D． 9．(24-25高一下·北京市第五十七中学·期中)关于DNA合成原料的来源，科学家曾提出三种假说：①细胞内自主合成②从培养基中摄取③二者都有。为验证三种假说，设计如下实验：将大肠杆菌在含15N标记的脱氧核苷酸培养基中培养一代，然后对提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。图甲、乙、丙表示DNA在离心管中的可能位置。下列叙述正确的是（　　） A．大肠杆菌的拟核DNA含有两个游离的磷酸基团 B．离心后离心管不同位置的DNA放射性强度不同 C．若支持观点①，则实验结果应为图丙所示结果 D．若支持观点②，则实验结果应为图乙所示结果 10．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)下图为科学家探究DNA复制方式的实验过程，将大肠杆菌在图示环境中进行培养，依次提取DNA进行离心，对其结果叙述正确的是（　　） A．子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是2：3 B．子一代大肠杆菌的15N/15N-DNA双链位置靠近试管底部 C．子二代大肠杆菌的DNA离心后试管中出现三条带 D．子代DNA都含有14N，子二代含15N的单链占全部链的比例为1/4 11．(24-25高一下·北京市八一学校·期中)将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培养，使其分裂3次，下列叙述正确的是（　　） A．所有的大肠杆菌都含有15N B．含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/2 C．含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/4 D．含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/8 12．(24-25高一下·北京交通大学附属中学·期中)大肠杆菌的遗传物质为大型环状DNA，每30min繁殖一代。将15N标记的大肠杆菌置于只含14N的培养液中培养。下列叙述错误的是（　　） A．大肠杆菌的DNA中的碱基组成为A、T、G、C B．大肠杆菌的DNA复制需要DNA聚合酶参与 C．大肠杆菌的DNA复制过程是边解旋边复制 D．繁殖4代后，含15N标记的大肠杆菌DNA占1/16 13．(24-25高一下·北京市十五中·期中)将DNA双链均被32P标记的某精原细胞（2n=20）置于含31P的培养液中连续分裂2次，获得了多个子细胞。下列有关叙述正确的是（　　） A．该精原细胞经过连续分裂2次后，一定获得了4个子细胞 B．得到的子细胞中两个带32P放射性标记，两个不带32P放射性标记 C．得到的子细胞中所有的DNA中带32P放射性标记占1/2 D．得到的子细胞中带32P放射性的DNA单链占所有DNA单链的1/2 14．(24-25高一下·北京市昌平区东方红学校·期中)下图是真核生物染色体DNA复制过程的示意图，有关叙述错误的是（　　） A．图中所示3个复制起点同时开始复制 B．DNA分子边解旋边双向复制 C．DNA分子复制过程需要酶催化 D．图示的复制方式提高了复制速率 15．(24-25高一下·北京市第二中学朝阳学校·期中)寨卡病毒的遗传物质是一条单链RNA，可以作为模板翻译出衣壳蛋白等（如图所示）。有关说法错误的是（　　） A．物质M的合成过程还需要其他RNA B．①②③过程都遵循碱基互补配对原则 C．物质N一定能降低化学反应的活化能 D．全部过程受细胞核DNA分子的控制 16．(24-25高一下·北京交通大学附属中学·期中)下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是（　　） A．DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链 B．复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋 C．复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开 D．DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端 17．(24-25高一下·北京市第二中学朝阳学校·期中)用32P标记了玉米根尖细胞（含20条染色体）的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期和后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是（　　） A．中期20和20、后期40和20 B．中期20和10、后期40和20 C．中期20和20、后期40和10 D．中期20和10、后期40和10 18．(24-25高一下·北京中学·期中)将DNA分子双链用3H标记的蚕豆（2n＝12）根尖移入普通培养液（不含放射性元素）中，再让细胞连续进行有丝分裂。根据下图判断，在普通培养液中培养至第一次有丝分裂中期时，一个细胞中染色体标记情况是（　　） A．12个a B．12个b C．6个b，6个c D．b＋c＝12个 19．(24-25高一下·北京市对外经济贸易大学附属中学·期中)一个双链均被15N标记的DNA分子有1000个碱基对，其中鸟嘌呤800个。该DNA分子以14N脱氧核苷酸为原料复制2次，则（　　） A．该过程共消耗胞嘧啶脱氧核苷酸1600个 B．子代DNA分子中A+T之和约占40% C．经密度梯度离心后试管中出现三条带 D．不含15N的DNA单链与含15N的DNA单链数量比为3：1 二、非选择题 20．(24-25高一下·北京市对外经济贸易大学附属中学·期中)科学家提出DNA复制的两种假说：半保留复制和全保留复制，以大肠杆菌为实验对象探索DNA复制方式，实验内容及结果见下表： 组别 1组 2组 3组 4组 培养液中唯一氮源 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl 繁殖代数 多代 多代 一代 两代 培养产物 A B B的子Ⅰ代 B的子Ⅱ代 操作 提取DNA并离心 离心结果 仅为轻带（14N/14N） 仅为重带（15N/15N） 仅为中带（15N/14N） 1/2轻带（14N/14N）； 1/2中带（15N/14N） （1）本实验运用________技术标记DNA，综合分析本实验的DNA离心结果，第________组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与第________组和第________组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是________。 （2）分析讨论： ①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，据此可判断DNA分子的复制方式是________复制。 ②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果________（选填“能”或“不能”）判断DNA的复制方式。 ③如果继续用14NH4Cl作为唯一氮源培养得到B的子Ⅲ代，离心结果是3/4的________和1/4的________。 21．(24-25高一下·北京市第二中学朝阳学校·期中)关于DNA分子的复制方式主要有两种假说，如图1所示。科学家运用密度梯度离心、DNA紫外光吸收光谱等方法对此进行研究，实验基本操作及结果如下，请回答下列问题： （1）将大肠杆菌在含有15NH4Cl的培养液（图2A）中培养一段时间，使大肠杆菌繁殖多代（大肠杆菌约20分钟繁殖一代）。培养液中的N可被大肠杆菌用于合成________，进一步作为DNA复制的原料。此外，DNA复制还需要模板、能量、________酶、________酶、引物酶及DNA连接酶等条件。 （2）从上述培养液中取部分菌液，提取大肠杆菌DNA（图2A）。经密度梯度离心后，测定溶液的紫外光吸收光谱，结果如图3a所示，峰值出现在离心管的P处。该步骤的目的是________。 （注：紫外光吸收光谱的峰值位置即为离心管中DNA的主要分布位置，峰值越大，表明该位置的DNA数量越多。） （3）将上述培养的大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养液中继续培养（图2B）。在培养到6、13、20分钟时，分别取样，提取大肠杆菌DNA，经密度梯度离心后，测定紫外光吸收光谱，结果如图3中b、c、d所示。 ①若全保留复制这一假说成立，则20分钟时紫外光吸收光谱的峰值个数及峰值的位置与点P的关系为________。 a．峰值个数为1，峰值出现在Q点的位置 b．峰值个数为1，峰值出现在P点的位置 c．峰值个数为2，一个峰值出现在P点的位置，另一个峰值出现在Q点上方 d．峰值个数为2，一个峰值出现在P点的位置，另一个峰值出现在Q点的位置 ②现有实验结果________（选填“可以”或“不可以”）否定全保留复制假说。 （4）科学家继续测定了大肠杆菌在含有14NH4Cl的培养液中培养到40分钟时的紫外光吸收光谱。若半保留复制假说成立，则40分钟时的紫外吸收光谱结果如何？请在图4e框中绘制相应的预期结果。 图4 22．(24-25高一下·北京市昌平区东方红学校·期中)如图是某DNA分子的局部结构示意图，请据图回答下列问题。 （1）写出图乙中序号代表的结构的中文名称：2________、6________、9________。 （2）图乙DNA片段中碱基对有________对，该DNA分子应有________个游离的磷酸基。 （3）从图甲可看出DNA的复制是以________的方式进行的，从图乙主链上看，两条单链方向________。 （4）DNA分子两条链上的碱基可以连接成碱基对，并且遵循________原则。 （5）在图甲中，A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶，其中A能将DNA的双链打开成单链，则A是________酶；B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链，则B是________酶。 23．(24-25高一下·北京中学·期中)研究者将含¹⁴N/¹⁴N-DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养24小时后，提取子代大肠杆菌的DNA，将DNA双链解开再进行密度梯度离心，试管中出现两种条带，实验结果如图1所示。DNA复制时两条子链的延伸方向相反，其中一条子链称为前导链，该链连续延伸；另一条称为后随链，该链逐段延伸，这些片段称为冈崎片段，如图2所示。 （1）DNA分子由两条平行且方向________的单链组成，两条单链之间的碱基通过________连接成碱基对，碱基间的配对遵循________原则。 （2）根据图1所示信息，可知该种大肠杆菌的细胞周期大约为________h。若在同等条件下将子代大肠杆菌继续培养，子n代DNA的单链离心结果与图1所示结果相比，密度带的数量和位置______（改变/不变）。 （3）根据图2所示，DNA的复制方式是________，该过程的进行需要解旋酶和________酶的参与。其中______（填“甲链”或“乙链”）为后随链，其合成的方向与复制叉延伸的方向________（填“相同”或“相反”）。图中甲链中RNA引物a被切除后，将以冈崎片段________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）为引物合成DNA片段取代被切除的序列。 （4）若图2中甲链的某段序列是5'-GATACC-3'，那么它的互补链对应序列是5’-________-3’。 24．(24-25高一下·北京市第一七一中学·期中)科学家以T4噬菌体和大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪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的半保留复制过程是边________边复制。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________（填写“是”或“不是”）完全正确。 （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近）。 根据上述实验结果推测，DNA复制时子链合成的过程是________。 （3）请根据以上信息，补充图3，表示可能的DNA复制过程________。 25．(24-25高一下·北京市第三十五中学·期中)学习以下材料，回答（1）～（4）题 “永生”的DNA链 DNA序列在一定程度上发生的改变既为生物的演化所必需，又是动物体内癌症发生、影响物种相对稳定存在的主要因素，它们之间必须要有一个平衡。在环境条件相对稳定的情况下，保持DNA序列的稳定对生物的生存更加重要。然而细胞分裂DNA的复制过程不是100%准确，而是会有一定程度的误差，这是DNA序列发生变化的重要原因。为减少DNA复制过程导致的序列变化，生物采取2种方式： 一是减少细胞分裂（也即DNA复制）的次数。多细胞生物利用干细胞补充需要替换的体细胞，而不是完全通过体细胞自己分裂繁殖。干细胞进行不对称分裂，形成1个新的干细胞（复制自己）和1个可进一步繁殖和分化的细胞（用以补充需要替换的体细胞）。干细胞进行不对称分裂将大量的分裂任务交给要进行分化的细胞，就可极大减少干细胞自身的分裂次数。 二是干细胞在进行不对称分裂时，选择性地保留更老的DNA链，而将较新的DNA链（即可能带有DNA复制过程造成序列改变的链）交给要进行分化的、使用后要被丢弃的“子”细胞。通过这种方式，干细胞自身的DNA链就不会因为细胞分裂而改变。这些DNA链也就被一直保留在干细胞内，成为“永生”的。选择性地保留永生DNA链的现象称为DNA链在子细胞中的非随机分配，在原核生物中的大肠杆菌和真核生物中的真菌、植物和动物中都被发现，说明这是生物界中的一个普遍现象、干细胞保留的，还不仅是DNA链的“原始文件”，还包括DNA所携带的表观遗传修饰，达到保持干细胞自身特性的目的：而进入要进行分化的子细胞中的DNA链由于具有新的表观遗传修饰，就可使子细胞分化成为各种体细胞。干细胞是生殖细胞在多细胞生物身体中的延伸，干细胞选择性地保留永生的DNA链及其外遗传修饰的机制，与生殖细胞保留其永生的机制一脉相承。 （1）DNA随机均等分配发生在________。 A．分裂期前期 B．分裂期中期 C．分裂期后期 D．分裂期末期 （2）干细胞进行不对称分裂后，干细胞的数量将会________（增加/不变/减少）。 （3）结合文中的“非随机分配”现象，绘制下图两细胞中的染色体________。（请在答题卡上作答） （4）我国科学家研究发现：高等动物的体细胞分裂时存在“分配不均”的现象：带有DNA损伤的染色体会去向同一个子细胞，以保证另一个子细胞的健康。这一现象称为“非随机均等分离”。后续研究发现携带DNA损伤多的子细胞则倾向于发生细胞周期阻滞和细胞死亡。结合文中信息分析，说明“非随机均等分离”机制对生物体的意义：________。 26．(24-25高一下·北京市清华大学附属中学·期中)学习以下材料，回答（1）～（5）题。 DNA复制的拼图游戏：冈崎片段背后的科学传奇 1953年，沃森和克里克在《自然》杂志上刊载论文，揭示了DNA双螺旋结构的奥秘。很快，他们发表了第二篇论文，提出了DNA半保留复制假说。教科书这样描述复制过程：解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开，DNA聚合酶等以解开的每一条链为模板，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链。这个模型存在一个致命漏洞——DNA聚合酶只能从5'向3'方向延伸子链，这意味着必有一条链无法连续复制。 当时主流学界选择忽视这个矛盾，而冈崎令治和冈崎恒子夫妇决定直面这个问题。1966年，他们提出DNA半不连续复制假说：DNA复制形成互补子链时，一条子链是连续形成的，而另一条子链不连续即先形成短链片段（如图1）。 为验证这一假说，冈崎进行了如下实验：让T4噬菌体在20℃时侵染大肠杆菌70min后，将同位素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，在2s、7s、15s、30s、60s、120s后，分离T4噬菌体DNA；接下来，通过加热使DNA分子变性、全部解旋，再进行密度梯度离心，以DNA单链片段分布位置确定片段大小（分子越小离试管口距离越近），并检测相应位置DNA单链片段的放射性，实验结果如图2。 通过对结果进行分析，人们认识到DNA的复制并不总是连续的。令人震惊的是，最初出现的短链随时间推移竟连接成了完整长链。那么，这些1000～2000个碱基长度的片段是如何完成连接的呢?为锁定关键酶类，团队找到了一种特殊的大肠杆菌突变体——这些菌株的DNA连接酶会在高温下失活。当培养温度升高时，显微镜下的细菌开始囤积无法连接的DNA碎片（后被称为冈崎片段），如同被按下暂停键的流水线。这一结果说明：DNA连接酶可以将冈崎片段间的缺口连接，并最终形成一条完整的新长链。 （1）DNA是以________的方式边解旋边复制的，复制需要的酶包括________等，需要的原料是________。 （2）冈崎假说提出的理论基础是：从分子结构上看，DNA两条链的方向________。DNA复制时，两条子链延伸的方向均为________。 （3）以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，最终子代噬菌体________（全部有/部分有/无）放射性分布。 （4）图2中，与60秒结果相比，120秒结果中短链片段减少的原因是________。为冈崎假说提供有力证据的实验结果是________。 （5）根据文章内容分析，DNA连接酶的功能是：________。 （5）通过磷酸酯键将相邻的DNA片段连接 地 城 考点03 基因通常是有遗传效应的DNA片段 一、单选题 1．(24-25高一下·北京市第一七一中学·期中)太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光，此种海蜇的DNA分子上有一段长度为5170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。下列有关叙述错误的是（　　） A．绿色荧光蛋白基因有A、U、C、G四种碱基 B．绿色荧光蛋白基因所在DNA具有双螺旋结构 C．绿色荧光蛋白基因是有遗传效应的DNA片段 D．海蜇的遗传信息蕴藏在碱基对的排列顺序中 2．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)人类22条常染色体与X、Y染色体的24个DNA分子共有31.6亿个碱基对，约有2.5万个基因，这些基因的碱基对数目不超过全部碱基对数目的2％。这一事实说明（　　） A．所有基因平均分布在每条染色体上 B．每个基因具有同样的碱基数目 C．基因与基因之间通常是有间隔的 D．细胞中大部分DNA是多余的 3．(24-25高一下·北京市八一学校·期中)下列物质或结构的层次关系由大到小的是（　　） A．DNA→染色体→基因→脱氧核苷酸 B．染色体→DNA→脱氧核苷酸→基因 C．染色体→脱氧核苷酸→DNA→基因 D．染色体→DNA→基因→脱氧核苷酸 4．(24-25高一下·北京市海淀区教师进修附属实验香山分校·期中)如图表示一个DNA分子片段有a、b、c三个不同基因。下列有关叙述中不正确的是（　　） A．组成基因a、b、c的基本单位相同 B．a、b、c基因在染色体上呈线性排列 C．基因a、b、c的遗传不遵循自由组合定律 D．若利用某种药物阻止基因a的表达，则基因b、c也不能表达 二、非选择题 5．(24-25高一下·北京市中国人民大学附属中学·期中)真核细胞中，DNA复制的过程伴随着染色单体的形成。研究者用植物根尖分生组织做实验，通过对色差染色体的观察，又一次证明了“DNA半保留复制”。5-溴尿嘧啶脱氧核苷（5-BrdU）结构与胸腺嘧啶脱氧核苷结构类似。用姬姆萨染料对根尖染色时，DNA两条链均不含5-BrdU的染色单体着色为深蓝、均含5-BrdU的染色单体着色为浅蓝，若DNA两条链中一条链含有5-BrdU，另一条链不含5-BrdU，染色单体着色也为深蓝。研究者将植物的根尖分生组织放在含有5-BrdU的培养液中培养，在第一个、第二个、第三个细胞周期取样，观察中期细胞染色体的颜色并绘图，结果见图1。 （1）5-溴尿嘧啶脱氧核苷（5-BrdU）结构与胸腺嘧啶脱氧核苷结构类似，能够取代后者与________（碱基种类）配对。 （2）有研究者认为，第一次分裂中期的染色体颜色能够否认“全保留复制”假说，理由是：DNA若是“全保留复制”，两条染色单体上的DNA分子链的组成分别如图2中的________（填字母）所示，这两条染色单体的颜色应分别是________。 （3）研究者认为，第二次分裂中期出现色差染色体的原因是“DNA半保留复制”。请结合图2进行分析：若DNA进行半保留复制，则两条染色单体上的DNA分子链的组成分别如图2中的________（填字母）所示，这两条染色单体的颜色应分别是________。 （4）若继续将植物的根尖分生组织放在含有5-BrdU的培养液中培养到第三个周期，请在答题纸中完成绘制图1中第三次分裂中期的染色体标记的情况________。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 基因的本质 3大高频考点概览 考点01 DNA是主要的遗传物质 考点02 DNA分子的结构与复制 考点03 基因通常是有遗传效应的DNA片段 地 城 考点01 DNA是主要的遗传物质 一、单选题 1．(24-25高一下·北京师范大学燕化附属中学·期中)肺炎链球菌转化实验中，使R细菌转化为S型细菌的转化因子是（　　） A．荚膜多糖 B．蛋白质 C．R型细菌的DNA D．S型细菌的DNA 【答案】D 【解析】S型细菌的DNA携带遗传信息，可进入R型细菌并改变其性状，实验证实其为转化因子，D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 2．(24-25高一下·北京市第一七一中学·期中)为研究R型肺炎链球菌转化为S型的转化因子是DNA还是蛋白质，研究者进行了下图所示的转化实验。对本实验作出的分析，不正确的是（　　） A．甲、乙组培养基中只有S型菌落出现 B．本实验通过酶解去除单一成分进行研究 C．蛋白酶处理结果显示提取物仍有转化活性 D．本实验结果表明DNA使R型菌发生转化 【答案】A 【分析】在艾弗里证明遗传物质是DNA的实验中，艾弗里将S型菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分离开，单独的、直接的观察它们各自的作用。另外还增加了一组对照实验，即DNA酶和S型活菌中提取的DNA与R型菌混合培养。 【解析】A、甲组是混合培养，乙组是去除蛋白质后再混合培养，均能发生转化，但转化率低，故甲、乙组培养基中既有S型菌落出现，也有未转化的R型菌落，A错误； B、本实验通过加蛋白酶和DNA酶解去相应的物质，将DNA、蛋白质分开，用单一成分进行研究，B正确； C、乙组实验中加蛋白酶处理后，培养皿中有S型菌落，则说明提取物仍有转化活性，C正确； D、丙组实验中加入DNA酶后，没有S型菌落，说明DNA的结构被破坏了，若是结构完整，则有S型菌落，进一步对照说明DNA使R型菌发生转化，D正确。 故选A。 3．(24-25高一下·北京市八一学校·期中)本章介绍的艾弗里的实验、赫尔希和蔡斯的实验都证明DNA是遗传物质，这两个实验在设计思路上的共同点是（　　） A．应用同位素标记技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递 B．去掉DNA片段，研究其表型效应 C．重组DNA片段，研究其表型效应 D．设法分别研究DNA和蛋白质各自的效应 【答案】D 【解析】A、艾弗里实验未使用同位素标记技术，仅通过化学分离法提取不同成分；赫尔希和蔡斯实验使用同位素标记，A错误； B、艾弗里实验通过分离而非“去掉”DNA片段，赫尔希和蔡斯实验也未去除DNA，仅追踪其传递过程，B错误； C、两个实验均未涉及重组DNA片段的技术，C错误； D、艾弗里实验通过分离纯化DNA、蛋白质等成分，单独观察其效应；赫尔希和蔡斯实验通过同位素标记分别追踪DNA和蛋白质的传递，两者均独立研究DNA和蛋白质的作用，D正确。 故选D。 4．(24-25高一下·北京交通大学附属中学·期中)科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验，下列叙述正确的是（　　） A．肺炎链球菌体内转化实验中，加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性 B．肺炎链球菌体外转化实验中，利用自变量控制的“加法原理”，将“S型菌DNA+DNA酶”加入R型活菌的培养基中，结果证明DNA是转化因子 C．噬菌体侵染实验中，用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA，发现其DNA进入宿主细胞后，利用自身原料和酶完成自我复制 D．烟草花叶病毒实验中，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状 【答案】D 【分析】肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲思体内转化实验证明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。 【解析】A、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验未单独研究每种物质的作用，在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，S型菌株的DNA分子可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性，A错误； B、在肺炎链球菌的体外转化实验中，利用自变量控制中的“减法原理”设置对照实验，通过观察只有某种物质存在或只有某种物质不存在时，R型菌的转化情况，最终证明了DNA是遗传物质，例如“S型菌DNA+DNA酶”组除去了DNA，B错误； C、噬菌体为DNA病毒，其DNA进入宿主细胞后，利用宿主细胞的原料和酶完成自我复制，C错误； D、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状，而蛋白质不能使烟草出现花叶病斑性状，D正确。 故选D。 5．(24-25高一下·北京市八一学校·期中)如果用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质外壳，当它侵染到未被35S标记的细菌体内后，经多次复制，所释放的子噬菌体（　　） A．全部含32P B．少量含32P C．全部含35S D．少量含35S 【答案】B 【解析】噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌作为模板控制子代噬菌体的合成，而且合成子代噬菌体所需的原料均来自细菌，根据DNA半保留复制特点，子代噬菌体的DNA含有大量的31P和少量的32P，而子代噬菌体蛋白质外壳的均只含有32S，B正确。 故选B。 6．(24-25高一下·北京市第二中学朝阳学校·期中)噬菌体在繁殖后代过程中利用的原料是（　　） A．噬菌体的核苷酸和氨基酸 B．细菌的核苷酸和氨基酸 C．噬菌体的核苷酸和细菌的氨基酸 D．细菌的核苷酸和噬菌体的氨基酸 【答案】B 【分析】噬菌体是DNA病毒，其繁殖需依赖宿主细胞（细菌）提供原料和能量。 【解析】A、噬菌体的核苷酸和氨基酸：噬菌体仅注入DNA进入细菌，自身未携带原料，无法利用自身成分，A错误； B、细菌的核苷酸和氨基酸：噬菌体DNA复制所需的脱氧核苷酸及蛋白质合成所需的氨基酸均由细菌提供，B正确； C、噬菌体的核苷酸和细菌的氨基酸：噬菌体未携带核苷酸，核苷酸必须来自细菌，C错误； D、细菌的核苷酸和噬菌体的氨基酸：噬菌体未携带氨基酸，氨基酸由细菌提供，D错误。 故选B。 7．(24-25高一下·北京市第一七一中学·期中)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心，检测到上清液的放射性占10%，沉淀物的放射性占90%。上清液带有放射性的原因可能是（　　） A．离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌 B．搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离 C．32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中 D．噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体 【答案】D 【分析】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。 【解析】A、离心后，上清液中析出较轻的噬菌体外壳，蛋白质外壳不含32P标记，不会使上清液带有放射性，A错误； B、搅拌不充分，噬菌体与细菌未分离，放射性应出现在沉淀物中，不会使上清液带有放射性，B错误； C、32P标记的是噬菌体的DNA，离心后存在于沉淀物中，不会使上清液带有放射性，C错误； D、32P标记的是噬菌体的DNA，若噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体，会使上清液带有放射性，D正确。 故选D。 8．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)下图为用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，下列说法不正确的是（　　） A．锥形瓶中的培养液是用来培养噬菌体的，其内的营养成分中不含有32P B．搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌彼此分离 C．若上清液中含有放射性，可能是培养时间较短，部分噬菌体没有侵染大肠杆菌 D．赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验表明DNA是遗传物质 【答案】A 【分析】分析题图：图示表示T2噬菌体侵染细菌的实验，其步骤为：用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。噬菌体的繁殖过程为：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放。 【解析】A、噬菌体是病毒，无细胞结构，不能直接生存在培养液中，培养液是来培养大肠杆菌的，A错误； B、在噬菌体侵染细菌的过程中，噬菌体只将自身的DNA注入到细菌内，而蛋白质外壳留在外面，所以搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体外壳与大肠杆菌分离，B正确； C、用32P标记T2噬菌体的DNA，与无标记的细菌培养液混合，一段时间后经过搅拌、离心，32P主要集中在沉淀物中，也有可能培养时间较短，有少量噬菌体没有侵入到细菌中，导致上清液有少量放射性，C正确； D、赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验表明DNA是遗传物质，D正确。 故选A。 9．(24-25高一下·北京市八一学校·期中)烟草花叶病毒（TMV）和车前草病毒（HRV）同属于RNA病毒，都可以使烟草患病。将TMV的RNA和HRV的蛋白质外壳混合后感染烟草叶片，使烟草患病，可能观察到的现象是（　　） A．能检测到TMV的RNA和蛋白质 B．能检测到HRV的RNA和蛋白质 C．能检测到TMV的RNA和HRV的蛋白质 D．能检测到HRV的RNA和TMV的蛋白质 【答案】A 【分析】RNA病毒的遗传物质是RNA，RNA决定RNA病毒的遗传性状。蛋白质不是RNA病毒的遗传物质，不能决定RNA病毒的遗传性状。 【解析】将TMV的RNA和HRV的蛋白质外壳混合后感染烟草叶片，使烟草患病。由于RNA是RNA病毒的遗传物质，病毒感染烟草时，RNA进入烟草细胞，蛋白质外壳留在细胞外面，故由于RNA来自TMV，因此能检测到TMV的RNA和蛋白质，A正确，BCD错误， 故选A。 二、非选择题 10．(24-25高一下·北京市通州区·期中)20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的，在这两种物质中究竟哪一种是遗传物质呢，科学家进行了深入研究。 （1）20世纪初，大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质，请你结合遗传物质的功能，列举蛋白质适合充当遗传物质的结构特点（至少1点）：________。 （2）1928年，格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，将加热致死的S型细菌与R型活细菌混合，注入小鼠体内，小鼠死亡，并且从小鼠体内分离出S型活细菌，由此推断出S型细菌存在“转化因子”，在本实验中转化因子的功能是：________。 （3）20世纪40年代，艾弗里进行了肺炎链球菌体外转化实验，部分实验过程及结果如图1所示。 ①请完善图1中实验设计与结果：a________；b________。 ②在对照实验中，控制自变量常用“加法”原理或“减法”原理以进一步探求确切的“原因变量”。下列研究过程中运用了“减法”原理的是________。 A．艾弗里实验中，在加热杀死的S型细菌制成的细胞提取物中加入DNA酶 B．格里菲思实验中，将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注入小鼠体内 C．为探究烟草花叶病毒的遗传物质，从烟草花叶病毒中提取RNA感染烟草叶 D．验证镁是植物的必需元素时，将实验组植株种植在缺少镁离子的环境中 ③该实验得出的结论是：________。 （4）1952年赫尔希和蔡斯开展了如图2所示噬菌体侵染细菌实验。 ①在图2的实验2中搅拌离心后放射性同位素主要分布在哪里：________，该组结果说明了：________。 ②有同学认为本实验比艾弗里的实验更具有说服力，表明DNA是遗传物质，因为本实验中：________。 （5）后来研究发现有些病毒以RNA为遗传物质，因此关于生物体遗传物质的准确描述是：DNA是主要的遗传物质。以上案例表明科学结论的得出是一个逐步发展过程，科学知识可能随着研究的深入而改变。 【答案】（1）组成蛋白质的氨基酸有21种，氨基酸不同排序可储存大量遗传信息；蛋白质结构复杂，具有多样性；蛋白质是生命活动的承担者，与生物的性状密切相关 （2）将R型菌转化为S型菌 （3）蛋白酶 出现S AD DNA是使R型菌转化为S型菌的遗传物质 （4）沉淀物d 噬菌体的DNA进入大肠杆菌中指导子代噬菌体的合成 本实验中，噬菌体侵染大肠杆菌时，DNA和蛋白质自动分离，而艾弗里的实验中，需人工控制条件使DNA和蛋白质分离，不能控制其完全分离。/本实验中，噬菌体侵染大肠杆菌时，噬菌体DNA进入大肠杆菌并复制子代，而艾弗里的实验中，只是R型菌转化为S型菌 【分析】1、肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲思体内转化实验证明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。 2、在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，就利用了“减法原理”。 3、对遗传物质的推测：20世纪20年代，人们已经认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。各种氨基酸可以按照不同的顺序排列，形成不同的蛋白质。这就使人们很自然地想到氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。当时对于其他生物大分子的研究，还没有发现与此类似的结构特点。因此，当时大多数科学家认为，蛋白质是生物体的遗传物质。 【解析】（1）组成蛋白质的氨基酸有21种，氨基酸不同排序可储存大量遗传信息；蛋白质结构复杂，具有多样性；蛋白质是生命活动的承担者，与生物的性状密切相关，因此大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。 （2）格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，将加热致死的S型细菌与R型活细菌混合，注入小鼠体内，小鼠死亡，并且从小鼠体内分离出S型活细菌，可知S型细菌“转化因子”的作用是将R型菌转化为S型菌。 （3）①由图可知，第一组含有转化因子，出现了S型活细菌，第二、三、四、五组，分别减少一种物质，且第五组只长R型细菌，二、三、四组分别去除的是蛋白质、RNA、酯脂，因此a为蛋白酶，b为出现S型活细菌。 ②在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，就利用了“减法原理”。 A、艾弗里实验中，在加热杀死的S型细菌制成的细胞提取物中加入DNA酶，去除了DNA，运用了减法原理，A符合题意； B、格里菲思实验中，将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注入小鼠体内，不属于减法原理，B不符合题意； C、为探究烟草花叶病毒的遗传物质，从烟草花叶病毒中提取RNA感染烟草叶，属于加法原理，C不符合题意； D、验证镁是植物的必需元素时，将实验组植株种植在缺少镁离子的环境中，属于减法原理，D符合题意。 故选AD。 ③肺炎链球菌体外转化实验中，当去除蛋白质、RNA等物质是，仍可实现R型菌转化为S型菌，但当DNA不存在时，不能完成转化，可知该实验得出的结论是DNA是使R型菌转化为S型菌的进传物质 （4）①在图2的实验2中，标记的是DNA，噬菌体的DNA进入大肠杆菌中指导子代噬菌体的合成，搅拌离心后放射性同位素主要分布沉淀物d中。 ②本实验中，噬菌体侵染大肠杆菌时，DNA和蛋白质自动分离，而艾弗里的实验中，需人工控制条件使DNA和蛋白质分离，不能控制其完全分离。本实验中，噬菌体侵染大肠杆菌时，噬菌体DNA进入大肠杆菌并复制子代，而艾弗里的实验中，只是R型菌转化为S型菌，因此本实验比艾弗里的实验更具有说服力，表明DNA是遗传物质。 11．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)已知S型菌分为Ⅰ-S、Ⅱ-S、Ⅲ-S三种类型，R型菌分为Ⅰ-R、Ⅱ-R、Ⅲ-R三种类型。研究发现许多细菌有自然转化能力。在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，无毒性的Ⅱ-R型活细菌与加热致死的Ⅲ-S型细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型活细菌。对于S型活细菌是怎样出现的，主要存在2种假说。假说一：R型菌突变为S型菌；假说二：加热致死的S型菌中有某种物质进入了R型菌体内导致其转化。请回答下列问题： （1）S型菌和R型菌的菌落区别是________。 （2）自然状态下会有R型菌突变为同型的S型菌，如Ⅰ-R可突变为Ⅰ-S，但不会突变为Ⅲ-S。事实上，格里菲思从小鼠体内未分离出有毒性的________型活细菌，证实了假说一是不合理的。 （3）为研究R型菌转化为S型菌的转化因子是DNA还是蛋白质，某同学进行了肺炎链球菌体外转化实验，部分实验流程如图所示。 Ⅰ．该实验在实验变量的控制上采用了________原理。 Ⅱ．请在表格中填写实验操作与实验结果。 甲组 乙组 步骤①操作 a________ b________ 培养基上的菌落类型 c________ d________ 结论 DNA是促使R型菌转化为S型菌的转化因子 注：培养基上的菌落类型填“R型菌”“S型菌”或“R型菌和S型菌” 【答案】（1）S型菌的菌落表面光滑，R型菌菌落表面粗糙 （2）Ⅱ-S （3）减法 DNA（酶）蛋白（酶）R型菌 R型菌和S型菌 【分析】肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲思体内转化实验证明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，没有证明转化因子是什么物质，而艾弗里体外转化实验，将各种物质分开，单独研究它们在遗传中的作用，并用到了生物实验中的减法原理，最终证明DNA是遗传物质。 【解析】（1）S型菌因具有荚膜，菌落表面光滑；R型菌无荚膜，菌落表面粗糙，这是两者的典型形态差异。 （2）S型菌分为Ⅰ-S、Ⅱ-S、Ⅲ-S三种类型，R型菌分为Ⅰ-R、Ⅱ-R、Ⅲ-R三种类型，自然转化中，R型菌只能突变为同型S型菌（如Ⅰ-R→Ⅰ-S，Ⅲ-R→Ⅲ-S）。格里菲思实验中，无毒性的Ⅱ-R型活细菌与加热致死的Ⅲ-S菌混合后，转化产生Ⅲ-S型菌，但无法产生Ⅱ-S型菌，因此未分离出Ⅱ-S型菌，证实了假说一是不合理的。 （3）步骤①加入了蛋白酶、DNA酶的目的是去除匀浆中的蛋白质或DNA，从而鉴定出DNA是转化物质，蛋白质不是转化物质；实验控制中的减法原理是设法排除某种因素对实验对象的干扰，同时尽量保持被研究对象的稳定，该步骤在实验变量的控制上采用了减法原理；步骤⑤中，若DNA是促使R型菌转化为S型菌的转化物质，则DNA酶处理组的培养基上应只出现R型菌的菌落；蛋白酶处理组的培养基上应同时有R型菌和S型菌的菌落。 12．(24-25高一下·北京市清华大学附属中学·期中)1952年，美国遗传学家赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用同位素标记技术，证明了DNA是噬菌体的遗传物质。下图是部分实验的示意图： （1）本实验以噬菌体作为实验材料，该实验材料的优点是________。 （2）实验开始前，用含有放射性标记的培养基培养________，再用其培养噬菌体，分别得到蛋白质被________标记的噬菌体和DNA被________标记的噬菌体。 （3）噬菌体侵染细菌之后，合成新的噬菌体蛋白质外壳需要________。 A．细菌的DNA及其氨基酸 B．噬菌体的DNA及其氨基 C．噬菌体的DNA和细菌的氨基酸 D．细菌的DNA及噬菌体的氨基酸 （4）侵染一段时间后，用搅拌器搅拌，离心得到上清液和沉淀物。检测上清液中的放射性，得到如图所示的实验结果。实验结果表明，当搅拌时间在2～5min时，上清液中的35S、32P分别占初始标记噬菌体放射性的90%和20%左右，由此可以推断出________进入细菌，________没有进入细菌。图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明________。 （5）通过噬菌体侵染细菌的实验发现，细菌裂解后释放出来的噬菌体大小、形状等都与原来噬菌体一致，实验证明噬菌体的各种性状是通过________传递给后代的。 （6）后来的研究表明，细胞结构的生物和绝大多数病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA，由此对生物界遗传物质最准确的描述是________。 【答案】（1）（结构简单）只含有蛋白质和DNA（核酸） （2）大肠杆菌 35S 32P （3）C （4）DNA 蛋白质 细菌没有裂解，子代噬菌体没有被释放 （5）DNA （6）DNA是主要的遗传物质 【分析】赫尔希和蔡斯在做噬菌体侵染细菌的过程中，利用了同位素标记法，用32P和35S分别标记的噬菌体的DNA和蛋白质。噬菌体在细菌内繁殖的过程为：吸附→注入→合成→组装→释放。图中可以看出，被侵染的细菌存活率为100%，说明细菌没有裂解死亡。上清液中的35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的90%和20%。 【解析】（1）噬菌体仅由DNA和蛋白质构成，结构远比真核生物简单，便于观察遗传物质变化导致的表型差异。 （2）T2噬菌体营寄生生活，并且专一性的侵染大肠杆菌。因此要获得带放射性标记的噬菌体，首先用含放射性标记的培养基培养大肠杆菌，再用其培养噬菌体，分别得到蛋白质被35S标记的噬菌体和DNA被32P标记的噬菌体。 （3）噬菌体是病毒，合成新的病毒，原料来自宿主细胞，模板来自病毒本身，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，C正确，ABD错误。 故选C。 （4）实验过程中，搅拌的目的是使吸附在细菌外的噬菌体与细菌分离。结果表明，当搅拌时间在2～5min时，上清液中的35S、32P分别占初始标记噬菌体放射性的90%和20%，由此可以推断出DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌。图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%，可以作为对照组，以证明细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来。 （5）通过噬菌体侵染细菌实验发现，细菌裂解后释放出来的噬菌体在大小、形状等都与原来噬菌体一致，实验证明DNA是噬菌体的遗传物质，噬菌体的各种性状是通过DNA传递给后代的。 （6）细胞结构的生物和绝大多数病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA，因此DNA是主要的遗传物质。 地 城 考点02 DNA分子的结构与复制 一、单选题 1．(24-25高一下·北京市通州区·期中)图为DNA分子片段结构模式图，下列有关说法正确的是（　　） A．⑥为鸟嘌呤核糖核苷酸 B．a、b两条链方向相反且平行 C．⑦是胞嘧啶其中储存着遗传信息 D．只有解旋酶可以将⑨打开 【答案】B 【分析】DNA双螺旋结构的主要特点如下：（1）DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。（2）DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。（3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律：A（腺嘌呤）一定与T（胸腺嘧啶）配对；G（鸟嘌呤）一定与C（胞嘧啶）配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。 【解析】A、⑥与胞嘧啶脱氧核苷酸互补配对，⑥为鸟嘌呤脱氧核苷酸，A错误； B、a、b为DNA的两条链，这两条链反向平行形成双链，B正确； C、遗传信息储存在碱基对的排列顺序中，C错误； D、⑨为氢键，解旋酶和RNA解旋酶均可将其打开，D错误。 故选B。 2．(24-25高一下·北京市第三十五中学·期中)下列关于DNA分子双螺旋结构主要特点的叙述，正确的是（　　） A．DNA分子的两条链方向相同 B．核苷酸通过肽键互相连接 C．两条链上的碱基互补配对 D．（A+T）/（G+C）一定等于1 【答案】C 【解析】本题考查DNA分子双螺旋结构的主要特点，需结合碱基互补配对原则和DNA结构知识进行判断。 A．DNA分子的两条链是反向平行的，而非方向相同，A错误； B．核苷酸通过磷酸二酯键连接，而肽键是蛋白质中氨基酸的连接方式，B错误； C．两条链上的碱基通过氢键互补配对（A-T、C-G），符合DNA双螺旋结构特点，C正确； D．在双链DNA中，（A+T）/（G+C）的比值因DNA种类不同而异，不一定等于1，D错误。 故选C。 3．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)某DNA片段一条链上的碱基序列为5’-GAATTC-3’，则其互补链的碱基序列是（　　） A．5’-CUUAAG-3’ B．5’-GAATTC-3’ C．5’-CTTAAG-3’ D．5’-GTTAAC-3’ 【答案】B 【分析】DNA的双螺旋结构：①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的；②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧；③两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。 【解析】DNA的两条链是反向平行的，某DNA片段一条链上的碱基序列为5′-GAATTC-3′，根据碱基互补配对原则（A-T、T-A、G-C、C-G），则其互补链的碱基序列是5’-GAATTC-3’，B正确，ACD错误。 故选B。 4．(24-25高一下·北京交通大学附属中学·期中)通过以下4种形状的卡片与连接物进行“DNA结构模型”构建活动。下列叙述正确的是（　　） A．构建单链DNA片段时，乙与丙的数量一定相等 B．构建双链DNA片段时，甲与乙的数量一定相等 C．构建双链DNA片段时，乙和丙位于外侧，甲和丁位于内侧 D．以上4种形状卡片也可用于RNA结构模型的制作 【答案】D 【分析】1、DNA的双螺旋结构： ①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。 ②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧。 ③两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。 2、甲可代表磷酸基团，乙可代表胞嘧啶或者胸腺嘧啶，丙可代表是腺嘌呤或鸟嘌呤，丁可代表脱氧核糖。 【解析】A、构建的单链DNA中，乙嘧啶碱基与丙嘌呤碱基不是严格的互补配对关系，二者数量一般不相等，A错误； B、构建的双链DNA中，因为乙嘧啶与丙嘌呤配对，每个单体中磷酸数等于碱基数，所以甲与乙的数量不可能相等，B错误； C、构建双链DNA片段时，DNA片段中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧，因此乙和丙应位于内侧，甲和丁位于外侧，C错误； D、由于RNA与DNA在核糖和脱氧核糖以及碱基种类不同，但由于图中卡片未明确表示是核糖还是脱氧核糖，也未明确表示是具体何种碱基，因此以上4种形状卡片也可用于RNA结构模型的制作，D正确。 故选D。 5．(24-25高一下·北京市第三十五中学·期中)某生物DNA分子的碱基中，腺嘌呤占全部碱基的28%，胞嘧啶占全部碱基的（　　） A．11% B．22% C．28% D．44% 【答案】B 【分析】根据DNA双螺旋结构中的碱基互补配对原则，腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）配对，胞嘧啶（C）与鸟嘌呤（G）配对。整个DNA分子中，A与T的含量相等，C与G的含量相等。 【解析】DNA分子中A=T，G=C，A+C=T+G=50%，某生物细胞DNA分子的碱基中，A占28%，则T也为28%，A+T=56%，剩余C+G=44%。因C=G，故C=44%÷2=22%，B正确。 故选B。 6．(24-25高一下·北京市对外经济贸易大学附属中学·期中)在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的44%，若其中一条链中胞嘧啶占该链碱基总数的24%，那么其互补链上胞嘧啶应占该链碱基总数的（　　） A．12% B．24% C．32% D．56% 【答案】C 【分析】DNA分子一般是双链结构，两条链上的碱基由氢键连接形成碱基对，且遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则。 【解析】按照碱基互补配对原则，双链DNA分子中的A+T（G+C）的比例与每一条单链中的该比值相等，如果腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的44%，则G+C占56%，单链中的G+C占单链的56%，又知一条链中胞嘧啶C占该链碱基总数的24%，则鸟嘌呤G占56%-24%=32%；另一条链上的胞嘧啶C与该单链的鸟嘌呤G相等，占32%，ABD错误，C正确。 故选C。 7．(24-25高一下·北京市八一学校·期中)在含有4种碱基的DNA区段，有腺嘌呤a个，占该区段全部碱基的比例为b，则（　　） A．b≤0.5 B．b≥0.5 C．胞嘧啶为a（1/2b-1） D．胞嘧啶为b（1/2a-1） 【答案】C 【分析】DNA分子是由两条链组成的规则的双螺旋结构，DNA分子中遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则。 【解析】由题意可知，腺嘌呤a个，占该区段全部碱基的比例为b，所以该DNA分子的碱基总数是a/b，因此胞嘧啶为（a/b-2a）×1/2＝a（1/2b-1）个，ABD错误，C正确。 故选C。 8．(24-25高一下·北京市通州区·期中)把培养在14NH4Cl环境中的细菌，转移到15NH4Cl环境中培养相当于连续复制两轮的时间后，经密度梯度离心分离其DNA，结果应如下图（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【分析】1、DNA分子的复制方式为半保留复制； 2、DNA为双链结构，两条链都含14N的DNA最轻，位于轻带位置；两条链都含15N的DNA最重，位于重带位置；而一条链含有14N、另一条链含有15N的DNA属于中间型，位于中带。 【解析】养在14NH4Cl环境中的细菌细胞中只含14N，转移到含重氮15N的环境中培养复制一轮的时间，由半保留复制特点可知，所形成的子代中每个DNA分子都是中间型；再复制一轮，共形成4个DNA分子，其中只有两个DNA分子是一条链含15N、另一条链含14N标记，另两个DNA分子两条链都含15N标记，即子代有1/2中带、1/2重带，结合图示可知，B正确，ACD错误。 故选B。 9．(24-25高一下·北京市第五十七中学·期中)关于DNA合成原料的来源，科学家曾提出三种假说：①细胞内自主合成②从培养基中摄取③二者都有。为验证三种假说，设计如下实验：将大肠杆菌在含15N标记的脱氧核苷酸培养基中培养一代，然后对提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。图甲、乙、丙表示DNA在离心管中的可能位置。下列叙述正确的是（　　） A．大肠杆菌的拟核DNA含有两个游离的磷酸基团 B．离心后离心管不同位置的DNA放射性强度不同 C．若支持观点①，则实验结果应为图丙所示结果 D．若支持观点②，则实验结果应为图乙所示结果 【答案】C 【分析】DNA在复制的时候，在DNA解旋酶的作用下，双链首先解开，形成了复制叉，而复制叉的形成则是由多种蛋白质和酶参与的较复杂的复制过程。特点：全保留复制模型中，DNA分子解旋形成两条模板链，模板链复制形成子链，然后两条模扳链DNA彼此结合，恢复原状，新合成的两条子链彼此互补结合形成一条新的双链DNA分子。半保留复制模型中，DNA分子解旋形成两条模板链，模板链复制形成子链，然后两条模板链分别与新合成的子链组成子代DNA分子。最终，科学家证明DNA复制的方式为半保留复制。 【解析】A、大肠杆菌的拟核DNA为环状DNA，不含游离的磷酸基团，A错误； B、15N没有放射性，B错误； CD、将大肠杆菌在15N标记的脱氧核苷酸培养基中培养一代的时间，然后利用密度梯度离心分离提取的DNA，若合成DNA的原料是细胞内自主合成，则合成的DNA没有15N标记，离心后DNA均为14N，位于顶部，对应图丙；若合成DNA的原料是从培养基中摄取，则得到的子代DNA分子一条链是15N，一条链是14N，离心后位于中部，对应图甲，C正确，D错误。 故选C。 10．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)下图为科学家探究DNA复制方式的实验过程，将大肠杆菌在图示环境中进行培养，依次提取DNA进行离心，对其结果叙述正确的是（　　） A．子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是2：3 B．子一代大肠杆菌的15N/15N-DNA双链位置靠近试管底部 C．子二代大肠杆菌的DNA离心后试管中出现三条带 D．子代DNA都含有14N，子二代含15N的单链占全部链的比例为1/4 【答案】D 【分析】DNA复制是指亲代DNA双链解链，分别作为模板按照碱基互补配对原则指导合成新的互补链，从而形成两个子代DNA的过程，是细胞和多数DNA病毒增殖时发生的重要事件。 【解析】A、由于DNA中C=G、A=T，所以（A+G）：（T+C）=1：1，即子代DNA中嘌呤与嘧啶之比为1：1，A错误； B、由于DNA进行半保留复制，将15N的DNA放在14N的培养液中培养，后代不可能出现15N/15N-DNA双链的DNA，B错误； C、亲代DNA为15N-15N，复制一次后的DNA为15N-14N，复制两次的DNA为15N-14N、14N-14N，在试管中出现中带、轻带两条带，C错误； D、子代DNA都含有14N，子二代DNA为4个，链有8条，含15N的单链占全部链的比例为2÷8=1/4，D正确。 故选D。 11．(24-25高一下·北京市八一学校·期中)将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培养，使其分裂3次，下列叙述正确的是（　　） A．所有的大肠杆菌都含有15N B．含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/2 C．含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/4 D．含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/8 【答案】C 【分析】已知DNA的复制次数，求子代DNA分子中含有亲代DNA单链的DNA分子数或所占的比例：一个双链DNA分子，复制n次，形成的子代DNA分子数为2n个。根据DNA分子半保留复制特点，不管亲代DNA分子复制几次，子代DNA分子中含有亲代DNA单链的DNA分子数都只有两个，占子代DNA总数的2/2n。 【解析】A、DNA分子是半保留方式，故子代大肠杆菌为8个，含有亲代DNA的大肠杆菌为2个，A错误； BC、据A分析，含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/4，B错误，C正确； D、子代共有DNA为8个，含有15N的为2个，则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/4，D错误。 故选C。 12．(24-25高一下·北京交通大学附属中学·期中)大肠杆菌的遗传物质为大型环状DNA，每30min繁殖一代。将15N标记的大肠杆菌置于只含14N的培养液中培养。下列叙述错误的是（　　） A．大肠杆菌的DNA中的碱基组成为A、T、G、C B．大肠杆菌的DNA复制需要DNA聚合酶参与 C．大肠杆菌的DNA复制过程是边解旋边复制 D．繁殖4代后，含15N标记的大肠杆菌DNA占1/16 【答案】D 【分析】DNA的复制方式为半保留复制。亲代DNA两条链均被15N标记，繁殖一代后DNA一条链含15N，一条链含14N。 【解析】A、DNA中的碱基组成为A、T、G、C，A正确； B、DNA复制过程中，DNA聚合酶形成磷酸二酯键，参与DNA分子的复制，B正确； C、DNA复制过程中，解旋酶进行解旋，解旋的过程中DNA边解旋边复制，C正确； D、DNA分子的复制是半保留复制，每30min繁殖一代，培养2h后繁殖4代，产生16个DNA分子，含15N标记的大肠杆菌DNA共有两个，占1/8，D错误。 故选D。 13．(24-25高一下·北京市十五中·期中)将DNA双链均被32P标记的某精原细胞（2n=20）置于含31P的培养液中连续分裂2次，获得了多个子细胞。下列有关叙述正确的是（　　） A．该精原细胞经过连续分裂2次后，一定获得了4个子细胞 B．得到的子细胞中两个带32P放射性标记，两个不带32P放射性标记 C．得到的子细胞中所有的DNA中带32P放射性标记占1/2 D．得到的子细胞中带32P放射性的DNA单链占所有DNA单链的1/2 【答案】A 【分析】DNA的复制： 1、条件：a、模板：亲代DNA的两条母链；b、原料：四种脱氧核苷酸；c、能量：ATP；d、一系列的酶。缺少其中任何一种，DNA复制都无法进行。 2、过程：a、解旋：首先DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程称为解旋；b、合成子链：以解开的每段链（母链）为模板，以周围环境中的脱氧核苷酸为原料，在有关酶的作用下，按照碱基互补配对原则合成与母链互补的子链。 【解析】A、该精原细胞进行的连续2次分裂可以是2次有丝分裂，获得了4个精原细胞，也可以是一次减数分裂，获得4个精细胞，A正确； B、若进行的是有丝分裂，带有32P放射性标记的细胞是2或3或4个，若进行的是减数分裂，所得子细胞一定都带有32P放射性标记，B错误； C、若进行2次有丝分裂，DNA复制两次，带有32P放射性DNA占1/2，若进行的是减数分裂，DNA复制一次，所有的DNA均带有32P放射性，C错误； D、若进行2次有丝分裂，DNA复制两次，带有32P放射性DNA单链占所有DNA单链的1/4，若进行的是减数分裂，DNA复制一次，带有32P放射性DNA单链占所有DNA单链的1/2，D错误。 故选A。 14．(24-25高一下·北京市昌平区东方红学校·期中)下图是真核生物染色体DNA复制过程的示意图，有关叙述错误的是（　　） A．图中所示3个复制起点同时开始复制 B．DNA分子边解旋边双向复制 C．DNA分子复制过程需要酶催化 D．图示的复制方式提高了复制速率 【答案】A 【分析】分析题图：从中可看出DNA分子复制并不是同时从多个起点开始的，且是边解旋边双向复制的。 【解析】A、分析题图可知图中的三个复制点复制的DNA片段的长度不同，因此复制的起始时间不同，A错误； B、分析题图可知，DNA分子的复制过程是边解旋边双向复制的过程，B正确； C、DNA分子的复制需要解旋酶和DNA聚合酶催化，C正确； D、图中多起点、双向复制的方式，提高了复制速率，D正确。 故选A。 15．(24-25高一下·北京市第二中学朝阳学校·期中)寨卡病毒的遗传物质是一条单链RNA，可以作为模板翻译出衣壳蛋白等（如图所示）。有关说法错误的是（　　） A．物质M的合成过程还需要其他RNA B．①②③过程都遵循碱基互补配对原则 C．物质N一定能降低化学反应的活化能 D．全部过程受细胞核DNA分子的控制 【答案】D 【分析】据图分析，①表示翻译，②③表示RNA自我复制，合成的N能反过来催化②③过程，合成的衣壳蛋白和RNA组合成寨卡病毒。 【解析】A、物质M的合成过程需要模板mRNA，场所是核糖体（由rRNA和蛋白质构成），工具需要tRNA，A正确； B、①②③过程都遵循碱基互补配对原则，即A-U、C-G配对，B正确； C、物质N具有催化作用，属于酶，酶能降低化学反应的活化能，C正确； D、寨卡病毒的遗传物质是一条单链RNA，寨卡病毒没有细胞结构，不受细胞核DNA分子的控制，D错误。 故选D。 16．(24-25高一下·北京交通大学附属中学·期中)下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是（　　） A．DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链 B．复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋 C．复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开 D．DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端 【答案】D 【分析】DNA分子复制的方式是半保留复制，且合成两条子链的方向是相反的；DNA在复制过程中，边解旋边进行半保留复制。由图可知，DNA解旋酶能使双链DNA解开，且需要消耗ATP。 【解析】A、DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误； B、复制时，解旋酶使得DNA双链从复制起点开始，以双向进行的方式解旋，这并不是从5′端到3′端的单向解旋，B错误； C、转录时不需要解旋酶，RNA聚合酶即可完成解旋，C错误； D、DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端，D正确。 故选D。 17．(24-25高一下·北京市第二中学朝阳学校·期中)用32P标记了玉米根尖细胞（含20条染色体）的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期和后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是（　　） A．中期20和20、后期40和20 B．中期20和10、后期40和20 C．中期20和20、后期40和10 D．中期20和10、后期40和10 【答案】A 【分析】有丝分裂不同时期的特点：（1）间期：进行DNA的复制和有关蛋白质的合成；（2）前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；（3）中期：染色体形态固定、数目清晰；（4）后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；（5）末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。 【解析】DNA分子复制是半保留复制，玉米根尖细胞进行有丝分裂，在第二次有丝分裂的中期，细胞中含20条染色体，每条染色体上的2条染色单体中有一条染色单体被32P标记，因此被标记的染色体数目为20；进入第二次有丝分裂后期，着丝粒分裂，染色单体分开成2条染色体，故后期有40条染色体，其中20条被32P标记。 故选A。 18．(24-25高一下·北京中学·期中)将DNA分子双链用3H标记的蚕豆（2n＝12）根尖移入普通培养液（不含放射性元素）中，再让细胞连续进行有丝分裂。根据下图判断，在普通培养液中培养至第一次有丝分裂中期时，一个细胞中染色体标记情况是（　　） A．12个a B．12个b C．6个b，6个c D．b＋c＝12个 【答案】A 【分析】在普通培养液中第一次有丝分裂产生的子细胞的DNA分子中，仅有1条链被标记，故第二次有丝分裂中期时，每条染色体的2条染色单体中仅有1条染色单体具有放射性；在有丝分裂后期时姐妹染色单体分开，形成两条子染色体随机移向细胞的两极，即第二次有丝分裂产生的子细胞中具放射性的染色体数目不能确定；所以在第三次有丝分裂中期的细胞中有的染色体仅有1条染色单体具有放射性，有的染色体无放射性，但二者之和肯定为12。 【解析】根据题意可知，亲代DNA分子双链用3H标记，由于DNA分子为半保留复制，因此亲代细胞中染色体经过复制后两条姐妹染色单体均有标记，如图a；第一次有丝分裂结束后产生的子细胞中每条染色体上的DNA分子均有一条链被标记，该细胞再经过复制，一条染色体上的两条染色单体只有一条有标记，如图b，因此第二次有丝分裂中期，一个细胞中有12条染色体，每条染色体都有一条染色单体被标记，即12个a。 故选A。 19．(24-25高一下·北京市对外经济贸易大学附属中学·期中)一个双链均被15N标记的DNA分子有1000个碱基对，其中鸟嘌呤800个。该DNA分子以14N脱氧核苷酸为原料复制2次，则（　　） A．该过程共消耗胞嘧啶脱氧核苷酸1600个 B．子代DNA分子中A+T之和约占40% C．经密度梯度离心后试管中出现三条带 D．不含15N的DNA单链与含15N的DNA单链数量比为3：1 【答案】D 【解析】DNA的复制：条件：a、模板：亲代DNA的两条母链；b、原料：四种脱氧核苷酸为；c、能量：（ATP）；d、一系列的酶。缺少其中任何一种，DNA复制都无法进行。过程：a、解旋：首先DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程称为解旋；b、合成子链：然后，以解开的每段链（母链）为模板，以周围环境中的脱氧核苷酸为原料，在有关酶的作用下，按照碱基互补配对原则合成与母链互补的子链。 【分析】A、原DNA中G=800，C=800。复制2次需新合成3个DNA分子，消耗C的数量为800×3=2400个，A错误； B、原DNA中A+T=2000-1600=400，占20%。复制后每个子代DNA的A+T比例仍为20%，B错误； C、复制2次后得到4个DNA分子：2个（14N/14N）和2个（15N/14N）。离心后仅出现轻带和中带，C错误； D、复制2次共产生8条单链，其中含15N的链仅2条，不含的14N链6条，比例为6：2=3：1，D正确。 故选D。 二、非选择题 20．(24-25高一下·北京市对外经济贸易大学附属中学·期中)科学家提出DNA复制的两种假说：半保留复制和全保留复制，以大肠杆菌为实验对象探索DNA复制方式，实验内容及结果见下表： 组别 1组 2组 3组 4组 培养液中唯一氮源 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl 繁殖代数 多代 多代 一代 两代 培养产物 A B B的子Ⅰ代 B的子Ⅱ代 操作 提取DNA并离心 离心结果 仅为轻带（14N/14N） 仅为重带（15N/15N） 仅为中带（15N/14N） 1/2轻带（14N/14N）； 1/2中带（15N/14N） （1）本实验运用________技术标记DNA，综合分析本实验的DNA离心结果，第________组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与第________组和第________组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是________。 （2）分析讨论： ①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，据此可判断DNA分子的复制方式是________复制。 ②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果________（选填“能”或“不能”）判断DNA的复制方式。 ③如果继续用14NH4Cl作为唯一氮源培养得到B的子Ⅲ代，离心结果是3/4的________和1/4的________。 【答案】（1）同位素示踪 3 1 2 半保留 （2）全保留 不能 轻带 中带 【分析】如果DN的复制方式是半保留复制，则将含15N的DNA转移到含14N的培养基上培养，复制一次的DNA同时含14N和15N，位于中带；如果是全保留复制，则复制一次的DNA一个只含15N，一个只含14N，一个在重带，一个在轻带。 【解析】（1）本实验运用同位素示踪技术标记DNA，第3组结果对得到结论起到了关键作用，因为第3组是亲代（重带）在含14N的培养基中繁殖一代后的结果，出现了中带，但需把它与第1组（含14N的亲代，轻带）和第2组（含15N的亲代，重带）的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是半保留复制，因为如果是全保留复制，不会出现中带这种情况，而半保留复制会形成一条链含15N、一条链含14N的DNA分子，在离心时表现为中带。 （2）①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，说明子代DNA有的两条链都是14N（轻带），有的两条链都是15N（重带），据此可判断DNA分子的复制方式是全保留复制，因为半保留复制不会出现这种情况，半保留复制会产生中带。 ②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果不能判断DNA的复制方式，因为无论是半保留复制还是全保留复制，双链分开后再离心都会出现相同的条带情况，无法区分后代DNA两条链的来源。 ③如果继续用14NH4Cl作为唯一氮源培养得到B的子Ⅲ代，根据半保留复制的特点，子Ⅲ代中3/4的DNA为14N/14N（轻带），1/4的DNA为15N/14N（中带）。 21．(24-25高一下·北京市第二中学朝阳学校·期中)关于DNA分子的复制方式主要有两种假说，如图1所示。科学家运用密度梯度离心、DNA紫外光吸收光谱等方法对此进行研究，实验基本操作及结果如下，请回答下列问题： （1）将大肠杆菌在含有15NH4Cl的培养液（图2A）中培养一段时间，使大肠杆菌繁殖多代（大肠杆菌约20分钟繁殖一代）。培养液中的N可被大肠杆菌用于合成________，进一步作为DNA复制的原料。此外，DNA复制还需要模板、能量、________酶、________酶、引物酶及DNA连接酶等条件。 （2）从上述培养液中取部分菌液，提取大肠杆菌DNA（图2A）。经密度梯度离心后，测定溶液的紫外光吸收光谱，结果如图3a所示，峰值出现在离心管的P处。该步骤的目的是________。 （注：紫外光吸收光谱的峰值位置即为离心管中DNA的主要分布位置，峰值越大，表明该位置的DNA数量越多。） （3）将上述培养的大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养液中继续培养（图2B）。在培养到6、13、20分钟时，分别取样，提取大肠杆菌DNA，经密度梯度离心后，测定紫外光吸收光谱，结果如图3中b、c、d所示。 ①若全保留复制这一假说成立，则20分钟时紫外光吸收光谱的峰值个数及峰值的位置与点P的关系为________。 a．峰值个数为1，峰值出现在Q点的位置 b．峰值个数为1，峰值出现在P点的位置 c．峰值个数为2，一个峰值出现在P点的位置，另一个峰值出现在Q点上方 d．峰值个数为2，一个峰值出现在P点的位置，另一个峰值出现在Q点的位置 ②现有实验结果________（选填“可以”或“不可以”）否定全保留复制假说。 （4）科学家继续测定了大肠杆菌在含有14NH4Cl的培养液中培养到40分钟时的紫外光吸收光谱。若半保留复制假说成立，则40分钟时的紫外吸收光谱结果如何？请在图4e框中绘制相应的预期结果。 图4 【答案】（1）脱氧（核糖）核苷酸 解旋 DNA聚合 （2）提取原始的亲代DNA分子，以此作为验证DNA复制方式的对照组 （3）c 可以 （4） 【分析】1、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。 2、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。 【解析】（1）脱氧核糖核苷酸分子是DNA复制的原料，脱氧核糖核苷酸组成元素是C、H、O、N、P，培养液中的氮可被大肠杆菌用于合成四种脱氧核糖核苷酸，进一步作为DNA复制的原料；DNA复制过程中需要解旋酶（作用于氢键）和DNA聚合酶（作用于磷酸二酯键）、引物酶及DNA连接酶等。 （2）据图可知，图2A中是用15N标记大肠杆菌的DNA分子，经过一段时间培养后DNA的两条链均带上15N标记，经密度梯度离心后DNA分子会靠近试管的底部，该步的主要目的是以此为对照看DNA复制一代并经密度梯度离心后试管中DNA分子如何分布来进一步确认DNA复制的方式：若试管中没有出现位置不同的两条带，就可以排除全保留复制。 （3）①若DNA的复制方式为全保留复制，则20分钟后（DNA复制一代）会出现15N/15N-DNA和14N/14N-DNA两种数量相等的DNA分子，显示出的紫外光吸收光谱即为2个峰值，一个峰值15N/15N-DNA出现在P点的位置，另一个14N/14N-DNA峰值出现在Q点（15N/14N-DNA）上方，故选c。 ②现有实验结果与全保留复制的特点不符，故可以否定全保留复制假说，但无法确定半保留复制假说和弥散复制假说哪种成立。 （4）若DNA复制方式为半保留复制，则40分钟后（DNA复制2代）会出现15N/14N-DNA和14N/14N-DNA两种数量相等的DNA分子，显示出的紫外光吸收光谱即为2个峰值，分别在Q点和Q点的上方，故预期结果如下： 22．(24-25高一下·北京市昌平区东方红学校·期中)如图是某DNA分子的局部结构示意图，请据图回答下列问题。 （1）写出图乙中序号代表的结构的中文名称：2________、6________、9________。 （2）图乙DNA片段中碱基对有________对，该DNA分子应有________个游离的磷酸基。 （3）从图甲可看出DNA的复制是以________的方式进行的，从图乙主链上看，两条单链方向________。 （4）DNA分子两条链上的碱基可以连接成碱基对，并且遵循________原则。 （5）在图甲中，A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶，其中A能将DNA的双链打开成单链，则A是________酶；B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链，则B是________酶。 【答案】（1）腺嘌呤 磷酸 氢键 （2）4/四 2 （3）半保留 反向平行 （4）碱基互补配对 （5）解旋 DNA聚合 【分析】DNA复制的主要场所是细胞核，线粒体和叶绿体中也可以进行。DNA复制的特点：半保留复制和边解旋边复制。半保留复制是指新合成的DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。DNA复制所需要的条件：模板（亲代DNA的两条链），原料（4种游离的脱氧核苷酸），酶（解旋酶、DNA聚合酶），能量（ATP直接供能）。 【解析】（1）分析图乙：该图是DNA分子的平面结构，1是碱基C胞嘧啶，2是碱基A腺嘌呤，3是碱基G鸟嘌呤，4是碱基T胸腺嘧啶，5是脱氧核糖，6是磷酸，7是脱氧核糖核苷酸，8是碱基对，9是氢键，10是脱氧核糖核苷酸链。 （2）乙图中DNA片段中有4对碱基对；链状DNA分子中，每条链有一端有一个游离的磷酸基，因此该DNA分子有2个游离的磷酸基团。 （3）分析题图可知，DNA分子的复制方式是半保留复制。从乙图主链上看，两条单链反向平行。 （4）DNA分子两条链上的碱基可以连接成碱基对，并且遵循碱基互补配对原则。 （5）甲图中，A能将DNA的双链打开成单链，为解旋酶；B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链，为DNA聚合酶。 23．(24-25高一下·北京中学·期中)研究者将含¹⁴N/¹⁴N-DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养24小时后，提取子代大肠杆菌的DNA，将DNA双链解开再进行密度梯度离心，试管中出现两种条带，实验结果如图1所示。DNA复制时两条子链的延伸方向相反，其中一条子链称为前导链，该链连续延伸；另一条称为后随链，该链逐段延伸，这些片段称为冈崎片段，如图2所示。 （1）DNA分子由两条平行且方向________的单链组成，两条单链之间的碱基通过________连接成碱基对，碱基间的配对遵循________原则。 （2）根据图1所示信息，可知该种大肠杆菌的细胞周期大约为________h。若在同等条件下将子代大肠杆菌继续培养，子n代DNA的单链离心结果与图1所示结果相比，密度带的数量和位置______（改变/不变）。 （3）根据图2所示，DNA的复制方式是________，该过程的进行需要解旋酶和________酶的参与。其中______（填“甲链”或“乙链”）为后随链，其合成的方向与复制叉延伸的方向________（填“相同”或“相反”）。图中甲链中RNA引物a被切除后，将以冈崎片段________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）为引物合成DNA片段取代被切除的序列。 （4）若图2中甲链的某段序列是5'-GATACC-3'，那么它的互补链对应序列是5’-________-3’。 【答案】（1）相反 氢键 碱基互补配对 （2）8/八 不变 （3）半保留 DNA聚合 甲链 相反 Ⅱ （4）GGTATC 【分析】DNA半保留复制过程是分别以解旋后的两条链为模板，以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链，子链的延伸方向是从5′→3′，分为前导链和后随链，前导链的合成是连续的，后随链的合成是不连续的。 【解析】（1）组成DNA分子的两条链是反向平行的，两条单链之间的碱基通过氢键连接形成碱基对，碱基对的配对遵循碱基互补配对原则。 （2）依据题图信息可知，1个含14N/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双链解开再进行密度梯度离心，得到条带1（14N的DNA单链）：条带2（15N的DNA单链）=1：7，而母链14N链只有两条，可知，DNA单链共有16条，8个DNA分子，说明DNA分子共复制了3次，大肠杆菌的细胞周期为24÷3=8h。在同等条件下将子代大肠杆菌继续培养，获得的DNA只有两种即两条链都是15N、一条链15N和一条链14N，形成的单链只有14N和15N的，所以密度带的数量和位置不变。 （3）从图2中每条子链与相应的母链结合形成子代DNA，可知DNA复制的方式是半保留复制，DNA的复制需要解旋酶和DNA聚合酶参与，后随链该链逐段延伸，从图中看出，甲链为后随链。其合成的方向与复制叉延伸的方向是相反的，前导链与复制叉延伸方向相同。脱氧核苷酸连接在引物的3'端，所以RNA引物a被切除后，在DNA聚合酶的作用下，将新的脱氧核苷酸连接到原来的冈崎片段Ⅱ上继续延伸。 （4）按照碱基互补配对的原则，甲链的某段序列是5'-GATACC-3'，那么它的互补链对应序列是5’-GGTATC-3’。 24．(24-25高一下·北京市第一七一中学·期中)科学家以T4噬菌体和大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪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的半保留复制过程是边________边复制。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________（填写“是”或“不是”）完全正确。 （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近）。 根据上述实验结果推测，DNA复制时子链合成的过程是________。 （3）请根据以上信息，补充图3，表示可能的DNA复制过程________。 【答案】（1）相反 解旋 DNA聚合酶 不是 （2）先合成较短的DNA片段，之后较短的DNA片段连接成DNA长链 （3） 【分析】DNA分子复制的特点是边解旋边复制和半保留复制；DNA聚合酶可使单个的脱氧核苷酸连接到正在合成的DNA单链上。 【解析】（1）分析图1可知，DNA的两条模板链分别是5′→3′和3′→5′，故两条链方向相反；DNA的半保留复制过程是边解旋边复制；DNA复制时，DNA聚合酶可催化脱氧核苷酸添加到DNA子链上；因该酶只能使新合成的DNA链从5′向3′方向延伸，据图分析可知，子链有一条延伸方向是从3′→5′，故图1中的DNA复制模型不是完全正确。 （2）据题干信息可知“DNA片段越短，与离心管顶部距离越近”，结合题图可知：时间较短时（30秒内），与离心管顶部距离较近的位置放射性较强（或短片段DNA数量较多），随着时间推移，与离心管顶部距离较远的位置放射性较强（或长片段DNA数量较多），故可推测DNA复制时子链合成的过程是存在先合成较短的DNA片段，之后较短的DNA片段连接成DNA长链的过程（子链延伸方向均为5’至3’）。 （3）DNA分子复制的过程是半保留复制，且子链延伸方向为从5′向3′，同时，复制过程中存在分段复制的特点（多起点复制），故可绘制DNA复制图如下：。 25．(24-25高一下·北京市第三十五中学·期中)学习以下材料，回答（1）～（4）题 “永生”的DNA链 DNA序列在一定程度上发生的改变既为生物的演化所必需，又是动物体内癌症发生、影响物种相对稳定存在的主要因素，它们之间必须要有一个平衡。在环境条件相对稳定的情况下，保持DNA序列的稳定对生物的生存更加重要。然而细胞分裂DNA的复制过程不是100%准确，而是会有一定程度的误差，这是DNA序列发生变化的重要原因。为减少DNA复制过程导致的序列变化，生物采取2种方式： 一是减少细胞分裂（也即DNA复制）的次数。多细胞生物利用干细胞补充需要替换的体细胞，而不是完全通过体细胞自己分裂繁殖。干细胞进行不对称分裂，形成1个新的干细胞（复制自己）和1个可进一步繁殖和分化的细胞（用以补充需要替换的体细胞）。干细胞进行不对称分裂将大量的分裂任务交给要进行分化的细胞，就可极大减少干细胞自身的分裂次数。 二是干细胞在进行不对称分裂时，选择性地保留更老的DNA链，而将较新的DNA链（即可能带有DNA复制过程造成序列改变的链）交给要进行分化的、使用后要被丢弃的“子”细胞。通过这种方式，干细胞自身的DNA链就不会因为细胞分裂而改变。这些DNA链也就被一直保留在干细胞内，成为“永生”的。选择性地保留永生DNA链的现象称为DNA链在子细胞中的非随机分配，在原核生物中的大肠杆菌和真核生物中的真菌、植物和动物中都被发现，说明这是生物界中的一个普遍现象、干细胞保留的，还不仅是DNA链的“原始文件”，还包括DNA所携带的表观遗传修饰，达到保持干细胞自身特性的目的：而进入要进行分化的子细胞中的DNA链由于具有新的表观遗传修饰，就可使子细胞分化成为各种体细胞。干细胞是生殖细胞在多细胞生物身体中的延伸，干细胞选择性地保留永生的DNA链及其外遗传修饰的机制，与生殖细胞保留其永生的机制一脉相承。 （1）DNA随机均等分配发生在________。 A．分裂期前期 B．分裂期中期 C．分裂期后期 D．分裂期末期 （2）干细胞进行不对称分裂后，干细胞的数量将会________（增加/不变/减少）。 （3）结合文中的“非随机分配”现象，绘制下图两细胞中的染色体________。（请在答题卡上作答） （4）我国科学家研究发现：高等动物的体细胞分裂时存在“分配不均”的现象：带有DNA损伤的染色体会去向同一个子细胞，以保证另一个子细胞的健康。这一现象称为“非随机均等分离”。后续研究发现携带DNA损伤多的子细胞则倾向于发生细胞周期阻滞和细胞死亡。结合文中信息分析，说明“非随机均等分离”机制对生物体的意义：________。 【答案】（1）C （2）不变 （3） （4）保证遗传物质的稳定性（或遗传信息的连续性） 【分析】DNA由脱氧核苷酸组成的大分子聚合物。脱氧核苷酸由碱基、脱氧核糖和磷酸构成。其中碱基有4种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。DNA分子结构中，两条多脱氧核苷酸链围绕一个共同的中心轴盘绕，构成双螺旋结构。脱氧核糖-磷酸链在螺旋结构的外面，碱基朝向里面。两条多脱氧核苷酸链反向互补，通过碱基间的氢键形成的碱基配对相连，形成相当稳定的组合。 【解析】（1）分裂期后期，着丝粒分裂，染色单体变成染色体移向两极，导致DNA随机均等分配，C正确，ABD错误。 故选C。 （2）据图可知：一个成体干细胞经过复制、分裂后仍得到1个成体干细胞，故在生长过程中哺乳动物体内成体干细胞的数量保持不变。 （3）干细胞在进行不对称分裂时，选择性地保留更老的DNA链，而将较新的DNA链交给要进行分化的、使用后要被丢弃的“子”细胞。如图所示： （4）成体干细胞其染色体非随机分配可以减少成体干细胞积累分裂的过程中产生的基因突变，保证把正确的遗传信息传递子代，保证遗传信息的稳定性。 26．(24-25高一下·北京市清华大学附属中学·期中)学习以下材料，回答（1）～（5）题。 DNA复制的拼图游戏：冈崎片段背后的科学传奇 1953年，沃森和克里克在《自然》杂志上刊载论文，揭示了DNA双螺旋结构的奥秘。很快，他们发表了第二篇论文，提出了DNA半保留复制假说。教科书这样描述复制过程：解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开，DNA聚合酶等以解开的每一条链为模板，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链。这个模型存在一个致命漏洞——DNA聚合酶只能从5'向3'方向延伸子链，这意味着必有一条链无法连续复制。 当时主流学界选择忽视这个矛盾，而冈崎令治和冈崎恒子夫妇决定直面这个问题。1966年，他们提出DNA半不连续复制假说：DNA复制形成互补子链时，一条子链是连续形成的，而另一条子链不连续即先形成短链片段（如图1）。 为验证这一假说，冈崎进行了如下实验：让T4噬菌体在20℃时侵染大肠杆菌70min后，将同位素3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，在2s、7s、15s、30s、60s、120s后，分离T4噬菌体DNA；接下来，通过加热使DNA分子变性、全部解旋，再进行密度梯度离心，以DNA单链片段分布位置确定片段大小（分子越小离试管口距离越近），并检测相应位置DNA单链片段的放射性，实验结果如图2。 通过对结果进行分析，人们认识到DNA的复制并不总是连续的。令人震惊的是，最初出现的短链随时间推移竟连接成了完整长链。那么，这些1000～2000个碱基长度的片段是如何完成连接的呢?为锁定关键酶类，团队找到了一种特殊的大肠杆菌突变体——这些菌株的DNA连接酶会在高温下失活。当培养温度升高时，显微镜下的细菌开始囤积无法连接的DNA碎片（后被称为冈崎片段），如同被按下暂停键的流水线。这一结果说明：DNA连接酶可以将冈崎片段间的缺口连接，并最终形成一条完整的新长链。 （1）DNA是以________的方式边解旋边复制的，复制需要的酶包括________等，需要的原料是________。 （2）冈崎假说提出的理论基础是：从分子结构上看，DNA两条链的方向________。DNA复制时，两条子链延伸的方向均为________。 （3）以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，最终子代噬菌体________（全部有/部分有/无）放射性分布。 （4）图2中，与60秒结果相比，120秒结果中短链片段减少的原因是________。为冈崎假说提供有力证据的实验结果是________。 （5）根据文章内容分析，DNA连接酶的功能是：________。 【答案】（1）半保留 解旋酶、DNA聚合酶（DNA连接酶）4种脱氧核苷酸 （2）反向平行 5'→3' （3）全部有 （4）短链片段连接形成长片段 实验时间内，细胞中均能检测到较多的短链片段 （5）通过磷酸酯键将相邻的DNA片段连接 【分析】图1为DNA的半保留复制过程，显示复制方向、起点缺口等；图2自变量有时间、离试管口的距离，因变量是放射性的强度。 【解析】（1）DNA是以半保留的方式边解旋边复制的，复制需要的酶包括解旋酶（将DNA双螺旋的两条链解开）、DNA聚合酶（以解开的每一条链为模板，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链）等，需要的原料是4种脱氧核苷酸。 （2）DNA的两条链是反向平行的。因为DNA聚合酶只能从5'向3'方向延伸子链，故DNA复制时，两条子链延伸的方向均为5'→3'。 （3）以3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料，所以在噬菌体DNA中均能检测到放射性。 （4）图2中：与60秒结果相比，120秒时有些短链片段连接成长链片段，所以短链片段减少了。冈崎片段假说是指DNA复制形成互补子链时，一条子链是连续形成，另一条子链不连续即先形成短链片段，该实验结果为冈崎假说提供的有力证据是在实验时间内细胞中均能检测到较多的短链片段。 （5）分析题意可知，DNA连接酶可以将冈崎片段间的缺口连接，并最终形成一条完整的新长链，由此可知DNA连接酶的功能是通过磷酸酯键将相邻的DNA片段连接。 地 城 考点03 基因通常是有遗传效应的DNA片段 一、单选题 1．(24-25高一下·北京市第一七一中学·期中)太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光，此种海蜇的DNA分子上有一段长度为5170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。下列有关叙述错误的是（　　） A．绿色荧光蛋白基因有A、U、C、G四种碱基 B．绿色荧光蛋白基因所在DNA具有双螺旋结构 C．绿色荧光蛋白基因是有遗传效应的DNA片段 D．海蜇的遗传信息蕴藏在碱基对的排列顺序中 【答案】A 【分析】1、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。 2、基因和遗传信息的关系：基因中的脱氧核苷酸（碱基对）排列顺序代表遗传信息．不同的基因含有不同的脱氧核苷酸的排列顺序。 【解析】AC、绿色荧光蛋白基因是一段具有遗传效应的DNA片段，因此含有A、T、C、G四种碱基，A错误，C正确； B、真核生物的基因是具有遗传效应的DNA片段，基因的两条链反向平行盘旋成双螺旋结构，绿色荧光蛋白基因所在DNA具有双螺旋结构，B正确； D、遗传信息是指基因中碱基对的排列顺序，即遗传信息蕴藏在碱基对的排列顺序中，D正确。 故选A。 2．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)人类22条常染色体与X、Y染色体的24个DNA分子共有31.6亿个碱基对，约有2.5万个基因，这些基因的碱基对数目不超过全部碱基对数目的2％。这一事实说明（　　） A．所有基因平均分布在每条染色体上 B．每个基因具有同样的碱基数目 C．基因与基因之间通常是有间隔的 D．细胞中大部分DNA是多余的 【答案】C 【分析】1、基因的概念：基因通常是具有遗传效应的DNA片段。2、基因和遗传信息的关系：基因中的脱氧核苷酸（碱基对）排列顺序代表遗传信息。不同的基因含有不同的脱氧核苷酸的排列顺序。 【解析】A、题干信息没有给出每条染色体有多少个基因，无法推断出A选项的结论，并且科学事实是基因并不是平均分布在每条染色体上的，A错误； B、题干信息没有给出每个基因的碱基数目，故也无法推断出B选项的结论，并且科学事实是基因并不是每个基因都有相同数目的碱基，B错误； C、题干信息给出所有基因的碱基数不超过总碱基数的2%，说明剩下的98%碱基并不在基因中而是在基因与基因之间将基因隔开了，C正确； D、DNA携带有合成RNA和蛋白质所必需的遗传信息，是生物体发育和正常运作必不可少的生物大分子，DNA并不是多余的，D错误。 故选C。 3．(24-25高一下·北京市八一学校·期中)下列物质或结构的层次关系由大到小的是（　　） A．DNA→染色体→基因→脱氧核苷酸 B．染色体→DNA→脱氧核苷酸→基因 C．染色体→脱氧核苷酸→DNA→基因 D．染色体→DNA→基因→脱氧核苷酸 【答案】D 【解析】染色体主要由DNA和蛋白质组成，基因是有遗传效应的DNA片段，DNA和基因的基本组成单位均为脱氧核苷酸。所以，由小到大的结构层次是：染色体→DNA→基因→脱氧核苷酸，ABC错误，D正确。 故选D。 4．(24-25高一下·北京市海淀区教师进修附属实验香山分校·期中)如图表示一个DNA分子片段有a、b、c三个不同基因。下列有关叙述中不正确的是（　　） A．组成基因a、b、c的基本单位相同 B．a、b、c基因在染色体上呈线性排列 C．基因a、b、c的遗传不遵循自由组合定律 D．若利用某种药物阻止基因a的表达，则基因b、c也不能表达 【答案】D 【分析】分析题图：图中a、b、c为同一个DNA分子上的基因，它们不能进行自由组合。 【解析】A、图中a、b、c为同一个DNA分子上的基因，组成基因a、b、c的基本单位相同，均为脱氧核苷酸，A正确； B、a、b、c基因在一条染色体上，a、b、c基因在这条染色体上呈线性排列，B正确； C、基因a、b、c位于一条染色体上，它们的遗传不遵循自由组合定律，C正确； D、基因a、b、c的表达互不影响，利用某种药物阻止基因a的表达，基因b、c的表达不受影响，D错误。 故选D。 二、非选择题 5．(24-25高一下·北京市中国人民大学附属中学·期中)真核细胞中，DNA复制的过程伴随着染色单体的形成。研究者用植物根尖分生组织做实验，通过对色差染色体的观察，又一次证明了“DNA半保留复制”。5-溴尿嘧啶脱氧核苷（5-BrdU）结构与胸腺嘧啶脱氧核苷结构类似。用姬姆萨染料对根尖染色时，DNA两条链均不含5-BrdU的染色单体着色为深蓝、均含5-BrdU的染色单体着色为浅蓝，若DNA两条链中一条链含有5-BrdU，另一条链不含5-BrdU，染色单体着色也为深蓝。研究者将植物的根尖分生组织放在含有5-BrdU的培养液中培养，在第一个、第二个、第三个细胞周期取样，观察中期细胞染色体的颜色并绘图，结果见图1。 （1）5-溴尿嘧啶脱氧核苷（5-BrdU）结构与胸腺嘧啶脱氧核苷结构类似，能够取代后者与________（碱基种类）配对。 （2）有研究者认为，第一次分裂中期的染色体颜色能够否认“全保留复制”假说，理由是：DNA若是“全保留复制”，两条染色单体上的DNA分子链的组成分别如图2中的________（填字母）所示，这两条染色单体的颜色应分别是________。 （3）研究者认为，第二次分裂中期出现色差染色体的原因是“DNA半保留复制”。请结合图2进行分析：若DNA进行半保留复制，则两条染色单体上的DNA分子链的组成分别如图2中的________（填字母）所示，这两条染色单体的颜色应分别是________。 （4）若继续将植物的根尖分生组织放在含有5-BrdU的培养液中培养到第三个周期，请在答题纸中完成绘制图1中第三次分裂中期的染色体标记的情况________。 【答案】（1）A（腺嘌呤） （2）AB 深蓝色和浅蓝色 （3）BC 浅蓝色和深蓝色 （4） 【分析】根据题目信息可知，胸腺嘧啶脱氧核苷与腺嘌呤脱氧核苷酸配对，所以5-BrdU可以取代其与腺嘌呤脱氧核苷酸配对；DNA两条链均不含5-BrdU的染色单体着色为深蓝、均含5-BrdU的染色单体着色为浅蓝，若DNA两条链中一条链含有5-BrdU，另一条链不含5-BrdU，也为深蓝色。 【解析】（1）胸腺嘧啶脱氧核苷与腺嘌呤脱氧核苷酸配对，根据题目信息“5-溴尿嘧啶脱氧核苷（5-BrdU）结构与胸腺嘧啶脱氧核苷结构类似”可得5-BrdU可以取代其与腺嘌呤（A）配对。 （2）根据题目信息“将植物的根尖分生组织放在含有5-BrdU的培养液中培养”可得，如果DNA是全保留复制，则第一次分裂中期的染色体上一条单体的DNA两条链全部不含5-BrdU，对应图2的A，其染色单体着色为深蓝色，另一条染色单体上的DNA两条链全部含5-BrdU，对应图2的B，其染色单体着色为浅蓝色。 （3）第一次复制结束后，每个DNA分子都有一条链含有5-BrdU，当进行第二个周期时，进行半保留复制，每条染色体中一条单体的DNA分子两条链全部含有5-BrdU，对应图2中的B，染色单体着色为浅蓝色，另一条单体的DNA一条链含有5-BrdU，另一条链不含5-BrdU，对应图2中的C，染色单体着色为深蓝色。 （4）在第三个分裂周期的中期，细胞中存在两种情况，一条染色体中两条单体都含有5-BrdU，着色成浅蓝色，另一种染色体中有条单体的DNA分子全含有5-BrdU，另一个单体中的DNA分子一条链含有5-BrdU，另一条链不含有5-BrdU，比例为1：1，如图所示：。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 基因的本质 答案版 地 城 考点01 DNA是主要的遗传物质 一、单选题 1．D 2．A 3．D 4．D 5．B 6．B 7．D 8．A 9．A 二、非选择题 10．（1）组成蛋白质的氨基酸有21种，氨基酸不同排序可储存大量遗传信息；蛋白质结构复杂，具有多样性；蛋白质是生命活动的承担者，与生物的性状密切相关 （2）将R型菌转化为S型菌 （3）蛋白酶 出现S AD DNA是使R型菌转化为S型菌的遗传物质 （4）沉淀物d 噬菌体的DNA进入大肠杆菌中指导子代噬菌体的合成 本实验中，噬菌体侵染大肠杆菌时，DNA和蛋白质自动分离，而艾弗里的实验中，需人工控制条件使DNA和蛋白质分离，不能控制其完全分离。/本实验中，噬菌体侵染大肠杆菌时，噬菌体DNA进入大肠杆菌并复制子代，而艾弗里的实验中，只是R型菌转化为S型菌 11．（1）S型菌的菌落表面光滑，R型菌菌落表面粗糙 （2）Ⅱ-S （3）减法 DNA（酶）蛋白（酶）R型菌 R型菌和S型菌 12．（1）（结构简单）只含有蛋白质和DNA（核酸） （2）大肠杆菌 35S 32P （3）C （4）DNA 蛋白质 细菌没有裂解，子代噬菌体没有被释放 （5）DNA （6）DNA是主要的遗传物质 地 城 考点02 DNA分子的结构与复制 一、单选题 1．B 2．C 3．B 4．D 5．B 6．C 7．C 8．B 9．C 10．D 11．C 12．D 13．A 14．A 15．D 16．D 17．A 18．A 19．D 二、非选择题 20．（1）同位素示踪 3 1 2 半保留 （2）全保留 不能 轻带 中带 21．（1）脱氧（核糖）核苷酸 解旋 DNA聚合 （2）提取原始的亲代DNA分子，以此作为验证DNA复制方式的对照组 （3）c 可以 （4） 22．（1）腺嘌呤 磷酸 氢键 （2）4/四 2 （3）半保留 反向平行 （4）碱基互补配对 （5）解旋 DNA聚合 23．（1）相反 氢键 碱基互补配对 （2）8/八 不变 （3）半保留 DNA聚合 甲链 相反 Ⅱ （4）GGTATC 24．（1）相反 解旋 DNA聚合酶 不是 （2）先合成较短的DNA片段，之后较短的DNA片段连接成DNA长链 （3） 25．（1）C （2）不变 （3） （4）保证遗传物质的稳定性（或遗传信息的连续性） 26．（1）半保留 解旋酶、DNA聚合酶（DNA连接酶）4种脱氧核苷酸 （2）反向平行 5'→3' （3）全部有 （4）短链片段连接形成长片段 实验时间内，细胞中均能检测到较多的短链片段 （5）通过磷酸酯键将相邻的DNA片段连接 地 城 考点03 基因通常是有遗传效应的DNA片段 一、单选题 1．A 2．C 3．D 4．D 二、非选择题 5．（1）A（腺嘌呤） （2）AB 深蓝色和浅蓝色 （3）BC 浅蓝色和深蓝色 （4） 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $