专题10 基因的本质（期中真题汇编，天津专用）高三生物上学期

**基本信息** 聚焦基因本质5大高频考点，汇编天津多所中学期中试题，突出经典实验分析与科学思维考查 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|约15题|肺炎链球菌转化实验、噬菌体侵染实验、DNA结构与复制等|结合赫尔希和蔡斯实验、DNA半保留复制实验等经典情境，通过离心结果图、DNA结构示意图考查科学思维| |非选择题|约3题|实验设计、DNA复制计算等|设计干叶病毒遗传物质探究实验题，通过数据计算（如DNA复制所需碱基数量）提升探究实践能力|

专题10 基因的本质 5大高频考点 1. 肺炎链球菌的转化实验 2. 噬菌体侵染细菌的实验 3. RNA 是遗传物质的实验证据 4. DNA 分子的结构和特点 5. DNA 分子的复制过程及探究 考点1 肺炎链球菌的转化实验 1．（25-26高三上·天津耀华中学·期中）图1为加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合注射到小体内后，两种细菌的含量变化。图2是用DNA测序仪测出的R型细菌的一个DNA分子片段上，被标记一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序（TGCGTATTGG）。图3为S型细菌的一个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。下列有关说法错误的是（    ）    A．图1中的实线代表的细菌无多糖荚膜，虚线代表的细菌有多糖荚膜 B．R型细菌的此DNA双链片段含有1个腺嘌呤 C．CD段细菌含量增加的原因是S型细菌增加，破坏了小鼠的免疫系统 D．S型细菌的此DNA分子片段碱基排列顺序为CCAGTGCGCC 考点2 噬菌体侵染细菌的实验 1．（25-26高三上·天津第七中学·期中）在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，子代噬菌体中的元素全部来自其宿主细胞的是（　　） A．C B．S C．P D．N 2．（25-26高三上·天津河西·期中）人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯等科学家利用细菌、病毒等材料进行了一系列实验。下列相关叙述正确的是（　　） A．艾弗里通过肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质 B．用35S和32P分别标记T2噬菌体中蛋白质的羧基、DNA的碱基，探索遗传物质的本质 C．32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌这组实验中，子代噬菌体多数有放射性 D．在噬菌体侵染细菌的实验中，35S标记噬菌体的这一组实验中，搅拌不充分会导致沉淀物有较高的放射性 3．（25-26高三上·天津红桥·期中）朊病毒是一类不含核酸而仅由蛋白质构成的可自我复制并具感染性的因子，为验证朊病毒的侵染因子，科研人员分别按照图示1→2→3→4和5→2→3→4进行实验①、②（题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞）。下列叙述错误的是（　　） A．图中进行搅拌的目的是将牛脑组织细胞和未侵入细胞的朊病毒分离开 B．实验①中步骤1、2可以互换顺序，对结果影响不大 C．实验①离心后上清液中几乎不能检测到32P，沉淀物中也几乎检测不到32P D．推测实验②培养适宜时间后搅拌离心，检测放射性位置应主要位于上清液中 4．（25-26高三上·天津耀华中学·期中）赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验，其中一组如下图所示，下列叙述正确的是（　　） A．过程①保温时间的长短不会对实验结果产生影响 B．T2噬菌体的侵染实验通过步骤②实现噬菌体的蛋白质与DNA分离 C．过程③中分离出的子代噬菌体，大部分含31P，少部分含32P D．该组实验不能根据放射性结果证明DNA是噬菌体的遗传物质 5．（25-26高三上·天津河北·期中）分枝杆菌的K7基因是维持TM4噬菌体吸附能力的关键基因。按照噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程，进行相关实验。下列分析正确的是（    ） 选项 分枝杆菌 TM4噬菌体 实验结果 A 未敲除K7组和敲除K7组 35S标记 两组的上清液中放射性有明显区别 B 未敲除K7组和敲除K7组 32P标记 敲除K7组沉淀中放射性强度等于未敲除组 C 32P标记的未敲除K7组 未标记 释放的子代TM4均带有32P标记 D 35S分别标记未敲除K7组和敲除K7组 未标记 两组子代TM4放射性强度无明显差别 A．A B．B C．C D．D 6．（25-26高三上·天津部分区·期中）1952年，赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能，请回答下列有关问题： （1）与肺炎链球菌相比，在赫尔希和蔡斯实验中，以噬菌体作为实验材料，该实验材料的优点是_________。 （2）侵染一段时间后，用搅拌器搅拌，离心得到上清液和沉淀物，然后检测被侵染的细菌的存活率，以及上清液中的放射性，实验结果如下图所示。    ①搅拌的目的是______。 ②当搅拌时间少于1分钟时，上清液中35S和32P的放射性较低；而搅拌时间足够长时，上清液中35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%，由此说明了______。 ③通过该数据______（“能”或“不能”）判断被侵染的细菌已经大量裂解死亡，理由是______。 ④数据表明，还有20%的35S处于沉淀物中，为证明蛋白质没有进入细菌，还需要进一步实验，思路是______。 考点3 RNA 是遗传物质的实验证据 1．（25-26高三上·天津第九十五中学·期中）下列关于“核酸是遗传物质的证据”的相关实验的叙述，正确的是： A．噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性 B．肺炎双球菌活体细菌转化实验中，R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因突变的结果 C．肺炎双球菌离体细菌转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌，说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质 D．烟草花叶病毒感染和重建实验中，用TMV A的RNA和TMV B的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后，可检测到A型病毒，说明RNA是TMV A的遗传物质 2．（25-26高三上·天津第九十五中学·期中）干叶病毒可导致菠菜得干叶病，为探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA，某同学做了如下实验，请补充相关内容： （1）材料用具：苯酚的水溶液（可以将病毒的蛋白质外壳和核酸分离）、健康生长的菠菜植株、干叶病毒样本、DNA水解酶、RNA水解酶等。 （2）实验步骤： ①选取生长状况相似的健康菠菜植株若干，__________。 ②用苯酚的水溶液处理干叶病毒，将其蛋白质和核酸分离，获得核酸提取液。 ③用下表所列的溶液处理菠菜叶片。（请将表中内容补充完善） 组别 A B C D 处理叶片所用溶液 病毒核酸提取物 和__________ 病毒核酸提取物和RNA水解酶 病毒核酸提取物 _______ ④相同条件下培养一段时间后，观察各组菠菜的生长情况。 （3）结果预测及结论： ①__________，说明DNA是该病毒的遗传物质； ②__________，说明RNA是该病毒的遗传物质。 （4）DNA病毒与RNA病毒相比结构更加稳定，其原因是__________。 考点4 DNA 分子的结构和特点 1．（25-26高三上·天津东丽百中&咸水沽一中·期中）STR是DNA分子上以2～6个核苷酸为单元的重复序列，几乎存在于每条染色体上。可用分析STR的方法进行亲子鉴定，原因不合理的是（    ） A．STR不易发生变异 B．STR具有多样性 C．STR具有种间特异性 D．STR能从亲代传递到子代 2．（25-26高三上·天津红桥·期中）R质粒为环状双链DNA，将其加热再降温后，其中一条链形成的结构由一条双链的“柄”和两个单链的“环”组成，如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．温度可以影响DNA氢键的断裂和形成 B．加热时，DNA富含C-G碱基对的区域容易解旋 C．“柄”中嘌呤碱基的数量与嘧啶碱基的数量相同 D．R质粒的遗传信息储存在脱氧核苷酸的排列顺序中 3．（25-26高三上·天津部分区·期中）如图为一个双链DNA片段的平面结构示意图。下列相关叙述正确的是（　　）    A．①和②所代表的碱基名称分别为胞嘧啶和胸腺嘧啶 B．若一条链的G+C占47%，则另一条链的A+T也占47% C．DNA单链上相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接 D．图中的字母“A”和ATP中的字母“A”都代表腺嘌呤 4．（25-26高三上·天津东丽百中&咸水沽一中·期中）下列甲图中DNA分子有a和d两条链，将甲图中某一片段放大后如乙图所示，结合所学知识回答下列问题：    （1）甲图中，A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶，其中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A是_________酶，B是_________酶。 （2）图甲过程在绿色植物根尖分生区细胞中进行的场所有___________，进行的时间为_________。 （3）乙图中，7是___________。DNA分子两条链上的碱基通过_______________连接成碱基对。 （4）若该双链DNA分子中C占27%，其中一条链中的A占该单链的18%，则另一条链中的A占该单链碱基总数的比例为____________。若该DNA分子的一条链中（A+C）/（T+G）=2，那么在它的互补链中（A+C）/（T+G）=___________。 （5）基因通常是指_________。 考点5 DNA 分子的复制过程及探究 1．（25-26高三上·天津第九十五中学·期中）已知某个完整DNA分子中共有6×106个碱基对，其中A占全部碱基的30%，图为该DNA分子的结构模式图（部分片段）。下列说法正确的是（    ） A．该DNA分子中磷酸基团总数与四种碱基的总和相等 B．④⑤⑥组成的脱氧核糖核苷酸是DNA分子的基本单位之一 C．碱基①和碱基②之间通过“-磷酸-脱氧核糖-磷酸-”相连接 D．该DNA分子在第三次复制时需要消耗胞嘧啶的数量为1.68×107个 2．（25-26高三上·天津第九十五中学·期中）某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动，结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl，a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是（　　） A．本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术 B．a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的 C．b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是15N-14N-DNA D．实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制 3．（25-26高三上·天津第九十五中学·期中）下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述，错误的是（    ） A．摩尔根等通过果蝇眼色杂交实验证明基因在染色体上 B．赫尔希和蔡斯通过肺炎链球菌转化实验证明DNA是遗传物质 C．梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记技术证实 DNA半保留复制方式 D．沃森和克里克通过建构物理模型的方法研究DNA 的结构 4．（25-26高三上·天津耀华中学·期中）下列有关计算中，不正确的是（    ） A．用32P标记的噬菌体在不含放射性的大肠杆菌内增殖3代，具有放射性的噬菌体占总数为1/4 B．某蛋白质分子中含有120个氨基酸，则控制合成该蛋白质的基因中至少有720个碱基 C．某DNA片段有300个碱基对，其中一条链上A+T比例为40%：则复制三次该DNA片段时总共需要720个胞嘧啶脱氧核苷酸 D．用15N标记的精原细胞（含8条染色体）在含14N的培养基中培养，减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期含15N的染色体数分别是8和8 5．（25-26高三上·天津汇文中学·期中）将全部核DNA分子双链经32P标记的1个果蝇精原细胞（2n=8）置于不含32P标记的培养基培养，先经过一次有丝分裂，再经过一次减数分裂，产生了8个精细胞。下列说法错误的是（　　） A．有丝分裂中期和1个减I中期细胞内染色体数相同，标记的染色单体数不同 B．有丝分裂后期和1个减I后期细胞内染色体数不同，标记的染色体数也不同 C．1个减I后期和1个减Ⅱ后期细胞内染色体数相同，标记的染色体数不同 D．产生的8个精细胞，每个细胞内含有4条染色体，均有2条被标记 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题10 基因的本质 5大高频考点 1. 肺炎链球菌的转化实验 2. 噬菌体侵染细菌的实验 3. RNA 是遗传物质的实验证据 4. DNA 分子的结构和特点 5. DNA 分子的复制过程及探究 考点1 肺炎链球菌的转化实验 1．（25-26高三上·天津耀华中学·期中）图1为加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合注射到小体内后，两种细菌的含量变化。图2是用DNA测序仪测出的R型细菌的一个DNA分子片段上，被标记一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序（TGCGTATTGG）。图3为S型细菌的一个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。下列有关说法错误的是（    ）    A．图1中的实线代表的细菌无多糖荚膜，虚线代表的细菌有多糖荚膜 B．R型细菌的此DNA双链片段含有1个腺嘌呤 C．CD段细菌含量增加的原因是S型细菌增加，破坏了小鼠的免疫系统 D．S型细菌的此DNA分子片段碱基排列顺序为CCAGTGCGCC 【答案】B 【解析】A、图1中实线最开始出现的是无多糖荚膜的R型细菌，虚线后出现的是有多糖荚膜的S型细菌，A正确； B、根据图2测序结果可知，A有1个，T有4个，所以对应的双链DNA有5个腺嘌呤，B错误； C、后期CD段上升的原因是S型细菌数量增加，破坏了小鼠的免疫力，所以R型细菌数量持续增加，C正确； D、根据碱基序列可知测序图中从右到左代表的碱基依次是TGCA，且读取是从右向左，从上到下，故所以图3对应的结果是CCAGTGCGCC，D正确。 故选B。 考点2 噬菌体侵染细菌的实验 1．（25-26高三上·天津第七中学·期中）在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，子代噬菌体中的元素全部来自其宿主细胞的是（　　） A．C B．S C．P D．N 【答案】B 【解析】1、噬菌体的结构：蛋白质（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、P）。 1、噬菌体侵染细菌的过程：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。 2、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。 T2噬菌体侵染大肠杆菌时，只有DNA进入大肠杆菌中并作为模板控制子代T2噬菌体的合成，而合成子代T2噬菌体所需的原料均由大肠杆菌提供，因此子代T2噬菌体外壳中元素全部来自大肠杆菌；但由于DNA复制方式为半保留复制，因此子代噬菌体DNA中一些元素来自亲代噬菌体，一些来自大肠杆菌。已知蛋白质由C、H、O、N、S组成，DNA由C、H、O、N、P组成，综上分析，子代噬菌体中的元素全部来自其宿主细胞大肠杆菌的是S，B正确。 故选B。 2．（25-26高三上·天津河西·期中）人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯等科学家利用细菌、病毒等材料进行了一系列实验。下列相关叙述正确的是（　　） A．艾弗里通过肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质 B．用35S和32P分别标记T2噬菌体中蛋白质的羧基、DNA的碱基，探索遗传物质的本质 C．32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌这组实验中，子代噬菌体多数有放射性 D．在噬菌体侵染细菌的实验中，35S标记噬菌体的这一组实验中，搅拌不充分会导致沉淀物有较高的放射性 【答案】D 【解析】A、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验仅证明 “DNA 是肺炎链球菌的遗传物质”，“DNA 是主要的遗传物质” 是综合所有生物（含 RNA 病毒）的遗传物质类型后得出的结论，并非艾弗里实验的结果，A错误； B、35S 标记的是T2噬菌体蛋白质的R基（含S元素），并非羧基；32P 标记的是 DNA 的磷酸基团（含P元素），并非碱基，B错误； C、32P 标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染细菌时，DNA注入细菌后以细菌的核苷酸为原料复制，因此只有少数子代噬菌体含亲代32P标记，多数子代噬菌体无放射性，C错误； D、35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳（侵染时留在细菌外），若搅拌不充分，外壳会吸附在细菌表面，随细菌沉淀，导致沉淀物放射性升高，D正确。 故选D。 3．（25-26高三上·天津红桥·期中）朊病毒是一类不含核酸而仅由蛋白质构成的可自我复制并具感染性的因子，为验证朊病毒的侵染因子，科研人员分别按照图示1→2→3→4和5→2→3→4进行实验①、②（题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞）。下列叙述错误的是（　　） A．图中进行搅拌的目的是将牛脑组织细胞和未侵入细胞的朊病毒分离开 B．实验①中步骤1、2可以互换顺序，对结果影响不大 C．实验①离心后上清液中几乎不能检测到32P，沉淀物中也几乎检测不到32P D．推测实验②培养适宜时间后搅拌离心，检测放射性位置应主要位于上清液中 【答案】D 【解析】A、搅拌的目的与噬菌体侵染细菌实验类似，是将牛脑组织细胞与未侵入细胞的朊病毒分离开，A正确； B、实验①中，32P标记的是细胞的核酸（朊病毒不含核酸），因此无论步骤1（32P 培养细胞）与步骤2（加朊病毒培养）是否互换，朊病毒都不会被32P标记，对实验结果影响不大，B正确； C、由于朊病毒不含DNA和RNA，只含蛋白质，蛋白质中磷含量极低，故试管2中提取的朊病毒几乎不含32P，因此，从理论上讲，离心后试管4的上清液中几乎不能检测到32P，沉淀物中几乎不能检测到32P，C正确； D、朊病毒的蛋白质中含有S元素，如果添加试管5，从试管2中提取朊病毒后先加入试管5，连续培养一段时间后，再提取朊病毒并加入试管3，朊病毒的蛋白质中含有35S，培养适宜时间后离心，由于朊病毒的蛋白质是侵染因子，35S随朊病毒侵入牛脑组织细胞中，离心后放射性应主要位于牛脑组织细胞中，即沉淀物中，少量的朊病毒不能成功侵入牛脑组织细胞，离心后位于上清液中，D错误。 故选D。 4．（25-26高三上·天津耀华中学·期中）赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验，其中一组如下图所示，下列叙述正确的是（　　） A．过程①保温时间的长短不会对实验结果产生影响 B．T2噬菌体的侵染实验通过步骤②实现噬菌体的蛋白质与DNA分离 C．过程③中分离出的子代噬菌体，大部分含31P，少部分含32P D．该组实验不能根据放射性结果证明DNA是噬菌体的遗传物质 【答案】D 【解析】A、保温的目的是让噬菌体侵染细菌，过程①保温时间过短会导致部分噬菌体未侵染细菌，过长则会导致细菌裂解，均会对实验结果产生影响，A错误； B、T2噬菌体的侵染实验通过步骤②实现噬菌体（蛋白质外壳）与细菌分离，B错误； C、由于DNA进行半保留复制，过程③中分离出的子代噬菌体，全部含31P，少部分含32P和31P，C错误； D、该组实验不能根据沉淀物放射性结果证明DNA是噬菌体的遗传物质，还需观察子代噬菌体是否有放射性，D正确。 故选D。 5．（25-26高三上·天津河北·期中）分枝杆菌的K7基因是维持TM4噬菌体吸附能力的关键基因。按照噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程，进行相关实验。下列分析正确的是（    ） 选项 分枝杆菌 TM4噬菌体 实验结果 A 未敲除K7组和敲除K7组 35S标记 两组的上清液中放射性有明显区别 B 未敲除K7组和敲除K7组 32P标记 敲除K7组沉淀中放射性强度等于未敲除组 C 32P标记的未敲除K7组 未标记 释放的子代TM4均带有32P标记 D 35S分别标记未敲除K7组和敲除K7组 未标记 两组子代TM4放射性强度无明显差别 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】噬菌体的繁殖过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（模板：噬菌体的DNA；原料、酶、场所等：由细菌提供）→组装→释放。TM4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。 A、35S标记的是蛋白质，噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳不进入细菌内部，而是留在细菌外面。未敲除K7组和敲除K7组中，噬菌体的蛋白质外壳都在细菌外，离心后都存在于上清液中，所以两组的上清液中放射性无明显区别，A错误； B、32P标记的是DNA，K7基因是维持TM4噬菌体吸附能力的关键基因，敲除K7组噬菌体吸附能力下降，侵染细菌的噬菌体数量减少，进入细菌的DNA也就减少，所以沉淀中放射性强度低于未敲除组，B错误； C、未被标记TM4噬菌体侵染被32P标记的分枝杆菌，噬菌体的DNA注入细胞内后利用宿主细胞中32P标记的原料进行DNA复制，根据DNA半保留复制的特点，子代TM4噬菌体的DNA均被32P标记，C正确； D、用未标记的TM4侵染35S标记的未敲除stpK7分枝杆菌，TM4可以完成吸附注入DNA，并且利用宿主细胞中35S标记物质合成子代噬菌体，子代会出现放射性，当侵染35S标记的敲除stpK7分枝杆菌时，TM4不能完成吸附注入，因此不会产生子代噬菌体，D错误。 故选C。 6．（25-26高三上·天津部分区·期中）1952年，赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能，请回答下列有关问题： （1）与肺炎链球菌相比，在赫尔希和蔡斯实验中，以噬菌体作为实验材料，该实验材料的优点是_________。 （2）侵染一段时间后，用搅拌器搅拌，离心得到上清液和沉淀物，然后检测被侵染的细菌的存活率，以及上清液中的放射性，实验结果如下图所示。    ①搅拌的目的是______。 ②当搅拌时间少于1分钟时，上清液中35S和32P的放射性较低；而搅拌时间足够长时，上清液中35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%，由此说明了______。 ③通过该数据______（“能”或“不能”）判断被侵染的细菌已经大量裂解死亡，理由是______。 ④数据表明，还有20%的35S处于沉淀物中，为证明蛋白质没有进入细菌，还需要进一步实验，思路是______。 【答案】（1）结构简单，只含有蛋白质和DNA（核酸） （2）使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。 DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌。 不能 图中显示被侵染的细菌存活率接近100%。 将沉淀物中细菌提取出来，进一步培养待其裂解后，检测是否有35S放射性。若基本没有，可证明蛋白质没有进入细菌。 【解析】分析图示：被感染的细菌的存活率为100%；上清液35S先增大后保持在80%，说明有20%的噬菌体没有与细菌脱离，仍然附着在细菌外面，离心后随细菌一起沉淀了；上清液中32P先增大后保持在30%左右，说明有30%的噬菌体没有侵染细菌，离心后位于上清液。 （1）噬菌体没有细胞结构，且成分简单，只含有DNA和蛋白质，所以是证实哪一种物质是遗传物质的很好的实验材料。 （2）①②搅拌的目的是将噬菌体和细菌分离，所以搅拌时间过短时，含有放射性的蛋白质外壳就会留在细菌表面留在沉淀物中，从而使得上清液中的放射性较低。由于32P标记噬菌体的DNA，35S标记的噬菌体的蛋白质，实验结果表明当搅拌时间足够长以后，上清液中的35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%，证明 DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌。 ③图中表明“被侵染的细菌”存活率基本保持在100%，通过该数据可以判断出，被侵染的细菌未裂解，否则子代噬菌体释放出来会使胞外32P放射性增高。 ④数据表明20%的35S处于沉淀物中，因此可以将沉淀物中细菌提取出来，进一步培养待其裂解后，检测是否有35S放射性。若基本没有，可证明蛋白质没有进入细菌。 考点3 RNA 是遗传物质的实验证据 1．（25-26高三上·天津第九十五中学·期中）下列关于“核酸是遗传物质的证据”的相关实验的叙述，正确的是： A．噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性 B．肺炎双球菌活体细菌转化实验中，R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因突变的结果 C．肺炎双球菌离体细菌转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌，说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质 D．烟草花叶病毒感染和重建实验中，用TMV A的RNA和TMV B的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后，可检测到A型病毒，说明RNA是TMV A的遗传物质 【答案】D 【解析】A、噬菌体侵染细菌的实验中，用32P标记的是噬菌体的DNA，而DNA进行半保留复制，因此子代噬菌体极少数具有放射性，A错误； B、肺炎双球菌活体细菌转化实验中，R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因重组的结果，B错误； C、肺炎双球菌离体细菌转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌，说明DNA是遗传物质，C错误； D、烟草花叶病毒感染和重建实验中，用TMV A的RNA和TMV B的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后，可检测到A型病毒，说明RNA是TMV A的遗传物质，D正确。 故选D。 2．（25-26高三上·天津第九十五中学·期中）干叶病毒可导致菠菜得干叶病，为探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA，某同学做了如下实验，请补充相关内容： （1）材料用具：苯酚的水溶液（可以将病毒的蛋白质外壳和核酸分离）、健康生长的菠菜植株、干叶病毒样本、DNA水解酶、RNA水解酶等。 （2）实验步骤： ①选取生长状况相似的健康菠菜植株若干，__________。 ②用苯酚的水溶液处理干叶病毒，将其蛋白质和核酸分离，获得核酸提取液。 ③用下表所列的溶液处理菠菜叶片。（请将表中内容补充完善） 组别 A B C D 处理叶片所用溶液 病毒核酸提取物 和__________ 病毒核酸提取物和RNA水解酶 病毒核酸提取物 _______ ④相同条件下培养一段时间后，观察各组菠菜的生长情况。 （3）结果预测及结论： ①__________，说明DNA是该病毒的遗传物质； ②__________，说明RNA是该病毒的遗传物质。 （4）DNA病毒与RNA病毒相比结构更加稳定，其原因是__________。 【答案】 随机均分成四组，分别编号为A、B、C、D DNA水解酶 蒸馏水 B、C组感染病毒，A、D组未感染 A、C组感染病毒，B、D组未感染 DNA分子一般是双螺旋结构，与RNA的单链结构相比更加稳定 【解析】要探究干叶病毒的核酸种类，必须把组成病毒的两种物质分离，单独地去观察核酸的作用；注意对照实验的设计，依据提供的实验材料不难设计出步骤。 （1）①实验设计要遵循单一变量原则，控制无关变量相同且适宜，应选取生长状况相似的健康菠菜植株，随机均分成四组，分别编号为A、B、C、D。 ③探究实验要遵循对照原则和单一变量原则，因此还需要设置对照组。要探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA，实验组用病毒核酸提取物处理叶片，对照组需用不含遗传物质的提取物处理叶片。根据酶的专一性，DNA酶可以催化DNA水解，RNA酶可以催化RNA的水解。因此表中A处加入的是DNA水解酶。另外为增强实验的说服力，还应设计空白对照，D处应该加入的是蒸馏水。 （3）结果预测及结论： ①若DNA是该病毒的遗传物质，则A组DNA被水解，而B、C组DNA完好，因此B、C组感染，A、D组未感染； ②若RNA是该病毒的遗传物质，则B组RNA被水解，而A、C组RNA完好，因此A、C组感染，B、D组未感染。 （4）DNA分子一般是双螺旋结构，与RNA的单链结构相比更加稳定。 【点睛】本题考查对照实验的设计，意在考查学生分析酶的专一性，提升对照实验设计的三步走的能力，即取材和编号、分别作不同处理、观察实验结果和得出实验结论，属于中档题。 考点4 DNA 分子的结构和特点 1．（25-26高三上·天津东丽百中&咸水沽一中·期中）STR是DNA分子上以2～6个核苷酸为单元的重复序列，几乎存在于每条染色体上。可用分析STR的方法进行亲子鉴定，原因不合理的是（    ） A．STR不易发生变异 B．STR具有多样性 C．STR具有种间特异性 D．STR能从亲代传递到子代 【答案】C 【解析】细胞有丝分裂的重要意义是将亲代细胞的染色体经过复制（实质为DNA的复制）之后，精确地平均分配到两个子细胞中，由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。 A、用于亲子鉴定的STR要具有特异性和稳定性的特点，即不易发生变异，A正确； B、不同个体的STR重复次数不同，便于区分，因此STR具有多样性，B正确； C、用分析STR的方法进行亲子鉴定利用了STR具有个体间特异性的特点，C错误； D、STR几乎存在于每条染色体上，遵循遗传规律，STR能从亲代传递到子代，D正确。 故选C。 2．（25-26高三上·天津红桥·期中）R质粒为环状双链DNA，将其加热再降温后，其中一条链形成的结构由一条双链的“柄”和两个单链的“环”组成，如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．温度可以影响DNA氢键的断裂和形成 B．加热时，DNA富含C-G碱基对的区域容易解旋 C．“柄”中嘌呤碱基的数量与嘧啶碱基的数量相同 D．R质粒的遗传信息储存在脱氧核苷酸的排列顺序中 【答案】B 【解析】A、高温时DNA氢键断裂（解旋），低温时氢键形成（复性），所以温度可以影响DNA氢键的断裂和形成，A正确； B、A-T之间两个氢键，G-C之间三个氢键，氢键数量越少越容易断裂，所以加热时，DNA富含A-T碱基对的区域越容易解旋，富含C-G 碱基对的区域更稳定，加热时更难解旋，B错误； C、“柄” 是双链 DNA 结构，根据碱基互补配对原则，双链DNA中嘌呤碱基（A+G）的数量与嘧啶碱基（T+C）的数量相等，C正确； D、R质粒为环状双链DNA，遗传信息储存在脱氧核苷酸的排列顺序中，D正确。 故选B。 3．（25-26高三上·天津部分区·期中）如图为一个双链DNA片段的平面结构示意图。下列相关叙述正确的是（　　）    A．①和②所代表的碱基名称分别为胞嘧啶和胸腺嘧啶 B．若一条链的G+C占47%，则另一条链的A+T也占47% C．DNA单链上相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接 D．图中的字母“A”和ATP中的字母“A”都代表腺嘌呤 【答案】C 【解析】A、DNA的两条链遵循A-T、G-C的配对关系，①和②所代表的碱基名称分别为鸟嘌呤（G）和胸腺嘧啶（T），A错误； B、根据碱基互补配对原则，若一条链中G+C占47%，则该链A+T占53%，另一条链的A+T比例也为53%，B错误； C、DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧构成基本骨架，DNA单链上相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，C正确； D、图中的字母“A”表示腺嘌呤，ATP中的“A”表示腺苷，D错误。 故选C。 4．（25-26高三上·天津东丽百中&咸水沽一中·期中）下列甲图中DNA分子有a和d两条链，将甲图中某一片段放大后如乙图所示，结合所学知识回答下列问题：    （1）甲图中，A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶，其中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A是_________酶，B是_________酶。 （2）图甲过程在绿色植物根尖分生区细胞中进行的场所有___________，进行的时间为_________。 （3）乙图中，7是___________。DNA分子两条链上的碱基通过_______________连接成碱基对。 （4）若该双链DNA分子中C占27%，其中一条链中的A占该单链的18%，则另一条链中的A占该单链碱基总数的比例为____________。若该DNA分子的一条链中（A+C）/（T+G）=2，那么在它的互补链中（A+C）/（T+G）=___________。 （5）基因通常是指_________。 【答案】（1）解旋酶 DNA聚合酶 （2）细胞核和线粒体 有丝分裂的间期 （3）胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 氢键 （4）28% 1/2 （5）有遗传效应的DNA片段。 【解析】题图分析：甲图是DNA分子复制过程，A的作用是使DNA分子的双螺旋结构解开，形成单链DNA，因此A是解旋酶，B是催化以DNA单链d为模板形成DNA分子的子链c，因此B是DNA聚合酶。图乙是DNA分子的平面结构，其中1是碱基C，2是碱基A，3是碱基G，4是碱基T，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。 （1）图甲中，A酶的作用是使DNA分子的双螺旋结构解旋，同时断裂氢键，因此是解旋酶；B酶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，是DNA聚合酶。 （2）绿色植物根尖分生区细胞中没有叶绿体，DNA存在于细胞核和线粒体中，因此DNA 分子复制的场所是细胞核和线粒体；该处细胞只能通过有丝分裂方式增殖，因此进行的时间为有丝分裂的间期。 （3）图乙中，7是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸，DNA分子两条链上的碱基由氢键连接形成碱基对，进而提高了DNA分子的稳定性。 （4）若该双链DNA分子中C占27%，双链DNA中A=T，C=G，A+C=50%，所以该DNA中A=T=23%，A+T=46%，每条链中的A+T=46%，其中一条链中的A占该单链的18%，那么该条链中的T=46%-18%=28%，该条链中的T等于互补链中的A的数目，所以另一条链中的A占该单链碱基总数的比例为28%；若该DNA分子的一条链中（A+C）/（T+G）=2，该比例在DNA的两条互补链中互为倒数，因此它的互补链中（A+C）/（T+G）=1/2。 （5）绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此，基因通常是有遗传效应的DNA片段。 考点5 DNA 分子的复制过程及探究 1．（25-26高三上·天津第九十五中学·期中）已知某个完整DNA分子中共有6×106个碱基对，其中A占全部碱基的30%，图为该DNA分子的结构模式图（部分片段）。下列说法正确的是（    ） A．该DNA分子中磷酸基团总数与四种碱基的总和相等 B．④⑤⑥组成的脱氧核糖核苷酸是DNA分子的基本单位之一 C．碱基①和碱基②之间通过“-磷酸-脱氧核糖-磷酸-”相连接 D．该DNA分子在第三次复制时需要消耗胞嘧啶的数量为1.68×107个 【答案】A 【解析】双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数，即A+G=C+T。DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，而一分子脱氧核苷酸由一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子含氮碱基组成。 A、DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，而一分子脱氧核苷酸由一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子含氮碱基组成，所以DNA中磷酸基团总数与四种碱基的总和是相等的，A正确： B、由图可知，④⑤⑦组成一个脱氧核糖核苷酸，⑥则是相邻脱氧核糖核苷酸的磷酸基团，B错误； C、由图可以看出，碱基①和碱基②之间通过“-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-”相连接，C错误； D、该DNA分子在第三次复制时，DNA只复制了一次，由4个DNA变为8个DNA，相当于需要合成4个新的DNA，而每个DNA中（A+C）占全部碱基的50%，而A占全部碱基的30%，所以胞嘧啶（C）占全部碱基的20%，故需要消耗胞嘧啶的数量为6×106×2×20%×4=9.6×106，D错误。 故选A。 2．（25-26高三上·天津第九十五中学·期中）某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动，结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl，a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是（　　） A．本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术 B．a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的 C．b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是15N-14N-DNA D．实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制 【答案】B 【解析】A、由题意“培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl”和“条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置”可知：本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术，A正确； B、分析图示可知：a管中的DNA密度最大，表明该管中的大肠杆菌是在含15NH4Cl的培养液中培养的，B错误； C、b管中的DNA密度介于a、c管中的之间，表明该管中的大肠杆菌的DNA都是14N-15N-DNA，C正确； D、综合a、b、c三只管可推测，a管中为亲代DNA：15N-15N-DNA，b管中为复制一代后的子代DNA：15N-14N-DNA，c管中为复制两代后的子代DNA：1/215N-14N-DNA、1/214N-14N-DNA，这说明DNA分子的复制是半保留复制，D正确。 故选B。 3．（25-26高三上·天津第九十五中学·期中）下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述，错误的是（    ） A．摩尔根等通过果蝇眼色杂交实验证明基因在染色体上 B．赫尔希和蔡斯通过肺炎链球菌转化实验证明DNA是遗传物质 C．梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记技术证实 DNA半保留复制方式 D．沃森和克里克通过建构物理模型的方法研究DNA 的结构 【答案】B 【解析】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型菌中存在某种转化因子，能将R型菌转化为S型菌；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。 1、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记大肠杆菌，获得被35S或32P标记的大肠杆菌，再用被35S或32P标记的大肠杆菌培养噬菌体。 A、摩尔根利用果蝇为材料进行杂交实验，通过假说—演绎法证明基因在染色体上，A正确； B、赫尔希和蔡斯运用同位素标记法，通过噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质，B错误； C、生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记技术，证明了DNA复制方式是半保留复制，C正确； D、沃森和克里克用DNA衍射图谱的相关数据为基础，通过建构物理模型的方法研究DNA的结构，推算出DNA呈双螺旋结构，D正确。 故选B。 4．（25-26高三上·天津耀华中学·期中）下列有关计算中，不正确的是（    ） A．用32P标记的噬菌体在不含放射性的大肠杆菌内增殖3代，具有放射性的噬菌体占总数为1/4 B．某蛋白质分子中含有120个氨基酸，则控制合成该蛋白质的基因中至少有720个碱基 C．某DNA片段有300个碱基对，其中一条链上A+T比例为40%：则复制三次该DNA片段时总共需要720个胞嘧啶脱氧核苷酸 D．用15N标记的精原细胞（含8条染色体）在含14N的培养基中培养，减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期含15N的染色体数分别是8和8 【答案】C 【解析】1、噬菌体侵染细菌的过程：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。 1、DNA分子碱基互补配对原则的规律：（1）在双链DNA分子中，互补碱基两两相等，A=T，C=G，A+G=C+T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。（2）DNA分子的一条单链中（A+T）与（G+C）的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值；（3）DNA分子一条链中（A+G）与（T+C）的比值与互补链中的该种碱基的比值互为倒数，在整个双链中该比值等于1。 A、32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染细菌时，只有DNA分子进入细菌并作为模板控制子代噬菌体合成，而合成子代噬菌体的原料均来自细菌。用32P标记的噬菌体在普通大肠杆菌内增殖3代，根据DNA半保留复制特点，具有放射性的噬菌体占总数为2/23=1/4，A正确； B、若某蛋白质分子中含有120个氨基酸，根据DNA（或基因）中碱基数：mRNA上碱基数：氨基酸个数=6：3：1，则控制合成该蛋白质的基因中至少有120×6=720个碱基，B正确； C、某DNA片段有300个碱基对，其中一条链上A+T比例为40%，根据碱基互补配对原则，该DNA片段中A+T的比例也为40%，且A=T，因此A=T=20%，C=G=30%，则该DNA片段中含有胞嘧啶脱氧核苷酸数目为300×2×30%=180个，复制三次该DNA片段时总共需要胞嘧啶脱氧核苷酸=（23－1）×180=1260个，C错误； D、用15N标记的细胞（含8条染色体）在含14N的培养基中培养，由于DNA分子只复制一次，根据DNA分子半保留复制特点，减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期含15N的染色体数分别是8和8，D正确。 故选C。 5．（25-26高三上·天津汇文中学·期中）将全部核DNA分子双链经32P标记的1个果蝇精原细胞（2n=8）置于不含32P标记的培养基培养，先经过一次有丝分裂，再经过一次减数分裂，产生了8个精细胞。下列说法错误的是（　　） A．有丝分裂中期和1个减I中期细胞内染色体数相同，标记的染色单体数不同 B．有丝分裂后期和1个减I后期细胞内染色体数不同，标记的染色体数也不同 C．1个减I后期和1个减Ⅱ后期细胞内染色体数相同，标记的染色体数不同 D．产生的8个精细胞，每个细胞内含有4条染色体，均有2条被标记 【答案】D 【解析】根据DNA半保留复制的特点，用32P标记的精原细胞在不含32P的原料中进行了一次有丝分裂，则DNA分子中都是一条链含32P，一条链不含32P。产生的精原细胞进行减数分裂，仍是在不含32P的原料进行复制，所以每条染色体上的两个DNA分子中只有1条链含有32P。 果蝇的精原细胞含有8条染色体，若进行有丝分裂，由于DNA的半保留复制，每个DNA均有一条链带有标记，一条链不带标记，故进行有丝分裂时前期带有标记的染色体为8条、带有标记的染色单体为16条，有丝分裂后期带有标记的染色体数是16条，有丝分裂结束后，子细胞中每个DNA分子只有一条链有标记，细胞中含有标记的染色体数是8条；子细胞中DNA进行再次复制进行减数分裂，由于DNA分子的半保留复制，每条染色体上只有一条染色单体有标记，故减数第一次分裂时细胞中含有8条有标记的染色体、8条有标记的染色单体，由于减数第一次分裂同源染色体分离，故减数第二次分裂的前期、中期细胞中含有4条染色体有标记，有标记的染色单体数也为4条，减数第二次分裂后期，姐妹染色单体分离，细胞中含有标记的染色体数仍为4条，由于姐妹染色体分向两个细胞是随机的，所以形成的精细胞中含有标记的染色体数不确定，综上分析，有丝分裂中期和1个减I中期细胞内染色体数相同，标记的染色单体数不同，A正确；有丝分裂后期和1个减I后期细胞内染色体数不同，标记的染色体数也不同，B正确；1个减工后期和1个减Ⅱ后期细胞内染色体数相同，但标记的染色体数不同，C正确；产生的8个精细胞，每个细胞内含有4条染色体，但有标记的染色体数可能为0～4条，D错误。 故选D。 【点睛】本题考查细胞有丝分裂和减数分裂、DNA分子的复制，要求考生识记细胞有丝分裂和减数分裂不同时期的特点，掌握有丝分裂和减数分裂过程中染色体和DNA含量变化规律；识记DNA分子半保留复制特点，能结合所学的知识准确判断各选项。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题10 基因的本质 考点1 肺炎链球菌的转化实验 1.【答案】B 考点2 噬菌体侵染细菌的实验 1.【答案】B 2.【答案】D 3.【答案】D 4.【答案】D 5.【答案】C 6.【答案】（1）结构简单，只含有蛋白质和DNA（核酸） （2）使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。 DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌。 不能 图中显示被侵染的细菌存活率接近100%。 将沉淀物中细菌提取出来，进一步培养待其裂解后，检测是否有35S放射性。若基本没有，可证明蛋白质没有进入细菌。 考点3 RNA 是遗传物质的实验证据 1.【答案】D 2.【答案】 随机均分成四组，分别编号为A、B、C、D DNA水解酶 蒸馏水 B、C组感染病毒，A、D组未感染 A、C组感染病毒，B、D组未感染 DNA分子一般是双螺旋结构，与RNA的单链结构相比更加稳定 考点4 DNA 分子的结构和特点 1.【答案】C 2.【答案】B 3.【答案】C 4.【答案】（1）解旋酶 DNA聚合酶 （2）细胞核和线粒体 有丝分裂的间期 （3）胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 氢键 （4）28% 1/2 （5）有遗传效应的DNA片段。 考点5 DNA 分子的复制过程及探究 1.【答案】A 2.【答案】B 3.【答案】B 4.【答案】C 5.【答案】D 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $