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第3章　基因的本質
課時作業（七）　DNA是主要的遺傳物質
[基礎鞏固練]
1.用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，經培養、攪拌、離心、檢測，上清液的放射性占10％，沉淀物的放射性占90％。上清液帶有放射性的原因可能是（　　）
A.離心時間過長，上清液中析出較重的大腸桿菌
B.攪拌不充分，吸附在大腸桿菌上的噬菌體未與細菌分離
C.噬菌體侵染大腸桿菌后，大腸桿菌裂解釋放出子代噬菌體
D.32P標記了噬菌體蛋白質外殼，離心后存在于上清液中
解析：噬菌體侵染大腸桿菌時，經過攪拌、離心，上清液中含質量較輕的噬菌體蛋白質外殼，沉淀物是被侵染的大腸桿菌；攪拌不充分，噬菌體外殼與細菌未分離，放射性應出現在沉淀物中；32P標記的是噬菌體的DNA；上清液帶有放射性的原因可能是保溫時間過長，噬菌體侵染大腸桿菌后，大腸桿菌裂解釋放出子代噬菌體，C正確。
答案：C
2.下列關于“肺炎鏈球菌的體外轉化實驗”和“T2噬菌體侵染細菌的實驗”的敘述，錯誤的是（　　）
A.將 S型細菌的DNA與R型活細菌混合培養，一段時間后培養基中會有兩種菌落
B.在用35S標記的T2噬菌體侵染細菌實驗中，細菌裂解后得到的T2噬菌體大多數有放射性
C.在用32P標記的T2噬菌體侵染細菌實驗中，保溫時間太長或太短均可導致上清液放射性升高
D.兩個實驗的設計思路都是設法將DNA與蛋白質分開后單獨研究各自的效應
解析：加入了S型細菌中的DNA，部分R型細菌能轉化為S型細菌，一段時間后培養基中會有兩種菌落，A正確；用35S標記的是噬菌體的蛋白質外殼，在噬菌體侵染細菌實驗中，只有DNA進入大腸桿菌中，蛋白質外殼留在外面，因此細菌裂解后得到的子代噬菌體沒有放射性，B錯誤；在用32P標記的噬菌體侵染細菌實驗中，保溫時間太長（細菌細胞裂解）或太短（噬菌體沒有完全侵入）均可導致上清液放射性升高，C正確；兩個實驗的設計思路都是設法將DNA與蛋白質區分開后研究各自的效應，D正確。
答案：B
3.（多選）（2024·山東煙臺高一統考期末）為了探究煙草花葉病毒（TMV）的遺傳物質，某實驗小組進行了如下圖所示實驗。下列說法不正確的是（　　）
A.實驗1為空白對照組，以消除無關變量對實驗結果的影響，增強實驗的可信度
B.根據實驗1、2、3的實驗現象可得出結論：煙草花葉病毒的遺傳物質是RNA
C.實驗4是利用“加法原理”設計的一個補充實驗組，可以進一步驗證實驗結論
D.該實驗與格里菲思的實驗都是設法將核酸和蛋白質分開后分別研究各自的效應
解析：沒有做出處理的為空白對照，實驗2為空白對照組，以消除無關變量對實驗結果的影響，增強實驗的可信度，A錯誤；實驗1、2、3的實驗現象顯示TMV病毒的RNA能引起煙草花葉病，蛋白質不能，因而能得出結論：煙草花葉病毒的遺傳物質是RNA，B正確；實驗4是利用“減法原理”設計的一個補充實驗組，可以進一步驗證實驗結論，得出RNA是遺傳物質的結論，C錯誤；該實驗與艾弗里的實驗都是設法將核酸和蛋白質分開后分別研究各自的效應，D錯誤。
答案：ACD
4.如果用3H、15N、35S、32P標記噬菌體后，讓其侵染細菌，在產生的子代噬菌體的組成成分中，能夠找到的標記元素為（　　）
A.可在外殼中找到15N和35S和3H
B.可在DNA中找到3H、15N、32P
C.可在外殼中找到15N和35S
D.可在DNA中找到15N、35S、32P
解析：DNA中含有H、N、P元素，DNA復制時親代提供模板，所以能在子代噬菌體的DNA中找到3H、15N、32P。3H、15N、35S標記了噬菌體的蛋白質外殼，噬菌體在侵染細菌過程中，將外殼留在細菌外，所以在子代噬菌體的外殼中檢測不到35S放射性。因此，在產生的子代噬菌體的組成成分中，能夠找到的標記元素為15N、32P、3H。
答案：B
[能力提升練]
5.（2021·全國乙卷）在格里菲思所做的肺炎鏈球菌轉化實驗中，無毒性的R型活細菌與被加熱殺死的S型細菌混合后注射到小鼠體內，從小鼠體內分離出了有毒性的S型活細菌。某同學根據上述實驗，結合現有生物學知識所做的下列推測中，不合理的是（　　）
A.與R型細菌相比，S型細菌的毒性可能與莢膜多糖有關
B.S型細菌的DNA能夠進入R型細菌細胞指導蛋白質的合成
C.加熱殺死S型細菌使其蛋白質功能喪失而DNA功能可能不受影響
D.將S型細菌的DNA經DNA酶處理后與R型細菌混合，可以得到S型細菌
解析：與R型細菌相比，S型細菌具有莢膜多糖，S型細菌有毒，故推測S型細菌的毒性可能與莢膜多糖有關，A正確；S型細菌的DNA進入R型細菌細胞后使R型細菌具有了S型細菌的性狀，可知S型細菌的DNA進入R型細菌細胞后指導蛋白質的合成，B正確；加熱殺死的S型細菌不會使小白鼠死亡，說明加熱殺死的S型細菌的蛋白質功能喪失，而加熱殺死的S型細菌的DNA可以使R型細菌發生轉化，可知其DNA功能不受影響，C正確；將S型細菌的DNA經DNA酶處理后，DNA被水解為小分子物質，故與R型細菌混合，不能得到S型細菌，D錯誤。
答案：D
6.（多選）下列有關探究遺傳物質的實驗方法的敘述，正確的是（　　）
A.肺炎鏈球菌的體外轉化實驗中自變量的控制利用了減法原理
B.噬菌體侵染細菌的實驗利用了放射性同位素標記技術
C.煙草花葉病毒感染煙草的實驗利用了放射性同位素標記技術
D.噬菌體侵染細菌的實驗設計思路是設法將DNA和蛋白質分開，單獨觀察它們的遺傳特點
解析：艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉化實驗利用了自變量控制中的“減法原理”，進而證明DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質，A正確；噬菌體侵染細菌實驗利用了放射性同位素標記法，即分別用35S或32P標記噬菌體，B正確；煙草花葉病毒感染煙草實驗沒有利用同位素標記法，C錯誤；噬菌體侵染細菌實驗的設計思路是設法將DNA和蛋白質分開，單獨觀察它們的遺傳特點，D正確。
答案：ABD
7.某科研人員為了驗證格里菲思的肺炎鏈球菌轉化實驗，對實驗鼠進行了4次注射實驗，如圖所示。下列相關敘述正確的是（　　）
A.活菌甲是有莢膜的R型細菌，而活菌乙是無莢膜的S型細菌
B.由注射②和④的結果可知，活或死的S型細菌都能使小鼠死亡
C.在死鼠2的血液中應有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲轉化而來
D.死菌乙未導致鼠3死亡，由此說明未處理的S型細菌不會導致小鼠死亡
解析：活菌甲是無莢膜的R型細菌，而活菌乙是有莢膜的S型細菌，A錯誤；由注射②和④的結果可知，活的S型細菌能使小鼠死亡，由注射③的結果可知，死的S型細菌不能使小鼠死亡，B錯誤；在死鼠2的血液中應有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲轉化而來，C正確；死菌乙未導致鼠3死亡，由此說明死的S型細菌不能導致小鼠死亡，D錯誤。
答案：C
8.（多選）下列四幅圖表示了在“肺炎鏈球菌轉化實驗”和“噬菌體侵染細菌的實驗”（攪拌強度、時長等都合理）中相關含量的變化，相關敘述錯誤的是（　　）
甲 乙
丙 丁
A.圖甲表示在“32P標記的噬菌體侵染細菌實驗”中，沉淀物放射性含量的變化
B.圖乙表示在“35S標記的噬菌體侵染細菌實驗”中，沉淀物放射性含量的變化
C.圖丙表示“肺炎鏈球菌體外轉化實驗”中，R型細菌與S型細菌的數量變化
D.圖丁表示“肺炎鏈球菌體外轉化實驗”中，R型細菌與S型細菌的數量變化
解析：“32P標記的噬菌體侵染細菌實驗”中，隨著時間的推移，細菌被裂解，子代噬菌體釋放，導致沉淀物放射性含量不斷降低，A錯誤；“35S 標記的噬菌體侵染細菌實驗”中，沉淀物放射性含量低，B錯誤；“肺炎鏈球菌體外轉化實驗”中加入S型細菌DNA后，R型細菌增殖數量增加，S型細菌最初數量為0，轉化后增殖，數量增加，C正確，D錯誤。
答案：ABD
9.下列實驗及其結果能作為直接證據說明“DNA是遺傳物質”的是（　　）
A.從煙草花葉病毒中提取出來的RNA，能使煙草患病
B.注射S型活細菌到小鼠體內，小鼠死亡，從小鼠體內分離出S型活細菌
C.紅眼雄果蠅與雜合紅眼雌果蠅雜交，F1中雌蠅全為紅眼，雄蠅中有紅眼和白眼
D.用32P標記的T2噬菌體侵染未標記的大腸桿菌，新形成的噬菌體可檢測到放射性
解析：從煙草花葉病毒中提取出來的RNA能使煙草患病，說明RNA是遺傳物質，A錯誤；注射S型活細菌到小鼠體內，小鼠死亡，從小鼠體內分離出S型活細菌，只能說明S型活細菌可以使小鼠致死，不能直接說明DNA是遺傳物質，B錯誤；紅眼雄果蠅與雜合紅眼雌果蠅雜交，F1中雌蠅全為紅眼，雄蠅中有紅眼和白眼，只能說明果蠅眼色的遺傳與性別相關聯，無法作為“DNA是遺傳物質”的證據，C錯誤；用32P標記的T2噬菌體侵染未標記的大腸桿菌，在新形成的噬菌體中可檢測到放射性，說明32P標記的DNA可以傳遞給子代，即DNA能在親子代間傳遞，說明DNA是遺傳物質，D正確。
答案：D
10.根據遺傳物質的不同，可將病毒分為兩類，如圖為這兩類病毒的化學組成示意圖，其中b、c、d均為大分子物質，請據圖回答下列問題：
（1）艾弗里與赫爾希等人選用細菌或病毒作為實驗材料，其優點有　　　　　　
　　　　　　　（答出兩點）。
（2）赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗中，選用了圖中　　　　（填“e類病毒”或“f類病毒”）中的一種。實驗過程中，他們用35S、32P分別標記了圖中的　　　　（填序號）部位。
（3）為確定某病毒屬于e類病毒還是f類病毒，不考慮在宿主細胞內發生堿基之間的相互轉換，某實驗小組以體外培養的宿主細胞為實驗材料，設計了如下實驗方案：
組別 實驗處理 統計并記錄
甲 在含放射性標記的胸腺嘧啶的培養基中培養宿主細胞 統計并記錄分別接種病毒一段時間后，檢測子代病毒的放射性
乙 ？
上述實驗中，乙組應做的處理為　　　　　　　　　　　　　　　　　　。若　　　　　　　　　　　　　　　，則該病毒為f類病毒。
解析：（1）在探索遺傳物質的科學實驗中，以細菌和病毒作為實驗材料，具有以下優點：個體小，結構簡單，易于觀察因遺傳物質改變導致的結構和功能的變化；繁殖快，細菌20～30 min就可繁殖一代，病毒短時間內可大量繁殖。（2）分析題圖可知，e類病毒為DNA病毒，f類病毒為 RNA病毒。赫爾希和蔡斯選擇的T2噬菌體是DNA病毒。他們用35S、32P分別標記蛋白質和DNA，其中35S位于氨基酸的R基中，32P位于脫氧核苷酸的磷酸基團中。（3）為確定某病毒是DNA病毒還是RNA病毒，可在體外培養宿主細胞，其中甲組在含放射性標記的胸腺嘧啶的培養基中培養，乙組在含放射性標記的尿嘧啶的培養基中培養，分別接種病毒一段時間后，檢測子代病毒的放射性。若甲組子代病毒無放射性，而乙組子代病毒有放射性，則說明該病毒為RNA病毒；若甲組子代病毒有放射性，而乙組子代病毒無放射性，則說明該病毒為DNA病毒。
答案：（1）個體小，結構簡單，易于觀察因遺傳物質改變導致的結構和功能的變化；繁殖快，短時間內可大量繁殖（答出兩點，答案合理即可）　（2）e類病毒　①②（順序不可顛倒）　（3）在含放射性標記的尿嘧啶的培養基中培養宿主細胞　甲組子代病毒無放射性，而乙組子代病毒有放射性
課時作業（八）　DNA的結構
[基礎鞏固練]
1.由一對氫鍵連接的兩個脫氧核苷酸，已查明它的結構中有一個腺嘌呤，則它的其他組成應是（　　）
A.三個磷酸、三個脫氧核糖和一個胸腺嘧啶
B.兩個磷酸、兩個脫氧核糖和一個胞嘧啶
C.兩個磷酸、兩個脫氧核糖和一個胸腺嘧啶
D.兩個磷酸、兩個脫氧核糖和一個尿嘧啶
解析：一對氫鍵連接兩個脫氧核苷酸，其中一個含有腺嘌呤，根據堿基互補配對原則可知，另一個堿基為胸腺嘧啶，兩個脫氧核苷酸含有兩個磷酸和兩個脫氧核糖，C正確。
答案：C
2.在制作DNA分子的雙螺旋結構模型時，會發現制成的DNA分子的平面結構像一架“梯子”，那么組成這架“梯子”的“扶手”、“扶手”間的“階梯”、連接“階梯”的相關鍵依次是（　　）
①磷酸和脫氧核糖　②氫鍵　③堿基對　④肽鍵
A.①②③ B.①③② C.③①② D.①③④
答案：B
3.細胞內某一DNA片段中有30％的堿基為A，則該片段中（　　）
A.G的含量為30％ B.U的含量為30％
C.嘌呤含量為50％ D.嘧啶含量為40％
解析：根據DNA雙螺旋結構中A＝T、C＝G可知，嘌呤之和等于嘧啶之和。該DNA中各堿基的含量分別為：T＝A＝30％，C＝G＝[1－（30％＋30％）]/2＝20％，C正確。
答案：C
4.（多選）下列對雙鏈DNA分子的敘述正確的是（　　）
A.若一條鏈G的數目為C的2倍，則另一條鏈G的數目為C的0.5倍
B.若一條鏈上A和T的數目相等，則另一條鏈上A和T的數目也相等
C.若一條鏈的A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，則另一條鏈相應堿基比為2∶1∶4∶3
D.若一條鏈的G∶T＝1∶2，則另一條鏈的 C∶A＝2∶1
解析：根據堿基互補配對原則，在DNA雙鏈分子中，A1＝T2、T1＝A2、G1＝C2、C1＝G2，所以A、B、C項都是正確的。D項中，若一條鏈的G∶T＝1∶2，則另一條鏈C∶A＝1∶2，D錯誤。
答案：ABC
5.20世紀90年代，科學家們發現DNA也有酶催化活性，他們根據共有序列設計并合成了由47個核苷酸組成的單鏈DNA－E47，它可以催化兩個底物DNA片段之間的連接。下列有關敘述正確的是（　　）
A.在E47分子中，嘌呤堿基數一定等于嘧啶堿基數
B.在E47分子中，堿基數＝脫氧核苷酸數＝脫氧核糖數
C.在E47分子中，含有堿基U
D.在E47分子中，每個脫氧核糖上均連有一個磷酸和一個含氮堿基
解析：單鏈DNA分子中，嘌呤堿基數不一定等于嘧啶堿基數。DNA分子中不含有尿嘧啶。在DNA分子單鏈中，除一端的一個脫氧核糖外，其余的每個脫氧核糖上都連著兩個磷酸基團，故B正確。
答案：B
[能力提升練]
6.（多選）（2024·湖北荊州高一校聯考期末）DNA條形碼（DNABarcode）技術是一種利用一個或者多個特定的一小段DNA進行物種鑒定的技術。如圖中藥材DNA條形碼就是中藥材的基因身份證。下列有關敘述錯誤的是（　　）
A.從中藥材細胞中提取的DNA分子都有2個游離的磷酸基團
B.中藥材遺傳信息的“條形碼”是DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序
C.不同種類中藥材細胞的DNA分子不同，不同DNA分子的徹底水解產物不同
D.DNA分子和ATP分子中都含有腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸基團
解析：從中藥材細胞核中提取的DNA分子是線性的，有2個游離的磷酸基團，但從中藥材細胞質（線粒體、葉綠體）中提取的DNA分子是環狀的，沒有游離的磷酸基團，A錯誤；中藥材的遺傳物質是DNA，遺傳信息就儲存在脫氧核苷酸的排列順序中，B正確；不同種類的中藥材細胞中的DNA分子不同，但不同的DNA分子徹底水解的產物是相同的，都是磷酸、脫氧核糖和4種含氮堿基，C錯誤；DNA分子含有腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸基團，ATP分子中含有腺嘌呤、核糖和磷酸基團，D錯誤。
答案：ACD
7.下列有關計算結果，錯誤的是（　　）
A.若某DNA分子中，一條鏈中的A占該鏈的30％，另一條鏈的A占另一條鏈的20％，則DNA雙鏈中A占雙鏈的30％
B.在某雙鏈DNA分子的所有堿基中，鳥嘌呤占26％，則腺嘌呤占24％
C.某DNA分子的一條單鏈中＝0.4，其互補鏈中該堿基比例也是0.4
D.若某DNA分子中A占雙鏈的比例為c％，則一條鏈中的A占該單鏈的比值為0～2c％
解析：根據雙鏈中A占雙鏈的比例等于單鏈中A占單鏈的比例之和的一半，所以DNA雙鏈中A占雙鏈的比例為25％，A錯誤；在某雙鏈DNA分子的所有堿基中，非互補配對的堿基之和占堿基總數的一半，因此鳥嘌呤占26％，則腺嘌呤占24％，B正確；某DNA分子的一條單鏈中＝0.4，根據堿基互補配對原則，其互補鏈中該堿基比例也是0.4，C正確；若DNA分子中A占雙鏈的比例為c％，則一條鏈中的A占該單鏈的比值為0～2c％，D正確。
答案：A
8.如圖為某雙鏈DNA（由甲鏈和乙鏈組成）的局部結構簡圖，圖中數字①～⑥表示不同物質或氫鍵。下列敘述正確的是（　　）
A.圖中脫氧核糖和堿基交替排列，構成DNA的基本骨架
B.圖為①腺嘌呤，②為胸腺嘧啶，①②之間通過氫鍵連接
C.圖中③與④可能是G－C堿基對或A－T堿基對
D.圖中⑥為磷酸基團，此DNA片段中含有2個游離的磷酸基團
解析：圖中脫氧核糖和磷酸交替排列，構成DNA的基本骨架，A錯誤；圖中①為腺嘌呤，②為胸腺嘧啶，①②為同一條鏈上相鄰的堿基，它們之間通過“－脫氧核糖－磷酸－脫氧核糖－”連接，B錯誤；圖中③與④之間三個氫鍵，只能是G－C堿基對，不能是A－T堿基對，C錯誤；圖中⑥為磷酸基團，此DNA片段中含有2個游離的磷酸基團，D正確。
答案：D
9.（多選）（2024·浙江嘉興高一校聯考期中）構建DNA平面結構模型時提供了若干連接物和卡片，其中卡片類型和數量如下表，下列說法錯誤的是（　　）
卡片類型 脫氧核糖 磷酸 堿基
A G T C
卡片數量 12 12 2 3 2 3
A.構成的雙鏈DNA片段共有10個氫鍵
B.DNA中每個脫氧核糖均與2分子磷酸相連
C.可構建4種脫氧核苷酸，5個脫氧核苷酸對
D.可構建45種不同堿基序列的DNA
解析：這些卡片最多可形成2對A－T堿基對，3對C－G堿基對，而A和T之間有2個氫鍵，C和G之間有3個氫鍵，因此構成的雙鏈DNA片段最多有13個氫鍵，A錯誤；DNA中絕大多數脫氧核糖與2分子磷酸相連，只有末端的脫氧核糖與1分子磷酸相連，B錯誤；表中可形成2對A－T堿基對，3對C－G堿基對，最多可構建4種脫氧核苷酸，5個脫氧核苷酸對，C正確；這些卡片可形成2對A－T堿基對，3對C－G堿基對，且堿基對種類和數目確定，因此可構建的DNA種類數少于45種，D錯誤。
答案：ABD
10.（2024·廣東中山高一統考期末）某雙鏈DNA分子中，鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基的比率為a，其中一條鏈上鳥嘌呤占該鏈全部堿基的比例為b，則下列說法正確的是（　　）
A.該雙鏈DNA分子每條鏈上都含2個游離的磷酸基團
B.互補鏈中鳥嘌呤占該鏈堿基的比率為（a－b）/2
C.（A＋G）/（T＋C）的比值體現了DNA分子的特異性
D.互補鏈中鳥嘌呤與胞嘧啶之和在該鏈上所占的比例也為a
解析：雙鏈DNA分子每條鏈上都含1個游離的磷酸基團，A錯誤；DNA中鳥嘌呤（G）與胞嘧啶（C）之和占全部堿基的比率為a，DNA單鏈中G＋C占比為a，一條鏈上鳥嘌呤占該鏈全部堿基的比例為b，由于C＝G，互補鏈中C占b，G占該鏈堿基的比率為a－b，B錯誤；由于A＝T、G＝C，任何DNA雙鏈分子中（A＋G）/（T＋C）＝1，不能體現DNA分子的特異性，C錯誤；由于兩條單鏈上C＋G的數量相等，兩條鏈堿基數量相等，因此互補鏈中鳥嘌呤與胞嘧啶之和在該鏈上所占的比例也為a，D正確。
答案：D
11.研究表明，每個人的DNA都不完全相同，因此DNA也可以像指紋一樣用來識別身份，這種方法就是DNA指紋技術。回答下列有關問題。
DNA指紋圖
注：M表示母親，C表示該小孩，F1～F4表示待測男性。
（1）我們可以根據分析指紋圖的吻合程度來幫助確認身份，因為DNA能夠儲存遺傳信息，而且不同個體的DNA的　　　　　　　　　各不相同，故每個人的DNA指紋圖都是獨一無二的。DNA分子中遺傳信息量非常大，原因是　　　　　　　　　　　　　　。
（2）在現代刑偵領域中，DNA指紋技術正在發揮著越來越重要的作用，此外，DNA指紋技術還可以用于親子鑒定等。如圖是通過提取某小孩和其母親以及待測定的四位男性的DNA，分別經合適的酶處理后，形成若干DNA片段，然后進行電泳等一系列步驟得到的一組DNA指紋圖，請分析：F1～F4中，誰是該小孩真正生物學上的父親？　　　　，為什么？　　　　　　　
　　　　　　　。
（3）DNA分子中，（A＋T）/（G＋C）、（A＋C）/（T＋G）中能體現DNA分子特異性的是　　　　　　　。
解析：（1）利用指紋技術進行DNA指紋鑒定的原理是DNA分子的特異性，因為每個人的DNA的脫氧核苷酸都具有特定的排列順序，故每個人的DNA指紋圖是獨一無二的。組成DNA的脫氧核苷酸的數量多，且排列順序極其多樣化，所以DNA分子中遺傳信息量非常大。（2）子代的核遺傳物質一半來自父方，一半來自母方，C的DNA指紋圖中一條帶與M的DNA指紋圖中的一條帶相同，另一條帶與F2的DNA指紋圖中的一條帶相同，所以F2是該小孩真正生物學上的父親。（3）在雙鏈DNA分子中，堿基之間嚴格按照堿基互補配對原則進行配對，即（A＋C）/（T＋G）＝1，該比值無法體現DNA分子的特異性，而不同生物的DNA分子中互補配對的堿基之和的比值不同，因此（A＋T）/（G＋C）可體現DNA分子的特異性。
答案：（1）脫氧核苷酸排列順序（或堿基排列順序）　組成DNA的脫氧核苷酸的數量多，且排列順序極其多樣化　（2）F2　C的DNA指紋圖中一條帶與M的DNA指紋圖中的一條帶相同，另一條帶與F2的DNA指紋圖中的一條帶相同　
（3）（A＋T）/（G＋C）
課時作業（九）　DNA的復制　基因通常是有遺傳效應的DNA片段
[基礎鞏固練]
1.某雙鏈DNA分子中含有200個堿基，一條鏈上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，則該DNA分子（　　）
A.四種含氮堿基A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7
B.連續復制兩次，需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸120個
C.堿基排列方式共有4100種
D.含有4個游離的磷酸基團
解析：該DNA分子的一條鏈上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，另一條鏈A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3，整個DNA分子中A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7，A正確；則該DNA分子中A＝T＝30、G＝C＝70，連續復制兩次，需要腺嘌呤脫氧核苷酸30×（22－1）＝90個，B錯誤；該DNA分子含有100個堿基對，30個A－T堿基對，70個G－C堿基對，堿基排列方式小于4100種，C錯誤；雙鏈DNA分子中含兩個游離的磷酸基團，D錯誤。
答案：A
2.下圖為真核細胞內某基因（被15N標記）的結構示意圖，該基因全部堿基中C占30％，下列說法正確的是（　　）
A.解旋酶作用于①②兩處
B.該基因的一條核苷酸鏈中（C＋G）/（A＋T）為3∶2
C.若①處后T變為G，則該基因的熱穩定性下降
D.該基因在含14N的培養液中復制3次后，含14N 的DNA分子占3/4
答案：B
3.（多選）（2024·安徽亳州高二統考期末）DNA聚合酶不能使兩個游離的脫氧核苷酸結合，只能催化游離的脫氧核苷酸與已有的單鏈DNA或RNA片段的3'端結合。DNA連接酶可連接兩個脫氧核苷酸片段。如圖表示正在復制的某核DNA分子中的一個復制叉結構。下列相關敘述正確的是（　　）
A.DNA復制時，子鏈的延伸方向為3'端→5'端
B.細胞中DNA分子復制時還需要DNA連接酶等參與
C.DNA分子的精確復制保證了親子代個體間遺傳信息的連續性
D.DNA聚合酶可催化磷酸二酯鍵形成，但不催化氫鍵形成
解析：依題意，DNA聚合酶不能使兩個游離的脫氧核苷酸結合，只能催化游離的脫氧核苷酸與已有的單鏈DNA或RNA片段的3'端結合，因此推測DNA聚合酶催化子鏈由5'端向3'端延伸，A錯誤；據圖可知，圖示中兩條模板鏈中，一條鏈指導合成的子鏈是連續合成的，另一條鏈指導合成的子鏈是一個個片段，依題意，DNA連接酶可連接兩個脫氧核苷酸片段，因此推測細胞中DNA分子復制時還需要DNA連接酶等參與，B正確；DNA通過復制，將遺傳信息從親代細胞傳遞給子代細胞，從而保持了遺傳信息的連續性，C正確；依題意，DNA聚合酶將游離的脫氧核苷酸連接到核苷酸單鏈上，這個過程中DNA聚合酶催化了磷酸二酯鍵形成，不催化氫鍵形成，D正確。
答案：BCD
4.下列有關遺傳物質的說法中正確的有（　　）
①基因均位于染色體上　②X染色體上的基因都是有遺傳效應的DNA片段
③DNA是染色體的主要成分　④基因的特異性是由脫氧核苷酸特定的排列順序決定的　⑤每條染色體上總是只含一個DNA分子　⑥DNA是遺傳物質，遺傳物質是DNA
A.②④⑥ B.②③④ C.①④⑤ D.②③⑤
解析：基因主要位于染色體上，細胞質中的線粒體和葉綠體中也有基因，①錯誤；基因通常是有遺傳效應的DNA片段，X染色體上的基因都是有遺傳效應的DNA片段，②正確；染色體的主要成分是DNA和蛋白質，③正確；基因的特異性是由脫氧核苷酸特定的排列順序決定的，④正確；每條染色體上含一個或兩個DNA分子，⑤錯誤；DNA是遺傳物質，遺傳物質是DNA或RNA，⑥錯誤，故選B。
答案：B
5.利用DNA指紋技術進行親子鑒定具有極高的準確率，下列不能作為該項技術的科學依據的是（　　）
A.基因在染色體上呈線性排列
B.不同DNA分子具有特定的堿基排列順序
C.同一個體不同體細胞中的核DNA是相同的
D.子代的染色體一半來自父方，一半來自母方
解析：無論是否有親子關系，真核生物的核基因在染色體上都呈線性排列，這不能作為親子鑒定的依據，A符合題意；DNA分子具有特異性，具有特定的堿基排列順序，可以作為親子鑒定的依據，B不符合題意；同一個體的不同體細胞都來自受精卵的有絲分裂，核DNA幾乎都相同，C不符合題意；子代個體的核遺傳物質（染色體）一半來自父方，一半來自母方，可以作為親子鑒定的依據，D不符合題意。
答案：A
6.（多選）DNA分子的穩定性與堿基對之間的氫鍵數目有關。下列關于生物體內DNA分子中（A＋T）/（G＋C）與（A＋C）/（G＋T）兩個比值的敘述，錯誤的是（　　）
A.堿基序列不同的雙鏈DNA分子，后一比值相同
B.前一個比值越大，雙鏈DNA分子的穩定性越高
C.當兩個比值相同時，可判斷這個DNA分子是雙鏈
D.經半保留復制得到的DNA分子，后一比值等于1
解析：雙鏈DNA分子中，互補堿基兩兩相等，即A＝T、C＝G，A＋C與G＋T的比值為1，因此，堿基序列不同的雙鏈DNA分子，后一比值相同，A項正確；DNA分子中，C與G之間有3個氫鍵，A與T之間有2個氫鍵，C與G的含量越高，即前一個比值越小，DNA分子的穩定性越高，B項錯誤；當兩個比值相同時，這個DNA分子可能是雙鏈，也可能是單鏈，C項錯誤；經半保留復制得到的DNA分子，后一比值等于1，D項正確。
答案：BC
7.如圖表示一個DNA分子的片段，下列有關敘述正確的是（　　）
A.①有2種，中文名稱為鳥嘌呤或胸腺嘧啶
B.②和③交替排列儲存了遺傳信息
C.DNA的多樣性與構成不同DNA的④的種類有關
D.DNA分子復制時，⑤所示鍵會斷開和重新形成
解析：①處有3個氫鍵，表示G與C形成的堿基對，從①的堿基結構可知其是鳥嘌呤，A錯誤；②脫氧核糖和③磷酸交替排列構成DNA的基本骨架，而遺傳信息儲存在堿基的排列順序中，B錯誤；④為脫氧核苷酸，DNA分子的多樣性主要表現在構成DNA分子的四種脫氧核苷酸的數量和排列順序上，一般不同DNA都含有四種脫氧核苷酸，C錯誤；⑤所示為氫鍵，DNA分子復制時存在斷開和重新形成過程，D正確。
答案：D
[能力提升練]
8.生長在太平洋西北部的一種海蜇能發出綠色熒光，這是因為該種海蜇DNA分子上有一段長度為5 170個堿基對的片段——綠色熒光蛋白基因。轉基因實驗表明，轉入了海蜇的綠色熒光蛋白基因的轉基因鼠，在紫外線的照射下，也能像海蜇一樣發光。這個資料不能表明（　　）
A.基因是有遺傳效應的DNA片段
B.基因是DNA上的有一定功能的特異性的堿基排列順序
C.基因是控制生物性狀的遺傳物質的結構單位和功能單位
D.DNA的任意片段都能在另一種生物體內控制性狀
解析：根據題干信息“生長在太平洋西北部的一種海蜇能發出綠色熒光，這是因為該種海蜇DNA分子上有一段長度為5 170個堿基對的片段——綠色熒光蛋白基因”可知，基因是DNA分子上的片段，是具有遺傳效應的DNA片段，A正確；根據以上分析可知，基因在DNA分子上，是具有一定功能的特異性的堿基排列順序，B正確；基因是控制生物性狀的遺傳物質的結構單位和功能單位，C正確；基因是有遺傳效應的DNA片段，只有基因才能控制生物性狀，因此DNA上有些片段是不能控制生物性狀的，D錯誤。
答案：D
9.（多選）在含有BrdU的培養液中進行DNA復制時，BrdU會取代胸苷摻入到新合成的鏈中，形成BrdU標記鏈。當用某種熒光染料對復制后的染色體進行染色，發現含半標記DNA（一條鏈被標記）的染色單體發出明亮熒光，含全標記DNA（兩條鏈均被標記）的染色單體熒光被抑制（無明亮熒光）。若將一個細胞置于含BrdU的培養液中，培養到第三個細胞周期的中期進行染色并觀察。下列推測正確的是（　　）
A.1/2的染色體熒光被抑制
B.1/4的染色單體發出明亮熒光
C.全部DNA分子被BrdU標記
D.3/4的DNA單鏈被BrdU標記
解析：根據DNA的半保留復制特點，第一次有絲分裂結束后，細胞中的DNA全部為一條鏈含有BrdU，一條鏈不含；第二次有絲分裂結束，子代所有DNA有一半兩條鏈均含BrdU，有一半只有一條鏈含有BrdU；第三次有絲分裂中期，有1/2的染色體兩條染色單體中DNA雙鏈均含有BrdU（即被染色后無明亮熒光），有1/2的染色單體，一條染色單體中的DNA一條鏈含BrdU（被染色后有明亮熒光），另一條染色單體中的DNA雙鏈均含BrdU（被染色后無明亮熒光）。因此在第三次有絲分裂中期，1/2的染色體熒光被抑制，有1/4的染色單體發出明亮熒光，A、B正確；全部DNA分子被BrdU標記，有7/8的DNA單鏈被BrdU標記，C正確，D錯誤。
答案：ABC
10.（2022·海南高考）科學家曾提出DNA復制方式的三種假說：全保留復制、半保留復制和分散復制（圖1）。對此假說，科學家以大腸桿菌為實驗材料，進行了如下實驗（圖2）：
圖1 圖2
下列有關敘述正確的是（　　）
A.第一代細菌DNA離心后，試管中出現1條中帶，說明DNA復制方式一定是半保留復制
B.第二代細菌DNA離心后，試管中出現1條中帶和1條輕帶，說明DNA復制方式一定是全保留復制
C.結合第一代和第二代細菌DNA的離心結果，說明DNA復制方式一定是分散復制
D.若DNA復制方式是半保留復制，繼續培養至第三代，細菌DNA離心后試管中會出現1條中帶和1條輕帶
解析：第一代細菌DNA離心后，試管中出現1條中帶，則可以排除全保留復制，但不能肯定是半保留復制或分散復制，繼續做第二代細菌DNA密度鑒定，若第二代細菌可以分出一條中帶和一條輕帶，則可以排除分散復制，同時肯定是半保留復制，A、B、C錯誤；若DNA復制方式是半保留復制，繼續培養至第三代，形成的子代DNA只有兩條鏈均為14N，或一條鏈含有14N一條鏈含有15N兩種類型，因此細菌DNA離心后試管中只會出現1條中帶和1條輕帶，D正確。
答案：D
11.（多選）DNA分子中發生堿基錯配時，相對的兩個堿基不配對形成一個較為松散的凸起，如圖所示，此結構可被細胞中的相關酶系統識別，并將錯配堿基去除，從而保證DNA復制的準確性。下列有關敘述中正確的是（　　）
A.不配對堿基之間形成凸起結構與堿基的分子結構有關
B.出現此結構的DNA在復制時為全保留復制
C.若第一次DNA復制時錯配不能被識別，此錯誤一般會在第二次復制時消失
D.若第一次DNA復制時錯配不能被識別，則后代DNA中有一半發生改變
解析：圖中T和C均為嘧啶堿基，不能互補配對，因此它們之間形成凸起，A正確；出現此結構的DNA在復制時是半保留復制，B錯誤；若第一次DNA復制時錯配不能被識別，在第二次復制時，會發生正常的A－T配對，C－G配對，此錯誤一般會在第二次復制時消失，C正確；若第一次DNA復制時，錯配不能被發現，則由于親代DNA分子的一條母鏈發生改變，故后代DNA中有一半發生改變，D正確。
答案：ACD
12.下面是DNA復制的有關圖示。A→B→C表示大腸桿菌的DNA復制。D→F表示哺乳動物的DNA復制。圖中黑點表示復制起點，“→”表示復制方向，“ ”表示時間順序。
（1）若A中含有48 502個堿基對，而子鏈延伸速率是105個堿基對/min，假設DNA分子從頭到尾復制，則理論上此DNA分子復制約需30 s，而實際上只需約16 s，根據A→C過程分析，這是因為　　　　　　　。
（2）哺乳動物的DNA分子展開可達2 m之長，若按A→C的方式復制，至少需要8 h，而實際上只需要約2 h左右，根據D→F過程分析，是因為　　　　　　　　　　　　　。
（3）A→F均有以下特點：延伸的子鏈緊跟著解旋酶，這說明DNA分子復制是　　　　　　　的。
（4）C與A相同，F與D相同，C、F能被如此準確地復制出來，是因為　　　　　　　　　　　　　。
答案：（1）復制是雙向進行的　（2DNA分子中有多個復制起點　（3）邊解旋邊復制　（4）DNA分子獨特的雙螺旋結構為復制提供精確的模板，堿基互補配對原則保證DNA分子復制的準確無誤
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