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第3章 复习与提高
——高一生物学人教版（2019）必修二洞悉课后习题
【教材课后习题】
1.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.重组DNA片段，研究其表型效应
B.去掉DNA片段，研究其表型效应
C.设法分别研究DNA和蛋白质各自的效应
D.应用同位素标记技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递
2.在噬菌体侵染细菌的实验中，下列对噬菌体外壳蛋白质合成的描述，正确的是( )
A.氨基酸原料来自细菌，酶来自噬菌体
B.氨基酸原料来自噬菌体，酶来自细菌
C.氨基酸原料和酶来自噬菌体
D.氨基酸原料和酶来自细菌
3.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
4.DNA具有多样性的主要原因( )
A.DNA由4种碱基组成
B.DNA具有规则的双螺旋结构
C.DNA具有碱基互补配对的特点
D.DNA的碱基对有很多种不同的排列顺序
5.DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异。当两种生物的DNA单链具有互补的碱基序列时，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链（如下图所示）。形成杂合双链区的部位越多，说明这两种生物的亲缘关系越近，这是为什么？
6.科学家分析了多种生物DNA的碱基组成，一部分实验数据如以下两表所示。据表回答下面的问题。
来源
人 1.56 1.43 1.00 1.00 1.0
鲱鱼 1.43 1.43 1.02 1.02 1.02
小麦 1.22 1.18 1.00 0.97 0.99
结核分枝杆菌 0.4 0.4 1.09 1.08 1.1
生物 猪 牛
器官 肝 脾 胰 肺 肾 胃
1.43 1.43 1.42 1.29 1.29 1.30
（1）不同生物的DNA中4种脱氧核苷酸的比例相同吗？这说明DNA具有什么特点
（2）同种生物不同器官细胞的DNA中脱氧核苷酸的比例基本相同，这说明DNA具有什么特点？为什么？不同生物的A、T之和与G、C之和的比值不一致，这说明了什么？为什么？
（3）除少数病毒外，所有生物的DNA都由4种相同的碱基组成，试从生命起源和进化的角度说明原因。
【定点变式训练】
7.下列有关肺炎链（双）球菌及其转化实验的叙述，错误的是( )
A.S型肺炎链（双）球菌的DNA能够直接使小鼠患败血症
B.R型肺炎链（双）球菌可通过基因重组转化成S型肺炎链（双）球菌
C.S型肺炎链（双）球菌的菌体有多糖类的荚膜，形成的菌落表面光滑
D.S型肺炎链（双）球菌的多糖不是使R型肺炎链（双）球菌产生稳定遗传变化的物质
8.20世纪中叶，科学家发现染色体主要由DNA和蛋白质组成，为探究这两种物质究竟谁是遗传物质，赫尔希、蔡斯等人做了很多努力。下列相关叙述正确的是( )
A.用35S标记噬菌体的方法与用32P标记细菌的方法相同
B.让DNA的两条链均被32P标记的噬菌体在细菌体内增殖一代，子代噬菌体中有一半含32P
C.用含有35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌，子代噬菌体均不含35S
D.噬菌体的DNA分子中，相邻碱基通过“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—”连接
9.为研究R型肺炎双（链）球菌转化为S型肺炎双（链）球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，进行了肺炎双（链）球菌体外转化实验，其基本过程如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.甲组培养皿中只有S型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性
B.乙组培养皿中有R型及S型菌落，推测转化物质是蛋白质
C.丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNA
D.该实验能证明肺炎双（链）球菌的主要遗传物质是DNA
10.如图表示T2噬菌体(双链DNA)侵染细菌实验的部分过程。相关叙述正确的是( )
A.实验一和实验三产生的子代噬菌体中均不含放射性
B.搅拌时间不足会使实验二悬浮液中放射性增加
C.本实验采用了密度梯度离心法使噬菌体外壳和细菌分离
D.两组实验结果对照可以说明DNA是遗传物质
11.某生物双链DNA分子的一条链中腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占该链碱基总数的40%，在限制酶的作用下被切成D1和D2两个DNA片段（酶切位点如下图所示），下列叙述正确的是( )
A.该DNA分子中A+T占碱基总数的50%
B.若D1中的A/C=m，则D2中的A/C=1/m
C.D1和D2片段中（A+C）/（T+G）的值相等
D.D2片段中一条链上的碱基通过氢键相互连接
12.某DNA分子片段如图所示，下列关于该DNA片段的叙述正确的是( )
A.虚线框内结构由一分子腺苷和一分子磷酸构成
B.图中一条链中相邻碱基之间以氢键相连
C.该DNA片段进行复制，第三次复制时需要14个游离的腺嘌呤脱氧核苷酸
D.用图中现有基本单位结构组件为材料制作DNA模型，不同小组最多可构建24种不同结构模型
13.下图为真核生物染色体上的DNA分子复制过程示意图，有关叙述错误的是( )
A.图中DNA分子的复制是从多个起点同时开始的
B.图中DNA分子的复制是边解旋边双向复制的
C.真核生物DNA分子的复制过程需要解旋酶
D.真核生物的这种复制方式提高了复制速率
14.DNA熔解温度（Tm）是使DNA双螺旋结构解开一半时所需要的温度，不同种类DNA的Tm值不同。如图表示DNA分子中（G+C）含量（占全部碱基的比值）与Tm的关系。下列有关叙述错误的是( )
A.若DNA分子中（G+C）/（A+T）=1，则G与C之间的氢键总数比A与T之间多
B.一般来说，DNA分子的Tm值与（G+C）含量呈正相关
C.DNA主要依靠氢键和磷酸二酯键来维持其双螺旋结构
D.Tm值相同的DNA分子中（G+C）数量也相同
15.DNA分子片段复制的情况如图所示，图中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链的片段。如果没有发生变异，下列说法错误的是( )
A.b和c的碱基序列可以互补
B.a和c的碱基序列可以互补
C.a中（A+T）/（G+C）的比值与b中（A+T）/（G+C）的比值相同
D.a中（A+G）/（T+C）的比值与d中（A+G）/（T+C）的比值一般不相同
16.下列有关双链DNA 的结构和复制的叙述，正确的是( )
A.DNA 分子复制需要模板、原料、酶和ATP 等条件
B.DNA 分子中每个脱氧核糖均连接着两个磷酸基团
C.DNA分子一条链上相邻的碱基通过氢键连接
D.复制后产生的两个子代DNA分子共含有2个游离的磷酸基团
17.双链DNA复制时，尚未解开螺旋的亲代双链DNA同新合成的两条子代双链DNA的交界处会形成复制叉，两个靠得很近的复制叉之间形成的空间称为“复制泡”（如图）。移动的DNA复制叉经常会碰到复制障碍（一些蛋白的结合位点，损伤的碱基等）而暂停下来，此时，复制叉可能会受到核酸酶的降解而垮塌，最终导致基因组不稳定，科学家们致力于研究复制叉稳定性的维持机制，进而为癌症患者寻找新的治疗方案。下列有关DNA复制的说法错误的是( )
A.DNA在复制时边解旋边复制，具有半保留复制的特点
B.DNA复制叉的垮塌可能导致DNA复制错误，从而诱发基因突变甚至细胞死亡
C.一个含400个胸腺嘧啶脱氧核苷酸的双链DNA分子在第n次复制时需要（2n-1）×400个胸腺嘧啶脱氧核苷酸
D.一个DNA分子上复制时出现多个复制泡可提高其复制效率
18.如图所示为DNA分子复制的片段,图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。下列各项中不正确的是( )
A.DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键,使两条链解开
B.a链中的值与d链中同项比值相同
C.DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接构成
D.a链中的值与c链中同项比值相同
19.下列与双链DNA分子结构和DNA复制相关的计算或说法中,不正确的是( )
A.双链DNA分子中碱基A与T的数量相等是由于在两条链中碱基A与T有互补配对的关系
B.双链DNA分子中脱氧核糖数=碱基数=磷酸数
C.被32P标记的噬菌体在不含放射性的细菌体内连续复制n 次形成的子代噬菌体中有放射性的占1/2n-1
D.某双链DNA片段含有4 000个碱基对,其中胞嘧啶占20%,连续复制3次需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为14 400 个
20.下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，正确的是( )
A.一个基因可含多个脱氧核苷酸，脱氧核苷酸的排列顺序决定基因的特异性
B.基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上只含一个基因
C.在DNA的结构中，与脱氧核糖直接相连的都是两个磷酸基团和一个碱基
D.原核生物的染色体主要由DNA和蛋白质组成
21.如图甲是DNA分子局部组成示意图，图乙表示DNA分子复制的过程。请回答有关DNA分子的相关问题：
（1）沃森和克里克构建了如图甲的DNA双螺旋结构模型，该模型用________________解释DNA分子的多样性。从主链上看，两条单链的方向________，从碱基关系看，两条单链________。
（2）若已知DNA一条单链的碱基组成是ATGCCAT，则与它互补的另一条链的碱基组成为________；若DNA分子的2条链分别为m链和n链，若m链中的（A＋G）/（T＋C）＝0.8时，在n链中，这种比例是________。
（3）图乙的DNA复制过程中除了需要模板和酶外，还需要____________________等条件；由图乙可知延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制是________。
（4）DNA分子的____________________为复制提供了精确的模板，通过____________________保证了复制能够准确地进行。
（5）基因通常是_______________________片段
答案以及解析
1.答案：C
解析：艾弗里实验的设计思路是把S型细菌中的物质分开单独观察它们的作用。赫尔希和蔡斯的实验中噬菌体的DNA进入细菌，而蛋白质外壳留在外面。由此可见，这两个实验在设计思路上的共同点是设法分别研究DNA和蛋白质各自的效应，故本题正确答案为C。
2.答案：D
解析：本题考查遗传物质探究实验相关知识。在噬菌体侵染细菌的实验中，噬菌体只有DNA进入了细菌，其蛋白质外壳仍在细菌外。因此，噬菌体衣壳蛋白质合成时，模板为进入细菌的噬菌体DNA，原料、酶等都是细菌提供的。所以选D。
3.答案：A
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，且RNA来自TMV，因此能检测到TMV的RNA和蛋白质。故选：A。
4.答案：D
解析：A、DNA分子都由四种碱基组成，这不是DNA具有多样性的原因，A错误；
B、双链DNA分子都具有规则的双螺旋结构，体现了DNA分子的稳定性，不是DNA具有多样性的原因，B错误；
C、双链DNA分子都具有碱基互补配对的特点，这不是DNA具有多样性的原因，C错误；
D、DNA分子具有多样性的原因是碱基对的排列顺序千变万化，D正确。
故选D。
5.答案：形成杂合双链区的部位越多，DNA碱基序列的一致性越高，说明在生物进化过程中，DNA碱基序列发生的变化越小，因此亲缘关系越近。
6.答案：（1）不同，说明DNA分子具有特异性（多样性）。
（2）稳定性，同一生物个体具有相似的DNA分子。不同生物的A、T之和与G、C之和的比值不一致说明了DNA分子的特异性，因为不同的生物个体的碱基序列不同。
（3）所有生物的DNA都由4种相同的碱基组成，说明了这些生物具有共同的起源。
解析：
7.答案：A
解析：加热杀死的S型肺炎链（双）球菌注射到小鼠体内，小鼠仍活着，说明S型肺炎链（双）球菌的DNA不能直接使小鼠患败血症，A错误；将S型肺炎链（双）球菌的DNA和R型肺炎链（双）球菌一起培养，可以得到S型肺炎链（双）球菌这里的变异类型是基因重组，B正确：S型肺炎链（双）球菌的菌体有多糖类的荚膜，使其不易受宿主免疫系统的攻击，形成的菌落表面光滑，C正确；使R型肺炎链（双）球菌产生稳定遗传变化的物质是S菌的DNA，不是多糖，D正确。
8.答案：C
解析：用35S标记噬菌体时，需先用含35S的培养基培养细菌，接着让噬菌体侵染带标记的细菌；用32P标记细菌时直接用含32P的培养基培养即可[小贴士：细菌能在培养基上生长繁殖，噬菌体为病毒，必须寄生在活细胞中才能生长繁殖]，A错误。让DNA的两条链均被32P标记的噬菌体在细菌体内增殖一代，子代噬菌体均含32P，B错误。噬菌体侵染细菌时，只将DNA注入细菌内，蛋白质外壳留在细菌外，其利用细菌细胞内的物质合成子代噬菌体，故子代噬菌体均不含35S，C正确。DNA分子单链中相邻碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，DNA分子的两条链中的碱基之间通过氢键连接，D错误。
9.答案：C
解析：若加热不会破坏转化因子的活性，则培养基中应当有R型和S型菌落，不会只有S型菌落，A错误。乙组中S型菌细胞提取物中的蛋白质被蛋白酶催化水解，与R型菌混合培养后，仍能使R型菌转化为S型菌，所以可推测转化因子不是蛋白质，B错误。丙组培养皿中只有R型菌落，DNA被水解后，R型菌不能转化为S型菌，所以可推测转化因子是DNA，C正确。
该实验能证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA，不能证明肺炎链球菌的主要遗传物质是DNA，D错误。
10.答案：D
解析：噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌细胞，蛋白质外壳没有进入，由于DNA的半保留复制，实验一产生的子代噬菌体中含有放射性，实验二产生的子代噬菌体中不含放射性，A错误。保温、搅拌适宜时间，实验二中放射性主要在悬浮液中，沉淀物中基本无放射性，若搅拌时间不足，悬浮液中放射性会减少，B错误。本实验没有采用密度梯度离心法，C错误。两组实验对照可以说明DNA是遗传物质，D正确。
11.答案：C
解析：DNA分子的一条链中腺嘌呤和胸腺嘧啶之和（A+T）占该链碱基总数的40%，则该DNA分子中腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占碱基总数的比例也是40%，A项错误。D1与D2是不同的DNA片段，无直接关系，故无法判断D1和D2中A/C的关系，B项错误。由图可知，在限制酶作用下该DNA分子被切割成两个DNA片段（切口为平末端），DNA双链中，A=T，G=C，故D1和D2片段中（A+C）/（T+G）的值均等于1，C项正确。D2片段中一条链上的碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，而不是通过氢键连接，D项错误。
12.答案：D
解析：本题考查DNA的结构相关知识。图示为DNA结构模式图，虚线框内结构为腺嘌呤脱氧核苷酸，腺苷由腺嘌呤和核糖组成，核糖不属于DNA的成分，A错误；结合图示结构可以看出，图中一条链中相邻碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸基团—脱氧核糖—”相连，B错误；该DNA片段中有两个腺嘌呤脱氧核苷酸，而DNA的复制方式为半保留复制，第三次复制相当于合成四个子代DNA片段，因此需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数目为2×4=8个，C错误；图中现有结构组件有4种，各有2个，以此为材料制作DNA模型，不同小组最多可构建4×3×2×1=24种不同结构模型，D正确。
13.答案：A
解析：从图中能看出有多个复制起点，但并不是同时开始，A错误；图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的，B正确；真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等酶的参与，C正确；真核生物的DNA分子具有多个复制起点，这种复制方式加速了复制过程，提高了复制速率，D正确。
14.答案：D
解析：G—C之间有3个氢键，A—T之间有2个氢键，若DNA分子中（G+C）/（A+T）=1，说明G—C和A—T数量相同，则G与C之间的氢键总数比A与T之间多，A正确；由题图可知，DNA分子的Tm值与（C+G）含量呈正相关，B正确；每条链上的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，两条链之间的碱基通过氢键连接，可见DNA主要依靠氢键和磷酸二酯键来维持其双螺旋结构，C正确；两个DNA分子若Tm值相同，则它们中的（G+C）含量相同，但（G+C）的数量不一定相同，D错误。
15.答案：B
解析：A、根据分析可知：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都能与d互补配对，说明a和c的碱基序列相同，B错误；
C、由于a与b的碱基序列互补，a中的A+T等于b中的A+T，同理a中的G+C等于b中的G+C，所以a中（A+T）/（G+C）的比值与b中（A+T）/（G+C）的比值相同，C正确；
D、a与d的碱基序列互补，a中的A等于b中的T，a中的G等于b中的C，a中的T等于b中的A，a中的C等于b中的G，所以a中（A+G）/（T+C）的比值与d中（A+G）/（T+C）的比值互为倒数，所以比值一般不相同，D正确。
故选B。
16.答案：A
解析：DNA分子复制需要模板（DNA分子的两条链）、原料（四种游离的脱氧核苷酸）、酶（解旋酶、DNA聚合酶等）和ATP等条件，A项正确；DNA分子中每个脱氧核糖连接一个或两个磷酸基团，B 项错误；DNA分子一条链上相邻的碱基通过“一脱氧核糖一鳞酸一脱氧核糖一”连接，C项错误；复制后产生的两个子代DNA分子共含有4 个游离的磷酸基团（每个DNA分子含有2个游离的磷酸基团），D项错误。
17.答案：C
解析：DNA在复制时边解旋边复制，具有半保留复制的特点；由题文“移动的DNA复制叉碰到复制障碍暂停而受到核酸酶降解继而垮塌，导致基因组不稳定”以及“为癌症患者寻找新的治疗方案”可知，DNA复制叉的垮塌可能导致DNA复制错误，从而诱发基因突变甚至细胞死亡；一个含400个胸腺嘧啶脱氧核苷酸的DNA分子，在第n次复制时需要消耗胸腺嘧啶脱氧核苷酸数量为（2n-2n-1）×400=2n-1×400个；一个DNA分子上出现多个复制泡可提高DNA复制的效率。
18.答案：B
解析：DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链之间的氢键，使两条链解开；从图可知a、d是互补的两条模板链，所以a链中（A+C）/（G+T）的值与d链中同项值互为倒数；DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接构成；从图可知a、d是互补的两条模板链，b链是以a链为模板根据碱基互补配对形成的子链，c链是以d链为模板根据碱基互补配对形成的子链，因此a链和c链、b链和d链中碱基排列顺序相同，所以a链中（G+T）/（A+C）的值与c链中同项值相同。
19.答案：D
解析：双链DNA分子的两条链上，碱基A与T有互补配对的关系，因此，碱基A与T的数量相等，A正确；组成DNA的基本单位脱氧核苷酸是由一分子脱氧核糖、一分子碱基和一分子磷酸组成的，因此，DNA分子中脱氧核糖数=碱基数=磷酸数，B正确；被32P标记的噬菌体在不含放射性的细菌体内连续复制n 次形成的子代DNA（或噬菌体）数量为2n 个，其中只有两个DNA分子含有32P，因此，子代噬菌体中有放射性的占1/2n-1，C正确；该DNA分子中腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为4 000×2×(1-40%)÷2=2400（个），该DNA连续复制3 次，形成了8 个子代DNA，则需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为2400×7=16800（个），D错误。
20.答案：A
解析：一个DNA分子上可含有成百上千个基因；在DNA的结构中，除末端外，与脱氧核糖直接相连的一般是两个磷酸基团和一个碱基；原核生物不含染色体。
21.答案：（1）碱基对排列顺序的多样性；反向平行；互补
（2）TACGGTA；1.25
（3）原料、能量；边解旋边复制
（4）独特的双螺旋结构；碱基互补配对原则
（5）有遗传效应的DNA
解析：（1）DNA分子中只含有四种碱基，碱基排列顺序的多样性导致了DNA分子的多样性。DNA分子的两条链反向平行，磷酸与脱氧核糖排列在外侧，碱基排列在内侧，遵循碱基互补配对原则，所以两条单链是互补的。
（2）根据碱基互补配对原则可知，另一条链的碱基组成为TACGGTA；若DNA分子的2条链m链和n链碱基互补配对，即Am=Tn、Tm=An、Gm=Cn、Cm=Gn，若m链中的（A＋G）/（T＋C）＝0.8，则n链中（T+C）/（A+G）＝0.8，故n链中（A＋G）/（T＋C）＝1.25。
（3）DNA复制过程需要模板、酶、原料和能量；由图乙可知，复制时，解旋酶先解开双螺旋，然后DNA聚合酶分别与母链结合，催化子链的合成，其复制的特点是边解旋边复制。
（4）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。
（5）基因通常是具有遗传效应的DNA片段。

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