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第1章 遗传信息的分子基础
一、单选题
1．下图为肺炎链球菌的三组转化实验，相关叙述错误的是( )
A.甲组实验出现S型细菌，推测S型细菌中存在能使R型细菌转化为S型细菌的物质
B.乙组实验中S型细菌的部分DNA片段进入R型细菌后可整合到R型菌的DNA中
C.乙组和丙组实验结果说明肺炎链球菌的主要遗传物质是DNA，蛋白质不是遗传物质
D.上述实验运用了细菌培养技术进行体外转化实验，减少了体内无关变量的干扰
2．在噬菌体侵染细菌的实验中，若用一个被放射性同位素3H标记的T2噬菌体侵染被放射性同位素35S标记的大肠杆菌，并最终释放出100个子代噬菌体。下列有关叙述错误的是( )
A.100个子代噬菌体的遗传信息基本相同
B.噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA
C.子代噬菌体的蛋白质外壳均含放射性同位素35S
D.子代噬菌体中核酸含放射性同位素3H的个体占2%
3．大肠杆菌细胞的拟核中有1个DNA分子，长度约为n个碱基对，碱基T约占a%。关于大肠杆菌核酸的叙述，正确的是( )
A.某大肠杆菌细胞的拟核DNA可能有4n种
B.大肠杆菌细胞的拟核DNA复制后A约占
C.大肠杆菌细胞的DNA中(A+G)/(T+C)=1
D.大肠杆菌细胞的RNA中U约占a%
4．为研究R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，进行了肺炎双球菌体外转化实验，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球菌的主要遗传物质是DNA
5．若某DNA片段含有200个碱基对，腺嘌呤占DNA分子的30%，其中一条链上鸟嘌呤占该链的28%。下列有关叙述错误的是( )
A.该DNA片段中(A+G)/(T+C)=1
B.该DNA分子共含有氢键480个
C.该DNA片段另一条互补链上鸟嘌呤占12%
D.该DNA片段一条链上嘌呤比例为50%
6．下列有关噬菌体侵染细菌实验的叙述不正确的是( )
A.用32P和35S标记噬菌体侵染普通细菌，子代噬菌体核酸和外壳中只可检测到32P
B.用噬菌体侵染14C标记的细菌，子代噬菌体核酸和外壳中均可检测到14C
C.用14C标记的噬菌体侵染普通细菌，子代噬菌体核酸中可检测到14C
D.用噬菌体侵染32P和35S标记的细菌，子代噬菌体核酸和外壳中均可检测到32P和35S
7．在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，其中一组实验如下图所示（用32P标记的噬菌体侵染普通大肠杆菌培养物），有关叙述正确的是( )
A.若不经过步骤②操作，对该组实验结果无显著影响
B.若继续分离出子代噬菌体，其中大部分会含有32P放射性
C.若沉淀物中放射性很高、上清液中放射性很低，即证明遗传物质是DNA
D.若①中培养液里含有32P，则子代噬菌体的DNA、RNA分子中均会带有放射性
8．下图是DNA分子的结构模式图，下列有关DNA的叙述，错误的是( )
A.DNA分子复制时，解旋酶可作用于上图中的⑨
B.上图中的⑧等碱基对构成了DNA分子的基本骨架
C.DNA是生物的主要遗传物质，能储存遗传信息
D.DNA上的基因表达时，至少需要3种RNA参与
9．下列能正确表示核酸分子结构中核苷酸连接方式的是
A.A B.B C.C. D.D
10．肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染大肠杆菌的实验表明，作为遗传物质应具备的特点包括( )
①能够准确地自我复制
②能够指导蛋白质的合成，从而控制生物体的性状和新陈代谢过程
③具有储存遗传信息的能力
④结构比较稳定
A.①③ B.①②③ C.①③④ D.①②③④
11．已知某DNA分子中，A与T之和占全部碱基总数的42%，其中一条链的C与T分别占该链碱基总数的24%和30%。则它互补链中的C和T分别占该链碱基总数的( )
A.30%，24% B.26%，20% C.20%，26% D.34%，12%
12．格里菲思通过实验证明，S型肺炎链球菌存在某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。后人为研究“转化因子”的化学本质，开展了两组相关实验，部分实验流程如图所示，①酶处理环节甲组用蛋白酶处理，乙组用DNA酶处理。下列说法正确的是( )
A.①酶处理体现了自变量控制的“加法原理”
B.②培养基中R型菌的数量是本实验的无关变量
C.R型菌染色体接受S型菌DNA后转变为S型菌
D.甲乙两组③培养基中分别仅测得R型菌和S型菌
13．噬菌体生物扩增法是一种检测样本中有害菌数量的方法，其原理是噬菌体能专一感染宿主细胞，进入宿主细胞的噬菌体将不受杀病毒剂的灭活，在裂解宿主细胞后感染作为指示剂的快速生长分枝菌，继续在平板上增殖形成噬菌斑，具体步骤如图所示。下列操作会导致测量值偏大的是( )
A.步骤①中混合保温时间过短
B.步骤②中未向悬浮液中加入杀病毒剂
C.步骤③中接种时菌株未充分分散开
D.步骤③悬液在平板上培养时间过短
14．下图为某同学制作的DNA双螺旋结构模型，相关描述正确的是( )
A.一个细胞周期中，c处化学键可能多次断裂、生成
B.模型中d处小球代表磷酸，它和脱氧核糖交替连接构成DNA分子的基本骨架
C.DNA的两条链反向平行，故a链从左向右的碱基序列和b链从右向左的碱基序列相同
D.DNA分子上不具有遗传效应的片段一般不能遗传给下一代
15．科学家证明已灭绝的“尼安德特人”和现代人有着共同的祖先。其主要依据是DNA的( )
A.含氮碱基种类 B.脱氧核苷酸种类
C.脱氧核苷酸排列顺序 D.规则的双螺旋结构
16．在搭建DNA结构模型的实验时，若有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，则下列有关说法正确的是( )
A.最多能搭建出30个游离的脱氧核苷酸
B.所搭建的DNA分子最长为5个碱基对
C.所搭建的最长DNA分子有46种碱基的排列顺序
D.所有的脱氧核糖都有两个磷酸基团与之相连
17．艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验，用加热致死的S型细菌制成提取液，经下表所示的处理后，分别加入到含有R型活菌的培养基中。一段时间后，培养基上无S型细菌出现的实验组别是( )
实验组别 ① ② ③ ④
加入的酶 未加 蛋白酶 RNA酶 DNA酶
A.① B.② C.③ D.④
二、填空题
18．在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，用35S标记噬菌体去侵染大肠杆菌，培养一段时间后，经搅拌和离心，结果发现大量的放射性物质出现在上清液中。尝试解释这一现象。
19．格里菲斯和艾弗里等几位科学家在研究过程中独到的实验设计令人惊叹不已，但也有些人质疑他们的实验设计。
（1）有人说，格里菲斯的肺炎链球菌转化实验并不能说明遗传物质是什么。这个观点正确吗？为什么？（2）有人认为，艾弗里的肺炎链球菌转化实验也不能说明遗传物质是DNA。为什么艾弗里当时提纯的DNA中会含有极少量的蛋白质呢？
20．赫尔希和蔡斯用放射性同位素35S和32P分别标记噬菌体，再进行侵染细菌的实验。
（1）我们能理解他们的实验设计吗？
（2）32P标记的是噬菌体的外壳，还是噬菌体的DNA？35S标记的是噬菌体的DNA，还是噬菌体的外壳？其原理是什么？
（3）用放射性同位素标记的目的是什么？
21．干叶病毒会导致菠菜患干叶病，研究发现，用干叶病毒的核酸处理菠菜叶也会使菠菜患干叶病。为探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA，某同学进行了如下实验设计，请补充相关内容：
（1）材料用具：苯酚的水溶液（可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（溶于缓冲液B）、RNA水解酶（溶于缓冲液B）、缓冲液A、缓冲液B等。实验步骤：
①选取生长状况相似的健康菠菜植株若干，随机均分成四组，分别编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。
②用苯酚的水溶液处理干叶病毒，将其蛋白质和核酸分离，获得的核酸用缓冲液A溶解制成病毒核酸提取液备用。
③用下表所列的溶液处理菠菜叶片。（请将表中内容补充完整）
组别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
处理叶片所用溶液 缓冲液A和 病毒核酸提取液和缓冲液B 病毒核酸提取液和 病毒核酸提取液和RNA水解酶
④相同条件下培养一段时间后，观察各组菠菜是否患干叶病。
（2）结果预测及结论：若____________，说明DNA是该病毒的遗传物质；若____________，说明RNA是该病毒的遗传物质。
（3）本实验中设置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组实验遵循了自变量控制中的____________（选填“加法原理”、“减法原理”或“加法原理和减法原理”）。
参考答案
1．答案：C
解析：A、甲组实验中，高温会使蛋白质失活，但不会使DNA完全失活，所以将高温加热的S型细菌的提取物加入到有R型细菌的培养液中，会出现S型细菌，说明S型细菌中存在能使R型细菌转化为S型细菌的物质，A正确；
B.乙组实验中，加入蛋白酶，会使蛋白质失去活性，然后将S型细菌的提取物加入到R型细菌的培养液中进行培养，会出现S型细菌的菌落，说明S型细菌的部分DNA片段进入R型细菌后可整合到R型菌的DNA中，B正确；
C.丙组实验中，加入DNA酶，会使DNA失去活性，然后将S型细菌的提取物加入到R型细菌的培养液中进行培养，则不会出现S型细菌的菌落，说明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA，但该组实验不能证明蛋白质不是遗传物质，C错误；
D.上述实验运用了细菌培养技术进行体外转化实验，减少了体内无关变量（如温度等）的干扰，D正确。
故选C。
2．答案：B
解析：子代噬菌体以亲代噬菌体DNA为模板复制，遗传信息基本相同，A正确；噬菌体无RNA聚合酶，转录依赖大肠杆菌的RNA聚合酶，B错误；子代噬菌体蛋白质外壳的原料来自大肠杆菌(含35S)，故均含35S，C正确；亲代噬菌体DNA含3H，复制为半保留复制，100个子代噬菌体中只有2个含3H，占2%，D正确。故选B。
3．答案：C
解析：大肠杆菌拟核DNA的碱基序列固定，只有1种，A错误；DNA复制遵循碱基互补配对，复制后A的比例仍与亲代相同，即A=T=a%，B错误；DNA双链中A=T、G=C，故(A+G)/(T+C)=1，C正确；大肠杆菌RNA中U的比例与DNA中A的比例无直接关联，因RNA是选择性转录的产物，D错误。故选C。
4．答案：C
解析：甲组中培养一段时间后可发现有极少的R型菌转化成了S型菌，因此甲组培养皿中不仅有S型菌落也有R型菌落，A选项错误；乙组培养皿中加入了蛋白质酶，故在乙组的转化中已经排除了蛋白质的干扰，应当推测转化物质是DNA，B选项错误；丙组培养皿中加入了DNA酶，DNA被水解后R型菌便不发生转化，故可推测是DNA参与了R型菌的转化，C选项正确；该实验只能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA，无法证明还有其他的物质也可做遗传物质，D选项错误。
5．答案：D
解析：A、计算可知，A+T=400×30%=120个，则A=T=60个，故C=G=140个，该DNA中碱基的排列顺序少于2004种，A错误；
B、通过以上分析可知，该DNA分子中A：T：G：C=3：3：7：7，B错误；
C、在双链DNA分子中，A+T=C+G，则互补的两种碱基之和占全部碱基的比例占全部碱基的比例等于这两种碱基之和占该链全部碱基的比例，已知该双链DNA分子腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的30%;则该DNA一条链中A+T也占该链全部碱基的30%，C错误；
D、一条链上有20个A，则另一条链上A有60-20=40个，D正确。
故选：D。
6．答案：A
解析：32P标记噬菌体DNA，子代噬菌体核酸可检测到32P；35S标记蛋白质外壳，子代噬菌体外壳原料来自细菌，检测不到35S，A错误；细菌被14C标记，子代噬菌体核酸和外壳的原料均来自细菌，均可检测到14C，B正确；14C标记噬菌体的DNA和蛋白质，子代噬菌体核酸可检测到14C，外壳检测不到，C正确；细菌被32P和35S标记，子代噬菌体核酸含32P，外壳含35S，D正确。故选A。
7．答案：A
解析：
8．答案：B
解析：DNA复制时，解旋酶作用于⑨氢键，解开双链，A正确；DNA分子的基本骨架是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成，⑧碱基对不构成基本骨架，B错误；DNA是生物的主要遗传物质，能储存遗传信息，C正确；基因表达时，需要mRNA(模板)、tRNA(转运氨基酸)、rRNA(构成核糖体)参与，D正确。故选B。
9．答案：A
解析：在脱氧核苷酸长链中，磷酸和脱氧核糖交替连接。B选项中下面的磷酸基不能再和其他基团连接，因此，A项正确，B、C、D项错误。
故选A。
10．答案：D
解析：肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染大肠杆菌实验表明，遗传物质需能准确自我复制，保证亲子代遗传信息一致；能指导蛋白质合成，控制生物性状和新陈代谢；需储存大量遗传信息，满足生物遗传需求；结构需稳定，避免遗传信息轻易改变。①②③④均是遗传物质应具备的特点。故选D。
11．答案：D
解析：因为一条链的C与T分别占该链碱基总数的24%和30%，设这条链为1链，其互补链为2链。根据碱基互补配对原则，1链的C与2链的G配对，1链的T与2链的A配对。整个DNA分子中G+C=1-42%=58%，则1链中G+C也占1链碱基总数的58%，已知1链中C占24%，所以1链中G占58%-24%=34%，那么2链中C占34%。整个DNA分子中A+T=42%，则1链中A+T也占1链碱基总数的42%，已知1链中T占30%，所以1链中A占42%-30%=12%，那么2链中T占12%，D正确，ABC错误。故选D。
12．答案：B
解析：A、与常态相比，人为去除某种影响因素的称为减法原理。①酶处理甲组用蛋白酶处理去除蛋白质，乙组用DNA酶处理去除DNA，这体现了自变量控制的减法原理，A错误；
B、由题意可知，该实验的自变量为S型匀浆加入不同的酶处理，其他的变量属于无关变量，因此培养基中R型菌的数量是本实验的无关变量，B正确；
C、肺炎链球菌是原核生物，其体内没有染色体，C错误；
D、甲组用蛋白酶去除蛋白质，S型菌匀浆仍有活性，能使R型菌转化为S型菌，但转化过程中并不是所有的R型菌都转化为S型菌，因此甲组③培养基中能测的R型菌和S型菌。乙组用DNA酶去除DNA，S型菌匀浆失去活性，不能使R型细菌转化为S型细菌，因此乙组③培养基中仅能测的R型菌，D错误。
故选B。
13．答案：B
解析：A、步骤①中混合保温时间过短，噬菌体不能充分感染宿主细胞，后续能增殖形成噬菌的噬菌体数量就少，会使测量值偏小，A不符合题意；
B.步骤②中未向悬浮液中加入杀病毒剂，那么未进入宿主细胞
的噬菌体就不会被灭活，这些未被灭活的噬菌体在后续培养中，会感染指示菌并增殖形成噬菌斑，导致统计的噬菌斑数量增多，测量偏大，B符合题意；
C.步骤③中接种时菌株充分分散开，可能会使多个噬菌斑重叠，这样统计到的菌斑数量就会减少，测量值偏小，C不符合题意；
D、步骤③悬液在平板上培养时间过短，噬菌体增殖形成的噬菌斑数量不足。统计到的数量会减少，测量值偏小，D不符合题意。故选B。
14．答案：A
解析：A、据图可知，c处表示碱基之间的氢键，DNA复制时会断裂和生成，一个细胞周期中，分裂间期存在DNA复制，因此c处化学键可能多次断裂、生成，A正确；
B、模型中d处小球代表脱氧核糖，它和磷酸交替连接分布在DNA的外侧，构成DNA分子的基本骨架，B错误；
C、DNA的两条链反向平行是指一条链是从3'→5'，另一条是从5'→3'，但a链从左向右的碱基序列和b链从右向左的碱基序列并不相同，C错误；
D、DNA分子上不具有遗传效应的片段不是基因，无论基因还是非基因片段，都可以通过减数分裂遗传给下一代，D错误。
15．答案：C
解析：A、不同DNA的含氮碱基都是A、T、G、C四种，A不符合题意；
B、不同DNA的脱氧核苷酸种类相同，都是A、T、G、C四种碱基对应的脱氧核苷酸，B不符合题意；
C、每种DNA的碱基序列不同，“尼安德特人”与现代人的DNA的脱氧核苷酸排列顺序有相似部分，证明“尼安德特人”与现代人是近亲，有着共同的祖先，C符合题意；
D、DNA的空间结构都是规则的双螺旋结构，D不符合题意。
故选C。
16．答案：B
解析：
17．答案：D
解析：
18．答案：因为用35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,而上清液的主要成分是培养基和噬菌体蛋白质外壳,因此大量的放射性物质会出现在上清液中。
19．答案：（1）因为格里菲斯没有将细菌体内的各种物质完全分离开，再分别与活的R型细菌混合，所以不能证明DNA是遗传物质。
DNA.DNA当时技术条件的限制，并不能提取出纯度为100%的DNA.DNA中混有的少量蛋白质不能被排除。
20．答案：（1）赫尔希和蔡斯的实验表明：噬菌体侵染细菌时，进入细菌内部的只有噬菌体的DNA，噬菌体的蛋白质外壳留在细菌外面。因此，亲代噬菌体的DA将遗传信息传递给了子代，子代噬菌体才表现出与亲代相同的各种性状。DNA才是真正的遗传物质。
（2）32P标记的是噬菌体的DNA，35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳。因为DNA中含有32P而不含35S,蛋白质中含有35S而不含32P
（3）目的是追踪T2噬菌体的DNA和蛋白质分子的去向。
21．答案：（1）缓冲液B；DNA水解酶
（2）Ⅱ、Ⅳ组菠菜患干叶病，Ⅰ、Ⅲ组菠菜未患干叶病；Ⅱ、Ⅲ组菠菜患干叶病，Ⅰ、Ⅳ组菠菜未患干叶病
（3）加法原理和减法原理
解析：（1）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水解酶可以催化DNA水解，RNA水解酶可以催化RNA的水解。因此表中Ⅰ处加入的是缓冲液A和缓冲液B，表中Ⅲ处加入的是病毒核酸提取液和DNA水解酶。
（2）若DNA是该病毒的遗传物质，则Ⅲ组DNA被水解，而Ⅱ、Ⅳ组DNA完好，因此Ⅱ、Ⅳ组菠菜患干叶病，Ⅰ、Ⅲ组菠菜未患干叶病；若RNA是该病毒的遗传物质，则Ⅳ组RNA被水解，而Ⅱ、Ⅲ组RNA完好，因此Ⅱ、Ⅲ组菠菜患干叶病，Ⅰ、Ⅳ组菠菜未患干叶病。
（3）本实验中向实验组加入核酸提取物，应用了加法原理，而用RNA水解酶和DNA水解酶除去RNA或DNA属于减法原理的应用，因此本实验中设置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组实验遵循了自变量控制中的加法原理和减法原理。

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